几种软土剪切试验方法
土的剪切试验和强度指标
工程常识之土的剪切试验和强度指标1、直接剪切试验在直剪仪中分别施加不同竖向压力，然后分别对施加水平剪切力进行剪切，求得破坏时的剪应力τ，根据库仑定律确定土的抗剪强度参数：内摩擦角ψ和黏聚力c。
试验方法分三种：（1）快剪Q（Quick shear）：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）。
对透水性强的土（渗透系数大于10-6cm/s）不适用。
（2）固结快剪CQ（Consolidation Quick shear）：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）。
得到的强度指标适用于总应力法。
（3）慢剪S（Slow shear）：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。
得到的强度指标适用于有效应力法。
上述三种试验方法的受力条件不同，所得抗剪强度值也不同。
因此，必须根据土所处的实际应力情况来选择试验方法。
2、三轴剪切试验在三轴仪中，分别在不同的恒定周围压力（即小主应力）下，施加轴向压力（即产生主应力差-），进行剪切直至破坏，然后根据摩尔-库伦理论确定土的抗剪强度参数：内摩擦角ψ和黏聚力c。
试验方法分三种：（1）不固结不排水剪UU（Unconsolidation Undrained）：试样在施加周围压力和随后施加轴向压力力直至剪坏的整个试验过程中都不允许排水，这样从开始加压直至试样剪坏，土中的含水量始终保持不变，孔隙水压力也不可能消散，可以测得总应力抗剪强度指标c u，φu。
（2）固结不排水剪CU（Consolidation Undrained）：试样在施加周围压力时，允许试样充分排水，待固结稳定后，再在不排水的条件下施加轴向压力，直至试样剪切破坏，同时在受剪过程中测定土体的孔隙水压力，可以测得总应力抗剪强度指标c cu，φcu和有效应力抗剪强度指标c’，φ’。
基坑支护中淤泥软土的抗剪强度取值探讨
基坑支护中淤泥软土的抗剪强度取值探讨本文阐述淤泥软土的特性和抗剪强度指标的常用取值方法，对不同的取值方法进行对比，分析淤泥软土抗剪强度指标在基坑支护中的选用。
标签：淤泥软土抗剪强度指标基坑支护1前言软土作为一种软弱土层，抗剪强度低，在基坑工程中容易发生失稳。
在广东地区，软土主要为淤泥或淤泥质土，抗剪强度指标的取值对基坑支护设计在安全性和经济性方面具有重要影响。
对此目前仍然存在一定争议，不同地区，不同规范并不统一。
因此，软土基坑支护设计中对抗剪强度如何取值仍是一个值得探讨的问题。
2淤泥软土的特性在珠三角地区，分布着深厚的淤泥质软土，其物理力学性质是：呈灰～灰黑色，流塑～软塑状，天然含水量大于液限，孔隙比大，力学强度低，压缩性高，渗透性差，灵敏度高。
鉴于以上特点，淤泥软土基坑必须进行专门的基坑支护。
3淤泥软土抗剪强度指标常用取值方法土的抗剪强度指标的测定有原位测试和室内试验两种方法。
原位测试基本在原位应力的条件下进行，但是边界条件不能控制和精确确定，试验结果受外界因素影响。
常用的原位测试方法主要为十字板剪切试验，其可直接测定饱和淤泥软土的不排水强度。
室内试验方法的优点是边界条件可以明确确定并可加以控制，通常采用直剪试验（包括快剪和固结快剪）或三轴剪切试验（包括UU、CU试验）测定。
基坑支护设计中土体的抗剪强度指标常采用室内试验测定。
（1）十字板剪切试验：十字板剪切试验是利用插入土中的标准十字板头，以一定的速率扭转，通过量测土体破坏时的抵抗力矩来测定土体的不排水抗剪强度。
十字板剪切试验是在现场原位进行，对土体扰动较小，较能反映土体的原位强度。
但是，对于不均匀土层，或土层中夹有砂土或粉土的淤泥软土，十字板剪切试验误差较大。
（2）直剪试验：直剪试验是将环刀切取的土试样置入剪切盒中进行剪切，通过不同垂直压力作用下的剪切试验获得抗剪强度参数。
直剪试验分为快剪和固结快剪。
直剪试验优点是仪器结构简单，操作简便。
缺点是：①剪切面不一定是试样抗剪强度最弱的面；②剪切面上的应力分布不均匀；③不能严格控制排水条件（3）三轴剪切试验：三轴剪切试验是在圆柱形试样上施加最大主应力（轴向应力）σ1和最小主应力（围压）σ3，保持其中之一（一般是σ3）不变，改变另一主应力，使试样中的剪应力逐渐增大，直至剪切破坏，由此求得土的抗剪强度。
休止角的测定方法
休止角的测定方法休止角是指材料在外力作用下发生变形后，材料内部的应力达到平衡状态，此时应力沿着一定方向的变化率为零。
休止角的测定方法对于材料的力学性能研究具有重要意义。
下面将介绍几种常用的休止角测定方法。
1. 剪切试验法。
剪切试验法是一种常用的休止角测定方法。
在实验中，首先需要将材料制备成一定尺寸的试样，然后施加剪切力使材料发生变形，通过测量剪切力和变形角度的关系来确定休止角。
这种方法简单直观，适用于各种材料的休止角测定。
2. 压缩试验法。
压缩试验法也是一种常用的休止角测定方法。
