三轴 应力路径 平均主应力 广义剪应力
美国GEOCOMP应力路径三轴仪
美国GEOCOMP应力路径三轴仪简介用途：Geocomp静三轴与应力路径三轴可以全自动完成土的应力路径试验。
将试样安放后，设置好试验参数，然后所有过程均由系统自动完成。
该系统通过软件自动完成试验初始化设置、饱和试验、固结(各向同性、各向异性或K0)和应力路径（剪切）试验。
环球香港科技有限是美国GEOCOMP在中国的唯一的独家。
概述：LoadTrac II/FlowTrac II系统采用高速、精确的微步进马达对试样施加轴向荷载和压力。
包括一个施加轴向压力的荷载架、一个控制围压的液压泵和一个控制反压的液压泵。
该系统可以在0.00003 ~ 15mm/min之间任意位移速度施加恒定速率应变。
特点：通过网络通讯模块和相关的软件，可以在一台计算机上自动控制试验过程、采集和实时显示数据、生成试验报告。
技术参数：The LoadTrac II/FlowTrac II system for triaxial testing fully automates the conduct of CU, CD and any possible stress path triaxial test on soils. Once a soil sample is in place, and the test conditions are selected, the LoadTrac II/FlowTrac II system will run the entire triaxial test from start to finish. This system is operated by software which automates the initialization, saturation, consolidation (isotropic, anisotropic or Ko) and shear phases of the test.The system comes as a complete, self-contained unit with all of the equipment requiredto perform fully automated triaxial and stress path tests. The LoadTracII/FlowTrac II system utilizes high speed, precision micro stepper motors to apply the vertical load and pressures to the soil specimen. It includes one load frame for vertical stress, one flow pump for cell pressure and one flow pump for back pressure. The sys-tem is capable of applying a constant rate of strain at any displacement rate from 0.00003 up to 15 mm per minute (0.000001 to 0.6 inches per minute).Sensor readings are displayed in SI or English units and stored in memory. With the network communications module and appropriate software, the entire test can be automatically controlled, data captured and displayed in real-time, and test reports prepared on a PC.Optional software running in Windows® 2000, XP, or Vista completely automates running the test, reducing the data and preparing test results.MOTOR Stepper motor with built-in controlsTRAVEL Built-in displacement transducer with 76 mm (3 in.) range and0.0013 mm (0.00005 in) resolutionDISPLACE-MENT Control from 0.00003 to 35 mm per minute (0.000001 to 1.3 in.per min-FLOW RANGE 0.000006 to 3 cc per secondPOWER 110/220 V, 50/60 Hz, 1phaseGeocomp静三轴与应力路径三轴可以全自动完成土的应力路径试验。
三轴试验相关理论知识
三轴试验相关理论知识一、基本概念 1.常用术语法向力——垂直于滑动面上的应力，也叫正应力σ。
σ=N/A （N ：作用于滑动面的力；A ：滑动面的面积）剪应力——与法向力垂直的切向应力τ。
τ=F/A （F ：与法向力相垂直的摩擦力） 主平面——没有剪应力的平面。
主应力——主平面上的法向应力（正应力）。
在相互垂直的立方体上(图1)又分成：大主应力（σ1）——轴向应力； 小主应力（σ3）——径向应力；中主应力（σ2）——界于大、小主应力之间的径向应力。
