現(xiàn)場(chǎng)原狀土直剪試驗(yàn)

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1、現(xiàn)場(chǎng)原裝土的直剪試驗(yàn)計(jì)劃書(shū)現(xiàn)場(chǎng)原狀土的直剪試驗(yàn)計(jì)劃書(shū)一、概述我們?nèi)粘Ｋ猛馏w的力學(xué)性能參數(shù)大多是在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)做試驗(yàn)得到的。但在一些大型的、特殊的工程中實(shí)驗(yàn)室所得的參數(shù)就有它的局限性，因此，我們有必要在現(xiàn)場(chǎng)的條件下進(jìn)行試驗(yàn)，從而得到土體實(shí)際的力學(xué)參數(shù)。進(jìn)而知道工程的設(shè)計(jì)和施工。由于試驗(yàn)尺寸大且在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行，能把土體的非均質(zhì)性及軟弱結(jié)構(gòu)面對(duì)抗剪強(qiáng)度的影響更真實(shí)地反映出來(lái)，比室內(nèi)土體試驗(yàn)更符合實(shí)際情況。現(xiàn)場(chǎng)直剪試驗(yàn)主要適用于粘性土、粉土、砂土、碎石土以及它們所組成的混合土層。土體的現(xiàn)場(chǎng)剪切試驗(yàn)可分為三類：（1）土體本身直剪試驗(yàn)；

2、（2）土體沿軟弱結(jié)構(gòu)面的直剪試驗(yàn)；（3）土體與混凝土接觸面的直剪試驗(yàn)。每類試驗(yàn)又可細(xì)分為：（1）抗剪斷試驗(yàn)：試體在法向應(yīng)力作用下沿剪切面剪切破壞的直剪試驗(yàn)；（2）抗剪試驗(yàn)（摩擦試驗(yàn)）：試體剪斷后沿剪切面繼續(xù)剪切的抗剪試驗(yàn)；（3）抗切試驗(yàn)：法向應(yīng)力為0時(shí)對(duì)試體進(jìn)行的直剪試驗(yàn)。從而根據(jù)庫(kù)侖方程得到相應(yīng)的強(qiáng)度指標(biāo)：抗剪斷強(qiáng)度，抗剪強(qiáng)度（摩擦強(qiáng)度），抗切強(qiáng)度。如圖1所示.本文主要介紹現(xiàn)場(chǎng)原裝土的直剪試驗(yàn)。圖1剪切試驗(yàn)種類12現(xiàn)場(chǎng)原裝土的直剪試驗(yàn)計(jì)劃書(shū)二、試驗(yàn)?zāi)康挠捎诂F(xiàn)場(chǎng)直剪試驗(yàn)土樣的受剪面積比室內(nèi)試驗(yàn)大得多，且又是在現(xiàn)場(chǎng)直接進(jìn)

3、行試驗(yàn)的，因此較室內(nèi)試驗(yàn)更能符合天然狀態(tài)，得出的結(jié)果更加符合實(shí)際工程的技術(shù)要求。通過(guò)大面積現(xiàn)場(chǎng)直接剪切試驗(yàn)，求出現(xiàn)場(chǎng)原狀土的抗剪強(qiáng)度參數(shù)C,，研究觀察現(xiàn)場(chǎng)原狀土的抗剪性能。三、實(shí)驗(yàn)原理根據(jù)庫(kù)侖定律（1776），有：τf=C+σtanφ(1)式中，τf剪切破壞面上的剪應(yīng)力（kPa），即巖土體的抗剪強(qiáng)度；——破壞面上的法向應(yīng)力（kPa）；C--巖土體的內(nèi)聚力（kPa）；Φ--巖土體的內(nèi)摩擦角（°）；依據(jù)所測(cè)得的τf可推求出相應(yīng)的C、φ值。（1）平推法法向應(yīng)力:σ=p/F切向應(yīng)力:τ=q/F（2）斜推法法向應(yīng)力:σ=p/F+

