土的抗剪强度 试验方法一、室内试验二、野外试验抗剪强度试验直剪试验、三轴试验等制样（重塑土）或现场取样缺点：扰动优点：应力条件清楚，易重复十字板扭剪试验旁压试验原位试验缺点：应力条件不易掌握优点：原状土的原位强度 直接剪切仪分为应变控制式和应力控制式两种，前者是等速推动试样产生位移测定相应的剪应力， 后者则是对试件分级施加水平剪应力测定相应的位移 ，目前我国普遍采用的是应变控制式直剪仪。 一、直剪试验土样PAST = 100KPa = 200KPa = 300KPafOc1、试验原理与资料处理ff=ctan 通过过控制剪切速率来近 似模拟拟排水条件1. 固结慢剪：施加正应力至充分固结，慢慢 施加剪应力：小于0.02mm/分， 以保证无超静孔压水 2. 固结快剪施加正应力充分固结在3-5分 钟内剪切破坏 3. 快剪（不排水剪）施加正应力后立即剪切3-5分钟 内剪切破坏PSTA2、试验分类6转/分钟慢剪 12转/分钟快剪PSTA3、试验过程中的应力变化在加剪应应力以前，试试件处处于侧侧限状态态， 23 k 1加剪应应力后，主应应力的方向产产生偏转转，剪应应力愈大，偏转转 角也愈大，所以试验过试验过 程中主应应力的方向是不断交化的。在试验资试验资 料的分析中，假定试试件中的剪应应力均匀分布 ，但事实实上并非如此。当试试件被剪破时时，靠近剪力盒 边缘边缘 的应变应变 最大，而试试件的中间间部分的应变应变 相对对要 小得多，剪切面附近的应变应变 又大于试试件顶顶部和底部的 应变应变 。所以，在剪切过过程中，特别别是在剪切破坏时时， 试试件内的应应力和应变应变 ，既非均匀又难难确定。 直接剪切仪具有构造简单，操作方便等优点，但它存在若干 缺点，主要有： 剪切面限定在上下盒之间的平面，而不是沿土样最薄弱的 面剪切破坏； 剪切面上剪应力分布不均匀，土样剪切破坏时先从边缘开 始，在边缘发生应力集中现象； 在剪切过程中， 土样剪切面逐渐缩小，而在计算抗剪强度 时却是按土样的原截面积计算； 试验时不能严格控制排水条件，不能量测孔隙水压力、在 进行不排水剪切时，试件仍有可能排水，特别对于饱和粘性 土。 由于土的抗剪强度受排水条件的影响显著，故试验结果不够 理想。但由于它具有的优点，故仍为一般工程广泛采用。4. 试验优缺点l 设备简单，操作方便l 结果便于整理l 测试时间短优点 l 试样应力状态复杂l 应变不均匀l 不能精确控制排水条件l 剪切面固定缺点PSTA类似试验：环剪试验单剪试验试样压力室压力水排水管 阀门轴向加压杆有机玻璃罩橡皮膜透水石顶帽二、 三轴剪切试验应变控制式三轴仪：周围压力系统，轴向加压 系统，孔隙水压力量测系统组成 3 3 3 3 3 3试验过程： 先加周围压力 3 ； 然后施加轴向力1= 1-3 ，增大 1直到破坏。 分别做围压为100 kPa 、200 kPa 、300 kPa的三轴试验，得到破坏时 相应的1(一）试验过程 3 3 3 3 3 3 绘制三个破坏状态的摩尔应力圆， 画出它们的公切线抗剪强度包 线，得到强度指标 c 与 c(1-)f(1-)fv固结不排水试验（CU试验）v不固结不排水试验（UU试验） 抗剪强度线为水平线(饱和黏性土）cd 、d ccu 、cu cu 、u v固结排水试验（CD试验）（二）试验类型v固结排水试验（CD试验） 1 打开排水阀门，施加围压后充分固结，超静孔 隙水压力完全消散； 2 打开排水阀门，慢慢施加轴向应力差以便 充分排水，避免产生超静孔压v固结不排水试验（CU试验） 1 打开排水阀门，施加围压后充分固结，超静孔隙 水压力完全消散； 2 关闭排水阀门，很快剪切破坏，在施加轴向应力差 过程中不排水cd 、d v不固结不排水试验（UU试验） 1 关闭排水阀门，围压下不固结； 2 关闭排水阀门，很快剪切破坏，在施加轴向应力差 过程中不排水cu 、u ccu 、cu （三）优点和缺点优点： 1 应力状态明确,模拟了土实际受力状态 ； 2 排水条件清楚，可控制； 3 破坏面不是人为固定的；缺点： 设备相对复杂，现场无法试验说明： 30 即为无侧限压缩试验, 主要用于评价土的灵敏度问题.三、无侧限压缩试验（特殊的三轴试验）只施加竖向压力（30），直 至破坏。破坏时的轴向压应力qu称为无侧 限抗压强度。c=0qu由饱和粘性土，进行不固结不排 水试验，其破坏包线近于一条 水平线。v原位试验，适应于测定软粘土 的不排水强度指标；v先钻孔到指定的土层，插 入十字形的探头；v通过施加的最大扭矩计算 土的抗剪强度四、十字板剪切试验粘性土、C 参考值粘 土亚粘土(粘 质粘土)亚砂土（粉 土） ()C(k Pa)()C(kP a)()C(kP a)0221002560282000.252060234026150.250.501840212524100.500.75142017152050.751.0081013101821.0065105140.00土类指 标液性指数砂土的内摩擦角参考值（）粗砂中砂 细砂 粉砂松 散34302826稍 密36333028中 密38363432密 实41383634土类状态抗剪强度指标应用情况举例类 别三轴 试验直剪 试验加载 速率透水性 或排水 条件固结、破坏 情况总 应 力 指 标不排水 (UU)快剪 （ ）快差土体在加 载过 程中来 不及固结就 被破坏1.透水性差（如粘土、粉质粘土等）或排 水条件差（如地基中无砂夹层 ）、施工速度 快的粘性土地基稳定分析2.施工期短的软粘土地基堤坝的稳定分析固结不 排水剪 (CU)固结 快剪 （ ）快好土体在加 载破坏前， 已完成固结 ，在破坏时 来不及排水1.一般粘性土地基的稳定分析2.天然土坡上建筑物地基的稳定分析3.建筑物加层时 地基稳定分析4.抗震稳定分析慢差固结排 水剪 (CD)慢剪 （ ）慢好土体在整 个加载过 程 和破坏时均 不产生超静 孔隙水压力1.透水性好、施工极慢的粘性土地基稳定 分析2.地基长期稳定分析3.软基上施工速率极慢的堤坝的稳定分析有效应力指标有效应力法反应了抗剪强度 的本质，可用于分析地基或土 工建筑物加载后任何时刻的稳 定状况1.地基稳定计算2.土坝在稳定渗流期下游坡的稳定分析3.土坝在水位骤降时上游坡的稳定计算