直剪试验 - 副本
直接剪切试验报告---文本资料
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ϕ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）。
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，将百分表的长针调至零，即R=0。
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：14 94.8 185.2 234.15616 96.8 223.2 239.09618 97.6 262.4 241.07220 97.6 302.4 241.07222 97.6 342.4 241.07224 97.6 382.4 241.07226 97.6 422.4 241.072剪切位移为4mm时对应的剪应力（kpa）即抗剪强度如下表：100 61.26200 121.03300 181.79400 241.07由图可知：抗剪强度指标：C=10，φ=31.2THANKS !!!致力为企业和个人提供合同协议，策划案计划书，学习课件等等打造全网一站式需求欢迎您的下载，资料仅供参考。
土力学直剪试验(完整报告-含实验数据、强度图)
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R5.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：垂直压力(KPa ) 手轮转数钢环读数(0.01mm)剪切位移(0.01mm)剪应力(KPa)10 00 0 0 02 16.0 24.0 39.520 4 21.0 59.0 51.870 6 23.0 97.0 56.810 8 24.0 136.0 59.280 10 24.8 175.2 61.256 12 24.8 215.2 61.256 14 24.8 255.2 61.256 16 24.7 295.3 61.009 18 24.8 335.2 61.256 20 24.8 375.2 61.256 22 24.8 415.2 61.256 24 24.8 455.2 61.2562000 0 0 02 20.0 20.0 49.400 4 32.0 48.0 79.040 6 38.2 81.8 94.354 8 42.0 118.0 103.740 10 47.0 153.0 116.090 12 49.0 191 121.030 14 49.1 230.9 121.277 16 49.1 270.9 121.277 18 49.1 310.9 121.277 20 49.0 351 121.030 22 49.0 391 121.030 24 49.0 431 121.0303000 0 0 02 25.0 15 61.750 4 42.0 38 103.740 6 52.2 67.8 128.934 8 57.8 102.2 142.766 10 62.6 137.4 154.62212 67.0 173 165.490 14 69.0 211 170.430 16 72.0 248 177.840 18 73.3 286.7 181.051 20 73.6 326.4 181.792 22 73.6 366.4 181.792 24 73.5 406.5 181.545 26 73.6 446.4 181.7924000 0 0 02 28.0 12.0 69.160 4 52.0 28.0 128.440 6 69.2 50.8 170.924 8 80.2 79.8 198.094 10 89.0 111 219.830 12 90.8 149.2 224.276 14 94.8 185.2 234.156 16 96.8 223.2 239.096 18 97.6 262.4 241.072 20 97.6 302.4 241.072 22 97.6 342.4 241.072 24 97.6 382.4 241.072 26 97.6 422.4 241.072剪切位移为4mm时对应的剪应力（kpa）即抗剪强度如下表：100 61.26200 121.03300 181.79400 241.07由图可知：抗剪强度指标：C=10，φ=31.2。
土力学直剪试验(完整报告
土力学直剪试验(完整报告一、引言土力学直剪试验是土力学领域中常用的一种试验方法，用于研究土体在剪切应力作用下的力学性质。