(常规三轴试验的试样呈圆柱形，中、小主应力相等，即σ2=σ3，谓之轴对称条件下的试验。
)偏应力——轴向应力与径向应力（或大、小主应力）之差，即（σ1-σ3）。
摩檫角——剪应力达到极限（土体开始滑动）时的剪破角Φ，此时Φ=α（tan Φ为摩檫系数） 图1 主应力与主应力面抗剪强度——随着剪应力的增加，剪阻力亦相应增加。
而剪阻力达到一定限度就不再增大这个强度称为土的抗剪强度。
2.摩尔圆摩尔圆源自材料力学之应力圆，由于是科学家摩尔首先提出的，故叫摩尔圆。
（图2）通过土体内某微小单元的任一平面，一般都作用着一个合应力，并可分解为法向应力（σ）和剪应力（τ）两个分量。
如图3，沿圆柱体轴线取一个垂直面作应力分析，可得如下的关系式：将两式平方后相加，整理后得出 图2 摩尔应力园上式的几何意义是，在σ-τ坐标系里以（σ1+σ3）/ 2，0为圆心、（σ1-σ3）/ 2为半径的圆。
ασστασσσσσ2sin )(212cos )(21)(21313131-=-++=2312231)2()2(σστσσσ-=++-在三轴试验轴对称时的平面上，当试样给定σ1和σ3，如果已知试样上的大、小主应力面的方向，就可以从摩尔圆上确定试样内任一斜面上的剪应力τ和法向应力σ。
摩尔圆在σ-τ坐标系里的应力关系如图4所示。
图的右边为一三轴试样，左边为相应的摩尔圆。
过圆的D 点（σ1）作平行于试样大主应力面AB 线，交圆上Op 点；过圆E 点（σ3）作平行于小主应 力面AC 线，必通过Op 点（∵AB 与AC 正交，∠DEOp 是半圆的圆周角）。
基于沈珠江双屈服面模型理论的土体弹塑性模型
２１ ００年第 ３ 第 １ ７卷 期
基 于 沈珠 江双 屈服 面模 型 理 论 的土 体 弹 塑 性模 型
沈 广 军
（ 河海大学岩土 工程研 究所， 江苏 南京 ２０ ９ ） １０ ８
摘 要： 由于常用 的邓肯 Ｅ一 Ｅ— Ｂ模型的经验公式不能 同时很好地反 映粗粒土三轴剪 切试验结果低 围压剪胀 、
Ｅａｔ ｂ ｔ ｉ ｏ ｓｔｔ ｅ ｏ ｅ ｏ Ｓ ｉ ａｅ ｎＳ ｅ ｈ －ａ ｇ ｓ ｏ ｂｅｙｅ ｕｆｃ ｈｏ ｙ Ｓ Ｅ ｕ ｎ． ｉｓ Ｐ ｍ ｉ ｔ Ｃ ｎｔ ｕｉ ｄ ｌ ｆ ｏｌ Ｂ ｓｄｏ ｈ ｎＺ ｕｊ ｎ ’ ｕ ｌ－ ｌ Ｓ ｒａ ｅ ｅｒ／ Ｈ Ｎ Ｇ ａｇ ｏ ｃｙ ｉ ｖＭ ｓ ｉ Ｄ ｉｄ Ｔ
Ｔ ｉ ｍｏ ｅ ａ ｅｌｒｆ ｃ ｈ ｏｌｄｌ ｔｎ ｙ ｃ ａ ａ ｔｒｓ ｃ ｃ ｕ ａｅｙ ｆ ｑ ａ ｏ ｎｎ ｒ ｓ ｕ ｅ ｓ ｅ ｒｔ ｓ ｒｓ ｌ ，ａ ｄ ｈ ｓ ｄ ｌｃ ｎ ｗ ｌ ｅ ｅ ｔｔｅ ｓ ｉ ｉ ａ ｃ ｈ ｃ ｅｉｔ ，ａ ｃ ｒ ｔｌ ｔｅ ｕ ｃ ｎ ｉ ｇ ｐ ｅ ｓ ｒ ｈ ａ ｅ ｔ ｅ ｕｔ ｎ ｌ ａ ｒ ｉ ｉ ｌ ｉ ｆ ｓ Ｃ ｒ ｄ ｃ ｅｔｓ ｅ ｕ ｔ ｏ ｅ ｕ ｌｓ ｅ ｓｒｔ ａ ，ｅ ａ ｖ ｒ ｇ ｒｎ ｉ ａ ｔｅ ｓｐ ｔ ，ｅ ａ ａ ｇ ｒｎ ｉ ａ ｔ ｓ ，ｍｉ ｏ ｎ ａ ｐ ｅ ｉｔ ｈ ｅ ｔ ｓ ｌ ｆ ｑ ａ ｔ ｓ ａｉ ｐ ｔ ｔ ｒ ｓ ｒ ｏ ｈ ｕ ｑ ｌ ａ ｅ ａ ｅｐ ｃ ｐ ｓ ｓ ａ ｉ ｌ ｒ ｈ ｕ ｑ ｌ ｌ ｒｅ ｐ ｃｐ ｌｓ ｅ ｓ ｉ ｒ ｎｒ ｐ ｉｃｐ ｔ ｓ ｅ ｕ ｔ ｎ ｐ ｔ ｒ ｉ ａ ｓｒ ｓ ｒ ｄ ｃ ｉ ａｈ，ｅ ａ ｎ ｒｐ ｉ ｃｐ ｔ ｓ ｄ ｓ ｅ ｔ ｓ ｄ ｃｉｎ ｐ ｔ ｄ Ｓ ｎ ｎ ｌ ｅ ｏ ｕ ｑ ｌｍｉ ｏ ｒｎ ｉａ ｓｒ ｓａ ｈ ａ ｓ ｅ ｓｒ ｕ ｔ ａｈ ａ Ｏ ｏ ． ｌ ｅ ｎ ｒ ｒ ｅ ｏ ｎ
高等土力学-土的本构关系--清华大学
sij偏应力张量，其物理意义代表作用于 该点的纯剪应力分量
偏应力张量
第二章 土的本构关系
2.2 应力和应变 – 应力
仁者乐山 智者乐水
J1 Skk 0
1 1 J 2 sijsij (1 2 )2 (2 3 )2 (3 1 )2 2 6
1 J 3 S ijS jk S ki 3 1 ( 21 2 3 )( 2 2 1 3 )( 2 3 1 2 ) 27
第 14，18，19，33题
第二章 土的本构关系
2.1 概述
仁者乐山 智者乐水
土的本构关系 Constitutive relationship 土的本构定律 Constitutive law 土的本构方程 Constitutive equation 土的数学模型 Mathematical model
本构关系与土力学分析方法
第二章 土的本构关系
2.1 概述
仁者乐山 智者乐水
传统土力学：线弹性、刚塑性或理想塑性 研究初期：20世纪60年代，高重建筑物及 深厚基础问题；计算机技术发展 迅速发展时期：80年代达到高潮，“土力 学园地中最绚烂的花朵” 目前：土的结构性、非饱和土、循环加载、 动力本构模型等
《高等土力学》之二
土的本构关系
张 丙 印
清华大学水利水电工程系 岩 土 工 程 研 究 所
第二章 土的本构关系
2.1 概述 2.2 应力和应变 2.3 土的应力变形特性
2.4 土的弹性模型
2.5 土的弹塑性模型的一般原理 2.6 剑桥模型(Cam—Clay) 2.7 其它典型弹塑性模型 2.8 土的结构性及土的损伤模型
XAGT-1型真三轴压力室结构完善和饱和砂土真三轴试验
