三轴剪切试验的三种方法

三轴剪切试验操作规程

三轴剪切试验操作规程1、将仪器放在固定位置上，调平仪器。

2、试验前应在各齿轮处加少量机油润滑，打开电源预热20分。

3、三轴试验根据排水情况分为三种类型：即不固结不排水(UU)试验、固结不排水剪（CD）测孔隙水压力(CU)试验和固结排水剪(CD)试验已适用不同工程条件而进行强度指标测定。

4、三轴试验必须制备3个以上性质相同的式样，在不同周围压力下进行试验。

周围压力宜根据工程实际试验要求确定。

5、应变控制式三轴仪由压力式、轴向加压设备、周围压力系统、反压力系统、孔隙水压力系统、轴向变形和体积变化测量系统组成。

6、附属设备：包括击样器、饱和器、切土器、原状土分样器、切土盘、承膜筒和对开圆膜7、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，将橡皮膜筒套在试样外，并用橡皮圈将橡皮腊两端与此同时底座及试样帽分别扎紧。

8、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。

9、按电控柜面板的围压设定，设置试验需要的围压值，将离合器调到空位，转动空挡手轮，当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。

10、输入工程编号、土样编号、试验方法，剪切速率。

11、关排水阀，开周围压力阀，施加周围压力，开始剪切。

12、试验结束后，关电动机，关周围压力阀，脱开离合器将离合器调至于粗位，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。

关掉电源，擦洗仪器。

山西春晖工程质量检测有限责任公司。

三轴试验

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。（2）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。（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，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
1.不固结不排水试验
（1）剪切应变速率宜为每分钟应变0.5%～ 1.0％。（2）启动电动机，开始剪切。试样每产生 0.3%～0.4％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3％，每隔0.7%～ 0.8％的应变值测记一次读数。（3）当测力计读数出现峰值时，剪切应继续进行，超过5%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15%～20%。（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，拆除试样，描述试样破坏形状。称试样质量，并测定含水量。
4.3.2 三轴压缩试验
横梁
试样应力特点
与试验方法
百分表
量力环
量水管
试样
强度包线试验类型优缺点
孔压量测
围压力 3 阀门
马达
阀门
二、试验方法：
三轴剪切试验可分为不固结不排水试验（UU）、固结不排水试验（CU）以及固结排水剪试验（CD）。 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标c 和φ ； 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和或有效抗剪强度指标和及孔隙水压力系数； 3、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轴向压力直至破坏，可测得总抗剪强度指标和。

三轴试验

三轴试验一、基本原理三轴压缩实验是根据摩尔-库伦强度理论，用3～4个试样，分别在不同的恒定周围压力（即小主应力σ3）下施加轴向压力（即主应力差），进行剪切直至破坏，从而确定土的抗剪强度参数。

根据排水条件的不同，三轴试验分为以下三种试验类型：即不固结不排水试验（UU），固结不排水试验（CU），和固结排水试验（CD），试验方法的选择应根据工程情况，土的性质，建筑物施工和运行条件及所采用的分析方法而定。

（1）不固结不排水剪试验（UU）:是在整个实验过程中,从加周围压力和增加轴向压力直到剪坏为止,均不允许试样排水对保和试样可测得总抗剪强度参数CU、ФU或有效抗剪强度参数C′、Ф′和孔隙水压力参数。

（2）固结不排水剪试验（CU）:试验是先使试样在某一周围压力下固结排水，然后保持在不排水的情况下，增加轴向压力直到剪坏为止，可以测得总抗剪强度指标CCu、ФCu或有效抗剪强度参数C′、Ф′和孔隙水压力参数。

（3）固结排水剪试验（CD）:是在整个试验过程中允许试样充分排水，即在某一周围压力下排水固结，然后在充分排水的情况下增加轴向压力直到剪坏为止，可以测定有效抗剪强度指标2Cd、Фd。

