土的抗剪强度测定—直接剪切试验

Question

如题所述

Answer 1

一、 实验目的

直接剪切实验是测定土的抗剪强度的一种常用方法，通常采用四个试样，在不同垂直压力下施加水平剪切力进行剪切，测定破坏时剪应力，然后根据库仑定律确定土的抗剪强度指标：内摩擦角φ和黏聚力c。

二、实验原理

土的破坏都是剪切破坏，土的抗剪强度是土在外力作用下，其一部分土体对于另一部分土体滑动时所具有的抵抗剪切破坏的极限强度。土体的一部分相对于另一部分移动时，便认为该点发生了剪切破坏。无黏性土的抗剪强度与法向应力成正比；黏性土的抗剪强度除和法向应力有关外，还决定于土的黏聚力。土的内摩擦角φ、黏聚力c是土压力计算、土坡稳定分析和地基承载力计算中必不可少的指标。

三、实验设备

1.应变控制式直剪仪：由剪切容器、垂直加压设备、水平力推力座、量力环等组成。

2.其它辅助设备：百分表、天平、环刀、秒表、饱和器、透水石、削土刀等。

四、实验步骤：

1.按要求的干密度，称出一个环刀体积所需的风干试样。本实验使用扰动土试样。制备四份试样，在四种不同垂直压力下进行剪切试验。

2.取出剪切容器的加压盖及上部透水石，将上下盒对准，插入固定销。

3.将试样徐徐倒入剪切容器内，在试样面上依次放好透水石、加压盖、钢珠和加力框架。

4.徐徐转动手轮至量力环上的百分表长针微微转动为止，将百分表的长针调至零。

5.在试样面上施加第一级垂直压力P=100kpa。

6.拔去固定销，以8s/r的均匀速率转动手轮，使试样在3-5分钟内剪坏。

剪坏标准：（1）百分表读数明显后退时，以峰值剪应力为抗剪强度；（2）百分表指针不变时，以剪切位移为4mm对应的剪应力为抗剪强度，这时剪切至剪切位移达6mm时才停止剪切。

7.卸除压力，取下加力框架、钢珠、加压盖等，倒出试样，刷净剪切盒。

8.重复2-7步骤，改变垂直压力，使分别为200、300、400kpa进行试验。

五、数据分析

不同垂直压力下（100KPa、200KPa、300KPa、400KPa），剪切位移为4mm时对应的剪应力（kpa）即抗剪强度如下：

100KPa—61.26KPa

200KPa—121.03KPa

300KPa—181.79KPa

400KPa—241.07KPa

由图可知：抗剪强度指标C=10，φ=31.2°