现场原状土直剪试验
现场原状土直剪试验
现场原装土的直剪试验计划书
现场原状土的直剪试验计划书
我们日常所得土体的力学性能参数大多是在实验室内做试验得到的。但在一些大型的、特殊的工程中实验室所得的参数就有它的局限性，因此，我们有必要在现场的条件下进行试验，从而得到土体实际的力学参数。进而知道工程的设计和施工。由于试验尺寸大且在现场进行，能把土体的非均质性及软弱结构面对抗剪强度的影响更真实地反映出来，比室内土体试验更符合实际情况。现场直剪试验主要适用于粘性土、粉土、砂土、碎石土以及它们所组成的混合土层。
土体的现场剪切试验可分为三类：
(1)土体本身直剪试验；
(2)土体沿软弱结构面的直剪试验；
(3)土体与混凝土接触面的直剪试验每类试验又可细分为：
(1)抗剪断试验：试体在法向应力作用下沿剪切面剪切破坏的直剪试验；
(2)抗剪试验(摩擦试验)：试体剪断后沿剪切面继续剪切的抗剪试验;
(3)抗切试验：法向应力为0时对试体进行的直剪试验
从而根据库仑方程得到相应的强度指标：抗剪断强度，抗剪强度(摩擦强度)，抗切强度。如图1所示.本文主要介绍现场原装土的直剪试验。
概述
图1剪切试验种类
二、试验目的
由于现场直剪试验土样的受剪面积比室内试验大得多，且又是在现场直接进行试验的，因此较室内试验更能符合天然状态，得出的结果更加符合实际工程的技术要求。通过大面积现场直接剪切试验，求出现场原状土的抗剪强度参数C, 研究观察现场原状土的抗剪性能。
三、实验原理
根据库仑定律（1776）,有：
1：「rr ：＜ Il-Ji （1）
式中，口剪切破坏面上的剪应力（kPa），即岩土体的抗剪强度；
――破坏面上的法向应力（kPa）；
C--岩土体的内聚力（kPa）；
宙--岩土体的内摩擦角（°）;
依据所测得的Tf可推求出相应的C、©值。
（1）平推法
法向应力：応:r
切向应力：I
（2）斜推法
法向应力:p
切向应力：I h
式中，Q--作用于剪切面上的总斜向荷载（N）;
：＞-斜向荷载施力方向与剪切面之间的夹角。
四、试验前的准备工作
1、确定试验小组成员、组长，制定工作计划，分配任务。
实验小组共四名成员，应具备岩土工程的基础知识，有良好的组织协调和团队合作的能力，人员结构要求至少包含两名有相关试验经验的人员。试验小组成
立后，利用半天的时间让小组成员学习大面积直剪试验及在试验过程中应该注意的事项。制定工作计划以及分配任务，如表1所示。
表1试验进度及人员安排计划表
试验名称：___________________ 试验组长：___________________
2、试验仪器设备的准备。本试验需要的仪器设备如表2所示
表2原状土体直剪试验仪器设备表
注：以上仪器设备在试验前均需要校准核实，
确保正常安全工作。
五、试验步骤
1、试样制备
(1)设计试样尺寸：700mM 700mM 300mm满足剪切面积大于0.3m2，高度大于20cm 或最大粒径的4-8倍规范要求。试验取三组，每组三个试样，共九个试样进行试验。
(2)选择了现场有代表性的三个试验地段开挖试坑，试坑的开口尺寸应根据土质情况和试验深度而定，初步拟定工作面尺寸5000mm<2000 mm当试坑开挖到离要求试验深度315mn!寸，停止全面开挖，按图1所示预留一条宽800mm高315mm 的土埂，以便制作试件。
(3)停止全面开挖时，在试坑内的拟定试样旁边取原状土样，保存好，带回实验室测定试验前土的重度和天然含水率。
(4)由预留土埂的一端(距试坑端壁250mm开始制备试件，先将顶部粗略削
平，使顶面与剪切面平行，再将土埂切削成三个边长780m材780mm的土柱。土柱
侧面必须与剪切面垂直。各试体之间距离等于1200mm满足大于试件最小边长的
1.5 倍。
(5)将剪力盒套在土柱上端，用削土刀精削土柱，边削边压，直到剪力盒刃
口部达到预定位置，再修整试样顶面并超出剪力盒上缘10mm
(6)若试件制备过程中出现的凹面、缺角等缺陷，应用原土或粉细砂填补。
(7)剪力盒与试样之间的缝隙应用粉细砂填实，可对缝隙附近的盒壁轻击震
动，使砂土徐徐注入。剪切面的开缝应为最小粒径的1/3〜1/4。清除周围余土，
形成与剪切面一致的试坑基底。
图1试样布置及加荷装置示意图1、2、3、
4-地锚
1-剪力盒（内装试样）；2-滚动滑板；3-滚珠;
4-千斤顶；5力传感器；6-位移计；7-钢梁;
&地锚；9-垫板
图2大面积现场直剪试验设备安装示意图
2、设备安装
在安装仪器设备之前，应按有关规定测定滚排摩擦力 f 0；
（1）安装法向荷载系统
在带有剪力盒的试样上，安装滚动滑板，滑板的上部安装千斤顶。在千斤顶活塞的上部安装垂向应力传感器，传感器接受千斤顶的作用力并传递作用于反力系统，反力系统采用地锚钢梁式，先安装钢梁，再用地锚拧入土中，进一步加固钢梁。滚动滑板底面与试样顶面间垫层薄砂，使滚动滑板平面与剪力盒顶面平行，反力合力作用点、测力计中心、千斤顶施力中心、滚动滑板中心、试件中心应保持在同一中轴线上，并且与预定剪切面垂直。安装完毕后，启动千斤顶，施加接触压力使整个法向荷载系统接触紧密。千斤顶活塞应预留足够的行程，以行程形
成不够。施加垂直荷载装置安装应按下列顺序进行：
①在试样表面铺砂、击实并末平整至剪切盒表面；
②安装下钢板、滚排、上钢板；
③安装油压千斤顶，将施力中心对准试样中心；
④安装滑块、传力柱，并对准工字形钢梁中心。
（2）安装剪切荷载系统安装水平反力装置，要求坑壁面平整，调整反力座使反力垫板与坑壁紧密接触，切向压力千斤顶利用基坑坑壁作反力底座，坑壁垫板的面积与千斤顶支撑杆的刚度应满足刚度要求。千斤顶的活塞顶升方向与剪力盒底面方向保持一致。剪应力传感器安装于千斤顶活塞与剪力盒之间，剪力盒的受力面上应垫上与之吻合的框架或钢板，以保证在切向力的作用下试验系统有足够的刚度，不致使剪力盒产生过大的变形，千斤顶在剪力盒上的施力点，应安置在剪力盒侧面的中心点上，力的作用方向应通
过试样预剪面中心。施加横向荷载装置安装应按下列顺序进行：
①安装定顶压钢板，并在底部垫约1cm厚木板2块，两端放置紧贴剪切盒, 岩石试验还应在顶压钢板与剪切盒之间垫放橡皮垫；
②安装油压千斤顶，使其施力中心对准剪切面，且位
于试样中线；
③安放滑块位于油压千斤顶后座中心；
④安放后座钢板，并将该钢板与试槽壁之间填实。
针对斜推法要关注下面这种情况：安装斜向千斤顶时，须严格定位。斜向推力作用方向与剪切面的夹角一般为