在实验中，将材料制备成圆柱形或方柱形试样，施加压缩力使材料发生变形，通过测量压缩力和变形角度的关系来确定休止角。
这种方法适用于各种材料的休止角测定，尤其适用于粉体材料的研究。
3. 拉伸试验法。
拉伸试验法是一种常用的休止角测定方法之一。
在实验中，将材料制备成条状试样，施加拉伸力使材料发生变形，通过测量拉伸力和变形角度的关系来确定休止角。
这种方法适用于各种材料的休止角测定，尤其适用于纤维材料的研究。
4. 旋转剪切试验法。
旋转剪切试验法是一种常用的休止角测定方法之一。
在实验中，将材料制备成圆盘形试样，施加旋转剪切力使材料发生变形，通过测量旋转剪切力和变形角度的关系来确定休止角。
这种方法适用于各种材料的休止角测定，尤其适用于软土、软岩等材料的研究。
综上所述，休止角的测定方法包括剪切试验法、压缩试验法、拉伸试验法和旋转剪切试验法等多种方法，每种方法都有其适用的材料范围和实验条件。
在进行休止角测定时，需要根据具体材料的特性和研究目的选择合适的方法，并严格按照标准操作，以确保实验结果的准确性和可靠性。
希望本文介绍的内容能够对休止角的测定方法有所帮助。
土工试验方法标准 仪器
土工试验方法标准仪器土工试验方法的标准是为了规范土工试验过程中的操作步骤和数据处理方法，确保试验结果的准确性和可比性。
根据不同的土工试验类型，国内外有许多相关的标准和规范，下面我主要介绍几种常见的土工试验方法及其标准。
1.黏土、粉土和软土工程试验方法：a)土壤密实度试验：常用的方法有圆锥扩展试验（CPT）、碾压试验（GPT）和压实试验（Proctor）等。
这些试验方法的标准主要包括ASTM D2435、ASTM D854和ASTM D698等。
b)剪切强度试验：常用的试验方法有直剪试验、剪切试验和三轴剪切试验等。
这些试验方法的标准主要包括ASTM D3080、ASTM D4767和ASTM D2850等。
c)渗透性试验：常用的试验方法有直流试验和稳态试验等。
这些试验方法的标准主要包括ASTM D permeability、ASTM D5084和ASTM D2434等。
2.砂土工程试验方法：a)颗粒度试验：常用的试验方法有筛分试验和沉积试验等。
这些试验方法的标准主要包括ASTM D6913、ASTM D422和ASTM D1140等。
b)孔压试验：常用的试验方法有静压试验和动压试验等。
这些试验方法的标准主要包括ASTM D2435、ASTM D5731和ASTM D4546等。
c)塑性指数试验：常用的试验方法有塑性指数试验和液限试验等。
这些试验方法的标准主要包括ASTM D4318、ASTM D4318和ASTM D4318等。
3.岩石工程试验方法：a)岩石抗压试验：常用的试验方法有单轴抗压试验和三轴抗压试验等。
这些试验方法的标准主要包括ASTM D7012、ASTM D2938和ASTMD3967等。
b)岩石剪切强度试验：常用的试验方法有直剪试验和剪切试验等。
这些试验方法的标准主要包括ASTM D5607、ASTM D4543和ASTM D3967等。
c)岩石弹性模量试验：常用的试验方法有弯曲试验和压测试验等。
软土地基剪切破坏判定数学方法研究
法 的广 ， 电极 法 为 ０１～４０ ｍ ／， 酚二 磺 境 。 ． １００ ｇ 而 ４ Ｌ 酸 法 为 ００ ～ ．ｍｇＬ。 ．２ ２０ ／ ｆ 白传 记， ３ １ 田玉成 ， 玉玲 ＿ 刘 离子选 择性 电极 法 ４４ ． Ｃｌ 、 、 ｌ Ｂｒ 、 ＨＳ 、 ＣＮ 、 ＣＯ３ 、 ＨＣＯ３ 测 定水 中硝 酸 盐氯的 方法 的探 讨ｆ ． 一、 Ｊ 中国卫生 】 Ｎ 等 离子 有干 扰 。但一 般水 体 中 除 Ｃ一 Ｏ一 ｌ 外 检验 杂志 。 不 会 出现具 有 干扰 意义 的水 平 ， 通常 在水 样
殊性 ， 如果 处理 不当将 引起 一系 列Ｔ程 问题 ， 如地基沉 降过大 ， 地面 开裂 ， 路堤严 重 变形甚 至失稳 等。 因此 ， 对沿海 地区软 土剪切破 坏 准 则 的研究 ， 以提 供软 土地基 处理 依据 ， 而 可 从 提 高工程 的质量 。 ２抗剪 强度基 本理论 土体抗 剪强度 理论 主要 由莫尔 强度 理论 Ｏ Ｏ Ａ Ｏ１ 和库 仑破坏 准则构 成 。莫 尔强 度理 论描 述 ＿ ｒ 正 应 力 Ｏ 地基 中某 点 的剪 切 面上剪应 力 Ｔ 该面 上法 与 向应 力 ａ之 间的关 系 ，是一个 简 明实用 的强 图 ２ 黏 聚 力 判 别 定 法 原 理 度理 论 ， 其通 常可表示 为 ： 得， 土体 参数可 以通过 实验获 得 。 要解 决 的 需 就 是根据 极限平 衡条 件判 断土体 是否 会 发生 剪 切破坏 ， 笔者将 提 出两种新 的判 定方法 。 其 中， １表示 该 点最 大 主应 力 ， ３表 示 ３１内摩擦角 判定法 ． 该点最 小主应 力。