剪切试验c、值求取方法及S-P曲线拟绘点的直观视图

剪切试验c、值求取方法及S-P曲线拟绘点的直观视图

摘要:在剪切试验中,粘聚力c、内摩擦角φ值精度十分重要,甚至反映出地质勘测成果的精度。传统求取c、φ值通常采用择点绘制抗剪强度S与垂直压力P关系视测直线求解的方法,这种方法工作量大、繁琐,线的任意性较大,容易引起人为误差和量具的系统误差。本文阐述了利用高等数学中最小二乘法结合Excel,求c、φ值,绘制S-P关系直线,达到方便、准确、提高精度的目的,其效果比一般土工软件还要好。

关键词:最小二乘法Excel 剪切试验

土的抗剪性是指土在外力作用下,具有抵抗剪切破坏的能力,亦称抗剪强度。土的抗剪强度是一个重要的力学指标,它是评价地基、堤坝、渠道、路基等是否发生剪切变形的依据。研究土的抗剪强度特性的方法是剪切试验。

1 改进剪切试验数据处理方法的意义

在剪切试验中,由于土样土层变化、土样物理指标与性质差异而使得抗剪强度S与垂直压力P关系曲线中描出的各压力下的抗剪强度点为散点图,画出的线为非理想直线,人为影响很大,从而使得c、φ值差值很大。

笔者曾由手工绘线求c、φ值改为用Basic处理剪切试验数据,但

直接剪切试验报告

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?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）。开动秒表，同时以每分钟4~12转的均匀速度转动手轮（学生可用6转/分），转动过程不应中途停顿或时快时慢，使试样在3~5分钟内剪破，手轮每转一圈应测记测微表读数一次，直至量力环中的测微表指针不再前进或有后退，即说明试样已经剪破，如测微表指针一直缓慢前进，说明不出现峰值和终值，则试验应进行至剪切变形达到4mm（手轮转20转）为止。 7、剪切结束后，吸去剪切盒中积水，倒转手轮，尽快移去砝码，加压框架，传压板等，取出试样，测定剪切面附近土的剪后含水率。 8、另装试样，重复以上步骤，测定其它三种垂直荷载（200kPa，300kPa，400kPa）下的抗剪强度。 四、成果整理 1、按式（7-1）计算抗剪强度： τ（7-1） = CR 式中R—量力环中测微表最大读数，或位移4mm时的读数。精确至0.01mm。 C—量力环校正系数，（N/mm2/0.01mm）。 2、按式（7-2）计算剪切位移： L- ?2.0（7-2） = R n 式中0.2 —手轮每转一周，剪切盒位移0.2mm； n—手轮转数。 3、制图 ?（1）以剪应力为纵坐标，剪切位移为横坐标，绘制剪应力τ与剪切位移L 的关系曲线，如试验图7-2所示。取曲线上剪应力的峰值为抗剪强度，无峰值时，取剪切位移4mm所对应的剪应力为抗剪强度。 （2）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（图7-3），直线的倾角为土的内摩擦角?，直线在纵坐标上的截距为土

直接剪切试验—慢剪实施细则

土工作业指导书 直接剪切试验—慢剪实施细则 文件编号： 版本号： 编制： 批准： 生效日期：

直接剪切试验—慢剪实施细则 1. 目的 为了规范标准固结试验中的各个环节，特制定本细则。 2. 适用范围 本试验方法适用细粒土。 3. 引用文件 GB/T50123-1999 土工试验方法标准。 4. 检测设备 本试验所用的主要仪器设备，应符合下列规定： 1、应变控制式直剪仪：由剪切盒、垂直加压设备、剪切传动装置、测力计、位移量测 系统组成。 2、环刀：内径61.8mm，高度20mm。 3、位移量测设备：量程为10mm，分度值为0.01mm的百分表；或准确度为全量程 0.2%的传感器。 5．操作步骤进行： 5．1试样的制备： 5．1．1原状土试样制备： a．将原土样筒按标明的上下方向放置，剥去蜡封和胶带，开启土样筒取出土样。检查土样结构，当确定土样已受扰动或取土质量不符合规定时，不应制备力学性质试验的试样。 b．根据试验要求用环刀切取试样时，应在环刀内壁涂一薄层凡士林，刃口向下放在土样上，将环刀垂直下压，并用切土刀沿环刀外侧切削土样，边压边削至土样高出环刀，根据试样的软硬采用钢丝锯或切土刀整平环刀两端土样，擦净环刀外壁，称环刀和土的总质量。 c．切削试样时，应对土样的层次、气味、颜色、夹杂物、裂缝和均匀性进行描述，对低塑性和高灵敏度的软土，制样时不得扰动。