12〜17°, —般用15°。使千斤顶的轴线穿过剪切面中心，力争剪切面受力均匀
⑶安装垂直加荷反力装置卧式斜支撑应符合下列规定：
①在试样间隔处合适位置的槽壁上修制斜撑板的倒角。
②修制斜撑板倒角图 3 所示。
1-斜撐■根E •恆搐桐3 L斜舞仰朮■池璋巧5，垃力旺杆
—下兴厂娜咱E-丁于钢鸡钉
图3
（4）安装测量系统
量测试样垂向变形的位移计测点，安装在滚动滑板的两对角上，量测试样剪切变形的测点，安装在剪力受力面的另一侧，左右两边各一个。安装位移计的基座应注意避免试验影响。试样的制备和实验设备的安装应尽快完成，以保持试样的天然含水率状态。
3、加载方法
（1）施加法向荷载
首先对一个试体分级施加垂向荷载，分5级施加，每级30 kPa最大法向荷载为150kPa。分级施加荷载到预定压力后，每5min量测一次位移计读数。当每分钟内变化小于0.05mm时，即认为稳定，再施加下一级荷载。法向荷载达到最大值后，整个试验过程中应保持不变。
（2）施加剪切荷载
预加法向荷载达到稳定后，即可施加切向剪应力，控制千斤顶使其推力均匀的连续施加，剪切变形的速度控制在每分钟5mm左右，并在试验过程中每20s测
度一次剪应力和剪切变形，直至随着变形增加而剪应力不再增加为止。若无上述情况出现，剪切变形达到35mm-70mr时，即可停止试验。在施加切向剪应力的过程中，应保持竖向荷载不变。剪损时间控制在5-10min内为宜。
（3）按上述步骤作另外两个试样在不同垂直荷载作用下的直剪试验。其中一个法向荷载分5级、每级60kPa最大法向荷载300kPa施加；另一个法向荷载分5级、每级90kPa、最大法向荷载450kPa施加。加载过程中，注意及时准确的纪录数据。
4、取土样，保存好，带回试验室测定试验后土样的重度和天然含水率。
六、试验方法
岩体与混凝土接触面的直剪试验的试验方法有斜推法和平推法两种。我们在 这里采用斜推法。斜推法试验：
1、 加荷分析
首先应对每一个试体施加一定的垂直荷载，然后再施加斜向剪切荷载，进行 试验。由于斜向荷载可分解为平行于剪切面的切应力和垂直剪切面的正应力，故 一旦加上斜向荷载，剪切面上的正应力随之增加这个分量。从而出现了正应力的 处理问题，即在剪切过程中，剪切面上的正应力的保持常数还是变数的问题。国 外对这个问题持不同看法。在国内，大致采用以下三种方式来处理：
⑴随着斜向荷载的施加，同步减小垂直压力表读数，使剪切面上的正应力在 整个剪切过程中始终保持常数。
⑵在施加斜向荷载时，始终不调整垂直压力表读数(实际上垂直压力表读数在 增加)，此时剪切面上的正应力是变数。
⑶在施加斜向荷载时，同步调整垂直压力表读数，使压力表读数始终保持在 初始读数上。此时加于试体的正应力也是变数。
第⑴种方法，称之为常正应力法；⑵、⑶两种方法称之为变正应力法。当正 应力为变数时，剪切面上的应力条件比较复杂，而且作出的剪应力一剪位移曲线 图形失真，对试验成果的整理和分析都带来困难。故现行规范规定为按常正应力 法试验。
为此，在试验前，就要求我们设计出试体应施加多大的垂直荷载和斜向荷载， 才能使试验顾利进行。
2、 施力公式推导 (1) 应力计算
法向应力：G • r+Qiii 直 样in (记 Q/F=F, £ k =q )
切向应力：L 』一r (2) 最大单位推力、的估算
在试验进行之前，需要预估试体发生剪切破坏时的最大单位推力
Q'.r 、，从而
计算出斜向总荷载Q 。据此，可在试验过程中分级施加斜向推力，直至试体剪断。
在极限状态下，应力条件应满足库仑公式：
只要预估出剪切面上的f （摩擦系数，tan ©）、C 值，a = 15°, （T 也可给定, 即可计算E .,..0然后乘以剪切面积F 就是?,：、、，按分级加载试验。
trtanqt + C
g 吋= -------------------------
co^a
（3）同步加减荷载计算
在试验过程中，为了保持剪切面上的正应力r为常数，因此逐级施加q的同时, 须同步成少p值。同步加减的荷载按下式计算：
由IT ifi ,ri< ,得出：j 「’厂=IT
（4）最小正应力的确定
为了避兔试验过程中p值不够减的情况发生，必须首先确定剪切面上的最小正应力厂“值。
为使在剪切时p>0，即1C. >0
在极限状态下，还应满足：
qcosa = + £
建立联立方程组-.r-LiL- u
qosa —trtamp + C
解得c
min Ctga-tui^
把根据试体实际情况估计的剪切面的f、C值、a= 15°，代入上式，即可计算出剪切面上所需施加的•值。如小于此值，将会出现P值不够减的情况。显
然，还要对f、C值的估计应接近剪切面的实际值；估计值偏大时，试体破坏时的斜向荷载，Q将达不到设计的值，估计值偏小时，同样全出现P值不够减的情况。七、测量方案
为便于求出水平力和位移曲线的峰值，在施加水平力的过程中，在试块尚无出现位移（位移量极微）之前，水平力每增加0.1p （p为垂直荷载的总量）观察
水平位移一次；当试块处于开始位移状态时，水平力每增加0.03~0.05p，观察一
次位移；当试块处于位移状态中，水平力每增加或下降0.01p，观察一次位移。如水平力保持不变，而位移继续增大，是否观测位移，根据时间要求酌情考虑。
八、安全措施（人、设备）
1•进行地下水试验时，为防止由于开挖卸荷使试坑起拱而带来不利情况，应事先将水位降至实验标高以下，安装设备，待水位恢复后进行试验。
2•开挖基坑当接近试验面或坑壁面时，应用平底铁锹沿试验面或坑壁面将扰动土剥离，坑壁不稳定时应进行支撑
3•安放承压板和千斤顶时应平置轻放，尽量一次置于坑中心，使试验面土体免受
扰动，安装仪表和观测支架时，应保证各部件有足够的连接强度。
4•以千斤顶加荷时，启动杠杆要轻抬慢压，以免对地基造成脉冲荷载，增加沉降量；接近仪表最大行程时，一般在该级荷载沉降达到稳定标准，施加下一个荷载前将仪表调至零并加以记录。随时注意撑板上爬、坑壁变形等不安全因素，及时采取处理措施，必要时可终止试验。
5•尽量避免试验面和土体受到扰动和脚踩。
九、计算和记录表格
1、斜推法的计算
法向应力：山y
切向应力：I '.3「F
式中，Q--作用于剪切面上的总斜向荷载（N）；
A-斜向荷载施力方向与剪切面之间的夹角。
2、抗剪强度的取值
（1）以剪应力为纵坐标，剪切变形为横坐标，绘制剪应力和剪切变形关系曲线，如图2所示。取曲线剪应力的峰值为抗剪强度（）。