通过直剪试验可以得到土体的剪切强度参数，了解土体的抗剪性能，为土体的工程应用提供依据。
本报告将对土力学直剪试验的试验过程、数据处理及结果分析进行详细介绍。
二、试验目的本次试验的主要目的是测定土体的剪切强度参数。
通过对不同试验条件下土体的剪切强度进行测定，分析土壤类型、含水率等因素对土体剪切强度的影响，为土体工程设计提供参考。
三、试验原理直剪试验是将土体样品切割成两个均匀的平面，之后对这两个平面施加水平剪切力，使土体断裂。
根据土体断裂时产生的剪切力和剪切位移，可以计算土体的剪切强度参数。
试验过程中需要注意保持土体样品的水分状态和试验速度等因素。
四、试验装置与样品制备直剪试验需要用到直剪仪、剪切盒、仪器支撑架等试验装置。
首先，从现场采集的土样中挑选一部分代表性的样品，对样品进行初步处理，如去除杂质、石块等。
然后，根据试验要求将土样切割成方形或圆形样品，保证样品的均匀性和一致性。
五、试验过程1.样品制备：根据试验要求将土样切割成适当尺寸的样品。
2.试验装填：将样品放入剪切盒中，在试验过程中要确保样品与剪切盒之间的水平位置。
3.水分调节：根据试验要求，可以调节试验前的样品水分含量。
4.剪切加载：在试验仪器上施加水平剪切力，使样品发生剪切破坏。
5.数据记录：记录剪切过程中的剪切力和剪切位移数据。
六、数据处理根据试验中记录的剪切力和剪切位移数据，可以进行以下数据处理：1.计算土体的剪切强度参数：根据剪切力和剪切位移数据计算土体的剪切强度参数，如摩擦角、凝聚力等。
2.绘制剪切曲线：将试验过程中的剪切力和剪切位移数据绘制成剪切曲线，分析土体的剪切特性。
七、结果分析根据试验数据处理结果，可以得到土体的剪切强度参数。
1.土壤类型对土体的剪切强度有一定影响，不同土壤类型的剪切强度参数存在差异。
2.含水率对土体的剪切强度也有一定影响，一定范围内土体的含水率越高，剪切强度越低。
直接剪切试验
直接剪切试验（快剪法）（一）试验目的直接剪切试验是测定土的抗剪强度的一种常用方法。
通常采用四个试样为一组，分别在不同的垂直压力σ下，施加水平剪应力进行剪切，求得破坏时的剪应力τ，然后根据库仑定律确定土的抗剪强度参数内摩擦角φ和凝聚力C。
直剪试验分为快剪（Q）、固结快剪（CQ）和慢剪（S）三种试验方法。
在教学中可采用快剪法。
（二）试验原理快剪试验是在试样上施加垂直压力后立即快速施加水平剪切力，以0.8~1.2mm/min的速率剪切，一般使试样在3～5min内剪破。
快剪法适用于测定粘性土天然强度。
附图9－1 应变控制式直剪仪结构示意图1－垂直变形百分表；2－垂直加压框架；3－推动座；4－剪切盒；5－试样；6－测力计；7－台板；8－杠杆；9－砝码（三）仪器设备1．应变控制式直接剪切仪：如附图9－1，有剪力盒、垂直加压框架、测力计及推动机构等。
2．其它：量表、砝码等。
（四）试验步骤1．切取试样：按工程需要用环刀切取一组试样，至少四个，并测定试样的密度及含水率。
如试样需要饱和，可对试样进行抽气饱和。
2．安装试样：对准上下盒，插入固定销钉。
在下盒内放入一透水石，上覆隔水蜡纸一张。
将装有试样的环刀平口向下，对准剪切盒，试样上放隔水蜡纸一张，再放上透水石，将试样徐徐推入剪切盒内，移去环刀。
3．施加垂直压力：转动手轮，使上盒前端钢珠刚好与测力计接触，调整测力计中的量表读数为零。
顺次加上盖板、钢珠压力框架。
每组四个试样，分别在四种不同的垂直压力下进行剪切。
在教学上，可取四个垂直压力分别为100、200、300、400kPa。
4．进行剪切：施加垂直压力后，立即拔出固定销钉，开动秒表，以每分钟4～6转的均匀速率旋转手轮（在教学中可采用每分钟6转）。
使试样在3～5分钟内剪破。
如测力计中的量表指针不再前进，或有显著后退，表示试样已经被剪破。
但一般宜剪至剪切变形达4mm。
若量表指针再继续增加，则剪切变形应达6mm为止。
手轮每转一圈，同时测记测力计量表读数，直到试样剪破为止。
直剪试验方案
（一）试验目的直接剪切试验是测定土的抗剪强度的一种常用方法，可提供土的内摩擦角和粘聚力。
（二）试验方法取天然含水率，采用5个试样，分别在不同的垂直压力P下，施加水平剪切力进行剪切，测得剪切破坏时的剪应力。
然后根据库仑定律确定土的抗剪强度指标：内摩擦角和粘聚力。
（三）实验原理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。
该试验是将同一种土的几个试样分别在不同的垂直压力作用下，沿固定的剪切面直接施加水平剪力，得到破坏时的剪应力，然后根据库仑定律，得到土的抗剪强度指标：内摩擦角和粘聚力。
