直接剪切试验

直接剪切试验
一、基本概念及原理
根据库仑定律，土的抗剪强度与剪切面上的法向应力成正比。其本质是由于土粒之间的滑动摩擦以及凹凸面间的镶嵌作用产生的摩阻力，其大小决定于土粒表面的粗糙度、密实度、土颗粒的大小以及颗粒级配等因素。粘性土的抗剪强度由两部分组成，一部分是摩擦力，另一部分是土粒之间的粘结力。用库仑定律公式表达为τ＝c+σtgφ。
二、试验目的
直接剪切试验是测定土抗剪强度指标的一种常用方法。通常将同一土样切取不少于四个试样；分别在不同的垂直压力下施加水平剪切力，测得破坏时的切应力，以确定土的内摩擦角和内聚力，为工程实践提供依据。
三、试验方法及适应范围
由于土体在固结过程中孔隙水压力的消散，荷载在土中产生的附加应力*后全部转化为有效应力。其实质是土体强度不断增长的过程。因此，剪切试验条件决定了同一种土在不同试验条件下的抗剪强度不同。为了模拟现场土体的剪切条件，根据土的固结程度，剪切时的排水条件以及加荷速率，把剪切试验分为三种：
1、快剪试验（或不排水剪）：土样施加法向应力后，立即施加水平剪切力，在3-5分钟内将试样剪切破坏。在整个试验过程中不允许土样含水量有所变化，即孔隙水压力保持不变。这种方法只适用于模拟现场土体较厚，透水性较差，施工速度较快，基本上来不及固结就被剪切破坏的情况（土的渗透系数小于10-6cm/s）。
2、固结快剪（或固结不排水剪）：先将土样在法向应力作用下达到完全固结，然后施加水平剪切力，与快剪方法一样使土样剪切破坏。此方法只适用于模拟现场土体在自重或正常荷载条件下已达到完全固结状态，随后，又遇到突然增加荷载或因土层较薄，透水性较差，施工速度快的情况。适用于土的渗透系数小于10-6cm/s的土类，对渗透系数大于10-6cm/s的土，应采用三轴仪进行试验。
3、慢剪试验（或固结排水剪）：先将土样在法向应力作用下，达到完全固结。随后施加慢速剪切（剪切速度应小于0.02mm/min）剪切过程中使土中水能充分排出，使孔隙水压力消散，直***样剪切破坏。
本次试验采用快剪试验。
四、仪器设备
1、应变控制式直接剪切仪，如图6.1所示。
2、百分表：量程1-10mm，*小分度为0.01mm
3、其它：切土刀、环刀、秒表、蜡纸、钢丝锯等。