三軸試驗課件

試驗10、三軸試驗一.試驗目的：三軸剪切試驗是測定土體抗剪強度的一種方法，通常用3～4個圓柱形試樣，分別在不同的恒定圍壓力下（即小主應力σ3）施加軸向壓力（即主應力差σ1－σ3）進行剪切直至破壞，然后根據(jù)摩爾—庫侖理論，求得土的抗剪強度參數(shù)c、φ值。同時，試驗過程中若測得了孔隙水壓力還可以得到土體的有效抗剪強度指標c′、φ′和孔隙水壓力系數(shù)等。試驗10、三軸試驗試樣圍壓

力3閥門閥門馬達橫梁量力環(huán)百分表量水管孔壓量測4.3.2

三軸壓縮試驗試樣應力特點

與試驗方法強度包線試驗類型優(yōu)缺點試樣圍壓

力3閥門閥門馬達橫梁量力環(huán)百分表量水管孔壓4.3三軸剪切試驗可分為不固結(jié)不排水試驗（UU）、固結(jié)不排水試驗（CU）以及固結(jié)排水剪試驗（CD）。1、不固結(jié)不排水試驗：試件在周圍壓力和軸向壓力下直至破壞的全過程中均不允許排水，土樣從開始加載至試樣剪壞，土中的含水率始終保持不變，可測得總抗剪強度指標c和φ

；2、固結(jié)不排水試驗：試樣先在周圍壓力下讓土體排水固結(jié)，待固結(jié)穩(wěn)定后，再在不排水條件下施加軸向壓力直至破壞，可同時測定總抗剪強度指標和或有效抗剪強度指標和及孔隙水壓力系數(shù)；3、固結(jié)排水剪試驗：試樣先在周圍壓力下排水固結(jié)，然后允許在充分排水的條件下增加軸向壓力直至破壞，可測得總抗剪強度指標和。二、試驗方法：三軸剪切試驗可分為不固結(jié)不排水試驗（UU）、固結(jié)不排水試應力特點與試驗方法類型施加

3施加

1-

3量測固結(jié)

排水固結(jié)排水體變固結(jié)

不排水固結(jié)不排水孔隙水壓力不固結(jié)不排水不固結(jié)不排水孔隙水壓力常用試驗類型試樣圍壓

力3閥門閥門馬達橫梁量力環(huán)百分表量水管孔壓量測應力特點與試驗方法類型施加

3施加

1-3量測固結(jié)

排

1-3

1(1-3)f(1-3)f破壞偏差應力取值方法松砂密砂取曲線的最大偏差應力值作為(

1-3)f取規(guī)定的軸向應變值（通常15%）所相應的偏差應力作為(

1-3)f以最大有效主應力比((

1/3)max處的偏差應力值作為(

1-3)f15%1-31(1-3)f(1-3)f破壞偏差應力取

1-3

1

3=100kPa

3=300kPa

3=500kPa三軸試驗確定土的強度包線

O

3

1f強度包線c

由不同圍壓

的三軸試驗，得到破壞時相應的（

1-

)f分別繪制破壞狀態(tài)的莫爾應力圓，其公切線即為強度包線，可得強度指標c與15%(1-3)f1-313=100kPa3=300kPa3=50儀器設備儀器設備試樣安裝步驟檢查壓力管線試樣安裝步驟檢查壓力管線安裝透水石安裝透水石連接管線連接管線土樣裝入壓力室土樣裝入壓力室安裝軸向位移傳感器安裝軸向位移傳感器試樣排水固結(jié)步驟：

施加周圍壓力試樣排水固結(jié)步驟：

施加周圍壓力孔隙水壓力閥，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，關排水閥，測記排水管讀數(shù)和孔隙水壓力讀數(shù)。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，試樣剪切步驟：關孔隙水壓力閥，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。試樣剪切步驟：關孔隙水壓力閥，微調(diào)壓力機升降臺，使活塞與試將軸向測力計、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。選擇破壞后的試樣破壞后的試樣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)橹埂．敎y力計讀數(shù)無峰值時，剪切進行到軸向應變?yōu)?5%～20%。（4）試驗結(jié)束，關電動機，關周圍壓力閥，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。1.不固結(jié)不排水試驗

（1）剪切應變速率宜為每分鐘應變02.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。2.固結(jié)不排水試驗

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。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。

剪切試樣按下列步驟進行：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0.003％～0.012％。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

土的抗剪強度指標隨試驗方法、排水條件的不同而異，對于具體工程問題，應該盡可能根據(jù)現(xiàn)場條件決定采用實驗室的試驗方法，以獲得合適的抗剪強度指標

試驗方法適用條件不排水剪或快剪（UU）地基土的透水性和排水條件不良，建筑物施工速度較快排水剪或慢剪（CD）地基土的透水性好，排水條件較佳，建筑物加荷速率較慢固結(jié)不排水剪或固結(jié)快剪（CU）建筑物竣工以后較久，荷載又突然增大，或地基條件等介于上述兩種情況之間土的抗剪強度指標隨試驗方法、排水條件的不同而異，對于具試驗條件與現(xiàn)場條件的對應關系粘土地基上的分層慢速填方在1層固結(jié)后，快速施工2層12軟土地基上的快速填方固結(jié)排水試驗固結(jié)不排水試驗不固結(jié)不排水試驗試驗條件與現(xiàn)場條件粘土地基上的分層慢速填方在1