4.3 抗剪指标的确定
4．3．1 直接剪切试验
直接剪切试验是最早的测定土的抗压强度的试验方法。 1试验装置 ⑴应变控制直剪仪 ⑵环刀 ⑶位移量测设备 2试验方法与步骤 ⑴试样制备 ⑵安装试样 ⑶测记初始读数 ⑷施加竖向压力 ⑸施加水平剪切荷载 ⑹终止试验
⑺测定剪切后试样含水量 ⑻重复步骤⑵—⑺
4．3．2 三轴压缩试验
1应用范围：重大工程与科学研究必须进行三轴压缩试验。 2试验成果
⑴最大主应力与最小主应力差 ⑵轴向应力与主应力差关系曲线 ⑶摩尔破损应力圆包线 3三种试验方法
⑴不固结不排水试验：又称快剪试验。在试样施加周围压力σ3之前，即将试样的排水阀关闭，即不固结情况下施加轴向力进行剪切，在剪切过程中排水阀始终关闭，即不排水试验。总之，在施加σ3与σ1过程中都不排水，在试样中存在孔隙水压力u。
⑵固结不排水试验：又称固结快剪。施加周围压力σ3时，试样充分排水固结。 ⑶固结排水试验：又称慢剪试验。在剪切过程中，均充分排水，孔隙水压力完全消散。
4．3．3 无侧限抗压强度试验
1适用土质：饱和粘性土。
2试验原理：相当于三轴压缩试验中，周围压力σ3=0时的不排水剪切试验。 3试验装置：应变控制式无侧限压力仪，百分表，天平。
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4试验成果 ⑴轴向应变 ⑵轴向应力 ⑶无侧限抗压强度 ⑷土的粘聚力 ⑸土的灵敏度
4．3．4 十字板剪切试验
十字板剪切试验是一种抗剪强度试验的原位测试方法，不用取原状土，而在工地现场直接测试地基土的强度。适用于地基为软弱粘性土、取原状土困难的条件，并可避免在软土中取土、运送及制备试样过程中受扰动影响试验成果的可靠性的缺点。
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⒋4 影响抗剪强度指标的因素
4．4．1 抗剪强度的来源
⒈无粘性土
⑴内摩擦力：内摩擦力是指土粒表面之间的摩擦力。在土体剪切过程中，剪切面上下之间的土粒发生相对移动所产生的摩擦力。它存在于土体内部，故称内摩擦力。
内摩擦力由作用于剪切面的法向压力σ与土体的内摩擦系数tgυ组成，内摩擦力是这两项的乘积。
⑵咬合力
①天然休止角：天然休止角是指卵石、砾石等粗土粒在松散状态无荷载作用下的坡角，试验证明它与坡高无关。通常采用它作为内摩擦角。
②密实卵石的稳定坡角：人工压密或天然沉积的卵石处于稳定状态时的最大坡度称为密实卵石的稳定坡角。它远大于天然休止角，且与坡高密切相关。
③结构力C：粗颗粒间相互交错、镶嵌与连锁作用产生的抗剪强度称为结构力。 ④咬合作用：粗粒土中由于天然休止角稳定坡角和结构力的作用称为咬合作用。 因此，粗粒土的抗剪强度按下式计算： ?f???tg??C
式中 Ф—粗土粒咬合作用的内摩阻角，度。 C—粗土粒咬合作用的结构力，kPa。
2粘性土
粘性土的抗剪强度包括内摩擦力与粘聚力两部分。
⑴内摩擦力：粘性土的内摩擦力与无粘性土中的粉细砂相同。土体受剪切时，剪切面上下颗粒相对移动时，土粒表面相互摩擦产生的阻力，其数值一般小于无粘性土。
⑵粘聚力：粘聚力是无粘性土区别于粘性土的特征，使粘性土的颗粒粘结在一起成为团粒结构，而非无粘性土的单粒结构。
①电分子吸引力：粘性土颗粒极细，土粒表面带负电荷，土中水分子的正电荷一端与土粒表面吸引，定向排列成结合水，产生粘聚力。
②土中天然胶结物质：土中含有硅、铁、碳酸盐等物质，对土粒产生胶结作用，使土具有粘聚力。
⒋⒋2影响抗剪强度指标的各种因素
由库仑定律可知：土的抗剪强度与法向应力σ、土的内摩擦角υ和土的粘聚力с三者有
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关。因此，影响抗剪强度指标的各种因素可归纳为两类：
⒈土的物理化学性质的影响
⑴土粒的矿物成分：砂土中石英矿物含量多，内摩擦角大；云母矿物含量多，则内摩擦角小。粘性土的矿物成分不同，粘土表面结合水和电分子力不同，其粘聚力也不同。
⑵土的颗粒形状与级配：土的颗粒越粗，表面越粗糙，内摩擦角υ越大。土的级配良好，υ大；土粒均匀，υ小。
⑶土的原始密度：土的原始密度越大，土粒之间的接触点多且紧密，则土粒之间的表面摩擦力和粗粒土之间的咬合力越大，即和越大。同时，土的原始密度越大，土的孔隙小，接触紧密，粘聚力也必然大。
⑷土的含水量：当土的含水量增加时，水分在土粒表面形成润滑剂，使内摩擦角减小。对粘性土来说，含水量增加，将使薄膜水变厚，甚至增加自由水，则土粒之间的电分子力减弱，使粘聚力降低。
⑸土的结构：粘性土具有结构强度，如粘性土的结构受扰动，则其粘聚力降低。 ⒉孔隙水压力的影响
由“有效应力原理”可知：作用在试样剪切面上的总应力σ为有效应力?与孔隙水u之和，即????u。在外荷载?的作用下，随着时间的增长，孔隙水的压力u因排水而逐
渐消散，同时有效应力?相应的增加。而孔隙水的压力作用于土中的自由水上，不会产生土粒间的内摩擦力，只有作用在土粒骨架上的有效应力?才能产生内摩擦强度。因此，若土的抗剪强度试验的条件不同，影响土中孔隙水是否排出与排出多少，亦即影响有效应力?的数值大小，使抗剪强度试验结果不同。
⑴固结排水剪（慢剪） 试验控制条件：如在直剪试验中，施加垂直压力?后，使孔隙水压力完全消散，然后再施加水平剪力。每级剪力施加后都充分排水，使试样在整个试验过程中都处于充分排水的条件下，即试样中的孔隙水压力u=0，直至土试样剪损。这种试验方法称为排水剪，试验结果测得抗剪强度最大。
⑵不固结不排水剪（慢剪） 试验控制条件：与上述固结排水剪相反。如在直剪试验中，施加垂直压力?后立即加水平剪力，并快速试验，在3-5分钟内把试样剪损。在整个试验过程中不让土中水排出，使试样中始终存在孔隙水压力u，因此土中有效应力?减小，所以实验结果测得的抗剪强度值最小。
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⑶固结不排水剪（固结快剪） 试验控制条件：相当于以上两种方法的组合。如在直剪试验中，施加垂直压力?后充分排水，使孔隙水压力全部消散，即固结后再快速施加水平剪力，并在3-5分钟内把试样剪损。所以实验结果测得的抗剪强度值居中。
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土的抗剪强度和地基承载力