d．测定试样的含水率和密度，取切下的余土测定土粒比重：对均质和含有机质的土样，宜采用天然含水率状态下代表性土样，供颗粒分析、界限含水率试验。对非均质土应根据试验项目取足够数量的土样，置于通风处凉干至可碾散为止。对砂土和进行比重试验的土样宜在105～110℃温度下烘干，对有机质含量超过5%的土、含石膏和硫酸盐的土，应在65～70℃温度下烘干。 5．1．2扰动土试样的制备和试样的制样： 试样的制备： a．将土样从土样筒或包装袋袋中取出，对土样的颜色、气味、夹杂物和土类及均匀程度进行描述，并将土样切成碎块，拌和均匀，取代表性土样测定含水率。 b、对均质和含有机质的土样,宜采用天然含水率状态下代表性土样,供颗粒分析、界限含水率试验。对非均质土应根据试验项目取足够数量的土样，置于通风处凉干至可碾散为止。对砂土和进行比重试验的土样宜在105～110℃温度下烘干，对有机质含量超过5%的土、含石膏和硫酸盐的土，应在65～70℃温度下烘干。 c．将风干或烘干的土样放在橡皮板上用木碾碾散，对不含砂和砾的土样，可用碎土器碾散（碎土器不得将土粒破碎）。 d．对分散后的粗粒土和细粒土，应按下表要求过筛。对含细粒土的砾质土，应先用水浸泡并充分搅拌，使粗细颗粒分离后按不同试验项目的要求进行过筛。

八、十字板剪切试验

八、十字板剪切试验 1. 试验的目的及意义 通过十字板剪切试验，了解电测十字板的构造，掌握试验的操作步骤及技术要求，采用实验数据得到原状土和重塑土的不排水抗剪强度u C 和'u C ，并计算地基土的灵敏度t S 。 2. 试验的适用范围 十字板剪切试验只适用于测定饱和软粘性土的抗剪强度，对于具有薄层粉砂、粉土夹层的软粘性土定结果往往偏大,而且成果比较分敢;它对于含有砂层、砾石、贝壳、树根及其他未分解有机质的土层是不适用的。 3. 试验的基本原理 在钻孔中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，根据力矩平衡条件，通过换算得到土体不排水抗剪强度Cu 值(假定φ=0)。 十字板头旋转过程中假设在土体中产生—个高度为H(十字板的高度)、直径为D(十字板头的直径)的圆柱状剪损面，如右图；并假定该剪损面的侧面和上、下底面上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M1和圆柱上下面的抵抗力矩M2两部分组成。即M ＝M1十M2。其中： 式中， u C —— 十字板抗剪强度； D —— 十字板头直径； H —— 十字板头高度。

4.试验仪器及制样工具 十字板剪切试验所需仪器设备包括：十字板头、钻杆、贯入系统以及测力与记录等试验仪器。实习中采用的设备如下： 十字板头：矩形，高度为10公分，直径为5公分，高径比为2。 贯入系统：手摇链条式贯入机。 测力装置：电阻应变式扭力传感器（试验前需率定）。 记录仪：与电阻应变式测力装置配套的记录仪（LMC-D310型）。 5.试验步骤 第一部分，准备工作： （1）、安装手摇链条式贯入机。 （2）、将电测式扭力传感器安装在钻杆上，将连接导线依次穿入空心钻杆，钻杆排放整齐备用。 （3）、将带有扭力传感器的转杆安装在贯入机架上，然后将十字板头和扭力传感器相连接，穿过贯入机架的定位孔。 第二部分，试验阶段： （1）、将传压板安装于链条和钻杆上的固定销之间，转动贯入手轮将十字板头徐徐压入土中，贯入深度可通过钻杆的数量和贯入机架上的刻度来计算。 （2）、贯入至试验深度后即可开始十字板剪切试验，缓缓旋转剪切手轮，通过抱箍带动

