工程常识之
土的剪切试验和强度指标
1、直接剪切试验
在直剪仪中分别施加不同竖向压力，然后分别对施加水平剪切力进行剪切，求得破坏时的剪应力τ，根据库仑定律确定土的抗剪强度参数：内摩擦角ψ和黏聚力c。
试验方法分三种：
（1）快剪Q（Quick shear）：在试样上施加垂直压力后，立即加水平剪切力。在整个试验中，不允许试样的原始含水率有所改变（试样两端敷以隔水纸），即在试验过程中孔隙水压力保持不变（3~5min 内剪坏）。
对透水性强的土（渗透系数大于10-6cm/s）不适用。
（2）固结快剪CQ（Consolidation Quick shear）：在垂直压力下土样完全排水固结稳定后，以很快速度施加水平剪力。在剪切过程中不允许排水（规定在3~5min内剪坏）。
得到的强度指标适用于总应力法。
（3）慢剪S（Slow shear）：在加垂直荷重后，使其充分排水（试样两端敷以滤纸），在土样达到完全固结时，再加水平剪力；每加一次水平剪力后，均需经过一段时间，待土样因剪切引起的孔隙水压力完全消失后，再继续加下一次水平剪力。
得到的强度指标适用于有效应力法。
上述三种试验方法的受力条件不同，所得抗剪强度值也不同。因此，必须根据土所处的实际应力情况来选择试验方法。
2、三轴剪切试验
在三轴仪中，分别在不同的恒定周围压力（即小主应力3σ）下，
施加轴向压力（即产生主应力差1σ-3σ），进行剪切直至破坏，然后根
据摩尔-库伦理论确定土的抗剪强度参数：内摩擦角ψ和黏聚力c 。
试验方法分三种：
（1）不固结不排水剪UU （Unconsolidation Undrained ）：试样在施加周围压力和随后施加轴向压力力直至剪坏的整个试验过程中都不允许排水，这样从开始加压直至试样剪坏，土中的含水量始终保持不变，孔隙水压力也不可能消散，可以测得总应力抗剪强度指标c u ，φu 。
（2）固结不排水剪CU （Consolidation Undrained ）：试样在施加周围压力时，允许试样充分排水，待固结稳定后，再在不排水的条件下施加轴向压力，直至试样剪切破坏，同时在受剪过程中测定土体的孔隙水压力，可以测得总应力抗剪强度指标c cu ，φ
cu 和有效应力抗剪
强度指标c ’，φ’。
图中可知（φ’大于φcu ，c ’小于c cu ）
（3）固结排水剪CD （Consolidation Drained ）：试样先在周围压力下排水固结，然后允许试样在充分排水的条件下增加轴向压力直至
破坏，同时在试验过程中测读排水量以计算试样体积变化，可以测得有效应力抗剪强度指标c d，φd。
3、两种试验方法对比
4、十字板剪切试验
十字板剪切试验是一种用十字板测定饱和软粘性土不排水抗剪强度和灵敏度的试验，属于土体原位测试试验的一种。它是将十字板头由钻孔压入孔底软土中，以均匀的速度转动，通过一定的测量系统，测得其转动时所需之力矩，直至土体破坏，从而计算出土的抗剪强度。由十字板剪力试验测得之抗剪强度代表孔内土体的天然强度（天然固结不排水抗剪强度）。
2.剪切强度计算 (1) 剪切强度条件 剪切强度条件就是使构件的实际剪应力不超过材料的许用剪应力。 []s F A ττ= ≤ (5-6) 这里[τ]为许用剪应力，单价为Pa 或MPa 。 由于剪应力并非均匀分布，式(5-2)、(5-6)算出的只是剪切面上的平均剪应力，所以在使用实验的方式建立强度条件时，应使试件受力尽可能地接近实际联接件的情况，以确定试样失效时的极限载荷τ0，再除以安全系数n ，得许用剪应力[τ]。 []n ττ= (5-7) 各种材料的剪切许用应力应尽量从相关规范中查取。 一般来说，材料的剪切许用应力[τ]与材料的许用拉应力[σ]之间，存在如下关系： 对塑性材料： 对脆性材料： (2) 剪切实用计算 剪切计算相应地也可分为强度校核、截面设计、确定许可载荷等三类问题，这里就不展开论述了。但在剪切计算中要正确判断剪切面积，在铆钉联接中还要正确判断单剪切和双剪切。下面通过几个简单的例题来说明。
例5-1 图5-12(a)所示电瓶车挂钩中的销钉材料为20号钢，[τ]＝30MPa，直径d=20mm。 ＝12mm。牵引力F=15kN。试校核销钉的剪切挂钩及被连接板件的厚度分别为t＝8mm和t 1 强度。 图5-12 电瓶车挂钩及其销钉受力分析示意图 解：销钉受力如图5-12(b)所示。根据受力情况，销钉中段相对于上、下两段沿m-m 和n-n两个面向左错动。所以有两个剪切面，是一个双剪切问题。由平衡方程容易求出：销钉横截面上的剪应力为： 故销钉满足剪切强度要求。 例5-2如图5-13所示冲床，F max=400KN，冲头[σ]=400MPa，冲剪钢板的极限剪应力τ =360 MPa。试设计冲头的最小直径及钢板最大厚度。 b 图5-13 冲床冲剪钢板及冲剪部分受力示意图 解：(1) 按冲头压缩强度计算d 所以 (2) 按钢板剪切强度计算t 钢板的剪切面是直径为d高为t的柱表面。 所以 例5-3 如图5-14所示螺钉受轴向拉力F作用，已知[τ]=[σ]，求其d：h的合理比值。 图5-14 螺钉受轴向拉力示意图