二、固结不排水试验（一）仪器设备1、应变控制式三轴压缩仪由周围压力系统，反压力系统，孔隙水压力量测系统和主机组成。

2、附属设备包括击实器、饱和器、切土器、分样器、切土盘、承膜筒和对开圆筒，：3、百分表量程3cm或1cm，分度值〉0.01mm。

4、天平程量200g，感量0.01g；程量1000g，感量0. 1g。

5、橡皮膜应具有弹性，厚度应小于橡皮膜直径的1/100，不得有漏气空。

（二）操作步骤1、仪器检查⑴周围压力的测量精度为全量程的1%，测读分值为5kPa。

⑵孔隙水压力系统内的气泡应完全排除。

系统内的气泡可用纯水或施加压力使气泡溶于水，并从试样底座溢出，测量系统的体积因数应小于1.5×10-5cm3/ kPa。

⑶管路应畅通，活塞应能滑动，各连接处应无漏气。

【大学实验】土的三轴剪切试验PPT

• 一、试样制备：
• 1．选取一定数量的代表性土样，（对直径 3.91厘米试样约取二公厅），经风干碾碎过筛，测出风干含水量，按要求含水量算出所需加水量。
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• 2．将需加的水量喷洒到土料上，稍
静置后装入塑料袋，然后置于密闭容器内、至少20小时，使含水量均匀。取出土料复测其含水量，若所测含水量与要求含水量差值在1％以内，则可以进行击实土样，否则需调整含水量至符合要求为止。
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• 三、试样安装
• ⑴ 打开孔隙压力阀，使仪器底座充水，将煮沸过的透水石滑入仪器底座上，放上一张滤纸，关闭孔隙压力阀。
• ⑵ 活动三瓣膜后将试样取出，上面放好滤纸和透水石，放到仪器底座上。
• ⑶ 把乳胶膜放在承膜筒内，二头翻在承膜筒上通过吸吸气孔加真空负压。使乳胶膜紧贴在承膜筒内壁上，然后套入试样外面。放气，翻下乳胶膜二头取下承膜筒。
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• ⑷ 把试样下端的乳胶膜与仪器底座用乳胶带扎紧。然后放上对开膜（保护试样）和上帽，同样将上帽和乳胶膜扎紧。取走对开膜。
• ⑸ 装上压力室（注意不要碰试样），并从注水孔向压力室注满水扭好注水孔的封闭螺丝。
• ⑹ 关闭排水阀，记下排水量管及孔压表读数。
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四、试样排水固结：
⑴ 施加σ3固结周压力（ 100、200、 300KPa），并读排水量管读数，（注
意管中不得有气泡）。
⑵ 慢慢打开孔压阀，量测孔隙压力，
计算孔压系数。
⑶ 慢慢打开排水阀，使试样中的水通
过顶帽流入量水管（试样开始固结），
使孔隙压力慢慢消pp散t课件。
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⑷ 不断观察量水管读数，同时注意保持量水管水面应置于试样中心高度处。

三轴剪切试验

桂林理工大学
三轴压缩试验
SY30-20型应变控制式三轴仪型应变控制式三轴仪
桂林理工大学
三轴压缩试验
TSZ-3型应变控制式三轴仪型应变控制式三轴仪
桂林理工大学
三轴压缩试验
天平：称量天平：称量200 g，感量，感量0.01 g；称量；称量1000 g，感量， 0.1 g。。橡皮膜：应具有弹性，厚度应小于橡皮膜直径的1 橡皮膜：应具有弹性，厚度应小于橡皮膜直径的／100，不得有漏气孔。，不得有漏气孔。其他：橡皮膜，烘箱，秒表，干燥箱，称量盒，其他：橡皮膜，烘箱，秒表，干燥箱，称量盒，切土刀。钢丝锯，滤纸，游标卡尺等。切土刀。钢丝锯，滤纸，游标卡尺等。
二、三轴压缩试验与直剪试验的对比
桂林理工大学
三轴压缩试验
直接剪切仪的缺点主要有：直接剪切仪的缺点主要有：剪切面限定在上下盒之间的平面， ① 剪切面限定在上下盒之间的平面，而不是沿土样最薄弱的面剪切破坏；样最薄弱的面剪切破坏；剪切面上剪应力分布不均匀， ② 剪切面上剪应力分布不均匀，土样剪切破坏时先从边缘开始，在边缘发生应力集中现象；先从边缘开始，在边缘发生应力集中现象；在剪切过程中，土样剪切面逐渐缩小， ③ 在剪切过程中，土样剪切面逐渐缩小，而在计算抗剪强度时却是按土样的原截面积计算；计算抗剪强度时却是按土样的原截面积计算；试验时不能严格控制排水条件， ④ 试验时不能严格控制排水条件，不能量测孔隙水压力、在进行不排水剪切时，水压力、在进行不排水剪切时，试件仍有可能排水，特别对于饱和粘粘性土。特别对于饱和粘粘性土。由于土的抗剪强度受排水条件的影响显著。由于土的抗剪强度受排水条件的影响显著。故试验结果不够理想。但由于它具有结构简单，验结果不够理想。但由于它具有结构简单，操作方使等优点，方使等优点，故仍为一般工程广泛采用