直接剪切试验

试验八 直接剪切试验 (一) 概述 直接剪切试验就是直接对试样进行剪切的试验，是测定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施加水平剪力，测试样破坏时的剪应力，然后根据库仑定律确定土的抗剪强度参数?与c (二) 试验方法 直接剪切试验一般可分为慢剪、固结快剪和快剪三种试验方法。 1.慢剪试验。先使土样在某一级垂直压力作用下，固结至排水变形稳定(变形稳定标准为每小时变形不大于0.005mm)，再以小于每分钟0.02 mm 的剪切速量缓慢施加水平剪应力，在施加剪应力的过程中，使土样内始终不产生孔隙水压力， 用几个土样在不同垂直压力下进行剪切，将得到有效应力抗剪强度参数c s 和Фs 值，但历时较长，剪切破坏时间可按下式估算 ) 18(5050 ?=t t f 式中 t f ——达到破坏所经历的时间； t 50——固结度达到50%的时间。 2.固结快剪试验。先使土样在某一级垂直压力作用下，固结至排水变形稳定，再以每分钟0.8mm 的剪切速率施加剪力，直至剪坏，一般在3～5min 内完成，适用于渗透系数小于10-6cm/s 的细粒土。由于时间短促，剪力所产生的超静水压力不会转化为粒间的有效应力，用几个土样在不同垂直压力下进行慢剪，便能求得抗剪强度参数cq cq C 与? 值，这种c cq 、cq ?值称为总应力法抗剪强度参数。 3.快剪试验。采用原状土样尽量接近现场情况，以每分钟0.8mm 的剪切速率施加剪力，直至剪坏，一般在3～5 min 内完成，适用于渗透系数小于10-6cm/s 的细粒土。种方法将使粒间有效应力维持原状，不受试验外力的影响，但由于这种粒间有效应力的数值无法求得，所以试验结果只能求得(σtanФq +c q )的混合值。快速法适用于测定粘性土天然强度，但φq 角将会偏大。 (三)仪器设备 1..直剪仪。采用应变控制式直接剪切仪，如图8-1所示，由剪切盒、垂直

十字板剪切试验

十字板剪切试验 十字板剪切试验定义和适用范围十字板剪切试验是用插入软粘土中的十字板头以一定的速率旋转测出土的抵抗力矩换算其抗剪强度它相当于摩擦角时的粘聚力值十字板剪切试验按力的传递方式分为电测式和机械式两类本规程适用于原位测定饱和软粘土的不排水总强度和灵敏度引用标准现场十字板剪切仪土工仪器的基本参数及通用技术条件第二篇原位测试仪器电测式十字板剪切试验仪器设备压入主机应能将十字板头垂直压入土中可采用触探主机或其它压入设备十字板头基本参数应符合表的规定其机械和材料要求应符合该标准和的规定扭力量测仪表传感器和量测仪表应符合表及和的规定扭力装置由蜗轮蜗杆变速齿轮钻杆夹具和手柄组成其他钻杆水平尺管钳等仪器设备的检定和校准测力传感器通过施加扭矩的圆盘和误差不大于的专用砖码参照负荷传感器试行检定规程的方法进行检定其结果应满足本规程的要求操作步骤在试验点两旁将地锚旋入土中安装和固定压入主机用分度值为的水平尺校平并安装好施加扭力的装置将十字板头接在扭力传感器上并拧紧把穿好电缆的钻杆插入扭力装置的钻杆夹具孔内将传感器的电缆插头与穿过钻杆的电缆插座连接并进行防水处理接通量测仪表然后拧紧钻杆钻杆应平直接头要拧紧宜在十字板以上的钻杆接头处加扩孔器将十字板头压入土中预定的试验深度后调整机架使钻杆位于机架面板导孔中心拧紧扭力装置上的钻杆夹具并将量测仪表调零或读取初读数顺时针方向转动扭力装置上的手摇柄当量测仪表读数开始增大时即开动秒表以的速率旋转钻杆每转测记读数次应在内测得峰值当读数出现峰值或稳定值后再继续旋转测记峰值或稳定值作为原状土剪切破坏时的读数松开钻杆夹具用板手或管钳快速将钻杆顺时针方向旋转圈使十字板头周围的土充分扰动后立即拧紧钻杆夹具按本规程的规定测记重塑土剪切破坏时的读数重塑土的抗剪强度试验视工程需要而定一般情况下可酌情减少试验次数如需继续进行试验可松开钻杆夹具将十字板头压至下一个试验深度

