岩土现场原位直剪验指导书

岩体双千斤法顶直剪验指导书— 试验目的〔c、内φ〕和剪切刚度系数。测定岩体抗剪强度参数和剪切刚度系数有室内测试和原位测试两种方法，在室内试验中，岩体样本尽管可以通过努力把取样扰动和切样扰动降低到最小限度,岩块试验更符合实际状况。二 试验原理进展，能把岩体的非均质性及脆弱构造面对抗剪强度的影响更真实地反映出来。依据库伦破坏准则，有〔2-1〕剪切破坏面上的剪应力〔kPa〕，即岩土体的抗剪强度；σ——破坏面上的法向应力〔kPa〕；c——岩土体的粘聚力〔kPa〕；φ——岩土体的内摩擦角〔°〕；依据所测得的τf可推求出相应的c、φ值。岩体抗剪强度试验在现场可以有各种不同的布置方案，但就剪切荷载施加的的计算公式也有所不同。2.1平推法与斜推法示意图验按下面公式计算各法向荷载下的法向应力和剪切应力：σ=P/F 〔2-2〕τ=Q/F 〔2-3〕剪切面上的法向应力，Mpa;τ——剪切面上的剪切应力，Mpa;P——剪切面上的总法向荷载，N;Q——剪切面上的总剪切荷载，N;F——剪切面面积，mm2斜推法试验按下面公式计算法向应力和剪切应力：σ＝P/F＋Qsinα/F 〔2-4〕τ=Qcosα/F 〔2-5〕作用于剪切面上的总斜向荷载，N;α——斜向荷载方向与剪切面之间的夹角;含义同上文。三 试验设备试体制备设备：手风钻〔或切石机〕、模具、人工开挖工具各1套。用不同行程；油压泵〔附压力表、高压油管、测力计等〕，2式，对千斤顶供油用。缝钢管一套，要求钢管必需有足够的刚度和强度；钢垫板：用45＃钢制成，一套，其面积可依据试体尺寸而定；滚轴排：一套，面积依据试体尺寸而定。测量设备：压力表：精度为一级的标准压力表一套，测油压用；千分2璃或不锈纲。反力系统：假设试验是在平硐中进展，则不需要另外的反力装置，直接利荷系统的反力装置，一般是打地锚。关心设备：安装工具一套；浇捣混凝土工具一套；照像设备一套。四 试验方法试验前的预备工作试验前的地质描述评价岩体工程地质性质供给依据。具体内容包括：试验地段开挖、试体制备方法及消灭的问题；试点编号、位置、尺寸；试段编号、位置、高程、方位、深度、硐室断面外形和尺寸；岩石岩性、构造、构造、主要造岩矿物、颜色等；各种构造面的产状、分布特点、构造面性质、组合关系等；岩体的风化程度、风化特点、风化深度等；水文地质条件，包括地下水类型、化学成分、活动规律、出露位置等；岩爆、硐室变形等与初始地应力有关的现象；试验地段地质横剖面图、地质素描图、钻孔柱状图、试体呈现图等。试点的选择及整理选试点51.5试点整理1～2％内(沿推力方向)，试体范围外起伏差约10％。(平推法同时开挖放置水平千斤顶的的坑槽)。试体制备〔GB50021－2023〕规定的试体布置、制备、加工尺寸应符合一般规定：5可能处在同一高程。通常平推法承受方形试体，斜推法承受梯形试体。50cm，试体高度不宜小2/3，1.5切面四周的岩体应当大致凿平，清理干净浮渣。依据设计要求，对试体保持自然含水量或者浸水饱和。abcd〔如陡峭脆弱构造面〕ef分布不均匀。方案b：使施加的法向荷载产生的偏心力矩e2与剪切荷载产生的力矩e1平方案c：剪切面上应力分布均匀，但是试体施工困难。试验。图4.1 岩表达场直剪试验布置方案试验前的资料预备斜推法试验加荷分析首先应对每一个试体施加确定的垂直荷载，然后再施加斜向剪切荷载，进展个问题持不同看法。在国内，大致承受以下三种方式来处理：在整个剪切过程中始终保持常数。数在增加)，此时剪切面上的正应力是变数。在初始读数上。此时加于试体的正应力也是变数。上述〔1〕种方法，称之为常正应力法；〔2〕〔3〕两种方法称之为变正应力向荷载，才能使试验顺当进展。施力公式推导如以以下图4.2所示，梯形试体受到垂直荷载P和斜向荷载Q。法向应力与剪切应力分布为：法向应力：σ＝P/F＋Qsinα/F＝p＋qsinα 〔4-1〕〔P/F＝p，Q/F=q〕剪切应力：τ=Qcosα/F＝qcosα 〔4-2〕式中：P——作用于试体上的垂直荷载，kN；图4.2斜推法试验作用于试体上的斜向荷载，kN；F——剪切面面积，cm2；qmax，从而Qmax。据此，可在试验过程中分级施加斜向推力，直至试体剪断。在极限状态下，应力条件应满足库仑公式：〔4-3〕或者表达为：〔4-4〕：qmax——试体发生剪切破坏时的最大单位推力，qmax=Qmax/F；Qmax——预估试件破坏时总斜向荷载，kN；F——剪切面面积，cm2；σ——剪切面上的法向应力，kPa；预估剪切面上的摩擦系数；c——预估的剪切面上的粘聚力，kPa；，〔°〕在试验过程中，为了保持剪切面上的正应力σ为常数，因此逐级施加q的同pσ＝P/F＋Qsinα/F＝p＋qsinα，得出：p＝P/F＝σ－qsinα