1、土的抗剪強度的測定方法包括三軸剪切試驗、直剪試驗、無側限壓縮試驗。直剪試驗主要部分是剪切盒，剪切盒分上下盒，上盒通過量力環固定于儀器架上，下盒放在能沿滾珠槽滑動的底盤上。用環刀切出的一塊厚20mm的圓餅形，試驗時，將土餅推入剪切盒內，現在試樣上加垂直壓力P,然后通過推進螺桿推動下盒，使是試樣沿上下盒間的平面直接接受剪切，剪力T由量力環測定，剪切變形S由百分表測定。對于飽和試樣，在直剪試驗過程中，無法嚴格控制試樣的排水條件，只能通過控制剪切速率近似模擬排水條件。根據固結和剪切過程中的排水條件，直剪試驗分為固結慢剪、固結快剪、快剪。缺點：人為固定的破壞面，剪切面上的應力狀態復雜，在剪切前，最大主應

2、力是作用于試樣上的豎向應力，試樣處于側限狀況，勺=o3=k01。加剪應力t后，主應力的方向發生偏轉，且剪應力越大，偏轉角也越大，所以主應力的大小與方向在試驗過程中均是不斷變化的。應力和應變分布不均，且在試驗中隨剪切位移的增大，剪切面積逐漸減小。排水條件不明確。三軸剪切試驗，三軸試驗中，可同時變化周圍壓力?3和偏差應力（003），工程中最常用的是。3=常數的常規三軸壓縮試驗。試樣始終處在軸對稱應力狀態，軸向應力是最大主應力O,兩個側向應力總是相等，即O2=o3。將常規三軸壓縮試驗分為兩個階段：1、施加圍壓階段，通過橡皮膜對試樣施加一個各向相等的圍壓力O=勺=c在這個階段，如果打開排水閥門，并讓試

3、樣中由圍壓產生的超靜孔壓完全消散，孔隙水排出，伴以土樣體積的壓縮，這一過程成為固結，如果關閉排水閥門，不允許試樣中的孔隙水排出，試樣內保持有超靜孔隙水壓力，這個過程成為不固結2、剪切階段，保持a3=ac不變，通過軸向活塞桿對試樣施加軸向偏差應力5=（Sp3）進行剪切。在剪切過程中，如果打開排水閥門，允許試樣內的孔隙水自由進出，并根據土樣滲透性的大小控制加載速率，使試樣內不產生超靜孔壓，這個過程成為排水在剪切過程中關閉排水閥門，不允許試樣內的孔隙水進出，試樣內保持有超靜孔壓，這個過程成為不排水在不排水剪切過程中，飽和土試樣的體積保持不變固結排水CD,固結不排水CU,不固結不排水UU三軸試驗中強度

4、包線的確定方法三軸試驗可以完整地反映土樣受力變形直到破壞的全過程，研究土體的應力-應變關系，研究土體的強度特性要確定土體的強度包線，要確定土樣的破壞點及其應力狀態，1、當應力-應變曲線存在峰值時，（密砂或超固結黏土試驗結果，應變軟化），取峰值對應的最大偏差應力作為破壞偏差應力（。1-。3）。研究土的殘余強度時，取試驗曲線的終值（。1-。3）作為破壞偏差應力。T2、當應力應變曲線為持續硬化型，不存在峰值（松砂或正常固結黏土試驗結果），取規定的軸向應變值（15%）所對應的偏差應力作為破壞偏差應力（。1-。3）3、以最大有效主應力比（q/q）max處的偏差應力作為破壞偏差應力（。1-o3）這時需要根

5、據試樣中孔隙水壓力的發展，計算有效主應力和q的變化，再求出（q/o3）最大值所對應的偏差應力。在確定了每個圍壓力刃的破壞偏差應力SF之后，可得破壞時的最大主力為olf=a3+（al一。3），這樣用周圍應力o3和相應于這個周圍應力的olf就可以在t-o坐/3標圖上繪制出一個極限狀態莫爾圓。改變幾種周圍應力。3,就可繪制幾個極限狀態莫爾圓。按照極限平衡條件，做這些極限狀態莫爾圓的公切線就可以得到土的莫爾庫倫抗剪強度包線該條破壞包線與o軸的傾角就是土的內摩擦角Q，與t軸的截距就是土的黏聚力c。圖5-23破壞偏差應力取值方法（巧m-巧）r葉巧h松砂或疋常i固結黏上；密砂或超固結黏土o閃陽5-24由常規

6、三軸試驗確定土的曙度包線Icfj=500ikPaff3=tOCkPfl礙=200kPa三軸儀的優缺點和發展1、可以完整地反映試樣受力變形直到破壞的全過程。2、為一單元試驗，試樣內應力和應變相對均勻，狀態明確，量測簡單可靠。3、破壞面非人為固定，且可較容易地判斷試樣的破壞，操作比較簡單。4、可很好地控制排水條件，不排水條件下還可量測試樣內的超靜孔隙水壓力。5、可以模擬不同的工況，進行不同應力路徑的試驗。平面應變試驗儀、真三軸試驗儀、空心圓柱扭剪試驗儀。無側限壓縮試驗：周圍壓力o3=0的三軸試驗。試樣直接放在儀器的底座上，轉動手輪，使底座緩慢上升，頂壓上部量力環，從而產生軸向壓力q至試樣產生剪切破