仪器设备：Shear Trac-II全自动直剪仪。
变形量测设备：量程5cm ，准确度为全量程0.1％的位移传感器。
固结快剪试验步骤：2)制备原状土试样，测定密度和含水率，每组试样数5个。
对准剪切容器上下盒，插入固定销，装入土样，盖上盖板，固定仪器。
垂直向、水平向力归零，移动垂直向传动装置，使传力端头和钢珠接触。
垂直向、水平向位移归零。
仪器参数设置。
五组试样依次施加垂直压力为50，100，200，300，400kpa，当固结变形达到每小时不大于0.005mm时，去掉固定销，以0.8mm/min的剪切速度施加水平力，由位移控制剪切变形，位移最大值取50mm，力最大值取20KN。
3)运行仪器，记录试验结果，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，如下图所示，直线的倾角为摩擦角，直线在纵坐标上的截距为粘聚力。
图一τ～σ关系曲线二、固结试验（一）试验目的通过测定试样在侧限与轴向不排水条件下的垂直向变形和压力关系，得到应力应变曲线及压缩模量。
（二）试验方法快速固结试验法。
（三）基本原理土在外荷载作用下，水和空气逐渐被挤出，土的骨架颗粒之间相互挤紧，封闭气体的体积减小，从而引起土的压缩变形。
固结试验就是测定天然状态下的原状土样或扰动土样在不同荷载和侧限条件下的压缩变形。
直接剪切试验
直接剪切试验一、试验目的直接剪切试验就是直接对试样进行剪切试验，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，测得试样破坏破坏时的剪应力τ，然后根据库伦定律确定土的抗剪强度参数内摩擦角φ和粘聚力c 。
二、试验原理用库仑公式表示如下：粘性土 c tg +⋅=ϕστ 非粘性土ϕστtg ⋅= 式中：τ —土体抗剪强度（kPa ） σ—承受的垂直压力（kPa ϕ—内摩擦角 （°）； c —粘聚力（kPa ）。
图6—1τ～σ关系曲线 图6—2τ～△L 关系曲线三、试验方法根据土样在剪切过程中孔隙水变化情况的不同，常用的直剪方法有三种：1.不固结快剪法：加法向力后，讯速施加剪力，在3～5分钟内将土样剪破试样。
整个试验过程中土样的含水量保持不变；2.固结快剪法：施加法向力后，让试样固结排水，产生竖向压缩变形，待固结稳定后，再快速施加水平剪应力使试样剪破。
要求试样在剪切过程中含水量保持不变；3.固结慢剪法：施加法向力后，让试样固结排水，产生竖向压缩变形，待固结稳定后，缓慢施加水平剪力，使试样剪切破坏。
要求试样在剪切过程中孔隙水能及时消散。
四、不固结快剪试验 试验方法适用于渗透系数小于10-6cm/s的细粒土。
1.试验设备 （1）应变控制直剪仪：由剪切盒、垂直加压设备、剪切传动装置、测力计、位 移测量系统组成。
见图6—3；（2）环刀：高度20mm ，内径61.8mm 。
（3）天平：感量0.1g 、称量500g ；（4）百分表：量程10mm ；（5）其它辅助工具：环刀、饱和器、削土刀、秒表、透水石、滤纸等。
2.试验步骤（1）按工程需要，从原状土样中切取原状土试样或制备给定干密度及含水率的扰动土试样。
切样方法同压密试验；（2）每组试验至少制备4个试样，按密度试验和含水率试验的方法测定试样的密度和含水率。
要求各试样间的重力密度差值不大于0.3kN/m 3，含水量不大于2%；（3）将上、下盒对准，插入固定销，在下盒内放入透水石和滤纸，将带有试样的环刀刀口向上，刀背向下，对准剪切盒口，放置滤纸和上透水石，将试样慢速推入剪切盒内，移去环刀，加上传力盖板；（4）安装滑动钢珠、剪切盒和量力环，施加0.01N/mm 2的预压荷载，转动手轮，将量力环中百分表读数调零。
直剪试验
土的直剪实验一、试验目的直剪试验是测定土抗剪强度的一种常用的、古老的、又最简单的方法。
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ϕ，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。
二、试验原理土的抗剪强度是土在外力作用下，其一部分土体对另外一部分土体滑动时所具有的抵抗剪切的极限强度。
三、试验方法1.快剪试验2.固结快剪试验3.慢剪试验四、仪器设备①手动直剪仪；② 百分表；③其他：环刀、刮土刀、钢丝锯、塑料片等。
五、操作步骤1.将环刀内侧涂上一层凡士林，刀刃相下放在土样上。
2.用刮土刀将环刀均匀压入土样，高出环刀上沿1-2mm 为宜，然后用钢丝锯和刮土刀将土样两端刮平。
3.对准上下剪切盒，插上销钉，将土样放入盒内。
4.试样装好后，转动手轮，使上盒前端与测力计接触。
