《土力学》实验课件.ppt

6 土的三轴剪切试验 三轴剪切试验是在三向应力状态下，测定土的抗剪强度参数的一种剪切试验方法。通常用3～4个圆柱体试样，分别在不同的恒定围压下，施加轴向压力，进行剪切，直至破坏；然后根据极限应力圆包络线，求得抗剪强度参数。 目的 根据排水条件不同，三轴剪切试验分为不固结不排水试验（UU）、固结不排水剪切(CU)和固结排水试验（CD）。本试验只作部固结不排水剪切试验。 方法 1. 应变控制式三轴剪切仪，由周围压力系统、反压力系统、孔隙水压力量测系统和主机组成。 2. 附属设备：包括击实器、饱和器、切土器、分样器、切土盘、承膜筒和对开圆模。 3. 天平：秤量200g，感量0.01g；称量1000g，感量0.1g。 4. 橡皮膜：应具有弹性，厚度应小于橡皮膜直径的1/100，不得有漏气孔。 仪器设备 3. 剪切试样 操作步骤 1.试样制备 2. 试样的安装 （1） 本试验需要3～4个试样，分别在不同周围压力下进行试验。 （2） 试样尺寸：最小直径为φ35mm，最大直径为φ101mm，试样高度宜为试样直径的2～2.5倍。对于有裂缝、软弱面和构造面的试样，试样直径宜大于60mm。 （3） 原状试样制备，应将土切成圆柱形试样，试样两端应平整并垂直于试样轴，当试样侧面或端部有小石子或凹坑时，允许用削下的余土修整，试样切削时应避免扰动，并取余土测定试样的含水量。 （4） 扰动试样制备，应根据预定的干密度和含水量，在击实器内分层击实，粉质土宜3～5层，粘质土宜为5～8层，各层土料数量应相等，各层接触面应刨毛。 （5） 对制备好的试样，应量测其直径和高度。试样的平均直径应按下式计算： （式中D1，D2，D3分别为试样上、中、下部位的直径） 取余土，测定含水率。 1.试样制备 （1）在压力室底座上依次放上不透水板、试样及试样帽，将橡皮膜套在试样外，并将橡皮膜两端与底座及试样帽分别扎紧。 （2）装上压力室罩，向压力室内注满纯水，关排气阀，压力室内不应有残留气泡。并将活塞对准千分表和试样顶部。 （3） 关排水阀，开周围压力阀，施加周围压力，周围压力值应与工程实际荷重相适应，最大一级周围压力与最大实际荷重大致相等。 （4） 转动手轮使试样帽与活塞及千分表接触，装上变形指示计，将千分表和变形指示计读数调至零位。 2. 试样的安装 （1）开动电机，接上离合器，剪切应变速率宜为每分钟应变0.5～1.0％进行。 （2）剪切开始阶段，试样每产生0.3～0.4％的轴向应变，测记一次千分表读数和轴向应变值。当轴向应变大于3％以后，每隔0.7～0.8％的应变值测记一次读数。 （3）当千分表读数出现峰值时，剪切应继续进行，超过5％的轴向应变为止。若当千分表读数无峰值时，剪切应进行到轴向应变为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，拆除压力室外罩，取出试样，描述破坏特征，称试样质量，并测定含水率。 （5）对其余几个试样，在不同围压下重复上述步骤进行剪切试验。 3. 剪切试样 * 土工试验 Soil experiments 1 土的密度试验 2 土的含水量试验 3 土的液塑限试验 4 土的固结试验 5 土的直剪试验 6 土的三轴剪切试验 1 土的密度试验 density test 目的 objectives 测定土在天然状态下单位体积的质量 仪器设备 apparatus ①符合规定要求的环刀； ②精度为0.01g的天平； ③其他：切土刀，凡士林等。 （1）测出环刀的容积V，在天平上称环刀质量m1。 （2）取直径和高度略大于环刀的原状土样或制备土样。 （3）环刀取土：在环刀内壁涂一薄层凡士林，将环刀刃口向下放在土样上，随即将环刀垂直下压，边压边削，直至土样上端伸出环刀为止。将环刀两端余土削去修平（严禁在土面上反复涂抹），然后擦净环刀外壁。 （4）将取好土样的环刀放在天平上称量，记下环刀与湿土的总质量m2 操作步骤 procedure 计算土的密度 ①密度试验应进行2次平行测定，两次测定的差值不得大于0.03g/cm3，取两次试验结果的算术平均值； ②密度计算准确至0.01 g/cm3 要 求 2 土的含水量试验 用烘干法测定土的含水率 目的 ①烘箱：采用电热烘箱；②天平：称量200g,分度值0.01g；③其他：干燥器，称量盒。 仪器设备 （1）取代表性试样，粘性土为15—30g，砂性土、有机质土为 50g，放入质量为m0的称量盒内，立即盖上盒盖，称湿土加盒总质量m1，精确至0.01g。 （2）打开盒盖，将试样和盒放入烘箱，在温度105——110℃的恒温下烘干。烘干