1

Soil Mechanics LaboratorySoil Mechanics LaboratorySoil Mechanics Laboratory

การทดสอบกําลังตานทานแรงเฉือนโดยวิธีแรงเฉือนโดยตรง

RajamangalaUniversity of Technology Rattanakosin Wang Klai Kangwong

Civil Engineering

ผูชวยศาสตราจารยชูศักดิ์ คีรีรัตน

มาตรฐานการทดสอบ ทฤษฎีการทดสอบ การแปลผลการทดสอบ การนําไปใชงาน

Lab 13:Lab 13: Direct Shear TestDirect Shear Test

Asst.Prof.Chusak Kererat

มาตรฐานการทดสอบทางวิศวกรรมปฐพี

ASTM D 3080-98 Test Method for Direct Shear Test of Soils underConsolidated Drained Conditions.

2

ทฤษฎีการทดสอบ

การทดสอบกําลังตานทานแรงเฉือนโดยวิธีแรงเฉือนโดยตรง เปนการทดสอบหาพารามิเตอรกําลังตานทานแรงเฉือนของดินทรายและดินเหนียว

คงสภาพ

ทฤษฎีการทดสอบ

Shearing Force = T

Normal Force = N

Soil

Shear Resistance

หลักการทดสอบ

เริ่มทดสอบ กําลังทดสอบ

3

ทฤษฎีการทดสอบ

S = c + σ tanφ

σftanφ

c

τf

Cohesion

Internal Friction Angle

ทฤษฎีการทดสอบ

แรงเสียดทานที่เกิดข้ึนระหวางวัสดุและระหวางเม็ดดิน

ระหวางวัสดุ ระหวางเม็ดดิน

4

ทฤษฎีการทดสอบ

พฤติกรรมการเกิดแรงเสียดทานในดิน

AB

การขัดยดึระหวางเม็ดดิน

(Particle Interlocking)ความฝดของผิวหนาเม็ดดิน

(Particle Surface Friction)

BC

ทฤษฎีการทดสอบ

พฤติกรรมการเกิดแรงยึดเกาะในดิน

ความเชื่อมแนน(Cementation)

แรงดึงดูดระหวางเม็ดดิน

(Particle Attraction)

5

ทฤษฎีการทดสอบ

แผนภาพการทดสอบ

ลักษณะการเฉือน

ทฤษฎีการทดสอบ

Dial GaugeProving Ring

6

ทฤษฎีการทดสอบ

กลองแรงเฉือน (Shear Box)

ทฤษฎีการทดสอบ

ประเภทของการทดสอบ Direct Shear Test

การทดสอบแบบ Stress Control

7

ทฤษฎีการทดสอบ

การทดสอบแบบ Strain Control

ทฤษฎีการทดสอบ

ชนิดของการทดสอบ Direct Shear Test

1. Quick Test

2. Consolidated-Quick Test

3. Consolidation-Slow Test

4. การทดสอบกับตัวอยางทราย

8

ทฤษฎีการทดสอบ

ผลการทดสอบ

(OC - Soil)

(NC - Soil)

ทฤษฎีการทดสอบ

9

ทฤษฎีการทดสอบ

การแปลผลการทดสอบหาพารามิเตอรกําลังตานทานแรงเฉือน

อุปกรณกลองแรงเฉือน

10

การแปลผลการทดสอบหาพารามิเตอรกําลังตานทานแรงเฉือน

การแปลผลการทดสอบหาพารามิเตอรกําลังตานทานแรงเฉือน

11

การแปลผลการทดสอบหาพารามิเตอรกําลังตานทานแรงเฉือน

การเตรียมตัวอยางดินเหนียว

การแปลผลการทดสอบหาพารามิเตอรกําลังตานทานแรงเฉือน

12

การเตรียมตัวอยางดินทราย

การแปลผลการทดสอบหาพารามิเตอรกําลังตานทานแรงเฉือน

การคํานวณแผนน้ําหนักบรรทุก

การแปลผลการทดสอบหาพารามิเตอรกําลังตานทานแรงเฉือน

13

การแปลผลการทดสอบหาพารามิเตอรกําลังตานทานแรงเฉือน

1. คํานวณหนวยแรงกดทับ (Total Stress or Effective Stress)2

vo 59.4 t/m 1.8x33 ==σ

2. คํานวณพื้นที่หนาตัดของตัวอยาง (Cross Section Area)22 cm 31.67 x6.35

4 A =π

=

3. คํานวณหนวยแรงกดเนื่องจากน้ําหนักคานงัดและหวงแขวน

นน. คานแขวนตรง (Wh) = 6.4 กก.

นน. คานงัด (Wa) = 5.23 (y/x)= 5.23 (200/50) = 20.92 kg

นน. หวงแขวนปลายคาน (W1) = 0.96 (z/y)= 0.96 (500/50) = 9.60 kg

หนวยแรงกดทับ = 36.97/31.67 = 1.166 ksc

การแปลผลการทดสอบหาพารามิเตอรกําลังตานทานแรงเฉือน

4. กําหนดหนวยแรงกดทับ 3 คา

vovovo 1.5 , , 3/2 σσσ

5. คํานวณหาขนาดของแผนน้ําหนักกดทับ

1.5σVO = 1.5(59.4) = 8.91 kscหนวยแรงที่ตองเพิ่ม = 8.91-1.166 = 7.744 kscขนาดแผนน้ําหนักกดทบั = 7.744 [A/อัตราสวนคานงัด(z/x)]

= 7.744 [31.67/(500/50)]= 24.5 kg

หมายเหตุ ควรเลือกใชคาน้ําหนักที่ลงตัวตามแผนน้ําหนักที่มีอยู

14

ข้ันตอนการทดสอบ

การแปลผลการทดสอบหาพารามิเตอรกําลังตานทานแรงเฉือน

นํากลองแรงเฉือนวาง

ในเครื่องทดสอบ

วางที่แขวนน้ําหนัก

กดทับบนกองแรงเฉือน

จัดตําแหนงของมาตรวัด

การยุบตัวเทากบัศูนย

แขวนน้ําหนักกดทับ

ตามที่ไดคํานวณไว

หมุนเพิม่แรงเฉือน

ดวยอตัราคงที่

หมุนเพิม่แรงเฉือน

จนตัวอยางวบิตัิ

ทฤษฎีการทดสอบการแปลผลการทดสอบหาพารามิเตอรกําลังตานทานแรงเฉือน

15

การหาคา Shear Strength Parameters

การแปลผลการทดสอบหาพารามิเตอรกําลังตานทานแรงเฉือน

การนําไปใชงาน

พิจารณาในชวง Short Term หนวยแรงที่เกิดข้ึนเปนแบบ Total Stress และปริมาณ

ความชื้น ไม เปลี่ ยนแปลง

ภายใตน้ําหนักระทํา

16

ดูวีดีโอแสดงขั้นตอนการทดสอบ และการกรอกขอมูล