10.7.1 現(xiàn)場(chǎng)直剪試驗(yàn)可用于巖土體本身、巖土體沿軟弱結(jié)構(gòu)面和巖體與其他材料接觸面的剪切試驗(yàn)，可分為巖土體試體在法向應(yīng)力作用下沿剪切面剪切破壞的抗剪斷試驗(yàn)，巖土體剪斷后沿剪切面繼續(xù)剪切的抗剪試驗(yàn)<摩擦試驗(yàn))，法向應(yīng)力為零時(shí)巖體剪切的抗切試驗(yàn)。

10.9.2 現(xiàn)場(chǎng)直剪試驗(yàn)可在試洞、試坑、探槽或大口徑鉆孔內(nèi)進(jìn)行。當(dāng)剪切面水平或近于水平時(shí)，可采用平推法或斜推法；當(dāng)剪切面較陡時(shí)，可采用楔形體法。
同一組試驗(yàn)體的巖性應(yīng)基本相同，受力狀態(tài)應(yīng)與巖土體在工程中的實(shí)際受力狀態(tài)相近。

10.9.3 現(xiàn)場(chǎng)直剪試驗(yàn)每組巖體不宜少于5個(gè)。剪切面積不得小于0.25m²。試體最小邊長(zhǎng)不宜小于50cm，高度不宜小于最小邊長(zhǎng)的0.5倍。試體之間的距離應(yīng)大于最小邊長(zhǎng)的1.5倍。
每組土體試驗(yàn)不宜少于3個(gè)。剪切面積不宜小于0.3m²，高度不宜小于20cm或?yàn)樽畲罅降?～8倍，剪切面開(kāi)縫應(yīng)為最擴(kuò)小粒徑的1／3～1／4。

10.9.4 現(xiàn)場(chǎng)直剪試驗(yàn)的技術(shù)要求應(yīng)符合下列規(guī)定：
1. 開(kāi)挖試坑時(shí)應(yīng)避免對(duì)試體的擾動(dòng)和含水量的顯著變化；在地下水位以下試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)避免水壓力和滲流對(duì)試驗(yàn)的影響；
2. 施加的法向荷載、剪切荷載應(yīng)位于剪切面、剪切縫的中心；或使法向荷載與剪切荷載的合力通過(guò)剪切面的中心，并保持法向荷載不變；
3. 最大法向荷載應(yīng)大于設(shè)計(jì)荷載，并按等量分級(jí)；荷載精度應(yīng)為試驗(yàn)最大荷載的±2％；
4. 每一試體的法向荷載可分4—5級(jí)施加；當(dāng)法向變形達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定時(shí)，即可施加剪切荷載；
5. 每級(jí)剪切荷載按預(yù)估最大荷載的8％～10％分級(jí)等量施加，或按法向荷載的5％～10％分級(jí)等量施加；巖體按每5～10min，土體按每30s施加一級(jí)剪切荷載；
6. 當(dāng)剪切變形急劇增長(zhǎng)或剪切變形達(dá)到試體尺寸的1／10時(shí)，可終止試驗(yàn)；
7. 根據(jù)剪切位移大于10mm時(shí)的試驗(yàn)成果確定殘余抗剪強(qiáng)度，需要時(shí)可沿剪切面繼續(xù)進(jìn)行摩擦試驗(yàn)。

10.9.5 現(xiàn)場(chǎng)直剪試驗(yàn)成果分析應(yīng)包括下列內(nèi)容：
1. 繪制剪切應(yīng)力與剪切位移曲線、剪應(yīng)力與垂直位移曲線，確定比例強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、峰值強(qiáng)度、剪脹點(diǎn)和剪脹強(qiáng)度；
2. 繪制法向應(yīng)力與比例強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、峰值強(qiáng)度、殘余強(qiáng)度的曲線，確定相應(yīng)的強(qiáng)度參數(shù)。

條文說(shuō)明

10.9 現(xiàn)場(chǎng)直接剪切試驗(yàn)

10.9.1 《94規(guī)范》中本節(jié)包括現(xiàn)場(chǎng)直剪試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)三軸試驗(yàn)，本次修訂時(shí)，考慮到現(xiàn)場(chǎng)三軸試驗(yàn)已非常規(guī)，屬于專(zhuān)門(mén)性試驗(yàn)，故不列入本規(guī)范。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《工程巖體試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)))(GB／T 50266—99)也未包括現(xiàn)場(chǎng)三軸試驗(yàn)?，F(xiàn)場(chǎng)直剪試驗(yàn)，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)工程地質(zhì)條件、工程荷載特點(diǎn)，可能發(fā)生的剪切破壞模式、剪切面的位置和方向、剪切面的應(yīng)力等條件，確定試驗(yàn)對(duì)象，選擇相應(yīng)的試驗(yàn)方法。由于試驗(yàn)巖土體遠(yuǎn)比室內(nèi)試樣大，試驗(yàn)成果更符合實(shí)際。

10.9.2 本條所列的各種試驗(yàn)布置方案，各有適用條件。
圖10.2中(a)、(b)、(c)剪切荷載平行于剪切面，為平推法；(d)剪切荷載與剪切面成a角，為斜推法。 (a)施加的剪切荷載有一力臂e₁存在，使剪切面的剪應(yīng)力和法向應(yīng)力分布不均勻。(b)使施加的法向荷載產(chǎn)生的偏心力矩與剪切荷載產(chǎn)生的力矩平衡，改善剪切面上的應(yīng)力分布，使趨于均勻分布，但法向荷載的偏心矩e₂較難控制，故應(yīng)力分布仍可能不均勻。 (c)剪切面上的應(yīng)力分布是均勻的，但試驗(yàn)施工存在一定困難。

