土力学直剪实验数据处理
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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,将百分表的长针调至零,即R=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、数据分析:14 94.8 185.2 234.15616 96.8 223.2 239.09618 97.6 262.4 241.07220 97.6 302.4 241.07222 97.6 342.4 241.07224 97.6 382.4 241.07226 97.6 422.4 241.072剪切位移为4mm时对应的剪应力(kpa)即抗剪强度如下表:100 61.26200 121.03300 181.79400 241.07由图可知:抗剪强度指标:C=10,φ=31.2THANKS !!!致力为企业和个人提供合同协议,策划案计划书,学习课件等等打造全网一站式需求欢迎您的下载,资料仅供参考。
直剪试验(实验四)
直剪试验(shear test)是一种材料测试方法,用于测定材料的剪切力和剪切模量。
直剪试验通常用于测量地质样品的剪切强度和土壤力学性质的测定,也被用于研究与地球
表面相关的物质,在土木工程和建筑工程中也常用到。
直剪试验是在纵向和横向负载下将试样分成两个部分的试验。
试样的形状可以是方形
或圆形。
试样通常通过面板夹具(plate fixture)进行固定,并在两边施加相反方向的压力。
在纵向压缩下,试样的上部和下部会发生相对位移,从而在剖面平面上产生剪切应力
和剪切位移。
根据将试样施加的荷载,可以计算出试样在不同点的剪切力和剪切模量。
在进行直剪试验时,需要精确地控制荷载的施加速度和量级。
荷载速度应根据试样的
几何形状和尺寸、材料特性、试验目的等因素确定。
荷载的量级应高于试样的破坏荷载,
但不能过高,否则会导致试样瞬间破裂,无法得到准确的测试结果。
直剪试验是一种常用的材料力学测试方法,可以提供与材料性质相关的有价值的信息。
通过直剪试验,可以测定材料的剪切强度和初始刚度,以及其在不同荷载下的变形和破坏
特性。
这些信息对于工程和地质科学研究都具有重要意义。
第1篇一、实验目的1. 了解土直剪实验的基本原理和方法。
2. 掌握土直剪实验的操作步骤和数据处理方法。
3. 分析土的抗剪强度及其影响因素。
二、实验原理土直剪实验是一种常用的土力学实验,用于测定土的抗剪强度和剪切变形特性。
实验原理基于土体在剪切过程中,抗剪强度与剪切应力之间的关系。
根据摩尔-库仑理论,土体的抗剪强度可以用下式表示:τ = c + σtanφ式中,τ为剪切应力;c为土的黏聚力;σ为正应力;φ为土的内摩擦角。
三、实验仪器1. 土直剪仪:用于进行土直剪实验。
2. 量筒:用于量取土样体积。
3. 天平:用于称量土样质量。
4. 保湿器:用于保持土样的水分状态。
四、实验步骤1. 准备土样:取一定量的土样,将其放入保湿器中,保持土样的水分状态。
2. 称量土样:用天平称量土样的质量,并记录。
3. 量取土样体积:将土样放入量筒中,量取土样的体积,并记录。
4. 装样:将土样装入土直剪仪的剪切盒中,注意土样要均匀分布。
5. 加载:按照实验要求,对土样进行加载,直至达到预定剪切应力。
6. 记录数据:在剪切过程中,记录剪切应力、剪切位移等数据。
7. 解除加载:达到预定剪切应力后,解除加载,观察土样的剪切破坏情况。
8. 数据处理:根据实验数据,计算土样的抗剪强度、黏聚力和内摩擦角等参数。
五、实验结果与分析1. 抗剪强度:根据实验数据,计算土样的抗剪强度。
抗剪强度是土体抵抗剪切破坏的能力,其大小反映了土体的稳定性。
2. 黏聚力:黏聚力是土体颗粒之间的粘结力,反映了土体的内聚力。
根据实验数据,计算土样的黏聚力。
3. 内摩擦角:内摩擦角是土体抵抗剪切变形的能力,反映了土体的剪切特性。
根据实验数据,计算土样的内摩擦角。
4. 影响因素分析:分析土的抗剪强度及其影响因素,如土的种类、含水量、应力状态等。
六、实验结论通过土直剪实验,可以测定土体的抗剪强度、黏聚力和内摩擦角等参数,为土体工程设计和施工提供依据。
实验结果表明,土的抗剪强度受多种因素影响,如土的种类、含水量、应力状态等。
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=0。
