土的剪切实验
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，将百分表的长针=0。
调至零，即R5.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：剪切位移为4mm 时对应的剪应力（kpa ）即抗剪强度如下表：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 4000 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 97.6 422.4 241.072100 61.26 200 121.03 300181.79400 241.07由图可知：抗剪强度指标：C=10，φ=31.2。
用直接剪切试验测定土的抗剪强度指标
用直接剪切试验测定土的抗剪强度指标土壤的抗剪强度，听起来有点抽象？别着急，咱们今天就聊聊这个问题。
说白了，土的抗剪强度就是指土壤在受外力作用时，抵抗变形和破坏的能力。
这就好比你脚下的土地，当你推它一把，能不能顶住，不能的话就得变形、滑动甚至崩塌。
别小看这个问题，这关乎到咱们修建房子、铺路，甚至一些大型工程，土壤的稳定性就是一切的基础。
现在的科技很牛，但是这项指标我们要怎么测出来呢？没错，方法就叫做“直接剪切试验”。
想象一下，咱们有一块土，拿它做实验，直接给它“剪”。
嘿，你没听错，剪！这个剪呢，不是拿剪刀，咱是用设备模拟外力，逐步给土加压直到它“撕裂”。
剪切过程中会有很多细节需要注意，比如怎么保持土样的湿度、温度，甚至是土壤的密度，这些因素都会影响结果。
测定出来的抗剪强度指标，能帮我们预判土壤的承载能力，哪怕是地震、台风这些极端天气发生时，土壤的表现也能看个大概。
说到这个“直接剪切”，其实就是把土壤分成两部分，通过施加剪力，看它到底什么时候开始发生位移。
每当剪力增加，土壤开始慢慢的变形、破裂，这个时候我们就能测得它的抗剪强度了。
具体的结果表现为两个值，一个是抗剪强度的内摩擦角，另一个是黏聚力。
这两个数值合起来，给我们描绘出了土壤的“脾气”，你到底能不能信任它，能不能在上面盖个楼，能不能在上面修条路，能不能顶住某种负荷。
怎么进行试验呢？首先要准备一块标准的土样。
土样的大小、形状都得符合标准，差一丢丢都可能影响最终数据的准确性。
然后把它放进专用的剪切盒里。
这时候，研究人员会一步一步加大剪切力，直到土样的某个层面开始滑动。
要注意，实验中的剪切力大小需要严格控制，万一操作不当，土壤就容易产生不准确的结果。
大家都知道，土壤是个“任性”的家伙，性格不稳，稍微一不注意，数据就全乱了。
有些朋友可能会问，测出来的这些数据有什么用呢？哈哈，这就是土壤工程中的“黄金数据”了。
想象一下，如果你准备建一个高楼，而这块地的土壤抗剪强度差，那就很可能导致整个楼盘不稳，甚至发生滑坡、塌方之类的灾难。
土的直接剪切试验的原理是
土的直接剪切试验的原理是土的直接剪切试验是一种常用的实验方法，用于研究土壤的剪切特性。
它可以测量土壤在剪切过程中的应力变化和应变变化，从而获得土壤的剪切强度参数和剪切变形参数。
该试验原理基于土壤的剪切机制和力学原理。
土壤是由颗粒与空隙组成的多相介质，其剪切行为是为了适应外界力的作用而发生的。
土壤剪切包括体相的刚体剪切和粒内粒间的相互滑移剪切。
在土的直接剪切试验中，通常使用具有固定顶部和移动底部的剪切盒进行试验。
试验开始前，将土壤样品制备成柱形，放置在剪切盒中。
通常需要控制土壤的初始密实度，以保持试验可重复性。
剪切盒的顶部施加一个垂直的压力，模拟所需的正常应力。
然后施加一个平行于剪切盒底部的剪切应力，以启动土壤的剪切过程。
在试验过程中，通过在剪切盒内施加水平剪切力，并同时测量土壤的剪切应力和剪切应变，来研究土壤剪切特性的变化。
常见的测量方法包括应变计和剪应力计。
应变计通常安装在土样上，用于测量土样的纵向和切向应变。
剪应力计则用于测量土样中的剪应力。
根据压缩剪切理论，剪切应力与应变之间的关系可以用剪切应力-应变曲线来表示。
剪切应力-应变曲线通常显示出三个不同的阶段：弹性阶段、塑性阶段和破裂阶段。
弹性阶段表明土壤在小应变下表现出弹性行为，应变恢复后没有残余变形。
塑性阶段表明土壤在大应变下表现出塑性行为，应变恢复后存在残余变形。
破裂阶段表明土壤发生不可逆的破裂变形。
通过分析剪切应力-应变曲线，可以计算出土壤的弹性模量、塑性模量、剪切强度等参数。
这些参数可以用于土壤工程设计和土壤力学分析，以评估土壤的稳定性和变形性能。