（2）当剪应力与剪切变形关系曲线上无明显峰值时，取剪切变形量为试件边长1/10处的剪应力为作为抗剪强度（）如（图4）。
图4
3、抗剪强度参数的确定
确定抗剪强度参数，一般采用图解法或最小二乘法。本试验选择图解法
计算c、值
根据试验结果中的剪应力和相应的垂直压应力分布点，做平均直线（或曲线），使其尽可能接近所有点，舍弃偏离直（曲）线较远的个别点，如图3所示（以其
中一组为例）。由直线（或代表曲线的直线）的斜率及其在纵坐标上的截距，确定摩擦角（）和粘聚力（C）。
图5抗剪强度与垂直压力关系曲线记录表格见附表1 0
十、影响试验成果的因素分析
影响试验成果的主要因素有：试体（剪切面）尺寸的选定、剪切面起伏差、试体（剪切面）被扰动的程度、剪切面上垂直压应力分布、剪力施加速率等。
1、试样的尺寸对试验成果会产生影响。在试样制备、设备安装、以及记载过程中，土体会受到扰动、结构遭破坏，将严重影响测定结果。所以在整个试验过程中，应尽量减小对土体的扰动，并且在满足试验要求的前提下，缩短试验时间。
2、在试验开始时，施加于试样顶部压力为轴向正压力p,开始施加水平荷载
后，由于水平剪切力使得剪切面上下土体发生相对位移，从而使原来的垂直方向
正压力变成偏心压力，从而使试样发生斜剪，这时，试验所得摩擦角比真摩擦角偏小。
3、剪切速率对土的抗剪强度的影响。抗剪强度一般随剪切速率而增加。
4、剪切面的影响。一方面，实际剪切面面积会对抗剪强度产生影响。在剪切过程中，垂直荷载偏移，随着位移增加，有效剪切面积相应减小，所对应f也偏小，而且随着应力增加，这种趋势更为明显。剪切时，剪切面逐渐减小，但在计算强度时，仍按土样的原截面计算，使得算得的强度值f比实际值偏小。另一方面，剪切面起伏差对抗剪强度也会产生影响。为统一试验条件，便于成果对比分
析和减少其分散性，结合国内实践经验，规定制定的剪切面，其起伏差不大于剪切方向边长的1%-2%
5、试验过程中，除保持剪切面上垂直压应力维持不变外，还应使其均匀的分布在剪切面上，剪力作用线与剪切面间存在偏距会使剪切面上垂直压应力分布不均匀。这种不
均匀性随剪力的增大而增大，无疑将影响测定成果。为此，规定偏距应严格控制在剪切面边长的5%以内。
6、温度变化的影响。在试验中一般不考虑温度对土质的影响。实际上，温度对土的强度和变形有很大的影响。假设其他影响因素不变，温度升高，会使孔隙
压力增大，有效压力减少，导致土的强度降低，蠕变变形及应变速率也会相应增加。十一、参考文献
GB50021-2001《岩土工程勘察规范》
《工程地质手册》（第三版）中国建筑工业出版社
《岩土工程试验监测手册》/林宗元主编.北京：中国建筑工业出版社.2005
《土工试验与测试技术》侍倩编.化学工业出版社.2005
《土工试验与原位测试》袁聚云、徐超、赵春风编
《岩土工程原位测试》石林珂、孙文怀、郝小红编
《岩土工程测试技术》（新一版）任建喜编武汉理工大学出版社
附表1现场原状土直男试验记录表
工程名称____________ 试验者 ____________
试验地点____________ 计算者 ____________
试验编号____________ 校核者 ____________
试验方法____________ 试验日期 _________
直剪试验方案
土的抗剪强度影响因素试验方案 影响土体抗剪强度指标的因素, 可以概括为两大类, 一类是土体本身的因素, 包括土的组成、状态和结构性, 特别是粘性土的絮凝结构使原状土强度远大于重塑土; 另一类是外部因素, 包括应力、应变、时间、温度等。本实验主要是针对影响土体抗剪强度的主要因素，包括含水率、实验法向应力、剪切速率的影响。试验目的： 测定土体抗剪强度与其影响因素的关系 试验材料： 试验用土： 1.试验用土采用工程现场重塑土。 2.土样应进行天然含水率的试验，如有特殊要求时，可增加土样其它相 关性能的试验。 3.土样应风干、碾碎，过5mm筛。 试验用水： 宜采用饮用水或自来水，特殊情况下，可采用工程现场用水。 试验仪器： 1.应变控制式直剪仪（如图所示）：由剪切盒、垂直加压设备、剪切传动装置、测力计、位移量测系统系统（百分表）组成。 应变控制式直剪仪 1-轮轴；2-底座；3-透水石；4-测微表；5-活塞； 6-上盒；7-土样；8-测微表；9-量力环；10-下盒 2.位移量测设备：量程为10mm，分度值为0.01mm的百分表；或准确度为全量程0.2%的传感器。 3.环刀（内径61.8mm，高度20mm） 4.其它：取土器、切土刀、天平、铝盒、养护室（保湿缸）、5mm筛、秒表以及凡士林等。
试验步骤： 1.试样的制备、成型与养护 首先测定风干土的含水率，配土时配置6种含水率，将凡士林（或其它不与水泥土发生反应的脱模剂）涂于环刀内侧，将取土器取水泥土于环刀中，削平试样。然后放入养护室（保温缸）进行潮湿养护。 2.试验 土的抗剪强度指标试验有快剪和慢剪两种。本实验采用排水快剪试验。 具体操作步骤 1）对准剪切盒的上下盒，插入固定销钉，在下盒内放洁净透水石一块及湿润滤纸一张。 2）将盛有试样的环刀，平口向下，刀口向上，对准剪切盒的上盒，在试样面放湿润滤纸一张及透水石一块，然后将试样通过透水石水俆压入剪切盒底，移去环刀，并顺次加上传压活塞及加压框架。 3）取试样，并分别施加不同的垂直压力，宜为6级，每级荷载分别为50kPa 、100kPa 、200kPa 、300kPa 、400kPa 、500kpa （荷载等级见附表），并将百分表调零。 4）卸下固定销，开动秒表，以0.8mm /min(4/min)r 的速度匀速加荷，使试样在3～5m in 内剪坏（百分表读数不变或后退时），并继续剪切至剪切位移为4mm 时停止，记下破坏值（百分表读数），当剪切过程中测力计百分表无峰值时，剪切至剪切位移达6mm 时停止。 5）记下百分表读数（估至0.001mm ）；退掉剪切力和垂直压力，移动压力框架，取出试样，测水泥土的含水量。 以三组试件测定结果的平均值作为抗剪强度结果 不同剪切速率：采用0.8 mm/min 和2.4 mm/min 两种不同剪切速率分别进行试验，观测其抗剪强度。 试验记录 试验记录表如表1至表4。 试验结果整理及分析 1.画~τσ关系曲线 2.KR τ=（K 为测力计率定系数kpa/0.01mm ，R 为测力计的读数与初读数之差值/0.01mm ） 3.求c 和?：利用c tg τσφ=+?