库仑 破 坏准则 描述 了抗 剪 根据 以上 分析 ， 假定 黏聚 力 ｃ固定 ， 可得 强度 Ｔ 与法 向应力 口之 间的 关 系 ， 表达 Ｊ 到 此 时对 应 的极 限 状 态 的摩 擦 角 ｆ 其 ＝ ｌ ＝ 的表 达 为： ＂ ｌ － Ｃ＋ ｔｎ ｆ＝ ａ （） 式 ： ２ ，： ａｃ ｉ ｒ ｓｎ 二 。。 ｏ 其 中 ， 表示 土体 摩 擦 角 ， 表示 土 体 黏 ‘ ｐ ｃ ＋ｏ ２ ｃｔ ３ ｃｏ ｆ ０） ３ 聚力 。 根据 罔 Ｉ ，将 其 与实 验 已知 的摩 擦 角 ‘ ｐ 把 莫尔 强度 理 论 式 （ ） 库 仑破 坏 准 则 相 比较 ： ｑ ｑ ， １和 若 ￣ ｆ 则土体 不 发生 剪切 破 坏 ； ＞ 否 式（） ２ 相结 合 ， 便可 得 出土 的极 限 平衡 状 态 ， 则将发 生破 坏。 在 给定最 大主应力 、 最小 主应 力 、 擦 角和 黏 摩 ３２土体 黏聚 力判 断法 ． 聚力的情况 下 ，判 定该 点是 否会发 生剪 切破 根 据 以上分析 ， 假定黏 聚力 ‘ 固定 ， ｐ 可得 坏。 当土处 于极 限平 衡状 态时 ， 尔 圆与库仑 到此 时 对 应 的极 限 状 态 的 黏 聚 力 ｃ 的表 达 摩 ｆ 强 度线相切 。 式： 口ｔ （ 。 ０ ２ ｎ ５ ／） ｃ （５一 ／） ａ４ ｏ ４。 ６ ２ ｔ ３软土剪 切破坏 判定新 方法 ， — — —— —— — —— 一 （ ４） 软 土 中 的主 应 力 可 以 通 过 力 学 方 法 求
十字板剪切试验
• 而十字板剪切试验可以解决这一问题。十
字板剪切试验是一种土的抗剪强度的原位 测试方法，这种试验方法适合于在现场测 定饱和粘性土的原位不排水抗剪强度，特 别适合于均匀饱和软粘土。
试验步骤：
实验时，先把套管打到要 求测试的深度以上75cm， 并将套管内的土清除，然 后通过套管将安装在钻杆 下的十字板压入土中至测 试的深度。由地面上的扭 力装置对钻杆施加扭矩， 使埋在土中的十字板扭转， 直至土体剪切破坏，破坏 面为十字板旋转所形成的 圆柱面。
十字板剪切试验
• 直接剪切试验与三轴压缩试验都是室内测 定土的抗剪强度的方法，这些试验方法都 要求事先取得原状土洋，但由于试样在采 取、运送、保存和制备过程中不可避免地 会受到扰动，土的含水量也难以保持天然 状态，特别是对于高灵敏度的粘性土，因 此，室内试验结果对土的实际情况的反映 就会受到不同程度的影响。
• 试验原理： 设土体剪切破坏时所施加的扭矩为M，则它应该 与剪切破坏圆柱面（包括侧面和上下面）上土 的抗剪强度所产生的抵抗力矩相等，即
D D2 D M DH v 2 H 2 4 3 1 1 2 D H v D 3 H 2 6
式中 M——剪切破坏时的扭矩，kN•m
• 预钻式旁压试验适用于粘性土、粉土、砂 土、碎石土、残积土、极软岩和软岩。 • 自钻式旁压试验适用于粘性土、粉土、砂 土，尤其适用于软土。
预钻式旁压仪
自钻式旁压仪
试验原理
• 旁压试验可理想化为圆柱孔穴扩张课题，为轴对 称平面应变问题。典型的旁压曲线(压力P-体积变 化量V曲线或压力p-测管水位下降值S)可分为三 段， • I段〔曲线AB):初步阶段，反映孔壁受扰动土的压 缩; • II段(直线BC):似弹性阶段，压力与体积变化量大 致成直线关系; • III段(曲线CD):塑性阶段，随着压力的增大，体积 变化量逐渐增加，最后急剧增大，达到破坏。
十字板剪切试验在软土工程勘察中的应用
十字板剪切试验在软土工程勘察中的应用软土工程勘察中的十字板剪切试验是一种重要的土质特性测试方法，用于分析和探讨软土体的稳定性。
十字板剪切试验是将一个圆形软土样本放入十字板剪切装置中，采用十字板剪切装置对样本进行压缩测试，从而判断软土体的特性参数，如弹塑性模量、体积改变及其他参数。
十字板剪切试验在软土工程勘察中具有重要的意义，它可以帮助我们准确获取软土单位体积的压缩比、压缩模量及其他有关参数，以期为软土的剪切强度及其他属性的测定提供参考，从而在软土工程勘察中发挥重要作用。
此外，可以根据软土单位体积的压缩比，分析软土在不同体积条件下的变化，以便更好地指导软土工程勘察。
抗剪强度得试验方法
第三节抗剪强度得试验方法一、直接剪切试验适用范围：室内测定土的抗剪强度，是最常用和最简便的方法仪器：直剪仪直剪仪分类：分应变控制式和应力控制式两种应变控制式直剪仪的试验方法简介：通过杠杆对土样施加垂直压力p后，由推动座匀速推进对下盒施加剪应力，使试样沿上下盒水平接触面产生剪切变形，直至剪破。
通常取四个试样，分别在不同σ下进行剪切，求得相应的τf。
绘制τf -σ曲线。
【讨论】直剪试验为何要取四个原状土样？破坏强度τf的判定：较密实的粘土及密砂土的τ-△l曲线具有明显峰值，如图中曲线1，其峰值即为破坏强度τf；对软粘土和松砂，其τ-△l曲线常不出现峰值，如图中曲线2，此时可按以剪切位移相对稳定值b点的剪应力作为抗剪强度τf。
按排水条件分：快剪（不排水剪）固结快剪（固结不排水剪）慢剪（排水剪）1、快剪（不排水剪）这种试验方法要求在剪切过程中土的含水量不变，因此，无论加垂直压力或水平剪力，都必须迅速进行，不让孔隙水排出。