总之，土的直接剪切试验通过测量土壤在剪切过程中的应力变化和应变变化，揭示了土壤的剪切特性。
通过分析剪切应力-应变曲线，可以得到土壤的剪切强度和变形参数，为土壤工程设计和土壤力学分析提供了重要的依据。
土力学直接剪切试验
土力学直接剪切试验
土力学直接剪切试验是一种用于研究土壤力学性质的试验方法。
该试验主要通过对土样在剪切平面上的应力-应变关系进行研究，来探究其剪切强度和变形特性等力学性质。
直接剪切试验通常采用正方形或圆形的土样，在试验开始前应将土样切平，并确保其表面光滑、平整。
试验时，土样被夹在两个平行的剪切面之间，以产生剪切应力。
在应用规定的剪切荷载后，土样将发生剪切变形，同时试验设备可以记录下荷载变化以及土样在剪切面上的应变变化。
直接剪切试验的结果可以用于计算土的剪切强度、摩擦角以及压缩强度等力学指标。
此外，直接剪切试验还可以用于研究土壤的孔隙结构、应力分布等问题。
直接剪切试验具有简单易行、结果准确等优点，已广泛应用于土力学领域，被广泛用于工程问题的研究及土力学试验教学中。
土的直接剪切试验报告
土的直接剪切试验报告直接剪切试验是土力学中常用的试验方法之一，用于研究土壤在剪切力作用下的变形特性和强度特性。
试验通过施加水平剪切力来破坏土体的结构，以获得土壤的剪切强度参数和剪切变形特性。
本报告将对直接剪切试验的常规步骤、试验参数和试验结果进行描述和分析。
试验目的：直接剪切试验的主要目的是确定土壤的剪切动力学性质，包括土壤的剪切强度、剪切模量和剪切变形特性等。
这些参数对土体的稳定性评估和工程设计具有重要的参考价值。
试验设备和样品准备：直接剪切试验所需的主要设备包括直接剪切仪、测力仪、千斤顶、压力计、编码器等。
试验前需要对土壤样品进行准备，包括收集样品、清洗、调整含水量和颗粒大小分布等。
试验步骤：1. 首先，将土壤样品填充到直接剪切仪的剪切箱中，并按照一定的高度和均匀程度压实。
2. 在样品上方放置刚性平板，用千斤顶施加垂直荷载使样品完全密实，并记录施加的垂直荷载值。
3. 将水平分隔板安装在样品上方，通过调节水平分隔板与样品之间的间隙来确定正应力水平，同时记录正应力值。
4. 在水平分隔板之上安装测力仪和压力计等设备，用以测量和记录剪切力和剪切位移。
5. 按照预定的速率施加剪切力，同时记录剪切力和剪切位移的值，直至土样破坏或达到所需的试验截止条件。
试验参数：在直接剪切试验中，常用的参数包括剪切强度参数、剪切模量和剪切变形特性等。
剪切强度参数包括黏聚力（cohesive force）和内摩擦角（internal friction angle）。
剪切模量反映土壤对剪切应变的抵抗程度，是衡量土体刚性和变形能力的指标。
剪切变形特性包括土壤的剪切变形曲线、剪切模量的变化规律和剪切带的发展等。
试验结果分析：根据试验数据，可以绘制剪切力-位移曲线和正应力-位移曲线，分析土体的破坏过程和强度特性。
同时，可以计算黏聚力和内摩擦角，并与其他试验数据进行比较，验证结果的合理性和可靠性。
对剪切变形特性进行分析，可以确定土壤在剪切作用下的变形特点和变形模量。
土直剪实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 了解土直剪实验的基本原理和方法。
2. 掌握土直剪实验的操作步骤和数据处理方法。
3. 分析土的抗剪强度及其影响因素。
二、实验原理土直剪实验是一种常用的土力学实验，用于测定土的抗剪强度和剪切变形特性。
实验原理基于土体在剪切过程中，抗剪强度与剪切应力之间的关系。
根据摩尔-库仑理论，土体的抗剪强度可以用下式表示：τ = c + σtanφ式中，τ为剪切应力；c为土的黏聚力；σ为正应力；φ为土的内摩擦角。
三、实验仪器1. 土直剪仪：用于进行土直剪实验。
2. 量筒：用于量取土样体积。
3. 天平：用于称量土样质量。
4. 保湿器：用于保持土样的水分状态。
四、实验步骤1. 准备土样：取一定量的土样，将其放入保湿器中，保持土样的水分状态。
2. 称量土样：用天平称量土样的质量，并记录。
3. 量取土样体积：将土样放入量筒中，量取土样的体积，并记录。
4. 装样：将土样装入土直剪仪的剪切盒中，注意土样要均匀分布。
5. 加载：按照实验要求，对土样进行加载，直至达到预定剪切应力。
6. 记录数据：在剪切过程中，记录剪切应力、剪切位移等数据。
7. 解除加载：达到预定剪切应力后，解除加载，观察土样的剪切破坏情况。
8. 数据处理：根据实验数据，计算土样的抗剪强度、黏聚力和内摩擦角等参数。
五、实验结果与分析1. 抗剪强度：根据实验数据，计算土样的抗剪强度。
