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GB/T 50123-2019粗颗粒土直接剪切试验

更新时间:2024-04-13      点击次数:179

66粗颗粒土直接剪切试验

66.1     

66.1.1        土样应为最大粒径不大于60mm  的粗颗粒土。

66.1.2        本试验采用应变控制式大型直接剪切仪测定粗颗粒土的 抗剪强度参数。

66.2     

66.2.1        应变控制式大型直剪仪(图66 .2 . 1)应由上剪切盒、下剪 切盒、传压板、滚珠排、加荷设备、垂直加压框架和水平加压支座等组成。

 

 15.png

66.2.1  大型直剪仪示意图

1一下剪切盒;2一上剪切盒;3--试样;4—透水板;5一传压板;6一测力计;

7—滚轴排;8-开缝装置;9-水槽;10—水平加荷支座;11一进水孔;

12一固定销;13-上反力横梁;14一下反力横梁;15—传动轴

66.2.2       剪切盒形状宜采用圆形,尺寸: D/dmax 8~12,H/dmax4~8。

66.2.3      百分表或位移计:分度值0.01mm

66.2.4      粗筛:孔径60mm40mm20mm 10mm 5mm2mm

66.2.5     磅秤:分度值250g

66.2.6     其他设备:附真空测压表的真空泵、饱和器、台秤、水平尺、拌和工具、恒湿设备与击实锤。


66.3     

66.3.1      试样制备和安装应下列步骤进行:

1    试样应按本标准第60.3.1条、第60.3.2条的规定进行备料。根据试验要求的干密度、含水率和试样尺寸,计算并称取试验 所需的土样数量。对无黏性粗颗粒土,为防止颗粒分离,也可根据 装填层数,分层称取试验所需的土样。

2    将下剪切盒吊放在滚轴排上,并在下剪切盒上安放开缝环 及钢珠,控制剪切开缝尺寸为(1/3~1/4)dmax, 然后将上剪切盒放上,使上、下盒同心,并用固定插销定位。

3   将称好的试样拌匀后分层装入剪切盒内(层次可根据高度  与层缝错开的原则而定,一般为3层或5层)。每一层可采用击 实、振捣或静压等制样方法控制每一层试样至预定要求的高度。 对黏质粗颗粒土,每层表面刨毛后,再填下一层。重复上述步骤至  最后一层,整平表面。

4 试样当需饱和时,对无黏性粗颗粒土,宜用水头饱和法;对黏质粗颗粒土,宜用真空饱和法。

5  在试样面上依次放上透水板、传压板等。要求安装对中, 传压板应用水平尺校平。上、下反力钢梁应水平。安装2个~4  个垂直百分表,徐徐开动垂直传动轴,使各部接触。记录变形起始读数。

6   安装水平百分表或位移计,使水平传动轴的着力线通过剪切面的中心。徐徐开动水平传动轴,使其与下剪切盒的着力点接 触即停止。

7    每组试验应制备4个~5个试样,在不同压力下进行试 验,其密度最大允许差值应为±0.03g/cm³, 含水率最大允许差值 应为±1%。

66.3.2      快剪试验应按下列步骤进行:

1    应按本标准第66.3. 1条第5款的规定安装试样和定位, 但在试样上、下面接触处,安放与透水板厚度相等的不透水钢板。 在试样上一次施加预定的垂直荷载,使其在整个试验过程中保持恒定。

2    拔除上、下剪切盒的固定销并取掉开缝环。记录垂直、水 平测力计、百分表等的读数。开动水平传动轴和秒表,以每分钟剪 切试样直径的1.2%~1.8%的剪切速率,使试样在5min10min  内剪损。如剪应力的读数达到稳定,或有显著后退,表示试样已剪 损。若剪应力读数继续增加,则剪切变形应达到60mm或达到试 样直径的1/15~1/10为止。每1mm测记负荷传感器或测力计读数并根据需要测记垂直位移读数,直至剪损为止。

3    试验结束后,尽快卸去百分表或位移计、水平荷载、垂直荷 载和加荷设备。视需要对剪切面作简要描述。取剪切面附近的试 样,测定其剪切后含水率与颗粒级配。

66.3.3      固结快剪试验应按下列步骤进行:

1     应按本标准第66.3. 1条第5款的规定进行试样安装和定 位,试样上、下两面的不透水板换放细铜丝布和透水钢板;

2    在试样上施加垂直荷载后,当每小时垂直变形小于0.03mm 时,认为变形稳定。测记此时垂直百分表读数;

3   试样达到固结稳定后应按本标准第66.3.2条第2款、第 3款的规定进行剪切。

66.3.4      慢剪试验应按下列步骤进行:

1    应按本标准第66.3.1条第5款的规定进行试样安装和定位,但试样上、下两面的不透水板改放细铜丝布和透水钢板。

2 应按本标准第66.3.3条第2款的规定进行试样固结。

3 试样达到固结稳定后,拔除上、下剪切盒固定销并取掉开缝 环。检查垂直荷载、水平测力计、百分表等,记录其读数。开动水平 传动轴和秒表,以一定剪切速率施加水平荷载,每隔1mm 测记1次水平荷载读数和垂直百分表读数。剪切速率可按式(66.3.4)计算 剪切破坏时间,根据剪损时的剪切变形计算剪切速率。当水平荷 载读数达到稳定,或有显著后退,表示试样已剪损。若剪应力读数 继续增加,应控制剪切变形达试样直径的1/5~1/10,方可停止试验;

       tf  =  50t50                                        (66.3.4)

式中:tf  —— 达到破坏所经历的时间(s);

t50—— 固结度达到50%的时间(s)

4 试验结束后应按本标准66.3.2条第3款的规定拆除试 样,并测定其剪切后含水率与颗粒级配。

66.4 计算、制图和记录

66.4.1  剪应力应按下式计算:

 

16.png     (66.4.1) 

式中:τ——剪应力(kPa);

C—— 水平测力计率定系数(kN/0.01mm);

R——水平测力计读数(0.01mm);

F—— 某垂直压力下仪器摩擦力(kN);

A—— 试样面积(m²)

66.4.2  以剪应力和垂直变形为纵坐标,水平位移为横坐标,分别绘制某级垂直压力下剪应力 τ 与水平位移L 关系曲线、垂直变形s 与水平位移关系曲线。

66.4.3 取剪应力 τ 与水平位移△L 关系曲线上峰值或稳定值作为抗剪强度。当无明显峰值时,取水平位移达到试样直径1/15~ 1/10处的剪应力作为抗剪强度 S。

66.4.4      以抗剪强度S  为纵坐标,垂直压力 p 为横坐标,绘制抗 剪强度与垂直压力p的关系曲线。直线的倾角为粗颗粒土的 内摩擦角φ,直线在纵坐标轴上的截距为粗颗粒土的黏聚力c。

66.4.5     粗颗粒土直接剪切试验的记录格式应符合本标准附录 D  D.111 的规定。


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