1、辽宁省地方标准六、现场直剪试验规程Specifications for in-situ direct test DB21/T1564.6-2007 主编单位:辽宁有色勘察研究院批准部门:辽宁省建设厅施行日期2008 年 01 片12日2007 沈阳1总则1.0.1 为统一现场直剪试验的操作方法和技术要求，提高岩土工程勘察质量，做到技术先进合理，成果准确可靠，特制定本规程。1.o.2 现场直剪试验可用于岩土体本身、岩土体软弱结构面和岩体与材料接触面的剪切试验。可分为岩土体在法向应力作用下沿剪切面剪切破坏的抗剪断试验(事擦试验)和法向应力为零时岩体剪切的抗剪试验。1.0.3 现场直剪试验，可测定岩
2、土体的抗剪强度指标。其试验结果可用来验算和评价岩土体边(滑)坡、坝基、坝肩和地下涧室围岩的稳立起性以及计算或验算地基的强度和稳定性。1.O.4 试验点的选择应具有代表性。试验前后均应选取适量的试样进行室内的直剪试验，以供现场试验参考和对比。1.0.5 进行现场直剪试验除遵守本规程外，尚应符俞国家和行业有关标准和规定。2 术语、符号2.1 术语2.1.1 岩体直剪试验预定的剪切面在垂直(法 l闪)应力作用下，施加剪 tJJ 力，直到岩体剪切破坏的试验 u2.1.2 土体直剪试验对一组士体试样施加不同的垂直(法向)应力，待固结稳定后施加水平剪切力，使试样在确定的剪切面上破坏。2.1.3 试体根据设
3、计需要，按规定的尺寸和方法制备的剪切试验体，包 126 括岩体、士体或其他材料制成的规格块体。2.1.4 岩体弱面岩体中软弱的结构丽，例如软弱岩夹层层面和构造面等。内摩擦角C 一粘聚力f 一摩擦系数F 一滑滚摩擦力A 一试体剪切面面积 一垂直压应力2.2 符号T 一剪应力或抗剪强度Pz一附加力PL一设备自重P.一油&千斤顶施加的垂直荷载po-试体自市 横向推力与水平面夹角。一剪切面与水平面夹角PH一横向推力Rv一千斤顶竖向压力读数RH一于斤顶横向压力读数Sv一压缩变形读数SH一剪切变形读数3 仪器设备3.0.1 现场直剪试骑宜采用液比豆豆力试验装置。3.0.2 现场直剪试验的设备应包括以下五部
4、分:1 试体制备设备及工具:人工挖掘工具、岩石切削工具、剪力盒等;127 2 加荷设备:被压千斤顶、液压钢枕、液压隶、压力表、高压管路、测力计等;3 传力设备:传力柱(钢或 1昆凝土制品)、钢垫块(板)、滚动滑板(滚轴排)、反力架、钢梁、岩锚(地锚)和支撑忏件等:4 量测设备:百分表(千分表)、磁性表座、万能表架和支架等;5 设备、仪表安装工具、混凝土振搅工具、地质描述仪器、水平陀、袖珍经纬仪和照相、照明设备等。3.O.3 试验用的加荷、量测仪表应按有关规定进行定期检验标定。4 操作方法4.1 一般规定4.1.1 试验场地应根据工程地质条件和建(构)筑物的受力特点选择具有代表性的地段。4.1.
5、2 现场直剪试验可在涵洞、试坑、探槽和大口径孔内进行。当剪切j 面水平或接近水平时，可采用平推法或斜推法;当剪切面较陡时，可采用模形体法。4.1.3 同一组试验体的岩性应基本相同，受力状态与岩体在工程巾的实际受)J 状态相近。4.1.4 现场直剪试验每组岩体不宜少于 5 个，剪切面积不宜小于 5000cm 2，一般为 70.7cm x 70.7cm 的正力$形，高皮不宜小于最小边长的 0.5 倍。试体之间的距离应大于最小边长的1.5倍 c4.1.5 每组土体试验不宜少于 3 个，剪切面积不得小于25cm2，一般为碎石类土最大粒径 8-12 倍，高度不宜小于20cm 或为最大粒径的 4-8 倍，
6、剪切面开缝应为最大粒径的 128 113-114，碎石类士开缝一般为1.0-2.Ocm。4.1.6 试验前应对试体所在的试验地段进行描述与记录，记录应包括如下内容:1 岩石名称、风化破坏程度、岩体弱面的成因、类型、产状、分布状况、连续性及其所夹填充物的性状(厚度、颗粒组成、据化程度和含水状态等);2 在岩洞内应记录岩洞编号、位置、洞线在向、洞底高程、岩洞和测点的纵、横地质剖面;3 在露天和基坑内应记录试点的位置和高程及其周围的地形、地i情况:4 己马王试验地段开挖情况和试体制备方法;证体编号、位置、剪切面尺寸和剪切方 IJ;试验地段和试点部位地下;1的类型、化学成分、活动规律和流量等。4.1.
