三軸壓縮試驗

1、三軸壓縮試驗一、試驗目的測定土的抗剪強度，提供計算地基強度和穩(wěn)定使用的土的強度指標內(nèi)摩擦角j和內(nèi)聚力c。二、試驗方法    一般有不固結(jié)不排水試驗（UU）、固結(jié)不排水試驗（CU）和固結(jié)排水試驗（CD）。三、儀器設備    1三軸壓縮議：應變控制式，由周圍壓力系統(tǒng)、反壓力系統(tǒng)、孔隙水壓力量測系統(tǒng)和主機組成。    2附屬設備：包括擊實器、飽和器、切土器、分樣器、切土盤、承膜筒和對開圓模。    3天平：稱量200 g，感量0.01 g；稱

2、量1000 g，感量0.1 g。    4橡皮膜：應具有彈性，厚度應小于橡皮膜直徑的1100，不得有漏氣孔。四、試樣制備（1）本試驗需要34個試樣，分別在不同周圍壓力下進行試驗。（2）試樣尺寸：最小直徑為35 mm，最大直徑為101 mm，試樣高度宜為試樣直徑的22.5倍。對于有裂縫、軟弱面和構(gòu)造面的試樣，試樣直徑宜大于60 mm。（3）原狀試樣制備，應將土切成圓柱形試樣，試樣兩端應平整并垂直于試樣軸，當試樣側(cè)面或端部有小石子或凹坑時，允許用削下的余土修整，試樣切削時應避免擾動，并取余土測定試樣的含水量。 （4）擾動試樣制備，應根據(jù)預定的干密度

3、和含水量，在擊實器內(nèi)分層擊實，粉質(zhì)土宜為35層，粘質(zhì)土宜為58層，各層土料數(shù)量應相等，各層接觸面應刨毛。    （5）對于砂性土應先在壓力室底座全依次放上不透水板，橡皮膜和對開圓膜。將砂料填入對開圓膜內(nèi)，分3層按預定干密度擊實。當制備飽和試樣時，在對開圓膜內(nèi)注入純水至13高度，將煮沸的砂料分3層填入，達到預定高度。放上不透水板、試樣帽，扎緊橡皮膜。對試樣內(nèi)部施加5 kPa負壓力使試樣能站立，折除對開圓膜。   （6）對制備好的試樣，應量測其直徑和高度。試樣的平均直徑應按下式計算：式中Dl，D2，D3分別為試樣上、中

4、、下部位的直徑。 五、三軸試驗操作步聚1、試樣的安裝步驟：2、試樣排水固結(jié)步驟：     施加周圍壓力；開孔隙水壓力閥，測定孔隙水壓力。開排水閥。當需測定排水過程時，測記排水管水面及孔隙水壓力值，直至孔隙水壓力消散95以上。固結(jié)完成后，關(guān)排水閥，測記排水管讀數(shù)和孔隙水壓力讀數(shù)。3、試樣剪切步驟：關(guān)孔隙水壓力閥，微調(diào)壓力機升降臺，使活塞與試樣接觸，此時軸向變形百分表的變化值為試樣固結(jié)時的高度變化。    將軸向測力計、軸向變形百分表及孔隙水壓力讀數(shù)均調(diào)整至零。選擇剪切應變速率，進行剪切。粘質(zhì)土每分

5、鐘應變?yōu)?.05%0.1；粉質(zhì)土每分鐘應變?yōu)?.1%0.5。   測記軸向壓力、孔隙水壓力和軸向變形。試驗結(jié)束，關(guān)電動機和各閥門，開排氣閥，排除壓力室內(nèi)的水，拆除試樣，描述試樣破壞形狀。稱試樣質(zhì)量并測定含水量。1.不固結(jié)不排水試驗    （1）剪切應變速率宜為每分鐘應變0.5%1.0。（2）啟動電動機，開始剪切。試樣每產(chǎn)生0.3%0.4的軸向應變，測記一次測力計讀數(shù)和軸向變形值。當軸向應變大于3，每隔0.7%0.8的應變值測記一次讀數(shù)。（3）當測力計讀數(shù)出現(xiàn)峰值時，剪切應繼續(xù)進行，超過5%的軸向應變?yōu)橹?。當測力計讀數(shù)無峰值時