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） = n R 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
土的抗剪强度试验方法 【中国地质大学（武汉）工程学院】 抗剪强度指标c、φ值，是土体的重要力学性质指标，正确地测定和选择土的抗剪强度指标是土工计算中十分重要的问题。 土体的抗剪强度指标是通过土工试验确定的。室内试验常用的方法有直接剪切试验、三轴剪切试验；现场原位测试的方法有十字板剪切试验和大型直剪试验。 一、直接剪切试验 (一)试验仪器与基本原理 直剪试验所使用的仪器称为直剪仪，按加荷方式的不同，直剪仪可分为应变控制式和应力控制式两种，前者是以等速水平推动试样产生位移并测定相应的剪应力；后者则是对试样分级施加水平剪应力，同时测定相应的位移。目前常用的是应变控制式直剪仪（示意图）。 试验时，垂直压力由杠杆系统通过加压活塞和透水石传给土样，水平剪应力则由轮轴推动活动的下盒施加给土样。土体的抗剪强度可由量力环测定，剪切变形由百分表测定。在施加每一级法向应力后，匀速增加剪切面上的剪应力，直至试件剪切破坏。 将试验结果绘制成剪应力τ和剪切变形S的关系曲线（见图5-9）。一般地， 。 将曲线的峰值作为该级法向应力下相应的抗剪强度τ f
变换几种法向应力σ的大小，测出相应的抗剪强度τ f 。在σ-τ坐标上，绘制曲线，即为土的抗剪强度曲线，也就是莫尔-库伦破坏包线，如图5-10所示。 (二)试验方法分类 为了在直剪试验中能尽量考虑实际工程中存在的不同固结排水条件，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。快剪试验是在土样上下两面均贴以腊纸，在加法向压力后即施加水平剪力，使土样在3~5分钟内剪坏，由于剪切速率较快，得到的抗剪强度指标用 c q 、φ q 表示。 （2）固结快剪。固结快剪是在法向压力作用下使土样完全固结。然后很快施加 水平剪力，使土样在剪切过程中来不及排水，得到的抗剪强度指标用c cq 、φ cq 表示。 （3）慢剪。慢剪试样是先让土样在竖向压力下充分固结，然后再慢慢施加水平剪力，直至土样发生剪切破坏。使试样在受剪过程中一直充分排水和产生体积变 形，得到的抗剪强度指标用c s 、φ s 表示。
2.剪切强度计算 (1) 剪切强度条件 剪切强度条件就是使构件的实际剪应力不超过材料的许用剪应力。 [] s F A ττ =≤ (5-6) 这里[τ]为许用剪应力，单价为Pa或MPa。 由于剪应力并非均匀分布，式(5-2)、(5-6)算出的只是剪切面上的平均剪应力，所以在使用实验的方式建立强度条件时，应使试件受力尽可能地接近实际联接件的情况，以确定试样失效时的极限载荷τ0，再除以安全系数n，得许用剪应力[τ]。 [] n τ τ= (5-7) 各种材料的剪切许用应力应尽量从相关规范中查取。 一般来说，材料的剪切许用应力[τ]与材料的许用拉应力[σ]之间，存在如下关系： 对塑性材料： []0.60.8[] τσ = 对脆性材料： []0.8 1.0[] τσ = (2) 剪切实用计算 剪切计算相应地也可分为强度校核、截面设计、确定许可载荷等三类问题，这里就不展开论述了。但在剪切计算中要正确判断剪切面积，在铆钉联接中还要正确判断单剪切和双剪切。下面通过几个简单的例题来说明。 例5-1 图5-12(a)所示电瓶车挂钩中的销钉材料为20号钢，[τ]＝30MPa，直径d=20mm。挂钩及被连接板件的厚度分别为t＝8mm和t1＝12mm。牵引力F=15kN。试校核销钉的剪切强度。 图5-12 电瓶车挂钩及其销钉受力分析示意图 解：销钉受力如图5-12(b)所示。根据受力情况，销钉中段相对于上、下两段沿m-m和n-n两个面向左错动。所以有两个剪切面，是一个双剪切问题。由平衡方程容易求出： 2 s F F= 销钉横截面上的剪应力为： 3 32 1510 23.9MPa<[] 2(2010) 4 s F A ττ π - ? === ?? 故销钉满足剪切强度要求。 例5-2如图5-13所示冲床，F max=400KN，冲头[σ]=400MPa，冲剪钢板的极限剪应力τb=360 MPa。试设计冲头的最小直径及钢板最大厚度。