适用范围：加荷速率快，排水条件差，如斜坡的稳定性、厚度很大的饱和粘土地基等。
2、固结快剪（固结不排水剪）试样在垂直压力下排水固结稳定后，迅速施加水平剪力，以保持土样的含水量在剪切前后基本不变。
试用范围：一般建筑物地基的稳定性，施工期间具有一定的固结作用。
3、慢剪（排水剪）土样的上、下两面均为透水石，以利排水，土样在垂直压力作用下，待充分排水固结达稳定后，再缓慢施加水平剪力，使剪力作用也充分排水固结，直至土样破坏。
适用范围：加荷速率慢，排水条件好，施工期长，如透水性较好的低塑性土以及再软弱饱和土层上的高填方分层控制填筑等等。
直剪仪特点：构造简单，试样的制备和安装方便，且操作容易掌握，至今仍被工程单 位广泛采用，。
【讨论】直剪仪的不足：①剪切破坏面固定为上下盒之间的水平面不符合实际情况，也即剪切面不一定是试样抗剪能力最弱的面；②试验中不能严格控制排水条件，不能量测土样的孔隙水压力的变化；③由于上下盒的错动，剪切面上的剪应力分布不均匀，而且受剪切面面积愈来愈小。
土的抗剪强度试验 计算公式
土的抗剪强度试验计算公式一、引言土的抗剪强度是指土体抵抗剪切破坏的能力。
在土力学中，抗剪强度是土体强度的重要指标之一。
为了确定土体的抗剪强度，进行抗剪强度试验是必不可少的。
二、试验方法常用的土体抗剪强度试验方法包括直剪试验和剪切试验。
直剪试验是将土体样品切割成一个或多个直剪面，然后施加垂直于直剪面的剪切力，测量土体的抗剪强度。
剪切试验是将土体样品切割成一个或多个平面，然后施加平行于平面的剪切力，测量土体的抗剪强度。
三、抗剪强度计算公式土的抗剪强度可以通过以下公式计算：τ = c +σtanφ其中，τ为土的抗剪强度，c为土体的内聚力，σ为土体的正应力，φ为土体的内摩擦角。
四、实验结果分析根据抗剪强度试验的结果，可以得到不同应力下土的抗剪强度。
通过分析实验结果，可以了解土体的强度特性及其变化规律。
五、影响因素土的抗剪强度受到多种因素的影响，主要包括土体类型、孔隙水压力、土体含水量、固结应力等因素。
不同的因素对土的抗剪强度有不同的影响程度。
六、工程应用土的抗剪强度是土建工程中设计和施工的重要参数之一。
在土体的承载力计算、土体的稳定性分析等方面，抗剪强度的准确评估和合理应用对工程的安全性和可靠性具有重要意义。
七、结论通过土的抗剪强度试验可以得到土体的抗剪强度参数，进而评估土体的强度特性和工程性质。
抗剪强度计算公式可以帮助工程师准确计算土体的抗剪强度，为工程设计和施工提供依据。
八、展望随着科技的进步和土力学理论的发展，土的抗剪强度试验方法和计算公式将不断完善和改进。
未来的研究将更加关注土体的微观结构和宏观性质之间的关系，以提高土体抗剪强度的评估和应用效果。
土的抗剪强度试验是土力学领域的重要研究内容之一。
通过试验和分析，可以得到土体的抗剪强度参数，并应用于工程设计和施工中。
在未来的研究中，我们将继续深入探索土体抗剪强度的机理和影响因素，为工程实践提供更准确、可靠的参考依据。
土的抗剪强度测定方法
土的抗剪强度测定方法土的抗剪强度是指土壤在受到剪切力作用下抵抗剪切破坏的能力。
测定土的抗剪强度可以帮助工程师分析土体的稳定性，为土工工程设计提供依据。
下面将介绍几种常用的土的抗剪强度测定方法。
一、直接剪切试验法直接剪切试验是一种常用的测定土的抗剪强度的方法。
该试验首先将土样制备成规定尺寸的试样，然后在试样上施加相应的剪切应力，通过测量土样的抗剪力和剪应变来计算土的抗剪强度。
直接剪切试验法可以测定土的各个应力状态下的抗剪强度参数，如剪切强度、摩擦角等。
二、扭转剪切试验法扭转剪切试验是一种适用于饱和黏土的抗剪强度测定方法。
该试验使用一个具有刚性表面的圆柱形试样，在试样表面施加剪切应力后进行扭转，通过测量试样的弯矩和旋转角度来计算土的抗剪强度。
扭转剪切试验法适用于较细粒土，可以快速测定土的抗剪特性。
三、动三轴试验法动三轴试验法是一种适用于软土和粘性土的抗剪强度测定方法。
该试验使用一个装有土样的圆柱形试样，在试样上施加一定的压应力并施加一定的剪切应力后，通过测量试样上的应力和应变来计算土的抗剪强度。
动三轴试验法可以测定土的固结特性和抗剪特性，适用于研究土对动应力的响应行为。
四、静力触探法静力触探法是一种快速且经济的测定土的抗剪强度的方法。
该方法利用静力触探仪在地面上进行试验，通过测量钻杆在土中的下沉阻力和侧摩阻力来计算土的抗剪强度。
静力触探法适用于浅层土壤的抗剪强度测定，能够快速获取大量的土壤参数。
以上是几种常用的土的抗剪强度测定方法，每种方法都有其适用范围和优缺点。
在实际工程设计中，可以根据具体情况选择合适的方法进行土的抗剪强度测定，以便更好地评估土的力学性质和工程稳定性。
土的剪切试验和强度指标
土的剪切试验和强度指标土的剪切试验是研究土体剪切特性和强度的重要方法之一、它通过对土体进行剪切加载，测量土体在不同剪切应力和剪切变形条件下的剪切变形、荷载变化等参数来评判土的剪切性能和强度参数，为土力学研究提供了重要的实验数据。
土的剪切试验及其强度指标对土的工程性质评价、土工设计和土力学研究等领域都具有重要意义。
