细粒土排水残余剪切强度测定的扭剪环剪试验标准方法（D6467-21）

📋 概述与适用范围

本小节解读美国材料与试验协会标准D6467-21〈扭剪环剪试验测定细粒土排水残余剪切强度的标准试验方法〉。该标准最早于1999年发布，后经多次修订，本次更新为2021年版，并于2022年1月进行了编辑性更正。标准适用范围限定于细粒土，即土中细砂含量不超过15%、全部土料通过425 µm（40号）筛且在75 µm（200号）筛上残留量不超过15%的土壤类型。这项界定确保了试样在扭剪过程中能形成稳定的单一剪切面，是获得可靠残余强度的前提条件。标准明确将排水条件作为核心要求，强调残余强度必须是在孔隙水压力完全消散状态下测得，从而与不排水或部分排水试验区分。

在标准体系中，D6467与诸多ASTM标准存在关联：有效数字的规定遵循D6026；土的分类参照D2487；含水率测定按D2216执行。需要强调的是，本标准适用于重塑试样——通过人工制备、超固结并预剪形成剪切带的试样。虽也提及原状样或天然剪切面样，但因定向困难和制样误差，实际工程中重塑样更为可靠。标准指出，该试验可获得剪应力‑位移关系，但无法确定剪应变，因为剪切带厚度未知，任何基于应变的模量计算均不适用，这一内在局限性在后续分析中应予以关注。

⚙️ 试验原理与方法

环剪试验的核心原理是利用环形试样在恒定法向应力下承受扭剪，迫使土体沿预定水平剪切面连续滑动。设备通常由固定底座、旋转上盖、加载系统、扭矩传感器和位移传感器组成。环形试样置于同心剪切盒之间，上部通过杠杆或气压施加法向荷载，下部通过电机驱动产生扭转。试验时，试样以恒定的低剪切速率（通常为每小时数微米至数毫米）旋转，确保剪切过程中产生的超静孔隙水压力始终消散，实现完全排水条件。剪切方向保持单一，直至扭矩读数恒定，即达到残余强度状态。

试样制备分为三步：首先将风干土过425 µm筛，去除超尺寸颗粒，按设计含水率（通常接近液限）调配均匀并静置润湿。接着