在直剪試驗(yàn)中,通常使用剪切強(qiáng)度來(lái)評(píng)估材料的抗剪強(qiáng)度。剪切強(qiáng)度是指材料在受到剪切力作用時(shí)所能承受的最大剪切應(yīng)力。在直剪試驗(yàn)中,使用剪切試驗(yàn)機(jī)來(lái)施加剪切力,并測(cè)量樣品在剪切過(guò)程中所承受的力和變形。通過(guò)記錄剪切載荷和變形數(shù)據(jù),可以計(jì)算出剪切應(yīng)力和剪切應(yīng)變。判別材料的抗剪強(qiáng)度可以根據(jù)剪切應(yīng)力-剪切應(yīng)變曲線(xiàn)來(lái)進(jìn)行。
流變學(xué)實(shí)驗(yàn)方法主要包括以下幾種類(lèi)型:宏觀試驗(yàn):拉壓剪試驗(yàn):通過(guò)對(duì)材料試件進(jìn)行測(cè)試,揭示應(yīng)力、應(yīng)變與時(shí)間之間的關(guān)系,深入研究材料的屈服規(guī)律和長(zhǎng)期強(qiáng)度特性。微觀實(shí)驗(yàn):通過(guò)觀察和分析材料的微觀結(jié)構(gòu),如多晶體中的缺陷、顆粒邊界特性以及位錯(cuò)狀態(tài)等,探索材料流動(dòng)行為的內(nèi)在機(jī)制。
剪應(yīng)力的加載一般分7級(jí),每級(jí)剪應(yīng)力的施加仍采用應(yīng)力控制法,其大小為正應(yīng)力的5%~10%。水平荷載設(shè)定與試驗(yàn)記錄見(jiàn)表6-11。表6-11 直剪流變?cè)嚇邮┘铀胶奢d值設(shè)計(jì)與試驗(yàn)記錄 在飽水直剪流變?cè)囼?yàn)過(guò)程中(圖6-25),始終保持“兩保(飽)”,即長(zhǎng)期飽水(全過(guò)程浸泡在水中),保持軸向荷載恒定。
對(duì)彈性和粘彈性材料的實(shí)驗(yàn)方法分為蠕變?cè)囼?yàn)、應(yīng)力松弛試驗(yàn)和動(dòng)力試驗(yàn)三種: 除蠕變和應(yīng)力松弛這類(lèi)靜力試驗(yàn)外,還可進(jìn)行動(dòng)力試驗(yàn),即對(duì)材料試件施加一定頻譜范圍內(nèi)的正弦振動(dòng)作用,研究材料的動(dòng)力效應(yīng)。此法特別適用于高分子類(lèi)線(xiàn)性粘彈性材料。
采取試樣為(27~28)cm×(27~28)cm×(27~28)cm的大尺寸樣或(17~18)cm×(17~18)cm×(17~18)cm的中尺寸樣(圖6-18)。剪切流變?cè)嚇拥闹苽溥^(guò)程與攜剪試驗(yàn)樣類(lèi)似,流變制樣盒尺寸較攜剪制樣盒要大(圖6-19),最終制成30cm×30cm×30.2cm的剪切流變樣(圖6-20),剪切帶厚度為12mm。
試驗(yàn)方面采用多種流變儀,比如毛細(xì)管流變儀來(lái)測(cè)量在不同剪切應(yīng)力作用下,流體粘度、流速等的變化,再進(jìn)行分析,從中得出該物質(zhì)的模量、分子量等重要性質(zhì)。醫(yī)學(xué)檢查上常用的血流變測(cè)定也是此原理。
物探測(cè)試檢測(cè)設(shè)備2臺(tái),包括波速檢測(cè)儀、工程檢測(cè)儀、地下管線(xiàn)探測(cè)儀等,任選2類(lèi)。 經(jīng)緯儀2臺(tái)、水準(zhǔn)儀5臺(tái),并提供儀器的檢定證書(shū)或校準(zhǔn)證書(shū)。 計(jì)算機(jī)等其他儀器設(shè)備,且軟件配套齊全。
一種是高壓固結(jié)儀10臺(tái),中低壓固結(jié)儀20臺(tái),三軸剪力儀2臺(tái),四聯(lián)直剪儀、無(wú)側(cè)限抗壓儀、滲透儀各1臺(tái);另一種是膨脹儀器、萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)、壓力試驗(yàn)機(jī)、巖石三軸儀各1臺(tái)。
直剪強(qiáng)度儀在水利工程中的應(yīng)用 直剪強(qiáng)度儀主要用于測(cè)定巖土體的剪切強(qiáng)度參數(shù)。在水利工程中,這些參數(shù)是設(shè)計(jì)和評(píng)估工程穩(wěn)定性的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。通過(guò)直剪強(qiáng)度儀,可以對(duì)不同巖土層進(jìn)行強(qiáng)度測(cè)試,獲得準(zhǔn)確的剪切強(qiáng)度數(shù)據(jù),從而為工程設(shè)計(jì)提供可靠依據(jù)。
水利巖土工程類(lèi):土工;巖石(體);基礎(chǔ)處理工程;壩體填筑工程;土工合成材料;主要做強(qiáng)度、密實(shí)性、滲透性、承載力 等方面的檢測(cè)。水利混凝土工程類(lèi):水泥;粉煤灰;混凝土骨料;混凝土;鋼筋;砂漿;外加劑;瀝青,主要做物理力學(xué)性能,強(qiáng)度、級(jí)配、抗凍、抗?jié)B、變形性能等方面的檢測(cè)。
一)《水利工程質(zhì)量檢測(cè)單位資質(zhì)等級(jí)申請(qǐng)表》;(二)計(jì)量認(rèn)證資質(zhì)證書(shū)和證書(shū)附表復(fù)印件;(三)主要試驗(yàn)檢測(cè)儀器、設(shè)備清單;(四)主要負(fù)責(zé)人、技術(shù)負(fù)責(zé)人的職稱(chēng)證書(shū)復(fù)印件;(五)管理制度及質(zhì)量控制措施。具有乙級(jí)資質(zhì)的檢測(cè)單位申請(qǐng)甲級(jí)資質(zhì)的,還需提交近三年承擔(dān)質(zhì)量檢測(cè)業(yè)務(wù)的業(yè)績(jī)及相關(guān)證明材料。