7、7 试验后应描述剪切面尺寸、剪切破坏形式、剪切而起伏差、擦痕的方向和长度、碎块分布状况、剪切面上充填物性质，并对剪切面拍照记录。4.2 试体制备4.2.1 混凝士与岩体胶结面直剪试验的试体制备应按下列步骤进行:l 在试点部位用人工(不准爆破)挖除表面松动岩石，形成平整岩面。岩面起伏差为试体边长的 1%-2%0 2 浇注混凝土试体之前，清除岩画上的岩屑并用清水洗净，且保证岩面无积水。3 按剪切方向立模并浇注混凝士，振动捣实。试体?昆凝土要制作 15cm x 15cm x 15cm 的混凝土试块，试块与试体应在相同条件下养护，以测定其不同龄期的强度。4 养牛-期完成后拆除模具，在试体上按垂直、剪切
8、和侧面位移测量要求，埋设测量标点。5 直剪试验的平推法和斜推法试体受力情况见图 4.2.1.129 剪力作用方向应符合设计要求。P f Q一斗、1-1 Q、J寸、味2 2(a)(b)图 4.2.1混凝土与岩体肢结面亘剪试验受力示意图(a)平推法(b)斜推法P一垂宦荷裁;Q一剪力e剪力偏矩;一剪力作用线倾角l-lt凝土民体2一岩画4.2.2 岩体弱面、软弱岩体直剪试验试体制备应按下列步骤进行:1 按 4.2.1 的要求开挖试点部位，在岩面按剪切方向定出剪切面积，用风钻或切石机、也可用人工沿剪切面积周边将试体与周围岩体切开。2 对于岩体弱面的试体，应使弱面处在预定的剪切部位，如图 4.2.2 所示
9、。3 为防止在制备过程中因吸(浸)水、应力松弛或扰动而导或试体膨胀，可采用下列方法:(1)切断地节水来源;(2)用水泥砂浆抹试体顶面，而后在其上施加一定的垂直荷载。4 为避免试体在安装设备和试验过程中试体受到损坏，可按图 4.2.2，在试体上浇住钢筋混凝土保护罩，其厚度宜在 130 同4JU/llif-!JW P A哇。Q 2(a)、，nu JE、回 4.2.2岩体弱面直剪试验试体加固和受力示意图1 岩石弱面2一具有软弱结构面的岩体:3一钢筋混凝土保护罩4-纵横钢筋5.0-6.Ocm;试体的底部应留有预定的剪切缝，剪切缝的高度宜为 O.5-1.0cm;5 根据设计要求，对试体保持自然含水率或浸
10、水饱和;6 在试体上按垂直、剪切相侧向位移的测量要求，埋设测量标点。4.2.3 倾斜岩体弱面直剪试验的试体制备。对倾斜岩体弱面进行直剪试验，可按图 4.2.3 制备模形试体。在探明倾斜岩体弱面的部位和产状后，接 4.2.2 步骤制备，制备过程中应采取措施，防止试体下滑 04.2.4 帖性土及碎石类土现场剪切试验试体制备应按下列步骤进行:1 将试样削成略大于剪切盒的士体，用下端带有刃口的剪切盒，一边压人边削去剪切盒周边的土体，使剪切盒全部切人土体并达到预定的位置;2 在剪切盒与预留剪切面宜留有1.0 3.Ocm 的间隙，垫上木条做起缝极:3 试体与剪切盒间的空隙及试体的顶面宜用细砂填实，一 13
11、1 P 2 P(a)(b)圈 4.2.3倾斜岩体弱面直剪试验试体及受力示意国(a)方案一(的方案二-模形岩体试体2岩体弱面p、。一作用在试体上的外力(应力);、T 一剪切面上的垂直压应力和剪应力;岩体弱面倾角:自一模形试体一边与岩体弱面交角般采用轻击振动使砂徐徐注人，试体顶面宜采用砂浆抹平，并高出剪切盒 1.0cm 左右;4 当工程需要时，也可制备剪切面具有各种倾角的试体，当倾角较大时，应对制备好的试体采取支护措施，直到试验设备安装完毕，开始施加剪应力时才能拆除。在同一地质条件下、同样规格的试体不得少于 3 个。4.2.5 水平推剪试验试体制备应按下列步骤进行:l 水平推剪试验应根据岩土性质确
