土力学直剪试验(完整报告-含实验数据、强度图)

土力学直剪试验(完整报告-含实验数据、强度图)

直接剪切实验

一、实验目的

直接剪切实验是测定土的抗剪强度的一种常用方法，通常采用四个试样，分别在不同的垂直压力下，施加水平剪切力进行剪切，测出破坏时剪应力，然后根据库仑定律确定土的抗剪强度指标：内摩擦角φ和粘聚力c。

二、实验原理：

土的破坏都是剪切破坏，土的抗剪强度是土在外力作用下，其一部分土体对于另一部分土体滑动时所具有的抵抗剪切的极限强度。土体的一部分对于另一部分移动时，便认为该点发生了剪切破坏。无粘性土的抗剪强度与法向应力成正比；粘性土的抗剪强度除和法向应力有关外，还决定于土的粘聚力。土的摩擦角φ、粘聚力c是土压力、地基承载力和土坡稳定等强度计算必不可少的指标。

三、实验设备：

1.应变控制式直剪仪：由剪切容器、垂直加压设备、水平力推力座、量

力环等组成。

2.其它辅助设备：百分表、天平、环刀、秒表、饱和器、透水石、削土刀等。

四、实验步骤：

1.按要求的干密度，称出一个环刀体积所需的风干试样。本实验

使用扰动土试样。制备四份试样，在四种不同竖向压力下进行剪切试

验。

2.取出剪切容器的加压盖及上部透水石，将上下盒对准，插入固

定销。

3.将试样徐徐倒入剪切容器内，在试样面上依次放好透水石、加

压盖、钢珠和加力框架。

4.徐徐转动手轮至量力环上的百分表长针微微转动为止，将百分

=0。

表的长针调至零，即R

5.在试样面上施加第一级垂直压力P=100kpa。

6.拔去固定销，以8s/r的均匀速率转动手轮，使试样在3--5分

钟内剪破。剪破标准：（1）当百分表读数不变或明显后退，(2)百分表

指针不后退时，以剪切位移为4mm对应的剪应力为抗剪强度，这时剪

切至剪切位移达6mm时才停止剪切。

7.卸除压力，取下加力框架、钢珠、加压盖等，倒出试样，刷净

剪切盒。

8.重复2-7步骤，改变垂直压力，使分别为200、300、400kpa进

行试验。

五、数据分析：

垂直

压力(KPa ) 手轮转数

钢环读数

(0.01mm)

剪切位移

(0.01mm)

剪应力

(KPa)

10 0

0 0 0 0

2 16.0 24.0 39.520 4 21.0 59.0 51.870 6 23.0 97.0 56.810 8 24.0 136.0 59.280 10 24.8 175.2 61.256 12 24.8 215.2 61.256 14 24.8 255.2 61.256 16 24.7 295.

3 61.009 18 24.8 335.2 61.256 20 24.8 375.2 61.256 22 24.8 415.2 61.256 2

4 24.8 455.2 61.256

200

0 0 0 0

2 20.0 20.0 49.400 4 32.0 48.0 79.040 6 38.2 81.8 94.354 8 42.0 118.0 103.740 10 47.0 153.0 116.090 12 49.0 191 121.030 14 49.1 230.9 121.277 16 49.1 270.9 121.277 18 49.1 310.9 121.277 20 49.0 351 121.030 22 49.0 391 121.030 24 49.0 431 121.030

300

0 0 0 0

2 25.0 15 61.750 4 42.0 38 103.740 6 52.2 67.8 128.934 8 57.8 102.2 142.766 10 62.6 137.4 154.622

12 67.0 173 165.490 14 69.0 211 170.430 16 72.0 248 177.840 18 73.3 286.7 181.051 20 73.6 326.4 181.792 22 73.6 366.4 181.792 24 73.5 406.5 181.545 26 73.6 446.4 181.792

400

0 0 0 0

2 28.0 12.0 69.160 4 52.0 28.0 128.440 6 69.2 50.8 170.924 8 80.2 79.8 198.094 10 89.0 111 219.830 12 90.8 149.2 224.276 14 94.8 185.2 234.156 16 96.8 223.2 239.096 18 97.6 262.4 241.072 20 97.6 302.4 241.072 22 97.6 342.4 241.072 24 97.6 382.4 241.072 26 97.6 422.4 241.072

剪切位移为4mm时对应的剪应力（kpa）即抗剪强度如下表：

100 61.26

200 121.03

300 181.79

400 241.07

由图可知：抗剪强度指标：C=10，φ=31.2