原位剪切试验报告
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压力，可以测得总应力抗剪强度指标c cu，φcu和有效应力抗剪强度指标c’，φ’。
十字板剪切试验报告
十字板剪切试验1．1试验的目的及意义(1)测定原应力条件下软粘性土的不排水抗剪强度；(2)评定软粘性土的灵敏度;(3）计算地基的承载力；(４)判断软粘性土的固结历史。
1.２试验的适用范围原位测定饱水软粘土的抗剪强度,所测得的抗剪强度值，相当于试验深度处于天然土层,在原位压力下固结的不排水抗剪强度。
１.３试验的仪器设备本次实验采用的是机械式十字板剪切仪（1)十字板头：矩形,高度为10公分，直径为５公分。
（２）轴杆:使用的轴杆直径为20mm,轴杆与十字板头连接的采用离合器装置,使轴杆和十字板头能够离合，以便分别作十字板总剪应力试验和轴杆摩擦校正试验。
(3)测力装置:采用开口钢环测力装置。
1.4实验原理十字板剪切试验的原理,即在钻孔某深度的软粘土中插入规定形状和尺寸的十字板头，施加扭转力矩,将土体剪切破坏，测定土体抵抗扭损的最大力矩，通过换算得到土体不排水抗剪强度u c 值(假定0≈ϕ）。
十字板头旋转过程中假定在土体产生一个高度为H （十字板头的高度)、直径为D （十字板头的直径）的圆柱状剪损面，并假定该剪损面的侧面和上、下底面上每一点土的抗剪强度都相等。
在剪损过程中土体产生的最大抵抗力矩M 由圆柱侧表面的抵抗力矩1M 和圆柱上、下底面的抵抗力矩2M 两部分组成，即21M M M +=。
其中:21DDH c M u ⨯=π32261232412D c D D c M u u ππ=⨯⨯⨯=)3(2161223H DD c D c D DH c M u u u +=+⨯=πππ式中—十字板抗剪强度；—u c—十字板头直径；—D —十字板头高度。
—H对于普通十字板仪,上式中的M 值应等于试验测得的总力矩减去轴杆与土体间的摩擦力矩和仪器机械摩阻力矩,即R f p M f ）（-=式中 剪损土体的总作用力；——f p—施力转盘半径。
—R 代入得：上式右端第一个因子,对一定规格(D 和H 均为十字板几何尺寸)的十字板仪为一常数,称为十字板常数k 即）（H D D M c u +=322π杆脱离进行测定；与轴试验时通过使十字板仪力和仪器机械阻力，在—轴杆与土体间的摩擦—f )()3(22f p H D D Rc f u -+=π则有)(f p k c f u -= 即为十字板剪切试验换算土的抗剪强度的计算公式。
原位单剪法法的原理
原位单剪法法的原理
原位单剪法是一种原位破裂试验方法，用于研究岩石或混凝土等材料的强度和断裂特性。
其原理是在试样上施加一个垂直于试样轴向的单剪负荷，使试样中形成一个剪切破裂面，从而测定材料的抗剪强度和断裂参数。
具体原理如下：
1.试样准备：制备一个具有规定形状和尺寸的试样，如长方体、圆柱体或岩芯等。
试样表面要光滑，确保剪切面能够自由滑动。
2.试样装配：将试样放置在剪切装置中，使试样轴向与垂直力方向保持一定夹角，以确保在加载过程中产生剪切变形。
3.施加负荷：通过加载杆或液压装置施加垂直于试样轴向的单剪力，试样开始发生剪切力和剪切变形。
4.力学参数测定：测定施加在试样上的负荷以及剪切位移。
可以使用加载传感器和位移传感器来测量这些参数。
5.断裂特性分析：通过数据处理和分析，计算试样的抗剪强度和断裂参数。
常用的参数包括剪切强度、剪切模量、切向应力-应变关系、剪切能等。
原位单剪法可用于研究不同材料的强度和断裂行为，在土工、岩石、混凝土等领域有广泛应用。
土的直接剪切试验报告