第三节抗剪强度得试验方法 一、直接剪切试验 适用范围：室内测定土的抗剪强度，是最常用和最简便的方法 仪器：直剪仪 直剪仪分类：分应变控制式和应力控制式两种 应变控制式直剪仪的试验方法简介：通过杠杆对土样施加垂直压力p后，由推动座匀速推进对下盒施加剪应力，使试样沿上下盒水平接触面产生剪切变形，直至剪破。通常取四个试样，分别在不同σ下进行剪切，求得相应的τf。绘制τf -σ曲线。 【讨论】直剪试验为何要取四个原状土样？ 破坏强度τf的判定： 较密实的粘土及密砂土的τ-△l曲线具有明显峰值，如图中曲线1，其峰值即为破坏强度τf；对软粘土和松砂，其τ-△l曲线常不出现峰值，如图中曲线2，此时可按以剪切位移相对稳定值b点的剪应力作为抗剪强度τf。 按排水条件分： 快剪（不排水剪） 固结快剪（固结不排水剪） 慢剪（排水剪） 1、快剪（不排水剪） 这种试验方法要求在剪切过程中土的含水量不变，因此，无论加垂直压力或水平剪力，都必须迅速进行，不让孔隙水排出。 适用范围：加荷速率快，排水条件差，如斜坡的稳定性、厚度很大的饱和粘土地基等。
2、固结快剪（固结不排水剪） 试样在垂直压力下排水固结稳定后，迅速施加水平剪力，以保持土样的含水量在剪切前后基本不变。 试用范围：一般建筑物地基的稳定性，施工期间具有一定的固结作用。 3、慢剪（排水剪） 土样的上、下两面均为透水石，以利排水，土样在垂直压力作用下，待充分排水固结达稳定后，再缓慢施加水平剪力，使剪力作用也充分排水固结，直至土样破坏。 适用范围：加荷速率慢，排水条件好，施工期长，如透水性较好的低塑性土以及再软弱饱和土层上的高填方分层控制填筑等等。 直剪仪特点：构造简单，试样的制备和安装方便，且操作容易掌握，至今仍被工程单 位广泛采用，。 【讨论】直剪仪的不足： ①剪切破坏面固定为上下盒之间的水平面不符合实际情况，也即剪切面不一定是试样抗剪能力最弱的面； ②试验中不能严格控制排水条件，不能量测土样的孔隙水压力的变化； ③由于上下盒的错动，剪切面上的剪应力分布不均匀，而且受剪切面面积愈来愈小。 ④试验时上下盒之间的缝隙中易嵌入砂粒，使试验结果偏大。 ***以下为试验过程 1、取样要求：用环刀取，环刀面积不小于30cm 2，环刀高度不小于2cm ，同一土样至少切取4个试样。 2、试验方法 （1）快剪（q ）：试样在垂直压力施加后立即进行快速剪切，试验全过程都不许有排水现象产生。 （2）固结快剪（cq ）：试样在垂直压力下经过一定程度的排水固结后，再进行快速剪切。 （3）慢剪（s ）：试样在垂直压力排水固结后慢慢的进行剪切，剪切过程中孔隙水可自由排出。 试验结果：一般情况下，快剪所得的?值最小，慢剪所得的?值最大，固结快剪居中。 3、指标计算 直接剪切试验的结果用总应力法按库仑公式?στtg c f +=，计算抗剪强度指标。
中华人民共和国国家标准 UDC 678.4-41.061:620.176 GB 7754-87 压敏胶粘带剪切强度试验方法(胶面对背面) Test method for shear strength of pressure sensitve adhesive tapes(adhesive layer to baCk side of the tape) 1 适用范围 本标准适用于压敏胶粘带(胶面对背面)剪切强度的试验。 2 原理 本方法借助试验板，测定试样单位面积上所承受的最大剪切应力。 3 装置 3．1 试验机 3．1．1 应使试样的破坏载荷在试验机满标负荷的15％～85％范围内。试验机力值的示值误差不应大于1％。 3．1．2 试验机夹持器移动速度为300±30 mm／min。 3．2 辊压装置 辊压装置应符合GB 2792—81《压敏胶粘带180°剥离强度测定方法(金属对金属)》中3．1的要求。 3．3 量具 量具采用符合GB 1214—85《游标卡尺》读数值为0．02 mm的游标卡尺。 3．4 试验板、垫板 3．4．1 试验板形状和尺寸如图1所示。 3．4．2 垫板形状和尺寸如图2所示。 试验板、垫板可采用金属材料制造。其表面应光滑、平整，边缘无毛疵，并保持直角 4 试样 4．1 试样宽度应大于20 mm，长度约300 mm，应无明显变形和损伤。 