三轴试验ppt课件

1、试验10、三轴试验一一. .试验目的：试验目的： 三轴剪切试验是测定土体抗剪强度的一种方法，通常用三轴剪切试验是测定土体抗剪强度的一种方法，通常用3 34 4个圆柱形试样，分别个圆柱形试样，分别在不同在不同 的恒定围压力下（即小主应力的恒定围压力下（即小主应力33）施加轴向压力（即主应力差）施加轴向压力（即主应力差1133）进）进行剪切直至破坏，行剪切直至破坏， 然后根据摩尔然后根据摩尔库仑理论，求得土的抗剪强度参数库仑理论，求得土的抗剪强度参数c c、值。同时，值。同时，试验过程中若测得了孔隙试验过程中若测得了孔隙 水压力还可以得到土体的有效抗剪强度指标水压力还可以得到土体的有效抗剪强度指标

2、cc、和孔和孔隙水压力系数等。隙水压力系数等。试样试样围压围压力力 3 3阀门阀门阀门阀门马达马达横梁横梁量力环量力环百分表百分表量水管量水管孔压孔压量测量测4.3.2 三轴压缩试验三轴压缩试验F试样应力特点试样应力特点与试验方法与试验方法F强度包线强度包线F试验类型试验类型F优缺点优缺点三轴剪切试验可分为不固结不排水试验（三轴剪切试验可分为不固结不排水试验（UUUU）、固结不排水试验（）、固结不排水试验（CUCU）以及固结）以及固结排水剪排水剪试验（试验（CDCD）。）。1 1、不固结不排水试验：试件在周围压力和轴向压力下直至破坏的全过程中均不允许排、不固结不排水试验：试件在周围压力和轴向压

3、力下直至破坏的全过程中均不允许排水，水， 土样从开始加载至试样剪坏，土中的含水率始终保持不变，可测得总抗剪强度指土样从开始加载至试样剪坏，土中的含水率始终保持不变，可测得总抗剪强度指标标c c 和和 ；2 2、固结不排水试验：试样先在周围压力下让土体排水固结，待固结稳定后，再在不排、固结不排水试验：试样先在周围压力下让土体排水固结，待固结稳定后，再在不排水水 条件下施加轴向压力直至破坏，可同时测定总抗剪强度指标条件下施加轴向压力直至破坏，可同时测定总抗剪强度指标 和和 或有效抗剪强度指或有效抗剪强度指标标 和及孔隙水压力系数；和及孔隙水压力系数；3 3、固结排水剪试验：试样先在周围压力下排水固

4、结，然后允许在充分排水的条件下增、固结排水剪试验：试样先在周围压力下排水固结，然后允许在充分排水的条件下增加加 轴向压力直至破坏，可测得总抗剪强度指标和轴向压力直至破坏，可测得总抗剪强度指标和 。二、试验方法：二、试验方法：应力特点与试验方法应力特点与试验方法类型类型施加施加 3 3施加施加 1 1- - 3 3量测量测固结固结排水排水固结固结排水排水体变体变固结固结不排水不排水固结固结不排水不排水孔隙水压孔隙水压力力不固结不固结不排水不排水不固结不固结不排水不排水孔隙水压孔隙水压力力常用试验类型常用试验类型试样试样围压围压力力 3 3阀门阀门阀门阀门马达马达横梁横梁量力环量力环百分表百分表量

5、水管量水管孔压孔压量测量测 1 1- - 3 3 1 1( ( 1 1- - 3 3) )f f( ( 1 1- - 3 3) )f f破坏偏差应力取值方法破坏偏差应力取值方法松砂松砂密砂密砂F取曲线的最大偏差应力值作为取曲线的最大偏差应力值作为( ( 1 1- - 3 3) )f fF取规定的轴向应变值（通常取规定的轴向应变值（通常15%15%）所相）所相应的偏差应力作为应的偏差应力作为( ( 1 1- - 3 3) )f fF以最大有效主应力比以最大有效主应力比(1 1/ /3 3) )maxmax处的处的偏差应力值作为偏差应力值作为( ( 1 1- - 3 3) )f f15%15% 1

6、 1- - 3 3 1 1 3 3=100kPa=100kPa 3 3=300kPa=300kPa 3 3=500kPa=500kPa三轴试验确定土的强度包线三轴试验确定土的强度包线 O O 3 3 1f1f强度包线强度包线c c F由不同围压由不同围压 的三轴试验，得到破坏时相应的（的三轴试验，得到破坏时相应的（ 1 1- - ) )f fF分别绘制破坏状态的莫尔应力圆，其公切线即为强度包线，可得强度指标分别绘制破坏状态的莫尔应力圆，其公切线即为强度包线，可得强度指标c c与与 15%15%( ( 1 1- - 3 3) )f f仪器设备仪器设备试样安装步骤试样安装步骤检查压力管线检查压力管

7、线安装透水石安装透水石连接管线连接管线土样装入压力室土样装入压力室安装轴向位移传感器安装轴向位移传感器 试样排水固结步骤：试样排水固结步骤：施加周围压力施加周围压力孔隙水压力阀，测定孔隙水压力。开排水阀。当需测定排水过程时，测记排水管水孔隙水压力阀，测定孔隙水压力。开排水阀。当需测定排水过程时，测记排水管水面及孔隙水压力值，直至孔隙水压力消散面及孔隙水压力值，直至孔隙水压力消散95以上。固结完成后，关排水阀，测记排水以上。固结完成后，关排水阀，测记排水管读数和孔隙水压力读数。管读数和孔隙水压力读数。试样剪切步骤：试样剪切步骤： 关孔隙水压力阀，微调压力机升降台，使活塞与试样接触，此时轴向变形百