土的直接剪切试验报告直接剪切试验是土力学中常用的试验方法之一，用于研究土壤在剪切力作用下的变形特性和强度特性。
试验通过施加水平剪切力来破坏土体的结构，以获得土壤的剪切强度参数和剪切变形特性。
本报告将对直接剪切试验的常规步骤、试验参数和试验结果进行描述和分析。
试验目的：直接剪切试验的主要目的是确定土壤的剪切动力学性质，包括土壤的剪切强度、剪切模量和剪切变形特性等。
这些参数对土体的稳定性评估和工程设计具有重要的参考价值。
试验设备和样品准备：直接剪切试验所需的主要设备包括直接剪切仪、测力仪、千斤顶、压力计、编码器等。
试验前需要对土壤样品进行准备，包括收集样品、清洗、调整含水量和颗粒大小分布等。
试验步骤：1. 首先，将土壤样品填充到直接剪切仪的剪切箱中，并按照一定的高度和均匀程度压实。
2. 在样品上方放置刚性平板，用千斤顶施加垂直荷载使样品完全密实，并记录施加的垂直荷载值。
3. 将水平分隔板安装在样品上方，通过调节水平分隔板与样品之间的间隙来确定正应力水平，同时记录正应力值。
4. 在水平分隔板之上安装测力仪和压力计等设备，用以测量和记录剪切力和剪切位移。
5. 按照预定的速率施加剪切力，同时记录剪切力和剪切位移的值，直至土样破坏或达到所需的试验截止条件。
试验参数：在直接剪切试验中，常用的参数包括剪切强度参数、剪切模量和剪切变形特性等。
剪切强度参数包括黏聚力（cohesive force）和内摩擦角（internal friction angle）。
剪切模量反映土壤对剪切应变的抵抗程度，是衡量土体刚性和变形能力的指标。
剪切变形特性包括土壤的剪切变形曲线、剪切模量的变化规律和剪切带的发展等。
试验结果分析：根据试验数据，可以绘制剪切力-位移曲线和正应力-位移曲线，分析土体的破坏过程和强度特性。
同时，可以计算黏聚力和内摩擦角，并与其他试验数据进行比较，验证结果的合理性和可靠性。
对剪切变形特性进行分析，可以确定土壤在剪切作用下的变形特点和变形模量。
土力学剪切实验实验报告
土力学剪切实验实验报告实验报告：土力学剪切实验一、实验目的通过土力学剪切实验，研究土壤的抗剪特性，了解土壤的剪切强度和抗剪力的变化规律，为土壤工程设计提供依据。
二、实验原理三、实验材料与设备1.实验材料：土壤样本（取自实际工程现场）2.实验设备：剪切试验仪、土壤箱、荷载控制系统、位移测量系统等。
四、实验步骤1.准备土壤样本：根据实验需要，取适量土壤样本，经过筛选去除颗粒较大的土壤。
2.土壤湿度调节：根据实验需要，调节土壤湿度，使其符合实验要求。
3.土壤填充：将土壤均匀地填充到土壤箱中，并进行压实，以消除土壤内部的空隙。
4.样本制备：在土壤箱中放置剪切试验器，调节试验器的位置和尺寸，制备具有标准尺寸和形状的土壤样本。
5.施加荷载：通过荷载控制系统，向土壤样本施加垂直荷载，记录施加的荷载大小和变化情况。
6.施加剪力：通过剪切试验仪，施加水平剪力，产生土壤的剪切变形，记录剪切力的大小和变化情况。
7.测量位移：借助位移测量系统，测量土壤样本在剪切过程中的位移情况。
8.数据处理：结合实验数据，绘制荷载-位移曲线、剪切力-位移曲线等，计算土壤样本的抗剪力和剪切强度等力学参数。
五、实验结果与分析根据实验数据，绘制荷载-位移曲线和剪切力-位移曲线，得到土壤样本在不同荷载和位移条件下的抗剪特性。
根据曲线的形态，可以得出以下结论：1.荷载-位移曲线：随着施加荷载的增加，土壤样本的位移逐渐增大，但位移增大的速率逐渐减小。
2.剪切力-位移曲线：随着剪切位移的增加，剪切力也逐渐增加，并达到峰值后逐渐减小。
根据实验数据和曲线分析，可以计算土壤样本的抗剪力和剪切强度。
通过比较不同条件下的数据，可以得出土壤剪切特性的变化规律，为土壤工程设计提供依据。