XAGT-1型真三轴压力室结构完善和饱和砂土真三轴试验罗爱忠;邵生俊;王桃桃【摘要】介绍了西安理工大学开发的XAGT-1型真三轴仪.分析了该仪器在进行砂土真三轴试验过程中存在的问题,并提出了相应的完善措施.介绍了使用该仪器所进行的砂土的不同b值的应力路径试验.从试验结果发现,固结围压较低时,随着中主应力比增大,广义剪应力与广义剪应变曲线有硬化型逐渐转化为软化型;π平面上饱和砂土的破坏曲线轨迹比较接近于松冈中井准则.固结围压较小时,随着中主应力比增大,强度试验点与松冈中井准则的差异逐渐增大,固结围压较大时,达到200 kPa时,强度试验点与松冈中井准则基本一致.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2014(014)019【总页数】6页(P283-288)【关键词】XAGT-1型真三轴仪;完善;砂土真三轴试验;破坏轨迹【作者】罗爱忠;邵生俊;王桃桃【作者单位】西安理工大学岩土工程研究所,西安710048;毕节学院土木建筑工程学院,毕节551700;西安理工大学岩土工程研究所,西安710048;西安理工大学岩土工程研究所,西安710048【正文语种】中文【中图分类】TU431土是地质作用演变过程的产物，是多相分散系，具有类型的多样性，性质的复杂性和变化性［1］。
土工试验是人们深入认识土的性状和发展完善理论及计算方法的正确途径，它在土力学中有不可替代的作用［2］。
在工程实践中，工程师常用轴对称加载条件对复杂的现场条件进行模拟和分析。
然而，实际工程中的岩土工程问题都是三维应力状态或平面应变状态的。
真三轴仪是土工试验较为完善的测试仪器之一，也是土力学发展所依托的重要工具。
西安理工大学邵生俊教授主持开发了一种新型压力室结构的真三轴仪，并在此基础上进行了黄土的真三轴试验。
本文主要介绍这种新型压力室结构的真三轴仪。
首先，介绍这种真三轴仪的工作原理及控制;其次分析试验中可能的误差和改进措施;最后，分析和讨论利用这种真三轴试验系统进行的砂土真三轴试验和结果。
三轴试验
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95％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。
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 时轴向变形百分表的变化值为试样固结时的高度变化。
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 。
应力特点与试验方法
常用试验类型
百分表
类型
固结 排水
施加 3
固结
施加 1-3
排水
量测 体变
固结 不排水
固结
不排水
孔隙水 压力
不固结 不排水
不固结
不排水
孔隙水 压力
围压 力3
阀门
横梁 量力环
量 水 管
孔压
试 样
量测
马达
阀门
破坏偏差应力取值方法
1-3
(1-3)f (1-3)f
密砂 松砂
15% 1
取曲线的最大偏差应力值
作为(1-3)f
取规定的轴向应变值（通
常15%）所相应的偏差应
力作为(1-3)f
以最大有效主应力比
((1/3)max处的偏差应 力值作为(1-3)f
三轴试验确定土的强度包线
1-3
3=500kPa
(1-3)f
强度包线
3=300kPa
不同应力路径下上海软黏土三轴不排水剪切孔压的对比
上海国土资源doi:10.3969/j.issn.2095-1329.2023.03.005不同应力路径下上海软黏土三轴不排水剪切孔压的对比高彦斌，晁 浩（同济大学土木工程学院，上海 200092 ）摘 要：软黏土不排水剪切过程中的孔隙水压力分析是软土工程的一个重要研究方向。
三轴试验是研究软黏土不排水剪切孔压及孔压系数的传统方法，而孔压以及孔压系数的大小与应力路径以及剪应变的大小有关。
利用 GDS 应力路径三轴仪，对上海软黏土原状土样与重塑土样进行了三轴ICUC （等压固结压缩剪切），三轴ACUC （K 0固结压缩剪切）和三轴ACUE （K 0固结拉伸剪切）三种应力路径的不排水剪切试验，对比这三种试验的剪切孔压及孔压系数的大小及变化规律，给出结构性以及各向异性对剪切孔压的影响规律。
最后根据试验结果给出了上海软黏土在变形较大情况下的剪切孔压—应变双曲线模型的参数，可供设计计算采用。
关键词：软黏土；孔隙水压力；不排水剪切；三轴剪切试验中图分类号：TU41；P642.11 文献标志码：A 文章编号：2095-1329(2023)03-0028-06在软黏土地基的稳定性分析中以及固结变形分析中，不排水加载下的孔隙水压力分析是其中一个重要内容，也是土力学中的一个重要研究方向。
孔压从力学机理上可分为两部分，球应力产生的孔压p u 和偏应力产生的剪切孔压q u [1]，即：p q u u u =+ (1)对于饱和黏性土，一般认为p u p = ，其中p 为球应力增量。
因此，不排水剪切孔压确定的关键点在于剪切孔压q u 的确定。
孔压公式法是确定孔压的经典方法。
该方法通过总应力增量来预估孔压增量p u 和q u 。
最经典的孔压公式有适用于三轴应力状态（三轴压缩）的斯肯普顿公式[2]：()r a r u B AB σσσ=+− (2)和适用于普遍应力状态的亨克尔公式[3] ：oct u p βατ=+ (3)式中：u —孔隙水压力增量（kPa ）；A 和B 为斯肯普顿孔压系数；α和β为亨克尔孔压系数；a σ 为轴向应力增量（kPa ）；r σ 为径向应力增量；p 和oct τ 分别为球应力增量和八面体剪应力增量。
高等土力学教材 第一章 土工试验及测试
第一章土工试验及测试由于土的力学性质的复杂多变，土工试验是土力学中的基本内容，试验土力学成为土力学的一个重要分支。
另一方面，由于现场原状土的结构性，土工问题的诸多影响因素使现场原位测试和工程原型监测成为工程实践中不可缺少的一部分。