4．2 试样数量不应少于5个。 5 试验条件 除另有规定外，应符合下列要求： 5．1 标准试验室温度为23±2 ℃；相对湿度为45％～55％。 5．2 胶粘带应除去包装材料在5．1条件下放置2h以上。 6 试样制备 6．1 在试验板、垫板上平整地贴合一层涂以有机硅防粘层的牛皮纸胶粘带。 6．2 用清洗剂和纱布把试验板的粘合面擦拭干净。 6．3 除去胶粘带最外的3—5层，用切割刀切取宽度为20 mm，以约300 mm／min的速度解开胶粘带长度约300 mm，取样间隔约200 mm。 6．4 按图3所示，把胶粘带分别贴合在两块试验板上，试样粘合长度为20 mm和100 mm，用辊压 装置来回辊压数次，然后再重选贴合一层胶粘带，切取多余的部分，将辊压装置以300 mm／min的速度来回辊压三次，取下垫板。
土工试验、水质分析原始记录表式 编制 审核 批准 江苏常州地质工程勘察院检测中心
土工试验记录表式目录
CKCS-JL-TG-01-2015 开样记录、密度试验记录（环刀法） □1．《土工试验方法标准》GB/T50123-1999 □2．《土工试验规程》SL237-1999 □3．《公路土工试验规程》JTG E40-2007 □4．《铁路工程土工试验规程》TB 10102-2010 注：1、使用仪器设备：电子天平；2、检定/校准合格，检查正常方参与试验。
CKCS-JL-TG-02-2013 含水率试验记录（烘干法） □1．《土工试验方法标准》GB/T50123-1999 □2．《土工试验规程》SL237-1999 □3．《公路土工试验规程》JTG E40-2007 □4．《铁路工程土工试验规程》TB 10102-2010 工程名称：工程编号：
CKCS-JL-TG-03-2013 液、塑限联合测定记录 □1．《土工试验方法标准》GB/T50123-1999 □2．《土工试验规程》SL237-1999 □3．《公路土工试验规程》JTG E40-2007 □4．《铁路工程土工试验规程》TB 10102-2010 工程名称：工程编号： 注：1、使用仪器设备：电子天平、烘箱、液塑限联合测定仪；2、检定/校准合格，检查正常方参与试验。 试验：检查：
固结试验记录（快速法） □1．《土工试验方法标准》GB/T50123-1999 □2．《土工试验规程》SL237-1999 □3．《公路土工试验规程》JTG E40-2007 □4．《铁路工程土工试验规程》TB 10102-2010 注：仪器编号指固结仪各联的实验室编号，仪器状态栏正常打√，不正常打×。 试验: 检查：
2.剪切强度计算 (1) 剪切强度条件 剪切强度条件就是使构件的实际剪应力不超过材料的许用剪应力。 []s F A ττ= ≤ (5-6) 这里[τ]为许用剪应力，单价为Pa 或MPa 。 由于剪应力并非均匀分布，式(5-2)、(5-6)算出的只是剪切面上的平均剪应力，所以在使用实验的方式建立强度条件时，应使试件受力尽可能地接近实际联接件的情况，以确定试样失效时的极限载荷τ0，再除以安全系数n ，得许用剪应力[τ]。 []n ττ= (5-7) 各种材料的剪切许用应力应尽量从相关规范中查取。 一般来说，材料的剪切许用应力[τ]与材料的许用拉应力[σ]之间，存在如下关系： 对塑性材料： []0.60.8[]τσ= 对脆性材料： []0.8 1.0[]τσ= (2) 剪切实用计算 剪切计算相应地也可分为强度校核、截面设计、确定许可载荷等三类问题，这里就不展开论述了。但在剪切计算中要正确判断剪切面积，在铆钉联接中还要正确判断单剪切和双剪切。下面通过几个简单的例题来说明。 例5-1 图5-12(a)所示电瓶车挂钩中的销钉材料为20号钢，[τ]＝30MPa ，直径d=20mm 。挂钩及被连接板件的厚度分别为t ＝8mm 和t 1＝12mm 。牵引力F=15kN 。试校核销钉的剪切强度。 图5-12 电瓶车挂钩及其销钉受力分析示意图 解：销钉受力如图5-12(b)所示。根据受力情况，销钉中段相对于上、下两段沿m-m 和n-n 两个面向左错动。所以有两个剪切面，是一个双剪切问题。由平衡方程容易求出： 2s F F = 销钉横截面上的剪应力为： 332151023.9MPa<[] 2(2010)4s F A ττπ-?===?? 故销钉满足剪切强度要求。 例5-2 如图5-13所示冲床，F max =400KN ，冲头[σ]=400MPa ，冲剪钢板的极限剪应力τb =360 MPa 。试设计冲头的最小直径及钢板最大厚度。