8、分关孔隙水压力阀，微调压力机升降台，使活塞与试样接触，此时轴向变形百分表的变化值为试样固结时的高度变化。表的变化值为试样固结时的高度变化。 将轴向测力计、轴向变形百分表及孔隙水压力读数均调整至零。选择剪切应变速率，进行剪将轴向测力计、轴向变形百分表及孔隙水压力读数均调整至零。选择剪切应变速率，进行剪切。粘质土每分钟应变为切。粘质土每分钟应变为0.05%0.1；粉质土每分钟应变为；粉质土每分钟应变为0.1%0.5。 测记轴向压力、测记轴向压力、孔隙水压力和轴向变形。试验结束，关电动机和各阀门，开排气阀，排除压力室内的水，拆除试孔隙水压力和轴向变形。试验结束，关电动机和各阀门，开排气阀，排除压力室

9、内的水，拆除试样，描述试样破坏形状。称试样质量并测定含水量样，描述试样破坏形状。称试样质量并测定含水量破坏后的试样破坏后的试样1.不固结不排水试验不固结不排水试验（1 1）剪切应变速率宜为每分钟应变）剪切应变速率宜为每分钟应变0.5%0.5%1.01.0。（2 2）启动电动机，开始剪切。试样每产生）启动电动机，开始剪切。试样每产生0.3%0.3%0.40.4的轴向应变，测记一次测的轴向应变，测记一次测力计读数和轴向变形值。当轴向应变大于力计读数和轴向变形值。当轴向应变大于3 3，每隔，每隔0.7%0.7%0.80.8的应变值测记一次读的应变值测记一次读数。数。（3 3）当测力计读数出现峰值时，

10、剪切应继续进行，超过）当测力计读数出现峰值时，剪切应继续进行，超过5%5%的轴向应变为止。当测的轴向应变为止。当测力计读数无峰值时，剪切进行到轴向应变为力计读数无峰值时，剪切进行到轴向应变为15%15%20%20%。（4 4）试验结束，关电动机，关周围压力阀，开排气阀，排除压力室内的水，拆除）试验结束，关电动机，关周围压力阀，开排气阀，排除压力室内的水，拆除试样，描述试样破坏形状。称试样质量，并测定含水量。试样，描述试样破坏形状。称试样质量，并测定含水量。2.固结不排水试验固结不排水试验试样排水固结按下列步骤进行：（1）开孔隙水压力阀，测定孔隙水压力。开排水阀。当需测定排水过程时，测记排水管水

11、面及孔隙水压力值，直至孔隙水压力消散95%以上。固结完成后，关排水阀，测定排水管读数和孔隙水压力读数。（2）微调压力机升降台，使活塞与试样接触，此时轴向变形百分表的变化值为试样固结时的高度变化。剪切试样按下列步骤进行：剪切试样按下列步骤进行：（1）将轴向测力计、轴向变形百分表及孔隙水压力读数均调整至零民。）将轴向测力计、轴向变形百分表及孔隙水压力读数均调整至零民。（2）选择剪切应变速率，进行剪切。粘质土每分钟应变为）选择剪切应变速率，进行剪切。粘质土每分钟应变为0.05%0.1%；粉质土；粉质土每分钟应变每分钟应变0.1%0.5%。（3）测记轴向压力、孔隙水压力和轴向变形。）测记轴向压力、孔隙

12、水压力和轴向变形。（4）试验结束，关电动机和各阀门，开排气阀，排除压力室内的水，拆除试样，）试验结束，关电动机和各阀门，开排气阀，排除压力室内的水，拆除试样，描述试样破坏形状。称试样质量并测定含水量。描述试样破坏形状。称试样质量并测定含水量。3.3.固结排水试验固结排水试验试样的安装、固结和剪切，与固结不排水试验的相应步骤相同，但在剪切过程中应打试样的安装、固结和剪切，与固结不排水试验的相应步骤相同，但在剪切过程中应打开排水阀，剪切速率采用每分钟应变开排水阀，剪切速率采用每分钟应变 0.0030.0030.0120.012。 土的抗剪强度指标随试验方法、排水条件的不同而异，对于具体工程问题，应

13、该尽可能根据现土的抗剪强度指标随试验方法、排水条件的不同而异，对于具体工程问题，应该尽可能根据现场条件决定采用实验室的试验方法，以获得合适的抗剪强度指标场条件决定采用实验室的试验方法，以获得合适的抗剪强度指标 试验方法试验方法适用条件适用条件不 排 水 剪 或 快 剪不 排 水 剪 或 快 剪（UU）地基土的透水性和排水条件不良，建筑物施工速度较快地基土的透水性和排水条件不良，建筑物施工速度较快排 水 剪 或 慢 剪排 水 剪 或 慢 剪（CD）地基土的透水性好，排水条件较佳，建筑物加荷速率较慢地基土的透水性好，排水条件较佳，建筑物加荷速率较慢固结不排水剪或固固结不排水剪或固结快剪（结快剪（CU）建筑物竣工以后较久，荷载又突然增大，或地基条件等介于上述建筑物竣工以后较久，荷载又突然增大，或地基条件等介于上述两种情况之间两种情况之间试验条件与现场条件试验条件与现场条件的对应关系的对应关系粘土地基上的分层慢速填方粘土地基上的分层慢速填方 在在1层固结后，快速施工层固结后，快速施工2层层12软土地基上的快速填方软土地基上的快速填方固结排水试验固结排水试验固结不排水试验固结不排水试验不固结不排水试验不固结不排