广义的土工试验包括室内试验、原位测试、模型试验和原位监测等；从内容上又可分为物理性质试验、力学性质试验和水力学性质试验；也可以从宏观和微观不同尺度进行试验和测试。
本章侧重于土的力学性质试验。
土工试验的不可替代的作用表现在：1.只有通过试验才能揭示土作为一种碎散多相的地质材料的一般的和特有的力学性质。
2.只有对具体土样的试验，才能揭示不同类型、不同产地、不同状态土的不同力学性质，如：非饱和土、区域性土、人工复合土等。
3.试验是确定各种理论参数的基本手段。
4.试验是验证各种理论的正确性及实用性的主要手段。
5.足尺试验、模型试验可以验证土力学理论与数值计算结果的合理性；也是认识和解决实际工程问题的重要手段。
6.原位测试、原位监测直接为土木工程服务。
同时是数值计算的反算和实现信息化施工的依据。
所以，土力学的研究和土工实践从来不能脱离土工实验工作，它是人们深入认识土的性状和发展完善理论和计算方法的正确途径。
1.1室内试验1.1.1直剪试验、单剪试验和环剪试验早期的土力学研究及解决与土有关的工程问题是将土的强度问题和变形问题分开考虑的。
相应的试验仪器是直剪仪和侧限压缩仪。
直剪仪是土力学中最古老的仪器之一，200多年前，库仑（Coulomb）就用它进行土的强度试验，建立了土强度的库仑公式。
其示意图见图1.1.1（a）。
其试验设备和原理十分简单：试样放在剪切盒中，它在一水平面上被分为上、下盒，一半固定，另一半或推或拉以产生水平位移。
上部通过刚性加载帽施加正的竖向荷载P。
试验过程中竖向荷载一般不变，可量测水平向剪切荷载、水平位（a）仪器简图（b）剪切面处土应力状态变化图1.1.1 直剪试验移和试样垂直变形。
三向应力状态的广义胡克定律-叠加法= 3
解：（1） 斜面上的应力 x y x y cos 2 xy sin 2
58.3MPa
（2）主应力、主平面
y
xy
x y x y 2 2 max ( ) xy 2 2
68.3MPa
x x y ( x y ) 2 2 min xy 2 2
铸
铁
脆性材料扭转时为什么沿45º 螺旋面断开？
横力弯曲
* Fs S z I zb
My IZ
FN
Mz
FQ
横截面上正应力分析和切应力分 析的结果表明：同一面上不同点的应 力各不相同，此即 应力的点的概念 。
直杆拉伸
F F
k
k k
F
{
p cos cos2
cos sin sin 2 2
0 15.5 主应力 1 方向：
.5 主应力 3 方向：0 105
（3）主应力单元体：
y
3
xy
1
x
15 .5
纯剪切应力状态
tg 2 0 2 xy
（x、y方向正应力为0）
x y
或
0 45
135
2
3
max x y x y 2 xy 2 2 min
2 2
1
3
1
3
y x
x
E
1 1 1 2 3 E
3 1 2 1 = ( ) + ( ) + ( ) E E E
基坑中土的应力路径与强度指标以及关于水的一些问题
岩石力学与工程学报 Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering
Vol.31 No.11 Nov.，2012
基坑中土的应力路径与强度指标以及 关于水的一些问题
李广信
(清华大学 水沙科学与水利水电工程国家重点实验室，北京 100084)
摘要：基坑开挖是在原状土层中进行的，其地基土的应力路径既不同于常规挡土墙中土的应力路径，也不同于室 内常规三轴压缩试验中试样的应力路径。基坑工程中，支挡结构物前、后土体的平均主应力或者某些方向的主应 力常常是减少的，对于饱和黏性土的固结不排水三轴试验，可能产生负的超静孔隙水压力，从而会影响土的抗剪 强度指标。本文指出，对于黏性土中的基坑，在近期施加的墙后地面超载 q，以及欠固结土地基的情况下，使用 固结不排水(或固结快剪)强度指标计算土压力与进行稳定分析是偏于不安全的；同时指出，重力式水泥土墙的抗 滑移和抗倾覆稳定验算，以及用瑞典圆弧法进行整体稳定验算时，对于饱和黏性土，如使用固结不排水强度指标， 其抗力部分中的自重应按浮重度计算。结合对《建筑基坑支护技术规程》 (JGJ 120— 201×)报批稿进行的一些 讨论，分析在基坑支挡结构计算中水压力的作用，提出地基土为粉土时，水土压力分算还是合算取决于其下 土层的性质。 关键词：基坑工程；应力路径；强度指标；稳定分析；水压力 中图分类号：TU 47 文献标识码：A 文章编号：1000–6915(2012)11–2269–07
γ′z
K 0 γ′z 0
γ′z－∆u
K a (γ′z－∆u)
(K a －K 0 )γ′z+(1－K a ) ∆u (K 0 －K a )γ′z－(1－K a ) ∆u
【关系】高等土力学历年真题补充
【关键字】关系第二章土的本构关系2.1 在邓肯-张的非线性双曲线模型中，参数a、b、Ei、Et、(σ1-σ3)ult以及Rf 各代表什么意义？答：参数Ei代表三轴试验中的起始变形模量、a代表Ei的倒数；(σ1-σ3)ult代表双曲线的渐近线对应的极限偏差应力，b代表(σ1-σ3)ult的倒数；Et为切线变形模量；Rf为破坏比。
2.2 土的塑性力学与金属的塑性力学有什么区别？答：金属塑性力学只考虑剪切屈服，而岩土塑性力学不仅要考虑剪切屈服，还要考虑静水压力对土体屈服的影响；岩土塑性力学更为复杂，需要考虑材料的剪胀性、各向异性、结构性、流变性等，而且应力应变关系受应力水平、应力路径和应力历史等的影响。
2.3 说明塑性理论中的屈服准则、流动准则、加工硬化理论、相适应和不相适应的流动准则。
答：（1）屈服准则：在多向应力作用下，变形体进入塑性状态并使塑性变形继续进行，各应力分量与材料性能之间必须符合一定关系时，这种关系称为屈服准则。
