八、直接剪切試驗(yàn)(教案)

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1、八、直接剪切試驗(yàn)基本原理直接剪切試驗(yàn)是測(cè)定土的抗剪強(qiáng)度的一?種常用方法。試驗(yàn)的原理是根據(jù)庫(kù)侖定律，土的內(nèi)摩擦力與剪切面上的法向壓力成正比。將土制備成幾個(gè)土樣,分別在不同的法向壓力下，沿固定的剪切面肓接施加水平剪力進(jìn)行剪切，得其剪壞時(shí)的剪應(yīng)力，即為抗剪強(qiáng)度然后，根據(jù)剪切定律確定土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)①和C。按土樣在荷重作用下壓縮及受剪時(shí)的排水情況不同，試驗(yàn)方法可分三種：（1）快剪法（或稱不排水剪）：即在試樣上施加垂直壓力后，立即加水平剪切力。在整個(gè)試驗(yàn)中，不允許試樣的原始含水率有所改變（試樣兩端敷以隔水紙），即在試驗(yàn)過(guò)

2、程中孔隙水壓力保持不變（3-5min內(nèi)剪壞）。（2）慢剪法（或稱排水剪）：即在加垂直荷重后，使其充分排水（試樣兩端敷以濾紙），在土樣達(dá)到完全固結(jié)時(shí)，再加水平剪力；每加一次水平剪力后，均需經(jīng)過(guò)一段吋間，待土樣因剪切引起的孔隙水壓力完全消失后，再繼續(xù)加下一次水平剪力。（3）固結(jié)快剪法：在垂直壓力下土樣完全排水固結(jié)穩(wěn)定后，以很快速度施加水平剪力。在剪切過(guò)程中不允許排水（規(guī)定在3-5min內(nèi)剪壞）。慢剪試驗(yàn)1本試驗(yàn)方法適用于細(xì)粒十2木試驗(yàn)所用的主耍儀器設(shè)備，應(yīng)符合下列規(guī)定:（1）主要結(jié)構(gòu)（見(jiàn)附圖&1）1、推動(dòng)座部分2、

3、剪切盒部分3、測(cè)力環(huán)部分4、杠桿加壓部分5、加荷、卸荷部分6、電動(dòng)等應(yīng)變直剪儀另加變速箱部分（2）環(huán)刀：內(nèi)徑61.8mm,高度20mm。（3）位移量測(cè)設(shè)備：量程為10mm,分度值為0.01mm的百分表；或準(zhǔn)確度為全量程0.2%的傳感器。3慢剪試驗(yàn)，應(yīng)按下列步驟進(jìn)行：（1）原狀土試樣制備，應(yīng)按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，擾動(dòng)土試樣制備按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，每組試樣不得少于4個(gè)；當(dāng)試樣需耍飽和吋，應(yīng)按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的步驟進(jìn)行。（2）儀器使用吋，先校準(zhǔn)杠桿水平（調(diào)節(jié)件16平衡錘），杠桿水平時(shí)，杠桿下沿平齊立柱（件14）的中間白線。將限位板及d

4、）10鋼珠在導(dǎo)軌上放好，放在件18滑動(dòng)框。對(duì)準(zhǔn)剪切容器上下盒，插入固定銷，在下盒內(nèi)放透水板和濾紙，將帶有試樣的環(huán)刀刃口向上，對(duì)準(zhǔn)剪切盒口，在試樣上放濾紙和透水板，將試樣小心地推入剪切盒內(nèi)。注：透水板和濾紙的濕度接近試樣的濕度。(3)移動(dòng)傳動(dòng)裝置，使上盒前端鋼珠剛好與測(cè)力計(jì)接觸，依次放上傳壓板、加壓框架，安裝垂直位移和水平位移量測(cè)裝置'并調(diào)至零位或測(cè)記初讀數(shù)。(4)根據(jù)工程實(shí)際和土的軟硬程度施加各級(jí)垂直壓力，對(duì)松軟試樣垂直壓力應(yīng)分級(jí)施加，以防土樣擠出。施加壓力后，向盒內(nèi)注水，當(dāng)試樣為非飽和試樣時(shí),應(yīng)在加壓板周圍包

