现场原状土直剪试验
3、土的现场试验(渗透变形试验、原位大型直剪试验、载荷试验、压实度试验)

土的现场试验(渗透变形试验、原位大型直剪试验、载荷试验、压实度试验)(一)渗透变形试验1、试验目的和用途本试验的目的是测定稍具有胶结或充填较好,中密且能切成试样的无黏聚性原状土或土石坝心墙压实土层含黏粗粒土。
在渗流作用下,测定土层的渗透系数、临界坡降和破坏比降,并判断其土体渗流破坏类型。
2、适用范围半(弱)胶结无黏性粗粒土;土石坝压实心墙土体或均质坝压实体;坝基覆盖层中具中密且粗细粒相互充填良好的土体。
3、引用标准及主要质量指标检测方法标准(1)SD 128—035(2)SD 128—031(3)SD 128—032(4)SD 128—012(5)SD 128—0334、制样方法及要点应按已有勘探资料和防渗处理初步方案,选取有代表性土层制备试样。
试样尺寸应按地层情况,颗粒级配及层中最大粒径确定,宜参照扰动试样的径比规定,同时尽量避开大块石或大卵石、漂石。
试样宜结合水流方向,分水平试样和垂直试样。
在取样点,首先削一尺寸大于所要求试样尺寸的土柱,再用削土工具小心削至要求尺寸,同时除去试样表面的扰动土。
对修好试样除进出水口以外各面用膨胀快凝水泥砂浆浇注。
待砂浆有一定强度后即可试验。
5、试验成果整理与计算按有关规程进行。
(二)原位大型直剪试验1、目的和适用范围原位大型直剪试验用于测定土体本身、土体软弱面和地基土与混凝土接触面的抗剪强度。
包括在法向应力作用下沿固定剪切面的抗剪强度试验和混凝土板与地基土的抗滑试验。
试验可采用应力控制和应变控制方式进行。
2、引用技术标准及主要质量指标检测方法标准GB 50021、SD 128—037、SD 128—0183、基本原则和方法要点本试验可在试洞、试坑或探槽中进行。
同一组试验体的地质条件应基本相同,其受力状态应与土体在工程中的受力状态相近。
根据剪切面状态,选择试验布置方案。
当剪切面水平或近于水平时,可采用平推法;当剪切面较陡时,可采用楔形体法。
开挖试坑时,应避免对试体的扰动,尽量保持土体结构及含水率不产生大的变化。
浅析土的直接剪切试验与其影响因素

浅析土的直接剪切试验与其影响因素摘要:抗剪强度指标C和φ是评价岩土体性质和工程设计的重要参数,在工程设计质量和工程施工中起着非常重要的作用。
本文就土的直接剪切试验与影响因素进行了分析。
关键词:土体;剪切试验;影响;密度土的抗剪强度是土体抵抗剪切破坏的极限能力,是土的一个重要力学指标,在估算地基承载力、评价地基稳定性以及计算码头、路堤、土坝等斜坡稳定性以及挡土建筑物的土压力时,都需要土的抗剪强度指标。
在专业领域上,把测定土体抗剪强度指标的试验称为剪切试验。
土抵抗剪应力是土体保持自身不被破坏而所能承受的最大剪应力,因此如何使试验成果能较准确地反映不同土体的力学性质,以及掌握它与其它指标之间的相互关系和影响就显得非常重要。
所以,对土的直接剪切试验与影响因素的分析就要做得非常认真,确保试验结构的准确,从而使工程顺利施工,并保护岩土体的整体不被破坏。
1 密度、含水量与抗剪强度的关系1.1 土的天然含水量与抗剪强度的关系对黏性土来说,天然含水率ω值与抗剪强度即C,值成负相关,反之亦然。
对不同岩性相同含水量土样来说,其抗剪强度还受容重,颗粒成份、组成等因素影响。
因为黏性土含矿物质较高,一般在15%~25%,甚至更高,黏土矿物含量越高吸附水的能力就越强。
当含水量增大时,土的和C值将随之降低,从而使抗剪强度降低。
但当含水量降低时,土的结构联结增强,从而有助于黏聚力C和内摩擦角U的提高。
对沙土来说抗剪强度一般也随含水量增加而降低。
图1是粉质沙土的内摩擦角与含水率的关系图。