12、定试体的制备规格，碎石类士应按图 4.2.5(a)，岩石或坚硬粘土可采用图 4.2.5(b)的形式制备试体;2 在试坑底部选择未受开控扰动的土体作为试验位置，在预施如水平推力的一侧挖出一条探为试体高度的槽，其宽度应满足安放千斤顶、底库和推土板的尺寸要求:3 按照规定的尺寸将试体与两侧土体分开，置入政层铜板(钢板厚度约为 5-8mm，中间抹上机用黄油)，也可在试体两侧.132 5(8)、，四(图 4.2.5(a)碎石类 t水平推剪试验示意图(b)岩石或坚硬粘土现场水平推剪试验示意图1 试体2一钢垫板3一千斤顶4一底座5一剪切面各擅条宽 20cm、深 30cm(试体高度)、长度略大于试体预定长度的
13、槽，并在两侧放置钢板或塑料布紧贴试体，外侧用士填实:4 在试体水平推剪的受力面上，垫仁钢板并保持与士体紧密结合，铜板的尺寸与试体的高度、宽度一致;5 试体的尺寸应满足如下要求:(1)试体的肖度应大于碎石土最大粒径的 5 倍;(2)试体高度与宽度之比可取1/3-1/4;(3)试体长度可取试体宽度的 0.8-1.0 倍。6 对于岩石或坚硬粘土进行现场直剪试验(图 4.2.2h)，应在试坑内制备大于或等于 50cm x 50cm x 80cm 阳面凌空的试体，并在预定的一侧留有千斤顶安放的位置。4.2.6试体制成后，应详细记录试体尺寸、缺角、缺面等情况 34.2.7 当需要测试饱和状态 F 的强度时
14、，应将试体浸水井达到饱和，浸入时间视岩土性质而定，并不宜少于 48 h o4.3 仪器设备安装4.3.1 在安装仪器设备之前，应在室内按有关规定测定滑 133 攘(滚排)的摩擦系数 f;对油压千斤顶、压力哀、传感器、位移叶、应变仪等仪器进衍校验、标定，只有性能稳定、运行正常才能安装使用。4.3.2 仪器设备安装应谨慎小心，严禁扰动试样，必要时应采取保护措施。各类仪器设备的安装相对位置如图 4.3.2 所示。li1(a)平堆法(b)斜推法圄 4.3.2直剪试验设备安装示意固1一垂直荷载反力梁2一千斤顶传力筒3-千斤顶;4一滚打;5-试体6一垫块(混凝土或刚性制品);7-千分表(应变传感器;8一试
15、体受力简图4.3.3 横向加荷可采用平推法或斜推法，采用斜推法应保持推力作用于试体底面(剪切面)中心，如圈 4.3.3 0横向千斤顶活塞中心着力点应按式 4.3.3 计算。AB=08 sinO(4.3.3)4.3.4 一般情况下，横回 4.3.3斜推法横向加荷载示意图向推力与水平面夹角为 15 0_ 1-试体2一斜垫块3一千斤顶20 0。斜势块底面应与剪切盒底口平齐，千斤顶后座垫块与井壁之间应放置钢板并用土或其他材料填实。4.3.5 岩石试验，还应在横向推力面上垫放橡胶垫和钢板。.134.4.3.6 垂直荷载的安装应根据试验场地条件而定，在试坑中试验可采用侧壁支撑式施加垂直荷载，也可用重物荷载
16、平台;或利用地锚与钢梁组成，一般情况宜采用地锚钢梁式的垂直反力装置。4.3.7 垂直荷载的设备安装应按下列顺序进行:1 在已经整乎并覆盖 1 田 3cm 水泥砂浆的试体顶面上，安装下铜板、滑滚(滚排)和上钢板;2 安装油压千斤顶，且保证千斤顶活塞中心线垂直对准试体的几何中心;3 在千斤顶活塞上安装滑块、传力柱或压力传感器，应使设备的中心与千斤顶活塞中心线保持在间一轴线上;4 垂直反力荷载中心与千斤顶接触的着力点一般应采用球面接触。当采用侧壁支撑反力装置时，两侧支撑杆的合力应作用在支座的中心线上，各支撑杆的倾角应保持一致，一般选取25 0-30 0;5 安装完毕之后，应重新测量各种设备的中心是否
17、垂直对准试体的几何中心，且保持在同一轴线上;6 测量垂直变形的百分表(位移计)应安装在剪力盒对角线上，仪表支架的固定端距试验中心应大于1.5mo 4.3.8 横向荷载设备安装应接下列顺序进行:1 在试体预施加横向荷载的一侧，安放顶压钢板，铜板的面积等于剪切盒侧面的面积且具有足够的刚度，在钢板的两端、靠近剪切盒放置两块约 lcm 厚的木块，预留剪切缝;如果是岩石试体，还应在顶压钢板与剪切盒之间垫放橡胶垫;2 安放油压千斤顶，如果采用平推法其剪力作用点与剪切丽的偏距越小越好，应严格控制在剪切面边长的 5%之内;如果采用斜推法其剪力作用线的倾角一般采用 15 0，并应通过剪切面中心;3 位于千斤顶后
