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各种金属材料的剪切强度对照表

剪切强度 K s (Kg/mm2)剪切强度 K s (Kg/mm2)

材料

软硬材料

软硬

质质质质铅 2 ~ 3-----钢板45 ~ 5055 ~ 60锡 3 ~ 4-----钢板 %C2532铝7 ~ 913~ 16钢板 %C3240

杜拉铝

( pur

2238钢板 %C3648 alumin

um)

锌1220钢板 %C4556铜18 ~ 2225~ 30钢板 %C5672

黄铜22 ~ 3035~ 40钢板 %C7290

轧延青

32 ~ 4040~ 60钢板 %C80105

铜

白铜28 ~ 3645~ 56硅钢板4556

软钢板3240不锈钢板5256

深抽拉

30 ~ 35-----镍

25-----

用铁板板

剪切计算及常用材料强度

例5-1 图5-12(a)所示电瓶车挂钩中的销钉材料为20号钢，[τ]＝30MPa，直径d=20mm。＝12mm。牵引力F=15kN。试校核销钉的剪切挂钩及被连接板件的厚度分别为t＝8mm和t 1 强度。图5-12 电瓶车挂钩及其销钉受力分析示意图解：销钉受力如图5-12(b)所示。根据受力情况，销钉中段相对于上、下两段沿m-m 和n-n两个面向左错动。所以有两个剪切面，是一个双剪切问题。由平衡方程容易求出：销钉横截面上的剪应力为：故销钉满足剪切强度要求。例5-2如图5-13所示冲床，F max=400KN，冲头[σ]=400MPa，冲剪钢板的极限剪应力τ =360 MPa。试设计冲头的最小直径及钢板最大厚度。 b 图5-13 冲床冲剪钢板及冲剪部分受力示意图解：(1) 按冲头压缩强度计算d 所以 (2) 按钢板剪切强度计算t 钢板的剪切面是直径为d高为t的柱表面。所以例5-3 如图5-14所示螺钉受轴向拉力F作用，已知[τ]=[σ]，求其d：h的合理比值。图5-14 螺钉受轴向拉力示意图

土的抗剪强度试验方法(经典)

土的抗剪强度试验方法【中国地质大学（武汉）工程学院】抗剪强度指标c、φ值，是土体的重要力学性质指标，正确地测定和选择土的抗剪强度指标是土工计算中十分重要的问题。土体的抗剪强度指标是通过土工试验确定的。室内试验常用的方法有直接剪切试验、三轴剪切试验；现场原位测试的方法有十字板剪切试验和大型直剪试验。一、直接剪切试验 (一)试验仪器与基本原理直剪试验所使用的仪器称为直剪仪，按加荷方式的不同，直剪仪可分为应变控制式和应力控制式两种，前者是以等速水平推动试样产生位移并测定相应的剪应力；后者则是对试样分级施加水平剪应力，同时测定相应的位移。目前常用的是应变控制式直剪仪（示意图）。试验时，垂直压力由杠杆系统通过加压活塞和透水石传给土样，水平剪应力则由轮轴推动活动的下盒施加给土样。土体的抗剪强度可由量力环测定，剪切变形由百分表测定。在施加每一级法向应力后，匀速增加剪切面上的剪应力，直至试件剪切破坏。将试验结果绘制成剪应力τ和剪切变形S的关系曲线（见图5-9）。一般地，。将曲线的峰值作为该级法向应力下相应的抗剪强度τ f

变换几种法向应力σ的大小，测出相应的抗剪强度τ f 。在σ-τ坐标上，绘制曲线，即为土的抗剪强度曲线，也就是莫尔-库伦破坏包线，如图5-10所示。 (二)试验方法分类为了在直剪试验中能尽量考虑实际工程中存在的不同固结排水条件，通常采用不同加荷速率的试验方法来近似模拟土体在受剪时的不同排水条件，由此产生了三种不同的直剪试验方法，即快剪、固结快剪和慢剪。（1）快剪。快剪试验是在土样上下两面均贴以腊纸，在加法向压力后即施加水平剪力，使土样在3~5分钟内剪坏，由于剪切速率较快，得到的抗剪强度指标用 c q 、φ q 表示。（2）固结快剪。固结快剪是在法向压力作用下使土样完全固结。然后很快施加水平剪力，使土样在剪切过程中来不及排水，得到的抗剪强度指标用c cq 、φ cq 表示。（3）慢剪。慢剪试样是先让土样在竖向压力下充分固结，然后再慢慢施加水平剪力，直至土样发生剪切破坏。使试样在受剪过程中一直充分排水和产生体积变形，得到的抗剪强度指标用c s 、φ s 表示。

直接剪切试验报告

实验五直接剪切试验实验人：学号：一、概述直接剪切试验就是直接对试样进行剪切的试验，简称直剪试验，是测定土的抗剪强度的一种常用方法，通常采用4个试样，分别在不同的垂直压力p 下，施加水平剪切力，测得试样破坏时的剪应力τ，然后根据库仑定律确定土的抗剪强度参数内摩擦角?和粘聚力c 。二、仪器设备 1、直剪仪。采用应变控制式直接剪切仪，如图所示，由剪切盒、垂直加压设备、剪切传动装置、测力计以及位移量测系统等组成。加压设备采用杠杆传动。 2、测力计。采用应变圈，量表为百分表。 3、环刀。内径6.18cm ，高2.0cm 。 4、其他。切土刀、钢丝锯、滤纸、毛玻璃板、凡士林等。三、操作步骤 1、将试样表面削平，用环刀切取试件，测密度，每组试验至少取四个试样，各级垂直荷载的大小根据工程实际和土的软硬程度而定，一般可按100kPa ，200kPa ，300kPa ，400kPa （即1.0 kg/cm 2，2.0 kg/cm 2，3.0 kg/cm 2，4.0 kg/cm 2）施加。 2、检查下盒底下两滑槽内钢珠是否分布均匀，在上下盒接触面上涂抹少许润滑油，对准剪切盒的上下盒，插入固定销钉，在下盒内顺次放洁净透水石一块及湿润滤纸一张。图7-1 应变控制式直剪仪 1—轮轴；2—底座；3—透水石；4—测微表；5—活塞； 6—上盒；7—土样；8—测微表；9—量力环；10—下盒

