軟土室內多級直剪試驗方法技術

本發明專利技術公開一種軟土室內多級直剪試驗方法，其特征是：１）將同一種土樣的Ｎ個試樣安置于軟土室的剪切盒中；２）對Ｎ個試樣同時施加第一級法向荷載σ↓［１］，在法向荷載下對試樣施加與法向荷載σ垂直的剪切力，并分別記錄各自的剪應力峰值τ↓［１－１］，τ↓［１－２］，τ↓［１－３］，……，τ↓［１－Ｎ］，然后卸下全部法向荷載并快速退回；３）重復步驟２），對上述Ｎ個試樣同時施加第二級、第三級、……、第Ｍ級法向荷載σ↓［２］、σ↓［３］、……、σ↓［Ｍ］，得到Ｍ組剪應力峰值τ↓［Ｍ－１］，τ↓［Ｍ－２］，τ↓［Ｍ－３］，τ↓［Ｍ－Ｎ］；４）對每個試樣的Ｍ組法向荷載σ↓［Ｍ］和剪應力峰值τ↓［Ｍ－１］，τ↓［Ｍ－２］，τ↓［Ｍ－３］，τ↓［Ｍ－Ｎ］，根據τ↓［Ｍ－Ｎ］＝ｃ↓［Ｎ］＋σ↓［Ｍ］ｔａｎφ↓［Ｎ］得出試樣的抗剪強度參數ｃ↓［Ｎ］、φ↓［Ｎ］；５）將Ｎ個試樣的抗剪強度參數的平均值作為該組土樣的抗剪強度參數值。本發明專利技術具有節約試驗樣資源、試驗結果集中準確的效果。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種土樣試驗方法，特別涉及一種軟土室內多級直剪試驗方 法。屬于地質工程

技術介紹
如何正確、合理地評價軟土的抗剪強度等力學參數， 一直是工程地質、土 力學中非常重要的基礎性研究課題之一。為了測評軟土的抗剪強度參數，人們 在探索研制、丌發室內的或原位的土工試驗方法。現有技術中，室內常規試驗 方法包括直剪試驗、無側限抗壓強度試驗和三軸壓縮試驗等三種。其中直剪試 驗巳有百年以上的歷史，由于該方法使用的儀器結構簡單、操作方便，因此， 在我國工程實踐中廣泛應用。 現有技術的常規直剪試驗，是在電動直剪儀上依次放置四個試樣，然后分 別對四個試樣施加不同的法向荷載(比如50， 100， 150和200kPa)，再對試 樣同時進行剪切并使剪應力達到峰值。該試驗方法存在如下缺點(1)剪切一 次只能獲得該試樣的一組抗剪強度參數，為了獲得土樣抗剪強度參數的概化 值，從而得出對軟土的抗剪強度評價，就必須對多組土樣進行測試，這在一定 程度上是對己取得的軟土樣的一種"浪費"。(2)對于天然地基或者海洋中的 軟土， 一般難以取得足夠的均勻試樣。這時就應該充分利用已取到的試樣。
技術實現思路
本專利技術的目的，是針對現有直剪試驗中不能對同一組土樣獲取多組抗剪強 度參數從而造成土樣資源浪費等問題，提供一種。本專利技術的目的可以通過采取以下技術方案予以實現1、一種，其特征在于包括以下步驟1) 將同一種土樣的N個試樣安置于軟土室的剪切盒中；2) 對N個試樣同時施加第一級法向荷載0 "在法向荷載下對試樣施加與 法向荷載O垂直的剪切力，并分別記錄各自的剪應力峰值T卜,，T卜2，T 3， …，、—N ，然后卸下全部法向荷載并快速退回；3) 重復歩驟2)，對上述N個試樣同時施加第二級、第三級、—-、第M級法向荷載O 2、 O "…、O ，得到M組剪應力峰值T—,， T M —2， T M-:,， T — N;4) 對每個試樣的M組法向荷載o M和剪應力峰值t m—,， 2， tm—3， t m， 根據t iN=c、+o Mtan4> N得出試樣的抗剪強度參數cK;5) 將N個試樣的抗剪強度參數的平均值作為該組土樣的抗剪強度參數值。 