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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。,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,三軸剪切試驗可分為不固結不排水試驗（UU）、固結不排水試驗（CU）以及固結排水剪 試驗（CD）。 1、不固結不排水試驗：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、固結不排水試驗：試樣先在周圍壓力下讓土體排水固結，待固結穩(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、固結排水剪試驗：試樣先在周圍壓力下排水固結，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：,應力特點與試驗方法,常用試驗類型,,,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)f,三軸試驗確定土的強度包線,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?,,儀器設備,,試樣安裝步驟,,檢查壓力管線,,,安裝透水石,,,連接管線,,,土樣裝入壓力室,,,安裝軸向位移傳感器,試樣排水固結步驟：,,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。固結完成后，關排水閥，測記排水管讀數(shù)和孔隙水壓力讀數(shù)。,試樣剪切步驟：,,關孔隙水壓力閥，微調壓力機升降臺，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)均調整至零。選擇剪切應變速率，進行剪切。粘質土每分鐘應變?yōu)?.05%～0.1％；粉質土每分鐘應變?yōu)?.1%～0.5％。 測記軸向壓力、孔隙水壓力和軸向變形。試驗結束，關電動機和各閥門，開排氣閥，排除壓力室內的水，拆除試樣，描述試樣破壞形狀。稱試樣質量并測定含水量,,,破壞后的試樣,1.不固結不排水試驗,（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，剪切進行到軸向應變?yōu)?5%～20%。 （4）試驗結束，關電動機，關周圍壓力閥，開排氣閥，排除壓力室內的水，拆除試樣，描述試樣破壞形狀。稱試樣質量，并測定含水量。,2.固結不排水試驗,試樣排水固結按下列步驟進行： （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)均調整至零民。 （2）選擇剪切應變速率，進行剪切。粘質土每分鐘應變?yōu)?.05%～0.1%；粉質土每分鐘應變0.1%～0.5%。 （3）測記軸向壓力、孔隙水壓力和軸向變形。 （4）試驗結束，關電動機和各閥門，開排氣閥，排除壓力室內的水，拆除試樣，描述試樣破壞形狀。稱試樣質量并測定含水量。,3.固結排水試驗,試樣的安裝、固結和剪切，與固結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％。,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,試驗條件與現(xiàn)場條件 的對應關系,固結排水試驗,固結不排水試驗,不固結不排水試驗,常規(guī)三軸試驗優(yōu)缺點,單元體試驗，試樣內應力和應變相對均勻 應力狀態(tài)和應力路徑明確 排水條件清楚，可控制 破壞面不是人為固定的 設備操作復雜 現(xiàn)場無法試驗 常規(guī)三軸試驗不能反映?2的影響,說明： ?3＝0 即為無側限抗壓強度試驗,