抗剪强度是土体抵抗剪切破坏的能力，其大小反映了土体的稳定性。
2. 黏聚力：黏聚力是土体颗粒之间的粘结力，反映了土体的内聚力。
根据实验数据，计算土样的黏聚力。
3. 内摩擦角：内摩擦角是土体抵抗剪切变形的能力，反映了土体的剪切特性。
根据实验数据，计算土样的内摩擦角。
4. 影响因素分析：分析土的抗剪强度及其影响因素，如土的种类、含水量、应力状态等。
六、实验结论通过土直剪实验，可以测定土体的抗剪强度、黏聚力和内摩擦角等参数，为土体工程设计和施工提供依据。
实验结果表明，土的抗剪强度受多种因素影响，如土的种类、含水量、应力状态等。
土的剪切试验
29
安装加压框架
安装前是否加吊盘？ 否
30
施加垂直压力
如何施加荷载？（做三次试验） 第一个试件：一个砝码（100kp) 第二个试件：两个砝码（200kp) 第三个试件：三个砝码（300kp)
31
拔去固定销钉
32
调整测力计读数为零
33
立即以0.8mm/min的剪切速度进行剪切（每分钟4-6转的均匀 速度旋转手轮），使试样在3-5min剪损。
项目4
土的剪切试验
1
土的抗剪强度
（三）土的抗剪强度的基本规律——库仑定律
1、库仑定律
f
砂土
1776年，库仑根据砂土剪切试验 库仑定律：土的抗剪强
度是剪切面上的法向总应 力 的线性函数
f
后来，根据粘性土剪切试验
f tan
f tan c
c
粘土
2
一、试验目的
（1）试样制备：从原状土样中切取原状土试样或 制备给定干密度和含水率的扰动土试样。按规范规 定，测定试样的密度及含水率。对于扰动土样需要 饱和时，按规范规定的方法进行抽气饱和 （2）试样安装：对准上下盒，插入固定销。在下 盒内放湿滤纸和透水板。将装有试样的环刀平口向 下，对准剪切盒口，在试样顶面放湿滤纸和透水板， 然后将试样徐徐推入剪切盒内，移去环刀。转动手 轮，使上盒前端钢珠刚好与测力计接触。调整测力 计读数为零。依次加上加压盖板、钢珠、加压框架， 安装垂直位移计，测记起始读数。
直剪试验优缺点
优点：仪器构造简单，试样的制备和安装方便，易于 操作 缺点：
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， 不一定是土样的最薄弱面。 ②试验中不能严格控制排水条件，对透水性强的土尤为突 出，不能量测土样的孔隙水压力。 ③上下盒的错动，剪切过程中试样剪切面积逐渐减小，剪 切面上的剪应力分布不均匀。
土力学剪切实验实验报告
土力学剪切实验实验报告实验报告：土力学剪切实验一、实验目的通过土力学剪切实验，研究土壤的抗剪特性，了解土壤的剪切强度和抗剪力的变化规律，为土壤工程设计提供依据。
二、实验原理三、实验材料与设备1.实验材料：土壤样本（取自实际工程现场）2.实验设备：剪切试验仪、土壤箱、荷载控制系统、位移测量系统等。
四、实验步骤1.准备土壤样本：根据实验需要，取适量土壤样本，经过筛选去除颗粒较大的土壤。
2.土壤湿度调节：根据实验需要，调节土壤湿度，使其符合实验要求。
3.土壤填充：将土壤均匀地填充到土壤箱中，并进行压实，以消除土壤内部的空隙。
4.样本制备：在土壤箱中放置剪切试验器，调节试验器的位置和尺寸，制备具有标准尺寸和形状的土壤样本。
5.施加荷载：通过荷载控制系统，向土壤样本施加垂直荷载，记录施加的荷载大小和变化情况。
6.施加剪力：通过剪切试验仪，施加水平剪力，产生土壤的剪切变形，记录剪切力的大小和变化情况。
7.测量位移：借助位移测量系统，测量土壤样本在剪切过程中的位移情况。
8.数据处理：结合实验数据，绘制荷载-位移曲线、剪切力-位移曲线等，计算土壤样本的抗剪力和剪切强度等力学参数。
五、实验结果与分析根据实验数据，绘制荷载-位移曲线和剪切力-位移曲线，得到土壤样本在不同荷载和位移条件下的抗剪特性。
根据曲线的形态，可以得出以下结论：1.荷载-位移曲线：随着施加荷载的增加，土壤样本的位移逐渐增大，但位移增大的速率逐渐减小。
2.剪切力-位移曲线：随着剪切位移的增加，剪切力也逐渐增加，并达到峰值后逐渐减小。
根据实验数据和曲线分析，可以计算土壤样本的抗剪力和剪切强度。
通过比较不同条件下的数据，可以得出土壤剪切特性的变化规律，为土壤工程设计提供依据。
六、实验总结通过土力学剪切实验，我们了解了土壤的剪切强度和抗剪力的变化规律。
实验结果可以为土壤工程设计提供重要的参数和依据，帮助工程师选择合适的土壤材料和设计合理的工程结构。
在实验过程中，我们发现实验结果可能受到土壤样本的湿度、压实度等因素的影响，因此在实际工程中，还需按照具体情况选择最适合的剪切实验方法和参数。
土的直接剪切试验
