岩土工程勘察第章现场剪切试验图文丰富

第10章现场剪切试验主讲：崔德山目录1.岩体现场直剪试验2.岩体现场三轴试验3.土的现场剪切试验4.工程实例5.下节课：第11章岩体原位应力测试1.岩体现场直剪试验1.1试验原理预定的剪切面在垂直(法向)压应力作用下，施加剪切力，直至试体剪切破坏的试验。岩体现场直剪试验包括混凝土与岩体胶结(按触)面、岩体中软弱结构(以下简称岩体弱面)和软弱岩体本身三个方面的内容。同一组试验应尽可能处在同一高程或层位上，其地质条件应基本相同，试验过程中的受力状态应与岩体在工程中的受力状态相近似。1.2试验目的岩体现场直剪试验的目的是测定其抵抗剪切破坏的能力，为地(坝)基、地下建筑物和边坡的稳定计算分析提供抗剪强度参数(摩擦系数和粘聚力)。1.4试体制备(1)一般规定同一组试验的试体不少于5块。试体剪切面积一般为70cmx70cm，并不小于50cmx50cm。试体高度为其边长之半。

试体间距应便于试体制备和仪器设备安装，但不应小于剪切面边长的1.5倍，以免试验过程中互相影响。在岩洞内进行试验时，试验部位的洞顶应先开挖成大致平整的岩面，以便浇注混凝土(或砂浆)反力垫层。在施加剪力的后座部位，应按液压千斤顶(或液压钢枕)的形状和尺寸开挖。(2)混凝土与岩体胶结面直剪试验试体制备在试点部位用人工(不准爆破)挖除表层松动岩石，形成平整岩面。在试点，按剪切方向立模并浇注混凝土试体。有时在浇混凝土试体之前，按设计要求，在岩面上先浇注一层厚约5cm的砂浆垫层。在浇注砂浆垫层和混凝土试体的同时，浇制一定数量的砂浆(7cmx7cmx7cm)和混凝土(15cmx15cmx15cm)试块，试块与试体在相同条件下养护，以测定其不同龄期的强度。直剪宋试验聋的平榴推法涌和斜创推法虎试体肥受力与见下结图滚。剪区力作淹用方吓向应混符合逐设计辈要求糕。(3窗)岩体姥弱面铺、软次弱岩塌体直漫剪试小验的弦试体倒制备开挖驰试点其部位贯后，湖在岩乞面上院按剪肌切方沾向定端出剪锋切面资积。听用风打钻或园切石竟机，帮也可费用人棒工，肾沿剪月切面将积周誉边将婚试体朋与周赖围岩戏体切辛开。丢对于住岩体忆弱面膨的试婆体，够应使秃弱面痕处在桑预定赢的剪棵切部笋位。为防拨止制朵备过春程中永，因赛吸(浸)水、问应力滥松驰瓶或扰骗动而访导致疼试体东膨胀横，可很采用增以下典方法:1)切断奸地下摆水来烘源;2)用水滥泥砂挨浆抹币试体多顶面抗，而后配在其给上施罚加一住定的闭垂直挤荷载鲁。为避成免在习安装驴垂直璃、水喊平(剪切)加载介系统周和试摊验过填程中轮损坏园试体零，可洽在试区体上替浇注惕钢筋茫混凝绵土保辅护罩璃，其煮底部籍应处沾在预鲁定的析剪切丸面以泊上。(4脊)倾斜挠岩体千弱面爷直剪后试验文的试糟体制决备对倾套斜岩蜘体弱饺面进洽行直浆剪试批验，道可按命下图恒制备楔形主试体突。在探岂明倾推斜岩热体弱旱面的恢部位枯和产袄状后狡，制郑备试疮样，印采取倒措施获，防戴止试增体下猛滑。1.恭5试体昼描述(1场)试验华前描务述试验家前描痰述包帮括:1)试验办地段颠岩石区名称揪、风万化破君碎程义度。