土力學(xué)石家莊鐵路67課件

石家莊鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院土力學(xué)土的抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)土的常用抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)室內(nèi)試驗(yàn)：直接剪切試驗(yàn)三軸剪切試驗(yàn)無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)現(xiàn)場原位試驗(yàn)：十字板剪切試驗(yàn)1.直接剪切試驗(yàn)（1）試驗(yàn)?zāi)康模?）試驗(yàn)原理測定土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)：內(nèi)摩擦角和黏聚力。試驗(yàn)原理就是庫倫定律，內(nèi)摩擦角和黏聚力與抗剪強(qiáng)度之間的關(guān)系可用庫侖公式表示，即：1.直接剪切試驗(yàn)（3）儀器設(shè)備應(yīng)變控制式直剪儀示意圖等應(yīng)變直剪儀包括剪切盒、量力環(huán)、百分表等。1.直接剪切試驗(yàn)（4）試驗(yàn)步驟②將土樣裝入剪切盒；③儀器調(diào)平；①試樣制備；④將剪切盒放在剪切儀上，施加豎直荷載；1.直接剪切試驗(yàn)（4）試驗(yàn)步驟⑤施加水平荷載直至土樣破壞；⑥取出剪壞土樣，換土樣，施加不同豎直荷載，重復(fù)以上步驟。本試驗(yàn)共需4塊試樣，所加豎直荷載分別為100、200、300、400kPa。1.直接剪切試驗(yàn)（5）加載終止的標(biāo)準(zhǔn)：圖1線表示隨著加載的推移百分表讀數(shù)出現(xiàn)峰值，然后開始后退，這個時候要保證剪切位移超過4mm，讀數(shù)取峰值；圖2線沒有峰值，加載至剪切位移為6mm時停機(jī)，取剪切位移4mm時的讀數(shù)。剪切位移△l(mm)剪應(yīng)力

（kPa)

216mm法向應(yīng)力為定值時，施加剪應(yīng)力，一般有兩種破壞形式：1.直接剪切試驗(yàn)（6）計(jì)算及繪圖橫縱坐標(biāo)取相同比例，繪制τf-

視測直線，測得土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)。計(jì)算各級荷載下試樣的抗剪強(qiáng)度1.直接剪切試驗(yàn)（7）直剪試驗(yàn)優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：缺點(diǎn)：儀器構(gòu)造簡單，試樣的制備和安裝方便，易于操作。①剪切破壞面固定為上下盒之間的水平面不符合實(shí)際情況，不一定是土樣的最薄弱面。1.直接剪切試驗(yàn)（7）直剪試驗(yàn)優(yōu)缺點(diǎn)缺點(diǎn)：②試驗(yàn)中不能嚴(yán)格控制排水條件，對透水性強(qiáng)的土尤為突出，不能量測土樣的孔隙水壓力。③上下盒的錯動，剪切過程中試樣剪切面積逐漸減小，剪切面上的正應(yīng)力和剪應(yīng)力分布不均勻。2.三軸剪切試驗(yàn)（1）試驗(yàn)?zāi)康臏y定土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)：內(nèi)摩擦角和黏聚力。（2）試驗(yàn)儀器應(yīng)變控制式三軸儀組成：壓力室加壓系統(tǒng)量測系統(tǒng)2.三軸剪切試驗(yàn)（3）試驗(yàn)步驟

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3△△①土樣制備與飽和②將土樣安裝到壓力室中③施加周圍壓力④施加豎向壓力直至土樣破壞⑤更換土樣重復(fù)步驟2-42.三軸剪切試驗(yàn)（4）結(jié)果處理取3～4個不同的土樣，分別施加不同的周圍壓力

3，施加豎直荷載進(jìn)行剪切，得到3～4個不同的極限應(yīng)力圓，繪出各應(yīng)力圓的公切線即為土的抗剪強(qiáng)度包線，量出土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)c、Φ。2.三軸剪切試驗(yàn)（5）三軸試驗(yàn)優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：①試驗(yàn)中能嚴(yán)格控制試樣排水條件，量測孔隙水壓力，了解土中有效應(yīng)力變化情況。②試樣中的應(yīng)力分布比較均勻2.三軸剪切試驗(yàn)（5）三軸試驗(yàn)優(yōu)缺點(diǎn)缺點(diǎn)：①試驗(yàn)儀器復(fù)雜，操作技術(shù)要求高，試樣制備較復(fù)雜。②試驗(yàn)在

2=

3的軸對稱條件下進(jìn)行，與土體實(shí)際受力情況可能不符3.無側(cè)限壓縮試驗(yàn)無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)是三軸剪切試驗(yàn)的特例，對試樣不施加周圍壓力，即

3=0，只施加軸向壓力直至發(fā)生破壞，試樣在無側(cè)限壓力條件下，剪切破壞時試樣承受的最大軸向壓力qu，稱為無側(cè)限抗壓強(qiáng)度。ququ3.無側(cè)限壓縮試驗(yàn)（1）試驗(yàn)?zāi)康臏y定無側(cè)限抗壓強(qiáng)度qu和靈敏度St（2）適用條件在自重作用下不發(fā)生變形的飽和黏土（3）儀器設(shè)備無側(cè)限壓縮儀3.無側(cè)限壓縮試驗(yàn)（4）試驗(yàn)步驟①制備土樣②將土樣安裝上下加圧板中④取峰值作為無側(cè)限抗壓強(qiáng)度qu

，無峰值取ε=15%所對應(yīng)值。③轉(zhuǎn)動手輪施加豎向壓力⑤測重塑土的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度3.無側(cè)限壓縮試驗(yàn)（5）結(jié)果處理3.無側(cè)限壓縮試驗(yàn)（5）結(jié)果處理靈敏度：原狀土無側(cè)限抗壓強(qiáng)度與原土結(jié)構(gòu)完全破壞的重塑土的無側(cè)限抗壓