土的抗剪强度试验方法

关于土的抗剪强度试验方法一、室内试验二、野外试验抗剪强度试验

直剪试验、三轴试验等制样（重塑土）或现场取样缺点：扰动优点：应力条件清楚，易重复

十字板扭剪试验旁压试验原位试验缺点：应力条件不易掌握优点：原状土的原位强度第2页,共26页，2024年2月25日，星期天直接剪切仪分为应变控制式和应力控制式两种，前者是等速推动试样产生位移．测定相应的剪应力，后者则是对试件分级施加水平剪应力测定相应的位移，目前我国普遍采用的是应变控制式直剪仪。

一、直剪试验第3页,共26页，2024年2月25日，星期天土样第4页,共26页，2024年2月25日，星期天第5页,共26页，2024年2月25日，星期天第6页,共26页，2024年2月25日，星期天PASTσ

=100KPa

εσ

=200KPaσ

=300KPa

fOc

1、试验原理与资料处理

fτf=c＋

tan

第7页,共26页，2024年2月25日，星期天通过控制剪切速率来近似模拟排水条件1.固结慢剪：施加正应力至充分固结，慢慢施加剪应力：小于0.02mm/分，以保证无超静孔压水2.固结快剪施加正应力～充分固结在3-5分钟内剪切破坏3.快剪（不排水剪）施加正应力后立即剪切3-5分钟内剪切破坏PSTA2、试验分类6转/分钟－－慢剪

12转/分钟－－快剪第8页,共26页，2024年2月25日，星期天PSTA3、试验过程中的应力变化在加剪应力以前，试件处于侧限状态，

2＝

3＝k

1加剪应力τ后，主应力的方向产生偏转，剪应力愈大，偏转角也愈大，所以试验过程中主应力的方向是不断交化的。在试验资料的分析中，假定试件中的剪应力均匀分布，但事实上并非如此。当试件被剪破时，靠近剪力盒边缘的应变最大，而试件的中间部分的应变相对要小得多，剪切面附近的应变又大于试件顶部和底部的应变。所以，在剪切过程中，特别是在剪切破坏时，试件内的应力和应变，既非均匀又难确定。第9页,共26页，2024年2月25日，星期天直接剪切仪具有构造简单，操作方便等优点，但它存在若干缺点，主要有：①剪切面限定在上下盒之间的平面，而不是沿土样最薄弱的面剪切破坏；②剪切面上剪应力分布不均匀，土样剪切破坏时先从边缘开始，在边缘发生应力集中现象；③在剪切过程中，土样剪切面逐渐缩小，而在计算抗剪强度时却是按土样的原截面积计算；④试验时不能严格控制排水条件，不能量测孔隙水压力、在进行不排水剪切时，试件仍有可能排水，特别对于饱和粘性土。由于土的抗剪强度受排水条件的影响显著，故试验结果不够理想。但由于它具有的优点，故仍为一般工程广泛采用。4.试验优缺点第10页,共26页，2024年2月25日，星期天

设备简单，操作方便结果便于整理测试时间短优点

试样应力状态复杂应变不均匀不能精确控制排水条件剪切面固定缺点PSTA类似试验：环剪试验单剪试验第11页,共26页，2024年2月25日，星期天试样压力室压力水排水管阀门轴向加压杆有机玻璃罩橡皮膜透水石顶帽二、三轴剪切试验第12页,共26页，2024年2月25日，星期天第13页,共26页，2024年2月25日，星期天第14页,共26页，2024年2月25日，星期天应变控制式三轴仪：周围压力系统，轴向加压系统，孔隙水压力量测系统组成

3

3

3

3

3

3△△试验过程：先加周围压力3；然后施加轴向力Δ1=

1-3，增大1直到破坏。分别做围压

为100kPa、200kPa、300kPa的三轴试验，得到破坏时相应的1(一）试验过程第15页,共26页，2024年2月25日，星期天

3

3

3

3

3

3△△绘制三个破坏状态的摩尔应力圆，画出它们的公切线——抗剪强度包线，得到强度指标c与c

(

1-

)f(

1-

)f

第16页,共26页，2024年2月25日，星期天固结不排水试验（CU试验）不固结不排水试验（UU试验）抗剪强度线为水平线(饱和黏性土）cd、

d

ccu、

cu

cu、

u

固结排水试验（CD试验）（二）试验类型第17页,共26页，2024年2月25日，星期天固结排水试验（CD试验）1打开排水阀门，施加围压

后充分固结，超静孔隙水压力完全消散；2打开排水阀门，慢慢施加轴向应力差

以便充分排水，避免产生超静孔压固结不排水试验（CU试验）1打开排水阀门，施加围压

后充分固结，超静孔隙水压力完全消散；2关闭排水阀门，很快剪切破坏，在施加轴向应力差

过程中不排水cd、

d

不固结不排水试验（UU试验）1关闭排水阀门，围压

下不固结；2关闭排水阀门，很快剪切破坏，在施加轴向应力差

过程中不排水cu、

u

ccu、

cu

第18页,共26页，2024年2月25日，星期天（三）优点和缺点优点：1应力状态明确,模拟了土实际受力状态；2排水条件清楚，可控制；3破坏面不是人为固定的；缺点：设备相对复杂，现场无法试验说明：

3＝0即为无侧限压缩试验,主要用于评价土的灵敏度问题.第19页,共26页，2024年2月25日，星期天三、无侧限压缩试验（特殊的三轴试验）第20页,共26页，2024年2月25日，星期天只施加竖向压力（

3＝0），直至破坏。破坏时的轴向压应力qu称为无侧限抗压强度。c

=0qu

由饱和粘性土，进行不固结不排水试验，其破坏包线近于一条水平线。第21页,共26页，2024年2月25日，星期天原位试验，适应于测定软粘土的不排水强度指标；先钻孔到指定的土层，插入十字形的探头；通过施加的最大扭矩计算土的抗剪强度四、十字板剪切试验第22页,共26页，2024年2月25日，星期天粘性土φ、C参考值土类指标液性指数第23页,共26页