2)岩体纷弱面咽的成蛙因、葬类型胞、产注状、忽分布链状况废及其节间充桨填物暂的性植状(厚度堵、颗担粒组梅成、反泥化货程度宅和含航水状碗态等)。在虏岩洞界内，稍记录塞岩洞菠编号太、位平置、脚洞线且走向健、洞炭底高遭程。音试验还地段胃岩洞张和试满点部照位的闹纵、庆横地添质剖供面。搭在露估天或辅基坑蹲内，蛇记录勉试点切位置仍、高捞程及凡其周甜围的释地形滋、地岁质。3)试验斜地段络开挖己情况塘和试垮体制追备方舌法;4)试体鸣岩性惜、编旅号、排位置窃、剪催切方剪向和周剪切涌面尺锹寸;试验宽地段虹地下干水类还型、动化学补成分低、活欢动规碍律和迹流量云等。(2贼)试验射后描摸述试验猛后描予述包株括:1)测量域剪切护面尺塌寸;2)记录醉剪切自破坏摄形式;3)剪切巡寿面起吹伏差;4)擦痕虏方向棒和长唉度;5)碎块某分布阀状况好。同岗时描孕述剪涝切面缠上充鲁填物昨的性蕉状，列必要饲时取争样测厦定其原含水恰率、痰液限暑、塑电限以赴及颗讯粒组膏成，塌对剪杨切面霞照相赖。1.暴6试验喊程序(1处)仪器仰设备鹅安装1)垂直瓦、剪轮切加沸载系辱统设侮备安瓣装。2)位移柄量表汤安装1.遣6试验傲程序(2乐)施加掉垂直哗荷载按设锋计要冈求，脸确定旁作用脚在剪钢切面期上的成最大劣垂直(法向)压应猴力。封一般露按等尼差(或等帜比)将最铁大垂仁直压承应力息分成4—妇5个不他同等签级。票对岩买体弱捧面、匙软弱狮岩体脚的试扑体，跪施加肚其上肤的最翼大垂钩直压惯应力繁，以梢不挤独出弱虾面上贝的充愧填物无或破居坏试纺体为对限。作用爱在一速个试辜体上膊的垂颤直荷柔载，耽一般娇分4—史5次施散加。梁每施蕉加一兵次荷醉载，页随即抹测读叶垂直什位移渠量表券，此穗后，每隔5m惹in测读馆一次壮，待详连续芽两次鼠测读披差不朽超过0.像01喜mm，认为也垂直唐位移案稳定歪，才抛施加盛下一洪级荷丝式载。两依此括，直饿施加年到预折定荷摆载(垂直怀压应糊力)为止洲。(3困)施加耕剪切壮荷载(剪力)直剪沾试验谋是一津组试珠体在喊不同盲垂直亮压应英力作础用下干进行尾剪切慨的试虫验。答试验枕前，窜应预魔估最馒大剪停力作为为试次验的辫依据翠。剪拢切荷裹载位舰于剪慈切缝喝中心(平推悔法)或作秆用于洁剪切剥面中冒心(斜推职法)。1)平推余法和崭斜推唐法剪帐切情纱况平推去法，贵用极撑限平开衡状绸态的旋库仑(C晨ou反lo链mb彩)公式皇，预揪估最址大剪桨力。试验篮时，爸按预掩估最犯大剪油力的8%狐—1串0%，分烟级施装加。洁每5m因in施加您一级(对于驰岩体毒弱面圾、软宏弱岩挥体，莲视其扭性状尽及充雨填情纷况，糊每10末—1弹5m辆in施加惕一级)。施蝇加剪茄力前散、后循，应眉测读偿各量债表。当施价加剪逗力所然引起方的剪泥切位思移为熊前一乡丰级的1.激5倍以俘上时攀，下四一级兄剪力还则减冈半施值加。更当达盒到剪被力峰形值、隆发生凉不断属地剪侧切位求移(即滑企动破租坏)，或所出现副剪力恰的残旬余值健时，挎试验闷终止谜。试验版过程振中，诱应保驰持剪其切面地上的热垂直历压应许力为棍常量劣。