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
u
条件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、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cu
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
表示。力能够完全消散。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
直接剪切试验报告
实验五 直接剪切试验 实验人： 学号： 一、概述 直接剪切试验就是直接对试样进行剪切的试验，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?和粘聚力c 。 二、仪器设备 1、直剪仪。采用应变控制式直接剪切仪，如图所示，由剪切盒、垂直加压设备、剪切传动装置、测力计以及位移量测系统等组成。加压设备采用杠杆传动。 2、测力计。采用应变圈，量表为百分表。 3、环刀。内径6.18cm ，高2.0cm 。 4、其他。切土刀、钢丝锯、滤纸、毛玻璃板、凡士林等。 三、操作步骤 1、将试样表面削平，用环刀切取试件，测密度，每组试验至少取四个试样，各级垂直荷载的大小根据工程实际和土的软硬程度而定，一般可按100kPa ，200kPa ，300kPa ，400kPa （即1.0 kg/cm 2，2.0 kg/cm 2，3.0 kg/cm 2，4.0 kg/cm 2）施加。 2、检查下盒底下两滑槽内钢珠是否分布均匀，在上下盒接触面上涂抹少许润滑油，对准剪切盒的上下盒，插入固定销钉，在下盒内顺次放洁净透水石一块及湿润滤纸一张。 图7-1 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
3、将盛有试样的环刀平口朝下，刀口朝上，在试样面放湿润滤纸一张及透水石一块，对准剪切盒的上盒，然后将试样通过透水石徐徐压入剪切盒底，移去环刀，并顺次加上传压板及加压框架。 4、在量力环的安装水平测微表，装好后应检查测微表是否装反，表脚是否灵活和水平，然后按顺时针方向徐徐转动手轮，使上盒两端的钢珠恰好与量力环按触（即量力环中测微表指针被触动）。 5、顺次小心地加上传压板、钢珠，加压框架和相应质量的砝码（避免撞击和摇动）。 6、施加垂直压力后应立即拔去固定销（此项工作切勿忘记）。开动秒表，同时以每分钟4~12转的均匀速度转动手轮（学生可用6转/分），转动过程不应中途停顿或时快时慢，使试样在3~5分钟内剪破，手轮每转一圈应测记测微表读数一次，直至量力环中的测微表指针不再前进或有后退，即说明试样已经剪破，如测微表指针一直缓慢前进，说明不出现峰值和终值，则试验应进行至剪切变形达到4mm（手轮转20转）为止。 7、剪切结束后，吸去剪切盒中积水，倒转手轮，尽快移去砝码，加压框架，传压板等，取出试样，测定剪切面附近土的剪后含水率。 8、另装试样，重复以上步骤，测定其它三种垂直荷载（200kPa，300kPa，400kPa）下的抗剪强度。 四、成果整理 1、按式（7-1）计算抗剪强度： τ（7-1） = CR 式中R—量力环中测微表最大读数，或位移4mm时的读数。精确至0.01mm。 C—量力环校正系数，（N/mm2/0.01mm）。 2、按式（7-2）计算剪切位移： L- ?2.0（7-2） = R n 式中0.2 —手轮每转一周，剪切盒位移0.2mm； n—手轮转数。 3、制图 ?（1）以剪应力为纵坐标，剪切位移为横坐标，绘制剪应力τ与剪切位移L 的关系曲线，如试验图7-2所示。取曲线上剪应力的峰值为抗剪强度，无峰值时，取剪切位移4mm所对应的剪应力为抗剪强度。 （2）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（图7-3），直线的倾角为土的内摩擦角?，直线在纵坐标上的截距为土
直接剪切试验—慢剪实施细则
土工作业指导书 直接剪切试验—慢剪实施细则 文件编号： 版本号： 编制： 批准： 生效日期：
直接剪切试验—慢剪实施细则 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。
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。
同济大学混凝土试验 梁剪压破坏实验报告
┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊《混凝土结构基本原理》试验课程作业 L ENGINEERING 梁受剪试验（剪压破坏）试验报告 试验名称梁受剪试验（剪压破坏） 试验课教师林峰 姓名 学号 手机号 任课教师 日期2014年11月25日
┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊1. 试验目的 通过试验学习认识混凝土梁的受剪性能（剪压破坏），掌握混凝土梁的受剪性能试验的测试方法，巩固课堂知识，加深对于斜截面破坏的理解。 2. 试件设计 2.1 材料和试件尺寸 试件尺寸（矩形截面）：b×h×l＝120×200×1800mm； 混凝土强度等级：C20； 纵向受拉钢筋的种类：HRB335； 箍筋的种类：HPB235； 2.2 试件设计 （1）试件设计依据 根据剪跨比l和弯剪区箍筋配筋量的调整，可将试件设计为剪压、斜压和斜拉破坏，剪压破坏的l满足1≤l≤3。进行试件设计时，应保证梁受弯极限荷载的预估值比剪极限荷载预估值大。 （2）试件参数如表1 表1 试件参数 试件尺寸（矩形截面）120×200×1800mm 下部纵筋②218 上部纵筋③210 箍筋①φ6@150(2) 纵向钢筋混凝土保护层厚度15mm 配筋图见图1 加载位置距离支座400mm 12 3 图1 试件配筋图 （3）试件加载估算 ①受弯极限荷载 ) ( / 2 1 2 ' - ' ' = ' - = ' ' = s s y u s s s y y s s a h A f M A A A f f A A
┊ ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊ M u u P 2.0 M= uM P=105.25kN ②受剪极限承载力 sv u tk0yk0 1.75 1 A V f bh f h s l =+ + uQ u 2 P V = 其中，当 1.5 l<时，取 1.5 l=，当3 l>时，取3 l=。 uQ P=65.98kN 可以发现 uQ P< uM P，所以试件会先发生受剪破坏。具体计算过程见附录一。 2.3 试件的制作 根据《普通混凝土力学性能试验方法标准》GB/T 50081-2002规定，成型前，试模内表面应涂一薄层矿物油或其他不与混凝土发生反应的脱模剂。 取样或拌制好的混凝土拌合物，至少用铁锨再来回拌合三次。 将混凝土拌合物一次装入试模，装料时应用抹刀沿各试模壁插捣，并使混凝土拌合物高出试模口。 采用标准养护的试件，应在温度为20±5℃的环境中静置一昼夜至二昼夜，然后编号、拆模。拆模后应立即放入温度为20±2℃，相对湿度为95%以上的标准养护室中养护，或在温度为20±2℃的不流动的氢氧化钙饱和溶液中养护。标准养护龄期为28d（从搅拌加水开始计时）。 3.材性试验 3.1 混凝土材性试验 凝土强度实测结果 试块留设时间： 2014年9月25日 试块试验时间： 2014年12月8日 试块养护条件：与试件同条件养护 1 2 1 1 1 1 ) 5.0 1( u u u c u s y c M M M bh f M A f bh f +' = - = = ξ ξ α ξ α
土的三轴剪切试验
实验五 土的三轴剪切试验 学 时：2学时 实验性质：综合型实验 一、目的要求： 土的三轴剪切试验是综合性试验，通过对试验的设计，能获得在不同的排水条件下土的应力与应变的关系和强度参数。通过试验加深对土力学基本理论的理解，培养学生的动手能力和创新能力。 掌握土的三轴剪切试验基本原理和试验方法，了解试验的仪器设备，熟悉试验的操作步骤，掌握三轴剪切试验成果的整理方法，根据试验成果绘制应力与应变的关系曲线，计算土的聚力和摩擦角。 二、试验原理： 一般认为，土体的破坏条件用莫尔－库仑（Mohr-Coulomb ）破坏准则：土体在各向主应力作用下，作用在某一应力面上的剪应力τ与法向应力σ之比达到某一比值，土体将沿该面发生剪切破坏。莫尔－库仑破坏准则的表达式为：φσσφσσsin 2 cos 23131++=-C 。1σ大主应力，3σ小主应力，C 土的粘聚力，φ土的摩擦角。 三轴剪切试验就是根据莫尔－库仑破坏准则测定土的强度参数粘聚力c 和摩擦角φ。 三、试验方法： 根据加载类型的不同，三轴剪切试验又可分为三种试验方法：不固结不排水剪(UU)；固结不排水剪(CU)；固结排水剪(CU)。 四、仪器设备： 1．应变控制式三轴仪(图5. 1—1)：由压力室、轴向加压设备、周围压力系统、反压力系统、孔隙水压力量测系统、轴向变形和体积变化量测系统组成。 2．附属设备：包括击样器、饱和器、切土器、原状土分样器、切土盘、承膜筒和对开圆膜，应符合下图要求：1)击样器(图5. 1－2)，饱和器(图5. 1－3)。2)切土盘、切土器和原状土分样器(图5. 1－4)。3)承膜筒及对开圆模(图5. 1—5及图5. 1—6)。 3．天平：称量200g ，最小分度值0. 0lg ；称量1000g ，最小分度值0. 1g 。 4．橡皮膜：应具有弹性的乳胶膜，对直径39. 1和61. 8mm 的试样；厚度以0. 1～0. 2mm 为宜，对直径101mm 的试样，厚度以0. 2～0. 3为宜。
土的直接剪切试验
土的直接剪切试验 直接剪切试验是通过在预定的剪切面上分别直接施加法向压力和剪应力求得土的抗剪强度指标的试验。环刀内径61.8mm，高度20mm 基本原理 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，确定土的抗剪强度指标:内摩擦角和凝聚力。 剪切类型 直接剪切试验，英文direct shear test，属于工程地质学词汇，即根据剪切时排水条件，直接剪切试验方法可分为快剪(不排水剪)、慢剪(排水剪)及固结快剪(固结不排水剪)等。按施加剪力的方式不同，直接剪切仪分应变控制式和应力控制式两种。前者是通过弹性钢环变形控制剪切位移的速率。后者是通过杠杆用砝码控制施加剪应力的速率，测相应的剪切位移。目前多用应变控制式，应力控制式只适用于作慢剪及长期强度试验。慢剪(排水剪)适用于细粒土;固结快剪(固结不排水剪)适用于渗透系数小于l0 cm/s的细粒土;快剪(不排水剪)适用于渗透系数小于10cm/s的细粒土。 剪切实验:慢剪 (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; (3) 慢剪试验，应按下列步骤进行:①原状土试样制备，应按"试样制备"第4条的步骤进行，扰动±试样制备按"试样制备"第6条的步骤进行，每组试样不得少于4 个。