六、实验总结通过土力学剪切实验，我们了解了土壤的剪切强度和抗剪力的变化规律。
实验结果可以为土壤工程设计提供重要的参数和依据，帮助工程师选择合适的土壤材料和设计合理的工程结构。
在实验过程中，我们发现实验结果可能受到土壤样本的湿度、压实度等因素的影响，因此在实际工程中，还需按照具体情况选择最适合的剪切实验方法和参数。
基于FLAC_3D的土石混合体原位直剪试验数值模拟研究
基于FLAC_3D的土石混合体原位直剪试验数值模拟研究宋岳;罗浩然;柳滔【摘要】基于莫尔-库伦模型理论,采用有限元软件FLAC 3D,对三峡库区滑坡处的土石混合体进行了原位直剪试验数值模拟研究.通过分析试件不同竖向位移和横向剪切位移处的7个监测点的模拟试验数据,结果表明:竖向位移相同处的不同监测点1—7,峰值强度整体先减小后趋于稳定;剪切应力开始随着剪切位移增加而急剧爬升.当剪切位移达到0.09 m时,剪切面剪切力到达"峰值",而后趋于稳定.土石混合体在剪切的过程中内部应力呈现不均匀分布,试样中的石块比周边土体更晚进入塑性变形.上述结果可为三峡库区土石混合体滑坡体加固工程提供理论依据.【期刊名称】《人民珠江》【年(卷),期】2018(039)009【总页数】5页(P33-37)【关键词】土石混合体;直剪试验;塑性区;数值模拟【作者】宋岳;罗浩然;柳滔【作者单位】三峡大学水利与环境学院,湖北宜昌 443002;三峡大学水利与环境学院,湖北宜昌 443002;三峡大学水利与环境学院,湖北宜昌 443002【正文语种】中文【中图分类】TU411长江三峡水库多达5 000余公里的库岸线上，经过长期蓄水后，存在着140段约343 km的欠稳定和不稳定库岸，占总库岸线长度的6.8%。
根据调查统计有80%～90%的库岸滑坡属于土石混合体堆积体，组成这些松散堆积体，主要由滑坡积物、残坡积物、崩坡积物等物质组成，多含砾石、砂石、碎石，具有不均匀特性。
在岩土工程建设领域，土石混合体属于经常遇到而又必须妥善处理的地质体，其本身力学性质具有特殊性：强度参数对环境敏感性高且具有高度的环境依赖性。
由于三峡库区不同的土石混合体滑坡的成因有所不同，造成其岩石的生成条件、颗粒组成、含石量、风化程度等一系列物理参数和力学性能存在一定的差异。
因此，研究三峡库区造成滑坡的土石混合体不仅具有理论意义，还具有工程价值。
砂浆剪切法原始记录数据报告
砂浆剪切法原始记录数据报告
以下是砂浆剪切法原始记录的数据报告：
实验目的：通过使用砂浆剪切法，测量砂浆的剪切强度。
实验设备和材料：
1. 砂浆剪切装置
2. 秤
3. 砂浆样品
实验步骤：
1. 准备砂浆样品：将砂浆混合物倒入模具中，施加适当的压力使其填满模具，并平整表面。
2. 将砂浆样品放入有机玻璃槽中，使样品底部与槽底平行。
3. 将砂浆剪切装置的平行板调整到与样品顶部平行的位置。
4. 手动旋转砂浆剪切装置上的滑轮，使其剪切样品。
5. 当样品剪切破裂时，记录所施加的剪切力。
实验数据：
样品编号剪切力（N）
1 120
2 115
3 118
数据分析：
计算三个样品的平均剪切力：
(120 + 115 + 118) / 3 = 117.67 N
结论：
根据实验数据，我们得出砂浆的平均剪切强度为117.67 N。
这个结果可以作为砂浆的剪切强度参考值，并用于工程设计和施工中的相关计算。
原位大剪试验与室内剪切试验的对比探讨_习小山
后施加水平剪切力， 使试样在预定的剪切面 上破坏。 当剪应力与剪切变形的曲线有峰值 时，即为剪损，试验结束。 当剪应力与剪切变 形的曲线无峰值时， 则 剪切 位移 为 50mm 时 试验结束。