压敏胶带剥离强度测试标准 1. 范围 1.1这些测试方法主要用于压敏胶带剥离强度的测试。 1.1.1 方法 A：单面胶从标准钢板或其他类似表面的平板上180° 剥离的测试方法。 1.1.2 方法B：单面背衬胶粘性的测试方法。 1.1.3 方法C：双面胶与标准钢板粘性的测试方法。 1.1.4 方法D：单面胶或双面胶与离型纸的粘性的测试方法。 1.1.5 方法E：无基材胶带与标准钢板的粘性的测试方法。 1.1.6 方法F：单面胶与标准钢板90°剥离的测试方法。 1.2这些测试方法是给定压敏胶带粘性测试的统一评定方法，这评定可 以针对一卷，两卷之间或一批。 1.3不同的基材和（或）胶质都会影响测定结果，因此，这些方法不适 用不统一的胶质。 1.4这些测试方法不适用于一些相对硬质的基材、衬里或在低强度下高粘性背胶的测试。这些特性对测试结果有很大的影响，因而不能真正代表粘力。 1.5 测试数值用 IS或英寸—磅做为单位，在每个单位系统中数值的规定都是不同的，因此，每个系统必须使用自己的单位。 1.6这些标准没用强调在操作过程中可能会发生的所有安全隐患。标准 使用者有义务去建立一个安全健康的操纵规则。 4.测试方法概要 4.1 方法 A——单面胶180°剥离——用可控压力把胶带粘贴到标准测 试板上。测试时，以恒定的速度180°角从测试板上剥离。 4.2 方法B——单面背衬胶的粘性——胶带式样一粘贴到测试钢板上， 取另一式样粘贴到式样以的背面，然后按方法A进行测试。 4.3 方法C——双面胶 4.3.1 表面粘性——把双面胶的正面贴到不锈钢板上，衬里面朝外。 撕去衬纸，贴一层0.025mm（0.001in）的聚酯薄膜，接下来按方法A 进行
压敏胶带剥离强度测试 标准 1. 范围 这些测试方法主要用于压敏胶带剥离强度的测试。 方法 A：单面胶从标准钢板或其他类似表面的平板上180°剥离的测试方法。 方法B：单面背衬胶粘性的测试方法。 方法C：双面胶与标准钢板粘性的测试方法。 方法D：单面胶或双面胶与离型纸的粘性的测试方法。 方法E：无基材胶带与标准钢板的粘性的测试方法。 方法F：单面胶与标准钢板90°剥离的测试方法。 这些测试方法是给定压敏胶带粘性测试的统一评定方法，这评 定可以针对一卷，两卷之间或一批。 不同的基材和（或）胶质都会影响测定结果，因此，这些方法 不适用不统一的胶质。 这些测试方法不适用于一些相对硬质的基材、衬里或在低强度 下高粘性背胶的测试。这些特性对测试结果有很大的影响，因而不 能真正代表粘力。 测试数值用 IS 或英寸—磅做为单位，在每个单位系统中数值 的规定都是不同的，因此，每个系统必须使用自己的单位。 这些标准没用强调在操作过程中可能会发生的所有安全隐患。 标准使用者有义务去建立一个安全健康的操纵规则。 4. 测试方法概要 方法 A——单面胶 180°剥离——用可控压力把胶带粘贴到标 准测试板上。测试时，以恒定的速度180°角从测试板上剥离。 方法 B——单面背衬胶的粘性——胶带式样一粘贴到测试钢板 上，取另一式样粘贴到式样以的背面，然后按方法A 进行测试。 方法C——双面胶 表面粘性——把双面胶的正面贴到不锈钢板上，衬里面朝外。撕去衬纸，贴一层（）的聚酯薄膜，接下来按方法A 进行测 试。 衬里粘力——在双面胶的正面贴上的聚酯薄膜，然
后撕去衬纸贴到不锈钢板上。接下来的测试同方法A。 方法 D——测试离型纸胶带（单面或者双面）的粘性——把胶带粘贴到测试钢板上，衬里面朝外。同方法 A 中单面胶从钢板上剥离类似，用同 样的方法测试衬纸与胶粘剂的剥离强度。 方法E——无基材胶带的粘力测试 正面——把胶带贴到标准测试钢板上。除去衬纸，贴上厚度为的聚酯薄膜形成一个背衬薄膜胶带试样。按照方法 A 进行剥离力的测试。 衬里面——把胶带正面贴上厚度为的聚酯薄膜，撕去衬纸贴后贴到钢板上按方法A进行测试。 方法F——单面胶90°剥离——在可控的压力下把胶贴到标准钢板上，以恒定的速度从钢板上90°角进行剥离测试，计算剥离过程的力。 5. 意义和应用 这些测试方法是为保证质量使用的。给定的压敏胶在特定条件下测定其最大和最小剥离力，其数值用作验收标准。 方法A、B、C、E、F还可以用来测定给定胶带与其他一种或多种不同材料和材质的表面的相对粘力。有代表性的材料式样足以作为标准钢板试验使用。 方法A, B, C, E or F 不能被用来对比测试同类但不同粘着力的胶带。这是因为测试的剥离力并没有规范为一定压力范围。压力会因为单面背 衬的硬度和黏着力度而有所不同。两种不同胶带极少有相同此类属性。 