直接剪切试验
试验八 直接剪切试验 (一) 概述 直接剪切试验就是直接对试样进行剪切的试验，是测定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施加水平剪力，测试样破坏时的剪应力，然后根据库仑定律确定土的抗剪强度参数?与c (二) 试验方法 直接剪切试验一般可分为慢剪、固结快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(变形稳定标准为每小时变形不大于0.005mm)，再以小于每分钟0.02 mm 的剪切速量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c s 和Фs 值，但历时较长，剪切破坏时间可按下式估算 ) 18(5050 ?=t t f 式中 t f ——达到破坏所经历的时间； t 50——固结度达到50%的时间。 2.固结快剪试验。先使土样在某一级垂直压力作用下，固结至排水变形稳定，再以每分钟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10-6cm/s 的细粒土。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cq cq C 与? 值，这种c cq 、cq ?值称为总应力法抗剪强度参数。 3.快剪试验。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3～5 min 内完成，适用于渗透系数小于10-6cm/s 的细粒土。种方法将使粒间有效应力维持原状，不受试验外力的影响，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(σtanФq +c q )的混合值。快速法适用于测定粘性土天然强度，但φq 角将会偏大。 (三)仪器设备 1..直剪仪。采用应变控制式直接剪切仪，如图8-1所示，由剪切盒、垂直
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，沿固定的剪切面直接施加水平剪力进行剪切， ,然后，根据剪切定律确定土的抗剪强得其剪坏时的剪应力，即为抗剪强度τ f 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。
十字板剪切试验报告
十字板剪切试验 1.1试验的目的及意义 （1）测定原应力条件下软粘性土的不排水抗剪强度； （2）评定软粘性土的灵敏度； （3）计算地基的承载力； （4）判断软粘性土的固结历史。 1.2试验的适用范围 原位测定饱水软粘土的抗剪强度，所测得的抗剪强度值，相当于试验深度处于天然土层，在原位压力下固结的不排水抗剪强度。 1.3试验的仪器设备 本次实验采用的是机械式十字板剪切仪 （1）十字板头：矩形，高度为10公分，直径为5公分。（2）轴杆：使用的轴杆直径为20mm，轴杆与十字板头连接的采用离合器装置，使轴杆和十字板头能够离合，以便分别作十字板总剪应力试验和轴杆摩擦校正试验。 （3）测力装置：采用开口钢环测力装置。
1.4实验原理 十字板剪切试验的原理，即在钻孔某深度的软粘土中插入规定形状和尺寸的十字板头，施加扭转力矩，将土体剪切破坏，测定土体抵抗扭损的最大力矩，通过换算得到土体不排水抗剪强度u c 值（假定0≈?）。十字板头旋转过程中假定在土体产生一个高度为H （十字板头的高度）、直径为D （十字板头的直径）的圆柱状剪损面，并假定该剪损面的侧面和上、下底面上每一点土的抗剪强度都相等。在剪损过程中土体产生的最大抵抗力矩M 由圆柱侧表面的抵抗力矩1M 和圆柱上、下底面的抵抗力矩2M 两部分组成，即21M M M +=。其中： 2 1D DH c M u ? =π3 226 1 232412D c D D c M u u ππ=???=)3 (2161223H D D c D c D DH c M u u u +=+? =πππ
式中 —十字板抗剪强度；—u c —十字板头直径；—D —十字板头高度。—H 对于普通十字板仪，上式中的M 值应等于试验测得的总力矩减去轴杆与土体间的摩擦力矩和仪器机械摩阻力矩，即 R f p M f ）（-= 式中 剪损土体的总作用力；——f p —施力转盘半径。—R 代入得： 上式右端第一个因子，对一定规格（D 和H 均为十字板几何尺寸）的十字板仪为一常数，称为十字板常数k 即 ）（H D D M c u += 3 22π杆脱离进行测定； 与轴 试验时通过使十字板仪力和仪器机械阻力，在—轴杆与土体间的摩擦—f ) ()3 (22f p H D D R c f u -+= π) 3 (22H D D R k += π
(土工)直接剪切实验(报告)