2.3.3 颗粒分析试验 对于每组剪切试验的样品进行了颗粒分 析试验， 采用 筛分 法过 孔 径为 20、10、5、2、l、 0.5、 0.25、0.1、0.075mm 的标准筛。 2.3.4 试验结果 表 1 试样的实验成果数据表
指标有：施工设施的布置规模，主要考虑满足施
避施工布置过程中存在的模糊性，而应客观对
由于以上模糊性的存在，回避或忽略模糊 工要求的情况下，施工设施的布置容量和占地
待模糊性这种客观存在，了解其规律，为人们规 性都是不科学、不全面的。以往那些决策指标 面积。施工设施的地基承载能力，考虑地质情
划、论证、评价决策、设计和运行管理提供科学 值、决策指标权重作为确定值来进行方案优选 况、边坡稳定情况等。水文地质的要求和施工导
产，易于管理，方便生活的程度；在施工流程中， 为人们考虑客观上存在的模糊性，为合理决策 制，物流进出口最小范围，施工设施间的安全距
互相协调的程度；对主体工程施工和运行的影 提供有力支持。
离等。施工场区的对内对外道路状况，考虑施工
3、结果与讨论 3.1 试验方法比较 室 内 剪 切 试 验 采 用 直 径 为 61.8mm 的 试 样 ，剪切 面 积为 30cm2，垂 直 压 力 为 100、200、 300、400kPa。 原位 大剪 试验 ， 采 用 500mrn×500mm 的 正 方 形 试 样 ，剪 切 面 积 为 2500cm2，垂 直 压 力 为 1/5、2/5、3/5、4/5、l 上 覆 土 重 。 从 剪 切 面 积 比较：室内剪切操作方便，工作强度小。 原位 大剪试验由于剪切面大更接近真实受力状 态，受到系统误差的干扰小，检测结果更接近 真实值。 从施加的垂直压力比较：原位大剪试 验中土体的受力情况更接近自然环境中的真 实值。 3.2 试验结果比较 3.2.1 颗 粒 分 布 与 抗 剪 曲 线 相 关 系 数 的 关系： 以<0.075mm 土的百分 含 量为 纵坐 标 ， 以对应士的抗剪曲线相关系数为横坐标做 图：
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原位剪切试验
1.1试验的目的
（1）测定土体在外力作用下土体沿软弱面和地基土与混凝土接触面及岩土
体本身的抗剪强度；测定土不同压力下的抗剪强度，得出土的抗剪强度指标粘聚
力c和摩擦角，可以估算地基承载力，评价地基稳定性，计算挡土墙土压力等。
（2）熟悉现场原位剪切试验的操作步骤。
1.2试验的适用范围
主要适用于粘性土、粉土、砂土、碎石土以及它们组成的混合土层。
1.3试验的基本原理
原位剪切试验的原理是根据库伦定律，土的内摩擦力与剪切面上的法 向压
力成正比，将同一种土制备成几个土样，分别在不同的法向压力下，沿固定的剪
切面直接施加水平剪力，得其剪坏时剪应力，即为抗剪强度τf，然后根据剪切
定律确定土的抗剪强度指标内摩擦角φ和内粘聚力c。
其原理和室内剪切试验一样根据库伦定律，根据库伦定律有
tanCf
式中 度；），即岩土体的抗剪强力（—剪切破坏面上的剪应—kpaf
）；（—破坏面上的法向应力—kpa
）；—岩土体的内聚力（—kpaC
）。—岩土体的内摩擦角（—
依据测得的f就可求出相应的、C值。
本次试验采用平推法，所以按下列公式计算各法向荷载下的法向应力和剪切
应力：
式中 ）；向应力（—作用于剪切面上的法—paM
）；切应力（—作用于剪切面上的剪—paM
）；法向荷载（—作用于剪切面上的总—NP
）；剪切荷载（—作用于剪切面上的总—Nq
）。—剪切面面积（—2mmF
1.4试验的仪器设备及制样工具
1.4.1仪器设备
垂直加压千斤顶1个、水平加压千斤顶1个、百分表1个、垂直加压钢垫
板2块、滚排1块、水平加压钢垫板2块、垂直加压斜撑反力装置1套、剪切