土工试验-三轴剪切试验指导书

三轴剪切试验第一节概述三轴剪切试验被认为是测定土的抗剪强度的一种较完善的方法。

与直剪试验相比，三轴剪节试验有以下优点：1、能控制试验过程中试样的排水条件；2、能量测试样固结和排水过程中的孔隙水应力；3、试样内应力分布均匀。

三轴剪切试验能得到不同条件下土的抗剪强度指标和变形参数。

根据试验过程中排水条件的不同，将三轴试验分为不固结不排水剪（UU ）、固结不排水剪（CU ）和固结排水剪（CD ）等三种类型。

第二节试验原理和计算公式三轴剪切试试样为圆柱状如图11-1。

试验过程中测量以下参数：1、周围压力，2、竖向应力增量q,3、竖向变形量或竖向应变ε1，4、试样底部的孔隙水应力u,5、试样顶部接排水管量测试样排水量，6、反压力。

不同类型的三轴剪切试验加载过程如下：一、不固结不排水剪（UU ）一组试验通常需四个试样，试验加载顺序如下：1、在每个试样的周围施加相同的初始固结应力，待其固结完成后，量测试样轴向变形量和体积变化；2、对各个试样分别施加不同的围压增量作用，在作用期间不允许试样固结排水，量测由产生的孔隙应力u=1u ∆；3、施加竖向偏应q(q 自零开始增加，至试样破坏时达到最大值qmax)。

施加q 的过程中也不允许试样排水。

在加q 的过程中，量测q 的数值、由q 产生的轴向应变和孔隙水应力u=21u u ∆+∆（2u ∆为由q 产生的孔隙水应力）。

值得注意的是，《土工试验方法标准》（GB/T50123-1999）及其它土工试验标准中规定，对于原状土UU 试验步骤为：施加围压在不排水条件下，量测由产生的孔隙水应力u ，即试样的303σσσ∆+=一次施加，且在作用下不排水，然后施加竖向偏应力q 至试样破坏为止，在加q 的过程中量测q 、轴向应变和孔隙水应力u 。

UU 试验在剪切过程中试样的应力状态为：总应力303301σσσσσσ∆+=+∆+=q （11-1）有效压力：31333/u u u ∆-∆-=-=σσσ （11-2）由UU 试验量测得到孔隙应力系数：⎥⎦⎤⎢⎣⎡∆∆-+==∆-=∆=∆∆=---131231)1(σσσA A B B B A A q u u q u A u B （11-3）上列各式中：;,,,;.,;,,,2132133131u u u q u u q u ∆+∆=∆----∆∆+∆----∆∆---剪量过程中孔隙水应力产生的孔隙水应力增量分别为主应力增量分别为大主应力增量小小主应力和孔隙水应力分别为大主应力σσσσσσA ，.,,数分别为四个孔隙应力系-----B B A二、固结不排水剪（CU ）先给四个试样施加不同的围压，让试样在作用下固结排水（该步骤为将施加初始固结应力和围压增量两步合并），在作用下试样固结完成后，施加轴向偏听偏应力q。

三轴试验报告

静力三轴试验报告——静力三轴压缩试验1.概述：静力三轴压缩试验是试样在某一固定周围压力下，逐渐增大轴向压力，直至试样破坏的一种抗剪强度试验，是以摩尔-库伦强度理论为依据而设计的三轴向加压的剪力试验。

2.试验方法：根据土样固结排水条件和剪切时的排水条件，三轴试验可分为不固结不排水剪试验（UU ）、固结不排水剪试验（CU ）、固结排水剪试验（CD ）等。

本试验采用固结排水试验方法。

3.仪器设备：静力三轴仪。

由以下几个部分组成：三轴压力室、轴向加荷系统、轴向压力量测系统、周围压力稳压系统、孔隙水压力测量系统、轴向变形量测系统、反压力体变系统、计算机数据采集和处理系统Tgwin 程序。