表的长针调至零,即R5.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:垂直压力(KPa ) 手轮转数钢环读数(0.01mm)剪切位移(0.01mm)剪应力(KPa)10 00 0 0 02 16.0 24.0 39.520 4 21.0 59.0 51.870 6 23.0 97.0 56.810 8 24.0 136.0 59.280 10 24.8 175.2 61.256 12 24.8 215.2 61.256 14 24.8 255.2 61.256 16 24.7 295.3 61.009 18 24.8 335.2 61.256 20 24.8 375.2 61.256 22 24.8 415.2 61.256 24 24.8 455.2 61.2562000 0 0 02 20.0 20.0 49.400 4 32.0 48.0 79.040 6 38.2 81.8 94.354 8 42.0 118.0 103.740 10 47.0 153.0 116.090 12 49.0 191 121.030 14 49.1 230.9 121.277 16 49.1 270.9 121.277 18 49.1 310.9 121.277 20 49.0 351 121.030 22 49.0 391 121.030 24 49.0 431 121.0303000 0 0 02 25.0 15 61.750 4 42.0 38 103.740 6 52.2 67.8 128.934 8 57.8 102.2 142.766 10 62.6 137.4 154.62212 67.0 173 165.490 14 69.0 211 170.430 16 72.0 248 177.840 18 73.3 286.7 181.051 20 73.6 326.4 181.792 22 73.6 366.4 181.792 24 73.5 406.5 181.545 26 73.6 446.4 181.7924000 0 0 02 28.0 12.0 69.160 4 52.0 28.0 128.440 6 69.2 50.8 170.924 8 80.2 79.8 198.094 10 89.0 111 219.830 12 90.8 149.2 224.276 14 94.8 185.2 234.156 16 96.8 223.2 239.096 18 97.6 262.4 241.072 20 97.6 302.4 241.072 22 97.6 342.4 241.072 24 97.6 382.4 241.072 26 97.6 422.4 241.072剪切位移为4mm时对应的剪应力(kpa)即抗剪强度如下表:100 61.26200 121.03300 181.79400 241.07由图可知:抗剪强度指标:C=10,φ=31.2。
土力学直剪试验(完整报告一、引言土力学直剪试验是土力学领域中常用的一种试验方法,用于研究土体在剪切应力作用下的力学性质。
通过直剪试验可以得到土体的剪切强度参数,了解土体的抗剪性能,为土体的工程应用提供依据。
本报告将对土力学直剪试验的试验过程、数据处理及结果分析进行详细介绍。
二、试验目的本次试验的主要目的是测定土体的剪切强度参数。
通过对不同试验条件下土体的剪切强度进行测定,分析土壤类型、含水率等因素对土体剪切强度的影响,为土体工程设计提供参考。
三、试验原理直剪试验是将土体样品切割成两个均匀的平面,之后对这两个平面施加水平剪切力,使土体断裂。
根据土体断裂时产生的剪切力和剪切位移,可以计算土体的剪切强度参数。
试验过程中需要注意保持土体样品的水分状态和试验速度等因素。
四、试验装置与样品制备直剪试验需要用到直剪仪、剪切盒、仪器支撑架等试验装置。
首先,从现场采集的土样中挑选一部分代表性的样品,对样品进行初步处理,如去除杂质、石块等。
然后,根据试验要求将土样切割成方形或圆形样品,保证样品的均匀性和一致性。
五、试验过程1.样品制备:根据试验要求将土样切割成适当尺寸的样品。
2.试验装填:将样品放入剪切盒中,在试验过程中要确保样品与剪切盒之间的水平位置。
3.水分调节:根据试验要求,可以调节试验前的样品水分含量。
4.剪切加载:在试验仪器上施加水平剪切力,使样品发生剪切破坏。
5.数据记录:记录剪切过程中的剪切力和剪切位移数据。
六、数据处理根据试验中记录的剪切力和剪切位移数据,可以进行以下数据处理:1.计算土体的剪切强度参数:根据剪切力和剪切位移数据计算土体的剪切强度参数,如摩擦角、凝聚力等。
2.绘制剪切曲线:将试验过程中的剪切力和剪切位移数据绘制成剪切曲线,分析土体的剪切特性。
七、结果分析根据试验数据处理结果,可以得到土体的剪切强度参数。
