ARS环剪仪的介绍及应用PPT教学课件

1、目录目录1 环剪仪的应用领域2 环剪试验的原理3 环剪仪简介4 环剪仪测试残余强度特征5 结论第1页/共21页1. 1.环剪仪的应用领域环剪仪的应用领域扩扩展展应应用用一般一般应用应用土的应变软土的应变软化研究化研究土的残余抗土的残余抗剪强度剪强度土与结构接土与结构接触界面力学触界面力学特性特性地质灾害成地质灾害成因分析因分析第2页/共21页1.11.1土的应变软化的研究土的应变软化的研究极限状态或充分软化300mm时的残余强度颗粒重新排列含水量增加超固结残余强度 正常固结的峰值强度位移(b)10050100(a)10050100位移正常固结正常固结超固结含水量增加极限状态或充分软化 /土的应

2、变软化a.粘粒较少、b.粘粒较多第一阶段是由剪胀引起的孔隙水含量增大所导致的土抗剪强度由峰值下降到完全软化值或称为临界状态值过程，即应变软化阶段；第二阶段是随着剪切位移的增加，土抗剪强度由于黏土矿物（主要是片状黏土矿物）沿剪切方向上的定向排列而最终形成残余抗剪强度。第3页/共21页1.21.2土的残余强度的研究土的残余强度的研究020406080100120050100150200250 剪应力曲线 轴向压缩曲线剪切位移/mm剪应力/KPa0.00.51.01.52.02.53.03.54.04.55.0残余强度轴向位移/mm峰值强度土的残余强度特征Skempton残余强度：指以缓慢剪切速率达

3、到相当大的剪切位移条 - 件下所达到的最小剪切强度值。第4页/共21页Mechanism for the rapid motion of the Qianjiangping landslide during reactivation by the first impoundment of the Three Gorges Dam reservoir, China1. 1.地质灾害成因分析地质灾害成因分析第5页/共21页中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室胡明鉴等：高速环剪试验易贡巨型滑坡形成原因试验探索高速剪切使孔隙水压力不能及时消散，剪切过程引发孔隙水向剪 切面运移，剪切

4、面土体含水率和细粒含量明显高于剪切面上下层土体，出现剪切面液化现象第6页/共21页1.土与结构接触面力学特性杨有莲等土与结构接触面力学特性环剪试验研究第7页/共21页 环剪仪的剪切盒一般由一对金属环组成，试样放在环状剪切盒内。试验时，法向应力由传力板直接施加在环状试样的上部，并通过传力板上的刀口将试样上表面固定，而下剪切盒转动给试样施加扭矩，实际上环剪试验和直剪试验一样，破坏面是一个预设定的剪切面。环剪试验原理环剪试验试样受力示意图第8页/共21页.1 .1受力分析受力分析土样在剪切过程中，受到法向的荷载和底部的扭矩，通过受力分析可以更全面了解环剪仪的试验机理。对于本次试验而言，试样宽度（50

5、mm）相对于土环半径（150mm）而言较窄, 因此假设剪应力沿剪切面均匀分布，则作用于试样上的扭矩T 为:其中和和分别为试样的内外半径; 为作用于试样的剪应力。而有效法向应力为： )(323132RRT)(2122RRP其中, P 为作用于试样上的垂直荷重(KN )。第9页/共21页3 3环剪仪的简介环剪仪的简介用于研究土在大剪切位移条件下力学特性的土工试验设备第10页/共21页 该类型环剪仪可以选择试样参数、数据采集间距、法向应力、固结参数、旋转速度和最大位移等；可根据时间或沉降完成剪切前的固结过程；固结和剪切过程中可连续监测测量值（荷载、旋转速度、位移、扭矩应力、沉降和时间），适合完成高精

6、试验。 试验机试验槽内环直径为100mm，外环直径为150cm，高度为30mm，其剪切面积为98.1cm2。环剪速度由高精度电机控制，其剪切速率和轴向压力可线性或间断增加，剪切缝的大小在剪切开始前需人为调节。垂直压力由电机提供（直接测量力），可以自动调节法向应力，最大压力为10KN，作用在试样上的最大压应力为1000KPa。最大剪切应力为10kN，旋转角度为360，剪切位移无限，最大剪切速率为32mm/min，最大轴向位移25mm，该试验机整个试验过程可以在主控制台上人工控制也可由计算机控制。.1环剪仪功能第11页/共21页.2.2环剪仪组成环剪仪组成 PCPC操作系统操作系统 环剪仪主机环剪仪主机温度温度/ /孔压传感器孔压传感器第12页/共21页下剪切盒下剪切盒上剪切盒上剪切盒剪切盒 加压系统加压系统 加压装置第13页/共21页 通过主机操作板通过主机操作板通过数据连接通过数据连接.3.3环剪仪控制系统环剪仪控制系统第14页/共21页 STS-2003STS-2003环剪试验软件系统环剪试验软件系统第15页/共21页.4.4环剪仪操作环剪仪操作制样-装样-固结-剪切第16页/共21页STS-2003 (Open software).5环剪仪软件操作软件说明软件操作第17页/共21页 1、试验时试样容易被挤出， 2、不能严格控制排水，孔隙水压力监测不准 3、剪切时必须人工操