直剪試驗儀是測量土的抗剪強(qiáng)度的常用設(shè)備,其試驗?zāi)康氖峭ㄟ^直剪試驗測定土的抗剪強(qiáng)度參數(shù)(內(nèi)摩擦角φ和黏聚力c),為土體的力學(xué)性能分析和工程設(shè)計提供依據(jù)。
直剪試驗儀的試驗流程:
1. 試驗準(zhǔn)備
土樣制備:
取代表性土樣,風(fēng)干后過篩,確保土粒均勻。
測定土樣的含水率,計算干密度或孔隙比。
儀器檢查:
檢查直剪儀的剪切盒、傳力裝置、量力環(huán)或壓力傳感器是否正常。
校準(zhǔn)儀器,確保剪切力和法向力的測量精度。
2. 裝樣
將土樣裝入直剪儀的剪切盒中,分層壓實,確保土樣密度均勻。
對于飽和土樣,可在裝樣后進(jìn)行飽和處理(如反壓飽和或浸水飽和)。
3. 施加法向應(yīng)力
根據(jù)試驗要求,對剪切盒施加不同的法向應(yīng)力(σ)。通常設(shè)置4~5級法向應(yīng)力,覆蓋預(yù)計的應(yīng)力范圍。
法向應(yīng)力通過加載砝碼、氣壓或液壓系統(tǒng)施加,并保持恒定。
4. 直剪試驗儀的剪切試驗
勻速剪切:以恒定速率旋轉(zhuǎn)手輪或啟動電機(jī),對土樣進(jìn)行剪切。
記錄數(shù)據(jù):實時記錄剪切力(剪切盒內(nèi)土樣的抵抗力)和剪切位移,直至土樣剪切破壞(剪切力達(dá)到峰值后穩(wěn)定或下降)。
破壞標(biāo)準(zhǔn):當(dāng)剪切力不再隨位移增加而顯著變化時,認(rèn)為土樣已剪切破壞。
5. 數(shù)據(jù)處理
計算抗剪強(qiáng)度:根據(jù)剪切力和剪切面積,計算抗剪強(qiáng)度(τ)。
繪制應(yīng)力-應(yīng)變曲線:以剪切位移為橫坐標(biāo),剪切力為縱坐標(biāo),繪制應(yīng)力-應(yīng)變曲線,確定峰值抗剪強(qiáng)度。
計算抗剪強(qiáng)度參數(shù):將不同法向應(yīng)力下的抗剪強(qiáng)度與法向應(yīng)力繪制關(guān)系圖,擬合直線,計算內(nèi)摩擦角φ和黏聚力c。
6. 試驗結(jié)束
卸載法向應(yīng)力,取出剪切盒中的土樣,清理儀器。
重復(fù)試驗:對不同法向應(yīng)力或不同土樣進(jìn)行多次試驗,確保數(shù)據(jù)可靠性。

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