《土的抗剪强度试验方法（行业研究资料）》课件.pptVIP

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 直接剪切仪具有构造简单，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。 应变控制式三轴仪：周围压力系统，轴向加压系统，孔隙水压力量测系统组成 　粘性土φ、C 参考值 砂土的内摩擦角φ参考值 * 土的抗剪强度 试验方法 抗剪强度试验 直剪试验、三轴试验等 制样（重塑土）或现场取样 缺点：扰动 优点：应力条件清楚，易重复 十字板扭剪试验 旁压试验 原位试验 缺点：应力条件不易掌握 优点：原状土的原位强度 ? ? ? ? 土样 P A S T σ = 100KPa ? ε σ = 200KPa σ = 300KPa ? ?f O c ? ?f τf=c＋?tan? 通过控制剪切速率来近似模拟排水条件 1. 固结慢剪： 施加正应力至充分固结，慢慢施加剪应力：小于0.02mm/分，以保证无超静孔压水 2. 固结快剪 施加正应力～充分固结在3-5分钟内剪切破坏 3. 快剪（不排水剪） 施加正应力后立即剪切3-5分钟内剪切破坏 P S T A 6转/分钟－－慢剪12转/分钟－－快剪 P S T A 3、试验过程中的应力变化 在加剪应力以前，试件处于侧限状态，? 2＝?3 ＝k? 1 加剪应力τ后，主应力的方向产生偏转，剪应力愈大，偏转角也愈大，所以试验过程中主应力的方向是不断交化的。 在试验资料的分析中，假定试件中的剪应力均匀分布，但事实上并非如此。当试件被剪破时，靠近剪力盒边缘的应变最大，而试件的中间部分的应变相对要小得多，剪切面附近的应变又大于试件顶部和底部的应变。所以，在剪切过程中，特别是在剪切破坏时，试件内的应力和应变，既非均匀又难确定。 4. 试验优缺点 设备简单，操作方便 结果便于整理 测试时间短 优点 试样应力状态复杂 应变不均匀 不能精确控制排水条件 剪切面固定 缺点 P S T A 类似试验： 环剪试验 单剪试验 试样 压力室 压力水 排水管 阀门 轴向加压杆 有机玻璃罩 橡皮膜 透水石 顶帽 二、 三轴剪切试验 ? 3 ? 3 ? 3 ? 3 ? 3 ? 3 △? △? 试验过程： 先加周围压力 ?3 ； 然后施加轴向力Δ?1= ?1-?3 ，增大?1直到破坏。 分别做围压??为100 kPa 、200 kPa 、300 kPa的三轴试验，得到破坏时相应的?1 (一）试验过程 ? 3 ? 3 ? 3 ? 3 ? 3 ? 3 △? △? 绘制三个破坏状态的摩尔应力圆，画出它们的公切线——抗剪强度包线，得到强度指标 c 与 ? c ? (?1-??)f (?1-??)f ? ? 固结不排水试验（CU试验） 不固结不排水试验（UU试验） 抗剪强度线为水平线(饱和黏性土） cd 、?d ccu 、?cu cu 、?u 固结排水试验（CD试验） （二）试验类型 固结排水试验（CD试验） 1 打开排水阀门，施加围压??后充分固结，超静孔隙水压力完全消散； 2 打开排水阀门，慢慢施加轴向应力差?????以便充分排水，避免产生超静孔压 固结不排水试验（CU试验） 1 打开排水阀门，施加围压??后充分固结，超静孔隙水压力完全消散； 2 关闭排水阀门，很快剪切破坏，在施加轴向应力差?????过程中不排水 cd 、?d 不固结不排水试验（UU试验） 1 关闭排水阀门，围压??下不固结； 2 关闭排水阀门，很快剪切破坏，在施加轴向应力差?????过程中不排水 cu 、?u ccu 、?cu （三）优点和缺点 优点： 1 应力状态明确,模拟了土实际受力状态； 2 排水条件清楚，可控制； 3 破坏面不是人为固定的； 缺点： 设备相对复杂，现场无法试验 说明： ?3＝0 即为无侧限压缩试验,主要用于评价土的灵敏度问题. 三、无侧限压缩试验（特殊的三轴试验） 只施加竖向压力（?3＝0），直至破坏。 破坏