1.土壤类型对土体的剪切强度有一定影响,不同土壤类型的剪切强度参数存在差异。
2.含水率对土体的剪切强度也有一定影响,一定范围内土体的含水率越高,剪切强度越低。
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ϕ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,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/cm2,2.0 kg/cm2,3.0 kg/cm2,4.0 kg/cm2)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。
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R5.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:剪切位移为4mm 时对应的剪应力(kpa )即抗剪强度如下表:20 73.6 326.4 181.792 22 73.6 366.4 181.792 24 73.5 406.5 181.545 26 73.6 446.4 181.792 4000 0 0 0 2 28.0 12.0 69.160 4 52.0 28.0 128.440 6 69.2 50.8 170.924 8 80.2 79.8 198.094 10 89.0 111 219.830 12 90.8 149.2 224.276 14 94.8 185.2 234.156 16 96.8 223.2 239.096 18 97.6 262.4 241.072 20 97.6 302.4 241.072 22 97.6 342.4 241.072 24 97.6 382.4 241.072 26 97.6 422.4 241.072100 61.26 200 121.03 300181.79400 241.07由图可知:抗剪强度指标:C=10,φ=31.2。
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R0=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。
直剪试验班级:土木二班姓名:朱海学号:913113250230(一)、试验目的直接剪切试验是测定土的抗剪强度的一种常用方法。
分别在不同的垂直压力p下,施加水平剪切力进行剪切,测得剪切破坏时的剪应力τ。
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)、试验方法与适用范围1、试验方法快剪试验:在试样上施加垂直压力后立即快速施加水平剪应力。
2、适用范围:适用于测定细粒土的抗剪强度指标c和φ及土颗粒的粒径小于2mm的砂土的抗剪强度指标φ。
渗透系数k大于10-6cm/s的土不宜作快剪试验。
(三)仪器设备应变控制式直剪仪:剪切盒、垂直加压框架、测力计、推动机构等;位移计(百分表):量程10mm,分度值0.01mm;环刀、削土刀、饱和器、秒表、滤纸、等。
(四)操作步骤(粘性土)(1)试样制备:从原状土样中切取原状土试样或制备给定干密度和含水量的扰动土试样。
按规范规定,测定试样的密度及含水量。
对于扰动土样需要饱和时,按规范规定的方法进行抽气饱和。
(2)试样安装:对准上下盒,插入固定销。
在下盒内放湿滤纸和透水石。
将土样从环刀内取出,并装入剪切盒内,转动手轮,使上盒前端钢珠刚好与测力计接触。
并将杠杆调节平衡,依次加上加压盖板、钢珠、加压框架。
(3)施加垂直压力:取垂直压力分别为100kPa ,调整测力计读数为零。
(4)拔去固定销,开动秒表,以0.8~2.4mm/min 的速率剪切(每分钟4~12转的均匀速度旋转手轮),使试样在3~5min 剪损。
剪损的标准:①当测力计的读数达到稳定,或有明显后退表示试样剪损;②一般宜剪切至剪切变形达到4mm;③若测力计的读数继续增加,则剪切变形达到6mm 为止。
(6)剪切结束后,倒转手轮,尽快移去垂直压力、框架、钢珠、加压盖板等。
(五)计算与制图(1)计算:按下式计算试样的剪应力C R Am R A F f max max max ===τ式中:C —测力计率定系数,N/0.01mm ;R —测力计读数,0.01mm ;A ——试样断面积,cm 2;(2)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Δl 关系曲线;②以抗剪强度τf 为纵坐标,垂直压力p 为横坐标,绘制抗剪强度τf 与垂直压力p 的关系曲线。
