土体三轴试验固结过程解析

一般来说，相对于直接剪切试验的快剪、固结快剪和慢剪试验， [2]陈志波,王志文,朱俊高,梅国雄. 土体三轴试验固结过程解析解[J].
三轴试验也可按照剪切前的固结程度和剪切时的排水条件进行分 岩土力学,2016,(4):943-947，956.
类，具体如下：
[3]谌文武,刘伟,孙冠平,毕骏,张帅,陈鹏飞. 重塑黄土饱和与固结时
第三，固结排水试验试样在施加周围压力 σ３ 时允许排水固
论等，这些试验均将土体三轴试验带上了一个新的高度。但是，随着 结，待固结稳定后，再在排水条件下施加竖向压力至试件剪切破坏。
土木工程的飞速发展，所涉及到的土体种类也不再局限于普通的粘
３ 固结
土和砂土，一些例如盐渍土、土石混合体的土体也逐步被应用到土
这里我们主要以三轴圆柱形试样排水固结问题进行研究，其中
在研究土体三轴试验之前，我们应明确其提出的原因。就近年 本文并不对圆柱形试样外围的滤纸及橡皮膜的力学约束作用进行
来的情况来看，随着土木工程施工规模的逐渐扩大，一些事故也由 分析，而是仅考虑滤纸条的加快排水固结作用。具体来说，圆柱形试
此产生并逐渐增多。例如，如图一的于 １９１３ 年 １０ 月 １７ 日发生的加 样排水固结时，水流会分别流向外径部滤纸及试样顶端等部分，因
第三，等应变条件成立，即在同一深度上的平面任一点的垂直
强度包线。
变形都相等；
第四，单独对径向和竖向渗流进行考虑，且按照太沙基一维固
结理论进行考虑。
５ 结论
研究三轴试验固结过程需分析试样孔压消散程度和固结完成
情况，这里应借助土体试验固结排水解析解对三轴试验固结排水全
过程的孔压和固结度进行计算，由此便可以得出一条可以表现固结
２．１ 抗剪强度包线
言之水的渗流服从达西定律；
在研究三轴试验之前，需要明确抗剪强度包线这一概念。如图
第二，三轴圆柱形试样渗流固结只考虑渗透固结，且固结过程
１，分别在不同的周围压力作用下进行剪切，可以得出 ３ 到 ４ 个不同 不受到其他外界因素的影响；
的破坏应力圆，此时绘出各应力圆的公切线便可以得出土体的抗剪
第一，不固结不排水试验试样在施加周围压力和随后施加竖向 间三轴试验研究[J].工程地质学报,2014,(5):839-844.
作者简介：徐青青(1987，5-),女,汉族,陕西人,学士,地质工程专业,陕西省水利电力勘测设计研究院勘察分院。
三轴试验的试验仪器主要包括应变控制式三轴仪和应力控制 一步的试验验证，才能真正促进该领域的发展与进步。
式三轴仪两种，其中应变控制式三轴仪主要包含压力室、加压系统
参考文献
以及量测系统三部分构成。
[1]陈勇,杨迎,曹玲. 特殊应力路径下岸坡饱和土体变形特性模拟[J].
２．３ 三轴试验的常规试验方法
岩土力学,2017,(3):1-7.
固结指的指在荷载或其他因素的作用下，土体中的水分逐渐排
木工程之中，而这就要求相关的研究人员必须就三轴试验的基本理 除、体积压缩以及密度增大的现象，是土体三轴试验中非常常见的
论和基础公式进行更加全面的解析，进而确保其仍能应用到当前甚 一种现象。
至未来的土木施工之中。
４百度文库三轴试验固结过程详解
１ 土体三轴试验提出的背景
拿大特朗斯康谷仓沉降事件，该谷仓在一小时内竖向沉降达 ３０．５ 此圆柱试样固结过程存在竖向渗流和外径渗流两种。而针对竖向渗
厘米，整体结构向西倾斜，并在 ２４ 小时内发生了倾倒，具体来说，该 流问题，可参照太沙基一维固结理论，而外径渗流则可参照陈根媛
事故是由于地基承载力不够以及超载引发强度破坏所造成的。在此 的固结度简化公式。以下我们将着重分析向外径向的固结渗流，并
关键词：土体；三轴试验；固结；过程解析；原理分析
从 １９３７ 年 Ｒｅｎｄｕｌｉｃ 首次采用三轴试验方法测试土体强度后， 压力直至剪切破坏的整个过程中都不允许排水，试验自始至终关闭
三轴试验已经逐渐成为了一种非常常用且非常重要的室内土工试 排水阀门。
验方法，且已经广泛应用于测试土体的静、动等多种特性。同时，受
第二，固结不排水试验试样在施加周围压力 σ３ 打开排水阀
Ｒｅｎｄｕｌｉｃ 的影响，国内外多个学者逐步加大了在此领域内的研究， 门，允许排水固结，待固结稳定后关闭排水阀门，再施加竖向压力，
例如由我国研究专家张海霞对固结试验时间控制标准的研究以及 使试样在不排水的条件下剪切破坏。
安定军对三轴试验稳定控制孔压、时间、位移等三种判断标准的讨
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土体三轴试验固结过程解析
徐青青
（陕西省水利电力勘测设计研究院勘察分院，陕西 咸阳 ７１２０００）
摘 要：三轴试验是一种非常重要的室内试验手段，主要用于测定土体的强度和应力变形特性，具体需要借助压力室、轴向加荷系 统、施加周围压力系统以及孔隙水压力量测系统等。一般来说，在三轴试验中最为重要的两个要素为排水固结阶段试样的孔压消散以及 固结完成的情况，其不仅是后续剪切试验的重要依据，也是工作人员推导土体三轴剪切试验排水固结过程相关数据的依据。基于此，本文 以土体三轴试验的原理和固结过程的原理为基础，重点分析了土体三轴试验的固结过程，以希冀给予广大试验研究人员一些帮助和建 议，进而有效促进该领域的进步。
全过程的固结曲线，从而研究三轴剪切试验带来帮助。此外，同其他
室内试验相同，土体三轴试验的局限性较多，且影响因素较多，例如
试样的种类、试样的制作过程、试样的饱和度都会影响到整个试验
图 １ 土体的抗剪强度包线
的进行。如今，土木工程所采用土体的种类有了明显增加，因此仅借
２．２ 三轴试验的试验仪器
助以往的三轴试验数据和基础公式是远远不够的，只有就此进行进
背景下，研究土体的剪切规律便显得十分必要，因此就有了土体剪 将指出排水固结全过程固结度以及孔压消散的相关问题。
切试验。一般来说，土体剪切试验主要包括室内试验和野外试验两
基本假定：
种，而本文我们研究的三轴试验便是室内试验的一种。
对于三轴圆柱形试样有以下假定：
２ 三轴试验详解
第一，圆柱试样为饱和状态，且土体和孔隙内的水不可压缩，换