十字板剪切试验

十字板剪切试验 1.适用范围 十字板剪切试验可用于检测软黏性土及其预压处理地基的不排水抗剪度和灵敏度。 2.仪器设备 十字板剪切仪根据其测力方式，主要分为机械式和电测试。 机械式十字板剪切仪是利用蜗轮旋转插入土层中的十字板头，由开口钢环测出抵抗力矩，计算土的抗剪强度。 电测试十字板剪切仪是通过在十字板头上连接一贴有电阻片的受扭力矩的传感器，用电阻应变仪测剪切扭力。 3.十字板形状宜为矩形，宽高比1:2，板厚宜为2-3mm；其规格宜为表的规格 5.十字板剪切仪的性能指标应符合下列规定: (1)实验前，十字板探头应连同量测仪器，电缆进行率定，室内探头率定测力传感器的 非线性误差，重复性误差，滞后误差，归零误差均应小于1%FS，现场归零误差应小于3%，温度漂移应小于0.01%FS/℃，绝缘电阻不小于500MΩ。 (2)十字板剪切仪的测量精度应达到1kPa. (3)仪器应能在温度-10-45℃的环境中工作。 5.1十字板剪切试验的测量仪器宜采用专用的试验记录仪。 5.2十字板剪切试验的信号传输线应采用屏蔽电缆。 5.3触探管应顺直，每节触探杆相对弯曲宜小于0.5%，丝扣完好无裂纹。 6.现场检测 平整场地和安装仪器设备应符合下列规定： 1.检测孔应避开地下电缆，管线及其他地下设施； 2.当检测附近处地面不平时，应平整场地； 3.设备安装应平稳。 6.1机械式十字板剪切仪试验操作应符合下列规定： 1.利用钻孔辅助设备成孔，将套管下至预测深度以上3-5倍套管直径处，并清除孔内 残土。 2.将十字板头，轴杆与探杆逐节连接并拧紧，然后放下孔内至十字板头与孔底接触。 3.接上导杆，将底座插过导杆固定在套管上，用制紧螺钉拧紧，然后将十字板头压入 土内预测深度处；当试验深度处为较硬层时，应穿过该层在进行试验。十字板插入至试验深度后，至少应静止3min，方可开始试验。 4.先提升导杆2-3mm，使离合器脱离，用旋转手柄快速旋转导杆十余圈，使轴杆摩擦减至最低值，然后在合上离合器。 5.安装扭力测量设备，测读初始读数Po。 6.施加扭力，以6°-12°/min的转速旋转，每1°-2°测读数据一次。当出现峰值或稳定值后，再继续测读1min。其峰值或稳定值读数即为原状土剪破坏时的读数P f。

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≈?）。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： 2 1D DH c M u ? =π3 226 1 232412D c D D c M u u ππ=???=)3 (2161223H D D 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 += 3 22π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 R c f u -+= π) 3 (22H D D R k += π

直接剪切试验任务说明书

直接剪切试验任务说明书 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υ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。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）。

(土工)直接剪切实验(报告)

直接剪切实验报告 专业班级学号姓名同组者姓名 实验编号实验名称直接剪切实验 实验日期批报告日期成绩 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、实验仪器 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 （见实训指导书，不要都抄，自己总结，写关键步骤即可。） 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=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、 注意事项 1．先安装试样，再装量表。安装试样时要用透水石把土样从环刀推进剪切盒里，试验 前量表中的大指针调至零。 2．加荷时，不要摇晃砝码；剪切时要拔出销钉。 六、 实验数据记录与处理 直接剪切试验记录 仪器编号 试样面积（cm 2） 垂直压力p （kPa ） 100 200 300 400 量力环最大变形R （0.01mm ） 量力环号数 量力环系数C （Kpa/0.01mm ） 抗剪强度CR =τ（Kpa ） 抗剪强度指标 C= kpa ， ?= °

