直剪試驗儀是測量土的抗剪強度的常用設備,其試驗目的是通過直剪試驗測定土的抗剪強度參數(shù)(內摩擦角φ和黏聚力c),為土體的力學性能分析和工程設計提供依據(jù)。
直剪試驗儀的試驗流程:
1. 試驗準備
土樣制備:
取代表性土樣,風干后過篩,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,可在裝樣后進行飽和處理(如反壓飽和或浸水飽和)。
3. 施加法向應力
根據(jù)試驗要求,對剪切盒施加不同的法向應力(σ)。通常設置4~5級法向應力,覆蓋預計的應力范圍。
法向應力通過加載砝碼、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:以恒定速率旋轉手輪或啟動電機,對土樣進行剪切。
記錄數(shù)據(jù):實時記錄剪切力(剪切盒內土樣的抵抗力)和剪切位移,直至土樣剪切破壞(剪切力達到峰值后穩(wěn)定或下降)。
破壞標準:當剪切力不再隨位移增加而顯著變化時,認為土樣已剪切破壞。
5. 數(shù)據(jù)處理
計算抗剪強度:根據(jù)剪切力和剪切面積,計算抗剪強度(τ)。
繪制應力-應變曲線:以剪切位移為橫坐標,剪切力為縱坐標,繪制應力-應變曲線,確定峰值抗剪強度。
計算抗剪強度參數(shù):將不同法向應力下的抗剪強度與法向應力繪制關系圖,擬合直線,計算內摩擦角φ和黏聚力c。
6. 試驗結束
卸載法向應力,取出剪切盒中的土樣,清理儀器。
重復試驗:對不同法向應力或不同土樣進行多次試驗,確保數(shù)據(jù)可靠性。