3、将盛有试样的环刀平口朝下，刀口朝上，在试样面放湿润滤纸一张及透水石一块，对准剪切盒的上盒，然后将试样通过透水石徐徐压入剪切盒底，移去环刀，并顺次加上传压板及加压框架。 4、在量力环的安装水平测微表，装好后应检查测微表是否装反，表脚是否灵活和水平，然后按顺时针方向徐徐转动手轮，使上盒两端的钢珠恰好与量力环按触（即量力环中测微表指针被触动）。 5、顺次小心地加上传压板、钢珠，加压框架和相应质量的砝码（避免撞击和摇动）。 6、施加垂直压力后应立即拔去固定销（此项工作切勿忘记）。开动秒表，同时以每分钟4~12转的均匀速度转动手轮（学生可用6转/分），转动过程不应中途停顿或时快时慢，使试样在3~5分钟内剪破，手轮每转一圈应测记测微表读数一次，直至量力环中的测微表指针不再前进或有后退，即说明试样已经剪破，如测微表指针一直缓慢前进，说明不出现峰值和终值，则试验应进行至剪切变形达到4mm（手轮转20转）为止。 7、剪切结束后，吸去剪切盒中积水，倒转手轮，尽快移去砝码，加压框架，传压板等，取出试样，测定剪切面附近土的剪后含水率。 8、另装试样，重复以上步骤，测定其它三种垂直荷载（200kPa，300kPa，400kPa）下的抗剪强度。四、成果整理 1、按式（7-1）计算抗剪强度： τ（7-1） = CR 式中R—量力环中测微表最大读数，或位移4mm时的读数。精确至0.01mm。 C—量力环校正系数，（N/mm2/0.01mm）。 2、按式（7-2）计算剪切位移： L- ?2.0（7-2） = R n 式中0.2 —手轮每转一周，剪切盒位移0.2mm； n—手轮转数。 3、制图 ?（1）以剪应力为纵坐标，剪切位移为横坐标，绘制剪应力τ与剪切位移L 的关系曲线，如试验图7-2所示。取曲线上剪应力的峰值为抗剪强度，无峰值时，取剪切位移4mm所对应的剪应力为抗剪强度。（2）以抗剪强度为纵坐标，垂直压力为横坐标，绘制抗剪强度与垂直压力关系曲线（图7-3），直线的倾角为土的内摩擦角?，直线在纵坐标上的截距为土

剪切计算及常用材料强度

2.剪切强度计算 (1) 剪切强度条件剪切强度条件就是使构件的实际剪应力不超过材料的许用剪应力。 [] s F A ττ =≤ (5-6) 这里[τ]为许用剪应力，单价为Pa或MPa。由于剪应力并非均匀分布，式(5-2)、(5-6)算出的只是剪切面上的平均剪应力，所以在使用实验的方式建立强度条件时，应使试件受力尽可能地接近实际联接件的情况，以确定试样失效时的极限载荷τ0，再除以安全系数n，得许用剪应力[τ]。 [] n τ τ= (5-7) 各种材料的剪切许用应力应尽量从相关规范中查取。一般来说，材料的剪切许用应力[τ]与材料的许用拉应力[σ]之间，存在如下关系：对塑性材料： []0.60.8[] τσ = 对脆性材料： []0.8 1.0[] τσ = (2) 剪切实用计算剪切计算相应地也可分为强度校核、截面设计、确定许可载荷等三类问题，这里就不展开论述了。但在剪切计算中要正确判断剪切面积，在铆钉联接中还要正确判断单剪切和双剪切。下面通过几个简单的例题来说明。例5-1 图5-12(a)所示电瓶车挂钩中的销钉材料为20号钢，[τ]＝30MPa，直径d=20mm。挂钩及被连接板件的厚度分别为t＝8mm和t1＝12mm。牵引力F=15kN。试校核销钉的剪切强度。图5-12 电瓶车挂钩及其销钉受力分析示意图解：销钉受力如图5-12(b)所示。根据受力情况，销钉中段相对于上、下两段沿m-m和n-n两个面向左错动。所以有两个剪切面，是一个双剪切问题。由平衡方程容易求出： 2 s F F= 销钉横截面上的剪应力为： 3 32 1510 23.9MPa<[] 2(2010) 4 s F A ττ π - ? === ?? 故销钉满足剪切强度要求。例5-2如图5-13所示冲床，F max=400KN，冲头[σ]=400MPa，冲剪钢板的极限剪应力τb=360 MPa。试设计冲头的最小直径及钢板最大厚度。

