土的直剪实验研究报告
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v .. . 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 .. .
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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。这种方法将使粒间有效应力维持现状，不受实验外力的影响，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（）的混合值。快速法.. .
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v .. . 适用于测定粘性土天然强度，但角将会偏大
试验步骤：
1、切取土样（由于试验条件原因，我们在实际试验当中采用砂土来代替），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50、100、200、400 KPa，若土质松软，可调整加压荷载，以免挤出。
5、水平剪切：
① 先转动手轮，使上盒前端钢铰与量力环接触，调整百分表计数为零；
②拨出固定销钉、开动秒表，以1转/15S的速率旋转手轮，记下每转应力环中百分表的读为Ri，并使试样在3-5分钟内剪切破坏；
③剪切过程中，手轮应匀速不间断地旋转，并保持杠杆水平；
④剪切过程中，百分表指针不再上升，或有明显后退时，表示试样已剪切破坏。若变形继续增加，而剪切变形(上下盖错开)4mm时，也认为试样已剪切破坏；
⑤记录手轮转数n以及量力环中百分表的读为R。
6、拆除容器：剪切结束，依次卸除百分表，垂直荷载，上盒等。重新装上另一试样进行下一级剪切试验，直至全部结束。
注意事项：
1、 对于一般黏性土采用峰值或稳定值作为破坏应变。但对高含水量，低密度的软粘土，应力－应变曲线峰值不明显，应采用剪切位移为4mm的应变。因而应绘制剪应力和剪切位移关系曲线，选择抗剪强度。
2、 同组试样应在同台仪器上试验，以消除仪器误差。
3、 施加水平剪切力时，手轮务必要均匀连续转动，不得停顿间歇，以免引起受力不均匀。
4、 量力环，不得摔打，并应定期校正。
实验记录数据及处理： .. .
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手轮转数 剪切位移(0.01mm) 剪应力(Kpa)
100 0 0 0
2 35.4 9
4 73.3 13
6 111.9 15
8 149.2 20
10 186.9 24
12 224.1 30
14 261.9 34
16 299.9 38
18 337.7 42
20 374.6 47
22 412.3 52
24 450.2 56
26 489.5 57
28 529.3 57
30 569.3 57
200 0 0 0
2 26.4 25
4 59.8 38
6 94.1 48
8 129.6 57
10 165.8 64
12 201.9 71
14 238.7 77
16 275.9 82 .. .
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v .. . 18 313.2 87
20 349.7 94
22 385.9 101
24 423.2 106
26 460.8 110
28 499.2 113
30 539.2 113
300 0 0 0
2 19.4 38
4 47.9 60
6 78.8 77
8 112.2 89
10 146.3 100
12 179.8 112
14 214.2 123
16 249.9 131
18 285.2 140
20 321.4 147
22 357.7 154
24 395.2 158
26 433.6 161
28 473 162
30 513 162
400 0 0 0
2 12.4 52
4 40.8 73
6 69.9 93 .. .
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v .. . 8 100.2 112
10 132.5 126
12 165.4 139
14 199.1 151
16 232.7 163
18 266.9 174
20 301.2 184
22 335.7 195
24 373.1 199
26 412.5 201
28 452.5 201
30 492.5 201
法向压力 最大剪应力
0 0
100 57
200 113
300 162 .. .
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v .. . 400 201