屈服准则可以用来判断弹塑性材料被施加一应力增量后是加载还是卸载，或是中性变载，亦即是判断是否发生塑性变形的准则。
（2）流动规则：指塑性应变增量的方向是由应力空间的塑性势面g决定，即在应力空间中，各应力状态点的塑性应变增量方向必须与通过该点的塑性势面相垂直，亦即①。
流动规则用以确定塑性应变增量的方向或塑性应变增量张量的各个分量间的比例关系。
（3）相适应、不相适应的流动准则：根据德鲁克假说，对于稳定材料，这就是说塑性势面g与屈服面f必须是重合的，亦即f=g，这被称为相适应的流动规则。
如果令f≠g，即为不相适应流动规则。
（3）加工硬化定律：是计算一个给定的应力增量引起的塑性应变大小的准则，亦即式①中的dλ可以通过硬化定律确定。
2.4 饱和粘土的常规三轴固结不排水试验的应力应变关系可以用双曲线模拟，是否可以用这种试验确定邓肯-张模型的参数？这时泊松比v为多少？这种模型用于什么情况的土工数值分析？答：可以，这时ν=0.49，用以确定总应力分析时候的邓肯-张模型的参数。
(完整)高等土力学思考题与概念题
思考题第一章：1． 对于砂土，在以下三轴排水试验中，哪些试验在量测试样体变时应考虑膜嵌入 (membrane penetration)的影响？HC, CTC, CTE, RTC, RTE, 以及平均主应力为常数的TC TE 试验。
2．对于砂土，在常规三轴固结不排水(CU)压缩试验中，围压σ3为常数，其膜嵌入 (membrane penetration)效应对于试验量侧的孔隙水压力有没有影响，为什么？对于常规三轴固结排水试验对于试验有无影响？3．对于砂土，在常规三轴固结不排水(CU)压缩试验中，围压σ3为常数，其膜嵌入 (membrane penetration)效应对于试验的不排水强度有没有影响，4．在周期荷载作用下饱和砂土的动强度τd (或σd )如何表示？定性绘出在同样围压σ3，不同初始固结比σ1/σ3下的动强度曲线。
5．在一定围压下，对小于、等于和大于临界孔隙比e cr 密度条件下的砂土试样进行固结不排水三轴试验时，破坏时的膜嵌入对于量侧的孔隙水压力有何影响？对其固结不排水强度有什么影响（无影响、偏大还是偏小）？6．在土工离心模型试验中进行固结试验，如果模型比尺为100，达到同样固结度，模型与原型相比，固结时间为多少？7．举出三种土工原位测试的方法，说明其工作原理、得到的指标和用途。
8．对于粗颗粒土料，在室内三轴试验中常用哪些方法模拟？各有什么优缺点？9．真三轴试验仪器有什么问题影响试验结果？用改制的真三轴试验仪进行试验，其应力范围有何限制？10． 在饱和土三轴试验中，孔压系数A 和B 反映土的什么性质？如何提高孔压系数B ？11． 在p, q 坐标、⎺σ,⎺τ坐标和在π平面坐标下画出下面几种三轴试验的应力路径（标出应力路径的斜率）。
（1） CTC （常规三轴压缩试验）（2） p ＝常数，b=0.5＝常数，真三轴试验；（3） RTE （减压的三轴伸长试验）。
其中：22)()()(213/)(31312132********σστσσσσσσσσσσσσ－＝＋＝-+-+-=++=q p)(32tan 31312σσσσσθ---=第二章1．土的刚塑性本构模型与增量弹塑性模型表现的应力应变关系曲线有何区别？2．在剑桥模型中，物态边界面上的不排水三轴试验的有效应力路径向p '--q 平面的投影是不是其屈服轨迹？为什么？3．剑桥模型是否可以反映土由于剪应力引起的体积膨胀（剪胀），清华弹塑性模型是否可以反映土由于剪应力引起的体积膨胀？二者的区别是由于什么不同？4．剑桥模型的帽子屈服面能不能反映土由于剪应力引起的体积变化？它是剪胀还是减缩？5．Duncan-Chang 模型与剑桥模型都是在常规三轴试验基础上建立的，前者通过常规三轴试验确定的(σ1-σ3)~ε1~εv 的关系推出模型参数；后者通过三轴试验建立了用p '--q 表示的模型屈服函数。
软粘土在三轴实验中的应力路径与应力应变分析
软粘土在三轴实验中的应力路径与应力应变分析作者：张赞梅来源：《中国高新技术企业》2011年第15期摘要：土是工程建设的基石，在广西地区的大量的工程建设项目(房屋建设、铁路、公路、土坝等)实践中，许多工程地质问题都是由粘性土的力学性质比较复杂造成的。
软粘土的承载力和强度较低、空隙比较大、可塑性较强、含水量较多、开挖之后容易产生变形。
文章以广西地区内软粘土作为研究对象，通过三轴实验，分析其应力路径及应力应变特征。
关键词：粘性土；三轴实验；应力路径；应变分析；剪切试验；固结不排水剪中图分类号：TU458文献标识码：A文章编号：1009-2374(2011)22-0150-02一、粘性土的三轴实验研究 (一)粘性土的含义土一般是指岩石经剥蚀、风化、搬运和沉积等相关过程形成的一种松散的似沙砾状物质。
粘性土(软粘土)通常是指天然含水率大于35％，有机质含量相对较高、天然空隙比不小于1且压缩系数不小于1／2MPa的土体。
粘性土的不排水抗剪强度小于30kPa，地基中含有这种土质时，总的来说是较为软弱的，实际上有个别土层还是比较密实的。
土只能根据它的特性加以合理的利用，是不能够被制造出来的。
(二)粘性土的应力路径状态应力路径描述了土在外部施加的压力作用下应力变化的过程，对于相同的土质，采用不同的加荷方法和不同的试验手段使其发生剪切破坏时，土的应力变化过程是相异的(土的变形和强度特性会有较大的差异)。
应力路径的三轴实验通俗的说就是用实验的方法再现土体的应力历史的过程，当然，这里的再现指的是一种状态的模拟，它对于研究土的力学性质(进行土体地强度和变形分析)是有十分重要意义的。
(三)软粘土的三轴实验的机理三轴压缩试验是用3个左右处理好呈圆柱形的土体，赋予其固定的各个方向的外部压力，在这个条件下测定土的抗剪强度。
