27土的抗剪强度试验与指标2010.ppt

一、室内 试验 二、野外 试验 一、直剪试验 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。 1、试验原理与资料处理 2、试验分类 直接剪切仪具构造简单，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、讨论： (6)不饱和试样的不排水强度 不排水剪： 真三轴仪 空心圆柱扭剪仪 饱和粘土的动三轴仪 几种固结不排水强度指标的应用实例 ccu ?cu 几种不排水强度指标 Cu ?u 在工程中的应用 　粘性土φ、C 参考值 砂土的内摩擦角φ参考值 峰值强度指标与残余强度指标 峰值强度 一般问题 残余强度 古旧滑坡 断层夹泥 大变形问题 粘土地基上分层慢速施工的填方 稳定渗流期的土坝 天然粘土坡或在粘土中的开挖 固结排水强度指标的应用实例Cd ?d 在1层土固结后，施工2层 库水位从1骤降到2 在天然土坡上快速填方 软土地基上快速施工的填方 土坝快速施工，心墙未固结 粘土地基上快速施工的建筑物 小结 松砂与正常固结粘土试验曲线与强度包线： 应变硬化与体积收缩，cd = 0； 密砂试验曲线与强度包线： 应变软化与剪胀性，cd = 0； 超固结粘土试验曲线与强度包线： 应变软化与剪胀性，cd与?d; 超固结粘土+正常固结粘土的强度包线: 折线→ c≠0 的直线近似 1)固结排水试验 2)固结不排水试验 强度指标：ccu ，?cu；c’，?’ (1) 试验条件 (2) 正常固结粘土固结不排水试验曲线与强度包线 (3) 超固结粘土固结不排水试验曲线与强度包线 (4) 固结不排水三轴试验确定的强度指标 (1)试验条件 施加围压??充分固结 施加(?1 -??)时，阀门关闭，可连接孔压传感器，量测剪切过程中产生的超静孔隙水压力 u u?0，??=?-u 量测孔隙水压力 2)固结不排水试验 试样 剪切过程中的超静孔隙水压力?u 对于饱和土试样：孔压系数B=1.0 ?u=BA (???? ????= A (???? ???? 对于剪切过程中无体积变化： A=1/3 剪切过程中发生剪缩： A1/3 剪切过程中发生剪胀： A1/3 (甚至可能A0，u 0 ） ????? ?? u 轴向应力和孔压渐进增加并趋于稳定， 孔压 u 0 (2) 正常固结粘土固结不排水试验曲线与强度包线 ? ? ?f ?f? ?? ?cu 2)固结不排水试验 ????? ?? u 应力应变关系软化，孔压可能小于0 与超固结度有关 ? ? ?f? (3) 超固结粘土固结不排水试验曲线与强度包线 ＋ － ?f ?? ?cu u0 u0 2)固结不排水试验 (4) 固结不排水三轴试验确定的强度指标 2)固结不排水试验 应力变量 试验量测 ?? ????? u 计算 ???= ??? u ???????=????? 确定的强度指标 ccu ?cu c? ?? 固结不排水试验小结 剪切过程中的超静孔隙水压力?u 正常固结粘土的应力应变关系曲线: 硬化 正常固结粘土的有效应力与总应力的强度包线: ?cu ?? 超固结粘土的应力应变关系曲线: 软化 超固结粘土的固结不排水强度指标: c?? ccu, ?? ? ?cu 固结不排水三轴试验确定的强度指标: ccu, ?cu; c?, ?? 2)固结不排水试验 3)不固结不排水试验 强度指标：cuu (cu)，?uu (?u) (1) 试验条件 (2) 粘土的孔隙比－有效应力－抗剪强度唯一性关系 (3) 饱和试样的不排水强度指标cu (4) 不排水试验与固结不排水试验 (5) 无侧限压缩试验：?3 = 0的不排水试验 (6) 不饱和试样的不排水强度 (1)试验条件: 从某一初始状态开始，关闭阀门施加围压??，产生孔隙水