三轴试件抽气饱和方法及其对固结不排水剪强度试验的影响分析

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1、三轴试件抽气饱和方法及其对固结不排水剪强度试验的影响分析：郗宁39文章编号：1672—7479(2013)04—0039—03三轴试件抽气饱和方法及其对固结不排水剪强度试验的影响分析郗宁(铁道第三勘察设计院集团有限公司，天津300251)Specimen’SVacuumSaturatingMethodsAndTheirEfecttoConsolidatedUndrainedTriaxialCompressionTestResultsXINing摘要对三轴压缩试验中常用的真空缸内抽气和压力室内抽气两种抽气饱和方法的

2、操作过程进行了对比，分析了两种抽气过程中试样的孔隙水压、空隙气压和有效压力差异。分析得出，采用压力室内抽气饱和法时，试样将会承受一定的有效压力并发生固结，这一预先的固结过程将会对试验得到的固结不排水剪强度产生影响，使黏聚力明显增大，而摩擦角略有降低。关键词三轴压缩试验固结不排水剪饱和方法中图分类号：P642．12，TU411文献标识码：A三轴压缩试验是测定土的抗剪强度的一种较为完和、反压饱和等饱和方法可以方便地转换衔接，使试验善的方法。在三轴压缩试验中，原状试样由于取样时人员有条件对试样进行更复杂的处理1J。但是

3、，在应力释放，有可能产生孔隙中不完全充满水而不饱和，这种三轴仪使用的过程中，由于试验者对抽气饱和法试验时需采用人工方法使试样饱和¨。有不同的理解，在生产实践中出现了真空缸内抽气和文献[1]根据土样的透水性能，推荐选择性地使压力室内抽气两种具体的操作方法。它们的基本过程用浸水饱和法、毛细管饱和法和抽气饱和法。对于渗类似，但试件在两种饱和过程中的应力状态却有明显透系数小于、等于10em／s的细粒土，推荐采用抽气差异，进而影响着抗剪强度试验结果。饱和法。本文将对三轴压缩试验中这两种抽气饱和方法及抽气饱和方法的基本过程为

4、：先对试样进行真空其对抗剪强度试验结果的影响进行理论分析和试验抽气处理，使试样孔隙中处于低压。再对试样浸水，使研究试样孔隙以水充填而进入饱和状态。1两种抽气饱和方法由于砂类土及粗粒土在勘察的钻孔、取样过程中极易受到扰动破坏，工程实践中采取的原状土绝大多1．1真空缸内抽气饱和法数均为粉土和黏性土。这些土同时也正是“渗透系数文献[1]描述的抽气饱和法中，试样饱和在真空小于、等于10em／s的细粒土”。因此，抽气饱和方饱和装置的真空缸内完成，这里称之为“真空缸内抽法已经成为土工试验中最为常用的一种饱和方法。这气饱和法”

5、。该方法采用的真空饱和装置如图1种饱和方法也同样被广泛应用于对三轴压缩试件的饱所示。，和预处理。其操作过程为：将三轴试样贴上滤纸，用特制的三近些年来，国内外越来越多的三轴仪本身集成了轴饱和器固定。将装有试样的饱和器放人真空缸内，由真空泵、空压机等组成的水气交换系统，使抽气饱并做好密封。抽出真空缸内气体，使真空缸内达到真空，并维持一段时间(不少于lh)，微开水缸管夹，使收稿日期：2013—06—05第一作者简介：郗宁(1970一)，女，工程师。清水徐徐注入真空缸，并在注水过程中继续抽气，使真空缸内保持真空。待水淹没

6、饱和器后停止抽气。开管铁道勘察2013年第4期Method”，即“干安装法”。但文献[8]指出，当采用干接真空泵安装法时，可采用不大于35kPa(5lb／in)，不超过土样固结压力的部分真空对试样进行抽气处理，而我国规范中并无对这一方面的明确规定。真空缸2对两种抽气饱和方法的对比分析7J(缸粗略看来，上述两种抽气饱和方法基本相同。即，两种方法都按照对试样“抽气一浸水一静置至饱和”图1真空饱和装置的步骤进行。试验表明，两种抽气饱和方法均能使试样达到试验所需的饱和度。夹使空气进入真空缸，静置一段时间(细粒土宜为然而，

7、试样在真空缸内和压力室内却处于不同的10h)使试样充分饱和。真空环境。1．2压力室内抽气饱和法(1)采用真空缸内抽气饱和法时，试件放置在密近些年来，为了方便试验人员对试样进行更复杂闭的真空缸内。此时，试样虽由饱和器固定，但由于饱的试样处理，出现了集成水、气交换系统的三轴压缩试和器上下均垫有透水石，且试样侧面和顶、底部垫有滤验仪。这种水、气交换系统可以使真空泵与排水管和纸，可以使试样内部孔隙水压和孔隙气压与试样外部孔隙水压力测管管路相连，即真空泵可以直接与三轴气压保持一致。仪压力室内与试样顶部、底部相通的管路相连，

8、从而具对于高饱和度土，忽略基质吸力，认为孔隙水压和备了对安装于压力室内的试样直接进行真空抽气处理空隙气压相等J。以当地大气压为基准的相对压强的功能，如图2。表示压力，当试样刚放入真空缸，尚未抽气时，试样内孔隙水压“和孔隙气压U与真空缸内压力P相等，都等于大气压力P，即此时U=U=p=0；当对真空缸抽气，使真空缸内相对压强P达到某一真空压力一P时，则试样内孔隙水压U也接近于