原位直剪试验
原位直剪试验
1目的和适用范围
①原位直剪试验用于测定土体本身土体软弱面和地基土与混凝土接触面的抗剪强度。
②本规程包括在法向应力作用下沿固定剪切面的抗剪强度试验和混凝土板与地基土的抗滑试验。
③试验可采用应力控制和应变控制方式进行。
2 引用标准
GB50021-94《岩土工程勘察规范现场剪切试验》。
3 土体抗剪强度试验
（1）仪器设备
主要设备由垂直加荷装置水平推力拉力装置剪切盒水平及垂直位移计等组成
①附压力表的千斤顶4至6个，出力150～200kN；压力表为1.5级。经称量的加重物如铁块混凝土块等若干块。
②拉力计：量程：0～100kN，准确度为全量程的1.0%
③百分表：2至4个，量程10～25mm，分度值0.01mm。
④牵引及导向设备钢丝绳滑轮三角架锚座等。
⑤其他设备加荷台、起重葫芦、秒表、土锚、工字梁、槽钢、垫块、滚珠轴承、链条钳等。
（2）仪器设备的检定和校准
①压力表：应按JJG52～87《弹簧管式一般压力表、压力真空表及真空表检定规程》检定后，再与千斤顶组合在试验机上进行校准。
②拉力测力计：应参照GGJ144-92《标准测力计检定规程》进行检定。
③百分表：应按JJG379-95《大量程百分表检定规程》进行检定。（3）操作步骤
①本试验可在试洞、试坑或探槽中进行。同一组试验体的地质条件应基本相同，其受力状态应与土体在工程中的受力状态相近。
②根据剪切面状态，选择试验布置方案。当剪切面水平或近于水平时，可采用平推法；当剪切面较陡时，可采用楔形体法。
③开挖试坑时，应避免对试体的扰动，尽量保持土体结构及含水率不产生显著变化。在地下水位以下进行试验时，应避免水压力及渗流对试体的影响。
④每组试验试体不宜少于3块.试体面积不宜小于0.1㎡，高度不宜小于10cm或为最大土粒粒径的4～8倍。
⑤将修整好的试体在顶面放上盖板，周边套上剪切盒，剪切盒与试样间的间隙应用膨胀快凝水泥砂浆填充。剪切盒底边应在剪切面以上留一适当的间隙。
⑥根据设计荷载来确定最大的垂直压力，并以此按等量分成3至4个垂直压力进行试验。垂直压力施加方法如下。
1 若采用重物加荷时，可先在土试体上搁置加荷平台，均匀地逐渐加上重物。应避免加荷时发生偏心现象。
2 若采用千斤顶加荷时，支架好反力装置，按顺序装上千斤顶和滚珠轴承，必须保证作用力位于试体的中心。
⑦施加垂直压力后让土体在此压力下进行压缩。当垂直变形达到相对稳定（0.01mm/h）后，架设测试水平位移的百分表即可开始剪切。
⑧在施加每一级水平力时，均应测记剪切力和土试块的水平位移量及垂直位移量位移量。应在加下一级水平力前测试。同时观察周围土的变形现象，当剪切变形急剧增长或剪切变形量达试体尺寸1/10的时，即认为土体已经破坏，可停止试验。
⑨当需要时可沿剪切面继续进行摩擦试验。
4 混凝土板与地基土的抗滑试验
（1）仪器设备
①仪器设备应符合本规程3.1的规定。
（2）仪器设备的检定和校准
①仪器设备的检定和校准应按本规程3.2的规定进行。
（3）操作步骤
①根据所选择的试验方案（应力控制和应变控制）等情况，选择适当的地点，整平足够的试验场地。
②确定试块尺寸。按原型建筑物所设计的混凝土标号，在现场浇注（或预制）试验用的混凝土块。在混凝土试块浇注后，地基若是粘性土时，应使土体浸水饱和。为便于地基充分浸水，在浇注混凝土时最好预留竖向小孔若干个。试块一般养护约7d后方可使用。
③试验开始前，应检查设备的灵活性和支撑设备的可靠性，以保证试
验的正常进行。
④按本规程3.3.6～3.3.10的规定进行抗滑试验。
原位直剪试验
学号：20081003269
班级：052084
姓名：方强