直剪试验
八、直接剪切试验 基本原理直接剪切试验是测定土的抗剪强度的一种常用方法。试验的原理是根据库仑定律，土的内摩擦力与剪切面上的法向压力成正比。将土制备成几个土样，分别在不同的法向压力下， ,然后，沿固定的剪切面直接施加水平剪力进行剪切，得其剪坏时的剪应力，即为抗剪强度τ f 根据剪切定律确定土的抗剪强度指标Φ和C。 按土样在荷重作用下压缩及受剪时的排水情况不同，试验方法可分三种： (1) 快剪法(或称不排水剪)：即在试样上施加垂直压力后，立即加水平剪切力。在整个试验中，不允许试样的原始含水率有所改变(试样两端敷以隔水纸)，即在试验过程中孔隙水压力保持不变(3-5min内剪坏)。 (2) 慢剪法(或称排水剪)：即在加垂直荷重后，使其充分排水(试样两端敷以滤纸)，在土样达到完全固结时，再加水平剪力；每加一次水平剪力后，均需经过一段时间，待土样因剪切引起的孔隙水压力完全消失后，再继续加下一次水平剪力。 (3) 固结快剪法：在垂直压力下土样完全排水固结稳定后，以很快速度施加水平剪力。在剪切过程中不允许排水(规定在3-5min内剪坏)。 8.1 慢剪试验 1 本试验方法适用于细粒土。 2 本试验所用的主要仪器设备，应符合下列规定： (1) 主要结构(见附图8.1) 1、推动座部分 2、剪切盒部分 3、测力环部分 4、杠杆加压部分 5、加荷、卸荷部分 6、电动等应变直剪仪另加变速箱部分 (2) 环刀：内径61．8mm，高度20mm。 (3) 位移量测设备：量程为10mm，分度值为0．01mm的百分表；或准确度为全量程0．2%的传感器。 3 慢剪试验，应按下列步骤进行： (1) 原状土试样制备，应按有关标准进行，扰动土试样制备按有关标准进行，每组试样不得少于4个；当试样需要饱和时，应按有关标准的步骤进行。 (2)仪器使用时，先校准杠杆水平(调节件16平衡锤)，杠杆水平时，杠杆下沿平齐立柱(件14)的中间白线。将限位板及ф10钢珠在导轨上放好，放在件18滑动框。对准剪切容器上下盒，插入固定销，在下盒内放透水板和滤纸，将带有试样的环刀刃口向上，对准剪切盒口，在试样上放滤纸和透水板，将试样小心地推入剪切盒内。 注：透水板和滤纸的湿度接近试样的湿度。 (3) 移动传动装置，使上盒前端钢珠刚好与测力计接触，依次放上传压板、加压框架，安装垂直位移和水平位移量测装置，并调至零位或测记初读数。 (4) 根据工程实际和土的软硬程度施加各级垂直压力，对松软试样垂直压力应分级施加，
土木工程直接剪切快剪试验
xxxxxx公司 土工作业指导书 直接剪切试验—快剪实施细则文件编号： 版本号： 编制： 批准： 生效日期：
直接剪切试验—快剪实施细则 1. 目的 为了规范标准固结试验中的各个环节，特制定本细则。 2. 适用范围 本试验方法适用于渗透系数小于10-6cm/s的细粒土。 3. 引用文件 GB/T50123-1999 土工试验方法标准。 4. 检测设备 本试验所用的主要仪器设备，应符合下列规定： 1、应变控制式直剪仪：由剪切盒、垂直加压设备、剪切传动装置、测力计、位移量测 系统组成。 2、环刀：内径61.8mm，高度20mm。 3、位移量测设备：量程为10mm，分度值为0.01mm的百分表；或准确度为全量程0.2% 的传感器。 5．操作步骤进行： 5．1试样的制备： 5．1．1原状土试样制备： a．将原土样筒按标明的上下方向放置，剥去蜡封和胶带，开启土样筒取出土样。检查土样结构，当确定土样已受扰动或取土质量不符合规定时，不应制备力学性质试验的试样。 b．根据试验要求用环刀切取试样时，应在环刀内壁涂一薄层凡士林，刃口向下放在土样上，将环刀垂直下压，并用切土刀沿环刀外侧切削土样，边压边削至土样高出环刀，根据试样的软硬采用钢丝锯或切土刀整平环刀两端土样，擦净环刀外壁，称环刀和土的总质量。 c．切削试样时，应对土样的层次、气味、颜色、夹杂物、裂缝和均匀性进行描述，对低塑性和高灵敏度的软土，制样时不得扰动。 d．测定试样的含水率和密度，取切下的余土测定土粒比重：对均质和含有机质的土样，宜采用天然含水率状态下代表性土样，供颗粒分析、界限含水率试验。对非均质土应根据试验项目取足够数量的土样，置于通风处凉干至可碾散为止。对砂土和进行比重试验的土样宜在105～110℃温度下烘干，对有机质含量超过5%的土、含石膏和硫酸盐的土，应在65～70℃温度下烘干。 5．1．2扰动土试样的制备和试样的制样： 试样的制备： a．将土样从土样筒或包装袋袋中取出，对土样的颜色、气味、夹杂物和土类及均匀程度进行描述，并将土样切成碎块，拌和均匀，取代表性土样测定含水率。 b、对均质和含有机质的土样,宜采用天然含水率状态下代表性土样,供颗粒分析、界限含水率试验。对非均质土应根据试验项目取足够数量的土样，置于通风处凉干至可碾散为止。对砂土和进行比重试验的土样宜在105～110℃温度下烘干，对有机质含量超过5%的土、含石膏和硫酸盐的土，应在65～70℃温度下烘干。 c．将风干或烘干的土样放在橡皮板上用木碾碾散，对不含砂和砾的土样，可用碎土器碾散（碎土器不得将土粒破碎）。 d．对分散后的粗粒土和细粒土，应按下表要求过筛。对含细粒土的砾质土，应先用水浸泡并充分搅拌，使粗细颗粒分离后按不同试验项目的要求进行过筛。
直剪试验方案
（一）试验目的 直接剪切试验是测定土的抗剪强度的一种常用方法，可提供土的内摩擦角和粘聚力。 （二）试验方法 取天然含水率，采用5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，测得剪切破坏时的剪应力。然后根据库仑定律确定土的抗剪强度指标：内摩擦角和粘聚力。 （三）实验原理 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。该试验是将同一种土的几个试样分别在不同的垂直压力作用下，沿固定的剪切面直接施加水平剪力，得到破坏时的剪应力，然后根据库仑定律，得到土的抗剪强度指标：内摩擦角和粘聚力。 仪器设备：Shear Trac-II全自动直剪仪。 变形量测设备：量程5cm ，准确度为全量程0.1％的位移传感器。 固结快剪试验步骤： 2)制备原状土试样，测定密度和含水率，每组试样数5个。 对准剪切容器上下盒，插入固定销，装入土样，盖上盖板，固定仪器。 垂直向、水平向力归零，移动垂直向传动装置，使传力端头和钢珠接触。 垂直向、水平向位移归零。 仪器参数设置。五组试样依次施加垂直压力为50，100，200，300，400kpa，当固结变形达到每小时不大于0.005mm时，去掉固定销，以0.8mm/min的剪切速度施加水平力，由位移控制剪切变形，位移最大值取50mm，力最大值取20KN。 3)运行仪器，记录试验结果，以抗剪强度为纵坐标，垂直压力为横坐标，绘制 抗剪强度与垂直压力关系曲线，如下图所示，直线的倾角为摩擦角，直线在纵坐标上的截距为粘聚力。
图一τ～σ关系曲线
