试验八直接剪力试验

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1、土壤力學實驗試驗八直接剪力試驗試驗八直接剪力試驗試驗規範ASTMD3080-90楊全成編著1/642/64(一)試驗目的(二)試驗說明直接剪力試驗之種類：求土壤之凝聚力及內摩擦角，作為擋土牆分析、邊坡(1)不壓密快剪試驗(QTest)適合工程剛完成之土層，做為短期穩定分析之用，可得c穩定分析及承載力計算之依據。及φ值分析之。(2)壓密快剪試驗(QcTest)適合工程已完成一段時間之土層，於水位急速洩降時，穩定分析之用。可得ccu及φcu。(3)壓密慢剪試驗(STest)適合工程已完成一段時間之土層，長期性之穩定分析，得c'及φ'值

2、而加以分析。3/644/641直接剪力試驗中，粘性土樣之準備，需由試驗時之抗剪力，係由壓力環間接計算而得未擾動之土壤中取得。非粘性土樣(如砂土)，(剪力)，壓力環是由一個環配加一變位計所構成則可將土樣依其需要密度在剪力盒中搗實，一面積般c~土壤由薄管取得原狀土樣。的，該環通常係以熱處理過的高碳鋼製成，而變位計則以量度環的徑向變化，利用已經求得的外力與環變化量之關係表或係數(kg/mm)，可以倒回頭來計算外加作用力的值。5/646/64剪力盒四週通常留有微隙，可加水使試樣飽和。試(二)壓密不排水剪力試驗(Consolidate

3、dUndrainedTest)：樣兩端分別設置透水石，在試驗進行中，得以排洩水在垂直載重加上後，使土樣先經充分壓密，然後再施份。試驗時之試體高度變化，可由記錄垂直變形之測微以快剪試驗，快剪過程約為5~10min，又稱為壓密快剪試表讀出其數值。驗(ConsolidatedQuickShearTest，QcTest)。利用直接剪力試驗之裝置，可作以下三種剪力試(三)排水剪力試驗(DrainedTest)：驗：在本試驗中，先於垂直壓力下，將土樣壓密，而後以(一)不排水剪力試驗(UndrainedTest)：極慢之速率對試樣施以剪力，使孔

4、隙水壓力能充分消除，在垂直載重加上後，立即進行剪力試驗，不使土樣發生壓密作用，試驗所得時間約為5~10min。又稱為快剪試驗完成約需2~5天，又稱為慢剪試驗(SlowShearTest，S試驗(QuickShearTest，QTest)。Test)。7/648/642慢剪試驗的意義，是容許土壤內的水分自由排出，故剪力增加的速率，有應力控制(StressControl)法及應變控制(StrainControl)法兩種。在應變控制法中，土樣的所施加的應力是為有效應力；快剪試驗的意義，是不容許剪斷速度，在Q及Qc試驗約為1.5mm/mi

5、n、在S試驗中約為土壤內的水分排出，故所加之應力為總應力，內含孔隙水0.06mm/min。若用應力控制法，不論粘土或砂土，每分鐘壓力。剪力增加量，約為估計破壞力之1/10。一般土壤之直接剪力試驗儀，均設計為以馬達齒輪帶動，可調整速率之應變控制法。9/6410/64(三)試驗儀器直接剪力試驗儀：有應力控制式及應變控制式兩種，主直接剪力試驗之優劣點優優點點劣劣點點要包括有分成上下兩半之剪力盒，壓力環(ProvingRing)或電(1)(1)儀器設備簡單儀器設備簡單，，節省費用節省費用。。(1)(1)上下剪力盒間摩擦力會影響試驗結果上下

6、剪力盒間摩擦力會影響試驗結果，，可以可以(2(2)試驗容易)試驗容易、、速度快速度快、、節省時間節省時間。。對角線之兩支螺栓微凸減少摩擦面積對角線之兩支螺栓微凸減少摩擦面積，，如如子式荷重計(LoadCell)，剪力作用桿，垂直載重設備，垂直(3)(3)試驗所採用的土樣較薄試驗所採用的土樣較薄，，易於排水易於排水，，圖圖6-116-11所示所示。。故最適合於無凝聚性土壤或一般故最適合於無凝聚性土壤或一般c~c~ψψ(2)(2)在剪斷過程中在剪斷過程中，，部份水分可能被排擠出來部份水分可能被排擠出來，，之試驗之試驗。。致其排水量致其

7、排水量、、含水量有難以控制之虞含水量有難以控制之虞。。測微表等。(3)(3)受剪力時面積時常在改變受剪力時面積時常在改變，，剪應力分配不剪應力分配不均均，，其破裂面在土樣之中間之水平面並不其破裂面在土樣之中間之水平面並不恰當恰當。。另需頂土機，頂土機係用以頂出薄管內之不擾動土樣。11/6412/643壓力環壓力環加壓桿軸加壓桿軸垂直測微表垂直測微表濾紙透水石透水石濾紙直剪盒直剪盒土壤土壤濾紙濾紙推力推力透水石透水石直接剪力試驗簡圖13/64直接剪力試驗儀14/64剪力環透水石濾紙直剪盒分解剪力環、透水石及濾紙15/6416/644

8、(四)試驗步驟直接剪力盒分解17/64直接剪力試驗流程圖18/64重模直剪試體製作直接剪力試驗流程圖19/6420/645直剪試體由薄管取樣直剪試體由薄管取樣中21/6422/64直剪試體23/64準備直剪試驗試體24/646由薄管取樣所得之直剪試