“湖北省大学生高质量见习”实践专项——土壤的直剪试验

8月22日，在实习的末尾，实践队回到了学校并在老师的指导下对在雷公岩梯田采集到的环刀土壤样品进行了直剪试验，初步得到了土壤的一些基本数据。

直剪试验是通过固定剪切面施加水平剪力，直接测定土体抗剪强度的实验方法。实验时将土样置于剪切盒中，施加垂直压力后逐步增加水平剪力直至破坏，记录峰值剪应力，最终通过库仑公式确定强度参数。本次实验进行的是快剪实验，即施加垂直压力后立即快速剪切，阻止排水。

图 1直剪仪

在实验室里队员首先对采集的环刀样品进行了称重，由此得到采集土壤的鲜重。在直剪试验上他们小组四人合理地分工合作，一人负责实验操作，一人负责读数计时，一人负责数据记录，还有一人负责环刀和仪器的清理，在合理的分工下他们很快便完成了直剪试验并得到了原始的实验数据。        

图 2剪切盒中的土壤位移

图 3原始实验数据

在实验之后队员们开始对实验数据进行处理，他们先把仪器百分表读数换算成剪应力和剪切位移这两项重要数据，然后绘制了每种压力下的剪应力与剪切位移的关系。其次他们分析了不同压力荷载下剪应力的大小，通过实验数据的线性拟合，绘制出了压力与剪应力的线性关系。

图 4剪应力与剪切位移的关系

图 5垂直压力与剪应力的线性拟合

最后他们对实验数据进行了分析和评估。首先第一份样品与其他样品在土壤质量和其他数据上存在显著差异，经过分析可能是环刀采样时存在不当操作，或是样品中存在较大空隙。在舍去第一份数据后他们拟合出的垂直压力与剪应力关系为：y=0.1021x+3.7705因此得出实验土壤的粘聚力为3.77KPa，土壤内摩擦角为5.83°但是该数据与他们查阅到的当地土壤数据仍然存在一定差距，说明他们的实验操作在某些方面仍然存在不足和差错。

经过本次土壤实验，实践队员们主要学习到了直剪试验的流程和数据从采集到处理分析的重要方法，虽然结果仍然不完美，但是对他们后续的学习和实践有着不可替代的指导意义。

文|华中农业大学资源与环境学院

梯田实地考察小组 余臣旭 周辛

图|华中农业大学资源与环境学院

梯田实地考察小组 张琳彦 李君‌‌