图1粉质沙土的内摩擦角与含水率X的关系曲线图由此可见,干沙的内摩擦角最大,含水率增大到接近最大分子水容度时,值最小,当含水率达到毛细管水容度时,再度增大。
继续增大含水率则将导致内摩擦角值的降低。
1.2 土的密度(容重)与抗剪强度的关系对黏性土来说土的密度越大,其抗剪强度越大,这是因为在天然含水率ω相同情况下,密度越大,其干密度也就越大,则空隙比越小,凝聚力C值相应增大,内摩擦角值相应降低。
直剪试验原理

直剪试验原理直剪试验是一种常用的土工试验方法,用于研究土壤的剪切性能。
直剪试验原理主要是通过对土样施加水平剪切力和垂直压力,来研究土壤在剪切过程中的变形和破坏特性。
直剪试验原理的理论基础是摩尔-Coulomb准则,即土壤的剪切强度与正应力之间存在一定的线性关系。
在进行直剪试验时,首先需要采集代表性的土样,并进行标定。
然后将土样放置在直剪试验仪中,施加水平剪切力和垂直压力,观测土样的变形和破坏过程,最终得到土壤的剪切强度参数。
直剪试验原理的关键在于通过施加水平剪切力,来模拟土体内部的剪切应力,从而研究土壤在不同应力状态下的变形和破坏规律。
直剪试验原理的核心在于研究土壤的内部应力分布和变形特性。
在进行试验时,需要控制水平剪切力和垂直压力的施加速度和大小,以保证试验结果的准确性和可靠性。
通过直剪试验,可以得到土壤的剪切强度参数,如内摩擦角和剪切模量,这些参数对于土体的稳定性和工程设计具有重要的意义。
直剪试验原理的应用范围非常广泛,可以用于研究各种类型的土壤和岩石的剪切性能。
在土木工程、岩土工程和地质工程中,直剪试验是一种常用的试验方法,用于评价土体的工程性质和稳定性。
通过对土壤样品进行直剪试验,可以了解土壤在受力作用下的变形和破坏规律,为工程设计和施工提供重要的参考依据。
总的来说,直剪试验原理是通过施加水平剪切力和垂直压力,研究土壤在剪切过程中的变形和破坏规律,得到土壤的剪切强度参数。
这一原理在工程实践中具有重要的应用价值,可以为工程设计和施工提供科学依据,保障工程的安全和稳定性。
通过对直剪试验原理的深入理解和应用,可以更好地认识土壤的力学性质,为工程实践提供有力支持。
土工试验直接剪切试验

土工试验直接剪切试验21.1一般规定21.1.1本试验方法分为快剪、固结快剪和慢剪三种。
21.1.2快剪试验和固结快剪试验的土样宜为渗透系数小于1×10-6cm/s 的细粒土。
21.2仪器设备21.2.1本试验所用的仪器设备应符合以下规定:1应变把握式直剪仪(图21.2.1):包括剪切盒(水槽、上剪切盒、下剪切盒),垂直加压框架,负荷传感器或测力计及推动机构等,其技术条件应符合现行国家标准《岩土工程仪器根本参数及通用技术条件》GB/T 15406 的规定;图21.2.1 应变把握式直剪仪构造示意图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2位移传感器或位移计(百分表):量程5mm~10mm,分度值0.01mm;3天平:称量500g,分度值0.1g。
21.2.2本试验所用的其他仪器设备应符合以下规定:1 环刀:内径6.18cm,高2cm;2 其他:饱和器、削土刀或钢丝锯、秒表、滤纸、直尺。
21.3操作步骤21.3.1试样制备应按以下步骤进展:1黏性土试样制备:1)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。
制备方法应符合本标准第4.5 节的规定;2)测定试样的含水率及密度,应符合本标准第5.2 节及本标准第6.2 节的规定。
对于试样需要饱和时,应按本标准第4.6 节规定的方法进展抽气饱和。
2砂类土试样制备:1)取过2mm 筛孔的代表性风干砂样1200g 备用。
按要求的干密度称每个试样所需风干砂量,准确至0.1g;2)对准上下盒,插入固定销,将干净的透水板放入剪切盒内;3)将预备好的砂样倒入剪力盒内,拂平外表,放上一块硬木块,用手轻小扣打,使试样到达要求的干密度。
