.27土的抗剪强度试验与指标2010.ppt

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1、土的抗剪强度试验与试验指标土工结构物或地基土渗透问题变形问题强度问题渗透特性变形特性强度特性一、室内试验二、野外试验抗剪强度试验直剪试验、三轴试验等制样（重塑土）或现场取样缺点：扰动优点：应力条件清楚，易重复十字板扭剪试验旁压试验原位试验缺点：应力条件不易掌握优点：原状土的原位强度强度指标：峰值强度指标与残余强度指标抗剪强度指标粘聚力c内摩擦角工程应用三种分类方法总应力强度指标与有效应力强度指标直剪强度指标与三轴试验强度指标目的分析方法试验方法应力应变状态直接剪切仪分为应变控制式和应力控制式两种，前者是等速推动试样产生位移．测定相

2、应的剪应力，后者则是对试件分级施加水平剪应力测定相应的位移，目前我国普遍采用的是应变控制式直剪仪。一、直剪试验土样PASTσ=100KPaεσ=200KPaσ=300KPafOc1、试验原理与资料处理fτf=c＋tg通过控制剪切速率来近似模拟排水条件1.固结慢剪：施加正应力～充分固结慢慢施加剪应力：小于0.02mm/分，以保证无超静孔压水2.固结快剪施加正应力～充分固结在3-5分钟内剪切破坏3.快剪（不排水剪）施加正应力后立即剪切3-5分钟内剪切破坏PSTA2、试验分类6转/分钟－－慢剪12转/分钟－－快剪P

3、STA试验过程中的应力变化在加剪应力以前，试件处于侧限状态，2＝3＝k1加剪应力τ后，主应力的方向产生偏转，剪应力愈大，偏转角也愈大，所以试验过程中主应力的方向是不断交化的。在试验资料的分析中，假定试件中的剪应力均匀分布，但事实上并非如此。当试件被剪破时，靠近剪力盒边缘的应变最大，而试件的中间部分的应变相对要小得多，剪切面附近的应变又大于试件顶部和底部的应变。所以，在剪切过程中，特别是在剪切破坏时，试件内的应力和应变，既非均匀又难确定。直接剪切仪具构造简单，操作方便等优点，但它存在若干缺点，主要有：①剪切面限定在上下盒之间的平

4、面，而不是沿土样最薄弱的面剪切破坏；②剪切面上剪应力分布不均匀，土样剪切破坏时先从边缘开始，在边缘发生应力集中现象；③在剪切过程中，土样剪切面逐渐缩小，而在计算抗剪强度时却是按土样的原截面积计算；④试验时不能严格控制排水条件，不能量测孔隙水压力、在进行不排水剪切时，试件仍有可能排水，特别对于饱和粘性土。由于土的抗剪强度受排水条件的影响显著，故试验结果不够理想。但由于它具有的优点，故仍为一般工程广泛采用。设备简单，操作方便结果便于整理测试时间短优点试样应力状态复杂应变不均匀不能精确控制排水条件剪切面固定缺点3.试验优缺点PSTA类似试

5、验：环剪试验单剪试验σ=100KPaSσ=200KPaσ=300KPafOcfτf=c＋tg4、讨论抗剪强度指标：一般情况下，粉细砂：粘性土：4、讨论：σ=100KPaSσ=200KPaσ=300KPafOc试验停止的标准：试样压力室压力水排水管阀门轴向加压杆有机玻璃罩橡皮膜透水石顶帽二、三轴试验方法：首先试样施加静水压力—室压（围压）1=2=3；然后通过活塞杆施加的是应力差Δ1=1-3。1、试样应力特点与试验方法：特点：试样是轴对称应力状态。垂直应力z一般是大主应力；径向与切向应力总是相等r=

6、，亦即1=z；2=3=r强度包线(1-)fc(1-)f11-31=15%施加围压：100kPa、200kPa、300kPa、400kPa的三轴试验，得到破坏时相应的（1-)f2、强度包线绘制破坏状态的应力摩尔圆，画出它们的公切线——强度包线，得到强度指标c与3、试验类型固结排水试验（CD试验）1打开排水阀门，施加围压后充分固结，超静孔隙水压力完全消散；2打开排水阀门，慢慢施加轴向应力差以便充分排水，避免产生超静孔压固结不排水试验（CU试验）1打开排水阀门，施加围压

7、后充分固结，超静孔隙水压力完全消散；2关闭排水阀门，很快剪切破坏，在施加轴向应力差过程中不排水cd、d不固结不排水试验（UU试验）1关闭排水阀门，围压下不固结；2关闭排水阀门，很快剪切破坏，在施加轴向应力差过程中不排水cu、uccu、cu试样1=1d==f=f(1)试验条件总应力指标与有效应力指标一致:cd=c’破坏面位置：1)固结排水试验施加围压充分固结施加(1-)时，排水阀门始终打开，速度慢足以使孔压消散始终u=0，=-u=v轴向应力

8、渐进增加，体应变是体缩，最终二者均趋于稳定(2)松砂与正常固结粘土试验曲线与强度包线=’f=f思考题：正常固结粘土包线为什么过原点？1)固结排水试验实验室的正常固结粘土：有效固结压力0等于先期固结压力p。地基中的正常固