土的直接剪切试验一、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。
二、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。
三、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。
四、计算及试验误差1、根据下式计算测得剪应力式中:τ——剪应力，kPaKl——量力环率定系数，N/0.01mmR——百分表读数，0.01mmγ——剪位移，0.01mmn——手轮转数A——试样初始汤面积，cm2ΔL——手轮转一圈的位移量，0.01mm。
土的直接剪切试验
3）快剪试验
本试验方法适用于渗透系数小于10-6cm/s的细粒土， 具体试验步骤如下：
（1）试样制备并安装同慢剪试验； （2）施加垂直压力，拔取固定销立即以0.8mm/min
的剪切速度进行剪切至试验结束，使试样在3~ 5min内剪损；试样每产生剪切位移0.2~0.4mm 测记测力计和位移读数，直至测力计读数出现
2 试验设备
直接剪切仪分为应变控制式和应力控制式两种，我国 普遍采用应变控制式直剪仪，即通过等速推动试样产生位 移测定相应的剪力，试验设备构造如图1：
图1 应变控制式直剪仪
1-剪切传动机构；2-推动器；3-下盘；4-垂直加压框架；5-垂直位移 计；6-传压板；7-透水板；8-上盒；9-储水盒；10-测力计；11-水平 位移计；12-滚珠；13-试样
3 试验步骤
1)慢剪试验
本试验方法适用于细粒土，具体试验步骤如下： （1）试样的制备与安装； （2）根据工程实际和软硬程度施加各级垂直压力； （3）施加垂直压力后，每1h测读垂直变形1次，直至试 样固结变形稳定，变性稳定标准为每小时不大于 0.005mm。 （4）拔去固定销，以小于0.02mm/min的剪切速度进行 剪切，试样每产生剪切位移0.2~0.4mm测记测力 计和位移读数，直至测力计读数出现峰值，继续 剪切至位移为4mm时停机，记下破坏值； （5）试验结束后，取出试样，测定式样含水量。
峰值，继续剪切至位移为4mm时停机，记下破 坏值；
（3）试验结束后，取出试样，测定式样含水量。
4）砂类土直剪试验
本试验方法适用于砂类土，具体试验步骤如下： （1）取过2mm筛的风干砂样1200g制备砂样； （2）根据要求的试样干密度和试样体积称取每个试样
所需的风干砂样质量，精确至0.1g； （3）对准剪切容器上下盒，插入固定销，放干透水板
土的直接剪切试验报告
土的直接剪切试验报告
实验名称：土的直接剪切试验
实验目的：测定土的剪切强度参数
实验原理：
土的剪切特性是通过剪切试验来确定的。
土体在外部应力的作用下发生变形，当剪切应力达到一定值时，土体会发生剪切破坏。
剪切破坏时，一个平面上的土体向相对方向分离，这样就形成了剪切面。
根据所施加的剪切应力及破坏状态，可以计算出土的剪切强度参数。
实验步骤：
1. 准备土样：用土样罐压实制备土样，土样高度为
2.5cm，直径为6.25cm。
2. 安装试验设备：将三个试验设备水平放置并固定好，把土样放在剪力仪下方的台板上，并调整好卡紧螺丝。
3. 施加切应力：通过水平螺旋压缩机施加垂直于剪切面的压缩力，测定土样的角位移，继而在土样上施加一定大小的水平力，使土样发生剪切破坏，并测定剪切破坏时所需的剪切力。
4. 数据处理：根据测量结果计算土体的剪切强度参数和切应力角。
实验结果：
根据实验数据计算得到土的剪切强度参数和切应力角如下：
剪切强度参数：τ = F / A = 25 kPa
切应力角：φ = arctan(τ / σn) = arctan(0.5) = 26.56°
结论：
通过直接剪切试验测定得到的土的剪切强度参数为25 kPa，切应力角为26.56°。
这些数据可用于土的力学计算和工程设计。
土的直接剪切试验报告
土的直接剪切试验报告一、试验目的本次试验的目的是通过直接剪切试验来研究土的剪切性能，了解土的强度特性，为土的工程应用提供参考数据。
二、试验背景土的剪切性能是土力学研究的重要内容之一，直接剪切试验是一种常用的试验方法。
通过施加水平力和垂直力，对土样进行直接剪切，测定土的剪切应力和剪切应变，从而得到土的剪切强度参数。
三、试验方法1. 试验样品的制备：选取代表性的土样，制备成适当的尺寸和形状。
2. 试验设备的准备：准备好直接剪切试验设备，包括剪切箱、剪切刀、测力计等。
3. 试验过程：将土样放入剪切箱内，施加水平力和垂直力，进行剪切试验。
4. 数据记录：记录剪切试验中土样的变形情况和施加的力值。
