三轴试验三轴试验.ppt

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。 　　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 。 仪器设备 试样安装步骤 试样排水固结步骤： 试样剪切步骤： 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％。 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 二、试验方法： 应力特点与试验方法 孔隙水压力 不排水 不固结 不固结不排水 孔隙水压力 不排水 固结 固结不排水 体变 排水 固结 固结排水 量测 施加?1-?3 施加?3 类型 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)f 15% ?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 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 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。 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％