18、座中心安装滑块和后座钢板，在钢板与试 135 验槽的槽壁之间用混凝土戎其他材料填实;4 安装测量水平位移的百分表，百分表应安装在受剪方向的两侧，各测量仪表的支架固定端应牢固可靠。4.3.9倾斜岩体弱面直剪试验的仪器设备安装，可参考图4.2.3 倾斜岩体弱面直剪试验试体受力示意图安装设备。其中，垂直加载系统的合力中心应垂直作用于剪切面中心，平推法剪力作用线倾角一般采用 15 0，并应通过剪切面中心。4.3.10水平推剪试验仪器设备的安装应符合 4.3.8 的要求，其安装要点如下:l 试体受力垫撤与试体侧面要充分吻合，一般采用带到口的铜板边切人边削除垫板外侧的土体，一直达到要求的深度:2 钢垫板后
19、应成置枕木.sx铜框架，使土体能均么J 地接受千斤顶的推力;3 千斤眼底座放置底座垫板，千斤顶的钢垫板之间可放置压力传感器，于斤顶括塞中心、传感器中心与钢垫板宽度的1/2、高度的1/3 处保持在同一条直线土，相互紧密结合;4试体阙侧的涂有黄油的双层铜板应与推力锅垫板垂直。并要求挖去顶层铜板前端的士体，以免推剪试验时钢板运功受到士的阻力;5 在钢垫板两侧安放百分表(位移计)，百分表的底座应设置在不受影响的稳定体 t_o4.4 试验方法4.4.1 试验前应认真检查各种试验仪器设备是否符合相夭要求，安装是否稳妥可靠，并记录所有仪表的指针读数。4.4.2 现场直剪试验的技术要求应符合F歹IJ规运:l
20、试体制作和设备安装过程应避免试体扰动和含水量的显著变化;在地下水位以下试验时，应避免水压力和渗流对试验的影响;2 施加的法向荷载、剪切荷载应位于剪切面、剪切缝中心;.136.或使法向荷载与剪切荷载的合力通过剪切面的中心，并保持法向荷载不变;3 最大法向荷载应大于设计荷载，并按等量分级:荷载精度应为最大荷载的 20%;4 每一试体的法向荷载可分 4-5 级施加;当法向变形达到相对稳定时，即可施加剪切荷载;5 每级剪切荷载按预估最大荷载的 8%-10%分级等量施加;或按法向荷载的 5%-10%分级等量施加;岩体按每 5-10min，土体按每 308 施加一级剪切荷载;6 当剪切变形急剧增长或剪切变
21、形达到j试体宽度尺寸的 1110 时，可终止试验:7 根据剪切位移大于lOmm 时的试验成果确定抗剪强度，需要时可沿剪切面继续进行摩擦试验。4.4.3 直剪法抗剪试验，根据岩十性质和工程特点，可采用固结快剪法和快剪法。4.4.4 固结快剪法宜一次加完法向荷载，荷载施加后应立即记录垂直变形百分表的读数，此后每 15min 观测垂直变形1次，当每小时垂直变形不超过 O.05mm 时，即认为垂直变形已经稳定，便可施加横向荷载。4.4.5 在软士中采用固结快剪法试验时，法向荷载可分2-3 级等量施加，每施加一级荷载应立即观测记革垂直变形读数，以后每 5min 观测1 次，直至每 5min 垂直读数变形
22、不超过O.Olmm 时，即可施加 F一级荷载。施加最后一级荷载后，按4.4.4 条进行试验和观测。4.4.6 采用快剪法进行试验时，施加的第一级法向荷载应等于上覆地层的自重，当符合第 4.4.4 条规定时，一次加宪法向荷载后应立即施加横向荷载。4.4.7 对试体施加横向荷载(剪应力)，可采用液压千斤顶均匀地连续施加，试体剪切变形的速率控制在每分钟 5mm 左右，并要求每分钟记录 1 次剪应力和剪切变形，直至随变形增加 137.而剪应力不再增加为止。4.4.8 横向荷载(剪应力)的施加也可采用分敬的方法，每 30s 加一级，每级横向荷载可取法向总荷载的 10%，当某级横向剪应力的变形超过前一级变