抗剪强度得试验方法

第三节抗剪强度得试验方法一、直接剪切试验适用范围：室内测定土的抗剪强度，是最常用和最简便的方法仪器：直剪仪直剪仪分类：分应变控制式和应力控制式两种应变控制式直剪仪的试验方法简介：通过杠杆对土样施加垂直压力p后，由推动座匀速推进对下盒施加剪应力，使试样沿上下盒水平接触面产生剪切变形，直至剪破。通常取四个试样，分别在不同σ下进行剪切，求得相应的τf。绘制τf -σ曲线。【讨论】直剪试验为何要取四个原状土样？破坏强度τf的判定：较密实的粘土及密砂土的τ-△l曲线具有明显峰值，如图中曲线1，其峰值即为破坏强度τf；对软粘土和松砂，其τ-△l曲线常不出现峰值，如图中曲线2，此时可按以剪切位移相对稳定值b点的剪应力作为抗剪强度τf。按排水条件分：快剪（不排水剪）固结快剪（固结不排水剪）慢剪（排水剪） 1、快剪（不排水剪）这种试验方法要求在剪切过程中土的含水量不变，因此，无论加垂直压力或水平剪力，都必须迅速进行，不让孔隙水排出。适用范围：加荷速率快，排水条件差，如斜坡的稳定性、厚度很大的饱和粘土地基等。

2、固结快剪（固结不排水剪）试样在垂直压力下排水固结稳定后，迅速施加水平剪力，以保持土样的含水量在剪切前后基本不变。试用范围：一般建筑物地基的稳定性，施工期间具有一定的固结作用。 3、慢剪（排水剪）土样的上、下两面均为透水石，以利排水，土样在垂直压力作用下，待充分排水固结达稳定后，再缓慢施加水平剪力，使剪力作用也充分排水固结，直至土样破坏。适用范围：加荷速率慢，排水条件好，施工期长，如透水性较好的低塑性土以及再软弱饱和土层上的高填方分层控制填筑等等。直剪仪特点：构造简单，试样的制备和安装方便，且操作容易掌握，至今仍被工程单位广泛采用，。【讨论】直剪仪的不足： ①剪切破坏面固定为上下盒之间的水平面不符合实际情况，也即剪切面不一定是试样抗剪能力最弱的面； ②试验中不能严格控制排水条件，不能量测土样的孔隙水压力的变化； ③由于上下盒的错动，剪切面上的剪应力分布不均匀，而且受剪切面面积愈来愈小。 ④试验时上下盒之间的缝隙中易嵌入砂粒，使试验结果偏大。 ***以下为试验过程 1、取样要求：用环刀取，环刀面积不小于30cm 2，环刀高度不小于2cm ，同一土样至少切取4个试样。 2、试验方法（1）快剪（q ）：试样在垂直压力施加后立即进行快速剪切，试验全过程都不许有排水现象产生。（2）固结快剪（cq ）：试样在垂直压力下经过一定程度的排水固结后，再进行快速剪切。（3）慢剪（s ）：试样在垂直压力排水固结后慢慢的进行剪切，剪切过程中孔隙水可自由排出。试验结果：一般情况下，快剪所得的?值最小，慢剪所得的?值最大，固结快剪居中。 3、指标计算直接剪切试验的结果用总应力法按库仑公式?στtg c f +=，计算抗剪强度指标。

土的剪切试验和强度指标

工程常识之土的剪切试验和强度指标 1、直接剪切试验在直剪仪中分别施加不同竖向压力，然后分别对施加水平剪切力进行剪切，求得破坏时的剪应力τ，根据库仑定律确定土的抗剪强度参数：内摩擦角ψ和黏聚力c。试验方法分三种：（1）快剪Q（Quick shear）：在试样上施加垂直压力后，立即加水平剪切力。在整个试验中，不允许试样的原始含水率有所改变（试样两端敷以隔水纸），即在试验过程中孔隙水压力保持不变（3~5min内剪坏）。对透水性强的土（渗透系数大于10-6cm/s）不适用。（2）固结快剪CQ（Consolidation Quick shear）：在垂直压力下土样完全排水固结稳定后，以很快速度施加水平剪力。在剪切过程中不允许排水（规定在3~5min内剪坏）。得到的强度指标适用于总应力法。（3）慢剪S（Slow shear）：在加垂直荷重后，使其充分排水（试样两端敷以滤纸），在土样达到完全固结时，再加水平剪力；每加一次水平剪力后，均需经过一段时间，待土样因剪切引起的孔隙水压力完全消失后，再继续加下一次水平剪力。得到的强度指标适用于有效应力法。上述三种试验方法的受力条件不同，所得抗剪强度值也不同。因此，必须根据土所处的实际应力情况来选择试验方法。 2、三轴剪切试验在三轴仪中，分别在不同的恒定周围压力（即小主应力）下，施加轴向压力（即产生主应力差-），进行剪切直至破坏，然后根据摩尔-库伦理论确定土的抗剪强度参数：内摩擦角ψ和黏聚力c。试验方法分三种：（1）不固结不排水剪UU（Unconsolidation Undrained）：试样在施加周围压力和随后施加轴向压力力直至剪坏的整个试验过程中都不允许排水，这样从开始加压直至试样剪坏，土中的含水量始终保持不变，孔隙水压力也不可能消散，可以测得总应力抗剪强度指标c u，φu。（2）固结不排水剪CU（Consolidation Undrained）：试样在施加周围压力时，允许试样充分排水，待固结稳定后，再在不排水的条件下施加轴向压力，直至试样剪切破坏，同时在受剪过程中测定土体的孔隙水

