剪下试验的原理是根据库伦定律,土的内摩擦力与剪下面上的法向压力成正比,将同一种土製备成几个土样,分别在不同的法向压力下,沿固定的剪下面直接施加水平剪力,得其剪坏时剪应力,即为抗剪强度,然后根据剪下定律确定土的抗剪强度指标内摩擦角φ和内粘聚力c。
基本介绍
- 中文名:剪下试验
- 外文名:shear test
- 学科:工程地质学,土力学
- 定义:测定土应力应变关係和强度的试验
概述



受力和变形特点
构件在剪下时受力和变形特点是:作用在构件两侧面上的横向外力的合力大小相等、方向相反、作用线相隔很近,度使各自作用的构件部分沿着与合力作用线平行的受剪面发生错动。剪下试验就是经测定最大错动力和相应的应力.构件有一个受剪面,一般称为单剪试验。有两个受剪面称为双剪试验。
剪下试验

为使试验结果儘可能接近实际情况,剪下试验通常用各种剪下试验装置和相应的试验方法来模拟实标工件的工况条件,对试样施加剪力直至断裂,以测定其抗剪强度.常见的试验方法有:单剪试验、双剪试验、沖孔剪下试验、开缝剪下试验留底铆钉剪下试验和複合钢材剪下试验.
分类
- 单剪试验、
- 双剪试验、
- 沖孔剪下试验
- 开缝剪下试验留底铆钉剪下试验
- 複合钢材剪下试验.
试验目的
直剪试验是测定土抗剪强度的一种常用的、古老的、又最简单的方法。测定土不同压力下的抗剪强度,得出土的抗剪强度指标粘聚力c和摩擦角φ,可以估算地基承载力,评价地基稳定性,计算挡土墙土压力等。
试验原理
土的抗剪强度是土在外力作用下,其一部分土体对另外一部分土体滑动时所具有的抵抗剪下的极限强度。
试验方法
1.快剪试验 2.固结快剪试验 3.慢剪试验
试验设备
①手动直剪仪;②百分表;③其他:环刀、刮土刀、钢丝锯、塑胶片等。
试验步骤
1.将环刀内侧涂上一层凡士林,刀刃相下放在土样上。 2.用刮土刀将环刀均匀压入土样,高出环刀上沿1-2mm为宜,然后用钢丝锯和刮土刀将土样两端刮平。 3.对準上下剪下盒,插上销钉,将土样放入盒内。 4.试样装好后,转动手轮,使上盒前端与测力计接触。顺次加上加压盖、钢珠、加压架。 5.根据试验设计施加垂直压力:100kPa、200kPa、300kPa、400 kPa 6.施加垂直荷载后,立即拔去销钉,将百分表调零,开动秒表,以1.2mm/min的速率剪下土样。手轮每分钟6转,根据试样情况最多30转,使土样在3-5min内剪坏。手轮每转一圈,同时测记百分表读数。 7.剪下结束后,退去剪下盒垂直压力,取出土样,重新安装第二个试样,进行下一级实验,直至实验结束。 8.实验结束后,将仪器及取土工具清洗乾净,放回原位。
剪下试验

试验结果
图1(a)表示剪下过程中剪应力
和剪下位移
之间的关係,通常可取峰值或稳定值作为破坏点,如图中箭头表示。对同一种土至少取4个重度和含水量相同的试样,分别在不同垂直压力下剪下破坏,一般可取100kPa、200kPa、300kPa、400 kPa,将试验结果绘製成如图1(b)所示的抗剪强度
和垂直压力
之间的关係,试验结果表明,对于粘性土
-
关係曲线基本上成直线关係,该直线与横轴的夹角为内摩擦角φ,在纵轴上的截距为粘聚力c,直线方程可用库伦公式表示,对于无粘性土,
与
之间的关係则是通过原点的一条直线,可用公式
表示。
图1









