李峰, 陳偉, 袁俊平, 畢慶濤, 吳建濤, 曹雪山

(1.安徽省投資集團(tuán)控股有限公司，安徽 安慶246000； 2.河海大學(xué) 巖土力學(xué)與堤壩工程教育重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇 南京 210098； 3.河海大學(xué) 巖土工程研究所，江蘇 南京 210098； 4.華北水利水電大學(xué) 資源與環(huán)境學(xué)院，河南 鄭州 450045； 5.河海大學(xué) 道路與鐵道工程研究所，江蘇 南京 210098)

引江濟(jì)淮試驗(yàn)工程中不同尺寸試樣抗剪強(qiáng)度的試驗(yàn)對(duì)比研究

李峰1, 陳偉2,3, 袁俊平2,3, 畢慶濤4, 吳建濤5, 曹雪山5

(1.安徽省投資集團(tuán)控股有限公司，安徽 安慶246000； 2.河海大學(xué) 巖土力學(xué)與堤壩工程教育重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇 南京 210098； 3.河海大學(xué) 巖土工程研究所，江蘇 南京 210098； 4.華北水利水電大學(xué) 資源與環(huán)境學(xué)院，河南 鄭州 450045； 5.河海大學(xué) 道路與鐵道工程研究所，江蘇 南京 210098)

邊坡巖土體的抗剪強(qiáng)度是評(píng)估邊坡穩(wěn)定性的關(guān)鍵參數(shù)，采用較小尺寸試樣可能難以反映巖土體的結(jié)構(gòu)性，導(dǎo)致測(cè)試結(jié)果偏離實(shí)際情況。為研究尺寸效應(yīng)對(duì)不同巖土體抗剪強(qiáng)度參數(shù)取值的影響，選取引江濟(jì)淮試驗(yàn)工程的4種典型巖土層，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)原位大型剪切試驗(yàn)與室內(nèi)小尺寸試樣的直剪試驗(yàn)。結(jié)果表明：受原位地質(zhì)條件的影響，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)大型剪切試驗(yàn)時(shí)，巖土體應(yīng)力-應(yīng)變曲線的剪應(yīng)力峰值更突出，達(dá)到峰值以后，經(jīng)歷1%～2%剪應(yīng)變即達(dá)殘余剪應(yīng)力，不同巖土體應(yīng)力-應(yīng)變曲線表現(xiàn)出明顯的差異性；影響巖土體尺寸效應(yīng)的因素眾多，僅從黏粒含量、膨脹性、取樣擾動(dòng)來(lái)分析現(xiàn)場(chǎng)與室內(nèi)剪切試驗(yàn)的差異性是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，對(duì)于不同地質(zhì)的實(shí)際工程，現(xiàn)場(chǎng)原位剪切試驗(yàn)仍然是獲取合理強(qiáng)度參數(shù)的關(guān)鍵性試驗(yàn)。基于試驗(yàn)結(jié)果，給出了該地區(qū)采用室內(nèi)直剪試驗(yàn)所得的強(qiáng)度參數(shù)的建議修正比率。

原位大直剪;室內(nèi)直剪;試樣尺寸;剪切強(qiáng)度

邊坡巖土體的抗剪強(qiáng)度是評(píng)估邊坡穩(wěn)定性的關(guān)鍵參數(shù)，其合理的取值是進(jìn)行邊坡設(shè)計(jì)、確定坡度的重要前提。獲取邊坡巖土體強(qiáng)度參數(shù)的常用方法主要有室內(nèi)直剪試驗(yàn)與三軸試驗(yàn)。

天然巖土體中往往含有微裂隙或節(jié)理，常規(guī)室內(nèi)試驗(yàn)所用的試樣尺寸較小，不能包含足夠的微裂隙或節(jié)理。同時(shí)，取樣和運(yùn)輸不可避免地對(duì)巖土體造成擾動(dòng)。因此，室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果往往低估了巖土體的裂隙性[1-2]和結(jié)構(gòu)性，難以真實(shí)反映巖土體的實(shí)際強(qiáng)度特征[3]。