土体剪切试验包括直剪试验、剪切扭转试验、三轴剪切试验等多种试验方法，根据试验装置、加载方式和试验目的等不同，选择不同的试验方法。
以下是直剪试验的介绍。
直剪试验是一种简单直观的试验方法，用于测定孤立土体剪切强度和土壤的内摩擦角等参数。
试验时，将土样制备成典型的长方形梯形形状，上下两部分以给定的剪切速率进行相对位移，通过测量上下两部分的位移和所加荷载，计算剪切变形、剪切应力、剪切荷载等参数。
同时，利用不同剪切刚度的试样进行实验，可绘制出剪切刚度剪切应力的曲线，以分析土体的变形刚度及其与荷载的关系。
直剪试验是土力学实验中最为基础的剪切试验，具有操作简便、试验容易、结果清晰等优点，被广泛应用于土力学实验。
直剪试验的强度指标主要包括抗剪强度（剪切极限、抗剪强度极限等）和内摩擦角两个参数。
抗剪强度是土体剪切破坏所能承受的最大抗剪力，通常用剪切极限强度表示。
剪切极限强度是当剪切应力逐渐增大时，土体达到承载能力极限的水平，并发生剪切破坏的场景。
它是土体抗剪切变形的极限。
内摩擦角则是反映土体颗粒间摩擦力的大小和土体内摩擦特性的参数。
内摩擦角是土体剪切破坏过程中剪切面上剪切应力与法向应力之比的角度。
这两个参数是评价土体抗剪特性和变形刚度的重要指标，它们的值直接影响到土工工程设计和土力学分析的结果。
土体的抗剪强度决定了土体的稳定性和承载能力，内摩擦角则决定了土体的变形性质和剪切刚度。
因此，对土体的剪切试验及其强度指标的研究能够为土力学领域的工程实践提供重要的理论依据和实验数据。
值得注意的是，土壤的剪切性状和强度指标受到多种因素的影响，包括土体类型、土粒特性、水分含量、固结状况、载荷方式、判别依据等。
岩土工程勘察与软件应用：十字板剪切试验
注意事项
应先将电缆穿过施加扭力装置的中心孔，然后再穿入探杆； 在扭剪前，应读取初始读数或将仪器调零； 匀速转动手摇柄，摇柄每转一圈，十字板头旋转一度。 测试重塑土时，用扳手或管钳快速将探杆顺时针方向旋转6圈，使十字板头
M3
DH
D 2
Cv
6
D3C H
M R - 传感器的率定系数 , R - 读数 由此Cu就可确定出来。
三、测试设备
1. 压入主机 2. 十字板头 3. 扭力传感器压入主机 4. 十字板头 5. 扭力传感器 6. 量测扭力的仪表 7. 施加扭力装置 8. 其它（探杆等） 9. 量测扭力的仪表 10. 施加扭力装置 11. 其它（探杆等）
3、求软粘土灵敏度 野外十字板剪切实验 是确定软粘土灵敏度 的最可靠的方法
St
Cu Cu
4、其它
如确定地基土的强度
十字板剪切试验记录表
转角 （度）
5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
原状土
应变仪读数 剪应力（kPa）
10 22 47 74 101 108 101 96 89 82
(2) 野外测试设备轻便，操作容易。 (3) 测试速度较快，效率高，成果整理简单。
二、测试原理 CH
十字板剪切是对压入粘土中的十字板头施加扭矩，使十字 板头以一定速率旋转，在土层中形成圆柱形的破坏面，测 定土剪切破坏时的最大扭矩，即可得到土的抗剪强度。
圆柱体侧面的抗扭矩为：M1
DH
D 2
Cv
圆柱体底面的抗扭矩为：M 2
4
D2 D C 3H
黏性土的剪切
第xx卷第x期岩土工程学报Vol.xx No.x xxxx年 x月 Chinese Journal of Geotechnical Engineering xxxx, xxxx黏性土的剪切破坏特征摘要：对饱和黏性土试样进行三轴不固结不排水剪切、固结不排水剪切和固结排水剪切试验,获得了饱和黏性土三轴试验的抗剪强度指标,通过对强度指标的分析比较，绘制应力与应变的关系曲线和强度包线，并计算土的内聚力和摩擦角。
得出三轴慢剪指标，并作为设计、施工的参数。
为黏性土路基的设计和施工提供依据，使施工的数据更加合理、科学，提高工程的安全性、可靠性、科学性。
关键词：黏性土；三轴剪切试验；不固结不排水；固结不排水；固结排水；强度包线中图分类号：xxxxx.xx 文献标识码：X 文章编号：xxxx–xxxx(xxxx)xx–xxxx–xxReliability analysis of high level backfill based on chaotic optimizationLIU Zhi-xiang, LI Xi-bing, ZHANG Yi-ping(Central South University, Changsha 410083, China)Abstract: To adhere to the saturation ：took three samples of the earth's axis is not an end and drainage, sewerage and could not cut it to the cut the knot and got saturated soil stuck of three axes