直接剪切试验—固结快剪实施细则

土工作业指导书 直接剪切试验—固结快剪实施细则 文件编号： 版本号： 编制： 批准： 生效日期：

直接剪切试验—固结快剪实施细则 1. 目的 为了规范标准固结试验中的各个环节，特制定本细则。 2. 适用范围 本试验方法适用于渗透系数小于10-6cm/s的细粒土。 3. 引用文件 GB/T50123-1999 土工试验方法标准。 4. 检测设备 本试验所用的主要仪器设备，应符合下列规定： 1、应变控制式直剪仪：由剪切盒、垂直加压设备、剪切传动装置、测力计、位移量测 系统组成。 2、环刀：内径61.8mm，高度20mm。 3、位移量测设备：量程为10mm，分度值为0.01mm的百分表；或准确度为全量程 0.2%的传感器。 5．操作步骤进行： 5．1试样的制备： 5．1．1原状土试样制备： a．将原土样筒按标明的上下方向放置，剥去蜡封和胶带，开启土样筒取出土样。检查土样结构，当确定土样已受扰动或取土质量不符合规定时，不应制备力学性质试验的试样。 b．根据试验要求用环刀切取试样时，应在环刀内壁涂一薄层凡士林，刃口向下放在土样上，将环刀垂直下压，并用切土刀沿环刀外侧切削土样，边压边削至土样高出环刀，根据试样的软硬采用钢丝锯或切土刀整平环刀两端土样，擦净环刀外壁，称环刀和土的总质量。 c．切削试样时，应对土样的层次、气味、颜色、夹杂物、裂缝和均匀性进行描述，对低塑性和高灵敏度的软土，制样时不得扰动。

d．测定试样的含水率和密度，取切下的余土测定土粒比重：对均质和含有机质的土样，宜采用天然含水率状态下代表性土样，供颗粒分析、界限含水率试验。对非均质土应根据试验项目取足够数量的土样，置于通风处凉干至可碾散为止。对砂土和进行比重试验的土样宜在105～110℃温度下烘干，对有机质含量超过5%的土、含石膏和硫酸盐的土，应在65～70℃温度下烘干。 5．1．2扰动土试样的制备和试样的制样： 试样的制备： a．将土样从土样筒或包装袋袋中取出，对土样的颜色、气味、夹杂物和土类及均匀程度进行描述，并将土样切成碎块，拌和均匀，取代表性土样测定含水率。 b、对均质和含有机质的土样,宜采用天然含水率状态下代表性土样,供颗粒分析、界限含水率试验。对非均质土应根据试验项目取足够数量的土样，置于通风处凉干至可碾散为止。对砂土和进行比重试验的土样宜在105～110℃温度下烘干，对有机质含量超过5%的土、含石膏和硫酸盐的土，应在65～70℃温度下烘干。 c．将风干或烘干的土样放在橡皮板上用木碾碾散，对不含砂和砾的土样，可用碎土器碾散（碎土器不得将土粒破碎）。 d．对分散后的粗粒土和细粒土，应按下表要求过筛。对含细粒土的砾质土，应先用水浸泡并充分搅拌，使粗细颗粒分离后按不同试验项目的要求进行过筛。