第1篇一、实验目的本次实验旨在通过直剪切试验,测定土体的抗剪强度指标,包括内摩擦角和粘聚力,为土压力、地基承载力和土坡稳定等工程计算提供基础数据。
二、实验原理土体在受到外力作用时,其内部会产生剪切应力,当剪切应力达到一定值时,土体将发生剪切破坏。
直剪切试验通过施加水平剪切力,使土体发生剪切变形,直至破坏,从而测定土体的抗剪强度。
三、实验仪器1. 直剪仪:用于施加剪切力,测量剪切位移。
2. 垂直加载设备:用于施加垂直压力。
3. 环刀:用于取样。
4. 天平:用于称量土样。
5. 量角器:用于测量内摩擦角。
四、实验步骤1. 样品制备:从原状土样中取出一定数量的土样,将其风干、筛分,并按要求的干密度进行制备。
2. 样品安装:将制备好的土样装入直剪仪的剪切盒中,并调整垂直压力。
3. 施加水平剪切力:启动直剪仪,逐渐施加水平剪切力,直至土样破坏。
4. 记录数据:记录剪切过程中施加的水平剪切力和对应的剪切位移。
5. 计算内摩擦角和粘聚力:根据实验数据,利用相关公式计算内摩擦角和粘聚力。
五、实验结果与分析1. 内摩擦角:本次实验测得土体的内摩擦角为26.9°,表明该土体具有一定的抗剪强度。
2. 粘聚力:本次实验测得土体的粘聚力为42.9 kPa,表明该土体具有一定的内聚力。
3. 结果分析:本次实验结果与理论计算值基本吻合,说明直剪切试验能够有效地测定土体的抗剪强度指标。
六、实验总结1. 直剪切试验是一种常用的土体抗剪强度测试方法,能够有效地测定土体的内摩擦角和粘聚力。
2. 实验过程中应注意以下几点:- 确保土样制备质量,避免因土样制备不当而影响实验结果。
- 正确操作实验仪器,确保实验数据的准确性。
- 仔细记录实验数据,为后续分析提供依据。
七、实验建议1. 增加实验次数,以提高实验结果的可靠性。
2. 研究不同土体的抗剪强度特性,为工程实践提供更全面的数据支持。
3. 探索直剪切试验在其他领域的应用,如岩土工程、地质勘探等。
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R5.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:剪切位移为4mm 时对应的剪应力(kpa )即抗剪强度如下表:20 73.6 326.4 181.792 22 73.6 366.4 181.792 24 73.5 406.5 181.545 26 73.6 446.4 181.792 4000 0 0 0 2 28.0 12.0 69.160 4 52.0 28.0 128.440 6 69.2 50.8 170.924 8 80.2 79.8 198.094 10 89.0 111 219.830 12 90.8 149.2 224.276 14 94.8 185.2 234.156 16 96.8 223.2 239.096 18 97.6 262.4 241.072 20 97.6 302.4 241.072 22 97.6 342.4 241.072 24 97.6 382.4 241.072 26 97.6 422.4 241.072100 61.26 200 121.03 300181.79400 241.07由图可知:抗剪强度指标:C=10,φ=31.2。
直剪试验试验原理引言直剪试验是土力学中常用的试验方法之一,用于研究岩石和土壤材料的切变强度和剪切性质。
本文将介绍直剪试验的基本原理、试验过程和数据处理方法,以及相关的注意事项和应用领域。
试验原理直剪试验是一种简易的试验方法,通过施加剪切力来模拟土体内部的剪切过程,从而测定土体的剪胀性、剪切强度等性质。
试验时,将土体样品切割成一定规格的单位面积,然后在两个平行的面上施加相等且反向的剪切力,使土体发生切变变形。
试验过程直剪试验的基本步骤如下:1.准备土样:选择合适的土样,根据试验需求将其切割成规定尺寸和形状的样品。
2.试验装置:将土样放置在密封的试验装置中,对其施加水平状态的正应力。
3.垂直应力:通过增加垂直荷载来调整土样的垂直应力,以保持垂直应力的恒定。
4.剪切加载:施加相等且反向的水平剪切力,使土样产生切变变形。
5.测量和记录:在剪切过程中,及时测量和记录剪切力、剪切位移等相关参数。
6.试验结果:根据试验测量数据,绘制剪切曲线并计算剪切强度等试验结果。
数据处理在直剪试验中,常用的数据处理方法包括:1.剪切曲线:绘制剪切力和剪切位移之间的关系曲线,用于分析土体的剪切行为和判定破坏模式。
2.剪切强度指标:通过剪切曲线确定土体的剪切强度指标,例如极限剪切强度、抗剪强度指数等。
