土壤直接剪切试验

小夏 家居 更新 2024-01-30

直接剪切试验,简称“直接剪切试验”。 它是利用直剪仪(简称“直剪仪”)对土样进行剪切试验,测定土体抗剪强度指标的试验方法。 将土样放置在固定的上箱和可移动的下箱体中直接剪切。 试验时,先对土样施加垂直压力,然后对下箱施加水平推力,上下箱之间的错位导致土样被剪切破坏。 为了确定某种土体的抗剪强度,通常使用四个土样,并在不同的垂直压力下测量相应的抗剪强度。

理由

土体的抗剪强度是土体在外力作用下滑向土体另一部分时抵抗剪切破坏的极限强度。 当土壤的一部分相对于另一部分移动时,它被认为在此时发生了剪切破坏。 非粘性土的抗剪强度与法向应力成正比;黏性土的抗剪强度不仅与法向应力有关,而且由土的黏聚力决定。 土体的内摩擦角和黏聚力c是土压力计算、土质边坡稳定性分析和地基承载力中不可缺少的指标。

土体抗剪强度是土体一部分在外力作用下滑向另一部分土体时土体抗剪的极限强度。 该试验是沿固定剪切面,在不同竖向压力下,直接对同种土体的几个试样施加水平剪切力,得到破坏时的剪切应力,然后根据库仑定律,确定土体的抗剪强度指标:内摩擦角和内聚力。

切割类型

直接剪切试验方法可分为快剪切(不排水剪切)、慢剪(排水剪切)和固结快剪切(固结不排水剪切)。 根据施加剪切力的方式不同,直接剪切仪器有两种类型:应变控制型和应力控制型。 前者是通过弹性钢环的变形来控制剪切位移的速率。 后者是用杠杆和砝码控制施加的剪切应力的速率,并测量相应的剪切位移。 多用途应变控制型,应力控制型只适用于慢剪切和长期强度试验。 慢剪(排水剪切)适用于细粒土壤固结快剪(固结不排水剪切)适用于渗透系数小于l0 s的细粒土;快速剪切(非排水剪切)适用于渗透系数小于250px s的细粒土。

测试方法

将土样放入剪切箱中,上箱固定,下箱可水平滑动。 首先施加垂直压力,然后对剪切盒的下部盒施加水平剪切力,直到试样被剪切。 一般取4-5个试样,施加不同的垂直压力重复试验。 该测试是确定土壤抗剪强度的常用方法,因为它简单易行。

剪切强度

剪切强度是一个工程术语,是描述物质抗剪切力强度的专有术语,即物质受到剪切力或结构失效时剪切力的强度。 剪切力是两个相互平行且方向相反的力,当用剪刀剪纸时,由于剪切力,纸张被剪断。

如果土体某一部分的剪应力达到抗剪强度,则该部分将发生剪切破坏。 随着荷载的增加,剪切破坏的范围逐渐扩大,进而在土体中形成连续的滑动面,失去稳定性。

工程实践和岩土试验均验证了土体在剪切作用下的破坏,剪切破坏是土体强度破坏的重要特征。 在土木工程中,挡土墙侧土压力、地基承载力、土体坡度和地基稳定性等问题与土体的抗剪强度直接相关。 在计算这些问题时,需要选择合适的抗剪强度指标。

土体的抗剪强度指标不仅与土体的种类有关,还与以下几点有关:

土壤样品的自然结构是否受到干扰。

室内试验期间的排水条件(剪切前固结和剪切时排水)与是否满足现场条件有关。

在不同排水条件下测得的抗剪强度指数值是不同的。

特征:

1.高刚度装载架。

2.被动或主动高度控制。

3.该系统内置2个刚性反应塔,以保持系统的刚性。

4.上压板在剪切过程中保持不动。

5.法向应力和剪切应力的闭环控制。

6.用于试样的低摩擦试样滑环(K0 状态)。

7.进行排水(恒载)和不排水(恒容)测试。

8.顶部和底部有两个孔隙水口,用于饱和。

9.透水石有不同的粗糙度,即平坦、凹槽、脊状和插入式。

10.独特的多向载荷传感器,用于剪切载荷测量。

11.采用高质量和低摩擦的双直线导轨,以确保强度和对准,而不会在法线和剪切方向上倾斜。

12.高速动态控制器 (2.)5kHz 或 10kHz),用于监控测量值和闭环控制,例如负载、位移、位置等。

13.应用不同类型的波形,例如:正弦波、方波、三角波、半正弦波、锯齿波、倒波、矩形波和用户定义的波形。

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