十字板剪切试验VST

（五）十字板剪切试验（VST） 十字板剪切试验于1928年在瑞士奥尔桑（J·Olsson）首先提出。在我国于1954年开始使用十字板剪切试验以来，在沿海软土地区被广泛使用。十字板剪切试验是快速测定饱和软粘土层快剪强度的一种简易而可靠的原位测试方法。这种方法侧得的抗剪强度值，相当于试验深度处天然土层的不排水抗剪强度，在理论上它相当于三轴不排水剪的总强度，或无侧限抗压强度的一半（?=0）。由于十字板剪切试验不需采取土样，特别对于难以取样的灵敏性高的粘性土，它可以在现场基本保持天然应力状态下进行扭剪。长期以来十字板剪切试验被认为是一种较为有效的、可靠的现场测试方法，与钻探取样室内试验相比，土体的扰动较小，而且试验简便。 但在有些情况下已发现十字板剪切试验所测得的抗剪强度在地基不排水稳定分析中偏于不安全，对于不均匀土层，特别是夹有薄层粉细砂或粉土的软粘性土，十字板剪切试验会有较大的误差。因此将十字板抗剪强度直接用于工程实践中，要考虑到一些影响因素。 1.十字板剪切试验的基本技术要求 (1)十字板尺寸：常用的十字板尺寸十字板尺寸表8-33 为矩形，高径比(H/D为2)。国外使用的Array十字板尺寸与国内常用的十字板尺寸不 同，见表8-33。 (2)对于钻孔十字板剪切试验，十字 板插入孔底以下的深度应大于5倍钻孔 径，以保证十字板能在不扰动土中进行剪切试验。 (3)十字板插入土中与开始扭剪的间歇时间应小于5min。因为插入时产生的超孔隙水压力的消散，会使侧向有效应力增长。拖斯坦桑(Torstensson(1977))发现间歇时间为1h和7d的，试验所得不排水抗剪强度比间歇时间为5min的，约分别增长9%和19%。 (4)扭剪速率也应很好控制。剪切速率过慢，由于排水导致强大增长。剪切速率过快，对饱和软粘性土由于粘滞效应也使强度增长。一般应控制扭剪速率为1。～2。/10s，并以此作为统一的标准速率，以便能在不排水条件下进行剪切试验。测记每扭转1。的扭矩，当扭矩出现峰值或稳定值后，要继续测读1min，以便确认峰值或稳定扭矩。 (5)重塑土的不排水抗剪强度，应在峰值强度或稳定值强度出现后，顺剪切扭转方向连续转动6圈后测定。 (6)十字板剪切板试验抗剪强度的测定精度应达到1～2kPa。 (7)为测定软粘性土不排水抗剪强随深度的变化，试验点竖向间距应取为1m，或根据静力触探等资料布置验点。 2.十字板剪切试验的基本原理

十字板剪切试验成果分析报告

深圳蛇口太子湾片区改造工程勘察 十字板剪切试验成果分析报告 一．前言 深圳蛇口太子湾片区改造工程施工图设计阶段补充勘察和围堤区补充勘察两个阶段共完成十字板剪切试验钻孔13个，试验土层主要针对该工程区域下卧的淤泥质粉质粘土层（层号④2）。由于施工场地地理位置特殊、水深较深，同时地层埋藏较深和厚度厚薄不均匀、上覆盖层淤泥及粉质粘土厚度较厚，以及土层物理力学性质较为复杂的特点，我院2010年5月完成的《深圳蛇口太子湾片区改造工程工程地质勘察报告》建议十字板剪切试验成果不能直接作为稳定计算的主要依据。 2010年5月27日～28日，在深圳召开的“深圳蛇口太子湾片区改造项目油轮母港工程重大技术方案专家咨询会”形成的专家意见：“普遍认为该土层是相对较好的软土层，建议勘察单位对该土层十字板剪切测试结果进一步分析整理，提出可供设计使用的参数。”，会议认为该项目进行的十字板剪切试验经过进一步分析整理，可以作为稳定计算的依据之一。根据专家意见，我院对淤泥质粉质粘土层（层号④2）的十字板剪切试验成果进行重新分析、统计并提出推荐指标供设计使用。 二．淤泥质粉质粘土层（层号④2）十字板剪切试验成果统计————————————————————————————————————————————————

———————————————————————————————————————————————— 1. 客运码头区统计数据 客运码头区④2层十字板剪切试验成果统计表 表1 客运码头区④2-1层十字板剪切试验成果统计表 表2 客运码头区④2-2层十字板剪切试验成果统计表 表3

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 =0。 调至零，即R 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：