土的抗剪强度参数的求法是通过施加主应力差进行剪切一直到土体试样被破坏的程度。
实验中使用的三轴压缩仪主要由以下部件构成：主机；孔隙水压力测量系统；反压力系统；周围压力系统。
应力三轴度的物理意义
应力三轴度的物理意义应力三轴度是用来描述物体内部力的状态以及力施加方式的一种方式。
它包括了物体的三个主要应力分量，即正应力、剪应力和轴向应力。
正应力是指垂直于物体截面的作用力，剪应力是指平行于物体截面的作用力，轴向应力是指沿着物体截面的拉伸或压缩的作用力。
正应力的物理意义主要有以下几个方面：1.正应力代表了物体内部的压力或张力状态。
当正应力为正值时，代表物体内部受到了压缩力；当正应力为负值时，代表物体内部受到了拉伸力。
正应力的大小越大，表示物体受到的压力或张力越大。
2.正应力还可以表示物体的强度。
在力学中，物体受力导致形变，当物体内部受到的正应力超过了物体的强度极限时，物体就会发生破坏。
因此，正应力的大小可以用来评估物体的强度，以及预测物体是否会发生破坏。
剪应力的物理意义主要有以下几个方面：1.剪应力代表了物体内部的剪切力。
当物体受到两个相对平行的力作用时，会产生剪应力。
剪应力的大小与剪切力的大小正相关，当剪切力增大时，剪应力也会增大。
2.剪应力对物体的形变起到了重要作用。
当剪应力作用在物体上时，物体会出现形变，即剪切变形。
剪应力越大，物体的形变越明显。
剪应力的方向决定了物体的形变方向。
轴向应力的物理意义主要有以下几个方面：1.轴向应力代表了物体的拉伸或压缩状态。
当物体受到轴向应力时，会发生沿着轴向的拉伸或压缩。
轴向应力的正负值决定了物体是处于拉伸状态还是压缩状态。
2.轴向应力对物体的形变起到了重要作用。
当轴向应力作用在物体上时，物体会沿着轴向发生形变，即正向伸长或负向压缩。
轴向应力越大，物体的形变越明显。
总之，应力三轴度是用来描述物体内部力的状态以及力施加方式的一种方式。
通过对正应力、剪应力和轴向应力的分析，我们可以了解物体内部力的大小、方向以及对物体形变的影响，从而对物体的强度、形变和破坏等性能进行评估和预测。
全自动三轴试验系统操作手册（DS08、ZS08型）说明书
全自动三轴试验系统操作手册（DS08、ZS08型）北京华勘科技有限责任公司2013年05月目录第1章安装调试1.1采集器、控制器前后面板说明‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥11.2气、水管路连接‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥21.3试验软件安装‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥3 第2章试验参数2.1传感器参数‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥32.2通用参数‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥42.3剪切通用参数‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥52.4等向固结参数‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥52.5 K0固结参数‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥62.6一个试样多级加荷剪切参数‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥62.7反压饱和试验参数‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥72.8基床系数试验参数‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥72.9弹性模量试验参数‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥82.10体积变形模量试验参数‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥82.11剪切模量试验参数‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥8 第3章操作命令3.1 常用操作命令‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥93.2其它操作命令‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥10 第4章试验准备与实施4.1 试验准备‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥114.2 开始试验‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥124.3 试验结束‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥124.4中压三轴阀门操作说明‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥12 