直接剪切实验报告.docx

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直接剪切实验报告

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直接剪切实验报告

　　篇一：

直接剪切试验报告

　　直接剪切试验报告

　　批准：

审核：

校核：

试验：

　　校核：

试验：

　　附记录表

　　篇二：

实验七直接剪切试验

　　实验七直接剪切试验

　　理论与应用力学10332054程彬一、概述

　　直接剪切试验就是直接对试样进行剪切的试验，简称直剪试验，是测定土的抗剪强度的一种常用方法，通常采用4个试样，分别在不同的垂直压力p下，施加水平剪切力，测得试样破坏时的剪应力?

，然后根据库仑定律确定土的抗剪强度参数内摩擦角?

和粘聚力c。

　　二、仪器设备

　　1、直剪仪。

采用应变控制式直接剪切仪，如图所示，由剪切盒、垂直加压设备、剪切传动装置、测力计以及位移量测系统等组成。

加压设备采用杠杆传动。

　　图7-1应变控制式直剪仪

　　1—轮轴；2—底座；3—透水石；4—测微表；5—活塞；6—上盒；7—土样；8—测微表；9—量力环；10—下盒

　　2、测力计。

采用应变圈，量表为百分表。

　　3、环刀。

内径6.18cm，高2.0cm。

　　4、其他。

切土刀、钢丝锯、滤纸、毛玻璃板、凡士林等。

　　三、操作步骤

　　1、将试样表面削平，用环刀切取试件，测密度，每组试验至少取四个试样，各级垂直荷载的大小根据工程实际和土的软硬程度而定，一般可按100kpa，200kpa，300kpa，400kpa（即1.0kg/cm2，2.0kg/cm2，3.0kg/cm2，4.0kg/cm2）施加。

　　2、检查下盒底下两滑槽内钢珠是否分布均匀，在上下盒接触面上涂抹少许润滑油，对准剪切盒的上下盒，插入固定销钉，在下盒内顺次放洁净透水石一块及湿润滤纸一张。

　　3、将盛有试样的环刀平口朝下，刀口朝上，在试样面放湿润滤纸一张及透水石一块，对准剪切盒的上盒，然后将试样通过透水石徐徐压入剪切盒底，移去环刀，并顺次加上传压板及加压框架。

　　4、在量力环的安装水平测微表，装好后应检查测微表是否装反，表脚是否灵活和水平，然后按顺时针方向徐徐转动手轮，使上盒两端的钢珠恰好与量力环按触（即量力环中测微表指针被触动）。

　　5、顺次小心地加上传压板、钢珠，加压框架和相应质量的砝码（避免撞击和摇动）。

　　6、施加垂直压力后应立即拔去固定销（此项工作切勿忘记）。

开动秒表，同时以每分钟4~12转的均匀速度转动手轮（学生可用6转/分），转动过程不应中途停顿或时快时慢，使试样在3~5分钟内剪破，手轮每转一圈应测记测微表读数一次，直至量力环中的测微表指针不再前进或有后退，即说明试样已经剪破，如测微表指针一直缓慢前进，说明不出现峰值和终值，则试验应进行至剪切变形达到4mm（手轮转20转）为止。

　　7、剪切结束后，吸去剪切盒中积水，倒转手轮，尽快移去砝码，加压框架，传压板等，取出试样，测定剪切面附近土的剪后含水率。

　　8、另装试样，重复以上步骤，测定其它三种垂直荷载（200kpa，300kpa，400kpa）下的抗剪强度。

　　四、成果整理

　　1、按式（7-1）计算抗剪强度：

　　?

?

cR（7-1）

　　式中R—量力环中测微表最大读数，或位移4mm时的读数，精确至0.01mm。

　　c—量力环校正系数，（n/mm2/0.01mm）。

　　2、按式（7-2）计算剪切位移：

　　?

L?

0.2n-x（7-2）式中0.2—手轮每转一周，剪切盒位移0.2mm；n—手轮转数；

　　x—百分表读数，（mm）。

　　3、制图

（1）以剪应力为纵坐标，剪切位移为横坐标，绘制剪应力?

与剪切位移?

L的关系曲线，如试验图7-2所示。

取曲线上剪应力的峰值为抗剪强度，无峰值时，取剪切位移4mm所对应的剪应力为抗剪强度。

（2）以抗剪强度为纵坐标，垂直压力为横坐标，绘制抗剪强度与垂直压力关系曲线　　

（图7-3），直线的倾角为土的内摩擦角?

，直线在纵坐标上的截距为土的粘聚力c。

　　△L（mm）

　　图7-2τ~△L曲线

　　图7-3τ~p直线

　　p（kpa）

　　4、实验记录与表格

　　直接剪切试验记录

　　表1：

　　表

　　表1：

　　?

14.63拟合曲线：

?

?

6.58ln（?

L）

　　2

　　相关系数：

R?

0.9892

　　思考题：

　　1.各级加载相对的砝码质量由，

　　?

d2?

?

.06182s?

?

?

3?

10?