为偷此，刮对于尽斜推勤法，份应同治步降纪低由征于施借加剪撤力在甜剪切郑面上及增加算的垂铃直压宫应力啄，可床按下抬式计征算:直剪耽试验篮过程隆中，鹅如遇海调整条或更盾换量有表、商液压莲千斤址顶(或液丝式压钢访枕)补压构、发具现混沈凝土芽或试索体松琴动掉风块、答出现菊裂缝忍或破稻裂声锣等现饰象，激应随撞时记沟录，泼供成个果整福理时号查考口。(4母)试验幅结束直剪衡试验忠结束蔽后，碍依次躁将剪籍切和匙垂直乱荷载商退为库零，迷拆除馅测量坛仪表雪、支姿架、姐剪切互和垂返直加恋载设亩备，惯而后过按相刚关要萄求进行免试体新和剪登切面运描述块。1.事7试验玩成果庆整理(1渐)剪切蚂面应谣力计卸算(2受)绘制趣剪应极力与棋剪切汽位移打关系午曲线醒。根据蛇同一醉组直身剪试院验结戴果，们以剪乡丰应力饼为纵到轴，稀剪切暗位移慈为横私轴，池绘制敌每一驻试验纵的剪导应力乘与剪菠切位骆移关森系曲础线，雹而后盒从曲营线上吩选取痕剪应控力的选峰值四和残狐余值垦。也仿可从平曲线茄的线喝性比炭例极辫限点冶或屈吊服点夜选取萍剪应传力值双。(3挽)绘制受剪应删力与伏垂直雨压应湾力关算系曲档线根据接剪应鸭力峰乱值(或屈仅服值然、残壁余值谁等)与相是应的粒垂直真压应磁力，非以剪盗应力议为纵妇轴，闭垂直竖压应垦力为发横轴妄，绘惩制关过系曲涂线。(4蹦)确定博抗剪蜡强度五参数抗剪扭强度趣参数毫包括睡摩擦公系数贼和粘柔聚力蝇，可吊按图蔑解法慢和最小稠二乘款法确定;1.饱8影响盏试验扇成果紧因素峰的说弱明(1户)试体(剪切为面)尺寸锯的选茄定(2闻)剪切肿面起稻伏差为减右小成馆果的筑分散询性和蒜便于荣对比须分析色，结理合国柜内试蜘验经龄验，公统一弓规定投其起士伏差粥不大喷于剪关切方磨向边厉长的1%萍—2匆%。(3彩)严格俭防止这扰动连试体(剪切摧面)(4果)剪切诊面上绵垂直元压应钢力分敌布直剪定试验秃过程遇中，传除保厦持剪冠切面铸上垂戴直压牢应力托为常洁量外省，还踢应使扰剪力擦均匀甲分布狗在剪姐切面黄上。京剪力不作用督线与铅剪切减面间抗存在蒜偏距是，使织剪切耕面上肚垂直葬压应牛力分坟布不匹均匀嘱。这钞种不侮均匀铁性随更着剪嫩力的链增大宏而增救大，强无疑杂将影衡响测活定成筋果。硬规定脾偏距营应严索格控张制在煤剪切不面边语长的5%以内锹。(5辞)剪力遇施加问速率直剪旺试验酷的剪晶力施捧加速脚率有:快速辜、时具间控热制和剪切艘位移做控制长三种败方式得。为盲使试概验尽评可能律符合工程袜实际驴，以秃剪切辆位移液控制钱法施您加剪海力最研为理隙想。2.岩体妇现场澡三轴吩试验2.险1试验厦原理策和目互的岩体串现场蠢三轴诞试验存是，耐试体尝在三汽个互摩相垂贤直(正交)的压让应力桌亦即俊垂直隔向压球应力核和两邮个侧宗向压债应力脸作用隔下，区测定派其强枝度和摧变形间性质薪的试倍验。忘分为馆常规(等侧筛压)三轴陡试验件和真碧三轴纷试验拜。岩体晋现场留三轴触试验剖的目崇的是卸为工弹程(建筑殖物地绍基、满地下看洞室升和岩缴质边族坡)设计志提供健参数贯，并犬为研谣究岩锹石力网学性置质和妹破坏鲜机理魂提供冷资料配。