方法 D 可以测试在特定剥离速度下剥离掉黏胶带的离型纸所需要的不同力值。 不同的剥离速度剥离力值不同。 这几种测试方法没有提供设计信息，原因在于通常粘着力和功能要求之间没有直接关联。 6. 设备 取样器—取样器应使用两边平行的单刃刀片，精确的分开距离，这样可以剪切出宽度精确的试样。两种剪切12 和24-mm[ 1-in.]剪切宽度都是 可用的。为了不引起试样边缘破损，取样器也可以选择适合的。注意1— 这些宽度是根据Guide D 5750/D5750M 的公制计量单位为参照的。 除了欧洲外，所谓的组合公制单位世界通用，如果测试的宽度不同，计算的方法也相应 的不同。 注意2—12mm取样刀规格是12mm宽，220mm长的铝制刀柄。。。。。。。。。。。。。。
胶黏剂拉伸剪切强度的测定方法 一实验原理 试样为单搭接结构，在试样的搭接面上施加纵向拉伸剪切力，测定试样能承受的最大负荷。搭接面上的平均剪应力为胶粘剂的金属对金属搭接的拉伸剪切强度，单位为MPa 二实验装置及试样 1）试验机。使用的试验机应使试样的破坏负荷在满标负荷的（15~85）%之间。试验机的力值示值误差不应大于1 %试验机应配备一副自动调心的试样夹持器，使力线与试样中心线保持一致。 试验机应保证试样夹持器的移动速度在（5 ± 1） mm/min内保持稳定。 2）量具。测量试样搭接面长度和宽度的量具精度不低于0.05 mm。 3）夹具。胶接试样的夹具应能保证胶接的试样符合要求。在保证金属片不破坏的情况下，试样与试样夹持器也可用销、孔连接的方法。但不能用于仲裁试验。 4）试样标准试样的搭接长度是（土）mm金属片的厚度是土mm,试样的搭接长度或金属片的厚度不同对试验结果会有影响。 5）建议使用LY12-CZ铝合金、1Cr18Ni9Ti不锈钢、45碳钢、T2铜等金属材料。 6）常规试验，试样数量不应少于5个。仲裁试验试样数量不应少于10个。 对于高强度胶粘剂，测试时如出现金属材料屈服或破坏的情况，则可适当增加金属片厚度或减少搭接长度。两者中选择前者较好。 测试时金属片所受的应力不要超过其屈服强度 d s,金属片的厚度S可按式（11-12 ）计算： 3=（L ? T）/ d S（11- 12 ） 式中：3――金属片厚度； L ――试样搭接长度； T——胶粘剂拉伸剪切强度； d S――金属材料屈服强度（MPa。
三、试样制备 1）试样可用不带槽或带槽的平板制备，也可单片制备。 2）胶接用的金属片表面应平整，不应有弯曲、翘曲、歪斜等变形。金属片应无毛刺，边缘保持直角。 3）胶接时，金属片的表面处理、胶粘剂的配比、涂胶量、涂胶次数、晾置时间等胶接工艺以及胶粘剂的固化温度、压力、时间等均按胶粘剂的使用要求进行。 4 ）制备试样都应使用夹具，以保证试样正确地搭接和精确地定位。 5）切割已胶接的平板时，要防止试样过热，应尽量避免损伤胶接缝。 四、试验条件 试样的停放时间和试验环境应符合下列要求： 1）试样制备后到试验的最短时间为16 h，最长时间为30 d。 2）试验应在温度为（23± 2）C、相对湿度为（45~55）%的环境中进行。 3）对仅有温度要求的测试，测试前试样在试验温度下停放时间不应少于h ;对有温度、湿度要求的测试，测试前试样在试验温度下停放时间一般不应少于16 h。 五、实验步骤 1）用量具测量试样搭接面的长度和宽度，精确到0.05 mm。 2）把试样对称地夹在上下夹持器中，夹持处到搭接端的距离为（50 ± 1）mm 3）开动试验机，在（5 ± 1） mm/min内，以稳定速度加载。记录试样剪切破坏的最大负荷，记录胶接破坏的类型（内聚破坏、粘附破坏、金属破坏）。 六、试验结果 对金属搭接的胶粘剂拉伸剪切强度T按式（11-13 ）计算，单位为MPa> T = F / （b ? l ）（11- 13） 式中：F――试样剪切破坏的最大负荷；
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 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(σtan Фq +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。加压设备可采用杠杆传动，也可采用气压施加。 2.测力计。采用应变圈，量表为百分表或位移传感器。 3.环刀有。内径6.18cm ，高2.0 cm 。 2. 其他。切土刀、钢丝锯、滤纸、毛玻璃板、圆玻璃片以及润滑油等。 ) 18(5050 -=t t f