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
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。
直接剪切试验
直接剪切试验 一、试验目的 直接剪切试验就是直接对试样进行剪切试验，简称直剪试验，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，测得试样破坏破坏时的剪应力τ，然后根据库伦定律确定土的抗剪强度参数内摩擦角φ和粘聚力c 。 二、试验原理 用库仑公式表示如下： 粘性土 c tg +?=?στ 非粘性土?στtg ?= 式中：τ —土体抗剪强度（kPa ） σ—承受的垂直压力（kPa ?—内摩擦角 （°）； c —粘聚力（kPa ）。 图6—1τ～σ关系曲线 图6—2τ～△L 关系曲线 三、试验方法 根据土样在剪切过程中孔隙水变化情况的不同，常用的直剪方法有三种： 1.不固结快剪法：加法向力后，讯速施加剪力，在3～5分钟内将土样剪破试样。整个试验过程中土样的含水量保持不变； 2.固结快剪法：施加法向力后，让试样固结排水，产生竖向压缩变形，待固结稳定后，再快速施加水平剪应力使试样剪破。要求试样在剪切过程中含水量保持不变； 3.固结慢剪法：施加法向力后，让试样固结排水，产生竖向压缩变形，待固结稳定后，缓慢施加水平剪力，使试样剪切破坏。要 求试样在剪切过程中孔隙水能及时消散。 四、不固结快剪试验 试验方法适用于渗透系数小于10-6cm/s 的细粒土。 1.试验设备 （1）应变控制直剪仪：由剪切盒、垂 直加压设备、剪切传动装置、测力计、位 移测量系统组成。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。 2.试验步骤 （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于0.3kN/m 3，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
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，
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υ）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 ? τt a n σ =c + f（2-1）式中，τf——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——岩土体的粘聚力（kPa）； υ——岩土体的内摩擦角（°）； 依据所测得的τf可推求出相应的c、υ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。 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： σ=P/F （2-2） τ=Q/F （2-3）式中：σ——剪切面上的法向应力，Mpa; τ——剪切面上的剪切应力，Mpa; P——剪切面上的总法向荷载，N; Q——剪切面上的总剪切荷载，N; F——剪切面面积，mm2 斜推法试验按下面公式计算法向应力和剪切应力： σ＝P/F＋Qsinα/F （2-4） τ= Qcosα/F （2-5）式中：Q——作用于剪切面上的总斜向荷载，N; α——斜向荷载方向与剪切面之间的夹角; 其他符号含义同上文。 三试验设备 （1）试体制备设备：手风钻（或切石机）、模具、人工开挖工具各1套。 （2）加载设备：液压千斤顶，2台；根据岩体强度，最大荷载及剪切面积选用不同行程；油压泵（附压力表、高压油管、测力计等），2台；手摇式或电动式，对千斤顶供油用。 （3）传力设备：高压胶管：若干(配有快速接头)，输送油压用；传力柱：无缝钢管一套，要求钢管必须有足够的刚度和强度；钢垫板：用45＃钢制成，一套，其面积可根据试体尺寸而定；滚轴排：一套，面积根据试体尺寸而定。 （4）测量设备：压力表：精度为一级的标准压力表一套，测油压用；千分表：8－12只；磁性表架：8－12只；测量表架：工字钢2根；测量标点：有机玻璃或不锈纲。 （5）反力系统：若试验是在平硐中进行，则不需要另外的反力装置，直接利用岩体承担反力；若在井巷、露天场地的试坑或平的岩体表面进行，则需要安装加荷系统的反力装置，一般是打地锚。 （6）辅助设备：安装工具一套；浇捣混凝土工具一套；照像设备一套。 四试验方法 4.1 试验前的准备工作 4.1.1 试验前的地质描述 地质描述为试验成果的整理分析和计算指标的选择提供可靠依据，并为综合
《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
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
土的抗剪强度试验方法(经典)
土的抗剪强度试验方法 【中国地质大学（武汉）工程学院】 抗剪强度指标c、φ值，是土体的重要力学性质指标，正确地测定和选择土的抗剪强度指标是土工计算中十分重要的问题。 土体的抗剪强度指标是通过土工试验确定的。室内试验常用的方法有直接剪切试验、三轴剪切试验；现场原位测试的方法有十字板剪切试验和大型直剪试验。 一、直接剪切试验 (一)试验仪器与基本原理 直剪试验所使用的仪器称为直剪仪，按加荷方式的不同，直剪仪可分为应变控制式和应力控制式两种，前者是以等速水平推动试样产生位移并测定相应的剪应力；后者则是对试样分级施加水平剪应力，同时测定相应的位移。目前常用的是应变控制式直剪仪（示意图）。 试验时，垂直压力由杠杆系统通过加压活塞和透水石传给土样，水平剪应力则由轮轴推动活动的下盒施加给土样。土体的抗剪强度可由量力环测定，剪切变形由百分表测定。在施加每一级法向应力后，匀速增加剪切面上的剪应力，直至试件剪切破坏。 将试验结果绘制成剪应力τ和剪切变形S的关系曲线（见图5-9）。一般地， 。 将曲线的峰值作为该级法向应力下相应的抗剪强度τ f
变换几种法向应力σ的大小，测出相应的抗剪强度τ f 。在σ-τ坐标上，绘制曲线，即为土的抗剪强度曲线，也就是莫尔-库伦破坏包线，如图5-10所示。 (二)试验方法分类 为了在直剪试验中能尽量考虑实际工程中存在的不同固结排水条件，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。快剪试验是在土样上下两面均贴以腊纸，在加法向压力后即施加水平剪力，使土样在3~5分钟内剪坏，由于剪切速率较快，得到的抗剪强度指标用 c q 、φ q 表示。 （2）固结快剪。固结快剪是在法向压力作用下使土样完全固结。然后很快施加 水平剪力，使土样在剪切过程中来不及排水，得到的抗剪强度指标用c cq 、φ cq 表示。 （3）慢剪。慢剪试样是先让土样在竖向压力下充分固结，然后再慢慢施加水平剪力，直至土样发生剪切破坏。使试样在受剪过程中一直充分排水和产生体积变 形，得到的抗剪强度指标用c s 、φ s 表示。
土力学试验指导书之-直剪试验
土力学试验指导书之-直剪试验