5. 数据处理：根据试验数据计算土的剪切应力、剪切应变和剪切模量等参数。
四、试验结果分析根据试验数据的处理和分析，得到土的剪切应力-剪切应变曲线，通过曲线的斜率确定土的剪切强度参数，包括内摩擦角和剪切强度参数等。
根据试验结果，可以评价土的剪切性能和强度特性，为土的工程应用提供重要参考。
五、试验结论通过本次土的直接剪切试验，得到了土的剪切应力-剪切应变曲线，确定了土的剪切强度参数，包括内摩擦角和剪切强度参数等。
根据试验结果分析，对土的剪切性能进行了评价，为土的工程应用提供了重要的参考。
试验结果可为土力学研究和土的工程设计提供数据支持。
六、试验注意事项1. 在试验中应注意土样的制备和试验过程的严谨性，避免因操作不当而影响试验结果的准确性。
2. 在试验中应注意安全，严格遵守试验操作规程，避免发生意外事故。
3. 在试验中应认真记录试验数据，确保数据的准确性和完整性，为后续的数据处理和分析提供可靠的基础。
以上为土的直接剪切试验的试验报告，通过试验的进行和结果的分析，得到了土的剪切性能和强度特性的相关数据，为土的工程应用提供了重要的参考和依据。
试验结果的准确性和可靠性对土的工程设计和施工具有重要的意义，对土的剪切性能的研究也具有一定的理论和实际价值。
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T,根据库仑定律确定土的抗剪强度参数：内摩擦角屮和黏聚力C。
试验方法分三种：（1）快剪Q（Quickshear）：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（ConsolidationQuickshear）：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（Slowshear）：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a )下，3施加轴向压力(即产生主应力差a-a )，进行剪切直至破坏，然后根13据摩尔-库伦理论确定土的抗剪强度参数：内摩擦角屮和黏聚力c 。
试验方法分三种：(1)不固结不排水剪UU (UnconsolidationUndrained )：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 ， u(2)固结不排水剪CU (ConsolidationUndrained )：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,(p 和有效应力抗剪cucu强度指标c '，p '。
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。
土的抗剪强度试验方法
土的抗剪强度试验方法土的抗剪强度试验是土力学实验中的一种重要试验，用于测定土壤在受到剪切力作用时的抗剪强度。
土壤的抗剪强度是土体内部颗粒间的相互作用力和内聚力的综合反映，对于土壤工程和岩土工程的设计和施工具有重要意义。
本文将介绍两种常用的土壤抗剪强度试验方法：剪切试验和直剪试验。
一、剪切试验剪切试验是一种常见且易于操作的土壤抗剪强度试验方法，其基本原理是在一个正交双剪仪上，将土样切割为两个相对移动的部分，并测定土样在应力作用下的变形和破坏特性，从而计算出土壤的抗剪强度。
剪切试验的步骤如下：1.准备土样：在室内或实地采集土样，并进行土样的干燥、筛分和制备。
2.室内湿重：称取一定质量的土样，并测定其湿重。
3.预压：土样放置在剪切装置中，施加一定的围压和正应力，进行预压。
4.抗剪加载：在预压后，施加一个预设的剪切应力施加到土样上，通过加载装置进行剪切加载，同时测定土样的变形和应力变化。
5.拉力测试：直到土样发生破坏时停止加载，记录剪切达到最大值时的荷载、变形和应力。
6.数据处理：通过测定剪切荷载和土样尺寸的变化，计算得出土壤的抗剪强度参数，如抗剪强度、摩擦角等。
二、直剪试验直剪试验是一种常用的土壤抗剪强度试验方法，其原理是将一个土样直接切割为两个部分，测定土样在切割过程中的应力变化和破坏特性。
直剪试验的步骤如下：1.制备土样：采集土样，并制备为规定尺寸的切块。
2.球模仪器：使用球模机器将土样压缩成一个厚度均匀的圆盘，安装在直剪仪器中。
3.围压：施加一定的围压和正应力，使土样达到规定的围压状态。
4.试验：施加一个预定的剪切载荷，进行直剪加载，并观察土样的应力变化和破坏特性。
5.拉力测试：直到土样发生破坏时停止加载，记录剪切达到最大值时的荷载、变形和应力。