有关十字板剪切试验

浅谈有关十字板剪切试验 摘要：文章论述了十字板剪切适用于饱和软粘土，特别适用于难于取样或试样在自重作用下不能保持原有形状的软粘土。它的优点是构造简单，操作方便，试验时对土的结构扰动也较小，故在实际中广泛得到应用。 关键词：十字板剪切试验原理适用范围应用 abstract: the article discusses the vane shear applied to the saturated soft clay, especially suitable for difficult to sample or specimen under the gravity can maintain the original shape of the soft clay. it has the advantages of simple structure, convenient operation, test of soil structure perturbation small, and so widely applied in the actual projects key words: vane shear test principle applicable scope application 中图分类号：o642.5+1文献标识码：a文章编号： 前言 十字板剪切试验于1928年在瑞士奥尔桑首先提出。在我国于1954年开始使用十字板剪切试验以来，在沿海软土地区被广泛使用。十字板剪切试验是快速测定饱和软粘土层快剪强度的一种简易而可靠的原位测试方法。这种方法侧得的抗剪强度值，相当于试验深度处天然土层的不排水抗剪强度，在理论上它相当于三轴不排水

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，kPa Kl——量力环率定系数，N/0.01mm R——百分表读数，0.01mm γ——剪位移，0.01mm n——手轮转数 A——试样初始汤面积，cm2 ΔL——手轮转一圈的位移量，0.01mm。 2、绘制剪应力（τ）与剪位移（ΔL）的关系曲线图。 3、绘制τ-σ关系曲线。由曲线图确定土的抗剪强度指标c、υ。

几种软土剪切试验方法

几种软土剪切试验方法

几种软土剪切试验方法 宁波地铁工程的最大特点是软土地层厚、软、差，在设计过程中怎样正确合理地选择和应用勘察报告中给定的众多参数，对设计人员来说显得尤为重要。在解读规范的过程中，也会遇到很多什么三轴试验、原位测试等等名词，在选择参数方面有总应力、有效应力法参数、直接剪切参数、固结快剪参数等等，因此理解勘察试验方法和目的、了解什么样的土层采用什么试验方法得出的强度参数最可靠，哪些方法得出的参数保守、哪些方法得出的参数偏大，这种方法与那种方法得出的参数为什么不同、怎么换算、偏大偏小的原因，土力学现场试验与原位试验的关系，试验与实际工程情况的关系，排水、不排水，固结、不固结，有侧限与无侧限等等怎么与现场结合都很重要，在软土地区搞设计不了解试验方法及其意义恐怕不行。 对于基坑支护工程来说，所需的主要土的力学参数为抗剪强度指标，以下为搜集到的几种软土试验方法。 测定土的抗剪强度指标的试验方法主要有室内剪切试验和 现场剪切试验二大类，室内剪切试验常用的方法有直接剪切试验、三轴压缩试验和无侧限抗压强度试验等，现场剪切试验常用的方法主要有十字板剪切试验。 室内试验： （1）直接剪切试验：为测定土的抗剪强度的最简单方法， 他所测定的是土样预定剪切面上的抗剪强度。目前普遍采用应变控制式直剪仪。

为了在直剪试验中尽量考虑不同的固结排水条件，通常采用不同加荷速率的试验方法来近似模拟土体在受剪时的不同排水条件，由此产生了三种不同的直剪试验方法，即快剪、固结快剪和慢剪。 1）快剪：快剪试验是在对试样施加竖向压力后，立即以 0.8mm/min的剪切速率快速施加水平剪应力使试样剪切破坏。一般从加载到土样剪坏只需3～5min，相当于“不排水剪切”过程，指标用c q ， q表示。 2）固结快剪：固结快剪是在对试样施加竖向压力后，让试样充分排水固结，待沉降稳定后，再0.8 mm/min的剪切速率快速施加水平剪应力使试样剪切破坏。试验相当于“固结不排水剪” 过程。抗剪强度指标用c cq ， cq 表示。 3）慢剪：慢剪试样是在对试样施加竖向压力后，让试样充分排水固结，待沉降稳定后，以小于0.02 mm/min的剪切速率施加水平剪应力直至试样剪切破坏，使试样在受剪过程中一直充分排水和产生体积变形，模拟了“固结排水剪切”过程，得到的抗剪强度指标用c s ， s表示。 （2）三轴压缩试验 常规三轴试验步骤如下： 1）将土样切制成圆柱体套在橡胶膜内，放在密闭的压力室中，根据试验排水要求启闭有关的阀门开关。 2）向压力室内注入气压或液压，使试样承受周围压力σ 3作用，并使该周围压力在整个试验过程中保持不变。

