實驗步驟(貫入試驗)
11)將土樣連同金屬模自水槽取出。
12)調節壓力機使其貫入速度為1 mm/min 。
13)於貫入度為0.025、0.05、0.075；
0.1…時記錄壓力衡圈讀數。
14)計算貫入阻力。
CE2302 土壤力學試驗
實驗十一 直接剪力試驗
實驗目的
求土壤之凝聚力 (c) 及內摩擦角 (φ)，作
為擋土牆分析、邊坡穩定分析及基礎承
載力計算之依據。
試驗原理
A
= N σ
N
N
S S
A
A
= S
τ c
σ
τ
φ
直接剪力試驗種類
不壓密快剪試驗(Q Test)
適合工程剛完成之土層，做為短期穩定分析之 用，可得c及φ值分析。
壓密快剪試驗(Qc Test)
適合工程已完成一段時間之土層，於水位急速 洩降時，穩定分析之用。可得ccu及φcu。
壓密慢剪試驗(S Test)
適合工程已完成一段時間之土層，長期性之穩 定分析，得c'及φ'值而加以分析。
實驗步驟(試體準備)
1) 將剪力盒分解、洗淨與拭乾。然後將上下盒用螺絲釘 固定在一起，安置剪力儀上。
2) 將墊板、下透水石與下夾土鈑放入剪力盒中，夾土鈑 牙紋需與剪力方向垂直。
3) 以土匙將砂土移入盒中，並隨時用夯鈑將土面壓平，
至土壤在剪破面的上、下等厚為止。並以測微尺度試 體厚度。放入上夾土鈑，牙紋與剪力方向垂直。
4) 放入上透水石與加壓鈑。掛上加壓架並調節其平衡槓 桿使加壓架與加壓板接觸但無荷重。裝上沉陷錶於試 驗位置並設定適當零點。
實驗步驟(剪動試體)
5) 調節齒輪箱齒輪與擋數，設定剪動速率，使用 1.2mm/min的剪動速率。
6) 用手推動剪力盒與衡圈接觸後停止。
7) 將呆重掛上加壓架，並記錄沉陷錶讀數，一如壓密 試驗。若是純粹砂土沉陷應在數分鐘內停止。
8) 拔出固定上、下盒的螺絲釘，調整上下盒間距。
9) 再度開動剪力機，在一定間隔的水平變形記錄衡圈 讀數及垂直變形。至衡圈讀數達最大值後再記錄5 點，若無尖峰強度時記錄至20％變形時停車。
10)倒車解除呆重退出剪力盒，清出盒內的土。
11)重複1.至10.的步驟3~4次，但呆重加倍。
實驗步驟(數據整理)
12)將剪應力係由衡圈讀數乘衡圈常數，再被試體斷面積 相除即得。
13)正應力係由呆重與試體斷面積相除即得。
14)每一試體受剪，皆需繪製：
"剪動變形～垂直變形"曲線
"剪動變形～剪應力"曲線
15)將受剪各試體的剪力強度(剪應力之最大值)與正應力 值，在”正應力～剪應力”座標上標出。
16)連接”正應力~剪應力”座標上各點成一直線，其斜率 為抗剪角( angle of shear resistance)，其在剪應力軸 上的截距為凝聚力(cohesion intercept)。非黏性土的 凝聚力為零或近於零。
CE2302 土壤力學試驗
實驗十二 無圍壓縮試驗
實驗目的
求凝聚性土壤(粘土)之不排水剪力強度C
u試驗原理
u
u q
C 2
= 1 τ
σ qu Cu
A
= P
σ = − ε
1 A
0A
L
∆ L ε =
P
A L
實驗步驟
1) 將夯實模之內側均勻塗抹一薄層之凡士林。
2) 取約200g之濕土，分三層每層打擊16次夯實試體 。 3) 把夯實模底部取下，將試體頂出後以游標卡尺測其直
徑及高度並秤其重量。
4) 將試體放置在試驗機器上，升高加壓台使試體與壓力 衡圈輕微接觸後將軸向變位計歸零。
5) 以0.76 mm/分 之速度加壓試體，軸向變位計每旋轉 50小格記錄壓力衡圈讀數直至其破壞或應變達15%。
6) 計算軸向應變、軸向力、及軸向應力。
7) 繪製應力-應變關係曲線，求qu及Cu。
CE2302 土壤力學試驗
實驗十三 不壓密不排水(UU)三軸試驗
實驗目的
求凝聚性土壤(粘土)之不排水剪力強度C
u三軸試驗原理
σ φ σ σ
σ σ
cos22 2
3 1 3
1+ + −
n =
σ1
σ3 σn τn
σ φ
τ σ sin 2
2
3 1
−
n
=
τc σ
σ1 σ3 σn
τn
φ
三軸試驗分類
三軸試驗步驟
施加圍壓 (σ3)
施加軸差應力(σa)
三軸試驗分類
不壓密不排水(UU)三軸試驗
壓密不排水(CU)三軸試驗
壓密排水(CD)三軸試驗 σ3
σ3 σ3 σ3 σa + = σ1
UU三軸試驗破壞包絡線
飽和試體(B=1)
不飽和試體(B<1)
− u
= σ
σ ∆ u = B ∆ σ
3+ A ∆ ( σ
1− σ
3)
σ
3∆
=
∆u ∆ σ = 0
σ
3∆
<
∆u ∆ σ > 0
τσ
實驗步驟
1) 將夯實模之內側均勻塗抹一薄層之凡士林。
2) 取約200g之濕土，分三層每層打擊16次夯實試體 。 3) 把夯實模底部取下，將試體頂出後以游標卡尺測其直
徑及高度並秤其重量。
4) 將試體放在三軸室底座後，加上頂蓋、將橡皮膜套上 試體，並以O形環套在底座及頂蓋上。
5) 組裝三軸室，將其灌滿水後，施加預定之圍壓。
6) 將三軸室放置在載重機器上，升高加壓台使試體與荷 重計輕微接觸後將軸向變位計歸零。