土的剪切试验和强度指标.docx

工程常识之土的剪切试验和强度指标1、直接剪切试验在直剪仪中分别施加不同竖向压力，然后分别对施加水平剪切力进行剪切，求得破坏时的剪应力 τ，根据库仑定律确定土的抗剪强度参数：内摩擦角 ψ 和黏聚力 c试验方法分三种： （1）快剪 Q（Quick shear）：在试样上施加垂直压力后，立即加水平剪切力在整个试验中，不允许试样的原始含水率有所改变（试样两端敷以隔水纸） ，即在试验过程中孔隙水压力保持不变（3~5min 内剪坏） 对透水性强的土（渗透系数大于 10-6cm/s）不适用2）固结快剪 CQ（Consolidation Quick shear）：在垂直压力下土样完全排水固结稳定后，以很快速度施加水平剪力在剪切过程中不允许排水（规定在 3~5min 内剪坏） 得到的强度指标适用于总应力法3）慢剪 S（Slow shear）：在加垂直荷重后，使其充分排水（试样两端敷以滤纸） ，在土样达到完全固结时，再加水平剪力；每加一次水平剪力后，均需经过一段时间，待土样因剪切引起的孔隙水压力完全消失后，再继续加下一次水平剪力 得到的强度指标适用于有效应力法上述三种试验方法的受力条件不同，所得抗剪强度值也不同。

因此，必须根据土所处的实际应力情况来选择试验方法2、三轴剪切试验在三轴仪中，分别在不同的恒定周围压力（即小主应力 ）下，3施加轴向压力（即产生主应力差 - ） ，进行剪切直至破坏，然后13根据摩尔-库伦理论确定土的抗剪强度参数：内摩擦角 ψ 和黏聚力c试验方法分三种： （1）不固结不排水剪 UU（Unconsolidation Undrained）：试样在施加周围压力和随后施加轴向压力力直至剪坏的整个试验过程中都不允许排水，这样从开始加压直至试样剪坏，土中的含水量始终保持不变，孔隙水压力也不可能消散，可以测得总应力抗剪强度指标 cu，φ u （2）固结不排水剪 CU（Consolidation Undrained）：试样在施加周围压力时，允许试样充分排水，待固结稳定后，再在不排水的条件下施加轴向压力，直至试样剪切破坏，同时在受剪过程中测定土体的孔隙水压力，可以测得总应力抗剪强度指标 ccu，φ cu 和有效应力抗剪强度指标 c’，φ’ 图中可知（ φ’大于 φ cu，c ’小于 ccu）（3）固结排水剪 CD（Consolidation Drained）：试样先在周围压力下排水固结，然后允许试样在充分排水的条件下增加轴向压力直至破坏，同时在试验过程中测读排水量以计算试样体积变化，可以测得有效应力抗剪强度指标 cd，φ d。

3、两种试验方法对比试验方法 直接剪切试验 三轴剪切试验优点设备简单、操作容易；试验过程快速；记录后处理方便克服直剪试验缺点缺点排水程度靠“快、慢”控制，不排水难以做到；试验过程中不能测量孔隙水压力；小主应力假定为零，预定剪切面与实际应力状态差别较大；试验过程中有效面积减小，剪应力分布不均，预定破坏面不一定是最弱面设备、操作复杂；记录繁琐，后处理工作量大4、十字板剪切试验十字板剪切试验是一种用十字板测定饱和软粘性土不排水抗剪强度和灵敏度的试验，属于土体原位测试试验的一种它是将十字板头由钻孔压入孔底软土中，以均匀的速度转动，通过一定的测量系统，测得其转动时所需之力矩，直至土体破坏，从而计算出土的抗剪强度由十字板剪力试验测得之抗剪强度代表孔内土体的天然强度（天然固结不排水抗剪强度） 。