直接剪下試驗,簡稱“直接剪下試驗”。 它是利用直剪儀(簡稱“直剪儀”)對土樣進行剪下試驗,測定土體抗剪強度指標的試驗方法。 將土樣放置在固定的上箱和可移動的下箱體中直接剪下。 試驗時,先對土樣施加垂直壓力,然後對下箱施加水平推力,上下箱之間的錯位導致土樣被剪下破壞。 為了確定某種土體的抗剪強度,通常使用四個土樣,並在不同的垂直壓力下測量相應的抗剪強度。
理由
土體的抗剪強度是土體在外力作用下滑向土體另一部分時抵抗剪下破壞的極限強度。 當土壤的一部分相對於另一部分移動時,它被認為在此時發生了剪下破壞。 非粘性土的抗剪強度與法向應力成正比;黏性土的抗剪強度不僅與法向應力有關,而且由土的黏聚力決定。 土體的內摩擦角和黏聚力c是土壓力計算、土質邊坡穩定性分析和地基承載力中不可缺少的指標。
土體抗剪強度是土體一部分在外力作用下滑向另一部分土體時土體抗剪的極限強度。 該試驗是沿固定剪下面,在不同豎向壓力下,直接對同種土體的幾個試樣施加水平剪下力,得到破壞時的剪下應力,然後根據庫侖定律,確定土體的抗剪強度指標:內摩擦角和內聚力。
切割型別
直接剪下試驗方法可分為快剪下(不排水剪下)、慢剪(排水剪下)和固結快剪下(固結不排水剪下)。 根據施加剪下力的方式不同,直接剪下儀器有兩種型別:應變控制型和應力控制型。 前者是通過彈性鋼環的變形來控制剪下位移的速率。 後者是用槓桿和砝碼控制施加的剪下應力的速率,並測量相應的剪下位移。 多用途應變控制型,應力控制型只適用於慢剪下和長期強度試驗。 慢剪(排水剪下)適用於細粒土壤固結快剪(固結不排水剪下)適用於滲透係數小於l0 s的細粒土;快速剪下(非排水剪下)適用於滲透係數小於250px s的細粒土。
測試方法
將土樣放入剪下箱中,上箱固定,下箱可水平滑動。 首先施加垂直壓力,然後對剪下盒的下部盒施加水平剪下力,直到試樣被剪下。 一般取4-5個試樣,施加不同的垂直壓力重複試驗。 該測試是確定土壤抗剪強度的常用方法,因為它簡單易行。
剪下強度
剪下強度是乙個工程術語,是描述物質抗剪下力強度的專有術語,即物質受到剪下力或結構失效時剪下力的強度。 剪下力是兩個相互平行且方向相反的力,當用剪刀剪紙時,由於剪下力,紙張被剪斷。
如果土體某一部分的剪應力達到抗剪強度,則該部分將發生剪下破壞。 隨著荷載的增加,剪下破壞的範圍逐漸擴大,進而在土體中形成連續的滑動面,失去穩定性。
工程實踐和岩土試驗均驗證了土體在剪下作用下的破壞,剪下破壞是土體強度破壞的重要特徵。 在土木工程中,擋土牆側土壓力、地基承載力、土體坡度和地基穩定性等問題與土體的抗剪強度直接相關。 在計算這些問題時,需要選擇合適的抗剪強度指標。
土體的抗剪強度指標不僅與土體的種類有關,還與以下幾點有關:
土壤樣品的自然結構是否受到干擾。
室內試驗期間的排水條件(剪下前固結和剪下時排水)與是否滿足現場條件有關。
在不同排水條件下測得的抗剪強度指數值是不同的。
特徵:
1.高剛度裝載架。
2.被動或主動高度控制。
3.該系統內建2個剛性反應塔,以保持系統的剛性。
4.上壓板在剪下過程中保持不動。
5.法向應力和剪下應力的閉環控制。
6.用於試樣的低摩擦試樣滑環(K0 狀態)。
7.進行排水(恆載)和不排水(恆容)測試。
8.頂部和底部有兩個孔隙水口,用於飽和。
9.透水石有不同的粗糙度,即平坦、凹槽、脊狀和插入式。
10.獨特的多向載荷感測器,用於剪下載荷測量。
11.採用高質量和低摩擦的雙直線導軌,以確保強度和對準,而不會在法線和剪下方向上傾斜。
12.高速動態控制器 (2.)5kHz 或 10kHz),用於監控測量值和閉環控制,例如負載、位移、位置等。
13.應用不同型別的波形,例如:正弦波、方波、三角波、半正弦波、鋸齒波、倒波、矩形波和使用者定義的波形。
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