试验三轴压缩试验VIP免费

试验四、三轴压缩试验（一）概述三轴压缩试验是测定土的抗剪强度的一种方法。它通常用3～4个圆柱形试样分别在不同的恒定围压（即小主应力3）下施加轴向压力（即主应力差1—3），对试样进行剪切，直至破坏，然后根据摩尔—库伦理论，求得土的总抗剪强度指标和c以及有效抗剪强度指标'和'c。根据排水条件的不同，三轴剪切试验可分为不固结不排水剪（UU）、固结不排水剪（CU）和固结排水剪（CD）三种试验方法。不固结不排水剪（UU）在施加周围压力3和轴向偏应力1—3直至试样剪坏的整个过程中，均不允许试样排水固结，所得强度指标为总强度指标u和uc。固结不排水剪（CU）试验中，试样先在周围压力3作用下排水固结，然后在试样不允许排水的条件下，施加偏应力1—3至试样剪坏。固结不排水可得到总强度指标cu和cuc，如试验时量测孔隙水压力也可得到有效强度指标'和'c。固结排水剪（CD）试验时，试样先在周围压力下排水固结，然后在允许试样排水的条件下，施加偏应力1—3，至试样剪破坏。该试验由于在整个试验过程中允许试样排水固结，孔隙水压力始终保持为零，总应力等于有效应力，故此时的总强度指标即为有效应力强度指标d和dc。本次试验只做饱和试样的固结不排水剪。（二）试验原理三轴试验采用圆柱形试样，可以对试样的空间三个坐标方向上施加压力。试验时先通过压力室内的有压液体，使试样在三个轴向受到相同的周围压力3（其大小由压力计测定），并维持整个试验过程不变。然后通过活塞向试样施加垂直轴向压力，直到试样剪坏。若由活塞杆所施加的试样破坏时的压力强度为1q—3（偏应力），小主应力是周围压力，中主应力2和3相等。则由一个试样所得的1和3，可以绘制一个极限应力圆。对同一种土，另取几个试样，改变围压3，试样剪坏时所加的轴压力1也会改变，从而又可绘制另几个极限应力圆。这样，在不同周围压力下试验，就可得到一组（最少三个试样）极限应力圆。作这些应力圆的公切线，即是土的抗剪强度包线ctg，由此包线可求得抗剪强度指标和c。（三）仪器设备（1）常用的三轴仪，按施加轴向压力方式的不同，分为应变控制式和应力控制式两种。（2）应变控制式三轴仪见图4–1所示。包括压力室、试验机、施加周围压力系统、体积变化和孔隙压力量测系统等。（3）附属设备：击实筒、饱和器、切土盘、切土器和切土架、分样器、承膜筒、天平、量表、橡皮膜等。图4–1应变控制式三轴剪切仪1–调压筒；2–周围压力表；3–周围压力阀；4–排水阀；5–体变管；6–排水管；7–变形量表；8–量力环；9–排气孔；10–轴向加压设备；11–压力室；12–量管阀；13–零位指示器；14–孔隙压力表；15–量管；16–孔隙压力阀；17–离合器；18–手轮；19–马达；20–变速箱（四）试验步骤1．设备检查（1）周围压力的精度要求达到最大压力的±1%，测读分值一般应为5kPa，根据试样强度的大小，选择不同量程的量力环，使最大轴向压力的精度不小于1%。（2）排除孔隙压力量测系统的气泡。关闭量管阀，用三轴压力室（三轴压力室内充满无气水）对孔隙压力量测系统中的无气水（煮沸冷却后的蒸馏水）施加压力，小心打开量管阀，使管路中气泡从量管排出，反复几次，直到气泡完全排出为止。关闭孔隙压力阀和量管阀，用调压筒施加压力，检查孔隙压力量测系统的体积因数，应小于1.5×10-5cm3/kPa。（3）检查排水管路是否通畅；活塞在轴套内滑动是否正常；连接处有无漏水、漏气现象。仪器检查完毕，关周围压力阀、孔隙压力阀和排水阀，以备使用。（4）橡皮膜在使用前应作仔细检查。其方法是在膜内充气，扎紧两端，然后在水下检查有无漏气。2．试样制备原状试样，可从钻孔原状土柱或试坑原状土块中切取。试样尺寸应符合表4-1下列要求：超径颗粒的粒径不应超过试样直径的1/5。表4-1试样直径(mm)允许颗粒最大粒径(mm)3.912图4–3切土器和切土架图4–2切土盘6.18510.1010对于较软的土样，先用钢丝锯或削土刀切取一稍大于规定尺寸的土柱，放在切土盘上、下圆盘之间，再用钢丝锯或削土刀紧靠侧板，由上往下细心切削，边切削边转动圆盘，直到土样被削成规定直径为止。然后按试验要求的试样高度截取试样，并削平上下两端，见图4–2...