盒中有一内圈，中间圆孔直径与上盒孔径相同，土样放在中间。上盒侧面有传压块及钢珠，使其顶在测力环上。剪切前为了固定上下盒，用固定插销销住。 2、将下盒内圈对准放入下盒。在下盒内圈孔中放一透水石并在上面放一张腊纸，防止水分散失（如排水剪时放滤纸）。套上土盒，并插入固定插销，使上、下盒暂时不能相对位移。 3、将切有土样的环刀刃口向上，反放在土盒上（切土方法同前，切好的土要测定容重），并使环刀顶边嵌入上盒顶面的浅槽中对准孔位。在环刀上面的土面上，放一张腊纸后，用推土塞将试样轻轻地压入剪切盒中，并依次放上透水石，活塞和传力钢珠。 4、在测力环中装上测微表。 5、调整垂直压力加压系统，它由加压框架、加压杠杆（杠杆比为1：10）和砝码组成（有时为了知道垂直压力下的压缩和剪切时的垂直变形，在框架顶上装有测微表，本次实验不要求）。试验前检查一下框架上下螺丝帽是否上紧、加压杠杆滑动是否正常。而后将加压框架上横梁的中间圆孔对准钢珠放下（装加压框架时，需先将杠杆抬高），这时杠杆尾端必须挂在钩上。 6、加垂直压力：本试验每组试样4个，分别加垂直压力为1.0公斤/厘米2 （把杠杆系统从钩上取下，它们的自重相当于在试样上加的压力为0.5公斤/厘米2，再加上1.608公斤小砝码一个）、1.5公斤/厘米 2 （杠杆系统和3.21公斤大砝码一个）、2.0公斤/厘米 2 （杠杆系统、1.608公斤大砝码一个和3.21公斤大砝码一个）和2.5公斤/厘米2(杠杆系统、3.21公斤大砝码二个)。 7、如推轴离下盒的距离较大时，可拔出推轴插销（见图7-3）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。 8、在转动手轮的同时，开动秒表并以每分 钟6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（本次实验不要求）， 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。 五、计算与绘图 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 由实验室事先对测力环进行校正后 求得； R——测微表读数，以0.01mm计。本试验取峰值。 2、以垂直压力为横坐标，抗剪强度τf为纵坐标，绘制τ f ～σ n 关系曲线，从图上求得粘聚力和
直剪试验试验原理
直剪试验试验原理 引言 直剪试验是土力学中常用的试验方法之一，用于研究岩石和土壤材料的切变强度和剪切性质。本文将介绍直剪试验的基本原理、试验过程和数据处理方法，以及相关的注意事项和应用领域。 试验原理 直剪试验是一种简易的试验方法，通过施加剪切力来模拟土体内部的剪切过程，从而测定土体的剪胀性、剪切强度等性质。试验时，将土体样品切割成一定规格的单位面积，然后在两个平行的面上施加相等且反向的剪切力，使土体发生切变变形。 试验过程 直剪试验的基本步骤如下： 1.准备土样：选择合适的土样，根据试验需求将其切割成规定尺寸和形状的样 品。 2.试验装置：将土样放置在密封的试验装置中，对其施加水平状态的正应力。 3.垂直应力：通过增加垂直荷载来调整土样的垂直应力，以保持垂直应力的恒 定。 4.剪切加载：施加相等且反向的水平剪切力，使土样产生切变变形。 5.测量和记录：在剪切过程中，及时测量和记录剪切力、剪切位移等相关参数。 6.试验结果：根据试验测量数据，绘制剪切曲线并计算剪切强度等试验结果。 数据处理 在直剪试验中，常用的数据处理方法包括： 1.剪切曲线：绘制剪切力和剪切位移之间的关系曲线，用于分析土体的剪切行 为和判定破坏模式。 2.剪切强度指标：通过剪切曲线确定土体的剪切强度指标，例如极限剪切强度、 抗剪强度指数等。