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 ， ?= °
剪切法检测混凝土强度技术 朱跃武，邱 平，石 永，朱丽颖 （中国建筑科学研究院深圳分院，广东深圳 518057） 【摘要】剪切法包括：原位单剪法、分段单剪切法和抗剪法（芯样双剪法）等，它是利用混凝土自身的剪切强度换算混凝土抗压强度，可以用于泵送混凝土、早龄期混凝土以及既有结构混凝土强度检测，是目前唯一一个不受构件形状、表面平整度、粗糙度影响、不需要对试件进行二次加工，既可以原位，也可以体外检测的技术，它可检测受损混凝土构件强度，可作为超声波探伤的一种补充，预计该方法是具有一定推广价值的检测新技术。 【关键词】原位单剪法；分段单剪法；抗剪法（芯样双剪）；原位剪切仪；芯样双剪装置 【中图分类号】 TU755 【文献标志码】 A 【文章编号】 1671－3702（2016）12－0051－06 0 引 言 混凝土强度检测技术广泛用于混凝土施工质量控制、验收、鉴定、评估等方面。目前，我国常用的结构混凝土强度检测技术和强度检测方法有：无损检测和微破损检测。无损检测又分为回弹法、综合法、超声法等，破损检测又分为钻芯法、拔出法、贯入法等。无损检测操作方便，但检测结果误差较大。破损检测结果虽精度较高，但存在工序多、损伤大、操作不便等缺点，例如钻芯法，芯样的钻取、加工、抗压等过程，一般会导致试件的抗压强度低于实际强度 25 %，即存在较大负偏差。 剪切法是通过在结构上钻制直径44m m，长度 44 mm 或 80～100 mm 芯样试件，在原位或试验室内将芯样试件剪断，利用剪切强度换算混凝土抗压强度， 作者简介：朱跃武 男，高级工程师，研究方向为工程质量检测。因为剪切法是利用混凝土自身力学特征值剪切强度换算混凝土抗压强度，所以不受龄期、位置、表面状态的影响，因此精度较高；其次剪切法钻制的试件直径小，不会损伤构件中的钢筋；另外剪切法操作简单、快捷，避免了对试件的二次加工过程，提高了功效，减少了劳动强度。 1 剪切法基本原理 剪切法是在圆形试件的径向位置，施加一对大小相等，方向相反，位置相错的剪切力将试件剪断，通过仪器中的拉力或压力传感器采集剪断试件后的最大剪切峰值，剪断过程可在原位，也可以在实验室，将剪断试件的最大峰值（N）除以试件的截面积，求出试件的剪切强度，利用该强度作为特征值，将剪切强度与抗压强度进行拟合，建立拟合测强曲线。 混凝土质量的评估一般以混凝土抗压强度作为评 Testing Concrete Strength Technology with Shearing Method ZHU Yuewu，QIU Ping，SHI Yong，ZHU Liying （China Academy of Building Research Branch of Shenzhen，Shenzhen Guangdong 518057，China） Abstract：The shearing method including single cut in situ method，segments of single shearing and shear method（dual core samples cut method），it utilizes concrete in terms of their shear strength of concrete in compression can be used pumping concrete，early age concrete and concrete strength of existing structures，is currently the only one shape，the surface flatness，roughness of components from，does not require secondary processing specimens，both in situ and to be in vitro testing technology that can detect damage to the strength of concrete structures can be used as a complement to ultrasonic flaw detection，the process is expected to detect new technologies to promote a certain value. Keywords：in situ single shear method；segmented single shear method；shear method（double cut core sample）；in situ shear apparatus；double shear device for core samples - 51 -