顺次加上加压盖、钢珠、加压架。
5.根据试验设计施加垂直压力σ：50kPa 、100kPa 、200kPa 、400 kPa6.施加垂直荷载后，立即拔去销钉，将百分表调零，开动秒表，以1.2mm/min 的速率剪切土样。
手轮每分钟6转，根据试样情况最多30转，使土样在3-5min 内剪坏。
手轮每转一圈，同时测记百分表读数。
7.剪切结束后，退去剪切盒垂直压力，取出土样，重新安装第二个试样，进行下一级实验，直至实验结束。
8.实验结束后，将仪器及取土工具清洗干净，放回原位。
六、成果整理1.剪应力计算：==k k CRR Aτ（Pa ）R —百分表读数，0.01mm ； τ—剪应力；A —试样面积，30cm 2C —钢环系数，N/0.01mm 2.剪切位移计算：20()100n Rl mm -∆= n —手轮转数4.绘制τ-l ∆曲线，确定峰值强度max τ。
5.绘制max τ-σ曲线，确定土的抗剪强度指标c 、ϕ值。
直剪试验方案
（一）试验目的直接剪切试验是测定土的抗剪强度的一种常用方法，可提供土的内摩擦角和粘聚力。
（二）试验方法取天然含水率，采用5个试样，分别在不同的垂直压力P下，施加水平剪切力进行剪切，测得剪切破坏时的剪应力。
然后根据库仑定律确定土的抗剪强度指标：内摩擦角和粘聚力。
（三）实验原理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。
该试验是将同一种土的几个试样分别在不同的垂直压力作用下，沿固定的剪切面直接施加水平剪力，得到破坏时的剪应力，然后根据库仑定律，得到土的抗剪强度指标：内摩擦角和粘聚力。
仪器设备：Shear Trac-II全自动直剪仪。
变形量测设备：量程5cm ，准确度为全量程0.1％的位移传感器。
固结快剪试验步骤：2)制备原状土试样，测定密度和含水率，每组试样数5个。
对准剪切容器上下盒，插入固定销，装入土样，盖上盖板，固定仪器。
垂直向、水平向力归零，移动垂直向传动装置，使传力端头和钢珠接触。
垂直向、水平向位移归零。
仪器参数设置。
五组试样依次施加垂直压力为50，100，200，300，400kpa，当固结变形达到每小时不大于0.005mm时，去掉固定销，以0.8mm/min的剪切速度施加水平力，由位移控制剪切变形，位移最大值取50mm，力最大值取20KN。
3)运行仪器，记录试验结果，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，如下图所示，直线的倾角为摩擦角，直线在纵坐标上的截距为粘聚力。
图一τ～σ关系曲线二、固结试验（一）试验目的通过测定试样在侧限与轴向不排水条件下的垂直向变形和压力关系，得到应力应变曲线及压缩模量。
（二）试验方法快速固结试验法。
（三）基本原理土在外荷载作用下，水和空气逐渐被挤出，土的骨架颗粒之间相互挤紧，封闭气体的体积减小，从而引起土的压缩变形。
固结试验就是测定天然状态下的原状土样或扰动土样在不同荷载和侧限条件下的压缩变形。
直接剪切实验报告
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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。
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1.0kg/cm2，2.0kg/cm2，3.0kg/cm2，4.0kg/cm2）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。
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）。
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(a)
38.318 73.542 109.242 138.04 153.51 167.552 178.976 189.448 197.54 204.442 209.916 217.056 222.054 224.196 229.194 232.05 235.144 236.81 237.762 238.476 239.19 239.19 239.428 239.428
(kPa)
43.078 66.164 82.11 94.248 104.72 115.192 124.95 133.518 142.086 145.656 153.748 158.032 161.84 165.41 166.838 167.076 164.696 162.554 159.222 158.508