3.剪胀性分析：根据试验结果，评估土体的剪胀性质，了解土体的体积变形特 性。 4.试验数据处理：对试验数据进行统计和分析，计算平均值、标准差等指标。 注意事项 在进行直剪试验时，需要注意以下几点： 1.土样制备：土样制备的规格和形状应符合试验标准，确保试验结果的准确性 和可比性。 2.试验装置：试验装置的密封性和刚度要满足试验要求，以避免外界环境的干 扰和装置变形的影响。 3.加载速率：选择合适的剪切加载速率，过快或过慢的加载速率都可能导致试 验结果的偏差。 4.数据记录：试验过程中要及时准确地记录相关数据，以保证后续的数据处理 和结果分析的可靠性。 应用领域 直剪试验广泛应用于土力学、岩土工程、地质工程等领域，主要用于以下方面：1.土壤力学性质研究：直剪试验可用于研究土壤的切变性质、剪胀性、变形参 数等。 2.岩石力学性质研究：直剪试验可用于研究岩石的剪切强度、剪切刚度、破坏 模式等。 3.工程设计与评价：直剪试验结果可用于土体稳定性评价、地基承载力计算、 边坡稳定性分析等。 4.材料试验与评估：直剪试验可用于土壤、岩石等材料的品质评估和工程用途 确定。 结论 直剪试验是一种重要的土力学试验方法，通过施加剪切力模拟土体的剪切过程，对土体的剪切强度和剪切性质进行研究和评价。在进行直剪试验时，需要注意试验装置、加载速率、数据记录等方面的问题。直剪试验在土力学、岩土工程和地质工程等领域有着广泛的应用，为工程设计和土壤力学研究提供了重要的依据。
直剪试验仪工作原理
直剪试验仪工作原理 直剪试验一般取三至四个相同的试样，在直剪仪中施加不同竖向压力，再分别对它们施加剪切力直至破坏，以直接测定固定剪切面上土的抗剪强度的方法。直接剪力试验仪，又称直剪仪，用以对土试样进行直接剪切试验的仪器。按施加水平推力的控制方式可分为应变控制式和应力控制式两类。 第一类是室内用直剪仪试验样品土壤主要用环形刀从野外获取，这就导致了土壤样品的扰动，不足以代表野外土壤的实际状态，对于灵敏度较高的软粘土，扰动所导致的测量值影响更加明显，室内用直剪仪的改进型，主要集中在应变控制和参数获取的机电化，采用电机实现应变控制和传感器的参数测取，但仍无法排除土壤样品所受扰动的影响。 第二类是便携式直剪仪，比如十字板剪力仪或扭翼式剪切测量仪，虽然可以直接用于野外测试，但由于其结构的限制无法获取准确的参数，不宜用于理论的研究，更适合实际的应用判断。与此同时，无论是室内直剪仪还是野外便携式直剪仪，主要应用于土力学领域，所测值代表静态土壤参数，应用于地面力学时有一定的局限性，不足以代表真实情况。 原位直剪仪整体尺寸为750 mm×280 mm×200 mm。虽然圆环形的土壤取样器对土壤的扰动较小，但是由于圆形土壤样本在剪切面应力分布不均匀，为减小这种不均匀性，将取样器设计成方形，上下方形盒对合在一起构成土壤取样容器，对合面即为剪切试验的剪切平面。方形盒内尺寸为100 mm×100 mm，尺寸的确定主要出于以下原因考虑：相对较大尺寸的土壤样本剪切面在数据的测量方面更加可靠，外界的干扰以及测量的误差对其影响有限；考虑到土壤取样的方便性，尺寸不宜过大；考虑到整个仪器的便携性；在做动态
土工试验原位直剪试验
