直接剪切试验方法及应用分析

抗剪强度是土的重要力学性质指标之一,它为工程勘察设计提供地基评价和计算承载力的重要参数。直接剪切试验是测定土抗剪强度最常用的方法,在简要阐述土的直接剪切试验方法的基础上,结合多年的实际操作经验,对不同的直剪方法及不同类型试样的特点进行了分析对比,并总结出值得注意的一些操作要点。     

冻土抗剪强度测试方法的分析

剪切强度是冻土的重要力学性能指标之一,它为工程勘察设计评估和计算承载力提供了基础。冻土的抗剪强度是冻结土的极限剪切破坏,在计算承载能力、稳定性、冻土基础、冻土墙土压力和冻土边坡稳定性评价等都需要冻结土的抗剪强度指标。本文对冻土抗剪强度试验方法进行了研究与分析,分析了每种试验方法的试验原理以及相关试验,并提出了每种试验方法的优缺点,为以后开展冻土剪切特性的试验研究提供参考。     

从某勘测报告不固结不排水试验成果引起的思考

最近参加一地基处理方案评审,在某甲级勘测单位提供的报告中,由不固结不排水剪切试验（UU试验）得到土的抗剪强度指标C和φ,而且φ均不等于零。UU试验是用来测定土的不排水抗剪强度Cu值的。不排水抗剪强度不同于抗剪强度指标,前者是试样的不排水抗剪强度值,后者是用于计算试样所取土层的土体的抗剪强度值的指标。     

直剪与三轴试验抗剪强度指标理论上的分析研究

土的抗剪强度是指地基土抵抗外荷载破坏的能力,土的抗剪强度指标在地基承载力、土坡稳定以及挡土墙土压力等方面计算设计中至关重要。土的黏聚力与内摩擦角称为土的抗剪强度指标,土的抗剪强度指标主要通过室内试验获得,室内试验主要有直接剪切试验和三轴剪切试验,直接剪切试验有快剪、固结快剪和慢剪,三轴剪切试验有不固结不排水试验(UU)、固结不排水试验(CU)、固结排水试验(CD)。本文通过对直剪与三轴两种试验的对比研究,分析总结两种方法的异同。     

钢纤维自密实高性能混凝土抗剪韧性的试验研究

钢纤维自密实高性能混凝土是具有高工作度和高韧性的结构材料。抗剪强度和剪切韧性是梁、板、柱等构件受力分析的重要参数。本文参照国际上先进的试验方法,采用改进的单面直接剪切试验的方法,研究了钢纤维自密实高性能混凝土的剪力-剪切滑移全曲线,分析了受剪试件抗剪强度和初裂剪切滑移值以及混凝土受剪状态下的变形能,并以此为基础计算等效抗剪强度。研究结果表明,钢纤维可改善混凝土基体的抗剪强度,显著提高基体的剪切韧性;随着纤维掺量增加,钢纤维对自密实高性能混凝土的增强增韧效果也相应增加;改进的单面直接剪切试验方法和建议的剪切韧性评价方法适合于钢纤维混凝土抗剪强度和剪切韧性研究。     

成都地区膨胀岩土原位剪切试验研究

以成都望江锦园膨胀岩土体为试验对象,根据压剪实验及一次水平剪切试验得出该地区膨胀土的抗剪强度指标以及抗剪强度变化特征.试验结果表明,在相同法向压力作用下,受雨水影响小的深层土壤抗剪强度比表层土体高,深层膨胀土的抗剪强度指标均比浅层膨胀土大,这说明控制土体的含水量对于实际工程的稳定性具有重要的意义.     

直接快剪试验的常见问题及解决方法

土的抗剪强度是土的重要力学指标之一,它代表土体在外力作用下抵抗剪切滑动的极限强度。直接快剪试验以其操作简单、原理明确被认为是用来检测土的抗剪强度的一种有效方法。基于直接快剪试验的原理,研究了在直接快剪试验过程中影响试验结果的各项因素,如土的均匀性、直剪速率、含水率与液性指数等。研究表明:土的均匀性、直剪速率、含水率与液性指数对直接快剪试验结果都有很大的影响。最后,针对这些问题,给出了相应的解决办法,完善了试验的具体操作过程,使试验数据更加合理可靠、接近样品的真实值。     

非饱和黏性土的抗拉强度与抗剪强度关系试验研究

 通过对具有一定抗拉强度的非饱和黏性土在不同含水量状态下的重塑土样进行剪切和拉伸对比试验研究,结果表明,非饱和黏性土的抗剪强度指标c和j在一定范围内都随含水量的增大而减小;以三轴拉伸试验围压为大主应力、轴向应力为小主应力所确定的各应力圆符合莫尔–库仑准则;物理性状相同的非饱和黏性土重塑土样的抗拉强度与抗剪强度存在一定的函数关系。提出在无拉伸试验条件情况下,可通过相应物理性状的剪切试验结果计算非饱和黏性土的抗拉强度思想。     