為解決此問(wèn)題，已有不少學(xué)者采用現(xiàn)場(chǎng)大型剪切試驗(yàn)來(lái)研究邊坡巖土體的強(qiáng)度特性。江益敏等[4]、張衛(wèi)民等[5-6]、駱飛等[7]探討了土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)對(duì)邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)的影響，認(rèn)為選取適當(dāng)?shù)目辜魪?qiáng)度指標(biāo)對(duì)分析計(jì)算邊坡穩(wěn)定性十分必要。黃志全等[8]對(duì)南陽(yáng)膨脹土進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)剪切試驗(yàn)，對(duì)比典型滑坡反算結(jié)果，驗(yàn)證了現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果的合理性。周江平等[9]從材料的微觀力學(xué)性質(zhì)入手，認(rèn)為不同尺寸巖土體試樣強(qiáng)度的試驗(yàn)結(jié)果不同，當(dāng)土體試樣尺寸大于中尺寸時(shí)，試驗(yàn)強(qiáng)度的代表性較好。王捷等[10]對(duì)駟馬山切嶺段不同高程膨脹土進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)和室內(nèi)剪切試驗(yàn)，結(jié)果顯示：現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)測(cè)得的強(qiáng)度低于室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果，而且隨著取樣高程的降低，兩者差距逐漸增大。陽(yáng)云華等[11]對(duì)南水北調(diào)中線工程膨脹土進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)和室內(nèi)剪切試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)：隨著膨脹性的增加，膨脹土的強(qiáng)度折減系數(shù)(室內(nèi)與現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果的比值)逐漸減小。臧德記等[12]則對(duì)比了膨脹巖原狀樣與重塑樣的剪切性狀，認(rèn)為原狀樣的結(jié)構(gòu)性是兩者差異的主要原因。程勝?lài)?guó)等[13]結(jié)合千將坪滑坡原位直剪試驗(yàn)及滑坡抗剪強(qiáng)度參數(shù)特征，認(rèn)為土顆粒定向排列造成巖土體抗剪強(qiáng)度下降是滑坡的主要原因。這些研究結(jié)果均有力地說(shuō)明了現(xiàn)場(chǎng)大尺寸剪切試驗(yàn)結(jié)果能較好地反映巖土體的結(jié)構(gòu)性。對(duì)于室內(nèi)常規(guī)試驗(yàn)結(jié)果，應(yīng)考慮取樣擾動(dòng)和試樣尺寸大小對(duì)剪切試驗(yàn)的影響，并進(jìn)行適當(dāng)修正，進(jìn)而確定合理的參數(shù)指標(biāo)。然而，如何進(jìn)行修正，目前尚少有文獻(xiàn)報(bào)道。

結(jié)合引江濟(jì)淮試驗(yàn)工程，選擇4種典型巖土體，分別進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)原位大型剪切試驗(yàn)和室內(nèi)小尺寸試樣直剪試驗(yàn)，對(duì)比兩種試驗(yàn)條件下巖土體的剪切性狀及結(jié)果的差異，進(jìn)而歸納出該地區(qū)由室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果確定巖土體強(qiáng)度參數(shù)指標(biāo)的修正(折減)系數(shù)。

1 工程背景

引江濟(jì)淮試驗(yàn)工程位于安徽省合肥市蜀山區(qū)小廟鎮(zhèn)，全程1.5 km，地表沿線大部分為第四系地層覆蓋。第四系上更新統(tǒng)(Q3)：廣泛出露于試驗(yàn)工程河道地表，厚度一般為10～20 m，以沖積物為主。主要為灰黃、棕黃色、黑色重粉質(zhì)壤土、粉質(zhì)黏土、輕粉質(zhì)壤土夾砂壤土，含鈣質(zhì)結(jié)核及鐵錳小球。第四系全新統(tǒng)(Q4)：零星分布于河道附近，厚度一般為1～3 m，以沖積物為主。主要為灰黃、灰色重粉質(zhì)壤土。試驗(yàn)工程揭露的基巖主要為白堊系(K)粉、細(xì)砂巖、泥巖、泥質(zhì)粉砂巖等。試驗(yàn)段中區(qū)右岸地層分布如圖 1所示。

圖1 引江濟(jì)淮試驗(yàn)段中區(qū)右岸地層分布圖(單位：m)