剪切计算和常用材料强度复习过程

剪切计算和常用材料强度

2.剪切强度计算 (1) 剪切强度条件剪切强度条件就是使构件的实际剪应力不超过材料的许用剪应力 A (5-6) 这里[T ]为许用剪应力，单价为Pa或MPa 由于剪应力并非均匀分布，式(5-2)、(5-6)算出的只是剪切面上的平均剪应力，所以在使用实验的方式建立强度条件时，应使试件受力尽可能地接近实际联接件的情况，以确定试样失效时的极限载荷T。，再除以安全系数n,得许用剪应力[T ]。 []- n(5-7) 各种材料的剪切许用应力应尽量从相关规范中查取。一般来说，材料的剪切许用应力[T ]与材料的许用拉应力[(7 ]之间，存在如下关系：对塑性材料： []0钟0.8[] 对脆性材料： []0?8屮.0[] (2) 剪切实用计算剪切计算相应地也可分为强度校核、截面设计、确定许可载荷等三类问题，这里就不展开论述了。但在剪切计算中要正确判断剪切面积，在铆钉联接中还要正确判断单剪切和双剪切。下面通过几个简单的例题来说明。例5-1图5-12(a)所示电瓶车挂钩中的销钉材料为20号钢，[T ] = 30MPa直径d=20mm挂钩及被连接板件的厚度分别为t = 8mm和t i= 12mm牵引力F=15kN。试校核销钉的剪切强度。所以有两个剪切面，是一个双剪切问题。由平衡方程容易求出: F s 销钉横截面上的剪应力为: MPa试设计冲头的最小直径及钢板最大厚度 F s A 15 103 2 J2。103)2 23.9MPa<[] 故销钉满足剪切强度要求。例 5-2如图5-13所示冲床, F ma=400KN冲头[7 ]=400MPa冲剪钢板的极限剪应力T b=360 图5-12电瓶车挂钩及其销钉受力分析示意图解：销钉受力如图5-12(b)所示。根据受力情况，销钉中段相对于上、下两段沿m-m和n-n两个面向左错动。

剪切计算及常用材料强度

2.剪切强度计算 (1) 剪切强度条件剪切强度条件就是使构件的实际剪应力不超过材料的许用剪应力。 []s F A ττ= ≤ (5-6) 这里[τ]为许用剪应力，单价为Pa 或MPa 。由于剪应力并非均匀分布，式(5-2)、(5-6)算出的只是剪切面上的平均剪应力，所以在使用实验的方式建立强度条件时，应使试件受力尽可能地接近实际联接件的情况，以确定试样失效时的极限载荷τ0，再除以安全系数n ，得许用剪应力[τ]。 []n ττ= (5-7) 各种材料的剪切许用应力应尽量从相关规范中查取。一般来说，材料的剪切许用应力[τ]与材料的许用拉应力[σ]之间，存在如下关系：对塑性材料： []0.60.8[]τσ= 对脆性材料： []0.8 1.0[]τσ= (2) 剪切实用计算剪切计算相应地也可分为强度校核、截面设计、确定许可载荷等三类问题，这里就不展开论述了。但在剪切计算中要正确判断剪切面积，在铆钉联接中还要正确判断单剪切和双剪切。下面通过几个简单的例题来说明。例5-1 图5-12(a)所示电瓶车挂钩中的销钉材料为20号钢，[τ]＝30MPa ，直径d=20mm 。挂钩及被连接板件的厚度分别为t ＝8mm 和t 1＝12mm 。牵引力F=15kN 。试校核销钉的剪切强度。图5-12 电瓶车挂钩及其销钉受力分析示意图解：销钉受力如图5-12(b)所示。根据受力情况，销钉中段相对于上、下两段沿m-m 和n-n 两个面向左错动。所以有两个剪切面，是一个双剪切问题。由平衡方程容易求出： 2s F F = 销钉横截面上的剪应力为： 332151023.9MPa<[] 2(2010)4s F A ττπ-?===?? 故销钉满足剪切强度要求。例5-2 如图5-13所示冲床，F max =400KN ，冲头[σ]=400MPa ，冲剪钢板的极限剪应力τb =360 MPa 。试设计冲头的最小直径及钢板最大厚度。

胶黏剂拉伸剪切强度测试标准

胶黏剂拉伸剪切强度的测定方法一实验原理试样为单搭接结构，在试样的搭接面上施加纵向拉伸剪切力，测定试样能承受的最大负荷。搭接面上的平均剪应力为胶粘剂的金属对金属搭接的拉伸剪切强度，单位为MPa 二实验装置及试样 1）试验机。使用的试验机应使试样的破坏负荷在满标负荷的（15~85）%之间。试验机的力值示值误差不应大于1 %试验机应配备一副自动调心的试样夹持器，使力线与试样中心线保持一致。试验机应保证试样夹持器的移动速度在（5 ± 1） mm/min内保持稳定。 2）量具。测量试样搭接面长度和宽度的量具精度不低于0.05 mm。 3）夹具。胶接试样的夹具应能保证胶接的试样符合要求。在保证金属片不破坏的情况下，试样与试样夹持器也可用销、孔连接的方法。但不能用于仲裁试验。 4）试样标准试样的搭接长度是（土）mm金属片的厚度是土mm,试样的搭接长度或金属片的厚度不同对试验结果会有影响。 5）建议使用LY12-CZ铝合金、1Cr18Ni9Ti不锈钢、45碳钢、T2铜等金属材料。 6）常规试验，试样数量不应少于5个。仲裁试验试样数量不应少于10个。对于高强度胶粘剂，测试时如出现金属材料屈服或破坏的情况，则可适当增加金属片厚度或减少搭接长度。两者中选择前者较好。测试时金属片所受的应力不要超过其屈服强度 d s,金属片的厚度S可按式（11-12 ）计算： 3=（L ? T）/ d S（11- 12 ）式中：3――金属片厚度； L ――试样搭接长度； T——胶粘剂拉伸剪切强度； d S――金属材料屈服强度（MPa。

