直剪试验(实验四)

1、直剪试验直剪试验一、概述一、概述 直接剪切试验就是直接对试样进行剪切，是测定土的抗剪强度直接剪切试验就是直接对试样进行剪切，是测定土的抗剪强度的一种常用方法，通常采用的一种常用方法，通常采用4个试样，分别在不同的垂直压力下，施个试样，分别在不同的垂直压力下，施加水平剪切力，测得试样破坏时的剪应力，然后根据库仑定律确定加水平剪切力，测得试样破坏时的剪应力，然后根据库仑定律确定土的抗剪强度参数内摩擦角和粘聚力。土的抗剪强度参数内摩擦角和粘聚力。 实验方法有慢剪、固结快剪和快剪。本实验采用快剪方式。实验方法有慢剪、固结快剪和快剪。本实验采用快剪方式。二、仪器设备二、仪器设备 1、直剪仪。采用应变控制

2、式直接剪切仪，如图所示，由剪切盒、直剪仪。采用应变控制式直接剪切仪，如图所示，由剪切盒、垂直加压设备、剪切传动装置、测力计以及位移量测系统等组垂直加压设备、剪切传动装置、测力计以及位移量测系统等组成。加压设备采用杠杆传动。成。加压设备采用杠杆传动。 图7-1 应变控制式直剪仪1轮轴；2底座；3透水石；4测微表；5活塞；6上盒；7土样；8测微表；9量力环；10下盒图图7-1 应变控制式直剪仪应变控制式直剪仪 1轮轴；轮轴；2底座；底座；3透水石；透水石；4测微表；测微表；5活塞；活塞；6上盒；上盒；7土样；土样；8测微表；测微表；9量力环；量力环；10下盒下盒2 2、环刀。内径、环刀。内径6.1

3、86.18cmcm，高，高2.02.0cmcm，底面积，底面积30cm30cm2 2。3 3、百分表：量程、百分表：量程10mm10mm，最小分度，最小分度0.01mm0.01mm。4 4、其他、其他: :切土刀、钢丝锯、滤纸、毛玻璃板、凡士林等。切土刀、钢丝锯、滤纸、毛玻璃板、凡士林等。 三、操作步骤三、操作步骤1. 1. 根据工程需要，从原状土或制备成所需状态的扰动土中用环刀切根据工程需要，从原状土或制备成所需状态的扰动土中用环刀切四个试样，如系原状土样，切试样方向与土在天然地层中的上下四个试样，如系原状土样，切试样方向与土在天然地层中的上下方向一致。方向一致。2. 2. 对准上下剪切盒，

4、插入固定销钉，在下盒内放洁净透水石一块及对准上下剪切盒，插入固定销钉，在下盒内放洁净透水石一块及橡皮垫一张。将盛有试样的环刀，平口向下，刀口向上，对准剪橡皮垫一张。将盛有试样的环刀，平口向下，刀口向上，对准剪切盒上盒口，在试样上面放橡皮垫一张及透水石一块，然后将试切盒上盒口，在试样上面放橡皮垫一张及透水石一块，然后将试样用透水石慢慢压入盒底。并顺次加上传压活塞、钢球及加压框样用透水石慢慢压入盒底。并顺次加上传压活塞、钢球及加压框架。架。3. 3. 慢慢顺时针方向转动轮，至上剪切盒支腿与量力环钢球之间恰好慢慢顺时针方向转动轮，至上剪切盒支腿与量力环钢球之间恰好接触时（即量力环中百分表指针刚开始走

5、动）立即停转手轮接触时（即量力环中百分表指针刚开始走动）立即停转手轮, ,然然后调整百分表使其长针指零。后调整百分表使其长针指零。4. 4. 在试样上施加垂直荷载。本实验取在试样上施加垂直荷载。本实验取4 4个试样，分别加不同的垂直压个试样，分别加不同的垂直压力力100100千帕、千帕、200200千帕、千帕、300300千帕及千帕及400400千帕，加荷时一次轻轻加上。千帕，加荷时一次轻轻加上。按第一个试样上应加的垂直压力（按第一个试样上应加的垂直压力（100100千帕）计算出应加荷载，扣千帕）计算出应加荷载，扣除加压设备本身质量，即得应加砝码数。（试样面积及加压设备质除加压设备本身质量，即

6、得应加砝码数。（试样面积及加压设备质量可由实验室提供）。量可由实验室提供）。5. 5. 施加垂直压力后应立即拔去固定销（此项工作切勿忘记）。开动秒施加垂直压力后应立即拔去固定销（此项工作切勿忘记）。开动秒表，同时以每分钟表，同时以每分钟412转的均匀速度转动手轮（学生可用转的均匀速度转动手轮（学生可用6转转/分），分），转动过程不应中途停顿或时快时慢，使试样在转动过程不应中途停顿或时快时慢，使试样在35分钟内剪破，手分钟内剪破，手轮每转一圈应测记测微表读数一次，直至量力环中的测微表指针不轮每转一圈应测记测微表读数一次，直至量力环中的测微表指针不再前进或有后退，即说明试样已经剪破，如测微表指针一

7、直缓慢前再前进或有后退，即说明试样已经剪破，如测微表指针一直缓慢前进，说明不出现峰值和终值，则试验应进行至剪切变形达到进，说明不出现峰值和终值，则试验应进行至剪切变形达到4mm（手轮转（手轮转20转）为止。转）为止。 6. 6. 逆时针转手轮，卸除垂直荷载和加压设备，取出已剪损的试样，擦逆时针转手轮，卸除垂直荷载和加压设备，取出已剪损的试样，擦净剪切盒，装入第二个试样，第二、三、四个试样分别施加净剪切盒，装入第二个试样，第二、三、四个试样分别施加200200、300300、400400千帕垂直压力后按同样步骤进行实验。千帕垂直压力后按同样步骤进行实验。 四、成果整理四、成果整理1、计算抗剪强度

8、：、计算抗剪强度： 式中：式中： Rf土样破坏时量力环中百分表最大读数土样破坏时量力环中百分表最大读数，或位移，或位移 4mm时的读数。精确至时的读数。精确至0.01mm。 C量力环校正系数量力环校正系数（KPKPa a/0.01mm/0.01mm），从仪器上抄写；），从仪器上抄写； f f相应于某一垂直压力下的抗剪强度（相应于某一垂直压力下的抗剪强度（KPKPa a）。）。ffCR2、计算剪切位移：、计算剪切位移：式中：式中： 0.20.2手轮每转一周，剪切盒位移手轮每转一周，剪切盒位移0.2mm0.2mm； n n 手轮转数。手轮转数。 RnL2 . 0抗剪强度破坏曲线抗剪强度破坏曲线01002003000100200300400垂直压力 P (KPa)垂直压力 P (KPa)抗剪强度(KPa)抗剪强度(KPa)CUU3、制图、制图 以最大抗剪强度（如果没有峰值则取手轮转以最大抗剪强度（如果没有峰值则取手轮转2020圈时的值）为纵坐圈时的值）为纵坐标，垂直压力为横坐标，绘制抗剪强度与垂直压力关系曲线，直线的标，垂直压力为横坐标，绘制抗剪强度与垂直压力关系曲线，直线的倾角为土的内摩擦角，直线在纵坐标上的截距为土的粘聚力。倾角为土的内摩擦角，直线在纵坐标上的截距为土的粘聚力。 注意事项注意事项v安装加力框架时应对准支点，并将杠杆安装加力框架时应对准支点，并将杠杆从支架上拿开。从支