23、形的1.5-2.0 倍时，改为法向荷载的 5%施加。每施加一级荷载，记录一次剪切变形，当剪应力达到峰值或稳定时，即认为试体剪损。若无上述情况出现，剪切变形达到 0.05-0.10 试体边长时，即可停止试验。4.4.9 在施加横向荷载过程中，应保持法向荷载不变。剪损时间宜控制在 5-10min 之内。4.4.10 对同土层应在不同法向荷载条件下，以同样的方法进行 3-4 个试体的剪切试验。4.4.11 试验过程中，应随时观察试体和剪切面，以及试体周围岩土变形现象，详细记录或绘图、拍照。4.4.12 试体剪断后，如需测量剪切回弹位移，应解除横向荷载。4.4.13 试验结束后，将试体剪切面上部翻起，
24、测量和描述剪切面的剪损状态，包括缺损情况、起伏情况，并测定岩土样的重度和含水率。4.4.14 滚动滑板(滚排)的摩擦系数测定，一般情况下可忽略不计，当试验精度要求很高，认为滑板的摩擦力可能影响剪应力时，应进行摩擦系数的测定。4.4.15 抗摩擦试验是将抗剪试验剪断后的试体推回原处、恢复原形，重新检查、调整仪器设备使其符合 4.3 节的规定。4.4.16 按 4.4 节的有关规定确定试验荷载并按其试验步骤进行试验 Q4.4.17 岩士残余抗剪强度试验，是反复重复抗摩擦试验，直至在同一级法 l句荷载作用下，相邻两次试验横向荷载值之差不大于 10%为止。4.4.18 现场直剪试验完成后，应在现场将试
25、验结果初步绘制成-r曲线图，当发现某组数据偏高，回归直线较大时，应.138 立即补作该组试验。4.4.19试验过程中，应按本规程附录 A 认真填写试验记录，如遇到调整或更换量表、液压千斤顶(或液压钢枕)补压，发现混凝土或试体松动掉块、出现裂缝或破裂声等现象，应及时记录，供成果整理时参考。5 资料整理5.1 混凝士与岩体胶结面、岩体前面直剪试验5.1.1 剪切面应力计算可按下列各式进行:1 平推法(图 4.2.1(a)、图 4.2.2(a)=PIA T=QIA 2 斜推法(图 4.2.1(b)、图 4.2.2(b)(5.L 1-1)(5.1.1-2)=(P+Qsin)I A(5.L 1-3)T=
26、(Qcos)I A(5.L 1-4)3 竖向荷载垂直作用在模形试体的顶面时，斜面剪切(图4.2.3(a)的应力计算:=ycot+笃sinz(5.L 1-5)T=1I2(yx)sin2(5.1.1-6)4 坚向荷载与剪切面(岩体弱面)以一定夹角作用在模形试体顶面时，斜面剪力(图 4.2.3(b)的应力计算:=q co嚼+psina(5.1.1-7)T=qSl昭-pCOS(5.1.1-8)式中P、Q 一作用在试体上的竖向、横向荷载(MN);、T 一剪切面上的垂直压应力和剪应力(MPa);矶、y一分别作用在模形试体垂直和水平面上的压应力(MPa);p、q 一分别为作用在试体上的初始单位压力(MPa)
27、;139.、一夹角(0)如图 4.2.4.(b)0 5.1.2 绘制剪应力与剪切位移关系曲线。根据同一组的试验结果，以剪应力为纵轴，剪切位移为横轴，绘制每一试验的剪应力7(MPa)与剪切位移.:1x(mm)关系曲线，从曲线上选取剪应力的峰值和残余值，如图 5.1.2 所示。也可从曲线的线性比例极限点或届服点选取剪应力值。(MPa)圈 5.1.2剪应力与水平佐移关系固5.1.3 绘制剪应力与垂直压应 jJ 关系曲线。根据剪应力峰值(或屈服值、残余值)与相应的垂直应压力，以剪应力为纵轴，垂直压应力为横轴，绘制关系曲线，如图 5.1.3 所示。5.1.4 确定抗剪强度l 图解法根据同-组试验结果(图
28、 5.1.3)剪应力与垂直压应力的分布点作一条平均直线，由直线上的斜率及纵轴上的载距确定摩擦角 和粘聚力 C。2 最小二乘法将一组试验成果(选定的剪应力与相应的垂直应压力)按.140.(JlPa)固 5.1.3剪应力与垂直压应力关系固下列各式计算摩擦系数 tg伊和粘聚力 C;E tg=(N.L i 7i-L iL7.)/(N.LU;-(L.)2)(5.1.4-1)c=(L U.L T i-L i.L.，T;/(N.L.07-(L 矶)2)(5.1.4 一 2)式中:一摩擦角(0);C 二粘聚力(MPa);矶、T i一相应第 i 次试验的垂直压应力和剪应力(MPa);N 一测定次数。5.2.1