圖10.2 現(xiàn)場(chǎng)直剪方案布置

圖10.2中(d)法向荷載和斜向荷載均通過(guò)剪切面中心，a角一般為15°。在試驗(yàn)過(guò)程中，為保持剪切面上的正應(yīng)力不變，隨著a值的增加，p值需相應(yīng)降低，操作比較麻煩。進(jìn)行混凝土與巖體的抗剪試驗(yàn)，常采用斜推法，進(jìn)行土體、軟弱面(水平或近乎水平)的抗剪試驗(yàn)，常采用平推法。
當(dāng)軟弱面傾角大于其內(nèi)摩擦角時(shí)，常采用楔形體(e)、(f)方案，前者適用于剪切面上正應(yīng)力較大的情況，后者則相反。
圖中符號(hào)p為豎向(法向)荷載；Q為剪切荷載；σ_x、σ_y為均布應(yīng)力；г為剪應(yīng)力；σ為法向應(yīng)力；e₁、e₂為偏心距； (e)、(f)為沿傾向軟弱面剪切的楔形試體。

10.9.3 巖體試樣尺寸不小于50cm×50cm，一般采用70cm×70cm的方形體，與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)一致。土體試樣可采用圓柱體或方柱體，使試樣高度不小于最小邊長(zhǎng)的0.5倍；土體試樣高度則與土中的最大粒徑有關(guān)。

10.9.4 對(duì)現(xiàn)場(chǎng)直剪試驗(yàn)的主要技術(shù)要求作如下說(shuō)明：
1. 保持巖土樣的原狀結(jié)構(gòu)不受擾動(dòng)是非常重要的，故在爆破、開(kāi)挖和切樣過(guò)程中，均應(yīng)避免巖土樣或軟弱結(jié)構(gòu)面破壞和含水量的顯著變化；對(duì)軟弱巖土體，在頂面和周邊加護(hù)層(鋼或混凝土)，護(hù)套底邊應(yīng)在剪切面以上；
2. 在地下水位以下試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)先降低水位，安裝試驗(yàn)裝置恢復(fù)水位后，再進(jìn)行試驗(yàn)；
3. 法向荷載和剪切荷載應(yīng)盡可能通過(guò)剪切面中心；試驗(yàn)過(guò)程中注意保持法向荷載不變；對(duì)于高含水量的塑性軟弱層，法向荷載應(yīng)分級(jí)施加，以免軟弱層擠出。

圖 10.3 確定屈服強(qiáng)度的輔助方法

10.9.5 繪制剪應(yīng)力與剪切位移關(guān)系曲線和剪應(yīng)力與垂直位移曲線。
依據(jù)曲線特征，確定強(qiáng)度參數(shù)，見(jiàn)圖10.3。
1. 比例界限壓力定義為剪應(yīng)力與剪切位移曲線直線段的末端相應(yīng)的剪應(yīng)力，如直線段不明顯，可采用一些輔助手段確定：
1)用循環(huán)荷載方法 在比例強(qiáng)度前卸荷后的剪切位移基本恢復(fù)，過(guò)比例界限后則不然；
2)利用試體以下基底巖土體的水平位移與試樣的水平位移的關(guān)系判斷 在比例界限之前，兩者相近；過(guò)比例界限后，試樣的水平位移大于基底巖土的水平位移；
3)繪制г—“u／г曲線(г—剪應(yīng)力，u—剪切位移) 在比例界限之前，u／г變化極?。贿^(guò)比例界限后，u／г值增大加快：
2. 屈服強(qiáng)度可通過(guò)繪制試樣的絕對(duì)剪切位移u_A與試樣和基底間的相對(duì)位移u_R以及與剪應(yīng)力г的關(guān)系曲線來(lái)確定，在屈服強(qiáng)度之前，u_R的增率小于u_A，過(guò)屈服強(qiáng)度后，基底變形趨于零，則u_A與u_R的增率相等，其起始點(diǎn)為A，剪應(yīng)力г與u_A曲線上A點(diǎn)相應(yīng)的剪應(yīng)力即屈服強(qiáng)度；
3. 峰值強(qiáng)度和殘余強(qiáng)度是容易確定的；
4. 剪脹強(qiáng)度相當(dāng)于整個(gè)試樣由于剪切帶發(fā)生體積變大而發(fā)生相對(duì)的剪應(yīng)力，可根據(jù)剪應(yīng)力與垂直位移曲線判定；
5. 巖體結(jié)構(gòu)面的抗剪強(qiáng)度，與結(jié)構(gòu)面的形狀、閉合、充填情況和荷載大小及方向等有關(guān)。
根據(jù)長(zhǎng)江科學(xué)院的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)于脆性破壞巖體，可以采取比例強(qiáng)度確定抗剪強(qiáng)度參數(shù)；而對(duì)于塑性破壞巖體，可以利用屈服強(qiáng)度確定抗剪強(qiáng)度參數(shù)。
驗(yàn)算巖土體滑動(dòng)穩(wěn)定性，可以采取殘余強(qiáng)度確定的抗剪強(qiáng)度參數(shù)。因?yàn)樵诨瑒?dòng)面上破壞的發(fā)展是累進(jìn)的，發(fā)生峰值強(qiáng)度破壞后，破壞部分的強(qiáng)度降為殘余強(qiáng)度。