2013巖土工程師考點(diǎn)土的抗剪強(qiáng)度和特殊性3

　　土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)的試驗(yàn)方法

　　1.　直接剪切試驗(yàn)

　　直剪試驗(yàn)所使用的儀器稱為直剪儀，按加荷方式的不同，直剪儀可分為應(yīng)變控制式和應(yīng)力控制式兩種。前者是以等速水平推動(dòng)試樣產(chǎn)生位移并測(cè)定相應(yīng)的剪應(yīng)力;后者則是對(duì)試樣分級(jí)施加水平剪應(yīng)力，同時(shí)測(cè)定相應(yīng)的位移。我國目前普遍采用的是應(yīng)變控制式直剪儀，該儀器的主要部件由固定的上盒和活動(dòng)的下盒組成，試樣放在盒內(nèi)上下兩塊透水石之間。試驗(yàn)時(shí)，由杠桿系統(tǒng)通過加壓活塞和透水石對(duì)試樣施加某一法向應(yīng)力 ，然后等速推動(dòng)下盒，使試樣在沿上下盒之間的水平面上受剪直至破壞，剪應(yīng)力 的大小可借助與上盒接觸的量力環(huán)測(cè)定。試驗(yàn)時(shí)對(duì)同一種土取3～4個(gè)試樣，分別在不同的法向應(yīng)力不剪切破壞，可將試驗(yàn)結(jié)果繪制成抗剪強(qiáng)度 f 與法向應(yīng)力 之間的關(guān)系。大量的試驗(yàn)結(jié)果表明，對(duì)于砂性土，抗剪強(qiáng)度與法向應(yīng)力之間的關(guān)系是一條通過原點(diǎn)的直線，該直線與橫軸的夾角為內(nèi)摩擦角 ;對(duì)于粘性土，抗剪強(qiáng)度與法向應(yīng)力之間也基本成直線關(guān)系，該直線與橫軸的夾角為內(nèi)摩擦角 ，在縱軸上的截距為粘聚力c，直線方程可用庫侖公式(15-7-1)表示。

　　(2)直剪試驗(yàn)方法

　　大量的試驗(yàn)和工程實(shí)踐都表明，土的抗剪強(qiáng)度是與土受力后的排水固結(jié)狀況有關(guān)，故測(cè)定強(qiáng)度指標(biāo)的試驗(yàn)方法應(yīng)與現(xiàn)場(chǎng)的施工加荷條件一致。直剪試驗(yàn)由于其儀器構(gòu)造的局限無法做到任意控制試樣的排水條件，為了在直剪試驗(yàn)中能盡量考慮實(shí)際工程中存在的不同固結(jié)排水條件，通常采用不同加荷速率的試驗(yàn)方法來近似模擬土體在受剪時(shí)的不同排水條件，由此產(chǎn)生了三種不同的直剪試驗(yàn)方法，即快剪、固結(jié)快剪和慢剪。

　　1)快剪?？旒粼囼?yàn)是在對(duì)試樣施加豎向壓力后，立即以0.8mm/min的剪切速率快速施加水平剪應(yīng)力使試樣剪切破壞。一般從加荷到土樣剪壞只用3～5分鐘。由于剪切速率較快，可認(rèn)為對(duì)于滲透系數(shù)小于10-6cm/s的粘性土在剪切過程中試樣沒有排水固結(jié)，近似模擬了“不排水剪切”過程，得到的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)用 表示。

　　2)固結(jié)快剪。固結(jié)快剪是在對(duì)試樣施加豎向壓力后，讓試樣充分排水固結(jié)，待沉降穩(wěn)定后，再0.8mm/min的剪切速率快速施加水平剪應(yīng)力使試樣剪切破壞。固結(jié)快剪試驗(yàn)近似模擬了“固結(jié)不排水剪切”過程，它也只適用于滲透系數(shù)小于10-6cm/s的粘性土，得到的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)用 表示。

　　3)慢剪。慢剪試樣是在對(duì)試樣施加豎向壓力后，讓試樣充分排水固結(jié)，待沉降穩(wěn)定后，以小于0.02mm/min的剪切速率施加水平剪應(yīng)力直至試樣剪切破壞，使試樣在受剪過程中一直充分排水和產(chǎn)生體積變形，模擬了“固結(jié)排水剪切”過程，得到的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)用 表示。

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