5、以濕棉紗。吊盤(pán)為一級(jí)荷重(50KPa),在重復(fù)試驗(yàn)或連續(xù)試驗(yàn)中，無(wú)需每次將確碼、吊盤(pán)取下，加荷時(shí)可左旋手輪乙，使支起的杠桿慢慢放卜,卸荷時(shí)，右旋手輪乙，使傳壓螺釘脫離鋼珠，容器部件能自由取放為止。(傳壓螺釘約抬高3mm)。2■乎輪甲3、插銷4、剪切盒5、傳壓螺釘g底板15、杠桿7?毘力環(huán)軸承8、雖力環(huán)部件9、鎖緊螺M】、推動(dòng)座6、螺絲插銷II、支架1伉平衡捶12、吊盤(pán)接懺13、乎輪乙18、滑動(dòng)框14、立柱19■變速箱(kdj-i型aj-1型)附圖一(給構(gòu)簡(jiǎn)圖)(5)施加垂直壓力后，每lh測(cè)讀垂直變形一次。貞至試

6、樣固結(jié)變形穩(wěn)定。變形穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)為每小時(shí)不大于0.005mm。(6)拔去固定銷，以小于0.02mm/min的剪切速度進(jìn)行剪切，試樣每產(chǎn)生剪切位移0.2-0.4mm測(cè)記測(cè)力計(jì)和位移讀數(shù)，直至測(cè)力計(jì)讀數(shù)出現(xiàn)峰值，應(yīng)繼續(xù)剪切至剪切位移為4mm時(shí)停機(jī)，記下破壞值；當(dāng)剪切過(guò)程中測(cè)力計(jì)讀數(shù)無(wú)峰值時(shí),應(yīng)剪切至剪切位移為6mm時(shí)停機(jī)。(7)當(dāng)需要估算試樣的剪切破壞時(shí)間，可按卜?式計(jì)算：tf=5Ot.5O式中tf——達(dá)到破壞所經(jīng)歷的時(shí)間(min)；t50固結(jié)度達(dá)50%所需的時(shí)間(min)。(7)剪切結(jié)束，吸去盒內(nèi)積水，退去剪切力和垂

7、直壓力，移動(dòng)加壓框架，取出試樣，測(cè)定試樣含水率。4剪應(yīng)力應(yīng)按卜?式計(jì)算：Ao式中t——試樣所受的剪應(yīng)力(kPa)；R測(cè)力計(jì)量表讀數(shù)(0.01ram)□5以剪應(yīng)力為縱坐標(biāo)，剪切位移為橫坐標(biāo)，繪制剪應(yīng)力與剪切位移關(guān)系曲線(圖8.2),取曲線上剪應(yīng)力的峰值為抗剪強(qiáng)度，無(wú)峰值時(shí)，取剪切位移4価所對(duì)應(yīng)的剪應(yīng)力為抗剪強(qiáng)度。4i剪切位移ZlZ(mm)■圖8?2剪應(yīng)力與剪切位移關(guān)系曲線6以抗剪強(qiáng)度為縱坐標(biāo)，垂宜壓力為橫坐標(biāo)，繪制抗剪強(qiáng)度與垂一直壓力關(guān)系曲線(圖7.3),直線的傾角為摩擦角，直線在縱坐標(biāo)上的截距為粘聚力。?300

8、圖8?3抗剪強(qiáng)度與垂直壓力關(guān)系曲線8.2固結(jié)快剪試驗(yàn)1本試驗(yàn)方法適用于滲透系數(shù)小于io6cm/S的細(xì)粒土。2本試驗(yàn)所用的主要儀器設(shè)備，應(yīng)與慢剪試驗(yàn)第2條相同。3固結(jié)快剪試驗(yàn)，應(yīng)按下列步驟進(jìn)行：(1)試樣制備、安裝和固結(jié)，應(yīng)按慢剪試驗(yàn)第(1)?(5)款的步驟進(jìn)行。(2)固結(jié)快剪試驗(yàn)的剪切速度為0.8mm/min,使試樣在3?5min內(nèi)剪損,其剪切步驟應(yīng)按慢剪試驗(yàn)第3條(6)、(8)款的步