粘土的抗剪强度指标试验对比分析

抗剪强度是土的重要力学性能之一,室内剪切试验主要有直剪试验、三轴试验、无侧限抗压强度试验。实际工程中常采用较为简便的室内直剪试验来确定土体抗剪强度中内摩擦角φ和黏聚力c。试验表明,对同样性质土样进行直剪试验和三轴压缩试验得出的内摩擦角φ和黏聚力c相差较大。说明了两者之间的差异。     

寒旱环境植物根系增强边坡土体抗剪强度的原位剪切试验研究

 选取西宁盆地及其周边地区作为试验区,以种植在试验区30°边坡生长期为150 d的垂穗披碱草、细茎冰草等2种草本和柠条锦鸡儿、霸王等2种灌木为供试种,采用草本和灌木单一种植以及组合种植等2种方式,分别开展原位剪切试验评价植物根系增强边坡土体抗剪强度贡献;在此基础上,将本次试验结果与Wu-Waldron-Model模型(简称WWM模型)计算结果进行对比分析,得出如下结论：(1) 根–土复合体抗剪强度较素土表现出较大程度提高,采用单一种植草本和灌木的根–土复合体抗剪强度增幅为47.61%～98.24%;草本和灌木混合种植的根–土复合体抗剪强度增幅则为104.47%～173.93%,同时反映出草本和灌木混合种植条件下的根–土复合体抗剪强度增幅,显著大于单一种植条件下的根–土复合体抗剪强度增幅。(2) 通过将WWM模型计算结果与原位剪切结果进行对比,对比结果表明：采用WWM模型计算得到的单一种植和组合种植2种条件下,根–土复合体抗剪强度增量变化规律与原位剪切试验得到的抗剪强度增量变化规律基本一致,上述结果实现了采用原位试验和模型理论计算相结合的方法,定量评价试验区草本和灌木根系增强边坡土体抗剪强度贡献。     

寒旱环境灌木植物根–土复合体强度模型试验研究

 在自行设计、加工的原位剪切试验装置中分别种植灌木植物霸王和柠条锦鸡儿,通过对2种坡度的素土、霸王根–土复合体和柠条锦鸡儿根–土复合体进行原位剪切试验,测得素土和根–土复合体抗剪力、抗剪强度的动态变化,评价灌木植物护坡的时间效应,并采用室内直剪试验方法检验原位剪切试验结果的合理性。试验得出以下结论：(1) 根–土复合体的抗剪力和抗剪强度均大于同种坡度的素土,即植物根系可显著提高边坡土体的抗剪能力,且霸王根–土复合体抗剪力和抗剪强度主要体现在剪切面处断裂根系的抗拉或抗剪作用、拔出根系的根–土摩擦力及滑移根系的锚固、摩擦作用,柠条锦鸡儿根–土复合体主要体现在根系的锚固和根–土摩擦作用,同时,素土和灌木根–土复合体的抗剪力和抗剪强度随着坡度的增加而减小;(2) 素土的剪切力在3 s左右达到峰值,而根–土复合体的剪切力峰值时间为69.8～168.2 s;素土试样在剪切位移为1 mm内抗剪强度均达到峰值,而剪切位移为23.13～83.13 mm时霸王根–土复合体和柠条锦鸡儿根–土复合体抗剪强度达到峰值,即根–土复合体的剪切力峰值时间、抗剪强度峰值位移均较素土相对滞后,这反映了在剪切过程中根系的抗拉能力、根–土界面的摩擦作用逐步转化为根–土复合体的抗剪能力,从而延缓坡面变形破坏的时间;(3) 为了验证原位剪切试验结果的准确性,对素土和灌木根–土复合体进行室内直剪试验,其抗剪强度值与原位剪切试验值接近,反映原位剪切试验及其结果的合理性。上述研究成果对于开展研究区西宁盆地及其周边地区坡面水土流失、浅层滑坡等地质灾害的防治,以及对青藏高原东北部黄土地区边坡生态工程建设、区域生态环境保护具有重要的理论指导价值和现实意义。     

十字板剪切试验在软土地区地基处理检测中的应用

结合具体工程实例,阐述了十字板剪切试验在软土地区地基处理检测中的应用,并验证分析了十字板剪切试验回归抗剪强度指标计算方法的适用性,最终得出了一些有意义的结论。     

攀枝花市金江钛业钛渣项目现场剪切试验分析

抗剪切强度指标c、φ值是岩土工程计算中最重要也是最关键的强度指标,而现场原位试验是获取其真实数据的有效手段。文章详细介绍了攀枝花市金江钛业钛渣项目地基土的现场剪切试验,并通过对比现场剪切试验、室内试验土体的抗剪强度指标,旨在对工程建设提供真实可靠的强度参数。     

