第六章土的抗剪强度 (2).pptVIP

（一）快剪（Q）试验时在试样上施加垂直压力后，拔去固定销钉，立即以0.8mm/min的剪切速度进行剪切，使试样在3min～5min内剪破。该试验所得的强度称为快剪强度，相应的指标称为快剪强度指标，以cQ，φQ表示。为了考虑固结程度和排水条件对抗剪强度的影响，根据加荷速率的快慢将直剪试验划分为快剪、固结快剪和慢剪三种试验类型。第30页，共84页，星期日，2025年，2月5日（二）固结快剪（CQ）试验时对试样施加垂直压力后，每小时测读垂直变形一次，直至变形稳定。变形稳定标准为变形量每小时不大于0.005mm，在拔去固定销，剪切过程同快剪试验。所得强度称为固结快剪强度，相应指标称为固结快剪强度指标，以ccq，φcq表示。第31页，共84页，星期日，2025年，2月5日（三）慢剪（S）慢剪试验是对试样施加垂直压力后，待固结稳定后，再拔去固定销，以小于0.6mm/min的剪切速度使试样在充分排水的条件下进行剪切，这样得到的强度称为慢剪强度，其相应的指标称为慢剪强度指标，以cS，φS表示。第32页，共84页，星期日，2025年，2月5日上述三种方法的试验结果如下图所示。从图中可以看出，cQ＞ccq＞cS，而φQ＜φcq＜φS。直剪试验的设备简单，试样的制备和安装方便，且操作容易掌握，至今仍为工程单位广泛采用。第33页，共84页，星期日，2025年，2月5日直剪试验优缺点优点：仪器构造简单，试样的制备和安装方便，易于操作缺点：①剪切破坏面固定为上下盒之间的水平面不符合实际情况，不一定是土样的最薄弱面。②试验中不能严格控制排水条件，对透水性强的土尤为突出，不能量测土样的孔隙水压力。③上下盒的错动，剪切过程中试样剪切面积逐渐减小，剪切面上的剪应力分布不均匀第34页，共84页，星期日，2025年，2月5日例题砂土的一组直剪试验，当б=250KPa，土体剪坏时τf=100KPa，试确定土样剪切面的位置，并求出大小主应力的值。第35页，共84页，星期日，2025年，2月5日二、三轴压缩试验第36页，共84页，星期日，2025年，2月5日应变控制式三轴仪：压力室，量测系统第37页，共84页，星期日，2025年，2月5日第38页，共84页，星期日，2025年，2月5日三轴压缩试验直接量测的是试样在不同恒定周围压力下的抗压强度，然后利用莫尔－库仑准则间接推求土的抗剪强度。三轴压缩仪主要由压力室、加压系统和量测系统三大部分组成。三轴是指一个竖向和两个侧向而言，由于压力室和试样均为圆柱形，因此，两个侧向（或称周围）的应力相等并为小主应力σ3，而竖向（或轴向）的应力为大主应力σ1。在增加σ1时保持σ3不变，这样条件下的试验称为常规三轴压缩试验。第39页，共84页，星期日，2025年，2月5日试验步骤:?3?3?3?3?3?3△?△?2.施加周围压力3.施加竖向压力1.装样第40页，共84页，星期日，2025年，2月5日抗剪强度包线分别在不同的周围压力?3作用下进行剪切，得到3～4个不同的破坏应力圆，绘出各应力圆的公切线即为土的抗剪强度包线抗剪强度包线??c?第41页，共84页，星期日，2025年，2月5日三轴试验优缺点优点：①试验中能严格控制试样排水条件，量测孔隙水压力，了解土中有效应力变化情况②试样中的应力分布比较均匀缺点：①试验仪器复杂，操作技术要求高，试样制备较复杂②试验在?2=?3的轴对称条件下进行，与土体实际受力情况可能不符第42页，共84页，星期日，2025年，2月5日三轴试验根据试样的固结和排水条件不同，可分为不固结不排水剪（UU）、固结不排水剪（CU)和固结排水剪（CD)三种方法。分别对应于直剪试验的快剪、固结快剪和慢剪试验。在进行不同方法的三轴试验时，都要先使试样在周围压力σc下固结稳定。若进行不固结不排水剪试验，则在不排水条件下施加周围压力增量Δσ3，然后在不允许有水进出的条件下，逐渐施加附加轴向压力q，直至试样剪破。因此，试验中径向应力σ3等于（σ3+Δσ3），轴向应力σ1等于（σ3+q）。第43页，共84页，星期日，2025年，2月5日若进行固结不排水剪试验，要允许试样在周围压力增量Δσ3下排水，待固结稳定后，再在不允许有水进出的条件下，逐渐施加附加轴向压力q，直至试样剪破。固结排水剪试验同样在周围压力增量Δσ3下排水，待固结稳定后，在允许有水进出的条件下以极慢的速率对试样逐渐施加附加轴向压力q，直至试样剪破。可以看出，这里所说的不固结或固结是对周围压力增量而言的，不排水或排水是对附加轴向压力而言的。第44页，共84页，星期日，2025年，2月5