盒1组，剪切盒面积为0.12平方米（32.5 cm×37cm）。
1.4.2 制样工具
大铲子、小铲子、锄头、刮土刀等
1.5注意事项
（1）挖土时应该让试样留出高出剪切盒1mm左右，方便用刮土刀整平；
（2）剪切盒下方不能悬空，应该与下面土体保持接触；
（3）开挖试坑时应避免对土体的扰动，在地下水位以下试验时，应避免水压力
和渗流对试验的影响；
（4）施加的法向荷载、剪切荷载应位于剪切面、剪切缝的中心，并保持法向荷
载不变，最大法向荷载应大于设计荷载，并按等量分级；荷载精度应为试验最大
荷载的±2％；
1.6试验步骤
（1）开挖试坑，开挖到预定深度后用用剪切盒制备试验，试验大小刚好让剪切
盒套入为宜，套入剪切盒后，轻轻平整表面的土，安放工字钢作为提供反力装置。
（2）在土体上表面放置垂直加压钢垫板，然后把滚排放在垂直加压钢垫板上，
再安放垂直千斤顶，使千斤顶紧密压着土体。
（3）安放水平加压钢垫板以及水平加压千斤顶，再安装百分表。
（4）开始施加垂直加压千斤顶，第一组试验的垂直千斤顶的压力稳定为4Mpa，
待垂直千斤顶稳定后开始施加水平加压千斤顶，每级按照0.2Mpa施加，稳定缓
慢地加载，当水平加压千斤顶读数不再增大或者开始变小时停止施加水平力，记
录下此时的水平加压千斤顶的读数和百分表读数。
（5）在原来施加水平力的相反方向施加水平力，使土体回到原来的位置上，然
后按照步骤4开始试验，此时得到的强度为残余强度。
1.7试验数据
土体原位峰值抗剪强度试验数据表
垂直千斤顶压力表水平千斤顶压力表峰剪切面积
试样编号 读数(Mpa) 值读数 (Mpa) (m
2
)
No.1 2.5 2.18 0.12
No.2 6.5 3.46 0.12
No.3 12.3 5.71 0.12
1.8试验数据处理
根据标定曲线可以得出原状土峰值抗剪强度油压表读数、千斤顶出力、剪应
力之间的关系表
（1）峰值抗剪强度试验数据
土体原位峰值抗剪强度试验数据处理表 表3
试样编号 垂直压应力(kpa) 水平剪应力(kpa) 剪切面积(m
2
)
No.1 30.9 31.79 0.12
No.2 90.9 50.46 0.12
No.3 177.9 83.27 0.12
由上图可得到土的原位抗剪强度与法向压应力之间的关系：
tan31.110.30ffc
粘聚力c=19.995kpa，内摩擦角为φ=19.397
（2）土体原位残余抗剪强度试验数据
表2 土体原位残余抗剪强度试验数据表
试样编号 垂直千斤顶压力表读数(MPa) 水平千斤顶压力表峰值读数 (MPa)
剪切面积
(m2)
No.1 2.5 1.65 0.12
No.2 6.5 3.15 0.12
No.3 12.3 5.12 0.12
千斤顶率定曲线：
水平千斤顶：y=1.75*x
y为千斤出力（KN），x为油压读数（MPa）
垂直千斤顶： y=1.8*x-0.792
y为千斤出力（KN），x为油压读数（MPa）
0
10
20
30
40
50
60
70
80
050100150200
垂直压应力（kpa）
垂
直
剪
应
力
（
kpa
）
由上图可得到土的粘聚力C=14.50kpa，内摩擦角为φ=25
。
1.9试验成果分析及工程应用
该数据得到的土的原位直接剪切试验得到的粘聚力c=19.995kpa，内摩擦角为
φ=19.397符合一般粘性土的参数范围。残余抗剪强度测得的粘聚力C=14.50kpa，
内摩擦角为φ=25
。
该数据的峰值抗剪强度大于残余抗剪强度，符合工程实际。
*我们自己测得数据中残余抗剪强度大于峰值抗剪强度，因为土体才刚刚放
置了三个月，且扰动较严重。第一次试验相当于把土压实，所以第二次试验所得
的值比第一次的大。不符合工程实际