土质学与土力学综合性实验

土质学与土力学综合性实验

《土质学与土力学》

——设计性实验报告

值Ψ、c探究不同粒径与不同含水量抗剪强度参数题目：

探究不同粒径不同含水量的砂土对土的直剪的影响

一，设计思路

直接剪切试验是测定土的抗剪强度的一种常见的方法。取烘干的砂利用筛分法筛出不同粒径的砂样。分别对四种砂样进行试验，试验中将每种砂样分为四组，把该粒径的砂配制成不同的含水量，每组采用四个试样，分别在不同的垂直压力P

下，施加水平剪切力进行剪切，求得破坏使得剪切力，然后根据库伦定律?。和粘聚力确定土的抗剪强度参数：内摩擦角C

二，实验仪器设备

（1）电动等应变直剪仪

（2）测微表百分表或千分表

（3）秒表、滤纸

（4）细筛要求一套，孔径分别为2、1、0.5、0.25、0.075mm

（5）天平（量程5千克、分度0.1千克、最小、烧20ml、修土刀、瓷盘、量筒克）30量程

杯、胶头滴管

实验步骤三，

准备试样：含水量为10%的四个试样。调试弹性钢环与剪切容器和端

。承支架接紧，保持横向和竖向传力杆水平等

第一次含水量为：12%

第二次含水量为：12%将上下盒用固定销固定后，盒内依次放入透水石和滤纸后将试样15%第三次含水量为入剪切盒中，然后在其上依次放入滤纸和透水石，再依次加上活塞18%第四次含水量为钢球和加压框架22%

第五次含水量为

加上垂直压力后，、300400kpa,、加压：垂直压力分别为100200、立即拔出固定销，松开杠杆搭扣，同时开动秒表，并开始加水平剪力。

剪切时，开动应变式直剪仪，每转动一圈记录测微表读数一次，直至土样剪断，并且记录最终测微表读数以及首轮转数。

四、原始数据

五、实验分析

下面各图分别为含水量为10%，12%，15%，18%，22%的剪应力—剪切位移关系曲线及抗剪强度—垂直压力关系曲线。

从抗剪强度—垂直压力关系曲线图中得出如下数据：

含水量w（%）内聚力c（Kpa）内摩擦角Ψ（°）

16.2 6.7 10

14.1 5.5 12

12.9 4.9 15

14 18 3.3

16.1

22

1.8

结论：1、砂样中含水，使得内聚力不为零

2、随着含水量的增大，砂样的内聚力随之下降，且变化幅度较大，因而可以认为含水量的变化对砂样的内聚力影响较大

3、含水量的变化与内摩擦角的变化无直接关系，且内摩擦角变化幅度较小，可以认为含水量的变化对砂样内摩擦角的变化影响不大

理论解释：实验中沙土体现出的粘聚力是在竖向压力下的摩擦力，由于水的作用，容易在沙粒的表面形成水膜，且水的存在一定程度上使沙粒间相互间的吸附力有所改变，随着含水量的增加，水膜产生和增厚使沙粒间的摩擦减小，沙的整体抗剪能力减弱，更容易在横向延伸，而颗粒粒径为0.5—1mm，水的存在与增加对颗粒吸附力影响要弱于颗粒间摩擦力的减少，进而使内聚力和内摩擦角减小。