to cut the strength to strength the target indicators, by comparison, the analysis of stress to strain of the relationship between the curve and the intensity of the bag, and the earth's cohesion and rubbing horns. the three axes to cut down, and as a design and construction of parameters. To adhere to the nature of the design and construction, construction provides for data more rational, scientific and engineering safety, reliability, scientific.Key words: Very nature of the earth ；three axis of an experiment ；not solidated ；is no sewerage and drainage ；not solidated drainage ；Line is wrapped0 引言在实际工程施工中,出于施工安全的考虑,往往要对坝基的稳定性、地基的承载力、挡土墙的压力与稳定性以及边坡稳定等进行计算和评估,而这些安全评价都与土的抗剪强度有着密切的关系。
十字板剪切试验,软黏性土原位测试的方法之一
十字板剪切试验十字板剪切试验（VST）是用插入士中的标准十字板探头，以一定速率扭转，量测土破坏时的抵抗力矩，测定土的不排水剪的抗剪强度和残余抗剪强度。
十字板剪切试验可用于测定饱和软黏性土（φ≈0）的不排水抗剪强度和灵敏度。
所测得的抗剪强度值，相当于试验深度处天然土层在原位压力下固结的不排水抗剪强度。
十字板剪切试验不需要采取土样，避免了土样扰动及天然应力状态的改变，是一种有效的现场测定士的不排水强度试验方法。
一、十字板剪切试验的设备1、十字板剪切试验设备由十字板头、试验用探杆、贯人主机、测力计与记录仪等组成，一般分为以下两种形式：（1）机械式：开口钢环式十字板剪切仪，按轴杆与十字板头的连接方式有离合式和牙嵌式两种。
国内广泛采用离合式，离合式连接方式是利用一离合器装置，使轴杆与十字板头能够离合，以便分别作十字板总剪力试验和轴杆摩擦校正试验。
开口钢环测力装置 十字板头（2）电测式：电阻应变式十字板剪切仪，其十字板头可通过扭力传感器与探杆相连接。
扭力柱的上下端分别与十字板头和轴杆相连接。
扭力柱的外套筒主要用以保护传感器，它的上端丝扣与扭力柱接头用环氧树脂固定，下端呈自由状态，并用润滑防水剂保持它与扭力柱的良好接触。
这样，应用这种装置就可以通过电阻应变传感器直接测读十字板头所受的扭力，而不受轴杆摩擦、钻杆弯曲及坍孔等因素的影响，提高了测试精度。
电测式-十字板头结构示意图1—十字板；2—扭力柱；3—应变片；4—套筒；5—出线孔；2、十字板头的规格十字板头宜采用不锈钢整体制造，且板面粗糙度不大于6.3µm。
对于不同土类应选用不同尺寸的十字板头，在浅部软弱的淤泥、淤泥质黏性士、软黏士中一般选择75mm×150mm的十字板头较为合适，在稍硬士中可用50mm×100mm的十字板头。
十字板头规格表3、贯入主机机械式十字板剪切试验应使用钻机或其他成孔机械预先成孔；电测式十字板采用静力触探贯人主机将十字板头压人指定深度。
直接剪切试验、三轴压缩试验及无侧限抗压强度试验指标在软土地基处理稳定分析中的应用
直接剪切试验、三轴压缩试验及无侧限抗压强度试验指标在软土地基处理稳定分析中的应用作者：严建明来源：《商品与质量·消费视点》2013年第09期摘要：本文简要介绍了目前室内抗剪强度试验的几种方法，概述了不同试验方法的优、缺点以及对应的试验参数在工程中的运用；最后，笔者对软土地基的稳定分析进行了归纳和总结，并且特别谈到了安全系数的选择问题。
关键词：抗剪强度；粘聚力；内摩擦角；有效应力在公路软土地基勘察中一般都将现场勘探取出的土样用室内试验方法来确定地基土层的力学性质，作为软土地基处理设计依据。
实际上，土体中的应力变化过程相当复杂，在选用各种试验方法时，应注意试验方法尽可能反映软土的力学特性和工作条件并与分析计算方法相适应，以保证软土地基处理设计的经济性和合理性。
一、抗剪强度土的抗剪强度是指土在外力作用下抵抗剪切滑动的极限强度。
土的抗剪强度是土的一个重要力学性质，当估算地基承载力，评价地基稳定性，计算路堤斜坡稳定性等都需要抗剪强度指标。
1.库伦定律在法向应力变化范围不大时，抗剪强度与法向应力的关系近似为一直线，这就是抗剪强度的库伦定律。
（1-1）式中τf= c+σtgτf——土的抗剪强度（KPa）；c——土的粘聚力（KPa）；σ——作用于剪切面上的法向应力（KPa）；——土的内摩擦角（KPa）。
