三轴试验

试验10、三轴试验一.试验目的：三轴剪切试验是测定土体抗剪强度的一种方法，通常用3～4个圆柱形试样，分别在不同的恒定围压力下（即小主应力σ3）施加轴向压力（即主应力差σ1－σ3）进行剪切直至破坏，然后根据摩尔—库仑理论，求得土的抗剪强度参数c、φ值。同时，试验过程中若测得了孔隙水压力还可以得到土体的有效抗剪强度指标c′、φ′和孔隙水压力系数等。试样围压力3阀门阀门马达横梁量力环百分表量水管孔压量测4.3.2三轴压缩试验试样应力特点与试验方法强度包线试验类型优缺点三轴剪切试验可分为不固结不排水试验（UU）、固结不排水试验（CU）以及固结排水剪试验（CD）。1、不固结不排水试验：试件在周围压力和轴向压力下直至破坏的全过程中均不允许排水，土样从开始加载至试样剪坏，土中的含水率始终保持不变，可测得总抗剪强度指标c和φ；2、固结不排水试验：试样先在周围压力下让土体排水固结，待固结稳定后，再在不排水条件下施加轴向压力直至破坏，可同时测定总抗剪强度指标和或有效抗剪强度指标和及孔隙水压力系数；3、固结排水剪试验：试样先在周围压力下排水固结，然后允许在充分排水的条件下增加轴向压力直至破坏，可测得总抗剪强度指标和。二、试验方法：应力特点与试验方法类型施加3施加1-3量测固结排水固结排水体变固结不排水固结不排水孔隙水压力不固结不排水不固结不排水孔隙水压力常用试验类型试样围压力3阀门阀门马达横梁量力环百分表量水管孔压量测1-31(1-3)f(1-3)f破坏偏差应力取值方法松砂密砂取曲线的最大偏差应力值作为(1-3)f取规定的轴向应变值（通常15%）所相应的偏差应力作为(1-3)f以最大有效主应力比((1/3)max处的偏差应力值作为(1-3)f15%1-313=100kPa3=300kPa3=500kPa三轴试验确定土的强度包线O31f强度包线c由不同围压的三轴试验，得到破坏时相应的（1-)f分别绘制破坏状态的莫尔应力圆，其公切线即为强度包线，可得强度指标c与15%(1-3)f仪器设备试样安装步骤检查压力管线安装透水石连接管线土样装入压力室安装轴向位移传感器试样排水固结步骤：施加周围压力孔隙水压力阀，测定孔隙水压力。开排水阀。当需测定排水过程时，测记排水管水面及孔隙水压力值，直至孔隙水压力消散95％以上。固结完成后，关排水阀，测记排水管读数和孔隙水压力读数。试样剪切步骤：关孔隙水压力阀，微调压力机升降台，使活塞与试样接触，此时轴向变形百分表的变化值为试样固结时的高度变化。将轴向测力计、轴向变形百分表及孔隙水压力读数均调整至零。选择剪切应变速率，进行剪切。粘质土每分钟应变为0.05%～0.1％；粉质土每分钟应变为0.1%～0.5％。测记轴向压力、孔隙水压力和轴向变形。试验结束，关电动机和各阀门，开排气阀，排除压力室内的水，拆除试样，描述试样破坏形状。称试样质量并测定含水量破坏后的试样1.不固结不排水试验（1）剪切应变速率宜为每分钟应变0.5%～1.0％。（2）启动电动机，开始剪切。试样每产生0.3%～0.4％的轴向应变，测记一次测力计读数和轴向变形值。当轴向应变大于3％，每隔0.7%～0.8％的应变值测记一次读数。（3）当测力计读数出现峰值时，剪切应继续进行，超过5%的轴向应变为止。当测力计读数无峰值时，剪切进行到轴向应变为15%～20%。（4）试验结束，关电动机，关周围压力阀，开排气阀，排除压力室内的水，拆除试样，描述试样破坏形状。称试样质量，并测定含水量。2.固结不排水试验试样排水固结按下列步骤进行：（1）开孔隙水压力阀，测定孔隙水压力。开排水阀。当需测定排水过程时，测记排水管水面及孔隙水压力值，直至孔隙水压力消散95%以上。固结完成后，关排水阀，测定排水管读数和孔隙水压力读数。（2）微调压力机升降台，使活塞与试样接触，此时轴向变形百分表的变化值为试样固结时的高度变化。剪切试样按下列步骤进行：（1）将轴向测力计、轴向变形百分表及孔隙水压力读数均调整至零民。（2）选择剪切应变速率，进行剪切。粘质土每分钟应变为0.05%～0.1%；粉质土每分钟应变0.1%～0.5%。（3）测记轴向压力、孔隙水压力和轴向变形。（4）试验结束，关电动机和各阀门，开排气阀，排除压力室内的水，拆除试样，描述试样破坏形状。称试样质量并测定含水量。3.固结排水试验试样的安装、固结和剪切，与固结不排水试验的相应步骤相同，但在剪切过程中应打开排水阀，剪切速率采用每分钟应变0.003％～0.012％。土的抗剪强度指标随试验方法、排水条件的不同而异，对于具体工程问题，应该尽可能根据现场条件决定采用实验室的试验方法，以获得合适的抗剪强度指标试验方法适用条件不排水剪或快剪（UU）地基土的透水性和排水条件不良，建筑物施工速度较快排水剪或慢剪（CD）地基土的透水性好，排水条件较佳，建筑物加荷速率较慢固结不排水剪或固结快剪（CU）建筑物竣工以后较久，荷载又突然增大，或地基条件等介于上述两种情况之间试验条件与现场条件的对应关系粘土地基上的分层慢速填方在1层固结后，快速施工2层12软土地基上的快速填方固结排水试验固结不排水试验不固结不排水试验常规三轴试验优缺点单元体试验，试样内应力和应变相对均匀应力状态和应力路径明确排水条件清楚，可控制破坏面不是人为固定的设备操作复杂现场无法试验常规三轴试验不能反映2的影响说明：3＝0即为无侧限抗压强度试验