第5章设备维护及注意事项5.1体变传感器调试‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥135.2增压装置调试‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥135.3传感器零点校正‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥135.4围压、主应力差传感器示值检查‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥145.5孔压传感器及孔压管路‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥155.6排水传感器及排水管路‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥155.7排水传感器标定‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥155.8注意事项‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥15 第 6 章常见故障处理6.1不联机‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥166.2传感器示值异常‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥166.3孔压管路堵塞‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥176.4排水管路堵塞‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥176.5不能加围压‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥176.6试验过程中异常情况及原因‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥18第一章安装调试1.1采集器、控制器前后面板说明1．采集器前面板（1）“复位”按钮，用于仪器运行出现异常时强行退出试验程序。
sy4三轴剪切试验
试验项目四三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U C 和U 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CU C 和CU φ或有效抗剪强度指标C '和φ'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d C 和d φ。
试验指导书：三轴剪切试验一、目的1、了解三轴剪切试验的基本原理；2、掌握三轴剪切试验的基本操作方法；3、了解三轴剪切试验不同排水条件的控制方法和孔隙压力的测量原理；4、进一步巩固抗剪强度的基本理论。
二、试验原理三轴剪切试验是用来测定试件在某一固定周围压力下的抗剪强度，然后根据三个以上试件，在不同周围压力下测得的抗剪强度，利用莫尔-库仑破坏准则确定土的抗剪强度参数。
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U C 和U 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CU C 和CU φ或有效抗剪强度指标C '和φ'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d C 和d φ。
三轴应力路径的名词解释
三轴应力路径的名词解释在土力学和岩土工程领域中，三轴应力路径是一个基本的概念。
它指的是材料在单一试验条件下所经历的各种应力状态，通过改变三个主应力之间的比例和方向来探索材料的力学特性。
首先，我们需要了解什么是应力。
在土力学中，应力指的是材料内部的分子间相互作用力，以及它们对单位面积的作用。
应力可以分为各向同性应力和各向异性应力。
在各向同性应力下，材料受到的应力是相同的，在各向异性应力下，应力的大小和方向在空间中是不均匀的。
在三轴应力路径中，我们主要关注水平应力、垂直应力和剪切应力之间的关系。
水平应力指的是作用于材料垂直于力作用方向的应力，垂直应力则是和力作用方向相同的应力。
而剪切应力是指垂直于力作用方向的应力。
当我们改变三个主应力之间的比例和方向时，材料将经历不同的应力路径。
在真实的工程实践中，三轴应力路径可以通过土工试验或数值模拟得到。
通过对材料的试验和分析，我们可以确定材料的强度和变形特性，从而更好地设计和施工工程。
三轴应力路径的概念对于岩土工程和土力学具有重要意义。
通过了解材料在不同的应力条件下的响应，我们能够预测材料在实际工程中的行为，并采取合适的措施来确保工程的安全。
从理论上讲，通过调整应力路径，我们可以控制材料的强度和变形，以满足特定的工程要求。
举例来说，当我们进行土壤的压实试验时，可以通过改变水平应力和垂直应力的比例，来模拟土壤在不同应力条件下的压实过程。
通过调整剪切应力的大小和方向，我们可以研究土壤的剪切性质。
这些试验数据有助于我们更好地了解土壤的力学特性，并为工程设计提供准确的参考。
除了土力学领域，在岩石力学中，三轴应力路径也是一个重要的概念。
岩石在地壳深部承受巨大的压力，这些压力导致岩石内部发生变形和破裂。
通过模拟不同的三轴应力条件，我们可以研究岩石的强度、破裂特性和变形方式。
这些研究对于理解岩石的力学行为，以及岩石的稳定性与破坏具有重要意义。