2 試驗(yàn)方法

2.1 試驗(yàn)場(chǎng)址與土料

此次選擇了引江濟(jì)淮試驗(yàn)工程裸三區(qū)(樁號(hào)范圍K41+600～K41+700)一級(jí)馬道、二級(jí)坡面和三級(jí)坡面4個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)(圖1)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，并在各試驗(yàn)點(diǎn)，用環(huán)刀切取原狀樣，進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn)。試驗(yàn)所選4種典型巖土體材料的基本性質(zhì)見(jiàn)表1。

表1 巖土體基本性質(zhì)指標(biāo)

2.2 試驗(yàn)設(shè)備

現(xiàn)場(chǎng)直剪試驗(yàn)采用華北水利水電大學(xué)研制的XZJ-500型現(xiàn)場(chǎng)剪切測(cè)試系統(tǒng)，如圖2所示。

圖2 現(xiàn)場(chǎng)大型原位剪切試驗(yàn)設(shè)備

該系統(tǒng)主要由剪切盒、反力框架、水平與豎向加載千斤頂、位移與荷載量測(cè)傳感器、采集箱等組成。其中，剪切盒直徑500 mm，高260 mm；水平和豎向軸力計(jì)量程0～100 kN，精度0.1 kN；水平和豎向位移計(jì)量程-100～100 mm；數(shù)據(jù)采集箱，自動(dòng)采集并記錄相關(guān)試驗(yàn)數(shù)據(jù)。

室內(nèi)直剪試驗(yàn)采用DZ-4型應(yīng)變控制四聯(lián)式直剪儀，試樣直徑61.8 mm，高20 mm。

2.3 試驗(yàn)方案

筆者對(duì)試驗(yàn)段4種不同膨脹性的典型巖土層分別進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)原位大型剪切試驗(yàn)，試驗(yàn)方法為天然快剪。臧德記等[12]、楊和平等[14]指出，膨脹土失穩(wěn)破壞具有淺層性，不少滑坡深度不超過(guò)2 m，認(rèn)為采用小載荷剪切試驗(yàn)所得強(qiáng)度更接近膨脹巖土切坡實(shí)際強(qiáng)度。本試驗(yàn)中最大上覆壓力不超過(guò)110 kPa，為小載荷剪切。根據(jù)規(guī)范[15]，試驗(yàn)采用應(yīng)變控制法，剪切速率控制在3 mm/min，當(dāng)剪切變形達(dá)到試樣尺寸的1/10后，終止試驗(yàn)。

根據(jù)規(guī)范[15]，室內(nèi)直剪試驗(yàn)設(shè)定豎向荷載分別為25、50、75、100 kPa，剪切速率為0.8 mm/min，剪切時(shí)間為8 min。

2.4 試驗(yàn)步驟

1)采用人工切削的方式制備剪切試樣，并測(cè)量試驗(yàn)區(qū)不同位置巖土體的天然含水率。

2)安裝剪切盒、固定反力框架，控制試樣位置與水平千斤頂?shù)暮线m距離，保證剪切過(guò)程中試樣始終位于千斤頂量程以?xún)?nèi)。

3)安裝測(cè)試儀器，注意所有位移傳感器應(yīng)留有足夠的伸縮空間以保證量程；將各類(lèi)測(cè)試儀器與數(shù)據(jù)采集箱連接，接通電源，將所有傳感器數(shù)據(jù)清零，調(diào)試儀器，確保各傳感器正常工作。

4)施加豎向載荷至設(shè)定值，開(kāi)始試驗(yàn)，以3 mm/min勻速剪切，直至試驗(yàn)結(jié)束。試驗(yàn)過(guò)程采用視頻錄像記錄采集箱各項(xiàng)數(shù)據(jù)變化，在剪應(yīng)力峰值出現(xiàn)前，試樣為剪脹破壞，豎向力呈增大趨勢(shì)；當(dāng)達(dá)到峰值剪應(yīng)力后，基本為減縮破壞，豎向力有減小趨勢(shì)。為保證豎向力始終恒定，試驗(yàn)中時(shí)刻觀察豎向軸力傳感器讀數(shù)，并通過(guò)豎向機(jī)械千斤頂及時(shí)調(diào)整豎向力大小，本試驗(yàn)過(guò)程中，豎向力大小與設(shè)定載荷間差值不超過(guò)±0.2 kN。