6.数据处理：通过测定剪切荷载和土样尺寸的变化，计算得出土壤的抗剪强度参数，如抗剪强度、摩擦角等。
总结：土的抗剪强度试验方法有很多种，其中剪切试验和直剪试验是最常用的两种方法。
土直接剪切试验
• 8、在转动手轮的同时，开动秒表并以每分钟4转
的速度均匀地摇转手轮进行剪切试验，每转一圈 应读数一次（负责剪切者在手轮旋转3/4圈时应预 告读数者准备读数）。一般在3～5分钟内测微表 读数已不再增加甚至减少时，土样已被剪坏，但 读数还需继续读3～5次后便可停止这一试样的试 验。
• 9、卸除垂直荷载，取出试样，并在剪切面附近切
• 6、加垂直压力：本试验每组试样4个，分别加垂
直压力为100kpa、200kpa、 300kpa、400kpa。
• 7、如推轴离下盒的距离较大时，可拔出推轴插销
（并旋转推轴，使其靠近下盒，再插回插销，并 缓缓转手轮，使推轴与剪切盒及测力环正好接触， 但尚未加力（可由测微表指针微动得知）。而后 拔去上、下盒固定插销（切勿忘记），这时，试 样已安装完毕。将杠杆尾从钩子上放下（即加上 垂直压力），立即进行剪切。
取约30～40克土样，分装在三个小铝盒中，以测 定试验后的含水量，而后重复第2步～第9步，对 其余3个试样进行试验。试验完毕后，拆除测微表， 并除去剪切盒内和仪器上的余土，然后将仪器装 置复原。
• 成果整理 • 1、计算各个试样得抗剪强度 • τf＝AR • 式中 A——测力计率定系数（N/0.01mm），已
土的直接剪切试验
土的直接剪切试验
一、 土的抗剪强度原理 二、 土的剪切试验设备 三、 剪切试验步骤 四、 剪切试验注意事项
土的抗剪强度：土体抵抗剪切破坏的极限能力
土的抗剪强度
库仑定律
1776年，库仑根据砂土剪切试验得出
f 砂土
库仑定律：土的抗剪强
度是剪切面上的法向总应
力 的线性函数
f tan
在不同垂直压力下剪切破坏，将试验结果 绘制抗剪强度f与相应垂直压力的关系图。
土的抗剪切试验
∆u = B[∆σ 3 + A(∆σ 1 − ∆σ 3 )]
Analogue Control
Analogue feedback
实验室
Dynamic Triaxial Testing
(g)
动力的三轴系统
2 /5/10 Hz Control/控制 控制
(m/s)
(m)
10 Hz 1 Hz
实验室
空心圆柱系统
实验室
空心圆柱系统
实验室
GDSLAB control software
CD CU UU
cU
cCU
cCD
σ
五、孔隙水压力参数
提出： 英A.W.Skempton提出：土中孔隙水压力不仅由法向应 提出 ) 产生， 产生。 力 σ产生，而且由剪力 (σ 1 − σ 3产生。并根据实验提 出： u = B[σ 3 + A(σ 1 − σ 3 )] 其中A、 称为孔隙水压力系数 称为孔隙水压力系数。 其中 、B称为孔隙水压力系数。 上式可以写成增量形式： 上式可以写成增量形式：
B 残余强度
应变 ε（%）
临界孔隙比
• 密实砂土剪切时，体积增大，孔隙比由小 密实砂土剪切时，体积增大， 变大 • 松散砂土剪切时，体积减小，孔隙比由大 松散砂土剪切时，体积减小， 变小 • 当砂土处于松密之间某一状态时，剪切对 当砂土处于松密之间某一状态时， 体积变化影响最小， 体积变化影响最小，此时的孔隙比称为临 界孔隙比
极限平衡条件
• 在极限平衡状态下主应力之间的关系，叫做极 限平衡条件
τ
τ f = c + σ tgϕ
A
sin ϕ =
AO ′ OO ′
O
ϕ
c cot ϕ
土的直接剪切试验报告
土的直接剪切试验报告为了研究土壤的力学性质，本试验对土壤进行了直接剪切试验。
试验旨在通过施加剪切力，观察土壤的变形和破坏特征，以及土壤的剪切强度参数。
试验采用了标准的直接剪切试验装置，按照相关规范和标准进行操作，得到了一系列的试验数据。
下面将对试验方法、结果和分析进行详细的报告。
试验方法。
首先，选取了代表性的土样，经过干密度和含水率测试后，制备成规定尺寸的试样。
然后，将试样放置在直接剪切试验仪上，施加垂直荷载和水平剪切力，记录土样的变形情况和剪切力的变化。
在试验过程中，控制剪切速度和试验环境，以保证试验结果的准确性和可比性。
试验结果。
经过试验，得到了土壤的应力-应变曲线和剪切强度参数。
从应力-应变曲线可以看出，在初期阶段，土壤的应变增长较为缓慢，随着剪切力的增加，土壤的应变增速逐渐加快。
最终，在达到一定剪切力时，土壤会发生破坏，应变急剧增加，伴随着应力的急剧下降。
通过计算得到了土壤的内摩擦角和剪切强度参数，为后续的工程设计和土壤力学分析提供了重要的参考依据。
试验分析。