中國(guó)水利水電科學(xué)研究院巖土工程研究所是一家專(zhuān)注于巖土工程研究的機(jī)構(gòu),其下設(shè)土靜、動(dòng)力學(xué)與工程技術(shù)研究室(土工室)、巖石力學(xué)與工程技術(shù)研究室(巖基室)和巖土工程安全技術(shù)研究室(建安室),致力于科學(xué)研究和技術(shù)咨詢(xún)。
1、因?yàn)橹奔粼囼?yàn)無(wú)法預(yù)飽和試樣,且儀器無(wú)法控制不排水條件,做的結(jié)果并不滿(mǎn)足不排水強(qiáng)度的基本要求。
2、優(yōu)點(diǎn):直剪儀構(gòu)造簡(jiǎn)單,操作簡(jiǎn)便,在一般工程中應(yīng)用廣泛。缺點(diǎn):a.不能?chē)?yán)格控制排水條件,不能量測(cè)試驗(yàn)過(guò)程中試樣的孔隙水壓力。b.剪切面不是沿土樣最薄弱的面剪切破壞。c.剪切過(guò)程中剪切面上的剪應(yīng)力分布不均勻,剪切面積隨剪切位移的增加而減小。
3、優(yōu)點(diǎn):直剪結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,易于操作。缺點(diǎn):剪切平面定義在上下方框之間的平面上,而不是沿土壤樣本最薄弱的表面剪切。剪切面 上的 剪應(yīng)力 分布不均勻,土樣 的剪切破壞始于邊緣,應(yīng)力集中 發(fā)生 在邊緣 。在剪切過(guò)程中,土壤樣品的剪切面逐漸減小,而 剪切強(qiáng)度 則根據(jù)土壤樣品的原始 橫截面積 計(jì)算。
4、直剪試驗(yàn)和三軸試驗(yàn)的土試樣應(yīng)力狀態(tài)存在顯著差異。直剪試驗(yàn)中,土樣主要承受的是剪切應(yīng)力,而三軸試驗(yàn)則可以獨(dú)立控制豎向應(yīng)力和側(cè)向應(yīng)力,使得土樣能夠在不同的應(yīng)力組合下進(jìn)行測(cè)試。直剪試驗(yàn)通常僅能模擬單一方向的應(yīng)力狀態(tài),而三軸試驗(yàn)則可以模擬復(fù)雜的雙向或三向應(yīng)力狀態(tài)。
1、針對(duì)土壤滲透試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn):如常水頭滲透試驗(yàn)、變水頭滲透試驗(yàn)等,這些標(biāo)準(zhǔn)確保了滲透系數(shù)的準(zhǔn)確測(cè)定。其他相關(guān)土工試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn) 針對(duì)土壤粒度分析的標(biāo)準(zhǔn):如篩分法、激光粒度分析法等,用于確定土壤的顆粒組成。針對(duì)土壤界限含水率測(cè)定的標(biāo)準(zhǔn):如液塑限聯(lián)合測(cè)定法,用于確定土壤的塑性指數(shù)和液限。
2、土的含水量試驗(yàn):如烘干法、酒精燃燒法等,用于測(cè)定土的含水量,是了解土的基本物理性質(zhì)的重要指標(biāo)。土的密度試驗(yàn):包括環(huán)刀法、蠟封法等,用于測(cè)定土的密度,反映土的緊實(shí)程度。土的顆粒分析試驗(yàn):如篩分法、比重計(jì)法等,用于確定土的顆粒組成,了解土的粒徑分布。
3、GB/T 12398-1990《土工試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》(部分章節(jié)):該標(biāo)準(zhǔn)中包含了土的滲透性試驗(yàn)方法,如常水頭滲透試驗(yàn)、變水頭滲透試驗(yàn)等。 土的特殊性質(zhì)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn) 針對(duì)特定土壤類(lèi)型或特性的試驗(yàn)方法:例如,對(duì)于膨脹土、軟土等特殊土壤類(lèi)型,可能會(huì)有專(zhuān)門(mén)的試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)來(lái)評(píng)估其特殊的工程性質(zhì)。
4、土工試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)主要有:《土工試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》GB/T 50123系列標(biāo)準(zhǔn):這是我國(guó)土工試驗(yàn)的基礎(chǔ)性標(biāo)準(zhǔn),涵蓋了土的物理性質(zhì)、機(jī)械性質(zhì)及耐久性等多方面的試驗(yàn)方法,包括土的分類(lèi)、濕度測(cè)量、密度測(cè)定、強(qiáng)度試驗(yàn)等內(nèi)容,確保試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性和可比性。
5、土工試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)主要包括以下幾類(lèi):滲透試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn):用于測(cè)定土壤的滲透性能,包括常水頭滲透試驗(yàn)、變水頭滲透試驗(yàn)等,是評(píng)估土壤滲透性的重要手段。密度與濕度測(cè)試標(biāo)準(zhǔn):通過(guò)環(huán)刀法、蠟封法等測(cè)定土壤密度,以及烘干法、酒精燃燒法等測(cè)定土壤濕度,幫助了解土壤的密實(shí)程度和水分含量。
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