3 試驗(yàn)結(jié)果分析

3.1 應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系

圖3—6分別給出了黑色重粉質(zhì)壤土、黃夾灰白色輕粉質(zhì)壤土、土巖接觸帶及強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)砂巖的現(xiàn)場(chǎng)原位大型剪切試驗(yàn)與室內(nèi)小尺寸試樣直剪試驗(yàn)的剪應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系曲線。

圖3 黑色重粉質(zhì)壤土層剪應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系

圖4 黃夾灰白色輕粉質(zhì)壤土層剪應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系

圖5 土巖接觸帶剪應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系

圖6 強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)砂巖層剪應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系

試驗(yàn)結(jié)果表明：

1)不管是室內(nèi)小尺寸試樣的直剪試驗(yàn)亦或是現(xiàn)場(chǎng)原位大型剪切試驗(yàn)，所選試樣均存在剪應(yīng)力峰值，達(dá)到峰值剪應(yīng)力后，隨著剪應(yīng)變繼續(xù)增加，均表現(xiàn)出軟化現(xiàn)象。上覆壓力越小，軟化現(xiàn)象越明顯。

2)現(xiàn)場(chǎng)大直剪試驗(yàn)所得的剪應(yīng)力峰值相對(duì)于室內(nèi)小直剪試驗(yàn)的更加明顯。達(dá)到峰值剪應(yīng)力后，土體被剪斷，土體結(jié)構(gòu)突然破壞，剪應(yīng)力迅速衰減，峰值后經(jīng)歷1%～2%應(yīng)變(即發(fā)生0.5～1.0 cm剪切位移)即達(dá)到殘余剪應(yīng)力。而對(duì)于小直剪試驗(yàn)，由于取樣擾動(dòng)等破壞了土體原有的結(jié)構(gòu)性，試樣不會(huì)由于結(jié)構(gòu)破壞而使得剪應(yīng)力突然減小。因此，其剪應(yīng)力呈逐漸降低趨勢(shì)，衰減速度緩慢?？梢?jiàn)，現(xiàn)場(chǎng)原位試驗(yàn)在較小剪應(yīng)變狀態(tài)下即達(dá)到殘余剪應(yīng)力。因此，對(duì)于巖土體切坡，應(yīng)合理考慮剪切變形而產(chǎn)生的土體軟化、強(qiáng)度降低問(wèn)題。

3)對(duì)剪切試驗(yàn)中強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)砂巖試樣進(jìn)行相應(yīng)編號(hào)，以SY1、SY2、SY3、SY4分別代表上覆壓力為31.18、43.68、56.18、106.18 kPa 的剪切試樣。試驗(yàn)場(chǎng)地巖層產(chǎn)狀為283°∠22°，現(xiàn)場(chǎng)原位試驗(yàn)的剪切方向?yàn)?41°∠0°。剪切過(guò)程中，對(duì)于SY1、SY4試樣，剪切結(jié)束后，剪切面土層被破碎成殘?jiān)w粒狀；剪切過(guò)程中，試樣未從水平面處被剪斷，而沿逆產(chǎn)狀面發(fā)生破壞，且周?chē)孛姘l(fā)生明顯裂縫，如圖 7、圖 8所示。可以推測(cè)，當(dāng)剪應(yīng)力達(dá)到一定值后，周?chē)鷰r層被破壞，產(chǎn)生相應(yīng)位移，使得試樣未能按計(jì)劃剪斷，剪應(yīng)力上升速度減緩，剪應(yīng)力峰值出現(xiàn)晚(如圖 6(a)所示)。對(duì)于SY2、SY3試樣，剪切面無(wú)明顯產(chǎn)狀，剪應(yīng)力峰值正常出現(xiàn)。

室內(nèi)試驗(yàn)的試樣尺寸小、均勻性好、取樣擾動(dòng)大，試驗(yàn)強(qiáng)度為土塊強(qiáng)度；在試驗(yàn)條件下，大的擾動(dòng)破壞了巖土體的結(jié)構(gòu)性與整體性。不同試樣的室內(nèi)試驗(yàn)應(yīng)力-應(yīng)變曲線差異性不明顯，不能很好地反映不同巖土層的特殊性。而現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的試樣尺寸大、擾動(dòng)小、整體性強(qiáng)、結(jié)構(gòu)完整，土體原狀性對(duì)試驗(yàn)影響大，不同巖土層試驗(yàn)應(yīng)力-應(yīng)變曲線差異性明顯，試驗(yàn)結(jié)果真實(shí)性強(qiáng)。