附属设备：击实筒、承膜筒和砂样植被模筒、天平、橡胶模、橡皮筋、透水石、滤纸等。

4.试验材料：本试验材料为ISO 标准砂，测得该材料最大干密度为m ax d ρ=1.724 g/cm 3，最小干密度为min d ρ=1.429 g/cm 3。

5.成样方法：试样高度为h=80mm ，直径为d=39.1mm ，体积可算得为V=96.1cm 3，本试验采用初始成样相对密实度为Dr=50%。

先根据公式max min max min ()()d d d r d d d D ρρρρρρ-=-反算出d ρ=1.562 g/cm 3，则可求出制备三轴试样所需的干砂的总质量m=153g 。

本试验采用干装法，将取好的干砂4等分，每份38.25g ，均匀搅拌后，先将承膜筒将试样安装到试验仪器上，然后直接在承膜筒中分4层压实到指定高度进行成样。

6.试验步骤及数据处理（1）成样方法按照上述步骤进行，成样之后降低排水管的高度，使排水管内水面高度低于试样中心高度约0.2m ，关闭排水阀，这样在试样内部形成一定的负压，以便试样能够自立。

（2）安装压力室。

试样制备完毕后，安装压力室。

安装前应先将加载杆提起，以免在放置过程中碰到试样，安装好压力室后依次渐进拧紧螺丝，保持压力室各个方向均匀下降，避免地步产生较大的缝隙。

三轴试验

试验条件与现场条件的对应关系
固结排水试验
2 1
固结不排水试验
层固结后，在1层固结后，快速施工层层固结后快速施工2层
不固结不排水试验粘土地基上的分层慢速填方软土地基上的快速填方
常规三轴试验优缺点
单元体试验，单元体试验，试样内应力和应变相对均匀应力状态和应力路径明确排水条件清楚，排水条件清楚，可控制破坏面不是人为固定的设备操作复杂现场无法试验常规三轴试验不能反映σ 常规三轴试验不能反映σ2的影响
4.3.2
横梁
力
百分表
量力环
量水管
试样
量
力σ
二、试验方法：试验方法：
三轴剪切试验可分为不固结不排水试验（UU）、固结三轴剪切试验可分为不固结不排水试验（UU）、固结）、不排水试验（CU）不排水试验（CU）以及固结排水剪试验（CD）。试验（CD）。不固结不排水试验： 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水，至破坏的全过程中均不允许排水，土样从开始加载至试样剪坏，土中的含水率始终保持不变，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c 指标c 和φ ；固结不排水试验： 2、固结不排水试验：试样先在周围压力下让土体排水固待固结稳定后，结，待固结稳定后，再在不排水条件下施加轴向压力直至破坏，至破坏，可同时测定总抗剪强度指标和或有效抗剪强度和及孔隙水压力系数；指标和及孔隙水压力系数；固结排水剪试验：试样先在周围压力下排水固结， 3、固结排水剪试验：试样先在周围压力下排水固结，然轴向压力直至破坏，后允许在充分排水的条件下增加轴向压力直至破坏，可测得总抗剪强度指标和。

三轴剪切试验

三轴剪切试验
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3～4个圆柱形试样，分别在不同的恒定围压力下（即小主应力σ3）施加轴向压力（即主应力差σ1－σ3）进行剪切直至破坏，然后根据摩尔—库仑理论，求得土的抗剪强度参数c、φ值。

同时，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c′、φ′和孔隙水压力系数等。

试验方法：
三轴剪切试验可分为不固结不排水试
验（UU）、固结不排水试验（CU）以及固结排水剪
试验（CD）。

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
指标和；
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和或有效抗剪强度
指标和及孔隙水压力系数；
3、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轴向压力直至破坏，可测得总抗剪强度指标和。

试验指导书：三轴剪切试验的目的、方法、试验指导书与试验记录表
试验仪器图片：。

列举出三轴压缩试验的类型及其特点

一、列举出三轴压缩试验的类型及其特点。

答：三轴压缩试验是测定土的抗剪强度的一种方法，根据剪切前的固结程度和排水条件的不同试验分为不固结不排水剪（UU ）、固结不排水剪(CU)和固结排水剪(CD)三种试验类型。

