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原 位 直 剪 试 验 目的和适用范围 原位直剪试验用于测定土体本身 土体软弱面和地基土与 混凝土接触面的抗剪强度 本规程包括在法向应力作用下沿固定剪切面的抗剪强度 试验和混凝土板与地基土的抗滑试验 试验可采用应力控制和应变控制方式进行 引 用 标 准 岩土工程勘察规范 现场剪切试验 土体抗剪强度试验 仪器设备 主要设备由垂直加荷装置 水平推力 拉力 装置 剪切盒 水 平及垂直位移计等组成 附压力表的千斤顶至个 出力压力表为 级经称量的加重物 如铁块 混凝土块等 若干块 拉力计 量程准确度为全量程的 百分表至个 量程分度值 牵引及导向设备 钢丝绳 滑轮 三角架 锚座等 其他设备 加荷台 起重葫芦 秒表 土锚 工字梁 槽钢 垫 块 滚珠轴承 链条钳等 仪器设备的检定和校准 压力表 应按弹簧管式一般压力表 压力真空 表及真空表检定规程 检定后 再与千斤顶组合在试验机上进行校 准 拉力测力计 应参照标准测力计检定规程 进 行检定 百分表 应按大量程百分表检定规程 进行检 定 操作步骤 本试验可在试洞 试坑或探槽中进行同一组试验体的地 质条件应基本相同 其受力状态应与土体在工程中的受力状态相 近 根据剪切面状态 选择试验布置方案当剪切面水平或近 于水平时 可采用平推法 当剪切面较陡时 可采用楔形体法 开挖试坑时 应避免对试体的扰动 尽量保持土体结构及 含水率不产生显著变化在地下水位以下进行试验时 应避免水 压力及渗流对试体的影响 每组试验试体不宜少于块试体面积不宜小于 高度不宜小于或为最大土粒粒径的倍 将修整好的试体 在顶面放上盖板 周边套上剪切盒 剪切 盒与试样间的间隙应用膨胀快凝水泥砂浆填充剪切盒底边应在 剪切面以上 留一适当的间隙 根据设计荷载来确定最大的垂直压力 并以此按等量分成 至个垂直压力进行试验垂直压力施加方法如下 若采用重物加荷时 可先在土试体上搁置加荷平台 均匀 地逐渐加上重物应避免加荷时发生偏心现象 若采用千斤顶加荷时 支架好反力装置 按顺序装上千斤 顶和滚珠轴承 必须保证作用力位于试体的中心 施加垂直压力后 让土体在此压力下进行压缩当垂直变 形达到相对稳定后 架设测试水平位移的百分表即可 开始剪切 剪切时施加水平力的速率应适当选择一般每隔施 加水平力次 控制试验在内剪完施加水平力的方法如下 若采用应力控制时用滑轮组施加 可于施加水平力的加荷 平台逐级加荷 并用拉力计计量一般第一级荷载约为总垂直荷 载的以后逐级减小 使其剪切破坏时的最后一级荷载约为 垂直荷载的如图 图应力控制方式布置图 滑轮钢丝绳拉力计铁块水平荷载台导向轮 试块加垂直荷载平台铁块百分表支架 为了避免加载引起冲击力 最好先用起重葫芦将加荷平台吊 起 待加荷时再徐徐放下 若采用应变控制时用千斤顶加荷 根据土试体面积和千斤 顶活塞面积的大小 事先算出千斤顶的出力 然后控制千斤顶上压 力表的读数 保证每级剪切力的大小在规定的数值上如图 图应变控制方式布置图 镇压荷载千斤顶试块支座车轮载重汽 车底架轴承千斤顶工字钢垫块 在施加每一级水平力时 均应测记剪切力和土试块的水平 位移量及垂直位移量位移量应在加下一级水平力前测试同时 观察周围土的变形现象 当剪切变形急剧增长或剪切变形量达试 体尺寸的时 即认为土体已经破坏 可停止试验 按本规程的规定 测定不同垂直压力下试 块的抗剪强度 当需要时可沿剪切面继续进行摩擦试验 混凝土板与地基土的抗滑试验 仪器设备 仪器设备应符合本规程的规定 仪器设备的检定和校准 仪器设备的检定和校准应按本规程的规定进行 操作步骤 根据所选择的试验方案 应力控制和应变控制 等情况 选 择适当的地点 整平足够的试验场地 确定试块尺寸按原型建筑物所设计的混凝土标号 在现 场浇注 或预制 试验用的混凝土块在混凝土试块浇注后 地基 若是粘性土时 应使土体浸水饱和为便于地基充分浸水 在浇注 混凝土时最好预留竖向小孔若干个试块一般养护约后方可 使用 试验开始前 应检查设备的灵活性和支撑设备的可靠性 以保证试验的正常进行 按本规程的规定进行抗滑试验 计 算 和 制 图 按下列公式计算作用于试块上的垂直压力 采用重物加载 式中作用于试块上的垂直压力 作用于加荷台上的总荷载 试体或混凝土试块的面积 单位换算系数 采用千斤顶法加载 式中垂直千斤顶上压力表的读数 千斤顶活塞面积 其余符号见本规程式 按式计算土体的剪应力或抗滑强度 式中试体或地基土破坏时的水平力 当采用滑轮组加 荷时 根据滑轮组合计算求得 当用千斤顶加载 时 则为水平千顶上压力表的读数乘千斤顶活塞 面积 土试体 混凝土试块 的面积 其他符合见本规程式 绘制剪应力与剪切位移曲线 按规范要求 确定比例强度屈服强度和峰值强度如图 图前应力与剪切位移曲线图抗剪强度与垂直压力关系曲 线 根据不同垂直压力的试验 以抗剪强度 一般为峰值强度 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 如图确定相应的强度参数 记录 本试验记录格式如表 表原位直剪试验记录表 工程名称试验者 试验地点计算者 试验编号校核者 试验方法试验日期 试样 混凝土板 面板垂直压力 固结时间剪切历时 试样压缩量抗剪强度 剪切历时剪应力剪切位移备注
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