三轴压缩实验报告.pdf

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1、三轴压缩实验DanielWang摘要：三轴压缩实验是测定土的抗剪强度的一种方法，可根据摩尔－库仑理论，求得抗剪强度参数。关键词：三轴压缩影响因素感想强度参数一、实验目的：三轴压缩实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，分别在受压室内施加一定的恒定周围压力下，再施加轴向压力，进行剪切直至试样破坏为止。然后根据摩尔－库仑理论，求得抗剪强度参数（内摩擦角和内聚力）。二、实验原理：一般认为，土体的破坏条件用莫尔－库仑（Mohr-Coulomb）破坏准则：土体在各向主应力作用下，作用在某一应力面上的剪

2、应力
与法向应力
之比达到某一比值，土体将沿该面发生剪切破坏。莫尔－库仑破坏准则的表达式为：13Ccos13sin22。大主应力，小主应力，C土的粘聚力，φ土的内13摩擦角。三、实验方法：根据加载类型的不同，三轴剪切实验又可分为三种实验方法：不固结不排水剪(UU)；固结不排水剪(CU)；固结排水剪(CU)。由于实验时间和条件的限制，本次实验采用不固结不排水剪切实验。四、仪器设备：1．应变控制式三轴仪：由压力室、轴向加压设备、周围压力系统、反压力系统、孔隙水压力量测系统、轴向变形和体积变化量

3、测系统组成。2．击样器；3．承膜筒；4．橡皮膜（厚度在0.2mm左右不透水橡皮膜）；5．其他：切土刀、止水橡皮圈、钢丝锯以及活络扳手等工具。五、不固结不排水剪切实验的操作步骤：1试样的安装步骤：I在压力室的底座上，依次放上不透水板、试样及不透水试样帽，将橡皮膜用承膜筒套在试样外，并用橡皮圈将橡皮膜两端与底座及试样帽分别扎紧。Ⅱ将压力室罩顶部活塞提高，放下压力室罩，将活塞对准试样中心，并均匀地拧紧底座连接螺母。向压力室内注满纯水，待压力室顶部排气孔有水溢出时，拧紧排气孔，并将活塞对准测力计和试样顶部。Ⅲ将离合器调至

4、粗位，转动粗调手轮；当试样帽与活塞及测力计接近时，将离合器调至细位，改用细调手轮，使试样帽与活塞及测力计接触，装上变形指示计，将测力计和变形指示计调至零位。Ⅳ关排水阀，开周围压力阀，施加周围压力。周围压力大小应于工程的实际荷载相适应，并尽可能使最大周围压力与土体的最大实际荷载大致相等。本次实验按100、200、300、400KPa施加。2剪切试样按下列步骤进行：I剪切应变速率宜为每分钟应变0.5％～1.0％。Ⅱ启动电动机，合上离合器，开始剪切。试样每产生1mm的轴向应变，测记一次测力计读数和轴向变形值。Ⅲ当出现峰

5、值后，再继续剪3%~5%轴向应变；若测力计读数无明显减少，则剪切至轴向应变达15%~20%。Ⅳ实验结束，关电动机，关周围压力阀，脱开离合器，将离合器调至粗位，转动粗调手轮，将压力室降下，打开排气孔，排除压力室内的水，拆卸压力室罩，拆除试样，揩干试样周围的余水，脱去试样外的橡皮膜，描述试样破坏形状。六、计算及制图1.轴向应变：h11001h0式中：——轴向应变；%1h——试样剪切时高度变化，cm1h——试样原始高度，cm。02.试样面积的校正，应按下式计算：A0Aa112式中：A——试样的校正断面

6、积，cma2A——试样的初始断面积，cm。03.主应力差（），应按下式计算：13CRσ1σ3=10Aa式中：——主应力差，KPa13——大总主应力，Kpa1——小总主应力，Kpa3C——测力计率定系数，N/0.01mmR——测力计读数，0.01mm10——单位换算系数。4.以主应力差为纵坐标，轴向应变为横坐标，绘制以主应力差与轴向应变关系曲线。取曲线上主应力差的峰值作为破坏点，无峰值时，取15%轴向应变的主应力差值作为破坏点。1f3f5.以法向应力σ为横坐标，剪应力τ为纵坐标，在横坐标上

7、以为圆2心，以1f3f为半径（f注脚表示破坏时的值），绘制破坏总应力圆后，作诸2圆包线。该包线的倾角为内摩擦角，包线在纵坐标上的截距为内聚力c。uu七、实验记录及结论三轴剪力实验记录表周围压力：100Kpa剪切应变速率：1.2mm/min测力计率定系数C：37.5N/0.01mm。轴向应变轴向应变试样校正面积测力计表读数应力差读数0.01mm%2cm0.01mmKpahA0CRhAR1310aAh01a1001.2512.1519117.32002.5012.3122134.13

8、003.7512.4723.5141.44005.0012.6325148.45006.2512.8026.2153.56007.5012.9727.5159.07008.7513.1528.2160.880010.0013.3329163.190011.2513.5237205.2100012.5013.7145246.1110013.7513.9152280.3120