土工试验操作

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1 / 5 建瓯土样直剪快剪试验操作说明

试验介绍:

本实验共设计5组不同含水率的土样剪切试验,分别测定每组土样的抗剪强度.每组5个试样〔4个用于快剪试验,1个用于测定含水率〕,垂直压力一般设置为0.1MPa,0.2Mpa,0.3 Mpa,0.4 Mpa,含水率控制不要超过30%.

试验土体为粉质粘土,已测得天然含水率为17.5%,干密度为1.76g/cm3.经计算得,单个标准环刀土样的干重量为105.59g.

1. 土样的制备

主要仪器设备:细筛0.5或0.2mm,台秤,环刀〔内径61.8mm,高度20mm〕,击样器或压样器,抽气设备和真空缸,烘箱,切土刀,碎土工具等.

(1) 称取适量土体,将风干土样置于橡皮板上用木碾碾碎或用碎土器碾散切块,

装入盒内,放入烘干箱内在105-110℃恒温下烘干至恒量,不得少于8小时.

(2) 将烘干后的土过细筛,称取筛下足够土样,铺于瓷盘内.根据含水率公式,

制备试样所需加入的水量按下式计算:

m𝑤=𝑚01+0.01𝑚0×0.01(𝑤1−𝑤0)

mw——制备试样所需加入的水量;

m0——湿土〔或风干土〕的质量;

w0——湿土〔或风干土〕的含水率;

w1——制样要求的含水率;

将水均匀洒于土样上搅合拌匀,充分拌匀后装入盛土容器起盖紧,湿润一昼夜.

(3) 根据环刀容积与所需的干密度,制样所需的干密度应按下式计算:

𝑚0=(1+0.01𝑤0)𝜌𝑑𝑉

𝜌𝑑——试样的干密度〔g/cm3〕;

V ——试样体积〔环刀容积〕

(4) 可采用击实法或压样法制备土样,注意使土样压实均匀,分层填装.对不

需要饱和且不立即进行实验的土样,应存放在保湿器内备用.

2 / 5 2. 直剪试验

主要仪器:应变控制式直剪仪,位移量测设备:量程为10mm,精度为0.01mm的百分表;或准确度为全量程0.2%的传感器.

(1) 试样安装

对准剪切容器上下盒,插入固定销,在下盒内放透水板和硬塑料薄膜或隔

水蜡纸.将带有试样的环刀刃口向上,对准剪切盒口,在试样上放蜡纸和透水板,小心将试样推入剪切盒内.

移动传动装置,使上盒前端钢珠刚好与测力计接触,依次放上传压板、加压框架,安装水平位移测量装置,并调至零位或测记初始读数.

〔2〕试验操作

根据工程实际和土的软硬程度施加各级垂直压力.一般为100、200、300、400kPa.各个垂直压力可一次轻轻施加,若土质松软,也可分次施加,以防土挤出.

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,即转动手轮〔对一般粘性土7s转一周?〕.使试样在3-5分钟内剪损.

试样每产生0.2~0.4mm位移时,测记测力计和位移读数,直至读数出现峰值,应继续剪切至位移为4mm时停机,记下破坏值;若过程中无峰值出现,应剪切至位移为6mm时停机.

剪切结束后,吸去盒内积水,退去剪应力和垂直压力,移动加压框架.取出试样.

〔3〕结果计算

剪应力应按下式计算:

𝜏=C×R𝐴0

𝜏 ——相应于某一垂直压力的抗剪强度

C——试验温度下的量力环应力系数或测力计率定系数〔kPa/0.01mm〕

R——测力计量表的最大读数〔0.01mm〕

A0——试样的初始断面积〔cm2〕

〔4〕绘图

以剪应力为纵坐标,剪切位移为横坐标,绘制剪应力与位移关系曲线图;

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.直线的倾角为内摩擦角,截距为黏聚力.

3 / 5 (5) 试验记录表格

实验结果得:

土体液限为16.0% 塑限为28.14%

4 / 5 试验日期:实验者:王姣

试样含水率:20%试样密度:g/cm3

试验日期:实验者:

试样含水率: % 试样密度: g/cm3

试验日期:实验者:

试样含水率: % 试样密度: g/cm3

试验日期:实验者:

试样含水率: % 试样密度: g/cm3

试验日期:实验者:

试样含水率: % 试样密度: g/cm3 试样编号 荷重等级

〔kpa〕 量力环率定值

〔kpa/0.01mm〕 剪切位移

〔0.01mm〕 量力环读数

〔0.01mm〕 剪应力

𝜏=C×R𝐴0

1 50

2 100

3 200

4 300

5 400

干土质量:105.59g 环刀体积:60.0mm3 1 50

2 100

3 200

4 300

5 400

干土质量:105.59g 环刀体积:60.0mm3 试样编号 荷重等级

〔kpa〕 量力环率定值

〔kpa/0.01mm〕 剪切位移

〔0.01mm〕 量力环读数

〔0.01mm〕 剪应力

𝜏=C×R𝐴0

5 / 5 1 100

2 200

3 300

4 400

干土质量:105.59g 环刀体积:60.0mm3

试样编号 荷重等级

〔kpa〕 量力环率定值

〔kpa/0.01mm〕 剪切位移

〔0.01mm〕 量力环读数

〔0.01mm〕 剪应力

𝜏=C×R𝐴0

1 100

2 200

3 300

4 400

干土质量:105.59g 环刀体积:60.0mm3