岩土工程试验.doc

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1、试验一三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）下施加轴向压力（即主应力差—），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。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）在施加周围压力和轴向偏应力—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和。固结不排水剪（

2、CU）试验中，试样先在周围压力作用下排水固结，然后在试样不允许排水的条件下，施加偏应力—至试样剪坏。固结不排水可得到总强度指标和，如试验时量测孔隙水压力也可得到有效强度指标和。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—，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和。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

3、压液体，使试样在三个轴向受到相同的周围压力（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—（偏应力），小主应力是周围压力，中主应力和相等。则由一个试样所得的和，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，试样剪坏时所加的轴压力也会改变，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，由此包线可求得抗剪强度指标和

4、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

5、压力表；15–量管；16–孔隙压力阀；17–离合器；18–手轮；19–马达；20–变速箱图4–2切土盘四试验步骤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

6、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。图4–3切土器和切土架试样尺寸应符合表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

7、.9126.18510.1010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。对于较硬的土样，先用削土刀或钢丝锯切取一稍大于规定尺寸的土样，上下两端削平，按试样的要求层次方向，放在切土架上，用切土器切削。先在切土器环刀口内壁涂上一层薄的凡士林，将切土器的刀口对准土样，边削土边压切土器，一直切削到比要求的试样高度约高2

8、cm为止，然后拆开切土器，将试样取出，按要求的高度将两端削平，见图4–3。将切削好的试样称重，准确到0.1g。试样高度和直径量测，并按下式计算试样的平均直径：（4–1）图4–4饱和器1–土样筒；2–紧箍；3–夹板；4–拉杆；5–透水石式中：D1、D2、D3分别为试样上、中、下部分的直径。取切下的余土，平行测定含水率，取其平均值作为试样的含水率（同一组原状试样，含水率差值不宜大于2%）。3．试样饱和根