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直剪試驗方法

發(fā)布時間：2016-03-23 文章來源：鼎昌土工材料

•     試驗方法：1）直接對試樣施加剪力的設(shè)備叫直剪儀，常用的直剪儀分應(yīng)力控制式和應(yīng)變控制式兩種。應(yīng)力控制式是分級施加等量水平剪力于土樣使之受剪,應(yīng)變控制式是等速推動剪切容器使土樣等速位移受剪。目前普遍使用的是應(yīng)變式直剪儀。2）為求得土的抗剪強度參數(shù)c、Φ值，土工布袋通常至少需要4個以上土樣，以同樣的方法分別在不同的法向壓力σ1、σ2、σ3、…作用下測出相應(yīng)的破壞剪應(yīng)力τ1、τ2、τ3…的值，根據(jù)這些σ、τ值，即可在直角坐標(biāo)圖中繪出抗剪強度曲線。3）無論粘性土的抗剪強度試驗，還是天然粘性土地基加荷過程中孔隙水壓力的消散，即荷載在土體中產(chǎn)生的應(yīng)力全部轉(zhuǎn)化為有效應(yīng)力，均需要一定的固結(jié)時間來完成，因此，上的固結(jié)過程實質(zhì)上也是上體強度不斷增長的過程，對于同一種土，即使是在同一法向壓力下，由于剪切前試樣的固結(jié)過程和剪切時土樣的排水條件不同，其強度指標(biāo)也不相同。為了近似地模擬現(xiàn)場土體的剪切條件，即按剪切前的固結(jié)程度、剪切時的排水條件即加荷快慢情況，把直剪試驗分為快剪、固結(jié)快剪和慢剪三種試驗方法。
  

     1．快剪試驗快剪試驗就是在對試樣施加法向壓力和剪力時，都不允許試樣產(chǎn)生排水固結(jié)，由于在直剪儀上下盒之問存在縫隙，要嚴(yán)格控制不排出一點水分是不可能的，為了消除這種影響，一般在試樣上下放置不透水有機玻璃圓塊代替透水石，并在圓塊周邊涂抹凡士林以阻止水分從縫隙中逸出。待施加預(yù)定法向壓力后，馬上施加水平推力，并用較快的速率在3-5min內(nèi)將試樣剪損。對某些滲透性強、含水量高、密度低的土要求在 30-50s內(nèi)剪損。這種方法是用來模擬現(xiàn)場的土體較厚、滲透性較小、施工速度較快、基本上來不及固結(jié)就迅速加載而剪切的情況。

      2．固結(jié)快剪試驗先使試樣在法向壓力作用下達(dá)到完全圃結(jié)，然后施加水平荷載進行剪切，在剪切時不讓孔隙水排出，即不允許試樣在剪切過程中發(fā)生固結(jié)，則剪切時要求與快剪方法相同。這種試驗方法用來模擬現(xiàn)場土體在自重和正常荷載作用下已達(dá)到完全固結(jié)狀態(tài)，以后又遇到突然施加的荷載或因上層較薄、慘透注較小、施工速度較快的情況。

      3．慢剪試驗先使試樣在法向壓力作用下達(dá)到完全固結(jié)，然后按1-4h將土樣慢速施加水平剪力直至土樣被剪損為止，這種試驗方法是模擬現(xiàn)場土體已充分固結(jié)后才開始逐步緩慢地承受荷載的情況，此法所測定的強度指標(biāo)可用于有效應(yīng)力分析。

  回彈模量試驗
      試樣：按擊實試驗(T0131-93)方法制備試樣，根據(jù)工程要求選擇輕型或重型法，視最大粒徑用小筒或大筒進行擊實試驗，得出最佳含水量和最大干密度，然后按最佳含水量用上述試筒擊實制備試件。試驗步驟1）安裝試樣：將試件和試筒的底面放在杠桿壓力儀的底盤上，將承載板放在試件中央(位置)并與杠桿壓力儀的加壓球座對正；將千分表固定在立柱上，將表的測頭安放在承載板的表架上。2）預(yù)壓：在杠桿儀的加載架上施加砝碼，用預(yù)定的最大單位壓力p進行預(yù)壓。含水量大于塑限的土，p=50--100kPa，含水量小于塑限的土，p=100--200kPa。預(yù)壓進行1--2次，每次預(yù)壓1min。預(yù)壓后調(diào)正承載板位置，并將千分表調(diào)到接近満量程的位置，準(zhǔn)備試驗。3）測定回彈量：將預(yù)定最大單位壓力分成4--6份，作為每級加載的壓力。每級加載時間為1min時，記錄千分表讀數(shù)，同時卸載，讓試件恢復(fù)變形，卸載1min 時，再次記錄千分表讀數(shù)，同時施加下一級荷載。如此逐級進行加載卸載，并記錄千分表讀數(shù)，直至最后一級荷載。為使試驗曲線開始部分比較準(zhǔn)確，第一、二級荷載可用每份的一半，試驗的最大壓力也可略大于預(yù)定壓力。