（1）不固结水排水剪试验（UU ）是在施加周围压力和增加轴向压力直至破坏过程中均不允许试样排水，试验自始至终关闭排水阀门。

本试验可以测得总抗剪强度参数u u c ϕ,。

（2）固结不排水剪试验(CU)是试样先在某一周围压力作用下排水固结，然后在保持不排水的情况下增加轴向压力直至破坏。

本试验可以测得总抗剪强度参数cu cu c ϕ,，有效抗剪强度参数'',ϕc ，和孔隙压力系数。

（3）固结排水剪试验（CD ）是试样先在某一周围压力作用下排水固结，然后在允许试样充分排水的情况下增加轴向压力直到破坏。

本试验可以测得有效抗剪强度参数cd cd c ϕ,和变形参数。

二、直接剪切试验的类型及其适用的工程情况。

答：直接剪切试验是测定土的抗剪强度的一种基本方法。

试验的原理是根据库仑定律，土的内摩擦力与剪切面上的法向压力成正比。

将土制备成几个土样，分别在不同的法向压力下，沿固定的剪切面直接施加水平剪力进行剪切，得其剪坏时的剪应力，即为抗剪强度f τ，然后，根据剪切定律确定土的抗剪强度指标c 和ϕ。

为了在直剪试验中能尽量考虑实际工程中存在的不同固结排水条件，通常采用三种不同加荷速率的试验方法来近似模拟土体在受剪时的不同排水条件，由此产生了三种不同的直剪试验方法：(1) 快剪法(或称不排水剪)：即在试样上施加垂直压力后，立即加水平剪切力。

在整个试验中，不允许试样的原始含水率有所改变(试样两端敷以隔水纸)，即在试验过程中孔隙水压力保持不变(3-5min内剪坏)。

(2) 慢剪法(或称排水剪)：即在加垂直荷重后，使其充分排水(试样两端敷以滤纸)，在土样达到完全固结时，再加水平剪力；每加一次水平剪力后，均需经过一段时间，待土样因剪切引起的孔隙水压力完全消失后，再继续加下一次水平剪力。

三轴剪切试验

三轴剪切试验
三轴剪切试验是一种常见的土工试验方法，用于确定土壤在三个方向上的剪切性质。

该试验通常用于土壤力学和工程设计领域，以评估土壤的稳定性和承载能力。

在三轴剪切试验中，土样被置于一个特殊的三轴装置中，该装置可以施加水平应力和垂直应力，同时通过加速度计和位移计来测量土样的变形和应变。

在试验的过程中，水平应力和垂直应力可以分别增加，直到土样产生剪切变形。

试验结果可以用于确定土壤的抗剪强度和剪切模量，以及土壤的变形性质。

三轴剪切试验是一种可靠和准确的土工试验方法，可以为工程设计和土壤力学研究提供重要的数据。

在实际应用中，三轴剪切试验可以用于评估不同类型的土壤，包括黏性土、砂土和粘性土。

此外，该试验还可以用于评估土壤的稳定性和承载能力，以及确定土壤的物理特性和力学特性。

总之，三轴剪切试验是一项重要的土工试验方法，可以为工程设计和土壤力学研究提供有价值的数据。

该试验的结果可以用于评估土壤的稳定性和承载能力，以及确定土壤的物理和力学特性，为工程设计提供科学依据。

关于三轴试验的概念

关于三轴试验的概念
三轴试验（Triaxial test）或三轴剪切试验（Triaxial shear test），是土力学中现有决定剪应力强度参数最可靠的方法之一。

它在例行性试验或研究中广泛为使用。

在此试验中，一般所之土壤试体直径约1.4英寸（36毫米），长度为3英寸（76毫米）。

用薄橡皮膜包裹之试体放在一装有水或甘油之圆塑胶容器内。

经由容器内液体之压缩对试体施加围压。

要造成试体受剪破坏，我们必须透过一垂直之加载活塞来施加轴向应力。

黏土之压密-排水试验需要相当长的时间。

为此，可以为这些土壤做压密-不排水附带孔隙水压量测之试验来得到排水剪力强度参数。

因为在施加轴差应力时不准许试体排水，所以试验可以快速进行。

在不压密-不排水试验中，土壤试体在受围压时不准许排水。

试体在不排水的情况下以施加轴差应力来达到剪力破坏。

因为试体在任何一阶段都不排水，试验可以很快的施做完成。

因为施加围压土壤试体中之孔隙水压会增高到u c。

在施加轴差应力孔隙水压会进一步的增高。

三轴试验

三轴试验一、基本原理三轴压缩实验是根据摩尔-库伦强度理论，用3～4个试样，分别在不同的恒定周围压力（即小主应力σ3）下施加轴向压力（即主应力差），进行剪切直至破坏，从而确定土的抗剪强度参数。