2.总应力法与有效应力法饱和土的抗剪强度与土受剪前在法向应力作用下的固结有关，而土只有在有效应力作用下才能固结。
有效应力逐渐增加的过程，亦即土的抗剪强度逐渐增加的过程。
剪切面上的法向应力与有效应力之间有下列关系式中u +σ'=σu ——剪切面上的孔隙水压力（KPa）；σ'——剪切面上的有效应力（KPa）；σ——剪切面上的法向应力，即总应力（KPa）。
土的强度主要取决于有效应力的大小，故抗剪强度的关系中应反映有效应力σ'更为合适，即式中τf = c'+ σ'tg'= c' +（σ-u）tg'c'——土的有效粘聚力（KPa）；'——土的有效内摩擦角（KPa）。
十字板剪切试验(VST)
（五）十字板剪切试验（VST）十字板剪切试验于1928年在瑞士奥尔桑（J〃Olsson）首先提出。
在我国于1954年开始使用十字板剪切试验以来，在沿海软土地区被广泛使用。
十字板剪切试验是快速测定饱和软粘土层快剪强度的一种简易而可靠的原位测试方法。
这种方法侧得的抗剪强度值，相当于试验深度处天然土层的不排水抗剪强度，在理论上它相当于三轴不排水剪的总强度，或无侧限抗压强度的一半（ϕ=0）。
由于十字板剪切试验不需采取土样，特别对于难以取样的灵敏性高的粘性土，它可以在现场基本保持天然应力状态下进行扭剪。
长期以来十字板剪切试验被认为是一种较为有效的、可靠的现场测试方法，与钻探取样室内试验相比，土体的扰动较小，而且试验简便。
但在有些情况下已发现十字板剪切试验所测得的抗剪强度在地基不排水稳定分析中偏于不安全，对于不均匀土层，特别是夹有薄层粉细砂或粉土的软粘性土，十字板剪切试验会有较大的误差。
因此将十字板抗剪强度直接用于工程实践中，要考虑到一些影响因素。
1.十字板剪切试验的基本技术要求(1)十字板尺寸：常用的十字板尺寸十字板尺寸表8-33为矩形，高径比(H/D为2)。
国外使用的Array十字板尺寸与国内常用的十字板尺寸不同，见表8-33。
(2)对于钻孔十字板剪切试验，十字板插入孔底以下的深度应大于5倍钻孔径，以保证十字板能在不扰动土中进行剪切试验。
(3)十字板插入土中与开始扭剪的间歇时间应小于5min。
因为插入时产生的超孔隙水压力的消散，会使侧向有效应力增长。
拖斯坦桑(Torstensson(1977))发现间歇时间为1h和7d的，试验所得不排水抗剪强度比间歇时间为5min的，约分别增长9%和19%。
(4)扭剪速率也应很好控制。
剪切速率过慢，由于排水导致强大增长。
剪切速率过快，对饱和软粘性土由于粘滞效应也使强度增长。
一般应控制扭剪速率为1。
～2。
/10s，并以此作为统一的标准速率，以便能在不排水条件下进行剪切试验。
几种软土剪切试验方法
几种软土剪切试验方法几种软土剪切试验方法宁波地铁工程的最大特点是软土地层厚、软、差，在设计过程中怎样正确合理地选择和应用勘察报告中给定的众多参数，对设计人员来说显得尤为重要。
在解读规范的过程中，也会遇到很多什么三轴试验、原位测试等等名词，在选择参数方面有总应力、有效应力法参数、直接剪切参数、固结快剪参数等等，因此理解勘察试验方法和目的、了解什么样的土层采用什么试验方法得出的强度参数最可靠，哪些方法得出的参数保守、哪些方法得出的参数偏大，这种方法与那种方法得出的参数为什么不同、怎么换算、偏大偏小的原因，土力学现场试验与原位试验的关系，试验与实际工程情况的关系，排水、不排水，固结、不固结，有侧限与无侧限等等怎么与现场结合都很重要，在软土地区搞设计不了解试验方法及其意义恐怕不行。
对于基坑支护工程来说，所需的主要土的力学参数为抗剪强度指标，以下为搜集到的几种软土试验方法。
测定土的抗剪强度指标的试验方法主要有室内剪切试验和现场剪切试验二大类，室内剪切试验常用的方法有直接剪切试验、三轴压缩试验和无侧限抗压强度试验等，现场剪切试验常用的方法主要有十字板剪切试验。
室内试验：（1）直接剪切试验：为测定土的抗剪强度的最简单方法，他所测定的是土样预定剪切面上的抗剪强度。
目前普遍采用应变控制式直剪仪。
为了在直剪试验中尽量考虑不同的固结排水条件，通常采用不同加荷速率的试验方法来近似模拟土体在受剪时的不同排水条件，由此产生了三种不同的直剪试验方法，即快剪、固结快剪和慢剪。
1）快剪：快剪试验是在对试样施加竖向压力后，立即以0.8mm/min的剪切速率快速施加水平剪应力使试样剪切破坏。
一般从加载到土样剪坏只需3～5min，相当于“不排水剪切”过程，指标用cq， q表示。
2）固结快剪：固结快剪是在对试样施加竖向压力后，让试样充分排水固结，待沉降稳定后，再0.8 mm/min的剪切速率快速施加水平剪应力使试样剪切破坏。
试验相当于“固结不排水剪”过程。
土体剪切破坏的几种判定方法
土体剪切破坏的几种判定方法
庄宇;王淑秋;张国侠;李淑琴
【期刊名称】《科技信息》
【年(卷),期】2010(000)022
【摘要】土体的抗剪强度是土体的主要强度指标之一,对于以后的学习、实践非常重要,很多教材由于篇幅限制等原因缺少算例,本文基于极限平衡状态理论提出三种判断土体是否达到剪切破坏的计算方法.
