五、直剪实验（快剪法）
（一）实验目的
直接剪切实验是测定土的抗剪强度的一种常用方法。通常采用四个试样为一组，分别在不同的垂直压力?下，施加水平剪应力进行剪切，求得破坏时的剪应力?，然后根据库仑定律确定土的抗剪强度参数内摩擦角?和凝聚力c 。直剪实验分为快剪（Q）、固结快剪（CQ）和慢剪（S）三种实验方法。本实验用快剪法进行干砂的剪切实验。 （二）实验原理
快剪实验是在试样上施加垂直压力后立即快速施加水平剪切力，以0.8~1.2mm/min的速率剪切，一般使试样在3～5min内剪破。 （三）仪器设备
1．应变控制式直接剪切仪：有剪力盒、垂直加压框架、测力计及推动机构等，仪器如图1所示，仪器结构示意图如图2所示。 2．其它：量表、砝码等。 （四）实验步骤
1．制备、安装试样：对准上下盒，插入固定销钉。在下盒内放入一透水石，将干砂轻轻倒入盒内，在顶部放入一透水石，并轻压使透水石和上盒上表面齐平。测定所用砂土的质量，并计算试样的密度。
2．施加垂直压力：转动手轮，使上盒前端钢珠刚好与测力计接触，调整测力计中的量表读数为零。顺次加上盖板、钢珠压力框架。每组四个试样，分别在四种不同的垂直压力下（100 kPa、200 kPa、300 kPa、400kPa）进行剪切。
3．进行剪切：施加垂直压力后，立即拔出固定销钉，开动秒表，以每分钟4～6转的均匀速率旋转手轮（在教学中可采用每分钟6转）。使试样在3～5分钟内剪破。如测力计中的量表指针不再前进，或有显著后退，表示试样已经被剪破。但一般宜剪至剪切变形达4mm。若量表指针再继续增加，则剪切变形应达6mm为止。手轮每转一圈，同时测记测力计量表读数，直到试样剪破为止。
4．拆卸试样：剪切结束后，倒转手轮，尽快移去垂直压力、框架、上盖板，取出试样。 （五）实验注意事项
1．控制试样的密度，使4个试样的孔隙比接近。
2．先安装试样，再装量表。实验前量表中的大指针调至零。 3．加荷时，不要摇晃砝码；剪切时要拔出销钉。 （六）计算及制图
1．计算每个试样的密度及孔隙比。 2．按下式计算剪应力：
??C?R A0式中：τ—剪应力；
C —测力计率定系数；(A=2378,C=1.831; A=1238,C=1.949; A=2379,C=1.689; A=1893,C=1.898 ; A=2341,C=1.718 ; A=1925,C=1.639 ;) R —测力计量表读数；
A0—试样面积。
并绘制每个实验的s（剪切变形）～τ关系曲线，及s（剪切变形）～h（竖向变形）曲线。 3．绘制τ～σ曲线：以垂直压力σ为横坐标，以抗剪强度τ为纵坐标，纵横坐标必须同一比例，确定土的抗剪强度指标：内摩擦角?和凝聚力c。
图1应变控制式直接剪切仪
τ(Kpa)
400
300 200
100 φ C
0 100 200 300 400 σ(Kpa) 图3抗剪强度与垂直应力的关系曲
（七）实验记录
1 3 4 2 5 6 7 8 9 图2应变控制式直剪仪结构示意图1－垂直变形百分表；2－垂直加压框架；3－推动座；4－剪切盒；5－试样；6－ 测力计；7－台板；8－杠杆；9－砝码
二、界限含水率实验(液限、塑限联合测定法)