直接剪切实验报告 专业班级学号姓名同组者姓名 实验编号实验名称直接剪切实验 实验日期批报告日期成绩 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、实验仪器 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 （见实训指导书，不要都抄，自己总结，写关键步骤即可。） 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 调至零，即R 0=0。 5. 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、 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，不要摇晃砝码；剪切时要拔出销钉。 六、 实验数据记录与处理 直接剪切试验记录 仪器编号 试样面积（cm 2） 垂直压力p （kPa ） 100 200 300 400 量力环最大变形R （0.01mm ） 量力环号数 量力环系数C （Kpa/0.01mm ） 抗剪强度CR =τ（Kpa ） 抗剪强度指标 C= kpa ， ?= °
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R 5.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：
土的三轴剪切试验
实验五 土的三轴剪切试验 学 时：2学时 实验性质：综合型实验 一、目的要求： 土的三轴剪切试验是综合性试验，通过对试验的设计，能获得在不同的排水条件下土的应力与应变的关系和强度参数。通过试验加深对土力学基本理论的理解，培养学生的动手能力和创新能力。 掌握土的三轴剪切试验基本原理和试验方法，了解试验的仪器设备，熟悉试验的操作步骤，掌握三轴剪切试验成果的整理方法，根据试验成果绘制应力与应变的关系曲线，计算土的内聚力和摩擦角。 二、试验原理： 一般认为，土体的破坏条件用莫尔－库仑（Mohr-Coulomb ）破坏准则：土体在各向主应力作用下，作用在某一应力面上的剪应力τ与法向应力σ之比达到某一比值，土体将沿该面发生剪切破坏。莫尔－库仑破坏准则的表达式为：φσσφσσsin 2 cos 23131++=-C 。1σ大主应力，3σ小主应力，C 土的粘聚力，φ土的内摩擦角。 三轴剪切试验就是根据莫尔－库仑破坏准则测定土的强度参数粘聚力c 和内摩擦角φ。 三、试验方法： 根据加载类型的不同，三轴剪切试验又可分为三种试验方法：不固结不排水剪(UU)；固结不排水剪(CU)；固结排水剪(CU)。 四、仪器设备： 1．应变控制式三轴仪(图5. 1—1)：由压力室、轴向加压设备、周围压力系统、反压力系统、孔隙水压力量测系统、轴向变形和体积变化量测系统组成。 2．附属设备：包括击样器、饱和器、切土器、原状土分样器、切土盘、承膜筒和对开圆膜，应符合下图要求：1)击样器(图5. 1－2)，饱和器(图5. 1－3)。2)切土盘、切土器和原状土分样器(图5. 1－4)。3)承膜筒及对开圆模(图5. 1—5及图5. 1—6)。 3．天平：称量200g ，最小分度值0. 0lg ；称量1000g ，最小分度值0. 1g 。 4．橡皮膜：应具有弹性的乳胶膜，对直径39. 1和61. 8mm 的试样；厚度以0. 1～0. 2mm 为宜，对直径101mm 的试样，厚度以0. 2～0. 3为宜。 图5.1－1 应变控制式三轴仪 图5.1－2 击样器 图5.1－3 饱和器 1－套环；2－定位螺丝；3－导杆；4－击锤； 1－圆模(3片)；2－紧箍 5－底板；6－套筒；7－击样筒；8－底座 3－夹板；4－拉杆；5－透水板 图5.1－4 原装土和土盘分样器 图5.1－5 承膜筒 图5.1－6 对开圆模 全自动三轴仪 TSZ10-1.0应变控制式三轴仪
土力学直剪试验(完整报告-含实验数据、强度图)
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 =0。 表的长针调至零，即R 5.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。
土的抗剪强度试验
实验一 土的抗剪强度试验 一、实验目的 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。 二、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： 粘土性 c tg a f +=?στ (a kp ) 砂土 ?στtg a f = (a kp ) 式中f τ——土的抗剪强度 （a kp ） a σ——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 （a kp ） 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： （1）慢剪法 加垂直压力使土样压缩达到稳定，然后以小于0.02 mm ／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。 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。 三、设备及仪器 1、ZJ-2型等应变直剪仪主要部分为:（1） 剪切推动座部分；（2）剪切盒部分；（3）
