《岩土工程分析评价》课件-21.土的直剪试验

岩土工程分析评价土的直接剪切试验问题导入直接剪切试验如何测定抗剪强度指标呢？直接剪切试验是室内测定土的抗剪强度的最便捷的方法直接剪切仪剪切推进装置和量测装置构造试验目的和方法直接剪切试验的主要目的在于测定土体抗剪强度的大小，从而获得反映抗剪强度特征的值和值。在高土石坝心墙防裂与抗震、重型厂房的建设、边坡和基坑的稳定性分析等工程中有着广泛的应用。直接剪切试验的类型根据加载速率和排水条件的不同，直剪试验可分为快剪、固结快剪和慢剪三种快剪试验是在试样上施加垂直压力后，立即施加水平剪切力，在剪切过程中不允许排水，称为不固结不排水剪。固结快剪试验是在试样上施加垂直压力，待排水固结稳定后，施加水平剪切力，在剪切过程中不允许排水，称为固结不排水剪。慢剪试验是在试样上施加垂直压力及水平剪应力的过程中，均应使试样排水固结，称为固结排水剪。试验原理直接剪切试验将同一种土制备成四个试样，对四个试样分别在不同的法向压力下，施加水平剪力进行剪切，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黏聚力和内摩擦角值。本试验方法适用于细粒土。这里主要介绍快剪试验。试验仪器设备1.应变控制式直剪仪：包括剪切盒（水槽、上剪切盒、下剪切盒），垂直加压框架，负荷传感器或测力计及推动机构等，其技术条件应符合现行国家标准《岩土工程仪器基本参数及通用技术条件》（GB/T15406）的规定。2.位移传感器或位移计（百分表）：量程5~10mm，分度值0.01mm。3.天平：称量500g，分度值0.1g。5.其他：饱和器、削土刀或钢丝锯、秒表、滤纸、直尺。4.环刀：内径6.18cm，高2cm。试验操作步骤1.试样制备（1）黏性土试样制备①制备原状土试样或扰动土试样。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。②测定含水率及密度。测定试样的含水率及密度。对于试样需要饱和时，进行抽气饱和。（2）砂类土试样制备①取过2mm筛孔代表性风干砂样。取过2mm筛孔的代表性风干砂样1200g备用。按要求的干密度称每个试样所需风干砂量，准确至0.lg。②将砂样倒入剪力盒。对准上下盒，插入固定销，将洁净的透水板放入剪切盒内，将准备好的砂样倒入剪力盒内。③敲密至要求的干密度。拂平砂样表面，放上一块硬木块，用手轻轻敲打，使试样达到要求的干密度，然后取出硬木块。试验操作步骤2.快剪试验步骤（1）安装试样对准上下盒，插入固定销。在下盒内放不透水板。将装有试样的环刀平口向下，对准剪切盒口，在试样顶面放不透水板，然后将试样徐徐推入剪切盒内，移去环刀。对砂类土，按砂类土试样制备要求制备和安装试样。（2）安装传感器转动手轮，使上盒前端钢珠刚好与负荷传感器或测力计接触。调整负荷传感器或测力计读数为零。顺次加上加压盖板、钢珠、加压框架，安装垂直位移传感器或位移计，测记起始读数。（3）施加垂直压力按每组试验应取4个试样，在4种不同垂直压力下施加垂直压力。可根据工程实际和土的软硬程度施加各级垂直压力，垂直压力的各级差值要大致相等。也可取垂直压力分别为l00kPa、200kPa、300kPa，400kPa，各个垂直压力可一次轻轻施加，若土质松软，也可分级施加以防试样挤出。试验操作步骤2.快剪试验步骤（4）以0.8~1.2mm/min的速率剪切，并测记测力计读数施加垂直压力后，立即拔去固定销。开动秒表，宜采用0.8~1.2mm/min的速率剪切，每分钟4~6转的均匀速度旋转手轮，使试样在3~5min内剪损。当剪应力的读数达到稳定或有显著后退时，表示试样已剪损，宜剪至剪切变形达到4mm。当剪应力读数继续增加时，剪切变形应达到6mm为止，手轮每转一转，同时测记负荷传感器或测力计读数并根据需要测记垂直位移读数，直至剪损为止。（5）取出试样，测定含水率剪切结束后，吸去剪切盒中积水，倒转手轮，移去垂直压力、框架、钢珠、加压盖板等，取出试样。需要时，测定剪切面附近土的含水率。试验成果整理

土的直接剪切试验以抗剪强度τf为纵坐标，垂直单位压力p为横坐标，绘制抗剪强度τf与垂直压力p的关系曲线。根据图上各点，绘一近似的直线。直线的倾角为土的内摩擦