[发明专利]一种低应力水平直剪试验测试方法

说明书

本发明涉及利用直剪试验测试土体抗剪强度的技术领域，尤其是涉及一种低应力水平直剪试验测试方法。本发明的试验内容主要包括空载试验、制样装样、荷载选取、方法选择、剪切试验、数据处理。本发明针对结构强度较低的软弱土体，如松砂、软土等，提供一种可测定其黏聚力c和内摩擦角的测试方法。

技术领域

本发明涉及利用直剪试验测试土体抗剪强度的技术，尤其是涉及一种低应力水平直剪试验测试方法。

背景技术

由于软弱土体自身强度较低，在常规荷载作用下试样很容易先发生压缩变形，导致各组试样间密度差异较大，或容易因此发生挤出或剪切破坏(譬如软土)，从而导致其抗剪强度测试结果失真。其理论依据：依据莫尔库伦强度理论，当法向应力不很大时，土单元在某平面的抗剪强度可用线性函数近似为故对于此类软弱土体，宜采用低应力水平直剪试验来测试其实际强度。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对结构强度较低的软弱土体，如松砂、软土等，提供一种可测定其黏聚力c和内摩擦角的测试方法。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案是：

一种低应力水平直剪试验测试方法，试验内容主要包括空载试验、制样装样、荷载选取、方法选择、剪切试验、数据处理，具体步骤如下：

(1)空载试验：

先在下剪切盒间涂抹定量凡士林，然后对准剪切盒，插入固定销，将未装试样的剪切盒安放在在直剪仪上，转动手轮使剪切盒与量力环紧密接触，并将百分表归零，然后拔出固定栓，开动仪器进行读数，剪切速率与正常试验相同，通过空载试验测读剪切盒在受摩擦影响时的读数，试验时注意擦净剪切盒下的滚珠，并涂抹润滑油。

(2)制样装样：

试样直径为61.8mm，高为20mm。

①对于软弱黏性土，可从原状土样中切取原状土试样或制备给定干密度及含水率的扰动土样，每组试样数量不得少于所选荷载数量，待在剪切盒间涂抹完与空载试验等量的凡士林后，将试样连同环刀放在组装完好的剪切盒上，刀刃朝上，将试样徐徐压入盒内；

②对于松散砂类土，可取过2mm筛下的代表性风干试样按照给定的干密度称取每个试样所需风干砂量，然后将准备好的砂样倒在组装完好的剪切盒中，压紧砂样至指定干密度，并拂平砂面，每组试样数量不得少于所选压力数量。

装样前后需按照不同试样方法在试样上下两端加上透水石、硬塑料膜或滤纸。

(3)荷载选取：

竖向压力可按照从小到大的原则从1kPa-50kPa中选取，较大压力可分级施加，1-12.5kPa范围内的压力可通过小砝码或透水石等直接在试样上方施加,12.5-50kPa范围内的压力可利用小砝码通过杠杆施加。

(4)方法选择：

根据工程实际情况不同，宜选择适当的试验方法,其中直剪试验分为三种，即快剪、固结快剪和慢剪。针对现场土体较厚、渗透性较小、施工速度较快、基本来不及排水而固结的情况，宜选用快剪。

①快剪：以0.8-1.2mm/min的剪切速率施加剪应力直至剪坏，在试样上下两面各贴不透水膜以模拟不排水情况；

②固结快剪：先使试样在某压力下充分固结，试样上下面通过贴可透水滤纸使其排水，待排水变形稳定后，不大于0.005mm/h，再以0.8mm/min的剪切速率施加剪应力直至剪坏；

③慢剪：先使试样在某压力下充分排水固结，再以小于0.02mm/min的剪切速率缓慢施加剪切力，使试样在受剪切过程中有充分的时间排水和发生体积变形。

(5)剪切试验：