然后取出硬木块。
3垂直压力应符合以下规定:每组试验应取4 个试样,在4 种不同垂直压力下进展剪切试验。
可依据工程实际和土的软硬程度施加各级垂直压力,垂直压力的各级差值要大致相等。
土的直接剪切试验

土的直接剪切试验一、基本原理直接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φ和c。
本次试验主题词:法向应力;剪应力;抗剪强度;快剪法;慢剪法,固结快剪法。
二、仪器设备目前广泛使用杠杆式应变式直剪仪,示意图如下。
试验设备包括:试样盒(分上、下两部分,上盒固定,下盒放在钢珠上,可以在水平方向滑动)、百分表(用以量测竖直变形)、加荷框架(采用杠杆传动的加荷方法,杠杆比为1:10)、推动座、剪切容器、测力计(亦称应力环)、环刀(内径6.18cm、高20cm)、切土工具、滤纸(蜡纸)、毛玻璃板、秒表及润滑油等。
三、操作步骤1.切取土样,按照要求切取3-4个原状土样2.仪器检查。
上下盒间接触及盒内应涂抹凡士林,以减少阻力,百分表是否灵敏,插销是否失灵,钢珠是否脱落。
3.安装试样对准上下盒,插入固定销,在下盒内放入透水石一块,放入蜡纸一张,将带有土样的环刀、刃口朝上、对准盒口,将试样推入盒内,然后在试验样上放上蜡纸、透水石及盒盖,装入仪器内,加上压力,转动手轮,让其接触,拨掉插销,开始实验。
4.垂直加压。
一般垂直压力分别为0.1、0.2、0.3、0.4 MPa,若土质松软,可调整加压荷载,以免挤出。
5.水平剪切。
转动手轮,使上盒前端钢珠刚好与量力环接触。
调整量力环中的百分表读数为零。
拔出固定销,开动秒表,固结快剪和快剪法以每分钟6转匀速旋转手轮,使试样在3-5分钟内剪坏。
如量力环中百分表指针不再前进,或者显著后退,表示试样已剪坏。
若百分表读数无峰值,则剪切变形达6mm才能停止。
同时测记手轮转数n和量力环测微表读数R0。
慢剪法剪切速率应小于0.02mm/min,一般采用电动装置。
四、计算及试验误差1、根据下式计算测得剪应力式中:τ——剪应力,kPaKl——量力环率定系数,N/0.01mmR——百分表读数,0.01mmγ——剪位移,0.01mmn——手轮转数A——试样初始汤面积,cm2ΔL——手轮转一圈的位移量,0.01mm。
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。
建筑施工:直接剪切试验

试验七直接剪切试验(快剪法)一、指标含义与试验目的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。
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 。
在确定地基土的承载力、挡土墙的土压力以及验算土坡的稳定性等时,都要用到抗剪强度指标。
二、试验方法试验原理直剪试验分为快剪(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。
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。
快剪法适用于渗透系数小于10-6cm/s的细粒土,测定粘性土天然强度。
三、仪器设备1.应变控制式直接剪切仪:如附图7-1,有剪力盒、垂直加压框架、剪切传动装置、测力计及位移量测系统等。
2.环刀:内径61.8mm,高度20mm。
2.位移量测设备:百分表,量程为10mm,分度值为0.01mm。
