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土的直接剪切试验

宣布日期：

2025-02-05

摘要

直接剪切试验（Direct shear test），简称“直剪试验”。用直接剪切仪（简称“直剪仪”）对土样做剪切试验，从而测定土抗剪强度指标的一种试验要领。土样置于直剪仪的牢固上盒和运动下盒内。试验时先在土样上施加笔直压力，然后对下盒施加水平推力，上下盒之间的错动使土样受剪破坏。确定某一种土的抗剪强度通常接纳4个土样，在差别的笔直压力作用下测出相应的抗剪强度。

土的直接剪切试验

直接剪切试验（Direct shear test），简称“直剪试验”。用直接剪切仪（简称“直剪仪”）对土样做剪切试验，从而测定土抗剪强度指标的一种试验要领。土样置于直剪仪的牢固上盒和运动下盒内。试验时先在土样上施加笔直压力，然后对下盒施加水平推力，上下盒之间的错动使土样受剪破坏。确定某一种土的抗剪强度通常接纳4个土样，在差别的笔直压力作用下测出相应的抗剪强度。

基来源理

土的破坏都是剪切破坏，土的抗剪强度是土在外力作用下，其一部分土体关于另一部分土体滑动时所具有的对抗剪切破坏的极限强度。土体的一部分相关于另一部分移动时，便认为该点爆发了剪切破坏。无黏性土的抗剪强度与法向应力成正比；黏性土的抗剪强度除和法向应力有关外，还决定于土的黏聚力。土的内摩擦角φ、黏聚力c是土压力盘算、土坡稳定剖析和地基承载力盘算中必不可少的指标。

土的抗剪强度是土在外力作用下，其一部分土体关于另一部分土体滑动时所具有的对抗剪切的极限强度。该试验是将同一种土的几个试样划分在差别的笔直压力作用下，沿牢固的剪切面直接施加水平剪力，获得破坏时的剪应力，然后凭据库仑定律，确定土的抗剪强度指标：内摩擦角和凝聚力。

剪切类型

直接剪切试验要领可分为快剪（不排水剪）、慢剪（排水剪）及固结快剪（固结不排水剪）等。按施加剪力的方法差别，直接剪切仪分应变控制式和应力控制式两种。前者是通过弹性钢环变形控制剪切位移的速率。后者是通过杠杆用砝码控制施加剪应力的速率，测相应的剪切位移。多用应变控制式，应力控制式只适用于作慢剪及恒久强度试验。慢剪（排水剪）适用于细粒土；固结快剪（固结不排水剪）适用于渗透系数小于l0/s的细粒土；快剪（不排水剪）适用于渗透系数小于250px/s的细粒土。

试验要领

取土的试样放入剪切盒内，将上盒牢固，下盒可沿水平偏向滑动。首先施加笔直压力，然后在对剪切盒的下盒逐级施加水平剪力，直至试样被剪坏。一般要取4-5个试样，划分施加差别的笔直压力来重复试验。本试验由于简单易行，是测定土的抗剪强度的常用要领。

土的直接剪切试验

剪切强度

剪切强度（Shear strength）是工程学名词，是一个描述物质对抗剪切力强度的专有名词，也就是物质在蒙受剪切力时会泛起降伏或是结构失效时的剪切力强度。剪切力是二个相互平行，偏向相反的力，当用剪刀剪纸张时，纸张就是因为剪切力而剪开。

如果土体内某一部分的剪应力抵达了抗剪强度，在该部分就泛起剪切破坏。随着荷载的增加，剪切破坏的规模逐渐扩大，然后在土体中形成连续的滑动面，而丧失稳定性。

工程实践和土工试验都验证了土体受剪爆发的破坏，剪切破坏是土的强度破坏的重要特点。在土木工程中的挡土墙侧土压力、地基承载力、土坡和地基稳定性等问题都与土的抗剪强度直接有关。这些问题进行盘算时，须选用合适的抗剪强度指标。

土的抗剪强度指标不但与土的种类有关，还与以下相关：

①土样的天然结构是否被扰动

②室内试验时的排水条件（受剪前固结状况和受剪时排水状况）是否切合现场条件有关

③差别的排水条件所测定的抗剪强度指标值是有差别的

多功效循环单/直剪试验系统 (DSS)

德国WILLE多功效循环单/直剪试验系统 (DSS)单独的机电试验系统拥有坚固的结构，包括2个（可升级成3个）动态作动器和高质量的机械和电子元件，能够获得重复性良好的试验结果，高品质使其适用于科研和通例的试验应用。

多功效循环单/直剪试验系统 (DSS)可以对直径大可达150mm（单剪试验）的差别试样尺寸进行试验，并且还可以运行直径大可达100mm试样尺寸的直剪试验。加载架是一种具有高刚度的重型结构，以减少在动态重复加载试验期间可能影响丈量精度的挠度和振动。

多功效循环单/直剪试验系统 (DSS)通过电机动态作动器施加笔直和水平荷载，使每个轴能够以位移（应变或速度）模式以及荷载控制模式进行控制。该系统的主要优点是准确测试土力学参数，而剪切试验组件之间没有倾斜和摩擦。高质量和低摩擦的双线性导轨用于确保强度和对齐，而不会在法向和剪切偏向上倾斜。正应力和剪应力由电机驱动系统闭环控制。

圆柱形试样装置在橡皮膜内并牢固在关闭的抛光低摩擦特氟龙涂层环内（也可提供带丝网的橡皮膜），试样的水平直径坚持恒定（恒定截面面积），而在笔直沉降历程中允许收缩。剪切应力是通过水平运动爆发的，该运动在试样底部施加。两片透水石位于试样的顶部和底部，顶部和底部的两个孔隙水端口便当饱和试样。该系统配备GEOsys软件，用户可以全自动运行所有试验阶段，并且在试验历程中无需操作人员加入。

产品特点

??高刚度加载架

??被动或主动高度控制

??系统内置 2 根刚性反力柱，以坚持系统的刚性

??剪切历程中上压板坚持不动

??闭环控制法向和剪切应力

??用于试样的低摩擦试样滑环（k0 条件）

??执行排水（恒定荷载）和不排水（恒定体积）试验

??顶部和底部两个孔隙水端口，用于饱和

??提供差别粗糙度的透水石，即平面、带凹槽、带脊带和带嵌入销

??奇特的多向荷载传感器进行剪切载荷丈量

??高质量和低摩擦的双直线导轨用于确保强度和对齐，而不会在法向和剪切偏向上倾斜

??高速动态控制器（2.5 kHz 或 10 kHz），用于监测丈量值和闭环控制，例如：载荷、位移、位置等

??应用差别类型的波形，例如：正弦波、方波、三角波、半正弦波、锯齿波、倒锯齿波、矩形波和用户界说的波形

??实时数据和图表显示

??用于将数据快速传输到 PC 的以太网端口

??避免过载和超量程的�；すπ�

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