三、试样制备 1）试样可用不带槽或带槽的平板制备，也可单片制备。 2）胶接用的金属片表面应平整，不应有弯曲、翘曲、歪斜等变形。金属片应无毛刺，边缘保持直角。 3）胶接时，金属片的表面处理、胶粘剂的配比、涂胶量、涂胶次数、晾置时间等胶接工艺以及胶粘剂的固化温度、压力、时间等均按胶粘剂的使用要求进行。 4 ）制备试样都应使用夹具，以保证试样正确地搭接和精确地定位。 5）切割已胶接的平板时，要防止试样过热，应尽量避免损伤胶接缝。四、试验条件试样的停放时间和试验环境应符合下列要求： 1）试样制备后到试验的最短时间为16 h，最长时间为30 d。 2）试验应在温度为（23± 2）C、相对湿度为（45~55）%的环境中进行。 3）对仅有温度要求的测试，测试前试样在试验温度下停放时间不应少于h ;对有温度、湿度要求的测试，测试前试样在试验温度下停放时间一般不应少于16 h。五、实验步骤 1）用量具测量试样搭接面的长度和宽度，精确到0.05 mm。 2）把试样对称地夹在上下夹持器中，夹持处到搭接端的距离为（50 ± 1）mm 3）开动试验机，在（5 ± 1） mm/min内，以稳定速度加载。记录试样剪切破坏的最大负荷，记录胶接破坏的类型（内聚破坏、粘附破坏、金属破坏）。六、试验结果对金属搭接的胶粘剂拉伸剪切强度T按式（11-13 ）计算，单位为MPa> T = F / （b ? l ）（11- 13）式中：F――试样剪切破坏的最大负荷；

土力学直剪试验(完整报告-含实验数据、强度图)

直接剪切实验一、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，分别在不同的垂直压力下，施加水平剪切力进行剪切，测出破坏时剪应力，然后根据库仑定律确定土的抗剪强度指标：内摩擦角φ和粘聚力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的极限强度。土体的一部分对于另一部分移动时，便认为该点发生了剪切破坏。无粘性土的抗剪强度与法向应力成正比；粘性土的抗剪强度除和法向应力有关外，还决定于土的粘聚力。土的摩擦角φ、粘聚力c是土压力、地基承载力和土坡稳定等强度计算必不可少的指标。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，在四种不同竖向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 =0。调至零，即R 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分钟内剪破。剪破标准：（1）当百分表读数不变或明显后退，(2)百分表指针不后退时，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：

土的抗剪强度试验

实验一土的抗剪强度试验一、实验目的本试验的目的在于测定土的内摩擦角及内聚力，以供计算承载力、评价地基稳定性及计算土侧压力等用。二、土的抗剪强度土的抗剪强度是指土体抵抗剪切破坏的极限能力，土内某一面上的抗剪强度就是抵抗该面两侧土体发生滑动的最大阻力，这阻力由土的内摩擦力和内聚力所组成，可近似地用库仑公式表示如下：粘土性 c tg a f +=?στ (a kp ) 砂土 ?στtg a f = (a kp ) 式中f τ——土的抗剪强度（a kp ） a σ——剪切面上土所承受的垂直压力，?——土的内摩擦角（度） c ——土的内聚力（a kp ）测定土的抗剪强度试验设备可分成两类：一类是具有能控制剪切面的仪器、其中广泛应用的是单剪切面应变控制式直接剪切仪和应力控制式直接剪切仪；另一类是三轴剪切仪。就土样剪切过程中孔隙水变化情况的不同，采用直剪仪的试验方法有：（1）慢剪法加垂直压力使土样压缩达到稳定，然后以小于0.02 mm ／min 的剪切速度慢慢施加水平剪力，固结渗出的水能及时排出。（2）快剪法加垂直压力后，以0.8mm ／min 的剪切速度迅速施加剪力，在3~5分钟内剪断为止，整个试验过程中土样的含水量基本保持不变。（3）固结快剪先加垂直压力使土样完全固结，然后迅速施加剪力至剪断为止，在剪切过程中土样的含水量基本保持不变。选定剪切方法时，应尽量与土在工程中的情况相符。本试验采用应变控制式直接剪切仪作固结快剪。三、设备及仪器 1、ZJ-2型等应变直剪仪主要部分为:（1）剪切推动座部分；（2）剪切盒部分；（3）

