第一章土工试验及测试 移和试样垂直变形。根据剪切面的面积,可计算出剪切面上的正应力σ、和剪应力r。从破坏时的σ, 与τ;间关系可确定土的强度包线 但这种试验的破坏面(即剪切面)是人为确定的,试样中的应力和应变不均匀且十分复杂,试样 内各点应力状态及应力路径不同。在剪切面附近土单元上的主应力大小是变化的,方向是旋转的。 在初始状态,剪切面土单元与试验中其它单元一样是K。应力状态,即03=Knov=K0o1。在剪切破 坏时,剪切面附近土单元主应力大小和方向决定于强度包线,其应力状态见图11.1(b)。由初始应 力莫尔圆i变化到破坏时与强度包线相切的莫尔圆∫,但破坏面上正应力a,=a1一直未变。 直剪仪直观、简便、经济,尤其对于砂土和渗透系数k<10cm/s的粘性土能很快得到试验结果 但也有上述缺点。针对其应力应变不均匀,边界上存在应力集中等问题,人们对它进行了一些改进 单剪仪( Simple shear apparatus)就是一种代表性仪器,见图1.1.2。它四周用一系列环形圈代替刚 性盒,因而没有明显的应力应变不均匀,试样内所加的应力被认为是纯剪。在图1.1.2(b)中,加 载过程中竖直应力σv和水平应力σh保持常数,τh(rh)不断增加。应力莫尔圆圆心不变,其直 径逐渐扩大,直至与强度包线相切。值得注意的是其水平面(ov,Thw)和竖直面(oh,τwh)都 不是破坏面,f'和′代表破坏面的应力大小和方向。这种仪器可以做动静剪切试验,有很多明显的 有优点。另一种室内剪切仪器是环剪仪( Torsional or ring shear apparatus),由于试样是环状的 所以剪切面的面积总不变,它特别适用于量测大应变后土的残余强度或终极强度,在这种情况下 它可以用一个试样完成几种正应力下的剪切试验。仪器简图见图11.3 破坏 (a)单剪试样 (b)应力状态 (a)单剪试样(b)应力状态 图112单剪试验第一章    土工试验及测试 2 移和试样垂直变形。根据剪切面的面积，可计算出剪切面上的正应力σ v 和剪应力τ 。从破坏时的σ v 与 f τ 间关系可确定土的强度包线。 但这种试验的破坏面(即剪切面)是人为确定的，试样中的应力和应变不均匀且十分复杂，试样 内各点应力状态及应力路径不同。在剪切面附近土单元上的主应力大小是变化的，方向是旋转的。 在初始状态，剪切面土单元与试验中其它单元一样是 K0 应力状态，即σ3＝K0σv＝K0σ1。在剪切破 坏时，剪切面附近土单元主应力大小和方向决定于强度包线，其应力状态见图 1.1.1（b）。由初始应 力莫尔圆 i 变化到破坏时与强度包线相切的莫尔圆 f ，但破坏面上正应力σ v = σ 1i 一直未变。 直剪仪直观、简便、经济，尤其对于砂土和渗透系数 k<10‐7cm/s 的粘性土能很快得到试验结果， 但也有上述缺点。针对其应力应变不均匀，边界上存在应力集中等问题，人们对它进行了一些改进。 单剪仪（Simple shear apparatus）就是一种代表性仪器，见图 1.1.2。它四周用一系列环形圈代替刚 性盒，因而没有明显的应力应变不均匀，试样内所加的应力被认为是纯剪。在图 1.1.2（b）中，加 载过程中竖直应力σv和水平应力σh保持常数，τvh（τhv）不断增加。应力莫尔圆圆心不变，其直 径逐渐扩大，直至与强度包线相切。值得注意的是其水平面（σv，τhv）和竖直面（σh，τvh）都 不是破坏面，f’和 f’’代表破坏面的应力大小和方向。这种仪器可以做动静剪切试验，有很多明显的 有优点。另一种室内剪切仪器是环剪仪（Torsional or ring shear apparatus）,由于试样是环状的， 所以剪切面的面积总不变，它特别适用于量测大应变后土的残余强度或终极强度，在这种情况下， 它可以用一个试样完成几种正应力下的剪切试验。仪器简图见图 1.1.3。 (a)单剪试样 (b)应力状态 图 1.1.2    单剪试验