对于土的抗剪强度直剪试验的探讨

苏州昱创流体科技有限公司

         土的抗剪强度是指土体对于外荷载作用下，产生的剪应力的极限能力。当土中某点由外力所产生的剪应力达到抗剪强度时，土体的一部分相对于另一部分移动时，便认为该点发生了剪切破坏。剪切破坏是强度的重要特点。所以强度问题是土力学和土工试验中重要的基本内容之一。迄今为止，与强度有关的工程问题主要有下列几个方面：

①土作为材料，构成的土工构筑物的稳定问题。如土坝、路堤等填方边坡及天然土坡（包括挖方边坡）等稳定问题。

②土作为工程构筑物的环境问题。即土压力问题，如挡土墙地下结构的周围土体，它们的强度破坏将造成过大的对墙体的侧压力以致可能导致这些工程的工程构筑物发生滑动、倾覆等破坏事故。

③土作为建筑物地基的承载力问题。如果基础下地基土体产生整体滑动或者局部剪切区发展导致过大的甚至不均匀的基变形，都会造成上部结构的破坏或者出现影响正常使用的事故。所以土的强度测定及其原理将是土木工程的设计和验算提供理论依据和计算指标。

目前土工试验中直剪试验是大量的。从开土、切土到试验，工作量很大，而且强度也很大。这种重复性试验，在质量上很难保证，大量的试验数据可以说在设计上用得并不太多。

1、关于试验仪器问题，随着多变的工程的性质和土层不同的埋藏深度。

目前直剪仪在技术上、功能上不能满足这种现状，已经长期存在，问题至今未能得到重视。

大家知道目前直剪仪的供应商提供的直剪仪大固结压力为400kPa，但对于埋深大于30m土样，这就不能使用了。因此，生产的直剪仪需要满足大固结压力可达800kPa，甚至还有3200kPa高压直剪仪，这样可供高层、超高层、水利、海洋工程的岩土试验。

那么，为什么不生产中压、高压直剪试验仪呢？为什么明知不能满足试验要求，而还在利用这种50~60年代的试验仪器标准进行呢？我想请问我们编制土工试验的专家单位和教学科研单位，它们是如何解释？

在这里举个例子，例如取土为40cm深的土样，它的自重压力为320kPa左右，如果确定天然强度的固结压力是可以在300kPa左右，大家能接受。如果进行固结快剪和慢剪，则固结压力必须大于400kPa，这是一方面。第二方面，由于直剪试验无法控制排水条件。剪切过程中的孔隙水压力无法测得。国内外直剪试验在试验方法规定。直剪试验应该是慢剪，提供有效强度值。同时对于不同土性的有效剪，剪切速率也相应的改变，必须变成无级变速的试验方法。

2、关于剪切试验指标与方法

试验指标与试验方法，应该根据工程而定。例如，边坡稳定计算时，应该考虑两种情况，一种是正常的地质条件，另一种气候变化条件而定。因此试验方法和提供强度参数就不一样。对于浅基础和深基础的天然地基设计，对于桩基设计以及在动态里作用下的强度参数等等。也都需要根据工况来决定试验方法。因此强度试验仪器和方法都应该从实际出发而定，不应该一刀切。

3、关于试验的数量和子样数，据我所知，一个较大工程，取样数量和试验数量是十分可观。其实在代表性土层中取出一定的数量子样数就足够，问题是提高试验质量，这是十分关键，这种现状应予改变。

4、尤其是目前采用桩基工程和桩箱结合工程较多，那么强度试验的方法和参数如何确定？目前强度参数用在桩基工程上到底用多少呢？桩的摩擦阻力和桩端阻力与剪切试验结果又如何应用呢？据我们所知，单桩承载力基本上按规范查表计算而得，几代人修正基本上搬运抄袭而来。像这样的情况不知道规范如何修正，修正的依据。特别是如何用强度试验参数值进行验证和修正。如果不是这样，可以说试验意义不大，在这一点建议大家必须清醒认识。

5、目前所进行直剪强度试验，对于单桩的承载力计算时，没有考虑土的各向异性问题，因此需要大家注意的问题。强度试验方法和强度参数应该结合工程上应用？