本專利技術的目的還可以通過采取以下技術方案予以實現本專利技術的一種實施方案是所述第M級法向荷載為電動直剪儀第M次施加于試樣垂直方向的壓力，其與第一級法向荷載成線性比例。本專利技術的一種實施方案是所述法向荷載為電動直剪儀施加于試樣垂直方向的壓力。本專利技術的一種實施方案是M為l 20的自然數，N為l 20的自然數。本專利技術的一種實施方案是所述土樣為淤泥、軟塑或流塑狀粘性土。本專利技術所述土樣可以為淤泥、軟塑或流塑狀粘性土等一般難以取得足夠的 均勻試樣的天然地基或者海洋中的軟土，使該土樣能得到充分利用。與現有技術相比較，本專利技術具有以下優點i利用本專利技術的實驗方法，每個試樣上可以得出一個抗剪切強度參數， 一組 試樣可以得出多個抗剪切強度參數，避免了現有常規方法中一組試樣只能得到 一個抗剪切強度參數，要得到多組數據則需進行多次試驗的缺陷，從而充分利用土樣資源，這在一定程度上緩解軟土難以取得足夠的均勻試樣的難題；同時由于一組試樣可以得到多組抗剪強度參數，從而避免試樣的不均勻性而產生的 分散性。具有節約試驗樣資源、試驗結果集中準確的效果。附圖說明圖1是本專利技術的一個實施例的實驗示意圖。具體實施方式 ， 具體實施例1如圖1所示，本專利技術的試驗裝置由多個軟土室和相應操作部件組成，試樣 是放在軟土室里進行剪切試驗的。牢具體實施例是在電動直剪儀上依次放置四個淤泥試樣，對四個淤泥試樣同時施加第一級法向荷載(比如50kPa)并剪切 使之達到剪應力峰值；然后卸下法向荷載并快速退回，然后同時施加第二至第 四級法向荷載(比如50， 100， 150和200kPa))重復上述步驟。這樣該組土 樣中的每一個試樣都可以獲得一個抗剪強度參數，該組土樣就可獲得四個抗剪強度參數，可取其平均值作為該土樣的抗剪強度參數。具體步驟如下1)將已取得的一個淤泥土樣按規范制成一組(四個)試樣，并安置在軟 土室的剪切盒中；2)對四個試樣同時施加第一級法向荷載o 1; 個試樣同時進行剪切，并記錄各自的剪應力峰值 時卸下全部法向荷載并快速退回；水3)對四個試樣同時施加第二級法向荷載o 2; 式樣同時進行剪切，并記錄各自的剪應力峰值在第一級法向荷載下，對四 r h，t卜"t卜"t 1-" 問在第二級法向荷載下，對四t 2-1 ，t 2-2 ，t 2-3 ，t 2-4 問時卸下全部法向荷載并快速退回；4)，對四個試樣同時施加第三級法向荷載o 3;在第三級法向荷載下，對四個試樣同時進行剪切，并記錄各自的剪應力峰值t h， t:w， "c3—3， t 3-4;同時卸下全部法向荷載并快速退回；(5)，對四個試樣同時施加第，級法向荷載o 4;在第四級法向荷載下，對四個試樣同時進行剪切，并記錄各自的剪應力峰值t w， t^， t 4-3， t4 — 4;6)對第 峰值t卜，、t 參數c ' 、4> ,:水試樣，根據四級法向荷載o和o 2、0 3和0 4和對應的剪應力和公式t h-c,+ o Mtan4),可以求得其抗剪強度7) 同理，可以求得第二個、第三個和第四個試樣的抗剪強度參數c2、巾2，* :i禾口 c4、 小.1 ; ,8) 將四個試樣的抗剪強度參數的平均值作為該組土樣的抗剪強度參數值。