29、下式计算:5.2 碎石类士直剪试验当横向荷载水平施加于试体时，其垂直ff应力可按=(Pv+PL+Po)IA(5.2.1)141 式中:一试体剪切面上的垂直压应力(kPa);Pv一千斤顶施加的法向荷载(kN);PL一反力梁(或反力支架)以下设备自重(kN);P。一剪切面以上试体自重(kN);A-试体剪切面的面积(m2)。5.2.2 剪切应力可按下式计算:T=(P H-f(P v+P)I A(5.2.2)式中PH一千斤顶施加的最大横向荷载(kN);T 一试体剪切面上的最大剪应力(kPa);P;，一滑滚(滚排)滚珠以上，反力梁以下的设备自重(kN);f 一滑滚的摩擦系数。-5.2.3 当试体和横向剪
30、切力1A-,沿斜面进行试验时，即试体剪切 l 面与水平面存在一个坡角，则垂 J/E F 直压应力和剪应力应做如下修正(图 5.2.3)固 5.2.3试体重力分解回=(Pv+P L+)IA(5.2.3-I)T=(P H-f(P v+P)cos 士 TJ I A(5.2.3-2)=Po cos(5.2.3-3)T a=Po sin(5.2.3-4)注:当横向千斤顶位于试体斜坡上方时，向下推剪应力 7a为正，反之为负。式中:一试体剪切面坡角(0);一滑板滚珠以下设备和试体自重在斜坡上的垂直分力(kN);T一滑板攘珠以下设备和试体自重在斜坡上的切向分力(kN);P一滑板滚珠以下设备和试体自重(kN)0
31、 142 5.2.4 采用斜推法进行直剪试验，可参照图 5.2.4 试体受力图，按下列公式计算剪切面上的垂直压应力 和剪应力 7:4:L二P.一一一骨一-I to.一圄 5.2.4斜推法试体受力图=(Pv+P L+Po)cos+PHsi叫-)+F.sinO)IA(5.2.4 1)7=(PHcos(-)+(P v+P L+P 0)sin8-F cos JIA(5.2.4 一 2)式中:()一剪切面与水平面夹角;一横向推力与水平面夹角:F 滚动滑板的摩擦力(kN)。5.2.5 根据计算的垂直压应力、剪应力和实测的水平位移，按本规程 5.1.2 和 5.1.3 条规定绘制 T一 曲线(因 5.1.2
32、)和7-L1x 曲线(图 5.1.3)，应力的量纲采用 kPa。同时也要绘制剪变系数 71 与垂直压应力 的关系曲线图(图 5.2.5)。5.2.6 岩土的内摩擦角 和粘聚力 C 的求解方法，可采用图解法和最小二乘法。求解与计算可按本规程 5.1.4 条规定及计算公式进行，由于是碎石类土的直剪试验，应力量纲为 kPa o5.2.7 抗摩擦试验、残余抗剪强度试验应按本规程5.2.4-5.2.6 条规定进行资料整理并计算 C、值和绘制相关曲线图 c对于残余抗剪强度还应绘制各试验点抗剪强度 T 和试验次数 N的关系曲线图(图 5.2.7)。143 /旬一(kPa)剪变系数与垂直压应力关系图围 5.2
33、.5(kPa)沁人1r 5 抗剪强度 T 和筒验次数 N 的关系固4 3 2。图 5.2.7.144 5.2.8 试验完成后应提交试验报告，该报告书除所提供5.2.5 条和 5.2.7 条规定的成果图表之外，还应提供下列资料 tl 试验前后场地地层描述及照片;2 探槽、平桐或试坑平面位置图:3 设备安装示意罔(照片);4 直剪前后试验室主工试验结果;多按本规程附录 B 绘制每组现场直剪试验成果表 5.3 水平推剪试验5.3.1 根据试验结果，绘制滑动体、实测断面，如图5.3.1 P 图 5.3.1滑动体断面及应力分析圈5.3.2 将绘制成图的情体分成若干条块，计算每条块的重量 giogi=bi