测力环部分；（4）竖向加荷部分.主要技术指标如表：表 ZJ-型直剪仪主要技术指标 2、百分表（精度0.01mm）两只； 3、停表一只。四、仪器操作说明 1、仪器试用前，先校准杠杆水平（调节件16平衡锤），杠杆水平时，杠杆下沿应平齐立柱件（14）的中间红线。 2、将限位板10钢珠在导轨上放好，放上件18滑动框，按土工试验要求，放入土样，透水石，盖上传压板，放好钢珠（12），调节件5传压螺钉与钢珠接触，使杠杆下沿抬至立柱的上红线左右（若试样未经预压，可略抬高些），杠杆下沿处于上下红线之间，出力都有在精度范围内。 3、调整量力环、百分表对零。若需测下沉量，则安装垂直百分表、并对零。 kp）重复试验或连续试验中，无需 4、按试验需施加垂直载荷，吊盘为一级荷重（50 a 每次将砝码、吊盘取下，加荷时可左旋手轮乙，使支起的杠杆慢慢放下，卸荷时右旋手轮乙，使传压螺钉脱离钢珠，容器部件能自由取放为止。 5、待土样达到固结要求时，拧出螺丝插销，以均匀速率转动手轮甲，进行剪切，若量力环中的百分表指针不再前进，或有显著后退，表示土样已剪坏，记下所需数据。 6、退回时，反方向旋转手轮甲，推动座上附有插销，以便每次试验结束后，拔出插销，手旋推进杆，可快速退至原位。 7、卸荷 8、试验结束后，应注意：（1）将砝码、吊盘取下，以保护刀口。（2）应将仪器全部擦拭干净，金属表面涂薄油脂，以防锈蚀，还要定期打开面板，在齿面、回转等处加适量黄油。五、试验步骤

土力学直剪试验(完整报告-含实验数据、强度图)

直接剪切实验一、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，分别在不同的垂直压力下，施加水平剪切力进行剪切，测出破坏时剪应力，然后根据库仑定律确定土的抗剪强度指标：内摩擦角φ和粘聚力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的极限强度。土体的一部分对于另一部分移动时，便认为该点发生了剪切破坏。无粘性土的抗剪强度与法向应力成正比；粘性土的抗剪强度除和法向应力有关外，还决定于土的粘聚力。土的摩擦角φ、粘聚力c是土压力、地基承载力和土坡稳定等强度计算必不可少的指标。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，在四种不同竖向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 =0。表的长针调至零，即R 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分钟内剪破。剪破标准：（1）当百分表读数不变或明显后退，(2)百分表指针不后退时，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。

土力学剪切实验实验报告

土力学实验报告

直剪实验一、实验目的测量试样的抗剪强度指标：内摩擦角与粘聚力。二、实验原理利用应变控制式直剪仪，分别测出在不同荷载作用下，土体发生剪切所需要的切应力，将所得结果描点连线，所得直线即为试样的抗剪强度包线。抗剪强度包线的斜率与其与纵轴的截距即分别为内摩擦角的正切值与粘聚力。三、仪器简介应变控制式直剪仪，其中环刀，内径61.8mm，高20mm.。位移量测设备，百分表和传感器，百分表量程应为10mm，分度值0.01mm，传感器的精度应为零级。秒表。四、操作步骤（1）试样制备. （2）对准剪切容器上下盒,插入固定销,在下盒内放透水石和滤纸,将带有试样的环刀刃向上,对准剪切盒口,在试样上放滤纸和透水石,将试样小心地推入剪切盒内. （3）移动转动装置,使上盒前端钢珠刚好与测力计接触,依次加上传压板,加压框架,安装垂直位移量测装置,测记初始读数. （4）利用1.275kg，2.55kg，3.825kg，5.1kg砝码，使垂直压力分别为100、200、

300、400kPa 。（5）垂直压力施加后，拔出固定销，立即开动秒表，以0.8mm/min 的剪切速度进行。（6）当测力计百分表读数不变或者后退时，记下破坏值。当剪切过程中测力计百分表读数无峰值时，则剪切至剪切位移达6mm 时停止。（7）剪切结束，吸掉盒内积水，退去剪切力和垂直压力，移动压力框架，取出试样，测定试样含水率。五、数据整理（1）按下式计算每一试样的抗剪强度 100 ??= A R c τ 式中：1、 τ--相应于某一垂直压力的抗剪强度(kPa) 2、C —试验温度下的量力环应力系数（kPa/0.01mm ）3、R —剪切时量力环中百分表的最大读数（0.01mm ）4、A 0—试样的初始断面积（cm 2）（2）作抗剪强度与垂直压力的关系图以抗剪强度为纵坐标，垂直压力为横坐标，绘制抗剪强度与垂直压力关系曲线。（3）快剪试验记录（4）绘图表一：快剪实验记录

剪切计算及常用材料强度

2、剪切强度计算 (1) 剪切强度条件剪切强度条件就就是使构件得实际剪应力不超过材料得许用剪应力。 ????(５—6）这里[τ］为许用剪应力,单价为Pa或ＭPa．由于剪应力并非均匀分布，式(５—２）、(5-6）算出得只就是剪切面上得平均剪应力,所以在使用实验得方式建立强度条件时,应使试件受力尽可能地接近实际联接件得情况，以确定试样失效时得极限载荷τ０,再除以安全系数n,得许用剪应力［τ］。 ?????（5—７) 各种材料得剪切许用应力应尽量从相关规范中查取。一般来说,材料得剪切许用应力[τ]与材料得许用拉应力［σ］之间，存在如下关系: 对塑性材料: 对脆性材料: (2) 剪切实用计算剪切计算相应地也可分为强度校核、截面设计、确定许可载荷等三类问题,这里就不展开论述了。但在剪切计算中要正确判断剪切面积，在铆钉联接中还要正确判断单剪切与双剪切。下面通过几个简单得例题来说明．例５—１图5—12（a）所示电瓶车挂钩中得销钉材料为２0号钢,[τ]=30ＭPa，直径ｄ=20mｍ。挂钩及被连接板件得厚度分别为t＝8mｍ与ｔ１=12mm。牵引力F＝15ｋＮ。试校核销钉得剪切强度. 图5－12电瓶车挂钩及其销钉受力分析示意图解:销钉受力如图5-12（b）所示。根据受力情况,销钉中段相对于上、下两段沿m－m与ｎ—n两个面向左错动。所以有两个剪切面,就是一个双剪切问题。由平衡方程容易求出：销钉横截面上得剪应力为：故销钉满足剪切强度要求. 例5—2如图5-13所示冲床，F mａx＝400ＫN，冲头［σ］=４00MＰa,冲剪钢板得极限剪应力τb=360 ＭＰａ。试设计冲头得最小直径及钢板最大厚度。图5-１3冲床冲剪钢板及冲剪部分受力示意图解:（１）按冲头压缩强度计算d