土工试验原位直剪试验 43．1 一般规定 43．1．1 本试验方法可分为岩土体法向应力作用下沿剪切面剪切破坏的抗剪断试验，岩土体剪断后沿剪切面继续剪切的抗剪试验(摩擦试验)，法向应力为零时岩体剪切的抗剪试验。 43．1．2 原位直剪试验可在试洞、试坑、探槽或大口径钻孔内进行。当剪切面水平或接近于水平时，可采用平推法或斜推法；当剪切面较陡时，可采用契形体法。 43．2 仪器设备 43．2．1 本试验所用的主要仪器设备应由垂直加荷装置、水平推力(拉力)装置、剪切盒、水平及垂直位移计组成。 43．2．2 本试验所用的仪器设备应符合下列规定： 1 附压力表的千斤顶4个～6个，出力150kN～200kN；压力表为1．5级。经称量的加重物若干块； 2 拉力计：量程为0kN～100kN，最大允许差值为1．0％F．S； 3 百分表：2个～4个，量程10mm～25mm，分度值0．01mm； 4 牵引及导向设备：钢丝绳、滑轮、三脚架、锚座等； 5 其他设备：加荷台、起重葫芦、秒表、土锚、工字梁、槽钢、垫块、滚珠轴承、链条钳。 43．3 操作步骤 43．3．1 同一组试验体的土性应基本相同，受力状态应与土体在工程中的受力状态相近。 43．3．2 开挖试坑时，应避免对试体的扰动，尽量保持土体结构及含水率不产生显著变化。在地下水位以下进行试验时，应避免水压力及渗流对试体的影响。
43．3．3 每组试验土体不宜少于3个。剪切面积不宜小于0．3m2，高度不宜小于20cm 或宜为最大土粒粒径的4倍～8倍，剪切面开缝应为最小粒径的1／3～1／4。 43．3．4 将修整好的试体在顶面放上盖板，周边套上剪切盒，剪切盒与试样间的间隙应用膨胀快凝水泥砂浆填充。剪切盒底边应在剪切面以上留适当的间隙。 43．3．5 施加的法向压力、剪切压力应位于剪切面、剪切缝的中心，或使法向压力与剪切压力的合力通过剪切面的中心，并保持法向压力不变。 43．3．6 最大的法向压力应大于设计荷载，并按等量分成4个～5个压力进行试验。法向压力施加方法如下： 1 当采用重物加荷时，可先在土试体上搁置加荷平台，均匀地逐渐加上重物。应避免加荷时发生偏心现象； 2 当采用千斤顶加荷时，安装好反力装置，按顺序装上千斤顶和滚轮及滑轨，必须保证试验全过程中作用力位于试体的中心。 43．3．7 施加法向压力后，让土体在此压力下进行压缩，并用百分表量测法向变形量。当法向变形量每小时小于0．01mm时，即达到相对稳定后，架设测试剪向位移的百分表即可开始剪切。 43．3．8 剪切时，施加剪应力的速率应适当选择。施加每级剪切压力可按预估最大压力的8％～10％分级等量施加，或按法向压力的5％～10％分级等量施加，一般每隔30s施加一级剪切荷载。 43．3．9 在施加每一级剪应力时，均应测记剪切力和土试块的剪向位移量及法向位移量。位移量应在加下一级剪应力前测试。同时观察周围土的变形现象，当剪切变形急剧增长或剪切变形量达试体尺寸的1／10时，即认为土体已经破坏，可停止试验。 43．3．10 试验停止后，掀开剪切盒及试样土块，记录剪切面的形态、土体的结构特征或软弱面的发育特点，并进行素描或照相。
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 。
直剪试验操作步骤
粉质粘土直剪实验 1烘干土过2mm筛（制样前先复测含水率，w<0.3%则可按干土计算，如w＞0.3% 则继续烘干） 2配置不同浓度的盐溶液 m盐=盐的相对分子质量（g/mol）*溶剂体积（L）*摩尔浓度（mol/L） 3调至所需干密度、含水率的土样（静置反应3天） 如w=12%，喷所需盐溶液，静置三天，再复测含水率，按实测含水率来计算后续土样，按给定的干密度如p=1.5计算环刀样所需湿土质量。 4按干密度称取所需土样质量（一般+0.5g，因为压样器里面会残留一些），压样（压样器）。注意环刀先涂抹凡士林之后再称重 5饱和，将环刀样装入饱和器中抽气饱和，抽入事先配置好的盐溶液，在溶液中饱和7天 6直剪装样，将剪切盒洗干净，放好透水石（事先煮好并烘干冷却）和滤纸，插好插销，将环刀样小心推入剪切盒内，盖好传力盖，调好传感器，对准压力杆，加砝码（切记要放下钩子，才能给压力）。