34、h i 式中g，一第 i 条块单位宽度上的重力(kN/m);b i第 i 条块的宽度(m);h.一第 i 条块中线的高度(m);z一第 i 条块滑动面与水平面的夹角(0);土的天然重度(kN/旷)。(5.3.2)5.3.3 岩土内摩擦角 和粘聚力 C 可按下式计算:c=(P叩-PmiJ/Y.z.(5.3.3-1).145.tglp=(号去 gi CO地-zgasixls-cz/(辛辛isinai+吝cosaJ(5.3.3-2)式中P皿一最大水平推力(kN/m);Pm皿一最小水平推力(kN/叫:G 一滑动体总重(kN/m);且一第 i 块滑动面与水平面夹角(0);Lfa-第 i 块滑动线的长度。
35、5.3.4 对岩石和坚硬的粘性土进行次水平推剪试验时，可根据试验获得的最大、最小水平推力，按下列各式计算粘聚力C 和内摩擦角伊:p町-P_,-C=umA mn(5.2.4-1)tglp=号(5.2.4-2)式中:4，一土体剪切面的面积(m2);一剪切面以上土体的重量(kN).G=.V;V 一剪切围以 t试体的体积(m 3)。5.3.5 试验报告应参照本规程 5.2.8 的规定编制。146 附录 A岩土现场直剪试验记录表褒A.0.1 工程名称试体编号试验日期岩土名称试验深度试验方法试体规格剪切夹角切面倾角坚向荷载摩擦系数设备自重序横向压横向剪切下滑摩擦总剪剪切水平位移 垂直位移力表i卖数力分力力
36、力切力应力(mm)(mm)号RH PH T F T 表 表 平 表 表 平(MPa)(kN)(kN)(kN)(kN)(kN)(kPa)1 2 均1 2 均1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 检查:计算:i己录:年月日年月日年月日,147 现场直剪试验成果图表 B.0.1 表pmM一阳)验一业试|闹剧植押且4试编c(kPa)(.)剪断标准-0 关系曲线1Pa)f.丁 川I吃lY丁.吁:下气C I.,，MPa)附录B-A 工程名称:试组鳞号:直剪示意图及岩性描述带性名称堵住描迷同内在T-S 关系曲箴飞-EZ;_lPa).试体锦想指标e I Y I W I 既I w,1i.1,s,
37、审核z制袤，c=附录 C本规程用词说明C.O.l 为便于在执行本规程条文时区别对待，对要求严格程度不同的用词说明如下:(1)表示很严格，非这样做不可的用词:正面词采用必须反面词采用严禁。(2)表示严格，在正常情况下均应这样做的用词:正面词采用应反面词采用不应或不得。(3)表示允许稍有选择，在条件许可时，首先应这样做的用词:正面词采用宜反面词采用不宜。表示允许有选择，在一定条件下可以这样做的用词采用可c.O.2 规程中指定应按其他标准、规范执行时，写法为应符合的规定或应按执行。149 条文说明1总则1.O.2岩士体剪断破坏之后，将剪断岩土体恢复到原位，改变垂直荷载，继续或反复进行剪切试验称之为残
38、余剪切试验;当法向应力为零时，即在试体表面不施加坚向荷载的情况下岩土体的抗剪试验称之为水平推剪试验，该试验一次性完成。1.o.3 大面积剪切试验是一种比较可靠的原位测试方法，可以作为评价斜坡、岩土体弱面稳定性的重要依据。试验原理为库伦定律-r=tg+C，其中 T 为抗剪强度、tgp为摩擦力，c 为粘聚力，t 为摩擦系数。3 仪器设备3.0.1 现场直剪试验目前普遍采用油压千斤顶做施加坚向和横向荷载的设备，设备性能稳定，适用性强、操作简便，适合各种工作环境。3.o.2 试验所需要的垂直反力可采用重物通过反力梁(工宇钢)传递，一种是采用侧臂支撑式，按有关规定要求加工反力支架的各种支撑杆件，组装成提
