现场直接剪切试验4.ppt

2) 最大单位推力qmax的估算 在试验进行之前，需要预估试体发生剪切破坏时的 最大单位推力qmax，从而计算出斜向总荷载Q。据此， 可在试验过程中分级施加斜向推力，直至试体剪断。 在极限状态下，应力条件应满足库仑公式： 因此，只要预估出剪切面上的f（摩擦系数，tanφ）、 C值，α、σ都可给定，即可计算qmax。然后乘 以剪切面积A就是Qmax，按Qmax分级加载试验。 3）同步加减荷载计算 在试验过程中，为了保持剪切面上的正应力σ为常数， 因此逐级施加q的同时，须同步成少p值。同步加减的荷载 按下式计算： 由σ＝p＋qsinα，得出： p＝P/A＝σ－qsinα 4）最小正应力σmin的确定 为了避兔试验过程中p值不够减的情况发生，必须首先 确定剪切面上的最小正应力σmin值。 为使在剪切时p≥0，即：σ－qsinα≥0 在极限状态下，还应满足： 建立联立方程组 解得： 把根据试体实际情况估计的剪切面的f、C及α值代入上式，即可计算出剪切面上所需施加的σmin值。如小于此值，将会出现P值不够减的情况。显然，还要对f、C值的估 计应接近剪切面的实际值；估计值偏大时，试件破坏时的斜向荷载Q将达不到设计的值，估计值偏小时，同样全出现P值不够减的情况。 2．平推法试验 不需要减少P值，但试验前，也要对剪切荷载进行估算。 在极限平衡状态下，剪切面上的应力条件符合莫尔－库仑 公式： 得： 如果根据岩性、构造等条件，预估出f、C值，代入上 式即可估算出试体剪切破坏时最大剪切荷载，方便在试验 过程中分级施加。 3、试验步骤及技术要求 1．仪器的标定、检测 试验前，根据对千斤顶（或液压枕）作的率定曲线 和试体剪切面面积，计算施加的荷载和压力表读数对应 关系。检查各测表的工作状态，测读初始读数。 2．施加垂直荷载 1）在每组(≥3个)试体上，分别施加不同的垂直荷载， 加于试体上的最大垂直荷载，以不小于设计法向应力 为宜。当剪切面有软弱物充填时，最大法向应力以不 挤出充填物为限。 2）按变形控制：荷载可分4到5级等量施加，每施加一级 荷载，立即测记垂直变形，此后每隔5min读数一次，当 5min内垂直变形值不超过0.05mm时，可施加下一级荷载， 施加最后一级荷载后按5min、10min、15min的时间间隔 测记垂直变形值当连续两个15min垂直变形累计不超过 0.05mm时，即认为垂直变形已经稳定，可施加剪切荷载 3．施加剪切荷载 剪切荷载的施加应符合下列规定： 1） 每级剪切荷载按预估计最大剪切荷载的8%~10%或按 垂直荷载的5%~10%分级等量施加。 2） 当施加剪切荷载所引起的剪切变形为前一级的1.5倍 以上时，下一级剪切荷载则减半施加。 3） 岩体按每5min~10min，土体按30s施加一级剪切荷载。 4）每级剪切荷载施加完成后，应立即测记垂直变形量、 剪切荷载和剪切变形量。 5） 当达到剪应力峰值或剪切变形急剧增加或剪切变形 大于试件直径（或变长）的1/10时，即认为已剪切破坏，可 终止试验。 从目前资料看，剪切荷载的施加亦可分为应变控制和时间 控制，国外大部分采用变形控制法。国内在五十年代大都按 照苏联的方法，即采用变形控制法，近来大都转向以时间控 制。 试体剪断后，可进行剪断面的残余抗剪强度试验，就是将 抗剪试验后的试样推回原处，重新检查调整仪器设备使其符 合第三章所述要求，然后再次剪切。试验需要注意以下几点： 1、残余抗剪强度试验应分为单点法和多点法； 2、残余抗剪强度试验的各种垂直荷载的确定应与峰值试验的 一致； 3、横向推力的施加应与峰值试验的一致； 4、当完成各级垂直荷载下的残余抗剪强度试验后，应在现场 将试验结果初步绘制σ—τ曲线图，当发现某组数据不合理 时，应立即补做该组试验。 4．试验记录 （1）试验前记录好以下内容：工程名称、岩石名称、试 体编号、试体位置、试验方法、混凝土的强度、剪切面面 积、测表布置、法向荷载、剪切荷载、法向位移、试验人 员、试验日期。 （2）试验过程中：详细记录碰表、调表、换表、千斤顶 漏油补压，混凝土或岩体松动、掉块、出现裂缝等异常情况。 （3）试验结束后，翻转试体，测量实际剪切面面积。详细 记录剪切面的破坏情况、破坏方式、擦痕的分布、方向及 长度，绘出素描图及剖面图，拍照，并计算试验后试件面积。 当完成各级垂直荷载下的抗剪试验后，在现场将试验结果初步 绘制σ—τ曲线，当发现某组数据偏离回归直线较大时，立即 补做该组试验。 五、资料整理及分析 1、资料整理 2、影响因素