66.3 操作步骤 66.3.1 试样制备和安装应下列步骤进行: 2 粗颗粒土在剪切过程中,颗粒的位置不断调整,在剪切区产生错动、翻滚和剪损现象。在直剪仪中,试样受剪力盒约束及剪切面固定,因此,剪切时粗粒要发生翻滚和错动较困难,导致颗粒剪破,剪切过程中伴随着明显的剪胀,使测得的强度偏高。为此,应在上、下剪切盒之间开一定的缝隙。开缝的目的在于避免颗粒剪破,使试样沿弱面剪切。但开缝过大也不恰当,因剪切区侧限作用过小,试样易从剪切缝挤出;开缝过小,不能消除约束的影响。根据国内资料综合分析,粗颗粒土直剪试验的开缝尺寸推荐(1/3~1/4)/dmax作为其使用标准。 3 试样制备选用以下方法: (1)击实法。采用与室内击实试验相同的功能分3层~5层及层缝交错法将试料击实至控制密度。 (2)振捣法。对砂砾石等无黏性粗颗粒土采用机械振捣到控制密度。 (3)静压法。用千斤顶施加静压力,分层将试料压实到控制密度。 试样制备方法应尽可能与现场施工情况一致。对于土坝及土石坝工程或回填基础的含黏质土粗颗粒土,一般可采用击实法制备试样。击锤底面积应比试样面积小,便于击实时排气,塑流揉搓,以与实际压实结构相似。对于无黏性粗颗粒土,采用振捣法制备,接近振动碾施工情况。静压法不便排气,静压时粗粒受压不均匀,在重要工程中也无使用经验,故不拟推荐。 4 试样饱和常用的方法有真空抽气饱和法、毛细管饱和法和浸水饱和法。实践证明,真空抽气饱和法的饱和度最高,效果最好,适用于含黏质土的粗颗粒土;水头饱和法次之,可用于无黏性粗颗粒土。浸水饱和法易使气体封闭在土内,并造成细粒在水的作用下向下移动,淤填孔隙,使试样密度不均匀,饱和效果最差,一般不宜使用。 66.3.2 快剪试验应按下列步骤进行: 1 渗透系数大于1×10-6cm/s的土不宜用此法。粗颗粒土在高压情况下,抗剪强度与垂直压力呈非线性关系,不符合库仑方程的直线关系。因此,在设备出力允许条件下,采用的最大垂直压力应符合建筑物或地基中的受力情况;如限于仪器设备能力达不到要求的出力时,应在提交试验资料时予以说明。 2 关于水平剪切力施加方法。根据国内的情况,水平剪切力的施加方法有以下三种: (1)应变控制法。按水平位移计读数的等速递增作为标准。 (2)时间控制法。采用液压稳压器均匀推动水平千斤顶施加水平剪切力,控制试样在3min~5min(有的单位控制在5min~10min)内剪损。 (3)应力控制法。按水平压力计读数递增水平剪切力。 剪切速率的大小直接关系到试样排水,是影响抗剪强度的主要因素之一。 对于无黏性粗颗粒土,其渗透系数较大,在荷载作用下孔隙水压力能迅速消散,在快剪和固结快剪条件下,也难避免排水固结,因而建议用三轴仪测定其不排水强度。 对于渗透系数较小的黏质粗颗粒土,快剪和固结快剪的剪切速率参考了直径61.8mm细粒土的剪切速率。对于固结慢剪,由于土料性质和渗透系数的差异,较难准确确定剪切速率,参考细粒土固结慢剪经验,建议估算破坏历时,根据破坏时的剪切变形计算剪切速率。可根据设备尺寸、土料性质等因素自行确定剪切速率,但要保证孔隙水压力消散充分。 66.3.3 固结快剪试验应按下列步骤进行: 2、3 目前对试样在垂直荷载作用下达到稳定的控制标准,大多数单位用每小时变形不大于0.01mm~0.05mm。本标准规定在垂直荷载作用下,每小时垂直变形小于0.03mm为变形稳定标准,这与原大型固结试验的变形稳定标准一致。 第66.3.4条第3款规定的理由与第66.3.2条第2款的相同。