4、Qsinα/F切向應(yīng)力:τ=Qcosα/F式中，Q--作用于剪切面上的總斜向荷載（N）；α--斜向荷載施力方向與剪切面之間的夾角。四、試驗(yàn)前的準(zhǔn)備工作1、確定試驗(yàn)小組成員、組長(zhǎng)，制定工作計(jì)劃，分配任務(wù)。實(shí)驗(yàn)小組共四名成員，應(yīng)具備巖土工程的基礎(chǔ)知識(shí)，有良好的組織協(xié)調(diào)和團(tuán)隊(duì)合作的能力，人員結(jié)構(gòu)要求至少包含兩名有相關(guān)試驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)的人員。試驗(yàn)小組成立后，利用半天的時(shí)間讓小組成員學(xué)習(xí)大面積直剪試驗(yàn)及在試驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)該注意的事項(xiàng)。制定工作計(jì)劃以及分配任務(wù)，如表1所示。12現(xiàn)場(chǎng)原裝土的直剪試驗(yàn)計(jì)劃書(shū)表1試驗(yàn)進(jìn)度及人員安排計(jì)劃表試驗(yàn)名稱：試

5、驗(yàn)組長(zhǎng)：序號(hào)項(xiàng)目時(shí)間（天）負(fù)責(zé)人員1現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，收集資料1A、B、C2討論試驗(yàn)的具體事宜制定試驗(yàn)方案1全部人員3現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備試驗(yàn)設(shè)備1--2B、D4制備試樣、安裝試驗(yàn)設(shè)備、加載及記錄數(shù)據(jù)1全部人員5卸載與儀器拆除0.5B、D6數(shù)據(jù)資料整理0.5B7撰寫(xiě)試驗(yàn)報(bào)告0.5C8審核試驗(yàn)報(bào)告0.5A、B2、試驗(yàn)儀器設(shè)備的準(zhǔn)備。本試驗(yàn)需要的儀器設(shè)備如表2所示表2原狀土體直剪試驗(yàn)儀器設(shè)備表序號(hào)設(shè)備名稱規(guī)格或型號(hào)單位數(shù)量備注一、試樣制備設(shè)備1地質(zhì)描述儀器套12人工開(kāi)挖工具套13剪力盒700mm×700mm×300mm個(gè)1下端帶刃口4試樣切削

6、工具削土刀、刮土刀、調(diào)土刀、小鏟、小錘套1二、加載設(shè)備5分離式液壓千斤頂FYQ30-6.3/15額定噸位30T起重高度63/150mm個(gè)3一個(gè)備用6滾動(dòng)滑板700mm×700mm套1由兩塊鋼板中間夾滾珠組成4m長(zhǎng)32b根2主梁12現(xiàn)場(chǎng)原裝土的直剪試驗(yàn)計(jì)劃書(shū)7工字鋼1.2m長(zhǎng)28a根2次梁8地錨總長(zhǎng)3.5m設(shè)計(jì)荷載5t個(gè)5一個(gè)備用注：以上儀器設(shè)備在試驗(yàn)前均需要校準(zhǔn)核實(shí)，確保正常安全工作。五、試驗(yàn)步驟1、試樣制備（1）設(shè)計(jì)試樣尺寸：700mm×700mm×300mm。滿足剪切面積大于0.3m2，高度大于20cm或最大粒徑的

7、4-8倍規(guī)范要求。試驗(yàn)取三組，每組三個(gè)試樣，共九個(gè)試樣進(jìn)行試驗(yàn)。（2）選擇了現(xiàn)場(chǎng)有代表性的三個(gè)試驗(yàn)地段開(kāi)挖試坑，試坑的開(kāi)口尺寸應(yīng)根據(jù)土質(zhì)情況和試驗(yàn)深度而定，初步擬定工作面尺寸5000mm×2000mm。當(dāng)試坑開(kāi)挖到離要求試驗(yàn)深度315mm時(shí)，停止全面開(kāi)挖，按圖1所示預(yù)留一條寬800mm、高315mm的土埂，以便制作試件。（3）停止全面開(kāi)挖時(shí)，在試坑內(nèi)的擬定試樣旁邊取原狀土樣，保存好，帶回實(shí)驗(yàn)室測(cè)定試驗(yàn)前土的重度和天然含水率。（4）由預(yù)留土埂的一端（距試坑端壁250mm）開(kāi)始制備試件，先將頂部粗略削平，使頂面與剪切面平行

8、，再將土埂切削成三個(gè)邊長(zhǎng)780mm×780mm的土柱。土柱側(cè)面必須與剪切面垂直。各試體之間距離等于1200mm，滿足大于試件最小邊長(zhǎng)的1.5倍。（5）將剪力盒套在土柱上端，用削土刀精削土柱，邊削邊壓，直到剪力盒刃口部達(dá)到預(yù)定位置，再修整試樣頂面并超出剪力盒上緣10mm（6）若試件制備過(guò)程中出現(xiàn)的凹面、缺角等缺陷，應(yīng)用原土或粉細(xì)砂填