文档介绍：抗剪强度指标测定电子教材《土工技术与应用》项目组2015年3月抗剪强度指标测定确定土的抗剪强度的试验称为剪切试验。剪切试验的方法有多种,在试验室内常用的有直接剪切试验、三轴剪切试验和无侧限抗压试验等,现场原位测试有十字板剪切试验等。,分别施加不同的垂直压力进行剪切试验,求得相应的抗剪强度。将与绘于直角坐标系中,即得该土的抗剪强度包线,如图1所示。强度包线与轴的夹角即为内摩擦角,在轴上的截距即为土的黏聚力c。绘图时须注意纵横坐标的比例一致。图1直剪试验的成果表示直剪仪构造简单,操作方便,因而在一般工程中被广泛采用。但该试验存在着下述不足:(1)不能严格控制排水条件,不能量测试验过程中试样的孔隙水压力;(2)试验中人为限定上下盒的接触面为剪切面,而不是沿土样最薄弱的面剪切破坏;(3)剪切过程中剪切面上的剪应力分布不均匀,剪切面积随剪切位移的增加而减小。因此,直剪试验不宜作为深入研究土的抗剪强度特性的手段。,有应变控制式和应力控制式两种。前者操作较后者简单,因而使用广泛。应变控制式三轴剪力仪的主要工作部分包括反压力控制系统、周围压力控制系统、压力室、孔隙水压力测量系统、试验机等。图2为三轴剪力仪组成示意图。图2三轴剪力仪示意图三轴试验采用正圆柱形试样。试验的主要步骤为:(1)将制备好的试样套在橡皮膜内置于压力室底座上,装上压力室外罩并密封;(2)向压力窀充水使周围压力达到所需的,并使液压在整个试验过程中保持不变;(3)按照试验要求关闭或开启各阀门,开动马达使压力室按选定的速率上升,活塞即对试样施加轴向压力增量,,如图3-39(a)所示。假定试验上下端所受约束的影响忽略不计,则轴向即为大主应力方向,试样剪破面方向与大主应力作用面平面的夹角为,如图3(b)所示。按试样剪破时的和作极限应力圆,它必与抗剪强度包线切于A点,如图3(c)所示。A点的坐标值即为剪破面上的法向应力与极限剪切应力。图3三轴剪切试验示意图试验时一般采用3~4个土样,在不同的作用下进行剪切,得出3~4个不同的破坏应力圆,绘出各应力圆的公切线,即为抗剪强度包线,通常近似取一直线。由此求得抗剪强度指标、值如图3(d)所示。三轴试验的突出优点是能严格地控制试样的排水条件,从而可以量测试样中的孔隙水压力,以定量地获得土中有效应力的变化情况,试样中的应力分布比较均匀,所以三轴试验成果较直剪试验成果更加可靠、准确;但该仪器较复杂,操作技术要求高,且试样制备也比较麻烦,且试验是在轴对称情况下进行的,即,这与一般土体实际受力有所差异。为此,有的真三轴剪力仪、平面应变仪等能更准确地测定不同应力状态下土的强度指标的实验仪器。,根据土体现场受剪的排水条件,有三种特定的试验方法可供选择,即三轴剪切试验中的不固结不排水剪、固结不排水剪和固结排水剪,对应直剪试验中的快剪、固结快剪和慢剪。按上述三种特定试验方法进行试验所得的成果,其表示方法是在c、符号右下角分别标以表示不同排水条件的符号,见表1。表1剪切试验成果表达直接剪切三轴剪切试验方法成果表达试验方法成果表达快剪固结快剪慢剪不排水剪固结不排水剪排水剪在剪切试验中,c、称为总