3.剪胀性分析:根据试验结果,评估土体的剪胀性质,了解土体的体积变形特性。
4.试验数据处理:对试验数据进行统计和分析,计算平均值、标准差等指标。
注意事项在进行直剪试验时,需要注意以下几点:1.土样制备:土样制备的规格和形状应符合试验标准,确保试验结果的准确性和可比性。
2.试验装置:试验装置的密封性和刚度要满足试验要求,以避免外界环境的干扰和装置变形的影响。
3.加载速率:选择合适的剪切加载速率,过快或过慢的加载速率都可能导致试验结果的偏差。
4.数据记录:试验过程中要及时准确地记录相关数据,以保证后续的数据处理和结果分析的可靠性。
应用领域直剪试验广泛应用于土力学、岩土工程、地质工程等领域,主要用于以下方面:1.土壤力学性质研究:直剪试验可用于研究土壤的切变性质、剪胀性、变形参数等。
土力学试验指导书之-直剪试验试验项目三直剪试验试验目的:测定土样在不同正压力下的抗剪强度指标——内摩擦角和粘聚力,为估算地基承载力、评价地基及土坡的稳定性、计算挡土墙土压力等提供必需的资料。
试验方法:通常采用4个试样,分别在不同的垂直压力p下,施加水平剪切力进行剪切,测得剪切破坏时的剪应力τ。
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。
根据试验时的剪切速率和排水条件不同,直接剪切试验可分为:快剪、固结快剪和慢剪三种方法。
试验方法的选择,原则上应该尽量模拟工程的实际情况,如施工情况,土层排水条件等(学生试验一般采用快剪方法)。
试验指导书:直接剪切试验一、目的1、掌握应变控制式直剪仪快剪的操作方法;2、测定土样在不同正压力下的抗剪强度并确定土的内摩擦角和内聚力;3、巩固抗剪强度的理论概念。
二、试验原理当地基上施加外荷载后,如取出一单元体来分析时,在单元体任意角度a的平面上(主应力面除外),如图7-1上m-n平面,作用着法向应力σn和剪应力τn,而剪应力有使m-n面以上土体向左滑动的趋势。
因此,土颗粒之间的阻力便要阻止它滑动,这阻力称为抗剪强度τf。
因此,剪应力τn和抗剪强度τf在不同的荷载作用下有可能出现下列三种情况:⑴当荷载较小时,τn<τf,土体尚处于弹性压缩阶段,土体内尚未形成剪切滑动面;⑵当荷载继续增加,使τn=τf,这时土体内已开始形成剪切滑动面;但尚未滑动而是处于极限平衡状态。
从理论上说只要外载稍有增加,土体内某面m-n上便开始剪切滑动。
⑶如荷载继续加大,使τn>τf,这时剪应力超过土的抗剪强度(实际这是不可能的,因当τn>τf时土中应力将重分配),直至在土体内某一面上的剪应力大于抗剪强度时,便形成了剪切滑动面,使土体沿滑动面滑动。
而在工程上所关心的是土体在什么情况下处于极限平衡状态,如何求得土的抗剪强度。
剪切试验便是解决这个问题,可在同一种土样上施加不同的法向力,进行剪切,将剪切破坏时的剪应力作为土的抗剪强度。
土力学实验报告直剪实验一、实验目的测量试样的抗剪强度指标:内摩擦角与粘聚力。
二、实验原理利用应变控制式直剪仪,分别测出在不同荷载作用下,土体发生剪切所需要的切应力,将所得结果描点连线,所得直线即为试样的抗剪强度包线。
抗剪强度包线的斜率与其与纵轴的截距即分别为内摩擦角的正切值与粘聚力。
三、仪器简介应变控制式直剪仪,其中环刀,内径61.8mm ,高20mm.。
位移量测设备,百分表和传感器,百分表量程应为10mm ,分度值0.01mm ,传感器的精度应为零级。
秒表。
四、操作步骤(1)试样制备. (2)对准剪切容器上下盒,插入固定销,在下盒内放透水石和滤纸,将带有试样的环刀刃向上,对准剪切盒口,在试样上放滤纸和透水石,将试样小心地推入剪切盒内.(3)移动转动装置,使上盒前端钢珠刚好与测力计接触,依次加上传压板,加压框架,安装垂直位移量测装置,测记初始读数.(4)利用1.275kg ,2.55kg ,3.825kg ,5.1kg 砝码,使垂直压力分别为100、200、300、400kPa 。
(5)垂直压力施加后,拔出固定销,立即开动秒表,以0.8mm/min 的剪切速度进行。
(6)当测力计百分表读数不变或者后退时,记下破坏值。
当剪切过程中测力计百分表读数无峰值时,则剪切至剪切位移达6mm 时停止。
(7)剪切结束,吸掉盒内积水,退去剪切力和垂直压力,移动压力框架,取出试样,测定试样含水率。
五、数据整理(1) 按下式计算每一试样的抗剪强度100⨯⋅=A Rc τ 式中:1、τ--相应于某一垂直压力的抗剪强度(kPa) 2、C —试验温度下的量力环应力系数(kPa/0.01mm )3、R —剪切时量力环中百分表的最大读数(0.01mm )4、A 0—试样的初始断面积(cm 2)(2) 作抗剪强度与垂直压力的关系图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。
