地基与基础：直接剪切试验结果

直接剪切试验是测定土的抗剪强度最早使用的方法，其优点是构造简单、操作方便。目前我国使用较多的是应变控制式直剪仪，试验装置如图4-6所示。

图4-6　应变控制式直剪仪

1—剪切传动机构；2—推动器；3—下盒；4—垂直加压框架；
5—垂直位移计；6—传压板；7—透水石；8—上盒；
9—储水盒；10—测力计；11—水平位移计；
12—滚珠；13—试样(www.xing528.com)

试验时，先将直剪仪上下盒对正。将试验土样装在由上下盒构成的剪切盒中，土样底部与顶面各有一块透水石。根据工程实际和土的软硬程度，通过加压系统对土样施加各级垂直压力，直至试样固结变形稳定。剪切盒上盒固定，下盒可以移动。水平剪力由匀速转动手轮推动下盒施加在土样上，水平剪力的大小根据测微表测得量力环的变形换算确定。剪切面就在上、下盒之间的水平面上，当上下盒发生相对错动，土样剪破，这时作用在剪切面上的剪应力就等于土的抗剪强度τf。

直剪试验确定土的抗剪强度，通常重复做四个试样，分别施加不同的法向压应力σ，可得相应的抗剪强度τf。将σ与τf绘于直角坐标系中，即得土的抗剪强度关系曲线，如图4-2所示。

直剪仪在一般工程中被广泛采用是由于其简单、方便，但其不足之处直接影响试验的精确度，如试验中不能严格控制排水条件，无法量测试验中孔隙水压力的变化；剪切面限定在上下盒交界面，而不是沿土样最薄弱面剪切破坏，不能反映最薄弱面的抗剪强度；剪切面上剪应力分布不均匀，在边缘处发生剪应力集中现象，使剪应力呈边缘大而中间小的形态，并且随着上下盒错开，剪切面积逐渐减小，而在计算抗剪强度时仍按原截面积剪应力均匀分布计算。因此，直剪试验不宜作为重大工程和深入研究土的抗剪强度特性的手段。