此后固结12小时。 7固结完成后，拔出插销，打开直剪仪（右侧开关），按F1调节剪切速率，慢剪的剪切速率应小于0.02mm/min，一般取0.01mm/min， 打开电脑，打开Tgw，文件→→工程管理→→新建→→工程参数（工程名称、实验编号）均以日期命名，如2015-4-16，工程目录：E\wei\20115-4-16→→应用→→采集→→直剪试验→→设置仪器编号，试样编号，土样编号，并检查电脑显示的剪切速率是否和直剪仪相一致→→反鼠标黄色编号→→开始试验→→按直剪仪F3开始 接下来等电脑显示采样（若不采样就是空闲或者接触）时方可离开。 剪切12小时（待曲线趋势稳定，时间并不一定是12h）。 8 剪切完成后，点击文件→→保存→→反鼠标黄色编号→→停止试验→→按直 剪仪F3停止→→按直剪仪F6倒退→→点击处理直剪试验→→读入直剪试验新增采样数据→→输出标准文本→→核对文本数据与Tgw采样数据是否一致→→拷贝文本到U盘 9 拆样，清洗（若有盐，请清洗干净，以免腐蚀容器以及影响后续试验）， 整理（擦拭剪切台面）
原位直剪试验报告【可编辑范本】
原位直剪试验报告 目录 一、试验工作任务与目的 二、工程及试点地质概况 三、试验主要设备 四、试验方法简介 五、资料整理 六、试验成果及说明 附图: 1、水平剪切应力τ与法向应力Ｐ关系曲线图； 2、水平剪切应力τ与剪切位移s关系曲线图.
一、试验工作任务与目的 受XXＸX公司的委托,AAAA公司于２0１3年5月20至2４日对ＹＹYＹ工程的土体进行了一组天然原位直剪试验,目的是通过现场原位大面积条件下的抗剪试验,获取土体的抗剪强度参数。 本次工作依据规范如下： SL237—１999《土工试验规程》 二、工程及试点地质概况 1、工程概况 本次试验工作在ＹYYＹ工程坝壳区域。 2、试点编号和位置 ３、试点地质概况 试验土体为开采破碎红褐色泥岩夹红褐色粉质粘土，土石比约６:4，土体密实.块碎石直径５~3０cm，成份为强风化~中风化泥岩块,分布杂乱． 三、试验主要设备 千斤顶:用于对试样施加垂直和剪切荷载，经校准,满足试验要求; 压力表:用于量测荷载的大小，0。4精度级，经计量检定合格； 百分表：用于量测试件的垂直变形及水平位移,量程０～50mm;
承压板、滚轴排、传力筒、剪力盒、磁性表座等。 四、试验方法简介 通过对几个试样施加不同的垂直荷载，待变形稳定后施加沿剪切面的剪切力，使试样在预定的剪切面上破坏，记录每个试样的垂直荷载及破坏剪应力，绘制破坏剪应力与法向应力的关系曲线，从而求取土体的凝聚力c和内摩擦角 . 试样制备：在预定试验位置从距试验面５5cm高度处向下切削7０.7×7０。7×55．0cｍ的立方体土墩,将剪力盒放上土墩,边切削边慢慢压下至预定试验面位置,沿剪力盒下边深度将周围土体削除，形成与剪切面一致的基底面,同时修平试样顶面，使试样顶面高过剪力盒５ｍｍ以上,找平顶面。 设备安装:在试件顶面依次放上承压板、滚轴排、承压板、千斤顶,使垂直荷载位于剪切面中心，反力由大型挖掘机提供。水平千斤顶放于试件下部后方，使推力位于试样中心且与要求剪切方向一致。 试验设备安装完成后，根据设计荷载施加垂直压力,当垂直变形达到相对稳定（０．01ｍm/ｈ)后,施加水平推力，每１min施加一级剪切荷载（每个试件试验控制在20miｎ内完成)，并记录剪切荷载及剪切位移,当剪切变形急剧增长或剪切变形量达到边长的1/10时,即认为试样已剪损，终止试验。按上述方法在不同垂直荷载下进行其余试件的试验,获得不同垂直荷载下相应的剪应力.试验结束后对剪切面进行描述。 五、资料整理 1、资料整理