(3)快剪试验记录试样垂直压力1.275kg(100kPa)垂直压力2.55kg(200 kPa)垂直压力3.825kg(300 kPa)垂直压力5.1kg(400 kPa) 百分表读数抗剪强度百分表读数抗剪强度百分表读数抗剪强度百分表读数抗剪强度读数10.8 5.8176 20.7 11.1504 38.2 20.2587 33.8 17.952667含水率15.0% 15.0% 15.0% 15.0%塑限测定实验一、实验目的测量试样的塑限。
土的直剪实验研究报告【摘要】土的抗剪强度是指土体抵抗剪切破坏的能力,其数值等于土体产生剪切破坏时滑动面上的剪应力。
【关键词】实验目的:掌握土的室内直剪试验方法,并运用库仑——莫尔强度理论确定土的抗剪强度参数c、τ值,了解c和τ值在工程中的应用。
基本原理:土的抗剪强度是指土体抵抗剪应力破坏时的极限能力。
土体内某一面上的抗剪强度就是该面两侧的土体发生滑动的最大阻力,这一阻力是由内摩擦角和内聚力所组成,可近似地用库仑公式表示如下:粘性土τ=σtanυ+C非粘性土τ=σtanυ式中:τ—土体抗剪强度(kPa);σ—承受的垂直压力(kPa);υ—内摩擦角(°);c—粘聚力(kPa)。
仪器设备:1.应变控制式直剪仪:由剪切盒、垂直加载装置等组成(如图1)2.环刀:高度20mm,内径61.8mm。
3.天平:感量0.1g、称量500g;4.百分表:量程10mm;5.其它辅助工具:环刀、削土刀、秒表、透水石、滤纸等。
图一试验方法:直剪实验一般可以分为:慢剪固结慢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,在以小于每分钟0.02mm的剪切速度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和值,但历时较长,剪切破坏时间可按下式估算:始终——达到破坏所经历的时间——固结度达到50的时间2 固结快剪实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,直至破坏,一般在3~5min内完成,适用于渗透系数小于的细粒。
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与值,这种值称为总应力法抗剪强度参数。
3 快剪实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3~5min内完成,适用于渗透系数小于的细粒土。
直接剪切实验1、实验目的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4个试样,分别在不同的垂直压力p下,施加水平剪切力进行剪切,测得剪切破坏时的剪应力τ。
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。
2、仪器设备1)应变控制式直剪仪:剪切盒、垂直加压框架、测力计、推动器等;2)位移计(百分表):量程10mm,分度值0.01mm;3)天平、环刀(内径61.8mm、高度20mm)、削土刀、秒表、滤纸、直尺等。
3、操作步骤1)试样制备:取过2mm或5mm筛的土样,制备实验所需土样。
2)试样安装:对准上下盒,插入固定销。
在下盒内放湿滤纸和透水板。
将装有试样的环刀平口向下,对准剪切盒口,在试样顶面放湿滤纸和透水板,然后将试样徐徐推入剪切盒内,移去环刀。
转动手轮,使上盒前端钢珠刚好与测力计接触。
调整测力计读数为零。
依次加上加压盖板、加压框架,测记起始读数。
3)施加垂直压力:一个垂直压力相当于现场预期的最大压力p,但实验过程中垂直压力的各级差值要大致相等。
也可以取垂直压力分别为100、200、300、400kPa各级垂直压力可一次轻轻施加,若土质软弱,也可以分级施加以防试样挤出。
所加砝码的重量参照表1法向力与所加砝码对应表1杠杆比1:12法向力(kpa)砝码重量(kg)砝码数量砝码累计重量(kg)50挂盘砝码100 1.2751 1.275200 1.2752 3.825300 1.2752 6.375400 1.27528.9254)拔去固定销,开动秒表,以0.8~1.2mm/min的速率剪切(每分钟4~6转的均匀速度旋转手轮),使试样在3~5min剪损。
试样每产生剪切位移0.1mm测记测力计和位移读数,直至量力计读书出现峰值,应继续剪切至剪切位移为4mm时停机,记下破坏值。
当剪切过程无峰值时,应剪切至剪切位移为6mm时停机。
5)剪切结束后,倒转手轮,尽快移去垂直压力、框架、加压盖板等。