动三轴沙土液化实验报告

砂土液化动三轴实验报告一、实验目的通过试验，掌握试样的制备方法、动三轴试验仪的使用方法、动三轴测定土的抗液化强度的基本操作以及试验数据的处理。二、实验仪器振动三轴仪，托盘天平，游标卡尺，击实仪等。三、实验原理振动液化是饱和土在动荷载作用下丧失其原有强度而转变为一种类似液体状态的现象。在本试验中，借助动三轴仪对已饱和的砂土施加振动荷载，观察并记录土样中孔隙水压力的变化，一旦试验内部的超静孔隙水压力到达试样的围压，则出现液化现象。如果将地震作用视为由基岩向上传递的剪切波，则当地面近于水平时，在地基内任一水平面上，地震前只有法向应力σ0，没有剪应力τ0错误!未找到引用源。，即τ0=0；地震时的地震作用将引起一个反复循环作用的剪应力±τ0，而法向应力仍然保持σ0不变。这样我们可以通过动三轴仪试样中45º面上应力的变化来模拟地震时地基中任一水平面上的应力状态。此时，地震前的应力状态就相当于在试样上施加一个均等的固结应力，即σ1c=σ3c=σ0；在地震期间，可以用在轴向施加轮番增加和减少的动应力σd，径向压力保持不变。此时单向激震动三轴的应力条件可视为与地震时的应力条件相等效。四、实验步骤1.试样制备（1）用托盘天平称取153g干砂和10ml水，将两者均匀混合。（2）将土样分成4份依次装入击实筒中，分层击实，每次击实高度为2cm，为了防止土样分层，每层击实后应将试样表面打毛。最后一次击实后，土柱高度为8cm，直径为3.91cm，密度为1.697g/cm³。（3）用抽气法使乳胶薄膜与样模的周壁紧贴，形成要求的体积和形状的空腔，将压实制备好的土样放入样模中，然后在负压下进行脱模。（4）在套有乳胶模的试样两侧安装上透水石。2.试样安装将制备好的套有乳胶薄膜和安好透水石的试样，固定在三轴仪上，将试样的乳胶薄膜分别套在三轴仪的试样帽和试样座上，并用橡皮条将乳胶薄膜与试样帽和试样座勒紧。3.试样饱和试样采用抽气法使试样饱和。具体步骤如下：（1）关闭排水阀，打开抽气阀，从试样的上部抽气，向三轴试验仪的压力室内充水，使水没过试样少许即可。（2）抽气持续15-20分钟后，打开排水阀，使水缓慢的从试样底进入试样，使土样饱和。注意玻璃管内的水位变化，及时向玻璃管内加水。（3）当水从试样顶部的抽气管流出后，关闭抽气阀。此时玻璃管内的水位仍在下降，说明水仍在流入试样中，先不要关闭排水阀，持续一段时间，待玻璃管内的水位与压力室内的水位持平，并且不再下降时，关闭排水阀。4.试样固结（1）保持排水阀、抽气阀关闭，将控制柜上显示的孔隙水压力调零。（2）保持排水阀、抽气阀关闭，向试样施加100kPa的围压。观察控制柜上显示的空隙水压力的最终值，如果孔隙水压力大于或等于95kPa，此时认为土样已经充分饱和。（3）如果土样充分饱和，则打开排水阀，进行排水固结。（4）待试样充分排水固结后，关闭排水阀。5.施加动应力测定土的动强度（1）通过调节控制柜上的旋钮，使传力轴与试样顶帽接触，但不向试样施加力。（2）确定动剪应力比，求出需要施加的动应力σd的值。（3）在微机上将相关参数归零，然后设置相关参数，输入施加动应力值。开始施加动应力。（4）观察微机上动应力，动应变，动孔压的变化，当发现动应变骤然变大，动应力不能完全施加时，立即停止试验，保存记录的试验数据。五、实验数据处理此次实验共分为四组，采用的动剪应力比σd/2σc分别为0.3，0.35，0.38和0.42。第一组实验时确定的动剪应力比为0.3，实验得到动应力，动应变和动孔压时程曲线如下图。对于第一组数据，取孔压突变的点为强度破坏点，破坏时循环次数Nf=965。940944948952956960964968972976N-80-60-40-20020406080Load/kPa图1动应力时程曲线02004006008001000N-8-6-4-20246810Strain/%图2动应变时程曲线02004006008001000N04080120PorewaterPressure/KPa图3动孔压时程曲线第二组实验时确定的动剪应力比为0.35，实验得到动应力，动应变和动孔压时程曲线如下图。对于第二组数据，取孔压突变的点为强度破坏点，破坏时循环次数Nf=152。100110120130140150160N-80-60-40-20020406080Load/KPa图4动应力时程曲线04080120160N-8-4048Strain图5动应变时程曲线020406080100120140160N020406080100Porewaterpressure/KPa图6动孔压时程曲线第三组实验时确定的动剪应力比为0.38，实验得到动应力，动应变和动孔压时程曲线如下图。对于第三组数据，取孔压突变的点为强度破坏点，破坏时循环次数Nf=37。04812162024283236404448N-80-60-40-20020406080Load/KPa图7动应力时程曲线01020304050N-15-10-50510Strain图8动应变时程曲线01020304050N020406080100PorewaterPressure/KPa图9动孔压时程曲线第四组实验时确定的动剪应力比为0.42，实验得到动应力，动应变和动孔压时程曲线如下图。对于第三组数据，取孔压突变的点为强度破坏点，破坏时循环次数Nf=8。04812N-80-4004080120Load/KPa图10动应力时程曲线04812N-15-10-50510Strain图11动应变时程曲线04812N04080120PorewaterPressure/KPa图12动孔压时程曲线五、试验总结试验编号动剪应力水平（cd2/）液化振次（fN）10.396520.3515230.383740.428