剪切计算及常用材料强度

剪切计算及常用材料强度文档编制序号：[KKIDT-LLE0828-LLETD298-POI08]

2.剪切强度计算 (1) 剪切强度条件剪切强度条件就是使构件的实际剪应力不超过材料的许用剪应力。 [] s F A ττ=≤ (5-6) 这里[τ]为许用剪应力，单价为Pa 或MPa 。由于剪应力并非均匀分布，式(5-2)、(5-6)算出的只是剪切面上的平均剪应力，所以在使用实验的方式建立强度条件时，应使试件受力尽可能地接近实际联接件的情况，以确定试样失效时的极限载荷τ0，再除以安全系数n ，得许用剪应力[τ]。 []n ττ= (5-7) 各种材料的剪切许用应力应尽量从相关规范中查取。一般来说，材料的剪切许用应力[τ]与材料的许用拉应力[σ]之间，存在如下关系：对塑性材料：对脆性材料： (2) 剪切实用计算剪切计算相应地也可分为强度校核、截面设计、确定许可载荷等三类问题，这里就不展开论述了。但在剪切计算中要正确判断剪切面积，在铆钉联接中还要正确判断单剪切和双剪切。下面通过几个简单的例题来说明。例5-1 图5-12(a)所示电瓶车挂钩中的销钉材料为20号钢，[τ]＝30MPa ，直径d=20mm 。挂钩及被连接板件的厚度分别为t ＝8mm 和t 1＝12mm 。牵引力F=15kN 。试校核销钉的剪切强度。图5-12 电瓶车挂钩及其销钉受力分析示意图解：销钉受力如图5-12(b)所示。根据受力情况，销钉中段相对于上、下两段沿m-m 和n-n 两个面向左错动。所以有两个剪切面，是一个双剪切问题。由平衡方程容易求出：销钉横截面上的剪应力为：故销钉满足剪切强度要求。例5-2 如图5-13所示冲床，F max =400KN ，冲头[σ]=400MPa ，冲剪钢板的极限剪应力τb =360 MPa 。试设计冲头的最小直径及钢板最大厚度。图5-13 冲床冲剪钢板及冲剪部分受力示意图解：(1) 按冲头压缩强度计算d 所以 (2) 按钢板剪切强度计算t 钢板的剪切面是直径为d 高为t 的柱表面。所以例5-3 如图5-14所示螺钉受轴向拉力F 作用，已知[τ]=[σ]，求其d ：h 的合理比值。图5-14 螺钉受轴向拉力示意图解：螺杆承受的拉应力小于等于许用应力值：螺帽承受的剪应力小于等于许用剪应力值：当σ、τ同时分别达到[σ]、[τ]时．材料的利用最合理，既所以可得

直接剪切试验

实验五直接剪切试验一、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的极限强度。二、实验目的：是测定土的抗剪强度，提供计算地基强度和稳定用的基本指标（内摩擦角和内聚力）。内摩擦角和内聚力与抗剪强度之间的关系可以用库伦公式表示： τ = σ tan φ +с 式中：τ——抗剪强度，即破坏剪应力，KPa ； σ——正应力，KPa ； φ——内摩擦角，度； c ——内聚力，KPa ；三、实验方法：快剪、固结快剪、慢剪3种实验方法。现介绍快剪法。快剪法：采用原状土样尽量接近现场情况，然后于较短时间内完成试验。这种方法将使粒间有效应力维持原状，不受试验时外力的影响，由于这种粒间有效应力的数值无法求得，所以试验结果只能得出（σ tan φ +с）的混合值。四、仪器设备 1．应变控制式直剪仪(见图)。主要部件包括：剪切盒（上剪切盒、下剪切盒），垂直加压框架，测力计、剪切传动装置及位移量测系统等； 2．位移计（百分表）：量程10㎜，分度值0.01㎜； 3．环刀：内径6.18㎝，高2㎝； 4．其它：切土刀、钢丝锯等。五、操作步骤（1）对准上下盒，插入固定销钉，在下盒内放入洁净透水板及塑料薄膜；（2）将装有试样的环刀刀口向上，平口向下，对准剪切盒上盒口，在试样上面放塑料薄膜及透水板，然后将试样徐徐压入盒底，移去环刀。并顺次加上活塞钢珠及加压框架。（3）转动手轮，使上盒前端钢珠刚好测力计接触。顺次加上加压盖板、钢珠、加压框架。调整测力计百分表初读数。（4）施加垂直压力，本试验至少取四个试样，分别加不同的垂直压力，其大小按估计所受计算荷载的范围而定。一般可按25、50、100、200、300、及400KPa施加。加荷时一次轻轻加上。但必须注意，如土质松软，为防止试样被挤出，应分级施加，切不可一次加上去。 14