具體實施例2本實施例中，土樣試樣采用軟塑狀粘性土，試樣個數為三個 荷載共五級，具體步驟如下-施加的法向1)將已取得的一個軟塑狀粘性土土樣按規范制成一組(三個)試樣，并 安置在軟土室的剪切盒中；2)對三個試樣同時施加第一級法向荷載o 個試樣同時進行剪切，并記錄各自的剪應力峰值t在第一級法向荷載下，對三t ,--2， t ,_3;同時卸下全部法向荷載并快速退回；3)對三個試樣同時施加第二級法向荷載o 2;在第二級法向荷載下，對三個試樣同時進行剪切，并記錄各自的剪應力峰值t 2H， t2-2， t2 —3;同時卸下全部法向荷載并快速退回；4) ，對三個試樣同時施加第三級法向荷載o :i;在第三級法向荷載下，對 三個試樣同時進行剪切，并記錄各自的剪應力峰值t .w， t:,—2， t 3_3;同時卸 下全部法向荷載并快速退回；5) 對三個試樣同時施加第四級法向荷載oM;在第三級法向荷載下，對三 個試樣同時進行剪切，并記錄各自的剪應力峰值t 4—,， Th， Th;同時卸下 全部法向荷載并快速退回；6 )，對三個試樣同時施加第五級法向荷載o 5;在第四級法向荷載下，對 三個試樣同時進行剪切，并記錄各'自的剪應力峰值t 5-,，t 5-2，t5—:,;7) 對第一個試樣，根據五級法向荷載o,、 o 2、 o :i、 04禾口05禾口對應的 剪應力峰值t卜,、t 2—i、 t:h、 Th禾Qth，和公式t m—^c,+ o Mtand> ,可以求 得其抗剪強度參數Cl、 4>1;8) 同理，可以求得第二個試樣和第三個試樣的抗剪強度參數c2、小2和C.,、* :!;9) 將三個試樣的抗剪強度參數的平均值作為該組土樣的抗剪強度參數值。具體實施例3本本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種軟土室內多級直剪試驗方法，其特征在于包括以下步驟：　１）將同一種土樣的Ｎ個試樣安置于軟土室的剪切盒中；　２）對Ｎ個試樣同時施加第一級法向荷載σ↓［１］，在法向荷載下對試樣施加與法向荷載σ垂直的剪切力，并分別記錄各自的剪應力峰 值τ↓［１－１］，τ↓［１－２］，τ↓［１－３］，－－－，τ↓［１－Ｎ］，然后卸下全部法向荷載并快速退回；　３）重復步驟２），對上述Ｎ個試樣同時施加第二級、第三級、－－－、第Ｍ級法向荷載σ↓［２］、σ↓［３］、－－－、σ↓［Ｍ］，得到 Ｍ組剪應力峰值τ↓［Ｍ－１］，τ↓［Ｍ－２］，τ↓［Ｍ－３］，τ↓［Ｍ－Ｎ］；　４）對每個試樣的Ｍ組法向荷載σ↓［Ｍ］和剪應力峰值τ↓［Ｍ－１］，τ↓［Ｍ－２］，τ↓［Ｍ－３］，τ↓［Ｍ－Ｎ］，根據τ↓［Ｍ－Ｎ］＝ｃ↓［Ｎ］＋σ↓［Ｍ ］ｔａｎφ↓［Ｎ］得出試樣的抗剪強度參數ｃ↓［Ｎ］、φ↓［Ｎ］；　５）將Ｎ個試樣的抗剪強度參數的平均值作為該組土樣的抗剪強度參數值。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：張曉倫，何港，林偉民，
申請(專利權)人：廣州市設計院，
類型：發明
國別省市：81[中國|廣州]