式中：σ—剪破面上的法向应力； P，T—法向力和剪力； τf—剪破面上抗剪强度； Tmax—试样能承受的最大剪力； A—剪破面面积。 当采用 4 个试样，用不同的法向力 σi 作用于竖直方向，剪切时得到不同 的抗剪强度 τfi。将 4 组（σi，τi） ，置于坐标系中，用最小二乘法作直线，称 作库伦强度线。强度线在纵坐标上的截距为粘聚力 c 与水平线的夹角为内摩 擦角 υ。 直剪试验按法向力 P 和剪力 T 施加速度或作用时间长短分成下述三种： 1.快剪（q） 法向力 P 刚加好，就快速加剪力 T 剪破试样。要求试样 在加 P 至试样剪破过程中来不及排水； 2.固结快剪(Cq） 法向力 P 作用于试样上后，让试样固结排水，产生竖 向压缩变形，待固结稳定后，再快速施加水平剪力使试样剪破。要求试样在
二、 试验原理
直剪试验中，采用圆柱状试样。在竖直方向加法向力 P，在预定剪切面 上，下加一对剪力 T 使试样剪切。 试验时，剪力 T 自零开始增加，剪位移 δ 也自零增加。剪破时，剪力 T 达到最大值Tmax ，对应剪破面上剪应力达到抗剪强度，即：
P A Tmax A
(10-1)
f
(10-2)
0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2 2.2 2.4 2.6 2.8 3 3.2 3.4 3.6 3.8 4 4.2 4.4 4.6 4.8
8.9 14.1 18.5 21 22.8 23.5 23.8 24.7 24.8 24.8
12.6 23 31.1 36.3 40 43.5 45.5 47.2 48.8 49.8 50.5 51 51.2 51.3 51.3 51.5 51.6 51.5 51
16.1 30.9 45.9 58 64.5
239
38.318 73.542 109.242 138.04 153.51
c= 0
υ=30.4º
注：本试验全部试验数据见附录一。
剪应力τ(kPa)
300
250 239 200 167 150 123 100 59 50
σ=100kPa σ=300kPa
σ=400kPa
σ=200kPa
0 0 1 2 3 4 5
图1 剪应力与剪位移的关系
剪位移δ6 （mm）
τf (kPa)
300
250
τf = σ·tgυ
200
150
100
50
0 0
υ=30.4º
50 100 150 200 250 300 350 400 450
图2 抗剪强度线
σ(kPa)
六、 思考题
剪切过程中来不及排水； 3.慢剪 （S） 试样在法向力 P 作用下固结完成后， 慢速施加水平剪力 T， 使试样剪切至破坏。要求试样在剪切过程中孔隙水应力能及时消解。
三、 试验设备
1.直剪仪 常用直剪仪为应变控制直剪仪，主要部件包括：剪切容器、 法向力加力框架、水平力推力座及量力环等。还有一种为应力控制直剪仪， 与前者差别在于水平力采用直接加载的方式而不是用控制剪位移的方式； 2.其它辅助设备 等。 百分表、天平、环刀、饱和器、削土刀、秒表、滤纸
(kPa)
21.182 33.558 44.03 49.98 54.264 55.93 56.644 58.786 59.024 59.024
(kPa)
29.988 54.74 74.018 86.394 95.2 103.53 108.29 112.336 116.144 118.524 120.19 121.38 121.856 122.094 122.094 122.57 122.808 122.57 121.38
2.施加竖压力 P 后， 使试样在法向应力作用 试样，在 P 加上 5min 以后，往剪切盒中注水；若系非饱和试样，在剪切盒 四周围以湿棉花，防止水分蒸发； 3.按照压缩试验的标准， 当试样在σ作用下压缩稳定后， 测记试样压缩变 形量； 4.按快剪试验的第 2,3,4 的步骤加剪力使试样剪破。 （四）慢剪 1.同固结快剪第 1,2,3 的步骤施加法向应力 σ 并量测压缩变形量； 2.当试样固结完成后，采用不大于 0.02mm/min(1 周/10min)的剪切速率 进行剪切，直至剪破。一般每个试样在 3—5 小时内剪破； 3.重复步骤 1,2 进行 4 个试样的剪切试验。
1.为什么直剪试验要分三种试验方式？ 答：固结程度和排水条件对抗剪强度是有影响的，为了考虑这种影响，所以 根据加荷速率的快慢将直剪试验划分为快剪、 固结快剪和慢剪三种试验类型。