7、壞，破壞時的軸向壓應力以qu表示，稱為無側限抗壓強度。主要用于黏性土，適用于原狀飽和軟黏土。在無側限壓縮試驗中，土樣不用橡膠膜包裹，并且剪切速度快，水來不及排出，所以屬于不固結不排水剪。%試樣圖5-26無側限壓網試驗晟力壞底座由于不能改變周圍壓力03,只能測得一個通過原點的極限應力狀態莫爾圓，得不到破壞包線，飽和黏土在不固結不排水剪切試驗中，破壞包線就是一根水平線，水剪切試驗中破壞包線就壘一框水平線，即的=6對F這種悄況，就可用無側醍按壓強度砒來換冀七的不固結不推水強度即(5-14)十字板剪切試驗，原位測試儀器，用于測定飽和黏性土的原位不排水強度，特別適用于均勻飽和軟黏土。這種土常因取樣操作和

8、試樣成形過程中不可避免地受到擾動而破壞其天然結構致使室內試驗測得的強度值低于原位土的強度。由板頭、加力裝置和量測裝置組成。板頭是兩片正父的金屬板，厚2mm,刃口成60，寬乘高=50 x100.在鉆孔內進行，先將鉆孔鉆進至要求測試的深度以上75cm左右，清理孔底，將十字板壓入土中至測試的深度。通過安放在地面上的施加扭力裝置，旋轉鉆桿，并帶動十字板頭扭轉，這時可在土體內形成一個直徑為D，高度為H的圓柱形剪切面，剪切面上的剪應力隨扭矩的增大而增大，當達到最大扭矩時，土體沿該圓柱面破壞，圓柱面上的剪應力達到土體的抗剪強度t。鉆樸&Dra.jjk何5-27十字扳試驗裝迓儀髀裝賈榆民I(b)棍頭前切曲旻力

9、分析J2f土的抗剪強度和最大扭矩的關系，抗扭力矩是由Ml和M2兩部分。M1是柱體上、下底面的抗剪強度對圓心所產生抗扭力矩。Ml=2%2nrrdr=型3tt為水平面上土的抗剪強度。06M2=nDHt為豎直面上土的抗剪強度。2假定土體為各向同性體，Mrnax=+Nfg=*巧+/uD2Hr(=_%旳*穿俘十H)當扭矩達到最大，土體剪切破壞，剪切破壞后，扭矩不斷減小，剪切面上的剪應力不斷下降，最后趨于穩定，穩定時的剪應力為殘余剪應力，殘余剪應力代表原狀土的結構被完全破壞后的抗剪強度，tp/tr代表靈敏度。圖5-28十字板前切試驗f曲線應力路徑和破壞主應力線一般情況下土體并不是一種彈性材料，而是非線性或

10、彈塑性材料。土在其形成的地質年代中所經受的應力變化情況稱為應力歷史。（陽）圖5-30應力狀態莫爾在土體中一點上的應力大小與方向為該點的應力狀態，當土體中一點的應力狀態發生連續變化時，表示應力狀態的點在應力空間或平面中形成的軌跡稱為應力路徑。在常規三軸壓縮試驗中，首先對試樣施加周圍壓力3,此時o3=o1,莫爾圓表示橫軸上的一點A,然后在剪切過程中，在軸向增加偏差應力（。1-。3）使得最大主應力al逐步增大，應力莫爾圓的直徑也逐步增大，當試樣達到破壞狀態時，應力莫爾圓與強度包線相切。在對試樣施加周圍壓力o3時，同樣表示為橫軸上的點A,在剪切過程中，增加偏差應力（o1-o3）使得最大主應力al逐步增

11、大時，莫爾圓頂點的軌跡是傾角為45的直線。當試樣達到破壞狀態時，莫爾圓頂點B并不位于強度包線上，而是達到強度包線下方的另外一條直線上，為破壞主應力線。簡稱Kf線。(b)何RA5-31常規三軸壓縮試輪的應力躋禪3楚爾PD拄；tbJ沖宜力平面他破壞主摒麼包絞應力豈”士/強度包線Tf和破壞應力線Kf都對應土體的破壞狀態，強度包線Tf為在O-T坐標系中所有破壞狀態莫爾圓的公切線，它和破壞狀態對應的應力莫爾圓相切。破壞主應力線Kf為在p-q坐標系中所有處于極限平衡迎來狀態點的集合，它通過破壞狀態莫爾圓的頂點。因為水不能承受剪應力。所以孔隙水壓力的大小不會影響土骨架所受的剪應力值。常規三軸試驗的總應力路徑

12、繪制總應力路徑時，無需考慮孔隙水壓力的作用，只需考慮作用在試樣上的總應力即可施加周圍壓力q3=qc，施加偏差應力(o1-o3)進行剪切，直至試樣破壞。B剪切圖5-34常規三軸試驗的總應力貉樓u有戲應力圓二.總應力圖5-33總應力起有效應力莫爾圓必施加周圍壓力o3，三軸試驗通常讓試樣現在一周圍壓力o3作用下排水固結，試樣的總應力由零應力(p=0,q=0)變化為(p=o3,q=0)。從原點0沿p軸移動到A點。增加偏差應力=o1-o3，o3保持不變，周圍應力增量403=0，o1不斷增加。=(內+s)=g=+(6A(73)=A(71此時的總應力路徑是沿傾角為45的斜線，向上最終達到破壞主應力線Kf。常規三軸試驗的有效應力路徑在排水試驗過程中，試樣內的孔隙水壓力為零，總應力等于有效應力。三軸排水試驗的有效應力路徑和總應力路徑重合，有效應力破壞主應力線和總應力破壞主應力線重合。常規三軸固結不排水試驗主要有施加圍壓力和進行不排水剪切兩步驟。1、施加周圍壓力03，進行排水固結，由于排數固結后，試樣內的孔隙水壓力消散為零，所以該過程的有效應力路徑和總應力路徑相同。2、增加偏差應力1=q1-3,進行不排水剪切。該過程中，總應力路徑與p軸呈45