剪切计算及常用材料强 度 文档编制序号：[KKIDT-LLE0828-LLETD298-POI08]
2.剪切强度计算 (1) 剪切强度条件 剪切强度条件就是使构件的实际剪应力不超过材料的许用剪应力。 [] s F A ττ=≤ (5-6) 这里[τ]为许用剪应力，单价为Pa 或MPa 。 由于剪应力并非均匀分布，式(5-2)、(5-6)算出的只是剪切面上的平均剪应力，所以在使用实验的方式建立强度条件时，应使试件受力尽可能地接近实际联接件的情况，以确定试样失效时的极限载荷τ0，再除以安全系数n ，得许用剪应力[τ]。 []n ττ= (5-7) 各种材料的剪切许用应力应尽量从相关规范中查取。 一般来说，材料的剪切许用应力[τ]与材料的许用拉应力[σ]之间，存在如下关系： 对塑性材料： 对脆性材料： (2) 剪切实用计算 剪切计算相应地也可分为强度校核、截面设计、确定许可载荷等三类问题，这里就不展开论述了。但在剪切计算中要正确判断剪切面积，在铆钉联接中还要正确判断单剪切和双剪切。下面通过几个简单的例题来说明。 例5-1 图5-12(a)所示电瓶车挂钩中的销钉材料为20号钢，[τ]＝30MPa ，直径d=20mm 。挂钩及被连接板件的厚度分别为t ＝8mm 和t 1＝12mm 。牵引力F=15kN 。试校核销钉的剪切强度。 图5-12 电瓶车挂钩及其销钉受力分析示意图 解：销钉受力如图5-12(b)所示。根据受力情况，销钉中段相对于上、下两段沿m-m 和n-n 两个面向左错动。所以有两个剪切面，是一个双剪切问题。由平衡方程容易求出： 销钉横截面上的剪应力为： 故销钉满足剪切强度要求。 例5-2 如图5-13所示冲床，F max =400KN ，冲头[σ]=400MPa ，冲剪钢板的极限剪应力τb =360 MPa 。试设计冲头的最小直径及钢板最大厚度。 图5-13 冲床冲剪钢板及冲剪部分受力示意图 解：(1) 按冲头压缩强度计算d 所以 (2) 按钢板剪切强度计算t 钢板的剪切面是直径为d 高为t 的柱表面。 所以 例5-3 如图5-14所示螺钉受轴向拉力F 作用，已知[τ]=[σ]，求其d ：h 的合理比值。 图5-14 螺钉受轴向拉力示意图 解：螺杆承受的拉应力小于等于许用应力值： 螺帽承受的剪应力小于等于许用剪应力值： 当σ、τ同时分别达到[σ]、[τ]时．材料的利用最合理，既 所以可得
材料科学与工程系实验报告 实验项目：材料的剪切实验 实验时间：2014-4-21 实验组别：第三小组 实验指导：龚维
材料的剪切实验 一 、实验目的 1．用直接受剪切的方法测定低碳钢（或中碳钢）的剪强度极限； 2．观察破坏现象和分析原因。 二、实验原理 剪切实验一般采用圆柱形试件，直径d 为10mm ，长为l40mm ，表面有一定光洁度，如图1所示。 把试件安装在剪切器内，把剪切器准确地安放在试验机上，用试验机对剪切器施加载荷，这时试件承受剪切形变，试件有两个截面受剪，随着载荷F 的增加，受剪处的材料经过弹性。屈服等阶段，最后沿受剪面剪断，读出剪断时的最大载荷F ，通过公式计算出剪切强度极限。 0 41)2b b F A τ=-（ （1） 从剪切的试件上可以看到破坏面并非圆平面(图2)，说明试件还受到挤压应力的作用，同时还可以看到中间一段略有弯曲。可见试件承受的作用不是单纯的剪切，所以剪切强度极限并不理想，但是这与结构零件如螺栓，铆钉，键等的受 图1 实物图1
力情况一样，故仍具有实用价值。 三、 实验设备 （1）液压式万能材料试验机。 （2）剪切器（试验机附件） 四、实验步骤 1．测量试样直径； 2．将试样装到剪切器中； 3．对剪切器施加压力，直至破坏，记录破坏载荷b F 。 五、 实验结果处理 1．根据实验记录，利用公式计算出低碳钢（或中碳钢）的剪切强度极限。 图2 实物图2
041) 2b b F A τ=- （ 2．按规定格式写出实验报告。报告中的各类表格、曲线、装置简图和原始数据齐全。 3. 附件。 4. 问题讨论 ①实际剪切与理论剪切有何区别？ ②分析破坏现象的原因及解决方法？