文档介绍：土的直剪实验研究报告
【摘要】土的抗剪强度是指土体抵抗剪切破坏的能力,其数值等于土体产生剪切破坏时滑动面上的剪应力。
【关键词】
实验目的:掌握土的室内直剪试验方法,并运用库仑——莫尔强度理论确定土的抗剪强度参数c、τ值,了解c和τ值在工程中的应用。
基本原理:土的抗剪强度是指土体抵抗剪应力破坏时的极限能力。土体内某一面上的抗剪强度就是该面两侧的土体发生滑动的最大阻力,这一阻力是由内摩擦角和内聚力所组成,可近似地用库仑公式表示如下:
粘性土τ=σtanυ+C
非粘性土τ=σtanυ
式中: τ—土体抗剪强度(kPa); σ—承受的垂直压力(kPa); υ—内摩擦角(°); c—粘聚力(kPa)。
仪器设备:
:由剪切盒、垂直加载装置等组成(如图1)
:高度20mm,。
:、称量500g;
:量程10mm;
:环刀、削土刀、秒表、透水石、滤纸等。
图一
试验方法:
直剪实验一般可以分为:慢剪固结慢剪和快剪三种试验方法。
1 慢剪试验先使土样在某一级垂直压力作用下,固结至排水变形稳定,,在施加剪应力的过程中,使土样内始终不产生孔隙水压力,用几个土样在不同垂直压力下进行剪切,将得到有效应力抗剪强度参数cs和∅s值,但历时较长,剪切破坏时间可按下式估算: tf=50t50
始终 tf——达到破坏所经历的时间
t50——固结度达到50%的时间
2 固结快剪实验先使土样在某一级垂直压力作用下,固结至排水变形稳定,,直至破坏,一般在3~5min内完成,适用于渗透系数小于10-6cm/s的细粒。由于时间短促,剪力所产生的超静水压力不会转化为粒间的有效应力,用几个土样在不同垂直压力下进行慢剪,便能求得抗剪强度参数φcq与∁cq值,这种值称为总应力法抗剪强度参数。
3 快剪实验采用原状土样尽量接近现场情况,,直至剪坏,一般在3~5min内完成,适用于渗透系数小于10-6cm/s
的细粒土。这种方法将使粒间有效应力维持现状,不受实验外力的影响,但由于这种粒间有效应力的数值无法求得,所以试验结果只能求得(σtan∅q+cq)的混合值。快速法适用于测定粘性土天然强度,但φq角将会偏大
试验步骤:
1、切取土样(由于试验条件原因,我们在实际试验当中采用砂土来代替),按照要求切取3-4个原状土样。
2、仪器检查。上下盒间接触及盒内应涂抹凡士林,以减少阻力,百分表是否灵敏,插销是否失灵,钢珠是否脱落。
3、安装试样对准上下盒,插入固定销,在下盒内放入透水石一块,放入蜡纸一张,将带有土样的环刀、刃口朝上、对准盒口,将试样推入盒内,然后在试验样上放上蜡纸、透水石及盒盖,装入仪器内,加上压力,转动手轮,让其接触,拨掉插销,开始实验。
4、垂直加压。一般垂直压力分别为50、100、200、400 KPa,若土质松软,可调整加压荷载,以免挤出。
5、水平剪切:
①先转动手轮,使上盒前端钢铰与量力环接触,调整百分表计数为零;
②拨出固定销钉、开动秒表,以1转/15S的速率旋转手轮,记下每转应力环中百分