試驗(yàn)八直接剪力試驗(yàn)

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1、土壤力學(xué)實(shí)驗(yàn)試驗(yàn)八直接剪力試驗(yàn)試驗(yàn)八直接剪力試驗(yàn)試驗(yàn)規(guī)範(fàn)ASTMD3080-90楊全成編著1/642/64(一)試驗(yàn)?zāi)康?二)試驗(yàn)說(shuō)明直接剪力試驗(yàn)之種類：求土壤之凝聚力及內(nèi)摩擦角，作為擋土牆分析、邊坡(1)不壓密快剪試驗(yàn)(QTest)適合工程剛完成之土層，做為短期穩(wěn)定分析之用，可得c穩(wěn)定分析及承載力計(jì)算之依據(jù)。及φ值分析之。(2)壓密快剪試驗(yàn)(QcTest)適合工程已完成一段時(shí)間之土層，於水位急速?zèng)禃r(shí)，穩(wěn)定分析之用?？傻胏cu及φcu。(3)壓密慢剪試驗(yàn)(STest)適合工程已完成一段時(shí)間之土層，長(zhǎng)期性之穩(wěn)定分析，得c'及φ'值

2、而加以分析。3/644/641直接剪力試驗(yàn)中，粘性土樣之準(zhǔn)備，需由試驗(yàn)時(shí)之抗剪力，係由壓力環(huán)間接計(jì)算而得未擾動(dòng)之土壤中取得。非粘性土樣(如砂土)，(??剪力)，壓力環(huán)是由一個(gè)環(huán)配加一變位計(jì)所構(gòu)成則可將土樣依其需要密度在剪力盒中搗實(shí)，一面積般c~?土壤由薄管取得原狀土樣。的，該環(huán)通常係以熱處理過(guò)的高碳鋼製成，而變位計(jì)則以量度環(huán)的徑向變化，利用已經(jīng)求得的外力與環(huán)變化量之關(guān)係表或係數(shù)(kg/mm)，可以倒回頭來(lái)計(jì)算外加作用力的值。5/646/64剪力盒四週通常留有微隙，可加水使試樣飽和。試(二)壓密不排水剪力試驗(yàn)(Consolidate

3、dUndrainedTest)：樣兩端分別設(shè)置透水石，在試驗(yàn)進(jìn)行中，得以排洩水在垂直載重加上後，使土樣先經(jīng)充分壓密，然後再施份。試驗(yàn)時(shí)之試體高度變化，可由記錄垂直變形之測(cè)微以快剪試驗(yàn)，快剪過(guò)程約為5~10min，又稱為壓密快剪試表讀出其數(shù)值。驗(yàn)(ConsolidatedQuickShearTest，QcTest)。利用直接剪力試驗(yàn)之裝置，可作以下三種剪力試(三)排水剪力試驗(yàn)(DrainedTest)：驗(yàn)：在本試驗(yàn)中，先於垂直壓力下，將土樣壓密，而後以(一)不排水剪力試驗(yàn)(UndrainedTest)：極慢之速率對(duì)試樣施以剪力，使孔

4、隙水壓力能充分消除，在垂直載重加上後，立即進(jìn)行剪力試驗(yàn)，不使土樣發(fā)生壓密作用，試驗(yàn)所得時(shí)間約為5~10min。又稱為快剪試驗(yàn)完成約需2~5天，又稱為慢剪試驗(yàn)(SlowShearTest，S試驗(yàn)(QuickShearTest，QTest)。Test)。7/648/642慢剪試驗(yàn)的意義，是容許土壤內(nèi)的水分自由排出，故剪力增加的速率，有應(yīng)力控制(StressControl)法及應(yīng)變控制(StrainControl)法兩種。在應(yīng)變控制法中，土樣的所施加的應(yīng)力是為有效應(yīng)力；快剪試驗(yàn)的意義，是不容許剪斷速度，在Q及Qc試驗(yàn)約為1.5mm/mi

5、n、在S試驗(yàn)中約為土壤內(nèi)的水分排出，故所加之應(yīng)力為總應(yīng)力，內(nèi)含孔隙水0.06mm/min。若用應(yīng)力控制法，不論粘土或砂土，每分鐘壓力。剪力增加量，約為估計(jì)破壞力之1/10。一般土壤之直接剪力試驗(yàn)儀，均設(shè)計(jì)為以馬達(dá)齒輪帶動(dòng)，可調(diào)整速率之應(yīng)變控制法。9/6410/64(三)試驗(yàn)儀器直接剪力試驗(yàn)儀：有應(yīng)力控制式及應(yīng)變控制式兩種，主直接剪力試驗(yàn)之優(yōu)劣點(diǎn)優(yōu)優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)劣劣點(diǎn)點(diǎn)要包括有分成上下兩半之剪力盒，壓力環(huán)(ProvingRing)或電(1)(1)儀器設(shè)備簡(jiǎn)單儀器設(shè)備簡(jiǎn)單，，節(jié)省費(fèi)用節(jié)省費(fèi)用。。(1)(1)上下剪力盒間摩擦力會(huì)影響試驗(yàn)結(jié)果上下

6、剪力盒間摩擦力會(huì)影響試驗(yàn)結(jié)果，，可以可以(2(2)試驗(yàn)容易)試驗(yàn)容易、、速度快速度快、、節(jié)省時(shí)間節(jié)省時(shí)間。。對(duì)角線之兩支螺栓微凸減少摩擦面積對(duì)角線之兩支螺栓微凸減少摩擦面積，，如如子式荷重計(jì)(LoadCell)，剪力作用桿，垂直載重設(shè)備，垂直(3)(3)試驗(yàn)所採(cǎi)用的土樣較薄試驗(yàn)所採(cǎi)用的土樣較薄，，易於排水易於排水，，圖圖6-116-11所示所示。。故最適合於無(wú)凝聚性土壤或一般故最適合於無(wú)凝聚性土壤或一般c~c~ψψ(2)(2)在剪斷過(guò)程中在剪斷過(guò)程中，，部份水分可能被排擠出來(lái)部份水分可能被排擠出來(lái)，，之試驗(yàn)之試驗(yàn)。。致其排水量致其

7、排水量、、含水量有難以控制之虞含水量有難以控制之虞。。測(cè)微表等。(3)(3)受剪力時(shí)面積時(shí)常在改變受剪力時(shí)面積時(shí)常在改變，，剪應(yīng)力分配不剪應(yīng)力分配不均均，，其破裂面在土樣之中間之水平面並不其破裂面在土樣之中間之水平面並不恰當(dāng)恰當(dāng)。。另需頂土機(jī)，頂土機(jī)係用以頂出薄管內(nèi)之不擾動(dòng)土樣。11/6412/643壓力環(huán)壓力環(huán)加壓桿軸加壓桿軸垂直測(cè)微表垂直測(cè)微表濾紙透水石透水石濾紙直剪盒直剪盒土壤土壤濾紙濾紙推力推力透水石透水石直接剪力試驗(yàn)簡(jiǎn)圖13/64直接剪力試驗(yàn)儀14/64剪力環(huán)透水石濾紙直剪盒分解剪力環(huán)、透水石及濾紙15/6416/644

8、(四)試驗(yàn)步驟直接剪力盒分解17/64直接剪力試驗(yàn)流程圖18/64重模直剪試體製作直接剪力試驗(yàn)流程圖19/6420/645直剪試體由薄管取樣直剪試體由薄管取樣中21/6422/64直剪試體23/64準(zhǔn)備直剪試驗(yàn)試體24/646由薄管取樣所得之直剪試