39、供垂直反力的支撑结构，如果在嗣室中试验，可以利用嗣室的顶板提供垂直反力等。3.0.3试验前对千斤顶及配套的压力表或压力传感器、压力环等要经过国家计量部门的检验与标定，并提供检定合格证书，同样对百分表、位移计等也须达到检定合格。试验前在窒内应完成滑板滚排的摩擦系数试验，试验方法是改变竖向荷载，测定最大横向(水平)推力，采用-7 关系曲线确定摩擦系数f叫牌。.152.4 操作方法4.1 一般规定4.1.1 试验场地的选择要考虑拟建(构)筑物位置、地基基础的受)J 特征，场地岩土的工程地质条件。要确保在同一场地、同一地质条件下完成不少于 3 组的试验，岩体试验往往要增加到 5 组，对试验成果能达到比
40、较、选择和评价的效果。4.1.3 剪切方向的选择应与滑动方向一敛，保证试体的受力状态与岩土体在实际工程巾的受力条件相近 o4.1.4、4.1.5每组试验的点数应不少于 3-5 个，试验点数越多，采用最小二乘法统计 C、值就越合理，试体条件越均一戎相近试验结果就越稳定。一般岩体葫面试验每组试验选择 5个试验点、即要求制备 5 个试体，第四纪地层一般选择制备 3-4 个试体。A 前无论是进行岩体还是士体的直剪试验，剪切面积一般情况均采用 5000cm 2(70.7 x 70.7)或大于 5000cm 2，主要因为试体的剪切面积大更能反映岩、士体的抗剪特性，特别是碎石类土，剪切面积应根据场地条件尽可
41、能选择大值。4.1.6 试验前对试体及所在场地进行地层描述，描述应符合 GB521 和 DB211Tl 214 标准的相关要求，有条件应拍照记录，作为试验报告的附件、附阁。4.2 试体制备4.2.1 岩体胶结而应用于工铲平，并保持水平。混凝土试体应首先制好棋其并安装固定，防止振捣时移功。酒凝土试体和用于室内试验的?昆凝土试块必须保证在同一条件下养护。4.2.2 岩体弱面的剪切试验、试体制备完成后应在试体表面浇注 5.0-6.Ocm 的钢筋棍凝土保护罩，一般是事先制作并安装模具、后安装钢筋网，再浇注棍凝土，要保证振捣均匀。试体.153.j底部要臼有剪切缝，挠注保护罩要保证剪切缝不受影响 j4.2
42、.3 倾斜岩体弱面试验的试体制备比较困难，当弱而较陡时，制作过程要防止试体的滑动和脱落。通常情况的制作顺序是由上部到两侧，当进行下部的制作时，fl首先采取试体的稳同措施。4.3 仪器设备安装4.3.1 滑滚(滚排)摩擦系数的测定应在试验前完成，各种应力、应变的计量设备和仪器应具备良好的稳定状态并具有校检和标定的合格证书 O4.3.2 施加垂直荷载，如何解决反力问题是根据场地情况决定的，洞室内试验主在直反力可利用洞室顶板。坑内试验可利用侧壁立撑装置解决垂直反力，但要求试坑的深度和坑臂的土质条件具备支撑的能力。4.3.3 采用斜推法施加横向荷载，要保证千斤顶活塞中心线通过试体底面中心，首先在试验前
43、应确定横向荷载的施加角度，并按规定的角度制作斜垫块，确定千斤顶的安装高度，才能保证试验效果。4.4 试验方法4.4.2 施加剪切荷载之前，可根据经验或相同岩性假设岩体的 C、伊值，再按规定的垂丘ff力 ，利用下列计算剪应力7=tgcp+C(4.4.2)再将 T 乘以试体的底面积，得到剪切荷载，将此荷载分为 8-10 级，分级施加。试体的制作与横向荷载的作用方向应保持与土(岩)体实际受力方向一致，试验前应测量并记录作用力的方向 O剪切破坏的标准，一种是剪切变形不断增加，而横向千斤顶的压力值下降，说明已达到剪切破坏;另一种是用试体的位移量 154 控制，当采用剪切面积为 10佣c旷的方形试体进行试验时，最大的剪切变形量不小于 3.16cm，则认为达到剪切破坏。4.4.13 滑滚(滚排)摩擦系数的确定，可通过 3-4 个不同垂直压力下对情滚(滚排)作水平推力试验，在本平力和垂直力的直角坐标上，试验成果点与坐标原点连成一条直线，该直线与横坐标夹角为 的正切函数 tg，即为滑液(滚排)的摩擦系数 J，如图 4.4.13 所示。r!图 4.4.13滑滚滚排摩擦试验曲线 155