软黏土地基土体抗剪强度若干问题

针对不少土力学教材和规范规程认为由 UU 试验得到的是饱和黏性土的抗剪强度指标,将黏性土不排水抗剪强度视为土的抗剪强度指标的错误概念,首先分析了土的抗剪强度和抗剪强度指标之间的区别,然后通过分析三轴固结不排水剪切试验和土的抗剪强度指标的测定,三轴不固结不排水剪切试验和土的不排水抗剪强度的测定,讨论了黏性土不排水抗剪强度和抗剪强度指标之间的区别。通过软黏土地基中土体的抗剪强度及测定方法的讨论,再次说明了黏性土不排水抗剪强度和抗剪强度指标之间的区别。最后提出岩土工程稳定分析四者相匹配原则。通过讨论分析,澄清了一些模糊概念,有利于提高岩土工程分析水平。     

加筋红砂岩风化土强度和变形特性

红砂岩风化土是湖南公路路堤工程中应用较多的填筑材料,采用直剪试验研究了不同压实度的红砂岩风化土的强度和变形特性,以及加筋对其工程性质的影响。试验表明,随压实度增大,红砂岩风化土的峰值抗剪强度明显提高,但主要由粘聚力的增大引起,随剪切位移增大,粘聚力减小,抗剪强度大幅度降低,其应力–应变曲线呈现随应变软化型。加筋提高了红砂岩风化土的峰值抗剪强度和残余强度,更重要的是明显减小了峰值后强度的降低幅度,且达到峰值抗剪强度的剪切位移增大,峰值区域增宽,土体延性提高,改善了红砂岩风化土的强度和变形特性;对于不同的加筋层数和不同的筋材模量,以及在不同的压实度和试验竖向压力下,加筋对红砂岩风化土的强度和变形特性的改变不同;根据试验结果,还对红砂岩风化土的工程性质以及加筋的抗剪作用机理进行了初步探讨,阐述了加筋材料在土的应力–应变关系中的主要功能和作用。     

土体抗剪强度试验方法及强度指标的物理含义

对土的抗剪强度理论作了简述,介绍了工程中常用的测定土的抗剪强度试验方法,根据三轴剪切试验和直剪试验时固结排水条件的不同,分析了六种试验方法的对应关系及不同强度指标的物理含义,以合理选用抗剪强度指标,保证土体分析结果的可靠性。     

滑坡抗滑设计时土体抗剪强度取值探讨

通过工程实例,对比分析直接剪切、三轴剪切强度指标和反算法结果,研究在相同状态下,土的抗剪强度如何取值更接近土体的实际值,使数据更安全可靠。     

节理剪切试验及其表面形貌特征变化分析

 节理表面形貌是影响节理抗剪强度的重要因素之一。采用试验方法研究岩石节理表面形貌与其抗剪强度之间的关系;运用RYL–600岩石剪切流变仪对天然岩石节理在不同法向应力下进行剪切试验,得到不同法向应力下节理的抗剪强度曲线,并运用TALYSURF CLI 2000扫描仪将节理表面在每次剪切前后进行高精度激光扫描测试,得到岩石节理表面的三维扫描图。分析节理在不同法向应力作用下的抗剪强度与节理表面形貌变化的关系,计算岩石节理表面轮廓平均角的加权平均值 ,发现随着法向应力的增加,节理峰值抗剪强度增加,随着剪切次数增加, 呈减小趋势。说明节理的抗剪强度与法向应力和节理表面形貌特征参数 有关。     

土与结构相互作用的可视化剪切试验装置研制及应用

 土与结构的相互作用是岩土工程中普遍存在的力学问题,在已有大型直剪试验系统平台上,设计局部可透视的刚性剪切盒和数据采集分析系统,研制相应的设备。在接触面力学参数可靠获取的基础上,通过高清数码摄像实时采集剪切试验过程中接触面剪切带的数字图像,利用GeoPIV分析获得剪切带土砾的变形和剪切带的厚度,实现土与结构接触面直剪试验剪切带变形的可视化与定量化。以三峡库区堆积体滑坡工程为背景,开展不同含水率条件下土石混合体与混凝土接触的剪切试验,得到接触面抗剪强度参数的变化规律和剪切过程中土砾颗粒运移特征,定量分析土砾颗粒在剪切过程中的位移变化规律,获得试验条件下接触面剪切带厚度为17～23 mm,试验结果表明上剪切盒中的土砾剪切过程中发生显著的位移,其相对下剪切盒的水平位移小于上下剪切盒的相对位移,呈现非线性的变化趋势,并给出土砾实际位移与剪应力的关系。该研究成果可为土与结构相互作用的可视化剪切试验、接触面力学特性和本构模型分析提供重要支撑。     

现场直接剪切试验在边坡勘察中的应用

介绍了现场直接剪切试验在边坡勘察时对碎石土、软质岩石地层和软弱结构面的抗剪强度确定中的应用．试验过程中存在的问题和注意事项，试验得出的抗剪强度参数为边坡稳定性验算提供了准确的依据。