附图7-1 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-砝码四、试验步骤1.切取试样:根据工程需要,从原状土或制备成所需状态的扰动土中用环刀切四个试样,如系原状土样,切试样方向应与土在天然地层中的方向一致。
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。
以上做法要求与固结试验相同。
2.安装试样:对准剪切容器上下盒,插入固定销钉。
在下盒内放入透水板,上覆隔水蜡纸(或硬塑料薄膜)一张。
将装有试样的环刀刃口向上,对准剪切盒口,在试样上放隔水蜡纸(或硬塑料薄膜)一张,再放上透水板,将试样徐徐推入剪切盒内,移去环刀。
不需安装垂直位移量测装置。
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。
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现场原状土直剪试验现场原装土的直剪试验计划书现场原状土的直剪试验计划书我们日常所得土体的力学性能参数大多是在实验室内做试验得到的。
但在一些大型的、特殊的工程中实验室所得的参数就有它的局限性,因此,我们有必要在现场的条件下进行试验,从而得到土体实际的力学参数。
进而知道工程的设计和施工。
由于试验尺寸大且在现场进行,能把土体的非均质性及软弱结构面对抗剪强度的影响更真实地反映出来,比室内土体试验更符合实际情况。
现场直剪试验主要适用于粘性土、粉土、砂土、碎石土以及它们所组成的混合土层。
土体的现场剪切试验可分为三类:(1)土体本身直剪试验;(2)土体沿软弱结构面的直剪试验;(3)土体与混凝土接触面的直剪试验每类试验又可细分为:(1)抗剪断试验:试体在法向应力作用下沿剪切面剪切破坏的直剪试验;(2)抗剪试验(摩擦试验):试体剪断后沿剪切面继续剪切的抗剪试验;(3)抗切试验:法向应力为0时对试体进行的直剪试验从而根据库仑方程得到相应的强度指标:抗剪断强度,抗剪强度(摩擦强度),抗切强度。
如图1所示.本文主要介绍现场原装土的直剪试验。
概述图1剪切试验种类二、试验目的由于现场直剪试验土样的受剪面积比室内试验大得多,且又是在现场直接进行试验的,因此较室内试验更能符合天然状态,得出的结果更加符合实际工程的技术要求。
通过大面积现场直接剪切试验,求出现场原状土的抗剪强度参数C, 研究观察现场原状土的抗剪性能。
三、实验原理根据库仑定律(1776),有:1:「rr :< Il-Ji (1)式中,口剪切破坏面上的剪应力(kPa),即岩土体的抗剪强度;――破坏面上的法向应力(kPa);C--岩土体的内聚力(kPa);宙--岩土体的内摩擦角(°);依据所测得的Tf可推求出相应的C、©值。
(1)平推法法向应力:応:r切向应力:I(2)斜推法法向应力:p切向应力:I h式中,Q--作用于剪切面上的总斜向荷载(N);:>-斜向荷载施力方向与剪切面之间的夹角。
四、试验前的准备工作1、确定试验小组成员、组长,制定工作计划,分配任务。
实验小组共四名成员,应具备岩土工程的基础知识,有良好的组织协调和团队合作的能力,人员结构要求至少包含两名有相关试验经验的人员。
试验小组成立后,利用半天的时间让小组成员学习大面积直剪试验及在试验过程中应该注意的事项。
制定工作计划以及分配任务,如表1所示。
表1试验进度及人员安排计划表试验名称:___________________ 试验组长:___________________2、试验仪器设备的准备。
本试验需要的仪器设备如表2所示表2原状土体直剪试验仪器设备表注:以上仪器设备在试验前均需要校准核实,确保正常安全工作。
五、试验步骤1、试样制备(1)设计试样尺寸:700mM 700mM 300mm满足剪切面积大于0.3m2,高度大于20cm 或最大粒径的4-8倍规范要求。
