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1、直接剪切试验直接剪切试验河海大学河海大学 岩土工程研究所岩土工程研究所Research Institute of Geotechnical Engineering, Hohai University试验目的试验目的 直接剪切试验简称直剪试验，它是测定土的抗剪强度直接剪切试验简称直剪试验，它是测定土的抗剪强度的常用方法。直剪试验通常采用四个试的常用方法。直剪试验通常采用四个试 样，分别在不同样，分别在不同的垂直压力作用下，施加水平剪切力进行剪切，取得水平的垂直压力作用下，施加水平剪切力进行剪切，取得水平面破坏时的剪应力面破坏时的剪应力 ，然后根据库仑强度理论确定土的抗，然后根据库仑强度理论确定土
2、的抗剪强度指标：内摩擦角和粘聚力。剪强度指标：内摩擦角和粘聚力。 f试验原理试验原理PTT剪切面剪切面PT剪切面剪切面T钢环钢环钢环钢环试验原理试验原理试验原理试验原理剪切位移剪切位移 （mm）剪应力剪应力 （kPa) 4 f f f 剪切类型剪切类型比较项目比较项目快剪快剪（Q）固结快剪固结快剪（R）慢剪慢剪（S）法向力法向力P作用时作用时试样不固结试样不固结试样固结试样固结试样固结试样固结剪力剪力T作用时作用时试样不排水试样不排水试样不排水试样不排水试样排水试样排水强度指标强度指标试验分类试验分类仪器设备仪器设备直剪仪直剪仪，常用直剪仪为应变控制直剪仪。主要部件包，常用直剪仪为应变控制直剪
3、仪。主要部件包括：剪切容器括：剪切容器 、法向力加力框架、水平力推力座及量力、法向力加力框架、水平力推力座及量力环等。还有一种为应力控制直剪仪，与前者差别在于水平环等。还有一种为应力控制直剪仪，与前者差别在于水平力采用直接加载的方式而不是用控制剪位移的方式；力采用直接加载的方式而不是用控制剪位移的方式；其它辅助设备：百分表、天平、环刀、饱和器、削土其它辅助设备：百分表、天平、环刀、饱和器、削土刀、秒表、滤纸等。刀、秒表、滤纸等。试验步骤试验步骤（一）试样制备（一）试样制备按工程需要，从原状土样中切取原状土试样或制备给按工程需要，从原状土样中切取原状土试样或制备给定干密度及含水率的扰动土试样。定
4、干密度及含水率的扰动土试样。 切样方法同压缩试验；切样方法同压缩试验；按密度试验和含水率试验的方法测定试样的密度和含按密度试验和含水率试验的方法测定试样的密度和含水率。对扰动试样需要饱和时，可水率。对扰动试样需要饱和时，可 采用抽气饱和法进行；采用抽气饱和法进行；每组试验至少制备个试样，在四种不同垂直压力作每组试验至少制备个试样，在四种不同垂直压力作用下进行剪切试验。垂直压力的大小据现场工程荷载和土用下进行剪切试验。垂直压力的大小据现场工程荷载和土层深度确定，一般可取为：层深度确定，一般可取为：100100，200200，300300，400kPa400kPa。对于。对于软粘土应采用较小的垂直
5、压力，以免产生挤出现象。软粘土应采用较小的垂直压力，以免产生挤出现象。试验步骤试验步骤（二）快剪试验（二）快剪试验对准上、下盒，插入固定销，在下盒内放入下透水石，不对准上、下盒，插入固定销，在下盒内放入下透水石，不透水塑料膜，将试样对准剪切透水塑料膜，将试样对准剪切 盒口，放置上不透水塑料膜和盒口，放置上不透水塑料膜和上透水石，将试样慢速推入剪切盒，移去环刀；上透水石，将试样慢速推入剪切盒，移去环刀；转动手轮，使上盒前端钢珠刚好与量力环接触，将量力环转动手轮，使上盒前端钢珠刚好与量力环接触，将量力环中百分表读数调零。顺序加上中百分表读数调零。顺序加上 传力盖板、钢珠、压力框架；传力盖板、钢珠、
6、压力框架；试验步骤试验步骤（二）快剪试验（二）快剪试验施加垂直压力后，立即拔除固定销，开动秒表，以每分施加垂直压力后，立即拔除固定销，开动秒表，以每分钟钟4 41212周（每转一周剪位移周（每转一周剪位移0.2mm0.2mm）匀速转动手轮，使试样在）匀速转动手轮，使试样在3 35min5min内剪破。剪破标准为内剪破。剪破标准为：（：（1 1）量力环中量表（百分表）量力环中量表（百分表）指针不再前进，或有明显后退；（指针不再前进，或有明显后退；（2 2）百分表指针不后退）百分表指针不后退 时时 ，以剪切位移，以剪切位移4mm4mm对应的剪应力为抗剪强度，这时使剪切位移对应的剪应力为抗剪强度，这
7、时使剪切位移达到达到6mm6mm才停止剪切才停止剪切 ；剪切完后，倒转手轮，移去剪切完后，倒转手轮，移去垂直压力，重复的步骤对垂直压力，重复的步骤对余下的试样进行不同竖向应力作余下的试样进行不同竖向应力作用下的剪切试验。用下的剪切试验。试验步骤试验步骤（三）固结快剪（三）固结快剪装样基本同快剪，但试样上、下不透水塑料膜要换成透水装样基本同快剪，但试样上、下不透水塑料膜要换成透水滤纸；滤纸；施加垂直压力后，使试样在法向应力作用下排水固结。若施加垂直压力后，使试样在法向应力作用下排水固结。若系饱和试样，在垂直压力加上系饱和试样，在垂直压力加上5min5min以后，往剪切盒中注水；若以后，往剪切盒中
8、注水；若系非饱和试样，在剪切盒四周围以湿棉花，防止水分蒸发；系非饱和试样，在剪切盒四周围以湿棉花，防止水分蒸发；按照压缩试验的标准，当试样在垂直压力作用下压缩稳定按照压缩试验的标准，当试样在垂直压力作用下压缩稳定后，测记试样压缩变形量；后，测记试样压缩变形量；按快剪试验的第、的步骤加剪力使试样剪破。按快剪试验的第、的步骤加剪力使试样剪破。试验步骤试验步骤（四）慢剪试验（四）慢剪试验同固结快剪第、的步骤施加法向应力并量测压缩同固结快剪第、的步骤施加法向应力并量测压缩变形量；变形量；当试样固结完成后，采用不大于当试样固结完成后，采用不大于0.02mm/min0.02mm/min（1 1周周/10min/10min） 的剪切速率进行剪切，直至剪破。一般每个试样在的剪切速率进行剪切，直至剪破。一般每个试样在小时内剪破；小时内剪破；重复步骤，进行个试样的剪切试验。重复步骤，进行个试样的剪切试验。直剪仪直剪仪 完
