直剪试验有效剪切面积动态变化的改进计算

目的研究直剪试验过程中随着剪切面的动态变化的改进计算公式,以使剪切实验的结果更加准确.方法在试验工程中,针对直剪仪上下盒相对移动,有效剪切面积逐渐减小这一实际,采用数学分析的方法,力求从理论上探寻直剪试验的准确计算公式.结果推导出了改进后的理论公式,为验证理论分析的正确性,采取了不同土样并保证试验土样条件完全一致情况下,对改进前后通过试验得到的土体抗剪强度指标数值进行对比分析,结果表明改进后的计算方法得到的黏聚力比原方法最大减少了28.3%;内摩擦角比原方法最大减少了26.2%,也就是说改进后的方法更加接近了真实值.结论改进后的计算公式原理清晰,计算简便,具有一定的实用性.

考虑剪切速率和剪切面积影响土石混合体直剪试验

选取云南虎跳峡龙蟠右岸地区分布的土石混合体,基于室内大型直剪仪对土石混合体进行不同剪切速率下的直剪试验。为消除大型直剪试验过程中实际剪切面积变化对试验结果的影响,建立基于圆形剪切盒剪应力的修正公式,在此基础上得到考虑与不考虑实际剪切面积变化影响的剪应力-剪切位移曲线。经过对比分析,发现相同剪切位移时,修正后剪应力比修正前有不同程度提高,随着剪切位移的增加,其提高程度也随之增大;用修正后的剪应力-剪切位移曲线获取的内摩擦角比用修正前的实验曲线获取的指标值偏大,而用修正后的实验曲线获取的黏聚力比用修正前的实验曲线获取的黏聚力偏小;剪切速率对峰值剪应力的影响随着法向应力的增大而愈加明显;不同剪切速率下内摩擦角有一定的差别,但总体趋势是随剪切速率增加而增大;而不同剪切速率下黏聚力差别较大,总体趋势是随着剪切速率的增加而减小。在此基础上,提出不同剪切速率条件下内摩擦角和黏聚力的计算公式,经过实例验证分析发现理论计算值和试验值误差较小,初步验证了该公式的有效性。

直剪实验剪切面积的修正及误差分析

针对现行直剪实验没有考虑剪切面积不断减小对实验结果的影响,本文从理论上推导了计算有效剪切面积的公式,然后通过实验并采用最小二乘法对数据进行处理.结果表明,土体的抗剪强度误差随着环刀面积的增大而减小,当环刀面积为30 cm^2时,随着剪切位移的增大,土体的抗剪强度误差增大;当剪切位移达到4 mm和6 mm时,抗剪强度误差可达8.2%和12.38%.现行方法测得的黏聚力和内摩擦角均比真实值小,低估了土体的抗剪强度,因而需要修正.