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摘要：水库有效储水为宁夏九大产业尤其是葡萄酒、枸杞的灌溉提供有力支撑，我区水库大坝以土石坝为主，土的碎散性决定了土体破坏主要表现为剪切破坏。本文以宁夏中南部地区均质土坝为研究对象，基于“土石坝筑坝分层碾压固结以及稳定渗流期的土石坝心墙稳定分析”工况，采用直剪仪和三轴仪进行慢剪试验和固结排水试验，分别得到抗剪强度指标、值，初步确定两种试验指标大小的比值，为宁夏当地的相应技术规范提供参考。

关键词：慢剪试验、固结快剪试验、抗剪强度指标

1引言

宁夏地区水库大坝以土石坝为主，土的碎散性决定了土体破坏主要表现为剪切破坏。土的抗剪强度是指地基土抵抗外荷载破坏的能力，土的抗剪强度指标在地基承载力、土坡稳定以及挡土墙土压力等方面计算设计中至关重要。土的黏聚力与内摩擦角称为土的抗剪强度指标，土的抗剪强度指标主要通过室内试验获得，室内试验主要有直接剪切试验和三轴剪切试验[1]，直接剪切试验有快剪、固结快剪和慢剪，三轴剪切试验有不固结不排水试验（UU）、固结不排水试验（CU）、固结排水试验（CD）。

对于“土石坝筑坝分层碾压固结以及稳定渗流期的土石坝心墙稳定分析”工况，此种工况属于在整个过程中不产生明显的超静孔隙水压力的情况，所以选择排水试验[2][3]。三轴仪得到的抗剪强度指标可靠度高，但三轴仪试验设备造价高且操作复杂，而直剪仪设备简单，易于试验，期望获得两种仪器得到的抗剪强度指标的比例关系，就可以在工程中采用直剪仪的测试结果乘以相应的系数得到较精确的三轴仪的抗剪强度指标，以期降低造价节省时间。

2试验土料与试验方案

2.1试验土料

本试验土料为宁夏固原何家沟水库筑坝土料，其颗粒级配曲线如图1所示。库区上游阶地土料以壤土为主，主要分布有 2 个区域，左岸阶地为 1#料场，该土料达到《水利水电工程天然建筑材料勘察规程》（SL251—2015）中对土，料质量的技术要求，其天然含水率 6.9-9.0%，平均值 7.7%，最优含水率平均值19.8%，施工控制含水率 17.8-22.8%，天然含水率偏低，施工时需要加水增湿。最大干容重 r d （g/cm 3）为1.641，塑性指数Ip偏高为17，粘粒含量P（%）为16.7。

2.2试验方案：

直剪试验（慢剪试验）做6组试验得到相应的抗剪强度指标，同样的三轴试验（固结排水试验）也分别设置6组试验，得到相应的抗剪强度指标，最后将慢剪和固结排水试验得到的抗剪强度指标求其平均值、、、，然后用合适的的比例系数拟合相应的抗剪强度指标。其中三轴试验所用仪器如下图所示

3试验结果以及分析

3.1试验结果

利用直剪仪取得6组慢剪试验抗剪强度指标值如下：

利用三轴仪取得6组固结排水试验抗剪强度指标值如下：

从以上数据可以看出，由于试验仪器和方法的不同，抗剪强度指标也会有区别，但一般情况下直剪仪比三轴仪测出的结果会偏大。

三轴仪得到的抗剪强度指标可靠度高，但三轴仪试验设备造价高且操作复杂，而直剪仪设备简单，易于试验，期望获得两种仪器得到的抗剪强度指标的比例关系，就可以在工程中采用直剪仪的测试结果乘以相应的系数得到较精确的三轴仪的抗剪强度指标，以期降低造价节省时间，所以根据试验结果采用直剪仪做试验得到的结果需要乘以0.9-0.95的系数。

参考文献

[1]中华人民共和国国家标准. GB/T 50123-2019 土工试验方法标准[S].北京：中国计划出版社，2019.

[2]金耀华. 土力学与基础工程（第2版）[M].华中科技大学出版社，2018.

[3]KENNEY T C， LAU D. Internal stability of granular filters[J]. Canadian Geotechnical Journal， 1985， 22（2）： 215–225.