二、固结试验 （一）试验目的 通过测定试样在侧限与轴向不排水条件下的垂直向变形和压力关系，得到应力应变曲线及压缩模量。 （二）试验方法 快速固结试验法。 （三）基本原理 土在外荷载作用下，水和空气逐渐被挤出，土的骨架颗粒之间相互挤紧，封闭气体的体积减小，从而引起土的压缩变形。固结试验就是测定天然状态下的原状土样或扰动土样在不同荷载和侧限条件下的压缩变形。 仪器设备：Shear Trac-II全自动直剪仪。 变形量测设备：量程10cm ，准确度为全量程0.1％的位移传感器。 固结试验试验步骤： 1)制备原状土试样，测定密度和含水率。 2)对准剪切容器上下盒，插入固定销，装入土样，盖上盖板，固定仪器。 3)垂直向、水平向力归零，移动垂直向传动装置，使传力端头和钢珠接触。 4)垂直向、水平向位移归零。 5)仪器参数设置。依次施加垂直压力为25，50，100，150，200，250，300， 350，400kpa，当固结变形达到每小时不大于0.01mm时，测定试样高度变化作为稳定标准，按此步骤逐级加压至试验结束。 6)运行仪器，记录试验结果，由不同压力值及稳定时位移值得到应力应变曲线， 由此得到压缩模量Es。
《土力学》直剪试验
《土力学》直剪试验 一．试验原理 土的抗剪强度是指土体对于外荷载所产生的剪应力的极限抵抗能力。即 ϕστtg c f +=。 直接剪切试验是测定土的抗剪强度f τ的一种常用方法，一般至少用4～5个试样，以同样的方法分别在不同的法向压力σ下剪切破坏，将试验结果绘制成抗剪强度f τ与法向压力σ之间的关系。 对同一种土，即使在同一法向压力下，由于剪切前试样的固结过程和剪切试样的排水条件不同，其强度指标也是各异的。为了近似地模拟现场土体的剪切条件，即按剪切前的固结过程、剪切时的排水条件以及加荷快慢情况，将直剪试验分为快剪、固结快剪和慢剪三种试验方法。 二．仪器设备 1．直剪仪：常用的直剪仪分应力控制式和应变控制式两种。应力控制式直剪仪是分级施加等量水平剪力于土样使之受剪，应变控制式直剪仪是等速推动剪切容器使土样等速位移受剪。目前普遍使用的是应变控制式直剪仪。 2．环刀：内径61.8mm,高20mm 。 3．位移量测设备：百分表 三．试样制备 原状土试样按土样和试样制备中的相关步骤制备，每组试样不得少于4个。扰动土试样按土样和试样制备中的相关步骤制备。当试样需要饱和时，按土样与试样制备中试件饱和的相关步骤进行。
四．试验步骤 1. 对准剪切容器上下盒，插入固定销，在下盒内放入透水石和滤纸，将带有试样的环刀刃向上，对准剪切盒口，在试样上放滤纸和透水石，将试样小心地推入剪切盒内。 2. 移动传动装置，使上盒前端钢珠刚好与测力计接触，依次加上传压板、加压框架，安装垂直位移量测装置，测记初读数。 3. 根据工程实际和土的软硬程度施加各级垂直压力，然后向盒内注水；当试样为非饱和试样时，应在加压板周围包以湿棉花。 4. 施加垂直压力，每1h测记垂直变形一次。试样固结稳定时的垂直变形值为：粘质土垂直变形每1h不大于0.05mm。 5. 拔出固定销立即开动秒表，按一定的剪切速度（慢剪试验：小于0.02mm/min；快剪试验：0.8mm/min）进行剪切，并每隔一定时间测记测力计百分表读数，直至剪损。 土样剪损的标准是：当测力计百分表读数不变或后退时，继续剪切至剪切位移为4mm 时停止，记下破坏值；当剪切过程中测力计百分表无峰值时，剪切至剪切位移达6mm时停止。 6. 剪切结束后，吸去盒内水，退掉剪切力和垂直压力，移动压力框架，取出试样，测定其含水量。 五．试验记录 表9 直接剪切试验记录 工程名称试验者 工程编号计算者
土力学直接剪切实验指导书
土力学直接剪切实验指导书 直接剪切试验 SL237—021—1999 1目的和适用范围 1.0.1直接剪切试验是测定土的抗剪强度的一种常用方法。通常采用4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，求得破坏时的剪应力τ。然后根据库仑定律确定土的抗剪强度参数：内摩擦角φ和粘聚力c。 1.0.2直接剪切试验分为不快剪（Q）、固结快剪（CQ）和慢剪（S）3种试验方法。 1快剪试验（Q），是在试样上施加垂直压力后立即快速施加水平剪切力。 2固结快剪试验（CQ），是在试样上施加垂直压力，待排水固结稳定后，快速施加水平剪切力。 3慢剪试验（S），是在试样上施加垂直压力及水平剪切力的过程中，均应使试样排水固结。 1.0.3本规程适用于测定细粒土的抗剪强度参数c和ψ及土颗粒的粒径应小于2mm砂土的抗剪强度参数ψ。渗透系数k大于10-6cm/s的土不宜作快剪试验。 2引用标准 GB/T15406—94《土工仪器的基本参数及通用技术条件》第一篇：室内土工仪器。 GB4934—85《应变控制式直剪仪》。 SL110—95《切土环刀的校验方法》。 SL116—95《应变控制式直剪仪检验方法》。 SL237—002—1999《土样和试样制备》。 SL237—003—1999《含水率试验》。 SL237—004—1999《密度试验》。 3仪器设备 3.1仪器设备
3.1.1 应变控 制式直剪仪（图3.1.1）。主要部件包括：剪切盒（水槽、上剪切盒、下剪切盒），垂直加压框架，测力计及推动机构等。其技术条件应符合GB/T15406—94的规定。 3.1.2 位移计（百分表）：量程5～10mm ，分度值0.01mm 。 3.1.3 天平：称量500g ，分度值0.1g 。 3.1.4 环刀：内径6.18cm,高2cm 。 3.1.5 其他：饱和器、削土刀（或钢丝锯）、秒表、滤纸、直尺等。 3.2 仪器设备的检定和校准 3.2.1 环刀，按SL110—95的校验方法进行校验。 3.2.2 直接剪切仪：应按SL116—95的校验方法进行校验。 3.2.3 天平：应按相应的检定规程进行检定。 3.2.4 位移计（百分表）：参照JJG34—84《百分表检定规程》进行检定。 4 操 作 步 骤 4.1 试样制备 4.1.1 粘性土试样制备 1 从原状土样中切取原状土试样或制备给定干密度及含水率的扰动土试样。制备方法 应按SL237—002—1999规程规定进行。 2 按SL237—004—1999规程及SL237—003—1999规程的规定，测定试样的密度及含 水率。对于扰动试样需要饱和时，按SL237—002—1999规程规定的方法进行抽气饱和。 4.1.2 砂类土试样制备 1 取过2mm 筛孔的代表性风干砂样1200g 备用。按要求的干密度称每个试样所需风干 砂量，准确至0.1g 。 2 对准上下盒，插入固定销，将洁净的透水板放入剪切盒内。 3 将准备好的砂样倒入剪力盒内，拂平表面，放上一块硬木块，用手轻轻敲打，使试 样在到要求的干密度。然后取出硬木块。 图3.1.1 应变控制式直剪仪结构示意图 1—垂直变形百分表；2—垂直加压框架；3—推动座； 4—剪切盒；5—试样；6—测力地；7—台板；8—杠杆；9—磕码
原位剪切试验报告