根据排水条件的不同，三轴试验分为以下三种试验类型：即不固结不排水试验（UU），固结不排水试验（CU），和固结排水试验（CD），试验方法的选择应根据工程情况，土的性质，建筑物施工和运行条件及所采用的分析方法而定。

（1）不固结不排水剪试验（UU）:是在整个实验过程中,从加周围压力和增加轴向压力直到剪坏为止,均不允许试样排水对保和试样可测得总抗剪强度参数CU、ФU或有效抗剪强度参数C′、Ф′和孔隙水压力参数。

（2）固结不排水剪试验（CU）:试验是先使试样在某一周围压力下固结排水，然后保持在不排水的情况下，增加轴向压力直到剪坏为止，可以测得总抗剪强度指标CCu、ФCu或有效抗剪强度参数C′、Ф′和孔隙水压力参数。

（3）固结排水剪试验（CD）:是在整个试验过程中允许试样充分排水，即在某一周围压力下排水固结，然后在充分排水的情况下增加轴向压力直到剪坏为止，可以测定有效抗剪强度指标2Cd、Фd。

二、固结不排水试验（一）仪器设备1、应变控制式三轴压缩仪由周围压力系统，反压力系统，孔隙水压力量测系统和主机组成。

2、附属设备包括击实器、饱和器、切土器、分样器、切土盘、承膜筒和对开圆筒，：3、百分表量程3cm或1cm，分度值〉0.01mm。

4、天平程量200g，感量0.01g；程量1000g，感量0. 1g。

5、橡皮膜应具有弹性，厚度应小于橡皮膜直径的1/100，不得有漏气空。

（二）操作步骤1、仪器检查⑴周围压力的测量精度为全量程的1%，测读分值为5kPa。

⑵孔隙水压力系统内的气泡应完全排除。

系统内的气泡可用纯水或施加压力使气泡溶于水，并从试样底座溢出，测量系统的体积因数应小于1.5×10-5cm3/ kPa。

⑶管路应畅通，活塞应能滑动，各连接处应无漏气。

关于粉砂、粉土常规静力三轴剪切试验结果的探讨

关于粉砂、粉土常规静力三轴剪切试验结果的探讨摘要:常规静力三轴剪切试验是室内土工试验中测定土体抗剪强度的主要方法,本文对静力三轴试验的试验设备、原理、方法做了简单陈述并给出了粉砂、粉土的部分相关试验结果。

关键词:静力三轴剪切试验试验设备原理方法常规静力三轴剪切试验(简称静三轴试验)是室内土工试验中测定土体变形、强度参数主要方法。

相对于原位试验而言,室内静三轴试验能比较明确、容易地控制土体受力的边界条件[1],不仅能够测得土体的抗剪强度指标,而且能够获得土体在剪切过程中的偏应力与轴向应变关系、孔隙水压力与轴向应变关系或体积变化与轴向应变关系,而且通过上述试验结果还可以获得土体非线性本构模型的相关参数,因此被国内外岩土工程界广为采用。

1 静力三轴剪切试验设备三轴试验仪是Casagrande于20世纪30年代发明的。

主要包括以下几个组成部分:三轴压力室、轴向加荷系统、轴向压力量测系统、周围压力稳压系统、孔隙水压力量测系统、轴向变形量测系统、反压力及体变系统、计算机数据采集和处理系统程序。

2 静力三轴剪切试验原理常规静力三轴剪切试验的主要步骤如下:将土试样放在密封的压力室中,孔隙水通过试样下端的透水石与孔隙水压力量测系统连通,并通过上端透水石与排水管和体变管连通。

