第一章.实验六三轴试验.PDF

实验六：三轴试验 一、基本原理 三轴剪切试验是用来测定试件在某一固定周围压力下的抗剪强度，然后根据 三个以上试件，在不同周围压力下测得的抗剪强度，利用莫尔 库仑破坏准则确- 定土的抗剪强度参数。 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 CD 及固结排水剪试验（ ）。 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 ； U U 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C 和 CU φ 或有效抗剪强度指标C 和φ 及孔隙水压力系数；′ ′ CU 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C 和φ 。 d d 二、试验目的 1、了解三轴剪切试验的基本原理； 2、掌握三轴剪切试验的基本操作方法； 3、了解三轴剪切试验不同排水条件的控制方法和孔隙压力的测量原理； 4、进一步巩固抗剪强度的基本理论。 三、试验设备 1、三轴剪力仪（分为应力控制式和应变控制式两种）。 （1）三轴压力室：压力室是三轴仪的主要组成部分，它是由一个金属上盖、 底座以及透明有机玻璃圆筒组成的密闭容器，压力室底座通常有3个小孔分别与 围压系统以及体积变形和孔隙水压力量测系统相连。 （2）轴向加荷传动系统：采用电动机带动多级变速的齿轮箱，或者采用可控 硅无级调速，根据土样性质及试验方法确定加荷速率，通过传动系统使土样压力 室自下而上的移动，使试件承受轴向压力。 （3）轴向压力测量系统：通常的试验中，轴向压力由测力计（测力环或称 应变圈等等）来反映土体的轴向荷重，测力计为线性和重复性较好的金属弹性体 组成，测力计的受压变形由百分表测读。轴向压力系统也可由荷重传感器来代替。 （4）周围压力稳压系统：采用调压阀控制，调压阀当控制到某一固定压力 后，它将压力室的压力进行自动补偿而达到周围压力的稳定。 （5）孔隙水压力测量系统：孔隙水压力由孔隙水压力传感器测得。 6 0 30mm （ ）轴向应变（位移）测量装置：轴向距离采用大量程百分表（ ～ 百分表）或位移传感器测得。 （7）反压力体变系统：由体变管和反压力稳定控制系统组成，以模拟土体 的实际应力状态或提高试件的饱和度以及测量试件的体积变化。 2、附属设备 （1）击实器和饱和器； 2 （ ）切土器和原状土分样器； （3）砂样制备模筒和承模筒； （4）托盘天平和游标卡尺； 5 （ ）其它如乳膜薄、橡皮筋、透水石、滤纸、切土刀、钢丝锯、毛玻璃板、 空气压缩机、真空抽气机、真空饱和抽水缸、称量盒和分析天平等。 四、试验前的检查和准备 1、仪器性能检查应包括如下几个方面： （1）周围压力和反压力控制系统的压力源； （2）空气压缩机的稳定控制器（又称压力控制器）； 3 （ ）调压阀的灵敏度及稳定性； （4）监视压力精密压力表的精度和误差； （5）稳压系统有否漏气现象； 6 （ ）管路系统的周围压力、孔隙水压力、反压力和体积变化装置以及试样 上下端通道节头处是否存在漏气或阻塞现象； （7）孔压及体变的管道系统内是否存在封闭气泡，若有封闭气泡可用无气 水进行循环排水； （8）土样两端放置的透水石是否畅通和浸水饱和； （9）乳胶薄膜套是否有漏气的小孔； 10 （ ）轴向传压活塞是否存在磨擦阻力等。 2、试验前的准备工作 除