试验取三组,每组三个试样,共九个试样进行试验。
(2)选择了现场有代表性的三个试验地段开挖试坑,试坑的开口尺寸应根据土质情况和试验深度而定,初步拟定工作面尺寸5000mm<2000 mm当试坑开挖到离要求试验深度315mn!寸,停止全面开挖,按图1所示预留一条宽800mm高315mm 的土埂,以便制作试件。
(3)停止全面开挖时,在试坑内的拟定试样旁边取原状土样,保存好,带回实验室测定试验前土的重度和天然含水率。
(4)由预留土埂的一端(距试坑端壁250mm开始制备试件,先将顶部粗略削平,使顶面与剪切面平行,再将土埂切削成三个边长780m材780mm的土柱。
土柱侧面必须与剪切面垂直。
各试体之间距离等于1200mm满足大于试件最小边长的1.5 倍。
(5)将剪力盒套在土柱上端,用削土刀精削土柱,边削边压,直到剪力盒刃口部达到预定位置,再修整试样顶面并超出剪力盒上缘10mm(6)若试件制备过程中出现的凹面、缺角等缺陷,应用原土或粉细砂填补。
(7)剪力盒与试样之间的缝隙应用粉细砂填实,可对缝隙附近的盒壁轻击震动,使砂土徐徐注入。
剪切面的开缝应为最小粒径的1/3〜1/4。
清除周围余土,形成与剪切面一致的试坑基底。
图1试样布置及加荷装置示意图1、2、3、4-地锚1-剪力盒(内装试样);2-滚动滑板;3-滚珠;4-千斤顶;5力传感器;6-位移计;7-钢梁;&地锚;9-垫板图2大面积现场直剪试验设备安装示意图2、设备安装在安装仪器设备之前,应按有关规定测定滚排摩擦力 f 0;(1)安装法向荷载系统在带有剪力盒的试样上,安装滚动滑板,滑板的上部安装千斤顶。
在千斤顶活塞的上部安装垂向应力传感器,传感器接受千斤顶的作用力并传递作用于反力系统,反力系统采用地锚钢梁式,先安装钢梁,再用地锚拧入土中,进一步加固钢梁。
滚动滑板底面与试样顶面间垫层薄砂,使滚动滑板平面与剪力盒顶面平行,反力合力作用点、测力计中心、千斤顶施力中心、滚动滑板中心、试件中心应保持在同一中轴线上,并且与预定剪切面垂直。
安装完毕后,启动千斤顶,施加接触压力使整个法向荷载系统接触紧密。
千斤顶活塞应预留足够的行程,以行程形成不够。
施加垂直荷载装置安装应按下列顺序进行:①在试样表面铺砂、击实并末平整至剪切盒表面;②安装下钢板、滚排、上钢板;③安装油压千斤顶,将施力中心对准试样中心;④安装滑块、传力柱,并对准工字形钢梁中心。
(2)安装剪切荷载系统安装水平反力装置,要求坑壁面平整,调整反力座使反力垫板与坑壁紧密接触,切向压力千斤顶利用基坑坑壁作反力底座,坑壁垫板的面积与千斤顶支撑杆的刚度应满足刚度要求。
千斤顶的活塞顶升方向与剪力盒底面方向保持一致。
剪应力传感器安装于千斤顶活塞与剪力盒之间,剪力盒的受力面上应垫上与之吻合的框架或钢板,以保证在切向力的作用下试验系统有足够的刚度,不致使剪力盒产生过大的变形,千斤顶在剪力盒上的施力点,应安置在剪力盒侧面的中心点上,力的作用方向应通过试样预剪面中心。
施加横向荷载装置安装应按下列顺序进行:①安装定顶压钢板,并在底部垫约1cm厚木板2块,两端放置紧贴剪切盒, 岩石试验还应在顶压钢板与剪切盒之间垫放橡皮垫;②安装油压千斤顶,使其施力中心对准剪切面,且位于试样中线;③安放滑块位于油压千斤顶后座中心;④安放后座钢板,并将该钢板与试槽壁之间填实。
针对斜推法要关注下面这种情况:安装斜向千斤顶时,须严格定位。
斜向推力作用方向与剪切面的夹角一般为12〜17°, —般用15°。
使千斤顶的轴线穿过剪切面中心,力争剪切面受力均匀⑶安装垂直加荷反力装置卧式斜支撑应符合下列规定:①在试样间隔处合适位置的槽壁上修制斜撑板的倒角。
②修制斜撑板倒角图 3 所示。
1-斜撐■根E •恆搐桐3 L斜舞仰朮■池璋巧5,垃力旺杆—下兴厂娜咱E-丁于钢鸡钉图3(4)安装测量系统量测试样垂向变形的位移计测点,安装在滚动滑板的两对角上,量测试样剪切变形的测点,安装在剪力受力面的另一侧,左右两边各一个。