向压力室内施加压力,使试样受到各向相等的压力σ3,应力状态如图1(a)。

然后通过抬高底座对试样施加竖向压力,保持水平向主应力保持不变,而竖向主应力逐渐增大,直到试件受剪破坏,如图1(b)。

试样受到各向均等应力σ3时,应力圆为一点;随着主应力差(σ1-σ3)的逐渐加大,应力圆随之扩大,如图1(d)中虚线圆。

作出(σ1-σ3)～εa的关系曲线(如图1c),确定剪破时主应力差(σ1-σ3)f及大主应力σ1f =(σ1-σ3)f+σ3。

用σ1f,σ3作应力圆即为极限应力圆。

通常一组实验用3～4个试样,每个试样的σ3值不同,作各极限应力圆的公切线即为强度包线,从而根据极限平衡条件得到c、φ值,如图1(d)。

土的三轴剪切试验

三轴剪切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周
压力（即小主应力σ3）下施加轴向压力（即主应力差σ1-σ3）进行剪切直至破坏，然后依照摩尔
一库仑理论，求得总抗剪强度参数和有效抗剪强度参数。
三轴试验分为不排水剪、固结不排水剪和排水剪三种方法。本次试验只做饱和试件固结不排水剪--饱和的试样先在某一周压力下排水固结，然后在保持不排水的情况下增加轴向压力直至破坏，同时
【二】试样饱和：
将试样装入饱和器内后，置于抽气罐内、拧紧盖，进行抽气，当真空度接近一个大气压后，对粉质土（壤上）再继续抽半个小时以上，粘质土抽1小时以上，然后徐徐注入清水，并使真空度保持稳定。待饱和器完全淹没水中后，停止抽气，慢慢解除抽气罐内的真空，让试样在抽气罐内静置10小时以上，然后待用。
⑷ 把试样下端的乳胶膜与仪器底座用乳胶带扎紧。然后放上对开膜（保护试样）和上帽，同样将上帽和乳胶膜扎紧。取走对开膜。
⑸ 装上压力室（注意不要碰试样），并从注水孔向压力室注满水扭好注水孔的封闭螺丝。
⑹ 关闭排水阀，记下排水量管及孔压表读数。
【四】试样排水固结：
⑴ 施加σ3固结周压力（ 100、200、 300KPa），并读排水量管读数，（注意管中不得有气泡）。
击实筒、饱和器、切土盘、切土器、承膜筒等。
天平、测微表、橡皮膜、扳手等。
仪器实物图
应
变
控
制
三
轴
仪
实验步骤【一】试样制备：
1．选取一定数量的代表性土样，（对直径3.91厘米试样约取二公厅），经风干碾碎过筛，测出风干含水量，按要求含水量算出所需加水量。
2．将需加的水量喷洒到土料上，稍静置后装入塑料袋，然后置于密闭容器内、至少20小时，使含水量均匀。取出土料复测其含水

三轴剪切试验

实验十三轴剪切试验一、概述三轴剪切试验是测定土的抗剪强度的主要方法之一。

它通常用3～4个圆柱形试样分别在不同的围压下施加轴向压力对试样进行剪切，直至破坏,然后根据摩尔-—库伦理论，求得土的抗剪强度指标φ和c 。

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。

不固结不排水剪试验,在施加周围压力σ3和轴向偏应力（σ1—σ3）,直至试样剪坏的整个过程中,均不允许试样排水固结，即不让孔隙水压力消散.固结不排水剪试验，在施加周围压力时，允许试样充分排水固结;在施加偏应力时,不允许排水至试样剪坏。

固结排水剪试验，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，使试样充分排水固结。

这里只介绍饱和试样的固结不排水剪试验.二、试验原理三轴试验采用圆柱形试样，对试样在空间三个坐标方向上施加压力.试验时先通过压力室有压液体，使试样在三个轴向受到相同的周围压力σ3,并维持整个试验过程不变.然后通过活塞杆向试样施加垂直轴向压力,直到试样剪坏。

若由活塞杆所加的试样破坏时的压力强度为q ＝σ1-σ3,小主应力是周围压力σ3.由一个试样所得的σ1和σ3，可以绘制一个极限应力圆.若干个试样，可得在不同周围压力作用下,试样剪坏时的最大主应力,从而可绘制若干个极限应力圆,作这些应力圆的公切线，便是土的抗剪强度包线,由此包线可求得强度指标c 和φ，附图10。

