长江大学城市建设学院

长江大学城市建设学院土力学实验指导教师：孔祥国长江大学城市建设学院试验五直剪试验

一、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。长江大学城市建设学院二、试验原理及方法：

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)。

长江大学城市建设学院三、试验仪器应变控制式直剪仪砝码若干；测微表（量10mm，精度0.01mm）秒表；切土环刀；切土刀；铝盒；推土塞透水石；腊纸；螺丝起子。长江大学城市建设学院试验仪器图片：长江大学城市建设学院四、试验步骤1、取下加压框架，了解剪刀盒的构造。剪刀盒分上、下盒，下盒放在钢珠滑槽上，下盒中有一内圈，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，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、加压杠杆和砝码组成。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等。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。长江大学城市建设学院6、加垂直压力：垂直压力分别为100、200、300、400kPa。各级垂直压力可一次轻轻施加，若土质软弱，也可以分级施加以防试样挤出。7、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）。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。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。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。长江大学城市建设学院五、成果整理1、计算各个试样得抗剪强度式中：C—测力计率定系数，N/0.01mm；

R——测微表读数，以0.01mm计。本试验取峰值。

A0——试样断面积，cm2；

10—单位换算系数。2、以垂直压力为横坐标，抗剪强度τf为纵坐标，绘制τf～σ关系曲线，从图上求得粘聚力和内摩擦角。长江大学城市建设学院六、注意事项⑴在剪切开始前，一定要检查一下，上、下盒的固定插销是否拔掉。⑵剪切时转动手轮速度是6圈/分，在试验前可先练习一下，以便控制剪切速度。⑶剪损的标准：①当测力计的读数达到稳定，或有明显后退表示试样剪损；②一般宜剪切至剪切变形达到4mm；③若测力计的读数继续增加，则剪切变形达到6mm为止，