【总页数】1页(P504)
【作者】庄宇;王淑秋;张国侠;李淑琴
【作者单位】佳木斯大学建筑工程学院;佳木斯大学建筑工程学院;佳木斯大学建筑工程学院;佳木斯大学建筑工程学院
【正文语种】中文
【相关文献】
1.劈裂注浆加固土体剪切破坏规律研究
2.软土地基剪切破坏判定数学方法研究
3.海底管线地基土体塑性及剪切破坏分析
4.土钉墙施工阶段土体剪切破坏分析与加固处理
5.基于快速判断土体剪切破坏状态的MATLAB GUI设计
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
几种软土剪切试验方法
几种软土剪切试验方法
宁波地铁工程的最大特点是软土地层厚、软、差，在设计过程中怎样正确合理地选择和应用勘察报告中给定的众多参数，对设计人员来说显得尤为重要。
在解读规范的过程中，也会遇到很多什么三轴试验、原位测试等等名词，在选择参数方面有总应力、有效应力法参数、直接剪切参数、固结快剪参数等等，因此理解勘察试验方法和目的、了解什么样的土层采用什么试验方法得出的强度参数最可靠，哪些方法得出的参数保守、哪些方法得出的参数偏大，这种方法与那种方法得出的参数为什么不同、怎么换算、偏大偏小的原因，土力学现场试验与原位试验的关系，试验与实际工程情况的关系，排水、不排水，固结、不固结，有侧限与无侧限等等怎么与现场结合都很重要，在软土地区搞设计不了解试验方法及其意义恐怕不行。
对于基坑支护工程来说，所需的主要土的力学参数为抗剪强度指标，以下为搜集到的几种软土试验方法。
测定土的抗剪强度指标的试验方法主要有室内剪切试验和
现场剪切试验二大类，室内剪切试验常用的方法有直接剪切试验、三轴压缩试验和无侧限抗压强度试验等，现场剪切试验常用的方法主要有十字板剪切试验。
室内试验：
（1）直接剪切试验：为测定土的抗剪强度的最简单方法，
他所测定的是土样预定剪切面上的抗剪强度。
目前普遍采用应变控制式直剪仪。
为了在直剪试验中尽量考虑不同的固结排水条件，通常采用不同加荷速率的试验方法来近似模拟土体在受剪时的不同排水条件，由此产生了三种不同的直剪试验方法，即快剪、固结快剪和慢剪。
1）快剪：快剪试验是在对试样施加竖向压力后，立即以
0.8mm/min的剪切速率快速施加水平剪应力使试样剪切破坏。
一般从加载到土样剪坏只需3～5min，相当于“不排水剪切”过程，指标用c
q
， q表示。
2）固结快剪：固结快剪是在对试样施加竖向压力后，让试样充分排水固结，待沉降稳定后，再0.8 mm/min的剪切速率快速施加水平剪应力使试样剪切破坏。
试验相当于“固结不排水剪”
过程。
抗剪强度指标用c
cq ，
cq
表示。
3）慢剪：慢剪试样是在对试样施加竖向压力后，让试样充分排水固结，待沉降稳定后，以小于0.02 mm/min的剪切速率施加水平剪应力直至试样剪切破坏，使试样在受剪过程中一直充分排水和产生体积变形，模拟了“固结排水剪切”过程，得到的抗剪强度指标用c
s
， s表示。
（2）三轴压缩试验
常规三轴试验步骤如下：
1）将土样切制成圆柱体套在橡胶膜内，放在密闭的压力室中，根据试验排水要求启闭有关的阀门开关。
2）向压力室内注入气压或液压，使试样承受周围压力σ
3作用，并使该周围压力在整个试验过程中保持不变。
3）通过活塞杆对试样加竖向压力，随着竖向压力逐渐增大，试样最终将因受剪而破坏。
上述试验过程将依据试验要求不同而有所变化，通过控制土样在周围压力作用下固结条件和剪切时的排水条件，分为不固结不排水剪、固结不排水剪和固结排水剪三种试验。
1）不固结不排水剪（UU试验）
试样在施加周围压力和随后施加偏应力直至剪坏的整个试验过程中都不允许排水，即从开始加压直至试样剪坏，土中的含水量始终保持不变，孔隙水压力也不会消散。
UU试验得到的抗剪强度指标用c u、
表示，这种试验方法所对应的实际工程条件
u
相当于饱和软粘土中快速加荷时的应力状况。
2）固结不排水剪（CU试验）
在施加周围压力σ
时，将排水阀门打开，允许试样充分排
3
水，待固结稳定后关闭排水阀门，然后再施加偏应力，使试样在不排水的条件下剪切破坏。
在剪切过程中, 试样没有任何体积变形。
若要在受剪过程中量测孔隙水压力，则要打开试样与孔隙水压力量测系统间的管路阀门。
CU试验得到的抗剪强度指标用c cu、 cu表示，其适用的实际工程条件为一般正常固结土层在工程竣工或在使用阶段受到大量、快速的活荷载或新增荷载的作用下所对应的受力情况，在实际工程中经常采用这种试验方法。
3）固结排水剪（CD试验）
在施加周围压力及随后施加偏应力直至剪坏的整个试验过程中都将排水阀门打开，并给予充分的时间让试样中的孔隙水压力
表示。
能够完全消散。
CD试验得到的抗剪强度指标用c d、
d 三轴试验的突出优点是能够控制排水条件以及可以量测土样中孔隙水压力的变化。
此外，三轴试验中试样的应力状态也比较明确，剪切破坏时的破裂面在试样的最弱处，而不像直剪试验那样限定在上下盒之间。
一般来说，三轴试验的结果还是比较可靠的。
（3）无侧限抗压强度试验
无侧限抗压强度试验是三轴压缩试验中周围压力 3=0
的一种特殊情况，所以又称单轴试验。
无侧限抗压强度试验所使用的无侧限压力仪,但现在也常利用三轴仪作该种试验，试验时，在不加任何侧向压力的情况下，对圆柱体试样施加轴向压力，直至试样剪切破坏为止。
试样破坏时的轴向压力以q u表示，称为无侧限抗压强度。
饱和粘性土的三轴不固结不排水试验结果表明，其破坏包线为一水平线，即 u=0。
因此，对于饱和粘性土的不排水抗
来得到，即
剪强度，就可利用无侧限抗压强度q
u
无侧限抗压强度试验除了可以测定饱和粘性土的抗剪强度指标外，还可以测定饱和粘性土的灵敏度S t。
土的灵敏度是以原状土的强度与同一土经重塑后（完全扰动但含水量不变）的强度之比来表示的，即
式中：q u为原状土的无侧限抗压强度，kPa；q0为重塑土的无侧限抗压强度，kPa。
根据灵敏度的大小，可将饱和粘性土分为三类：
1＜S t≤2低灵敏土；
2＜S t≤4中灵敏土；
S t＞4 高灵敏土。
无侧限抗压强度试验适用于测定饱和软粘土的抗剪强度指标。
土的灵敏度愈高，其结构性愈强，受扰动后土的强度降低就愈多。
粘性土受扰动而强度降低的性质，一般说来对工程建设是不利的，如在基坑开挖过程中，因施工可能造成土的扰动而会使地基强度降低。
（。