直接剪切实验
一、 实验目的
直接剪切实验是测定土的抗剪强度的一种常用方法，通常采用四个试样，分别在不同的垂直压力下，施加水平剪切力进行剪切，测出破坏时剪应力，然后根据库仑定律确定土的抗剪强度指标：内摩擦角φ和粘聚力c。
二、实验原理：
土的破坏都是剪切破坏，土的抗剪强度是土在外力作用下，其一部分土体对于另一部分土体滑动时所具有的抵抗剪切的极限强度。土体的一部分对于另一部分移动时，便认为该点发生了剪切破坏。无粘性土的抗剪强度与法向应力成正比；粘性土的抗剪强度除和法向应力有关外，还决定于土的粘聚力。土的摩擦角φ、粘聚力c是土压力、地基承载力和土坡稳定等强度计算必不可少的指标。
三、实验设备：
1.应变控制式直剪仪：由剪切容器、垂直加压设备、水平力推力座、量力环等组成。
2.其它辅助设备：百分表、天平、环刀、秒表、饱和器、透水石、削土刀等。
四、实验步骤：
1.按要求的干密度，称出一个环刀体积所需的风干试样。本实验使用扰动土试样。制备四份试样，在四种不同竖向压力下进行剪切试验。
2.取出剪切容器的加压盖及上部透水石，将上下盒对准，插入固定销。 3.将试样徐徐倒入剪切容器内，在试样面上依次放好透水石、加压盖、钢珠和加力框架。
4.徐徐转动手轮至量力环上的百分表长针微微转动为止，将百分表的长针调至零，即R0=0。
5.在试样面上施加第一级垂直压力P=100kpa。
6.拔去固定销，以8s/r的均匀速率转动手轮，使试样在3--5分钟内剪破。剪破标准：（1）当百分表读数不变或明显后退，(2)百分表指针不后退时，以剪切位移为4mm对应的剪应力为抗剪强度，这时剪切至剪切位移达6mm时才停止剪切。
7.卸除压力，取下加力框架、钢珠、加压盖等，倒出试样，刷净剪切盒。 8.重复2-7步骤，改变垂直压力，使分别为200、300、400kpa进行试验。 五、 数据分析：
’.
..
垂直压力 手轮转数 (KPa) 0 2 4 6 8 10 12 100 14 16 18 20 22 24 0 2 4 6 8 10 200 12 14 16 18 20 22 24 0 2 4 6 8 300 10 12 14 16 18 ’.
钢环读数 (0.01mm) 0 16.0 21.0 23.0 24.0 24.8 24.8 24.8 24.7 24.8 24.8 24.8 24.8 0 20.0 32.0 38.2 42.0 47.0 49.0 49.1 49.1 49.1 49.0 49.0 49.0 0 25.0 42.0 52.2 57.8 62.6 67.0 69.0 72.0 73.3 剪切位移 (0.01mm) 0 24.0 59.0 97.0 136.0 175.2 215.2 255.2 295.3 335.2 375.2 415.2 455.2 0 20.0 48.0 81.8 118.0 153.0 191 230.9 270.9 310.9 351 391 431 0 15 38 67.8 102.2 137.4 173 211 248 286.7 剪应力 (KPa) 0 39.520 51.870 56.810 59.280 61.256 61.256 61.256 61.009 61.256 61.256 61.256 61.256 0 49.400 79.040 94.354 103.740 116.090 121.030 121.277 121.277 121.277 121.030 121.030 121.030 0 61.750 103.740 128.934 142.766 154.622 165.490 170.430 177.840 181.051 ..
400 20 22 24 26 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 73.6 73.6 73.5 73.6 0 28.0 52.0 69.2 80.2 89.0 90.8 94.8 96.8 97.6 97.6 97.6 97.6 97.6 326.4 366.4 406.5 446.4 0 12.0 28.0 50.8 79.8 111 149.2 185.2 223.2 262.4 302.4 342.4 382.4 422.4 181.792 181.792 181.545 181.792 0 69.160 128.440 170.924 198.094 219.830 224.276 234.156 239.096 241.072 241.072 241.072 241.072 241.072
剪切位移为4mm时对应的剪应力（kpa）即抗剪强度如下表：
100 200 300
’.
61.26 121.03 181.79
..
400 241.07
由图可知：抗剪强度指标：C=10，φ=31.2
’.
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