圖7 強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)砂巖剪切后破壞面狀態(tài)

圖8 強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)砂巖剪切面相對(duì)位移

3.2 抗剪強(qiáng)度

將幾種不同巖土體在自然條件下進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)及室內(nèi)剪切試驗(yàn)得到的峰值剪應(yīng)力與上覆壓力的關(guān)系采用莫爾-庫(kù)倫強(qiáng)度準(zhǔn)則進(jìn)行擬合，并將試驗(yàn)結(jié)果及試驗(yàn)巖土層的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行匯總，結(jié)果見(jiàn)表2。

1)現(xiàn)場(chǎng)剪切試驗(yàn)后，在剪切面取對(duì)應(yīng)散土樣進(jìn)行顆分試驗(yàn)(紅色泥質(zhì)砂巖：先崩解，再顆分)，結(jié)果見(jiàn)表2。對(duì)于試驗(yàn)段4種典型巖土層，隨著試樣高程的降低，巖土體砂粒含量逐漸增大，黏粒含量逐漸減小，巖土體表面粗糙程度加大，內(nèi)摩擦角呈明顯增大趨勢(shì)。

2)現(xiàn)場(chǎng)直剪試驗(yàn)所得黏聚力依次為室內(nèi)試驗(yàn)的0.87、1.77、1.68、1.43倍，而內(nèi)摩擦角依次為室內(nèi)試驗(yàn)的0.95、0.74、0.87、0.74倍。膨脹土強(qiáng)度受裂隙影響嚴(yán)重，裂隙率越高，分形維度越大，裂隙網(wǎng)越完整，強(qiáng)度越低[16]。就土體而言，膨脹性越高，土體內(nèi)部裂隙越發(fā)育，裂隙網(wǎng)越完整。室內(nèi)試驗(yàn)的試樣尺寸小，試樣內(nèi)部裂隙不完整，只能代表土塊強(qiáng)度，難以反映裂隙網(wǎng)對(duì)土體強(qiáng)度的影響；而現(xiàn)場(chǎng)原位試驗(yàn)的試樣尺寸大，裂隙網(wǎng)完整，裂隙網(wǎng)對(duì)土體強(qiáng)度影響大，試驗(yàn)所得土體強(qiáng)度低，因此現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)與室內(nèi)試驗(yàn)所得的黏聚力之比(即折減系數(shù))越小。

但若結(jié)合巖層考慮，紅色泥質(zhì)砂巖層自由膨脹率低，含砂量高，取樣擾動(dòng)性大，環(huán)刀試樣結(jié)構(gòu)破壞嚴(yán)重，但其室內(nèi)試驗(yàn)測(cè)得的黏聚力折減系數(shù)卻小于上層黃夾灰白色土層及土巖接觸層。因此，僅從巖土體的黏性、取樣擾動(dòng)以及膨脹性考慮現(xiàn)場(chǎng)與室內(nèi)直剪試驗(yàn)的差異性是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。

表2 現(xiàn)場(chǎng)原位大直剪與室內(nèi)小直剪試驗(yàn)的關(guān)系

4 結(jié)語(yǔ)

針對(duì)引江濟(jì)淮試驗(yàn)段4種不同膨脹性的典型巖土層進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)原位大型剪切試驗(yàn)與室內(nèi)小尺寸試樣的直剪試驗(yàn)，并對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，得到如下結(jié)論：