十字板剪切试验计算

十字板剪切试验 试验目的：1、掌握十字板剪切试验的工作原理； 2、掌握十字板剪切试验的实用方法及注意事项； 3、试验数据的处理。 一、十字板剪切试验的基本原理 十字板剪切试验包括钻孔十字班剪切试验和贯入电测十字板剪切试验，其基本原理都是：施加一定的扭转力矩，将土体剪坏，测定土体对抗扭剪的最大力矩，通过换算得到土体抗剪强度值(假定a=0)。假设土体是各向同性介质，即水平面的不排水抗剪强度(Cu)h与垂直面上的不排水抗剪强度(Cu)v相同：(Cu)v=(Cu)h。旋转十字板头时，在土体中形成一个直径为D，高为H的圆柱剪切破坏面。由于假设土体是各向同性的，因此该圆柱剪损面的侧表面及顶底面上各点的抗剪强度相等，则旋转过程中，土体产生的最大抗扭矩M 由圆柱侧表面的抵抗扭矩。 二、十字板剪切试验的基本技术要求 (1)十字板尺寸：常用的十字板尺寸十字板尺寸表8-33 为矩形，高径比(H/D为2)。国外使Array用的十字板尺寸与国内常用的十字 板尺寸不同，见表8-33。 (2)对于钻孔十字板剪切试验， 十字板插入孔底以下的深度应大于5 倍钻孔径，以保证十字板能在不扰动土中进行剪切试验。 (3)十字板插入土中与开始扭剪的间歇时间应小于5min。因为插入时产生的超孔隙水压力的消散，会使侧向有效应力增长。拖斯坦桑(Torstensson(1977))发现间歇时间为1h和7d的，试验所得不排水抗剪强度比间歇时间为5min的，约分别增长9%和19%。 (4)扭剪速率也应很好控制。剪切速率过慢，由于排水导致强大增长。剪切速率过快，对饱和软粘性土由于粘滞效应也使强度增长。一般应控制扭剪速率为1。～2。/10s，并以此作为统一的标准速率，以便能在不排水条件下进行剪切试验。测记每扭转1。的扭矩，当扭矩出现峰值或稳定值后，要继续测读1min，以便确认峰值或稳定扭矩。 (5)重塑土的不排水抗剪强度，应在峰值强度或稳定值强度出现后，顺剪切扭转方向连续转动6圈后测定。 (6)十字板剪切板试验抗剪强度的测定精度应达到1～2kPa。

实验七 直接剪切试验

实验七 直接剪切试验 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?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6.18c m ，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。 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 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

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）。开动秒表，同时以每分钟4~12转的均匀速度转动手轮（学生可用6转/分），转动过程不应中途停顿或时快时慢，使试样在3~5分钟内剪破，手轮每转一圈应测记测微表读数一次，直至量力环中的测微表指针不再前进或有后退，即说明试样已经剪破，如测微表指针一直缓慢前进，说明不出现峰值和终值，则试验应进行至剪切变形达到4mm（手轮转20转）为止。 7、剪切结束后，吸去剪切盒中积水，倒转手轮，尽快移去砝码，加压框架，传压板等，取出试样，测定剪切面附近土的剪后含水率。 8、另装试样，重复以上步骤，测定其它三种垂直荷载（200kPa，300kPa，400kPa）下的抗剪强度。 四、成果整理 1、1、按式（7-1）计算抗剪强度： τ（7-1） CR = 式中R—量力环中测微表最大读数，或位移4mm时的读数。精确至0.01mm。 C—量力环校正系数，（N/mm2/0.01mm）。 2、2、按式（7-2）计算剪切位移： = L- ?2.0（7-2） R n 式中0.2 —手轮每转一周，剪切盒位移0.2mm； n—手轮转数。 3、3、制图 （1）以剪应力为纵坐标，剪切位移为横坐标，绘制剪应力τ与剪切位移L? 的关系曲线，如试验图7-2所示。取曲线上剪应力的峰值为抗剪强度，无峰值时，取剪切位移4mm所对应的剪应力为抗剪强度。 （2）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（图7-3），直线的倾角为土的内摩擦角?，直线在纵坐标上的截距为土的粘聚力c。