四、原位剪切试验

1、四、原位剪切试验1. 试验的目的及意义（1） 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。（2）熟悉现场剪切试验的操作步骤。2. 试验的适用范围主要适用于粘性土、粉土、沙土以及他们组成的混合土层。3试验仪器及制样工具垂直加压千斤顶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

2、cm x 37cm）。制样工具：锄头、铁铲、铁锹等。4. 试验的基本原理其试验符合库仑定律，根据库伦定律有式中，一-一剪切面破坏面上的剪应力（kpa)试验土体的粘聚力（kpa）破坏面上的法向应力（kpa）试验土体的内摩擦角其中，、按照下面计算P亍-qLJ F、一 F式中，P作用于剪切面的总法向应力（Mpa)q作用于剪切面的总剪切荷载（Mpa)F剪切面面积（）5. 试验技术要求（1）剪切盒罩在试验土体上时，底面应保持于周围土体面齐平，既不能悬空，也不能插入 到土体当中。（2）剪切盒上钢板应完全覆盖在试验土体顶面，不能接触剪切盒四周的钢板。（3）水平千斤顶、竖直千斤顶、反力梁的安装都应位于试验土体

3、的中轴位置。（4）反力梁应充分接触混凝土插槽顶部（5）百分表充分抵住剪切盒侧面。（6）竖直千斤顶下的钢垫板不能偏移，以防加压时弹出。（7）竖直千斤顶加压时始终稳定在4Mpa 。（8）水平千斤顶加压每 0.2Mpa 读数一次。（9）水平油压表出现大幅回落时停止加压。（10）五个人分工明确，协调统一。6. 试验操作步骤（1）开挖试坑，开挖到预定深度后套入剪切盒套平整表面的土。（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，安放工字钢 作为提供反力装置。（3）安放垂直千斤顶，使千斤顶紧密压着钢垫板。（4）安放水平加压钢垫板以及水平加压千斤顶，再安装百分表。（5）开始施加垂直加压

4、千斤顶，第一组试验的垂直千斤顶的压力为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。（6）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，然后按照第四 步开始试验，此时得到的强度为残余强度。7. 试验数据（1） 土体原位峰值抗剪强度试验数据峰值抗剪强度试验数据表试样编号垂直千斤顶压力表读数(Mpa)水平千斤顶压力表峰值读数 (Mpa)剪切面积(m2)No.12.52.180.12No.26.53.460.12No.31

5、2.35.710.12(2) 土体原位残余抗剪强度试验数据土体原位残余抗剪强度试验数据表试样编号垂直千斤顶压力表读数(MPa)水平千斤顶压力表峰值读数(MPa)剪切面积(m2)No.12.51.650.12No.26.53.150.12No.312.35.120.12(3)千斤顶的率定曲线水平千斤顶：垂直千斤顶:式中 Y千斤出力(KN)x 为油压读数(MPa)8. 试验数据处理(1 )峰值抗剪强度试验数据土体原位峰值抗剪强度试验数据处理表试样编号垂直压应力(kpa)水平剪应力(kpa)2剪切面积(m )No.130.931.790.12No.290.950.460.12No.3177.983.270.12OOOOOOOOC98765432a 水平剪应力kp0050100150200垂直压应力 kpa由上图可得到土的粘聚力C=19.995kpa，内摩擦角为 =（2 ）残余抗剪强度试验数据土体原位残余抗剪强度试验数据处理表试样编号垂直压应力（kpa）水平剪应力（kpa）剪切面积（m2）No.130.924.060.12N