F P =σF q = τ原位剪切试验 1.1试验的目的 （1）测定土体在外力作用下土体沿软弱面和地基土与混凝土接触面及岩土体本身的抗剪强度；测定土不同压力下的抗剪强度，得出土的抗剪强度指标粘聚力c 和摩擦角ϕ，可以估算地基承载力，评价地基稳定性，计算挡土墙土压力等。 （2）熟悉现场原位剪切试验的操作步骤。 1.2试验的适用范围 主要适用于粘性土、粉土、砂土、碎石土以及它们组成的混合土层。 1.3试验的基本原理 原位剪切试验的原理是根据库伦定律，土的内摩擦力与剪切面上的法 向压力成正比，将同一种土制备成几个土样，分别在不同的法向压力下，沿固定的剪切面直接施加水平剪力，得其剪坏时剪应力，即为抗剪强度τf，然后根据剪切定律确定土的抗剪强度指标内摩擦角φ和内粘聚力c 。 其原理和室内剪切试验一样根据库伦定律，根据库伦定律有 ϕστtan +=C f 式中 度；），即岩土体的抗剪强力（—剪切破坏面上的剪应—kpa f τ ）；（—破坏面上的法向应力—kpa σ ）；—岩土体的内聚力（—kpa C ）。—岩土体的内摩擦角（—︒ϕ 依据测得的f τ就可求出相应的ϕ、C 值。 本次试验采用平推法，所以按下列公式计算各法向荷载下的法向应力和剪切应力： 式中 ）；向应力（—作用于剪切面上的法—pa M σ ）；切应力（—作用于剪切面上的剪—pa M τ ）；法向荷载（—作用于剪切面上的总—N P ）；剪切荷载（—作用于剪切面上的总—N q ）。—剪切面面积（—2m m F 1.4试验的仪器设备及制样工具
1.4.1仪器设备 垂直加压千斤顶1个、水平加压千斤顶1个、百分表1个、垂直加压钢垫板2块、滚排1块、水平加压钢垫板2块、垂直加压斜撑反力装置1套、剪切盒1组，剪切盒面积为0.12平方米（32.5 cm×37cm）。 1.4.2 制样工具 大铲子、小铲子、锄头、刮土刀等 1.5注意事项 （1）挖土时应该让试样留出高出剪切盒1mm左右，方便用刮土刀整平； （2）剪切盒下方不能悬空，应该与下面土体保持接触； （3）开挖试坑时应避免对土体的扰动，在地下水位以下试验时，应避免水压力和渗流对试验的影响； （4）施加的法向荷载、剪切荷载应位于剪切面、剪切缝的中心，并保持法向荷载不变，最大法向荷载应大于设计荷载，并按等量分级；荷载精度应为试验最大荷载的±2％； 1.6试验步骤 （1）开挖试坑，开挖到预定深度后用用剪切盒制备试验，试验大小刚好让剪切盒套入为宜，套入剪切盒后，轻轻平整表面的土，安放工字钢作为提供反力装置。（2）在土体上表面放置垂直加压钢垫板，然后把滚排放在垂直加压钢垫板上，再安放垂直千斤顶，使千斤顶紧密压着土体。 （3）安放水平加压钢垫板以及水平加压千斤顶，再安装百分表。 （4）开始施加垂直加压千斤顶，第一组试验的垂直千斤顶的压力稳定为4Mpa，待垂直千斤顶稳定后开始施加水平加压千斤顶，每级按照0.2Mpa施加，稳定缓慢地加载，当水平加压千斤顶读数不再增大或者开始变小时停止施加水平力，记录下此时的水平加压千斤顶的读数和百分表读数。 （5）在原来施加水平力的相反方向施加水平力，使土体回到原来的位置上，然后按照步骤4开始试验，此时得到的强度为残余强度。 1.7试验数据 土体原位峰值抗剪强度试验数据表
直接剪切试验(2010)
实验六直接剪切试验 直接剪切试验（手动） 一、基本概念及原理 土的抗剪强度是指土体抵抗剪切破坏的极限能力，是土的重要力学性质指标之一。工程中的地基承载力，挡土墙的土压力，土坡稳定等问题都与土的抗剪强度直接相关。根据库仑定律，土的抗剪强度与剪切面上的法向应力成正比。其本质是由于土粒之间的滑动摩擦以及凹凸面间的镶嵌作用产生的摩阻力，其大小决定于土粒表面的粗糙度、密实度、土颗粒的大小以及颗粒级配等因素。粘性土的抗剪强度由两部分组成，一部分是摩擦力，另一部分是土粒之间的粘结力。用库仑定律公式表达为τ＝c+σtgφ。 二、试验目的 直接剪切试验是测定土抗剪强度指标的一种常用方法。通常将同一土样切取不少于四个试样；分别在不同的垂直压力下施加水平剪切力，测得破坏时的切应力，以确定土的内摩擦角和内聚力，为工程实践提供依据。 三、试验方法及适应范围 由于土体在固结过程中孔隙水压力的消散，荷载在土中产生的附加应力最后全部转化为有效应力。其实质是土体强度不断增长的过程。因此，剪切试验条件决定了同一种土在不同试验条件下的抗剪强度不同。为了模拟现场土体的剪切条件，根据土的固结程度，剪切时的排水条件以及加荷速率，把剪切试验分为三种： 1、快剪试验（或不排水剪）：土样施加法向应力后，立即施加水平剪切力，在3-5分钟内将试样剪切破坏。在整个试验过程中不允许土样含水量有所变化，即孔隙水压力保持不变。这种方法只适用于模拟现场土体较厚，透水性较差，施工速度较快，基本上来不及固结就被剪切破坏的情况（土的渗透系数小于10-6cm/s）。 2、固结快剪（或固结不排水剪）：先将土样在法向应力作用下达到完全固结，然后施加水平剪切力，与快剪方法一样使土样剪切破坏。此方法只适用于模拟现场土体在自重或正常荷载条件下已达到完全固结状态，随后，又遇到突然增加荷载或因土层较薄，透水性较差，施工速度快的情况。适用于土的渗透系数小于10-6cm/s的土类，对渗透系数大于10-6cm/s的土，应采用三轴仪进行试验。 3、慢剪试验（或固结排水剪）：先将土样在法向应力作用下，达到完全固结。随后施加慢速剪切（剪切速度应小于0.02mm/min）剪切过程中使土中水能充分排出，使孔隙水压力消散，直至土样剪切破坏。 本次试验采用快剪试验。 四、仪器设备 1、应变控制式直接剪切仪，如图6.1所示。 2、百分表：量程1-10mm，最小分度为0.01mm 3、其它：切土刀、环刀、秒表、蜡纸、钢丝锯等。 五、操作步骤
土工试验直接剪切试验
土工试验直接剪切试验 21．1 一般规定 21．1．1 本试验方法分为快剪、固结快剪和慢剪三种。 21．1．2 快剪试验和固结快剪试验的土样宜为渗透系数小于1×10-6cm／s的细粒土。 21．2 仪器设备 21．2．1 本试验所用的仪器设备应符合下列规定： 1 应变控制式直剪仪(图21．2．1)：包括剪切盒(水槽、上剪切盒、下剪切盒)，垂直加压框架，负荷传感器或测力计及推动机构等，其技术条件应符合现行国家标准《岩土工程仪器基本参数及通用技术条件》GB／T 15406的规定； 图21．2．1 应变控制式直剪仪结构示意图 1-垂直变形百分表；2-垂直加压框架；3-推动座；4-剪切盒；5-试样；6-测力计；7-台板； 8-杠杆；9-砝码
2 位移传感器或位移计(百分表)：量程5mm～10mm，分度值0．01mm； 3 天平：称量500g，分度值0．1g。 21．2．2 本试验所用的其他仪器设备应符合下列规定： 1 环刀：内径6．18cm，高2cm； 2 其他：饱和器、削土刀或钢丝锯、秒表、滤纸、直尺。 21．3 操作步骤 21．3．1 试样制备应按下列步骤进行： 1 黏性土试样制备： 1)从原状土样中切取原状土试样或制备给定干密度及含水率的扰动土试样。制备方法应符合本标准第4．5节的规定； 2)测定试样的含水率及密度，应符合本标准第5．2节及本标准第6．2节的规定。对于试样需要饱和时，应按本标准第4．6节规定的方法进行抽气饱和。 2 砂类土试样制备： 1)取过2mm筛孔的代表性风干砂样1200g备用。按要求的干密度称每个试样所需风干砂量，准确至0．1g； 2)对准上下盒，插入固定销，将洁净的透水板放入剪切盒内； 3)将准备好的砂样倒入剪力盒内，拂平表面，放上一块硬木块，用手轻轻敲打，使试样达到要求的干密度。然后取出硬木块。 3 垂直压力应符合下列规定：每组试验应取4个试样，在4种不同垂直压力下进行剪切试验。可根据工程实际和土的软硬程度施加各级垂直压力，垂直压力的各级差值要大致相
土的直接剪切试验