1所示。

三、仪器设备 1、常用的三轴剪切仪，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附图10。

9所示。

包括压力室、轴向加压设备、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.附图10.1 抗剪强度包线附图10.2 原状土分样器 1.钢丝架；2一滑杆；3一底座附图10.3 对开圆膜 1.压力室底座；2.透水石；3.制样圆模； 4.圆箍；5.橡皮膜；6.橡皮圈1 2 7 6 5 4 3 附图10.4 承膜筒 1.压力室底座；2.透水石；3.试样； 4.承膜筒；5.橡皮膜；6.上帽1 2 3 4 5 附图10.5 击实器 1.环；2.位螺丝；3.杆；4.击锤；5.底板附图10.6 饱和器 1.土样筒；2.紧箍；3.夹板； 4一拉杆；5.透水石 1 2 3 4 5 1 2 3 附图10.7 切土盘1.轴2.上盘3.下盘 1 2 3 附图10.8 切土器 1.土样 2.切土器 3.支架附图10.9 应变控制式三轴剪切仪 l.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；1l.压力室；12.量管阀；13.零位指示器；14.孔隙压力表；15.量管；16.孔隙压力阀；17.离合器；18.手轮四、试验步骤1、使用前三轴剪切仪应进行检查(1)周围压力的精度要求达到最大压力的土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.其方法是将零位指示器中水银移人贮槽内，关闭量管阀,用调压筒或三轴压力室(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，让管路中气泡从量管排出。

三轴剪切试验

优质资料.卖验十三轴剪切试验三軸剪切式睑是测走土的抗剪强度的主要方法之一。

它通常用3~4个圖栓形洪样分别疫不同的囲庄下施加轴向压力对洪择进行剪❻，直至玻坏，煞后根握摩金——库伦理论，求得土的抗剪強度指标。

和c 粮据排水条件的不同，三铀劳切认睑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)三种式睑方比。

不固结不排水剪次睑，在施加周国庄力6和轴向偏应力(66几直至洪择剪坏的整个过程中.均不允许式眸排水固结'即不让孔陳水庄力谄•收。

固结不排水剪式验，在冕加周谢庄力对，允许次挥丸分排水固结；在施加徧应力对.不允许排水至次样剪坏。

固结排水剪次瞼，在施加周囲庄力和轴向偏应力.直至式择剪坏的整个过程中，使试样充分排水固结。

这里只介绍饱和洪样的固结不排水剪式脸。

二.试脸廉理三軸试怂采用圓柱形忒眸，对试挥在空间三个坐标方向上施加庄力。

试验对丸通过庄力室冇庄液体，後洪样在三个軸向受到相同的周(9庄力6，并维持整个式脸过程不变。

然后通过活塞杆向试择施加垂直牡向庄力.直到试择剪坏。

若由活虑■杆所加的次挥破坏肘的庄力强度为q= Oi-03,小主应力是周国庄力6。

由一个式样所得的5和6，可以绘制一个圾限应力圓。

若干个忒择，可得疫不同周田庄力作用下.次挥剪坏肘的呆大主应力，从而可绘制若千个圾限应力Sb 作这些应力圆的公切线，便是土的抗剪强度包线，由此包线可求得強度指标＜r 和0附图10.1 所示。

三.仪杂设备b 常用的三轴剪切仪，按施加铀向庄力方式4的不同，分为应变技制式J 和应力疑制式両科。

2. 应变桩•制式三轴仪見附® 10.9所示。

包扌舌庄力室.轴向加庄设备.施加周国庄力糸统.体积变化和孔陳庄力量測糸统寻。

3. 附為设备：击实筒.饱和森、匕土盘.切"和切土標.分样丢.丞朕筒.天平. 量痕.橡皮族等。

附图10.3对开圆膜1.斥力室底座：2.透水石；3•制样闘模：4冏龜5•椽皮膜：6总皮圈附图10.2原状丄分样器1•钢线架:2—淆ff ： 3—底座附图10.7切土盘1 •轴2 •上盘3 •卜盘L 压力室底座：2.透水比3.试样:4•承膜筒二5•權皮験:6上帽1•环;2•位螺络3•杆:4.击锁：5.底板附图10.6饱和器1 •土样简：2•緊箍：3•夹板:4 一拉杆：5•透水石附图10.9应变控制式三轴勢切仪1.诡2.周阖压力表「.周【I协力阀:4.扌II：水阀:5.仏交$ 6排水管& 7疫形量表:8Jt力环：9•排气孔」(Mft向加压设备：1L压力室:12.ffl管阀：13.零位指示器:14.孔说压力茨：15.扯管：16.孔跑圧力阀：17.离合器:18.手轮试舷步骤b 使用祈三轴剪❻仪应进行檢卷⑴周国庄力的新度要求达到釆大庄力的土1%,測读分值一般应为5kPa,报据试挥强皮的丸』-送L择不同量程的量力环，使呆丸轴向庄力的精度不小于1%。