2.直剪试验有什么优缺点？ 答：优点：设备简单，试验的制备和安装方便，且操作容易掌握； 缺点：①剪破面固定为上下盒之间的水平面不符合实际情况，因为该面 不一定是土样的最薄弱的面； ②试验中， 试样的排水程度靠试验速度的 “快” 、 “慢”来控制，做不到严格的排水或不排水，这一点对透水性强的土来说尤 为突出；③由于上下盒的错动，剪切过程中试样的有效面积逐渐减小，使试 样中的应力分布不均匀，主应力方向发生变化，当剪切变形较大时，这一缺 陷表现的更为突出。
P A 下排水固结。 若系饱和
五、 试验数据记录与处理
表一 直接剪切试验数据记录表（部分）
试验方法：快剪 剪切速度：4 r/min 法向应力 (kPa) 固结变形量 (mm) 剪前孔隙比 钢环系数 (kPa/0.01mm) 手轮转数 1 2 3 4 5 剪切位移 (mm) 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 抗剪强度 (kPa) 抗剪强度指标 2.38 钢环读数 (0.01mm) 剪应力 (kPa) 2.38 钢环读数 (0.01mm) 剪应力 (kPa) 2.38 钢环读数 (0.01mm) 剪应力 (kPa) 2.38 钢环读数 (0.01mm) 剪应力 (kPa) 100 200 初始孔隙比： 初始含水率： 300 400
8.9 14.1 18.5 21 22.8
59
21.182 33.558 44.03 49.98 54.264
12.6 23 31.1 36.3 40
123
29.988 54.74 74.018 86.394 95.2
18.1 27.8 34.5 39.6 44
167
43.078 66.164 82.11 94.248 104.72
18.1 27.8 34.5 39.6 44 48.4 52.5 56.1 59.7 61.2 64.6 66.4 68 69.5 70.1 70.2 69.2 68.3 66.9 66.6
16.1 30.9 45.9 58 64.5 70.4 75.2 79.6 83 85.9 88.2 91.2 93.3 94.2 96.3 97.5 98.8 99.5 99.9 100.2 100.5 100.5 100.6 100.6
四、 试验步骤
（一）试样制备 1.按工程需要，从原状土样中切取原状土试样或制备给定干密度及含水 率的扰动土试样。切样方法同压缩试验； 2.按密度试验和含水率试验的方法测定试样的密度和含水率。对扰动试 样需要饱和时，可采用抽气饱和法进行； 3.每组试验至少制备 4 个试样，在四种不同竖向压力作用下进行剪切试 验。竖向压力的大小根据现场工程荷载和土层深度确定，原则上竖向压力范 围应覆盖原状土从自重应力到自重应力加附加应力的范围， 一般可取为： 100， 200， 300， 400kPa。 对于软粘土应采用较小的竖向压力， 以免产生挤出现象。 （二）快剪试验 1.对准上、 下盒， 插入固定销， 在下盒内放入下透水石， 不透水塑料膜， 将试样对准剪切盒口，放置上不透水塑料膜和上透水石，将试样慢速推入剪 切盒，移去环刀； 2.转动手轮，使上盒前端钢珠刚好与量力环接触，将量力环中百分表读 数调零。顺序加上传力盖板、钢珠、压力框架； 3.施加垂直压力 P 后立即拔除固定销， 打开秒表， 以每分钟 4—12 周(每 转一周剪位移 0.2mm）匀速转动手轮，使试样在 3—5min 内剪破。剪破标准 为：(1)量力环中量表（百分表）指针不再前进，或有明显后退；(2)百分表指 针不后退时， 以 δ=4mm 对应的剪应力为抗剪强度， 这时使剪切位移达到 6mm 才停止剪切； 4.剪切完后，倒转手轮，移去竖向压力，重复 1—3 的步骤对余下的试样 进行不同竖向应力作用下的剪切试验。 （三）固结快剪 1.装样基本同快剪，但试样上、下不透水塑料膜要换成透水滤纸；
直接剪切试验报告
专业班级 港航 5 班 实验编号 实验日期 2012.12.05 学号 1001060129 实验名称 批报告日期 姓名李乾祯 同组者姓名 高晨晨
直接剪切试验 成绩 教师签名
一、 试验目的
直接剪切试验简称直剪试验,它是测定土的抗剪强度的常用方法。直剪 试验通常采用四个试样，分别在不同的垂直压力作用下，施加水平剪切力进 行剪切，取得水平面破坏时的剪应力，然后根据库伦强度理论确定土的抗剪 强度指标：内摩擦角和粘聚力。
七、 注意事项
(1)开始剪切时，一定要切记拔掉销钉，否则试样报废，而且容易损坏仪器； 若销钉弹出，还有伤人的危险； (2)加荷时应轻拿轻放，避免冲击、震动； (3)摇动手轮时应尽量做到匀速连续转动，切不可中途停顿；