6、，剪切進行到軸向應變?yōu)?5%20%。（4）試驗結(jié)束，關(guān)電動機，關(guān)周圍壓力閥，開排氣閥，排除壓力室內(nèi)的水，拆除試樣，描述試樣破壞形狀。稱試樣質(zhì)量，并測定含水量。2.固結(jié)不排水試驗試樣排水固結(jié)按下列步驟進行：（1）開孔隙水壓力閥，測定孔隙水壓力。開排水閥。當需測定排水過程時，測記排水管水面及孔隙水壓力值，直至孔隙水壓力消散95%以上。固結(jié)完成后，關(guān)排水閥，測定排水管讀數(shù)和孔隙水壓力讀數(shù)。（2）微調(diào)壓力機升降臺，使活塞與試樣接觸，此時軸向變形百分表的變化值為試樣固結(jié)時的高度變化。剪切試樣按下列步驟進行：（1）將軸向測力計、軸向變形百分表及孔隙水壓力讀數(shù)均調(diào)整至零民。（2）選擇剪切應變速率，進行剪切。

7、粘質(zhì)土每分鐘應變?yōu)?.05%0.1%；粉質(zhì)土每分鐘應變0.1%0.5%。（3）測記軸向壓力、孔隙水壓力和軸向變形。（4）試驗結(jié)束，關(guān)電動機和各閥門，開排氣閥，排除壓力室內(nèi)的水，拆除試樣，描述試樣破壞形狀。稱試樣質(zhì)量并測定含水量。3.固結(jié)排水試驗試樣的安裝、固結(jié)和剪切，與固結(jié)不排水試驗的相應步驟相同，但在剪切過程中應打開排水閥，剪切速率采用每分鐘應變 0.0030.012。  六、數(shù)據(jù)整理與分析1不固結(jié)不排水試驗    （1）軸向應變應按下式計算：式中e為軸向應變值，；hi為剪力過程中的高度變化，mm； h0為試樣起

8、始高度，mm。    （2）試樣面積的校正，應按下式計算：式中Aa為試樣的校正斷面積，cm2； A0為試樣的初始斷面積，cm2。    （3）主應力差應按下式計算：式中  s1為大主應力，kPa；s3為小主應力，kPa； C為測力計率定系數(shù)，N0.0l mm或NmV； R為測力計讀數(shù)0.01 mm或mV； 10為單位換算系數(shù)。    （4）以（s1s3）的峰值為破壞點，無峰值時，取15軸向應變時的主應力差值

9、作為破壞點。以法向應力為橫坐標，剪應力為縱坐標，在橫坐標上以（s1f+s3f）/2為圓心，（s1fs3f）/2為半徑（f注腳表示破壞），在t-s應力平面圖上繪制破損應力圓，并繪制不同周圍壓力下破損應力圓的包線，由破損應力圓的包線求出不排水強度參數(shù)c，j，下圖所示。不固結(jié)不排水剪強度包線 2固結(jié)不排水試驗   （1）按下式計算試樣固結(jié)后的高度：式中hc為試樣固結(jié)后的高度，cm；V為試樣固結(jié)后與固結(jié)前的體積變化，cm3。（2）試樣固結(jié)后的面積，按下式計算：式中Ac為試樣固結(jié)后的斷面積，cm2。（3）剪切時試樣的校正面積，按下式計算。  &

10、#160;（4）主應力差與不固結(jié)不排水試驗計算方法相同。   （5）孔隙水壓力系數(shù)，按下列公式計算：    初始孔隙水壓力系數(shù)式中B為初始孔隙水壓力系數(shù)； u0為施加周圍壓力產(chǎn)生的孔隙水壓力，kPa。    破壞時孔隙水壓力系數(shù)式中Af為破壞時的孔隙水壓力系數(shù)； uf為試樣破壞時，主應力差產(chǎn)生的孔隙水壓力，kPa。   （6）繪制破損應力圓并確定摩擦角和粘聚力，如下圖所示。  固結(jié)不排水剪強度包線 3固結(jié)排水試驗    剪切時試樣的校正面積，應按下式計算：            式中