3m2

　　44

　　mgl1?

psl2

　　l1?

10l2

　　得：

　　p?

d2l2

　　m?

　　4gl1

　　第一组：

　　100?

103?

3.14?

.06182?

10m1?

?

3.06kg

　　4?

9.8

　　第二组：

　　200?

103?

3.14?

.06182?

10

　　m2?

?

7.12kg

　　4?

9.8

　　第三组：

　　篇三：

剪切波速实验报告

　　剪切波速试验

　　1.1试验的目的

（1）掌握波速试验操作方法及试验原理。

并能独立进行波速测试、试验数据处理，认识了解试验设备。

（2）划分场地土类型。

　　（3）计算场地剪切模量和卓越周期。

　　1.2试验的适用范围

　　波速测试适用于测定各类岩土体的压缩波、剪切波或瑞利波的波速，可根据任务要求，采用单孔法、跨孔法或面波法。

利用铁球水平撞击木板，使板与地面之间发生运动，产生丰富的剪切波，从而在钻孔内不同高度处分别接收通过土层向下传播的剪切波。

因为这种竖向传播的路径接近于天然地层由基岩竖直向上传播的情况，因此对地层反应分析较为有用。

　　1.3试验的基本原理

　　单孔法通常是指在地面或者信号接收孔中激振时，检波器在一个孔中自下而上逐层检测土层的p波或s波波速。

（1）地下介质采用水平层状地层模型；

（2）剪切波速在水平方向为均匀分布，而在垂直方向随深度变化；（3）反演公式：

　　Vsi?

　　hi?

hi?

1

　　i?

1h?

hj?

1

　　ticos?

i?

?

j

　　Vsjj?

1

　　式中Vsi、Vji--分别为第i和第j个测点深度处的剪切波速（m/s）；

　　hi、hj--分别为第i和第j个测点的深度（m）；ti--第i个测点深度的到时（s）；

　　?

i--第i个测点到激发点的连线与钻孔轴向的夹角。

　　1.4试验的仪器设备

　　Rsm-sw波速测试仪，主要包括波速剪切仪、剪切波电缆线、三分量传感器、大铁锤、条木等

　　1.5试验步骤

（1）在指定测试地点打钻孔，垂直度要求与一般勘察探空一样，现我们采用已经打好的钻孔（孔深约9m）。

（2）离开孔口0.5-1.5m处布置激震装置，激震装置采用大木条和铁锤构成。

（3）孔内测点结合试验场地土层实际情况布置测点，测点垂直方向上的间距取1m。

　　（4）在孔内放置三分量检波器，在预定深度固定（机械固定）于孔壁上，并紧贴孔壁。

　　（5）测点布置，本试验采用孔内每一米布置一个测点。

（6）激发布置，本试验采用地面激震，距离孔口距离0.79m处埋设一块大木头，用大锤锤击木板两端，产生正反的剪切波。

　　（7）接收，采用三分量检波器，在不同的深度分别记录正反向剪切波的波速，检查记录波形的完整性和可判读性。

如发现接收仪记录的波形不完整，或不可判读，则必须重做，直至正常为止。

　　1.6数据整理

　　1.6.1波形鉴别

　　根据不同波的初至和波形特征进行波形识别：

（1）压缩波速度比剪切波速度快，初至为压缩波。

（2）敲击木板正反向两端时，剪切波波形相差180°，而压缩波不变。

（3）压缩波传播能量衰减比剪切波快，离孔口一定深度后，压缩波与剪切波逐渐分离，容易识别。

它们的波形特点：

压缩波幅度小、频率高；剪切波幅度大、频率小。

1.6.2波速计算

　　以9m为例，θ=tan?

189.3=6.34,则平均V=209.3023×cos6.34=208.222

　　（m/s）

　　1

　　划分场地土类及建筑场地类别依照中华人民共和国国家标准《建筑抗震设计规

　　范》（gb50011-20XX）中的有关规定进行。

　　结合图表及规范可划分土层，0~3m为软弱土，3~10m为中软土。

　　1.7试验成果应用

（1）可用于场地土类型的划分；

（2）建筑场地覆盖厚度的确定；（3）土层等效剪切波速的计算；（4）建筑场地类别的划分。

　　1.8结论与建议

（1）测井对钻孔时间的要求：

一般测井的时间要求比较特殊，受到终孔时间的限制。

一般来说，在钻机打完井后，马上对钻进进行扩孔、泥浆护壁等工作，这些工作完成后立即开始进行测井。

（2）打钻工作一般在白昼进行，在完工后24小时以内，应该完成波速测井的工作，为了防止周围环境和人文干扰，测井有时要在夜深人静时进行，尤其受人文、交通干扰较大的地区，选择合适的时间测井也是一种很好的防干扰措施。

（3）钻孔附近地面应尽可能平整：

钻孔时应尽量减少孔壁土层扰动，待测孔钻到预定深度时，如地层软弱应立即下套管护壁，套管与孔壁间应灌浆和填砂法处理，以保持套管与孔壁间的紧密接触。