反復直剪強度試驗實驗步驟

反復直剪強度試驗，應按下列步驟進行。

1、試樣制備:

(1)對于有軟弱面的原狀土，先整平土樣兩端，使土的頂面、底面平行土體軟弱面，用環(huán)刀切取試樣，當切到軟弱面后向下切10mm，使軟弱面位于試樣高度的中部，密度較低的試樣，下半部應略大于10mm。

(2)對于無軟弱面的原狀土樣，應按原狀土試樣制備的步驟進行。

(3)對于泥化夾層或滑坡層面，無法取得原狀土樣時，可刮取夾層或層面上的土樣，制備成10mm液限狀態(tài)的土膏;分層填入環(huán)刀內，邊填邊排氣，同一組試樣填入密度的允許差值為0.03g/cm，并取軟弱面上的土樣測定含水率。

(4)當試樣需要飽和時，應按抽氣飽和法的步驟進行。

2、試樣安裝、固結排水應按慢剪試驗試樣相關的步驟進行。

3、拔去固定銷，啟動電動機正向開關，以0.02mm/min(粉土采用0.06mm/min)的剪切速度進行剪切，試樣每產生剪切位移0.2~0.4mm測記測力計和位移讀數(shù)，當剪應力超過峰值后，按剪切位移0.5mm測讀一次，直至最大位移達8~10mm停止剪切。

4、第一次剪切完成后，啟動反向開關，將剪切盒退回原位，插入固定銷，反推速率應小于0.6mm/min。

5、等待半小時后，重復本條3、4款的步驟進行第二次剪切，如此反復剪切多次，直至最后兩次剪切時測力計讀數(shù)接近為止。對粉質粘土，需剪切5~6次，總剪切位移量達40~50mm;對粘質土需剪切3~4次，總剪切位移量達30~40mm。

6、剪切結束，吸去盒中積水，卸除壓力，取出試樣，描述剪切面破壞情況，取剪切面上的試樣測定剪后含水率。

本試驗所用的主要儀器設備，應符合下列規(guī)定:

1、應變控制式反復直剪儀(如右圖)，由剪切盒、垂直加壓設備、剪切傳動裝置、測力計、位移量測系統(tǒng)、剪切變速設備、剪切反推裝置和可逆電動機組成。

2、環(huán)刀位移量測設備:量程為10mm，分度值為0.01mm的百分表;或準確度為全量程0.2%的傳感器。

反復直剪強度試驗是測定試樣殘余強度。殘余強度是指粘性土試樣在有效應力作用下進行排水剪切，當強度達到峰值強度以后，繼續(xù)剪切。因剪切位移的增大，強度逐漸減小，最后達到穩(wěn)定值。或稱為排水剪試驗中土的最小強度或取終強度。研究土的殘余強度的目的，即在于了解土體遭受破壞以后強度衰減的變化規(guī)律，研究大應變條件下，強度降低的問題。

由于土體強度自峰值下降到殘余值，往往要經過很長的過程，需要較大的剪切位移，故慢速剪切和大位移就成為殘余強度的重要特點。

反復直剪強度試驗適用于粘土和泥化夾層。制備試樣時要求軟弱面或泥化夾層處于試樣高度的中部，即正好是剪切面，以確定符合工程實際情況的強度值。

反復直剪強度試驗是以3~4個以上試樣在不同的垂直壓力下進行反復剪切，分別求得剪應力的最后穩(wěn)定值，以確定殘余強度。本試驗方法適用于粘土和泥化夾層。

剪應力應按慢剪試驗的計算方法進行計算。

1、以剪應力為縱坐標，剪切位移為橫坐標，繪制剪應力與剪切位移關系曲線(如右圖1)。圖上第一次的剪應力峰值為慢剪強度，最后剪應力的穩(wěn)定值為殘余強度。

2、殘余強度與垂直壓力的關系曲線的繪制及殘余內摩擦角φr和殘余粘聚力cr的確定，應按慢剪試驗的的規(guī)定進行(如右圖2)。

1、擾動土的殘余強度通常與原狀試樣的殘余強度相接近，對同一種土不管是正常固結的或超固結的，只要是在同一有效壓力作用下，其殘余強度相同，它只與土的性質有關，而與應力史無關。因此，當選取原狀土樣有困難時，可取擾動土進行試驗。制樣時所用含水率采用該土(泥化夾層和滑動層面)的液限含水率為宜。

2、當采用剪切速率為0.02mm/min時，每次剪切約需8~10h左右。為了使試驗時間便于安排，在一次剪切完成后，可間隔一定時間進行下一次剪切。但應在下一次剪切前，再將剪切盒反推至原位置，再進行剪切。

3、因采用手反推剪切盒時，由于用力不易均勻，易將試樣剪切面破壞，故不宜采用。