测力环部分；（4）竖向加荷部分.主要技术指标如表： 表 ZJ-型直剪仪主要技术指标 2、百分表（精度0.01mm）两只； 3、停表一只。 四、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。 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。 kp）重复试验或连续试验中，无需 4、按试验需施加垂直载荷，吊盘为一级荷重（50 a 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。 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。 五、试验步骤
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，kPa Kl——量力环率定系数，N/0.01mm R——百分表读数，0.01mm γ——剪位移，0.01mm n——手轮转数 A——试样初始汤面积，cm2 ΔL——手轮转一圈的位移量，0.01mm。 2、绘制剪应力（τ）与剪位移（ΔL）的关系曲线图。 3、绘制τ-σ关系曲线。由曲线图确定土的抗剪强度指标c、υ。
直接剪切试验
直接剪切试验（快剪法）（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。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。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。 （二）试验原理 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。快剪法适用于测定粘性土天然强度。 附图9－1 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 （三）仪器设备 1．应变控制式直接剪切仪：如附图9－1，有剪力盒、垂直加压框架、测力计及推动机构等。 2．其它：量表、砝码等。 （四）试验步骤 1．切取试样：按工程需要用环刀切取一组试样，至少四个，并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。 2．安装试样：对准上下盒，插入固定销钉。在下盒内放入一透水石，上覆隔水蜡纸一张。将装有试样的环刀平口向下，对准剪切盒，试样上放隔水蜡纸一张，再放上透水石，将试样徐徐推入剪切盒内，移去环刀。 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。但一般宜剪至剪切变形达4mm。若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。 附图9－2 τ～σ关系曲线 （五）试验注意事项
土力学试验指导书之-直剪试验
试验项目三 直剪试验 试验目的： 测定土样在不同正压力下的抗剪强度指标——内摩擦角和粘聚力，为估算地基承载力、评价地基及土坡的稳定性、计算挡土墙土压力等提供必需的资料。 试验方法： 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，测得剪切破坏时的剪应力τ。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。 根据试验时的剪切速率和排水条件不同，直接剪切试验可分为：快剪、固结快剪和慢剪三种方法。试验方法的选择，原则上应该尽量模拟工程的实际情况，如施工情况，土层排水条件等(学生试验一般采用快剪方法)。 试验指导书： 直接剪切试验 一、目的 1、掌握应变控制式直剪仪快剪的操作方法； 2、测定土样在不同正压力下的抗剪强度并确定土的内摩擦角和内聚力； 3、巩固抗剪强度的理论概念。 二、试验原理 当地基上施加外荷载后，如取出一单元体来分析 时，在单元体任意角度a的平面上（主应力面除外）， 如图7-1上m－n平面，作用着法向应力σn和剪应
力τn,而剪应力有使m-n面以上土体向左滑动的趋势。因此，土颗粒之间的阻力便要阻止它滑动，这阻力称为抗剪强度τf。 因此，剪应力τn和抗剪强度τf在不同的荷载作用下有可能出现下列三种情况： ⑴当荷载较小时，τn<τf，土体尚处于弹性压缩阶段，土体内尚未形成剪切滑动面； ⑵当荷载继续增加，使τn＝τf，这时土体内已开始形成剪切滑动面；但尚未滑动而是处于极限平衡状态。从理论上说只要外载稍有增加，土体内某面m-n上便开始剪切滑动。 ⑶如荷载继续加大，使τn>τf，这时剪应力超过土的抗剪强度（实际这是不可能的，因当τn>τf时土中应力将重分配），直至在土体内某一面上的剪应力大于抗剪强度时，便形成了剪切滑动面，使土体沿滑动面滑动。 而在工程上所关心的是土体在什么情况下处于极限平衡状态，如何求得土的抗剪强度。 剪切试验便是解决这个问题，可在同一种土样上施加不同的法向力，进行剪切，将剪切破坏时的剪应力作为土的抗剪强度。按照库伦定律，剪应力与法向应力近似成线性关系。因此可根据不同的法向应力和相应的抗剪强度得τf～σn曲线。同时该曲线可用直线来代替，在直线上任意一点的纵坐标表示在土体内某一个平面处于极限平衡状态时土的抗剪强度。三、主要仪器设备
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。