直剪及三轴运用课件

浅谈直剪及三轴（不固结不排水）实验方法及存在问题

前言直剪实验方法直剪实验存在的问题三轴（不固结不排水）实验方法三轴（不固结不排水）实验存在的问题小结

浅谈直剪及三轴（不固结不排水）实验方法及存在问题

前言1前言土工实验作为岩土工程勘察的一部分，为场区地基土、水的岩土工程评价提供了重要依据，在岩土工程勘察中具有越来越重要的地位，然而在实际工程运用中土工实验的方法及物理力学指标选择仍存在诸多问题，下面我就对。。。。希望在实际工程中对各位同事有所帮助，同时对我的观点提出不足之处。前言土工实验作为岩土工程勘察的一部分，为2直剪实验方法

快剪实验在土样上下两面安置不透水的铜板或塑料膜，并在施加竖向压力后立即施加水平剪力进行剪切。其剪切的速率很快，一般只3~5min。快剪试验得到的指标用

cq

、

q表示。采取不透水措施的目的是为了控制土样在试验时不固结排水，以便测定天然状态的强度指标。但由于直剪仪固有的缺点，尽管采取了上述措施，土样和环刀之间仍有渗水通道，不能保证土样处于完全不排水的状态，特别是对透水性比较大的土影响更大。

直剪实验方法

快剪实验在土样上下两面安置不透水的铜板或塑料膜3固结快剪实验在土样上下两面安置透水石，在施加竖向压力以后给以充分时间使土样固结排水。固结排水终了后再施加水平剪力，快速地将土样剪坏。固结快剪试验得到的指标用

cc

、

c表示。这种试验方法模拟在法向应力作用下固结完成但在剪应力作用下不排水的工况，由于放置了透水板，更不能保证在剪切时处于完全不排水的状态，对于透水性比较大的土样将会得到过大的抗剪强度值。固结快剪实验在土样上下两面安置透水石，在施加竖向压力以后给4

直剪实验中存在的问题

1、直剪仪不能有效地控制排水由于直剪仪中的土样无法封闭，无论土样承受法向应力或剪应力，无论剪切速度多快，孔隙水总会沿着土样和环刀之间的缝隙流失，无法测定不排水条件下的强度，使快剪试验的结果特别离散，而且内摩擦角往往偏大，用于工程是偏于危险的；在固结快剪试验中，剪切时的排水也使内摩擦角偏大。

直剪实验中存在的问题

1、直剪仪不能有效地控制排水5直剪实验中存在的问题2、仪器构造的缺陷为了避免上下盒之间的摩擦，直剪仪在上下盒之间留有一定的缝隙。对软土作快剪试验时，由于竖向荷载对土样的挤压作用，软土侧面挤入缝隙中，既破坏了土的结构，又影响了试验的结果。试验砂土时，细小的砂粒嵌进上下盒之间的缝隙中使摩阻力增大，使试验结果失真。可见直剪仪也不适用于砂土和软土。直剪实验中存在的问题2、仪器构造的缺陷6直剪实验中存在的问题3、剪切过程中剪切面在变化剪切面积随剪切位移的增加而减小且土样应力条件非常复杂这一缺点限制了直剪仪在研究方面的应用，但在工程实用方面引起的误差是可以容许的。直剪实验中存在的问题3、剪切过程中剪切面在变化7直剪实验中存在的问题4、人为规定了剪切面直剪试验时土样的剪切面是人为规定的。由于剪切总是发生在上下盒之间，剪切面人为规定为水平方向，这与实际工程中发生在土体内的剪切面方向是不一致的。实际工程中，剪切总是沿着最薄弱的方向发展，而水平方向往往并不是最薄弱的。特别在夹薄层粉砂的粘性土层中，如果硬性规定的剪切面正好在粉砂薄层中，就会得到过大的抗剪强度值。直剪实验中存在的问题4、人为规定了剪切面8三轴（不固结不排水）试验方法

三轴（不固结不排水实验）的土样是在轴对称应力条件下剪切的，圆柱形土样侧面作用着小主应力s3

，顶面和底面作用着大主应力s1，大、小主应力可以根据试验要求控制其大小和变化。土样包在不透水的橡皮膜中，

并在施加周围压力时关闭排水阀门，此时土样内的孔隙水压力等于周围压力，随后也在关闭排水阀门的条件下施加偏应力，不容许土样中的孔隙水排出，直至土样剪切破坏，测定的抗剪强度指标用cu、

u

表示。三轴（不固结不排水）试验方法三轴（不固结不排水实验）的土样9直剪及三轴运用课件10三轴（不固结不排水）实验存在的问题1、我们这里做三轴不固结不排水试验都是先让试样饱和，然后再进行试验，结果是硬塑至坚硬的土，其抗剪强度也很低（内聚力c小于30kPa，内摩擦角

小于10度），这是否合理？2.《建筑地基基础设计规范》GB50007-2009要求土的剪切指标用三轴压缩试验中的不固结不排水试验确定，对于非饱和土，在试验前先进行饱和再试验，其试验结果还能代表实际地层的力学性质吗？3.不饱和的土比如黄土又如何确定内聚力c和内摩擦角

呢？三轴（不固结不排水）实验存在的问题1、我们这里做三轴不固结不11小结1、直剪仪存在许多致命的缺陷，国外已经被淘汰，但我国还是常规武器；2、我国地基设计规范对直剪仪的态度，经历了从限制使用条件到企图完全淘汰的过程，但还没有具备淘汰的条件；3、在过渡的时间内，正确认识直剪仪的问题，不致发生滥用是至关重要的；直剪试验不适用于低塑性土。

小结1、直剪仪存在许多致命的缺陷，国外已经被淘汰，但我国还是12小结4、直剪试验也不适用于砂土和软土。89版《建筑地基基础设计规范》规定直剪试验只适用于二级及三级建筑物的可塑状粘性土和饱和度不大于0.5的粉土。地基规范已经废除了直剪试验，但勘察规范仍可有条件地使用，我国目前大面积推广三轴的条件。5、不固结不排水强度是天然强度，不是强度指标；它反映了某种状态的结果；无法反映土的抗剪强度随法向应力变化的规律。小结4、直剪试验也不适用于砂土和软土。89版《建筑地基基础设13小结曾有文献报道，对于塑性指数小于11的土，固结快剪试验的内摩擦角与慢剪试验的内摩擦角很接近，一般只比慢剪试验的内摩擦角小1

～2

，但在塑性指数为11～18的土中，两者的数值相差很大，一般为10

左右。这是由于低塑性土的渗透系