2.房诚2仪器驴设备岩体宁现场旅三轴愈试验称需用遭的仪舞器设久备与纹前相盯同。广但液拾压千竟斤顶锦和液欧压钢迁枕的士数量授、形香状和凯尺寸支，应汤根据替试体湾形状王和尺忘寸而缎定。对圆泊柱形伤试体伤，侧腐向加铅压应晌采用寸孤形饺液压凯钢枕徐。当锤需测蒸量试耽体内肯部轴槽向位质移(变形)时，什应备士有钻划孔单锯点或尝多点劫位移伟计。结也可保采用木声波元仪、金声发丝式射探性测仪迟，在恰试验田过程跨中监吗测试鲁体声遥波速谨度、忧振幅误及声锅发射骗频率剧变化奔，以窗了解录其破尤坏过洁程。2.吐3试体压制备三轴纸试验纲试体擦制备茫的要右求试擦体尺等寸:圆柱馅体，罢直径穿不小估于30菜cm雹;立方毯柱体劣或矩摔形长网立方凶体，断其横押断面齐边长谊不小严于30雕cm。试梁体高董度与掌直径(或边维长)之比春为1—寨2。根据条施加厕侧压管方式折的不艺同，及圆柱看、方艘柱试凳体都秀有出朗露式男和埋危藏式吵两种醉。圆柱膀试体:用大验口径篮钻机多钻到聪预定窜深度训，形握成埋藏鹅式试盗件;用人尊工挖两除岩只心周典围岩皂石后同，形堡成出露忌式试锁体。方柱固试体:用切千石机草切割当试体科四边昏到预炒定深湾度，跟形成驰埋藏猎式试墨体;用人河工挖干除试糟体周和围岩吓石后续，形鱼成出首露式铲试体克。2.泡4试验诞程序本试油验程何序适炕用于技等侧堡向压厘应力滚的常塑规三尝轴试堵验。(1钳)仪器切设备牵安装所有串用于犬试验焦的轴喘向、番侧向融加载伞系统臣的液柔压千掩斤顶仰、液针压钢炉枕、诵压力洁表和灾位移勾量表箩，在训安装快前均橡应率宾定。1)侧向战加载谅系统届设备各安装(A弃)对于砖出露饱式圆那柱、态方柱躁试体器，先昆在试赔体对帖应部秃位安莲装反产力钢们筒或宗反力改框架套。而跨后在茄反力鼓钢筒(或反辩力框躲架)与试值体的朵间隙塘内安软装液迟压钢枣枕。稳钢枕秩内外薄两侧节间隙挪，用馒水泥朵砂浆己填塞杜。按膏并联耀方式忽，用偷高压心管路进将各灵个液滋压钢题枕与茶液压市泵连化接。(B统)对于及埋藏割式圆金柱、除方柱靠试体唤，先秒清除斩试体棋周围柜切槽萄中的肉岩屑省，而生后将益液压挥钢枕伯安设盈其中缸。2)垂直巩加载苦系统判设备督安装首先首清除胖试体思顶面秘岩屑导，而声后用矛水泥已砂浆绝将其激抹平碍。待巡寿砂浆扎初凝协后，部在其志上涂答薄层毫润滑扁剂(如黄伶油等)，以稿减少扑垫板轧与试姓体面票之间独的摩疯阻力岩。而粘后在叔其上拘依次狠安装铸垫块垮、液今压千先斤顶(或液挽压钢璃枕)、传.力柱嘴等，看最后补用混嫩凝土(或水叼泥砂慰浆)填塞勺顶部战，使尿垂直锐加载干系统煮与洞娱顶围责岩紧睁密结若合。声试验同如在益露天(或基惹坑内)进行熄，在胃垂直挎加载杜系统饱上应鞋设置巴反力旦框架员。应方使垂磁直加渣载系润统作蹦用力惭的合亿力作吨用于怜试体万顶面院中心迷。3)位移贡量表造安装怜位移烛测量纵系统钥由支岁座、潜接杆员、量宴表和惨标头备组成爆。2.妹4试验盾程序(2巾)施加猾侧向乖荷载施加世荷载滔前，连采用贺向液顷压千态