室内海洋沉积物抗剪强度测试方法分析

1）试验内容包括天然密度、天然含水率、比重、界限含水率、颗粒分析、固结试验和抗剪强度试验等，详见表6-6。

2）试验项目按《土工试验方法标准》（GB/T 50123—1999）的要求，根据工程要求也可参照国内或国际相关标准。颗粒分析试验首先对溶液进行洗盐处理，当大于0.075mm的颗粒超过试样总质量的10%时，应先进行筛析法试验，然后经过洗筛，过0.075mm筛，再用密度计法或移液管法进行试验分析；界限含水率可采用液塑限联合测定法、76g圆锥仪法、蝶式液限法和滚搓法；固结试验的稳定时间以24h为准，为缩短固结试验周期，可采用1h逐级加荷的快速试验法。

表6-6 海洋沉积物的物理力学性质测试项目一览表

抗剪强度试验主要用来获取土体的抗剪强度指标，室内常用的方法有直接剪切试验和三轴剪切试验两种。按加荷方式的不同，直剪仪可分为应变控制式和应力控制式两种，前者以水平等速推动试样产生位移并测定相应的剪应力；后者则是对试样分级施加水平剪应力，同时测定相应的位移。目前通常使用应变控制式直剪仪，试验时，垂直压力由杠杆系统通过加压活塞和透水石传递给土样，水平剪应力则由轮轴推动活动的下盒施加给土样。土体的抗剪强度可由量力环测定，剪切变形由百分表测定。在施加每一级法向应力后，匀速增加剪切面上的剪应力，直至试件剪切破坏。图6-20为美国GEOTEC S2220-2型直剪仪。

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图6-20 GEOTEC S2220-2型直剪仪

三轴压缩试验是测定土的抗剪强度的另一种方法。三轴压缩仪由受压室、围压控制系统、轴向加压系统、孔隙水压力系统以及试样体积变化量测系统等组成。试验时将土样用胶膜包裹，固定在压力室的底座上，向压力室内注入液体，使试样受到围压，并在试验过程中保持不变，在压力室上端的活塞杆上施加垂直压力，直至土样受剪破坏。它通常用3或4个性质相同的圆柱形试样，分别在不同的恒定的围压下（根据土质情况确定），施加轴向压力，进行剪切直到破坏，然后根据摩尔库伦理论，绘制莫尔圆，求得抗剪强度参数（黏聚力c和内摩擦角ϕ）。图6-21为美国GEOTEC TurePath全自动应力路径三轴仪。

图6-21 GEO TECTurePath全自动应力路径三轴仪