土的直接剪切试验 1、基本原理 直接剪切试验的原理是根据库伦定律，土的内摩擦力与剪切面上的法向压力成正比，将同一种土制备成几个土样，分别在不同的法向压力下，沿固定的剪切面直接施加水平剪力，得其剪坏时剪应力，即为抗剪强度τf，然后根据剪切定律确定土的抗剪强度指标φ和c。 本次试验主题词：法向应力；剪应力；抗剪强度；快剪法；慢剪法，固结快剪法。 2、仪器设备 目前广泛使用杠杆式应变式直剪仪，示意图如下。 试验设备包括：试样盒（分上、下两部分，上盒固定，下盒放在钢珠上，可以在水平方向滑动）、百分表（用以量测竖直变形）、加荷框架（采用杠杆传动的加荷方法，杠杆比为1:10）、推动座、剪切容器、测力计（亦称应力环）、环刀（内径6.18cm、高20cm）、切土工具、滤纸（蜡纸）、毛玻璃板、秒表及润滑油等。 3、操作步骤
1．切取土样，按照要求切取3-4个原状土样 2．仪器检查。上下盒间接触及盒内应涂抹凡士林，以减少阻力，百分表是否灵敏，插销是否失灵，钢珠是否脱落。 3．安装试样对准上下盒，插入固定销，在下盒内放入透水石一块，放入蜡纸一张，将带有土样的环刀、刃口朝上、对准盒口，将试样推入盒内，然后在试验样上放上蜡纸、透水石及盒盖，装入仪器内，加上压力，转动手轮，让其接触，拨掉插销，开始实验。 4．垂直加压。一般垂直压力分别为0.1、0.2、0.3、0.4 MPa，若土质松软，可调整加压荷载，以免挤出。 5．水平剪切。 转动手轮，使上盒前端钢珠刚好与量力环接触。调整量力环中的百分表读数为零。 拔出固定销，开动秒表，固结快剪和快剪法以每分钟6转匀速旋转手轮，使试样在3-5分钟内剪坏。如量力环中百分表指针不再前进，或者显著后退，表示试样已剪坏。若百分表读数无峰值，则剪切变形达6mm才能停止。同时测记手轮转数n和量力环测微表读数R0。 慢剪法剪切速率应小于0.02mm/min，一般采用电动装置。 4、计算及试验误差 1、根据下式计算测得剪应力
最新实验3：土的直剪实验
实验3：土的直剪实 验
实验3：土的直剪实验 实验目的： 掌握土的室内直剪试验方法，并运用库仑——莫尔强度理论确定土的抗剪强度参数c、τ值，了解c和τ值在工程中的应用。 基本原理： 土的抗剪强度是指土体抵抗剪应力破坏时的极限能力。土体内某一面上的抗剪强度就是该面两侧的土体发生滑动的最大阻力，这一阻力是由内摩擦角和内聚力所组成，可近似地用库仑公式表示如下： 粘性土τ=σtanφ+C 非粘性土τ=σtanφ 式中：τ—土体抗剪强度（kPa）； σ—承受的垂直压力（kPa）； φ—内摩擦角（°）； c—粘聚力（kPa）。 仪器设备： 1.应变控制直剪仪：由剪切盒、垂直加载装置等组成（见图6—3 ） 2.环刀：高度20mm，内径61.8mm。 3.天平：感量0.1g、称量500g； 4.百分表：量程10mm； 5.其它辅助工具：环刀、饱和器、削土刀、秒表、透水石、滤纸等。 实验步骤： （1）按工程需要，从原状土样中切取原状土试样或制备给定干密度及含水率的扰动土试样。切样方法同压密试验； （2）每组试验至少制备4个试样，按密度试验和含水率试验的方法测定试样的密度和含水率。要求各试样间的重力密度差值不大0.3kN/m3，含水量不大于2%； （3）将上、下盒对准，插入固定销，在下盒内放入透水石和滤纸，将带有试样的环刀刀口向上，刀背向下，对准剪切盒口，放置滤纸和上透水石，将试样慢速推入剪切盒内，移去环刀，加上传力盖板； （4）安装滑动钢珠、剪切盒和量力环，施加0.01N/mm2的预压荷载，转动手轮，将量力环中百分表读数调零。 （5）施加垂直压力后，立即拔除固定销，开动秒表，以0.8mm/min一周的速度匀速转动手轮(每转周剪位移0.2mm)，使试样在3～5min内剪切破坏。手轮每转一周，记录一次量力环内量表读数一次，直至土样剪切破坏。 ★剪切破坏标准： 当量力环中的百分表指针不再前进，或有明显后退时，取百分表读数最大值； 当百分表指针不后退时，以剪切位移δ=4mm对应的变形为百分表读数；这时使剪切位 移达到6mm才停止剪切； （6）剪切完后，倒转手轮，移去垂直压力，重复（2）～（5）的步骤对余下的试样进行不同垂直压力作用下的试样剪切。 注意事项： 1.整理实验成果时应采用规范公式；
土的直剪实验研究报告
土的直剪实验研究报告 【摘要】土的抗剪强度是指土体抵抗剪切破坏的能力，其数值等于土体产生剪切破坏时滑动面上的剪应力。 【关键词】 实验目的：掌握土的室内直剪试验方法,并运用库仑—-莫尔强度理论确定土的抗剪强度参数c、τ值,了解c和τ值在工程中的应用。 基本原理：土的抗剪强度是指土体抵抗剪应力破坏时的极限能力。土体内某一面上的抗剪强度就是该面两侧的土体发生滑动的最大阻力，这一阻力是由内摩擦角和内聚力所组成,可近似地用库仑公式表示如下: 粘性土τ=σtanυ+C 非粘性土τ=σtanυ 式中：τ—土体抗剪强度（kPa）；σ—承受的垂直压力(kPa）; υ—内摩擦角（°）; c —粘聚力(kPa）。 仪器设备： 1。应变控制式直剪仪:由剪切盒、垂直加载装置等组成（如图1） 2。环刀：高度20mm，内径61。8mm。 3。天平：感量0.1g、称量500g； 4。百分表：量程10mm； 5。其它辅助工具：环刀、削土刀、秒表、透水石、滤纸等。 图一
试验方法: 直剪实验一般可以分为：慢剪固结慢剪和快剪三种试验方法。 1 慢剪试验先使土样在某一级垂直压力作用下,固结至排水变形稳定，在以小于每分钟0.02mm的剪切速度缓慢施加水平剪应力，在施加剪应力的过程中，使土样内始终不产生孔隙水压力,用几个土样在不同垂直压力下进行剪切,将得到有效应力抗剪强度参数和值,但历时较长，剪切破坏时间可按下式估算： 始终——达到破坏所经历的时间 --固结度达到50的时间 2 固结快剪实验先使土样在某一级垂直压力作用下，固结至排水变形稳定，再以每分钟0。8mm的剪切速率施加剪力，直至破坏,一般在3~5min内完成,适用于渗透系数小于的细粒。由于时间短促，剪力所产生的超静水压力不会转化为粒间的有效应力，用几个土样在不同垂直压力下进行慢剪，便能求得抗剪强度参数与值,这种值称为总应力法抗剪强度参数。 3 快剪实验采用原状土样尽量接近现场情况，以每分钟0。8mm的剪切速率施加剪力,直至剪坏，一般在3~5min内完成，适用于渗透系数小于 的细粒土。这种方法将使粒间有效应力维持现状，不受实验外力的影响,但由于这种粒间有效应力的数值无法求得，所以试验结果只能求得（）的混合值.快速法适用于测定粘性土天然强度，但角将会偏大 试验步骤: 1、切取土样(由于试验条件原因，我们在实际试验当中采用砂土来代替），按照要求切取3—4个原状土样。 2、仪器检查.上下盒间接触及盒内应涂抹凡士林，以减少阻力，百分表是否灵敏，插销是否失灵，钢珠是否脱落。 3、安装试样对准上下盒，插入固定销，在下盒内放入透水石一块，放入蜡纸一张,将带有土样的环刀、刃口朝上、对准盒口，将试样推入盒内，然后在试验样上放上蜡纸、透水石及盒盖，装入仪器内，加上压力,转动手轮，让其接触,拨掉插销,开始实验。 4、垂直加压。一般垂直压力分别为50、100、200、400 KPa，若土质松软，可调整加压
建筑施工：直接剪切试验