通过对试验结果的分析，可以得出以下结论，土壤的剪切强度受到多种因素的影响，包括土壤类型、含水率、孔隙结构等。
在实际工程中，需要根据具体的工程条件和土壤特性，合理选择土壤的剪切强度参数，以保证工程的安全和稳定。
此外，直接剪切试验还可以用于研究土壤的变形特性和应力传递规律，为土力学研究提供了重要的实验手段。
总结。
通过本次试验，我们对土壤的直接剪切性质有了更深入的了解，得到了有价值的试验数据和结论。
在今后的工程实践中，将结合这些数据和结论，为工程设计和施工提供科学依据，以确保工程的安全和可靠性。
结语。
本次试验的结果对于土壤力学研究具有重要的意义，为土壤工程领域的发展和应用提供了有益的参考。
希望通过这些研究成果，能够为土壤工程领域的发展和实践提供一定的帮助，推动土壤力学理论的不断完善和发展。
土的直接剪切试验报告
土的直接剪切试验报告实验背景土壤力学是研究土体所受到的外力作用下的变形和破坏规律的分支学科。
通过土的力学试验，可以得到其力学特性参数，为土工建筑、地基和基础工程提供理论依据。
土的直接剪切试验是土壤力学试验中比较常见的一种试验，本报告旨在对该试验进行详细描述和分析。
实验目的1. 掌握土的直接剪切试验方法和技术。
2. 测定土的抗剪强度和剪切模量参数。
实验设备1. 直接剪切框架2. 剪切室3. 应力应变测点仪器4. 土样模具和切土器实验步骤1. 根据设计要求，制作土样。
2. 将土样放入模具中，逐层加压，相继敲密，直至密实度满足要求。
3. 从模具中顶部切割土样，预留一定厚度的边缘。
4. 将剪切框架上置入剪切室后，将土样压缩在样品底部托板上，使其与插板紧密接触。
然后升起剪切室，将样品贴紧下端的刀片上。
5. 关闭剪切室，加入水，将试验测定区变为水密状态。
6. 通过应力应变测点仪器对土样进行荷载加载试验。
7. 测定土样在一定应变范围内，剪切前后的应力、应变和变形情况，并绘制荷载-剪切应力曲线和剪切模量曲线。
实验结果样品基础信息：样品编号：XXX样品尺寸：宽X长X高（cm），XXX样品密度：XXX（g/cm³）样品荷载速率：XXX（mm/min）荷载变形信息：见下表应变（%）剪切应力（kPa）剪切应力（kPa）0.1 10.1 20.20.2 20.1 40.30.3 30.2 60.50.4 40.3 80.60.5 50.4 100.70.6 60.5 120.80.7 70.6 140.90.8 80.7 161.10.9 90.9 181.31.0 101.0 201.4剪力刚度解释：在荷载范围中，荷载/剪切应力比可视为剪切变形的最大比例。
计算：剪力刚度≈ 斜率剪力刚度范例：剪切应力差 / 行进差，例如：20.2 - 10.1 = 10.1 kPa。
输入两个点之间的行进差，例如：0.1 cm。
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计算原理
借助应力钢环的变形，应用下式计算土的抗剪强度：
——剪应力 ，
——应力钢环的变形系数，即应力钢环直径缩短0.01 时,相应的在剪力盒中沿土样剪切面上的剪应力值
——剪切过程中应力钢环中百分表的变形值，取全部剪切过程中应力钢环百分表的最大变形值，即与该垂直荷重下的抗剪强度 相对应。
记录及报告
粘土性 ( )
砂土 ( )
式中 ——土的抗剪强度 （ ）
——剪切面上土所承受的垂直压力， ——土的内摩擦角（度）
c——土的内聚力 （ ）
测定土的抗剪强度试验设备可分成两类：一类是具有能控制剪切面的仪器、其中广泛应用的是单剪切面应变控制式直接剪切仪和应力控制式直接剪切仪；另一类是三轴剪切仪。
就土样剪切过程中孔隙水变化情况的不同，采用直剪仪的试验方法有：
（2）百分表应装置稳固，并且有足够的伸缩余地。
（3）试样在每小时的压缩量不超过0.005 时,视为稳定。
（4）剪切过程中应均匀旋转，不得有间断。
（5）剪切过程中不应使土样受振动。
（6）如系测定饱和土的抗剪强度，可先将土样在饱和容器中饱和，然后放入剪力盒内，再以水浸没，即可进行试验。
（7）在剪切过程中，当发现应力钢环中百分表的读数不再变化或剪切位移达5mm时，则认为土样已被剪断，对于紧砂或粘性土，还可以见到应力钢环中百分表读数有回落现象，此时说明土样已被剪断。
按报告纸上表格填入记录数字。将以各种不同的垂直压力（50、100、200、300 ）所得之结果汇总，以 为横坐标，及以各相应的剪切强度 为纵坐标，绘出剪切强度曲线（图4）。由此即可求得内摩擦角 和内聚力c 。
转
数
手轮总进程
Байду номын сангаас垂直压应力