材料的剪切实验

材料科学与工程系实验报告实验项目：材料的剪切实验实验时间：2014-4-21 实验组别：第三小组实验指导：龚维

材料的剪切实验一、实验目的 1．用直接受剪切的方法测定低碳钢（或中碳钢）的剪强度极限； 2．观察破坏现象和分析原因。二、实验原理剪切实验一般采用圆柱形试件，直径d 为10mm ，长为l40mm ，表面有一定光洁度，如图1所示。把试件安装在剪切器内，把剪切器准确地安放在试验机上，用试验机对剪切器施加载荷，这时试件承受剪切形变，试件有两个截面受剪，随着载荷F 的增加，受剪处的材料经过弹性。屈服等阶段，最后沿受剪面剪断，读出剪断时的最大载荷F ，通过公式计算出剪切强度极限。 0 41)2b b F A τ=-（（1）从剪切的试件上可以看到破坏面并非圆平面(图2)，说明试件还受到挤压应力的作用，同时还可以看到中间一段略有弯曲。可见试件承受的作用不是单纯的剪切，所以剪切强度极限并不理想，但是这与结构零件如螺栓，铆钉，键等的受图1 实物图1

力情况一样，故仍具有实用价值。三、实验设备（1）液压式万能材料试验机。（2）剪切器（试验机附件）四、实验步骤 1．测量试样直径； 2．将试样装到剪切器中； 3．对剪切器施加压力，直至破坏，记录破坏载荷b F 。五、实验结果处理 1．根据实验记录，利用公式计算出低碳钢（或中碳钢）的剪切强度极限。图2 实物图2

041) 2b b F A τ=- （ 2．按规定格式写出实验报告。报告中的各类表格、曲线、装置简图和原始数据齐全。 3. 附件。 4. 问题讨论 ①实际剪切与理论剪切有何区别？ ②分析破坏现象的原因及解决方法？

岩石力学实验-岩石剪切强度试验

实验七、岩石抗剪强度的测定一、实验目的了解岩石抗剪实验所用模具的结构组成、掌握实验过程及实验数据处理的办法二、实验仪器及工具（一）设备 1、材料实验机 2、变角剪切夹具（二）量具游标卡尺三、实验原理通过变角剪切夹具作用在试块上的力P可分解为与剪切面垂直的正应力和与剪切面平行的剪应力。当P大到某一值时，剪应力大于岩石的黏聚力与因正应力而产生的摩擦力之和时，岩石即被剪切破坏。此时，可通过已知的α值和破坏载荷P，计算得到几组正应力σ和剪应力τ，最终通过绘图和计算求得岩石的黏聚力C与内摩擦角ψ。四、实验步骤 1、核对岩石名称和岩样编号，描述试件颜色、颗粒、层理、节理、裂隙、风化程度、含水状态以及加工过程中出现的问题； 2、在45o~65o范围内选择3个或5个以上剪切角度并在试件上画出剪切线； 3、检查试件加工精度，测量试件尺寸； 4、估算试样最大破坏载荷P max，满足0.2P0

65o时可能引起拉应力，

使试块呈现拉伸破坏； 4、选择合适的加载速率七、实验现象及数据记录、处理 1、当倾角α=40o 时，取试样一做剪切强度试验：试样一厚度：71.77mm 试样一宽度：72.59mm 试样一长度：72.89mm 试件所受试验力开始至时间破坏过程受力图：试件剪断破坏载荷为86.59KN ；试件剪切破坏后的情况： 2、当倾角α=50o 时，取试样二做剪切强度试验：试样二尺寸大小如下：试样二厚度：71.10mm 试样二宽度：72.74mm 试样二长度：71.25mm 10000 2000030000400005000060000700008000090000100000172143214285356427498569640711782853924995106611371208127913501421149215631634170517761847 岩石剪切强度（试样一）试验力(N) 位移(mm)

直接剪切试验法则测定土的抗剪强度指标

DIRECT SHEAR TEST 梁斌土木工程111 2011146207 指导老师：高凌霞 Objective To determine the shearing strength of the soil using the direct shear apparatus. Planning and organization Apparatus 1. Direct shear box apparatus 2. Loading frame (motor attached). 3. Dial gauge. 4. Proving ring. 5. Tamper. 6. Straight edge. 7. Balance to weigh up to 200 mg. 8. Aluminum container. 9. Spatula. Knowledge of Equipment: Strain controlled direct shear machine consists of shear box, soil container, loading unit, proving ring, dial gauge to measure shear deformation and volume changes. A two piece square shear box is one type of soil container used. A proving ring is used to indicate the shear load taken by the soil initiated in the shearing plane. Procedure 1. Check the inner dimension of the soil container. 2. Put the parts of the soil container together. 3. Calculate the volume of the container. Weigh the container. 4. Place the soil in smooth layers (approximately 10 mm thick). If a dense sample is desired tamp the soil. 5. Weigh the soil container, the difference of these two is the weight of the soil. Calculate the density of the soil. 6. Make the surface of the soil plane. 7. Put the upper grating on stone and loading block on top of soil. 8. Measure the thickness of soil specimen. 9. Apply the desired normal load. 10.Remove the shear pin. 11. Attach the dial gauge which measures the change of volume. 12. Record the initial reading of the dial gauge and calibration values. 13. Before proceeding to test check all adjustments to see that there is no connection between two parts except sand/soil. 14. Start the motor. Take the reading of the shear force and record the reading. 15.Take volume change readings till failure. 16. Add 5 kg normal stress 0.5 kg/cm2 and continue the experiment till failure 17. Record carefully all the readings. Set t he dial gauges zero, before starting the experiment Data Calculation Sheet for Direct Shear Test dynamometer coefficient;1.750kpa∕0.01mm