试验七直接剪切试验（快剪法） 一、指标含义与试验目的 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。 直接剪切试验是测定土的抗剪强度的一种常用方法。通常采用四个试样为一组，分别在不同的垂直压力σ下，施加水平剪应力进行剪切，求得破坏时的剪应力τ，然后根据库仑定律确定土的抗剪强度参数内摩擦角φ和凝聚力C 。在确定地基土的承载力、挡土墙的土压力以及验算土坡的稳定性等时，都要用到抗剪强度指标。 二、试验方法试验原理 直剪试验分为快剪（Q）、固结快剪（CQ）和慢剪（S）三种试验方法。在教学中可采用快剪法。 快剪试验是在试样上施加垂直压力后立即快速施加水平剪切力，以0.8~1.2mm/min的速率剪切，一般使试样在3～5min内剪破。快剪法适用于渗透系数小于10-6cm/s的细粒土，测定粘性土天然强度。 三、仪器设备 1．应变控制式直接剪切仪：如附图7－1，有剪力盒、垂直加压框架、剪切传动装置、测力计及位移量测系统等。 2．环刀：内径61.8mm，高度20mm。 2．位移量测设备：百分表，量程为10mm，分度值为0.01mm。 附图7－1 应变控制式直剪仪结构示意图 1－垂直变形百分表；2－垂直加压框架；3－推动座；4－剪切盒；5－试样；6－测力计； 7－台板；8－杠杆；9－砝码 四、试验步骤 1．切取试样：根据工程需要，从原状土或制备成所需状态的扰动土中用环刀切四个试样，如系原状土样，切试样方向应与土在天然地层中的方向一致。 测定试样的密度及含水率。如试样需要饱和，可对试样进行抽气饱和。以上做法要求与固结试验相同。
2．安装试样：对准剪切容器上下盒，插入固定销钉。在下盒内放入透水板，上覆隔水蜡纸（或硬塑料薄膜）一张。将装有试样的环刀刃口向上，对准剪切盒口，在试样上放隔水蜡纸（或硬塑料薄膜）一张，再放上透水板，将试样徐徐推入剪切盒内，移去环刀。不需安装垂直位移量测装置。 3．施加垂直压力：转动手轮，使上盒前端钢珠刚好与测力计接触，调整测力计中的量表读数为零。顺次加上盖板、钢珠压力框架。每组四个试样，分别在四种不同的垂直压力下进行剪切。在教学上，可取四个垂直压力分别为100、200、300、400kPa 。 4．进行剪切：施加垂直压力后，立即拔出固定销钉，开动秒表，以每分钟4～6转的均匀速率旋转手轮（在教学中可采用每分钟6转）。使试样在3～5分钟内剪破。如测力计中的量表指针不再前进，或有显著后退，表示试样已经被剪破。但一般应剪至剪切变形达4mm 。若剪切过程中测力计读数无峰值时，量表指针再继续增加，则剪切变形应达6mm 为止。手轮每转一圈，同时测记测力计量表读数，直到试样剪破为止。 5．拆卸试样：剪切结束后，吸去剪切盒中的积水，倒转手轮，尽快移去垂直压力、框架、上盖板，取出试样。 五、试验注意事项 1．先安装试样，再装量表。安装试样时要用透水石把土样从环刀推进剪切盒里，试验前量表中的大指针调至零。 2．加荷时，应将砝码上的缺口彼此错开，防止砝码一起倒下压伤脚。不要摇晃砝码。 3．开始剪切之前，千万不能忘记拔去插销，否则，仪器即损坏。 六、计算及制图 1．按下式计算各级垂直压力下所测的抗剪强度： CR f =τ 式中：τf —土的抗剪强度，kPa ； C —测力计率定系数，kpa/0.01mm ； R —测力计量表读数，0.01mm 。
现场原状土直剪试验
现场原状土直剪试验 LT
现场原状土的直剪试验计划书 一、概述 我们日常所得土体的力学性能参数大多是在实验室内做试验得到的。但在一些大型的、特殊的工程中实验室所得的参数就有它的局限性，因此，我们有必要在现场的条件下进行试验，从而得到土体实际的力学参数。进而知道工程的设计和施工。由于试验尺寸大且在现场进行，能把土体的非均质性及软弱结构面对抗剪强度的影响更真实地反映出来，比室内土体试验更符合实际情况。现场直剪试验主要适用于粘性土、粉土、砂土、碎石土以及它们所组成的混合土层。 土体的现场剪切试验可分为三类： （1）土体本身直剪试验； （2）土体沿软弱结构面的直剪试验； （3）土体与混凝土接触面的直剪试验。 每类试验又可细分为： （1）抗剪断试验：试体在法向应力作用下沿剪切面剪切破坏的直剪试验； （2）抗剪试验（摩擦试验）：试体剪断后沿剪切面继续剪切的抗剪试验； （3）抗切试验：法向应力为0时对试体进行的直剪试验。 从而根据库仑方程得到相应的强度指标：抗剪断强度，抗剪强度（摩擦强度），抗切强度。如图1所示.本文主要介绍现场原装土的直剪试验。 图1剪切试验种类
二、试验目的 由于现场直剪试验土样的受剪面积比室内试验大得多，且又是在现场直接进行试验的，因此较室内试验更能符合天然状态，得出的结果更加符合实际工程的技术要求。通过大面积现场直接剪切试验，求出现场原状土的抗剪强度参数C, ϕ，研究观察现场原状土的抗剪性能。 三、实验原理 根据库仑定律（1776），有： (1) 式中，剪切破坏面上的剪应力（kPa），即岩土体的抗剪强度； σ——破坏面上的法向应力（kPa）； C--岩土体的内聚力（kPa）； --岩土体的内摩擦角（°）； 依据所测得的τf可推求出相应的C、φ值。 （1）平推法 法向应力: 切向应力: （2）斜推法 法向应力: + 切向应力: 式中，Q--作用于剪切面上的总斜向荷载（N）； --斜向荷载施力方向与剪切面之间的夹角。 四、试验前的准备工作 1、确定试验小组成员、组长，制定工作计划，分配任务。 实验小组共四名成员，应具备岩土工程的基础知识，有良好的组织协调和团队合作的能力，人员结构要求至少包含两名有相关试验经验的人员。试验小组成
(完整word版)岩土现场原位直剪验指导书
岩体双千斤法顶直剪验指导书 一试验目的 本试验的目的是通过岩体直剪试验确定岩体的抗剪强度参数（内聚力C、 内摩擦角妨和剪切刚度系数。 测定岩体抗剪强度参数和剪切刚度系数有室内测试和原位测试两种方法，在室内试验中，岩体样本尽管可以通过努力把取样扰动和切样扰动降低到最小限度，但是试样从地层深部取出时因应力释放而引起的扰动是无法避免的，而且精细的取样和试验技术现在还难以普遍推广应用。而原位直剪试验试体比室内试样大，能包含岩体宏观结构的变化，而且岩体结构没有受到扰动破坏，试验条件接近工程实际情况。而且原位测试是在原位应力条件下进行实验，不用取样，避免或减轻了对岩样的扰动程度，测定岩体的范围大，能反映微观、宏观结构对岩性的影响，比室内岩块试验更符合实际情况。二试验原理 现场直接剪切试验原理与室内直剪试验原理相同，由于试验尺寸大且在现场进行，能把岩体的非均质性及软弱结构面对抗剪强度的影响更真实地反映出来。 根据库伦破坏准则，有 (2-1)式中，T——剪切破坏面上的剪应力（kPa），即岩土体的抗剪强度; （T坏面上的法向应力（kPa）； c 岩土体的粘聚力（kPa）；©―― 土体的内摩擦角（° ; 依据所测得的T可推求出相应的C、©值。 岩体抗剪强度试验在现场可以有各种不同的布置方案，但就剪切荷载施加的方式只有两种，因此，按剪切荷载施加的不同方式，分为两种试验方法：即平推法试验和斜推法试验。采用平推法和斜推法时，由于剪切应力方向不一样，因此所采用的计算公式也有所不同。 5 FH 3 稱觀上与岩悴境輕裁廈建迪甲曲卓賦*4 材■［达诂血 图2.1平推法与斜推法示意图 平推法试验按下面公式计算各法向荷载下的法向应力和剪切应力： (T =P/F (2-2) T =Q/F (2-3)式中：T——切面上的法向应力，Mpa;