1)現(xiàn)場(chǎng)大直剪試驗(yàn)由于試樣尺寸大、結(jié)構(gòu)完整，在剪切過(guò)程中，當(dāng)達(dá)到剪應(yīng)力峰值后，試樣結(jié)構(gòu)突然破壞，剪應(yīng)力迅速衰減，達(dá)到峰值后，經(jīng)歷1%～2%剪應(yīng)變(即發(fā)生0.5～1.0 cm剪切位移)后即達(dá)到殘余剪應(yīng)力；而室內(nèi)小直剪試驗(yàn)由于取樣擾動(dòng)等破壞了土體原有的結(jié)構(gòu)性，在剪切過(guò)程中，達(dá)到峰值剪應(yīng)力后，其剪應(yīng)力呈緩慢衰減趨勢(shì)。因此，對(duì)于巖土體切坡，應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)原位大型剪切試驗(yàn)結(jié)果，適當(dāng)考慮巖土體變形而產(chǎn)生的土體軟化、強(qiáng)度降低等問(wèn)題。

2)僅從巖土體的黏性、取樣擾動(dòng)以及膨脹性考慮現(xiàn)場(chǎng)與室內(nèi)直剪試驗(yàn)的差異性是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，現(xiàn)場(chǎng)原位大型剪切試驗(yàn)對(duì)于不同地區(qū)巖土體切坡強(qiáng)度參數(shù)的取值仍至關(guān)重要。

3)針對(duì)引江濟(jì)淮試驗(yàn)工程4種典型巖土層進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)及室內(nèi)兩種不同尺寸的剪切試驗(yàn)，給出對(duì)應(yīng)試驗(yàn)所得的強(qiáng)度參數(shù)值，確定了試驗(yàn)區(qū)室內(nèi)試驗(yàn)所得強(qiáng)度指標(biāo)的修正(折減)系數(shù)。

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ComparisonStudyonShearStrengthTestwithDifferentSampleSizesintheYangtze-to-HuaiheWaterDiversionTestingProject

LI Feng1, CHEN Wei2,3, YUAN Junping2,3, Bi Qingtao4, WU Jiantao5, CAO Xueshan5

(1.Anhui Investment Co., Ltd., Anqing 246000, China; 2.Key Laboratory of Ministry of Education for Geomechanics and Embankment Engineering, Hohai University, Nanjing 210098, China; 3.Geotechnical Research Institute, Hohai University, Nanjing 210098, China; 4.School of Resources and Environment, North China University of Water Resources and Electric Power, Zhengzhou 450045, China;5.Highway and Railway Research Institute, Hohai University, Nanjing 210098, China)

The shear strength of rock and soil mass is the key parameter to evaluate slope stability. Conducting shear strength tests on small size specimens may cause the test results to deviate from the actual situation, since the small size specimen cannot reflect the insitu structural properties of rock and soil mass. In order to study the influence of size effect on the shear strength parameters of different rock and soil mass, large-scale in-situ direct shear test and the conventional laboratory direct shear test were carried out of four typical rock and soil mass from the Yangtze-to-Huaihe Water Diversion Testing Project. The results show that, in the influence of in-situ geology conditions, the large scale in-situ direct shear test has obvious softening characteristics with respect to the stress-strain relations. Residual shear stress occurs after the shear stress reaches the peak value, with shear strain of 1%～2%. And different rock and soil masses have distinct stress-strain relations. Only considering clay content, expansibility of soil and sampling disturbance are not enough to analyze the difference between in-situ direct shear test and the conventional laboratory direct shear test because many factors affect the size effect of rock and soil mass. So in-situ direct shear test is an essential way to get the reasonable strength parameters in different areas. Based on the experimental results, a correction factor of the strength index is proposed to be applied to the results of the conventional laboratory direct shear test in the area.

large-scale in-situ direct shear; conventional laboratory direct shear; sample size; shear strength

喬翠平)

TV91

A

1002-5634(2017)06-0060-06

2017-09-01

河海大學(xué)中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)資助項(xiàng)目(2010B03414)；引江濟(jì)淮試驗(yàn)工程項(xiàng)目(20168011716)。

李峰(1969—),男,安徽安慶人,高級(jí)工程師,從事工程管理方面的研究。E-mail:420991327@qq.com。

陳偉(1992—),男,湖南邵陽(yáng)人,博士研究生,從事裂隙膨脹土尺寸效應(yīng)方面的研究。E-mail:574956654@qq.com。

袁俊平(1975—),男,湖北麻城人，副教授，博士，從事巖土力學(xué)與堤壩工程方面的研究。E-mail:yuan_junph1@163.com。

10.3969/j.issn.1002-5634.2017.06.009