2018年公路检测工程师《水运结构与地基》考点：摩擦特性试验

　　摩擦特性试验

　　了解：直剪摩擦试验的原理和适用范围

　　熟悉：直剪仪的组成

　　直剪仪：有接触面积不变和接触面积递减(标准土样直剪仪)

　　组成：

　　剪切盒：

　　1) 接触面积不变剪切盒：盒内部尺寸不小于300mm×300mm，盒厚至少应为盒长的50%。试验土工隔栅时，最小尺寸还应该增加。剪切盒下部为刚性滑板，滑板的长度至少为剪切盒长度加上试样尺寸的16.5%

　　2) 接触面积递减剪切盒：上下剪切盒大小相等，尺寸至少为300mm×300mm

　　刚性滑板

　　水平力加载装置：用于推动下剪切盒水平方向恒速位移，位移速率1mm/min±0.2mm/min

　　施加法向力的装置：在下剪切盒位移过程中法向力始终保持垂直，精度：2%

　　测定剪切力和相对位移的装置：

　　1) 剪切力测量装置精度为0.5%

　　2) 相对位移测量装置精度为0.02mm

　　试样基座：用于放置试样，可为土质、硬木质基座、表面粒度为P80的氧化铝标准基座或其他刚性基座。

　　标准沙土：如试验中细砂有流失，砂土级配必须重新校正，可以对砂土加水以避免沙粒分离，含水率不得超过2%。应使用标准土样直剪仪测量沙土在不同法向压力下的最大剪应力及内摩擦角

　　掌握：土样(分标准砂和现场土)和土工布的制备;试验操作步骤;结果计算和评定;误差分析;注意事项

　　试验步骤：

　　试样制备：每个被测试方向取4块试样。样品两面不同，则每面4块试样。调湿和状态调节

　　1) 各点试样与基座之间用胶粘合et (P80氧化铝标准摩擦基座可部粘合)

　　2) 安装上剪切盒：用预先称准质量的标准砂土填充上剪切盒，装填厚度50 mm，压密后的干密度为1750kg/m3

　　3) 安装水平力加载仪、位移测量仪，并对试样施加50kpa的法向压力

　　4) 施加水平荷载使上下盒之间作1mm/min±0.2mm/min的相对位移，连续或间隔测量剪切力T，同时记录对应的相对位移△L，间隔时间为12s，开始可视情况加密，直至达到剪切面长度的16.5%

　　5) 卸下试样检查记录是否发生伸长、褶皱或损坏

　　6) 在100kpa\150kpa\200kpa法向应力下再各试验一块试样

　　计算：

　　1. 法向应力：σ=P/A=法向力/接触面积

　　2. 剪应力： τ=T/A=剪切力/接触面积 使用接触面积递减的仪器，每次计算应使用最大剪切力出现时相对应的实际接触面积

　　根据剪应力和对应的相对位移作图，求出每块试样的最大剪应力，不出现峰值时取位移量为剪切面积长度的10%时的剪应力作为最大剪应力。

　　对于4个试样，根据最大剪应力和对应的法向应力作图，通过各点作出最佳拟合直线，直线和法向压力轴之间的夹角即为土工织物和砂土的摩擦角，最大剪英里轴上的截距为土工织物和砂土的表观粘聚力

　　计算摩擦比 fg=τmax/τs max

　　τmax 在不同法向应力下的最大剪应力

　　τs max 在不同法向应力下的标准砂土的最大剪应力