50
100
200
300
钢环读数
剪应力
钢环读数
剪应力
钢环读数
剪应力
钢环读数
（8）拿下剪力盒时，应注意不要使盒下的钢球脱落。
（9）每种土应在3~5个不同的垂直压力下进行剪切，以绘制剪切图。在绘制 曲线时，如果发现个别和其它点不在一条直线上，应去掉此点，而将其它各点连成直线。
二、计划
在这一阶段中，学生针对本任务，以小组方式工作，独立地寻找与任务相关的信息，制定完成任务的方法。将学生分为4组，每组8人。以组为单位进行实训。
（4）准备好纪录纸和停表，拔去剪力盒销钉，剪切开始，转动手轮，快剪法控制每10秒钟转动一转，并在每10秒末读记百分表读数。手轮每转一转轴的进程为0.2mm。连续转动手轮，直到土样剪断为，快剪法全部剪切过程在3~5分钟内完成。
（5）取出土样，由（2）开始再作一次，取其平均值。
加载比应小于1；
注意事项
（1）计算需要施加的垂直荷重。
选定剪切方法时，应尽量与土在工程中的情况相符。
本试验采用应变控制式直接剪切仪作固结快剪。
仪器操作说明
1、仪器试用前，先校准杠杆水平（调节件16平衡锤），杠杆水平时，杠杆下沿应平齐立柱件（14）的中间红线。
2、将限位板10钢珠在导轨上放好，放上件18滑动框，按土工试验要求，放入土样，透水石，盖上传压板，放好钢珠（12），调节件5传压螺钉与钢珠接触，使杠杆下沿抬至立柱的上红线左右（若试样未经预压，可略抬高些），杠杆下沿处于上下红线之间，出力都有在精度范围内。
《地质判识与岩土检测》课程体验式教学教案
任务一：土的剪切强度实验计划学时：2
授课地点
云岩203
授课时间
教研室审核
班级
14地遂
授课教师
教学目标
本试验的目的在于测定土的内摩擦角及内聚力，以供计算承载力、评价地基稳定性及计算土侧压力等用。
任务要求
1.以组为单位，遵守纪律、听从安排，认真完成实训。
2.遵守实训室制度，注意安全，小心操作，保护好仪器，保持实训室干净整洁。
3、调整量力环、百分表对零。若需测下沉量，则安装垂直百分表、并对零。
4、按试验需施加垂直载荷，吊盘为一级荷重（50 ）重复试验或连续试验中，无需每次将砝码、吊盘取下，加荷时可左旋手轮乙，使支起的杠杆慢慢放下，卸荷时右旋手轮乙，使传压螺钉脱离钢珠，容器部件能自由取放为止。
5、待土样达到固结要求时，拧出螺丝插销，以均匀速率转动手轮甲，进行剪切，若量力环中的百分表指针不再前进，或有显著后退，表示土样已剪坏，记下所需数据。
剪应力
转
抗剪强度与垂直压力的关系曲线
四、实施
1.小组进行实验；
2.各组学习交流；
3.完成任务规定题目。
五、检查
将实验完成情况进行反馈，小组讨论，教师检查。
六、评价
教师进行评价总结，评价各小组完成效果，解答学生提出的疑问并对重要环节进行强调。
拓展作业
1．土体剪切强度对于地基有什么影响？
2．土体的强度为什么不考虑其他的强度类型？
（1）慢剪法 加垂直压力使土样压缩达到稳定，然后以小于0.02mm／min的剪切速度慢慢施加水平剪力，固结渗出的水能及时排出。
（2）快剪法 加垂直压力后，以0.8mm／min的剪切速度迅速施加剪力，在3~5分钟内剪断为止，整个试验过程中土样的含水量基本保持不变。
（3）固结快剪 先加垂直压力使土样完全固结，然后迅速施加剪力至剪断为止，在剪切过程中土样的含水量基本保持不变。
实训设备
1.ZJ-2型等应变直剪仪
2.百分表（精度0.01mm）两个
教学方法
学训一体
教学组织
资讯—计划—决策—实施—检查—评价
任务实施步骤
一、资讯
土的抗剪强度
土的抗剪强度是指土体抵抗剪切破坏的极限能力，土内某一面上的抗剪强度就是抵抗该面两侧土体发生滑动的最大阻力，这阻力由土的内摩擦力和内聚力所组成，可近似地用库仑公式表示如下：
3．一般粘性土和砂土哪个抗剪强度大？
备注
（2）用切土器细心地切取原状土，并用小刀将土样两面修平，然后移置到剪切盒上，并对齐盒凹口，将另一块透水石放在土样上面，用手指均匀地推透水石使和土样一并压入剪力盒中。
如系砂土，则用漏斗直接倒入盒中，厚约2~3cm，并用锤轻轻击至一定的孔隙比。再在砂面上放好透水石，每次装砂量应大致相等。
（3）将竖向加压横框置于活塞的钢球上，按规定的垂直应力用砝码加荷。
6、退回时，反方向旋转手轮甲，推动座上附有插销，以便每次试验结束后，拔出插销，手旋推进杆，可快速退至原位。
7、卸荷
8、试验结束后，应注意：（1）将砝码、吊盘取下，以保护刀口。（2）应将仪器全部擦拭干净，金属表面涂薄油脂，以防锈蚀，还要定期打开面板，在齿面、回转等处加适量黄油。
实验步骤：
（1）量取（或抄录）剪切面积，放好下盒中的透水石，再放好上盒，插上销钉。