总结起来，三轴应力路径是土动力学和岩石工程中的一个基本概念，通过改变主应力之间的比例和方向，我们可以研究材料的强度、变形和破坏行为。
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在地球科学和地质工程领域中，岩石和土壤的力学行为一直是研究的重点。
本文将围绕三轴试验、应力路径、平均主应力和广义剪应力展开深入探讨。
一、三轴试验
1. 三轴试验的定义和意义
三轴试验是岩土力学领域中常用的一种试验方法，通过对岩土样本施加不同的压力和剪切力，来模拟不同应力状态下岩土体的力学特性，从而研究岩土的变形和破坏规律，为工程实践提供依据。
2. 三轴试验的基本原理
在三轴试验中，岩土样本会受到三个轴向的应力作用：径向应力、周向应力和轴向应力。
通过改变这三个应力的大小和方向，可以实现不同的应力路径，从而模拟岩土体在不同地质条件下的受力状态。
二、应力路径
1. 应力路径的概念
应力路径是指岩土体在受力过程中，应力状态随时间的变化轨迹。
不同的应力路径会导致岩土体不同的变形和破坏特性，因此对岩土工程而言，应力路径的选择和控制至关重要。
2. 应力路径的分类
一般来说，应力路径可以分为固定应力路径和变动应力路径两种。
固
定应力路径是指在试验或工程过程中，应力状态沿着固定的轨迹变化，而变动应力路径则是指应力状态随时间或其他因素而变化的轨迹。
三、平均主应力
1. 平均主应力的定义
在三轴试验中，平均主应力是指在三轴应力状态下，样本中心处受到
的平均应力。
平均主应力的大小和方向对岩土体的变形和破坏具有重
要影响，因此平均主应力的确定是岩土力学研究的重点之一。
2. 平均主应力对岩土体性质的影响
平均主应力的大小和变化会直接影响岩土体的强度、变形和破坏特性。
对于不同类型的岩土体，其受到的平均主应力的承受能力和变形特性
也各不相同，因此在岩土工程设计中需要充分考虑平均主应力的影响。
四、广义剪应力
1. 广义剪应力的概念
广义剪应力是指岩土体在三轴应力状态下受到的主应力和剪应力之间
的复合应力状态。
广义剪应力的存在使得岩土体的变形和破坏行为更
加复杂，因此在岩土力学研究和工程实践中备受关注。
2. 广义剪应力与变形行为的关系
广义剪应力对岩土体的变形和破坏过程有着重要影响，特别是在复杂
应力状态下，广义剪应力的作用更加显著。
在岩土工程设计和实践中，
需要充分考虑广义剪应力对岩土体变形行为的影响，以确保工程的稳
定和安全。
总结
通过对三轴试验、应力路径、平均主应力和广义剪应力的深入探讨，
我们可以更好地理解岩土力学的基本原理和工程应用。
在岩土工程设
计和实践中，充分考虑这些因素对于确保工程的安全和可靠至关重要。
我们也应该关注岩土力学研究的新进展，不断完善我们对这一领域的
理解和认识。
个人观点
在岩土力学研究和工程实践中，三轴试验、应力路径、平均主应力和
广义剪应力是非常重要的概念和方法。
它们不仅为岩土力学理论的建
立提供了重要依据，同时也为岩土工程的设计和实践提供了重要参考。
我相信，随着科学技术的不断发展，我们对岩土力学各个方面的认识
会不断深化，为人类社会的可持续发展做出更大的贡献。
以上是对三轴试验、应力路径、平均主应力和广义剪应力的一些深度
和广度的探讨，希望对您有所帮助。
如果您对这些内容还有其他疑问
或需要更多深入的了解，欢迎随时与我联系。
感谢阅读！岩石和土壤
的力学行为一直是地球科学和地质工程领域的重点研究方向。
在岩土
力学研究中，三轴试验、应力路径、平均主应力和广义剪应力是非常
重要的概念和方法，它们对于我们理解岩土体的力学特性和工程应用
有着重要的意义。
本文将继续深入探讨岩土力学中的一些关键问题，
包括应力应变关系、岩土体的本构关系、岩土体的变形特性和破坏规
律等方面。
应力应变关系是岩土力学研究的重要内容之一。
在岩土试验中，我们
通常通过对样本施加不同的应力，来研究岩土体在不同应力下的应变
特性。
通过分析应力应变关系，可以揭示岩土体的本构特性和力学行为，为工程设计和施工提供依据。
岩土体的本构关系是岩土力学研究的核心之一。
通过对岩土样本进行
试验、观测和分析，可以确定岩土体的本构关系，即应力和应变之间
的关系。
岩土体的本构关系受到应力路径、应变速率、孔隙水压力等
因素的影响，而不同的岩土体在不同的应力状态下会表现出不同的本
构特性，因此需要进行深入研究。
岩土体的变形特性和破坏规律也是岩土力学研究的重要内容。
岩土体
在受到外部载荷作用下会发生变形，当达到一定条件时，岩土体将发
生破坏。
通过对岩土体的变形和破坏过程进行研究，可以揭示岩土体
的变形特性和破坏规律，为工程设计和施工提供科学依据。
在岩土力学研究和工程实践中，数字模拟技术在近年来得到了广泛应用。
通过建立岩土体的数学模型，利用有限元分析等方法模拟岩土体
在不同应力状态下的力学行为，可以为工程设计和施工提供重要参考。
数字模拟技术的应用使得岩土力学研究和工程实践更加科学、准确，
为解决工程实际中的问题提供了新的思路和方法。
在岩土力学的研究和工程应用中，还存在一些尚未解决的问题和挑战。
岩土体的微观结构和力学行为之间的关系，以及岩土体在动力荷载作
用下的变形和破坏规律等方面还需要进一步深入研究。
随着地下工程
的发展和岩土工程的需求不断增加，岩土力学研究还需要不断发展和
完善，以适应新的工程需求。
岩土力学作为地球科学和地质工程领域的重要分支，对于研究地质灾
害防治、工程建设和资源开发具有重要的意义。
通过深入研究岩土力
学的基本理论和工程应用，我们可以更好地认识和利用地球资源，为
人类社会的可持续发展做出更大的贡献。
希望本文对岩土力学的研究
和应用有所启发，也希望岩土力学领域的研究者们不断努力，为岩土
工程的发展和进步做出更大的贡献。