安装位移计的基座应注意避免试验影响。
试样的制备和实验设备的安装应尽快完成,以保持试样的天然含水率状态。
3、加载方法(1)施加法向荷载首先对一个试体分级施加垂向荷载,分5级施加,每级30 kPa最大法向荷载为150kPa。
分级施加荷载到预定压力后,每5min量测一次位移计读数。
当每分钟内变化小于0.05mm时,即认为稳定,再施加下一级荷载。
法向荷载达到最大值后,整个试验过程中应保持不变。
(2)施加剪切荷载预加法向荷载达到稳定后,即可施加切向剪应力,控制千斤顶使其推力均匀的连续施加,剪切变形的速度控制在每分钟5mm左右,并在试验过程中每20s测度一次剪应力和剪切变形,直至随着变形增加而剪应力不再增加为止。
若无上述情况出现,剪切变形达到35mm-70mr时,即可停止试验。
在施加切向剪应力的过程中,应保持竖向荷载不变。
剪损时间控制在5-10min内为宜。
(3)按上述步骤作另外两个试样在不同垂直荷载作用下的直剪试验。
其中一个法向荷载分5级、每级60kPa最大法向荷载300kPa施加;另一个法向荷载分5级、每级90kPa、最大法向荷载450kPa施加。
加载过程中,注意及时准确的纪录数据。
4、取土样,保存好,带回试验室测定试验后土样的重度和天然含水率。
六、试验方法岩体与混凝土接触面的直剪试验的试验方法有斜推法和平推法两种。
我们在 这里采用斜推法。
斜推法试验:1、 加荷分析首先应对每一个试体施加一定的垂直荷载,然后再施加斜向剪切荷载,进行 试验。
由于斜向荷载可分解为平行于剪切面的切应力和垂直剪切面的正应力,故 一旦加上斜向荷载,剪切面上的正应力随之增加这个分量。
从而出现了正应力的 处理问题,即在剪切过程中,剪切面上的正应力的保持常数还是变数的问题。
国 外对这个问题持不同看法。
在国内,大致采用以下三种方式来处理:⑴随着斜向荷载的施加,同步减小垂直压力表读数,使剪切面上的正应力在 整个剪切过程中始终保持常数。
⑵在施加斜向荷载时,始终不调整垂直压力表读数(实际上垂直压力表读数在 增加),此时剪切面上的正应力是变数。
⑶在施加斜向荷载时,同步调整垂直压力表读数,使压力表读数始终保持在 初始读数上。
此时加于试体的正应力也是变数。
第⑴种方法,称之为常正应力法;⑵、⑶两种方法称之为变正应力法。
当正 应力为变数时,剪切面上的应力条件比较复杂,而且作出的剪应力一剪位移曲线 图形失真,对试验成果的整理和分析都带来困难。
故现行规范规定为按常正应力 法试验。
为此,在试验前,就要求我们设计出试体应施加多大的垂直荷载和斜向荷载, 才能使试验顾利进行。
2、 施力公式推导 (1) 应力计算法向应力:G • r+Qiii 直 样in (记 Q/F=F, £ k =q )切向应力:L 』一r (2) 最大单位推力、的估算在试验进行之前,需要预估试体发生剪切破坏时的最大单位推力Q'.r 、,从而计算出斜向总荷载Q 。
据此,可在试验过程中分级施加斜向推力,直至试体剪断。
在极限状态下,应力条件应满足库仑公式:只要预估出剪切面上的f (摩擦系数,tan ©)、C 值,a = 15°, (T 也可给定, 即可计算E .,..0然后乘以剪切面积F 就是?,:、、,按分级加载试验。
trtanqt + Cg 吋= -------------------------co^a(3)同步加减荷载计算在试验过程中,为了保持剪切面上的正应力r为常数,因此逐级施加q的同时, 须同步成少p值。
同步加减的荷载按下式计算:由IT ifi ,ri< ,得出:j 「’厂=IT(4)最小正应力的确定为了避兔试验过程中p值不够减的情况发生,必须首先确定剪切面上的最小正应力厂“值。