三轴压缩实验
三轴压缩试验原理
三轴压缩试验原理什么是三轴压缩试验？三轴压缩试验是一种广泛用于土力学和岩石力学领域的实验方法，用于研究材料在压力作用下的物理和力学特性。
这种试验可以模拟土壤、岩石等材料在地下深处承受地压的情况。
在三轴压缩试验中，样品在垂直荷载（轴向）和水平荷载（径向）的作用下进行。
三轴压缩试验的装置三轴压缩试验的主要装置包括试样室、应力应变控制器、荷载施加系统和数据采集系统。
试样室试样室是一个密封的容器，用于容纳试样。
它通常由钢制或钢铝复合材料制成，并配有绝缘材料以防止能量散失。
试样室内应具有足够的刚度和密封性，以确保试验结果的准确性。
应力应变控制器应力应变控制器用于控制试样受到的载荷。
它通常由液压系统组成，包括液压油源、传感器和控制器。
应力应变控制器通过施加压力来产生试样的轴向和径向应力，并通过测量压力和变形来控制试样的应变状态。
荷载施加系统荷载施加系统用于施加试样的轴向和径向荷载。
它通常由液压活塞和液压缸组成，液压活塞用于施加轴向荷载，而液压缸用于施加径向荷载。
荷载施加系统还包括各种传感器和仪器，用于测量施加的载荷大小。
数据采集系统数据采集系统用于记录试验过程中的各种数据。
它可以包括压力传感器、变形传感器、温度传感器等。
通过数据采集系统，可以实时监测试验过程中的应力、应变、位移和温度变化，从而获取准确的试验结果。
三轴压缩试验的原理三轴压缩试验是基于以下原理进行的：1.应力平衡原理：在试样受到轴向和径向荷载的同时，试样内部各点的应力应满足平衡条件。
轴向应力和径向应力之间存在一定的关系。
2.孔隙水压力原理：在试样内部存在孔隙水。
孔隙水的存在会影响试样的应力分布和强度特性。
通过控制孔隙水压力，可以模拟实际情况下试样的应力状态。
3.应力应变关系：应力应变关系描述了试样在不同应力作用下的变形特性。
通过测量应力和变形，可以得到试样的应力应变曲线，从而了解材料的力学性质。
三轴压缩试验流程三轴压缩试验通常包括以下步骤：1.准备试样：选择合适的材料制备试样。
三轴压缩试验成果的影响因素分析研究
三轴压缩试验是材料力学领域中重要的试验方法之一，能够提供材料在三维空间内的力学性质和变形规律等信息。
本文将从三轴压缩试验成果的影响因素分析入手，对其进行研究和探讨。
一、三轴压缩试验的测试及成果分析方法三轴压缩试验是一种将材料同时施加垂直于三个正交轴线的压应力，并测量其应力应变关系的试验方法。
三轴压缩试验的原理基于胡克定律和达西定律，采用的是破坏性试验方法。
试验时将被试材料放置于圆柱或正方体试样室中，在试验机中施加等比例的三个轴向压力，进行力学参数测量。
从三轴压缩试验中获得的成果主要包括力学参数和变形规律，其中主要的力学参数包括材料的压缩强度、应变硬化指数、杨氏模量、泊松比、断裂应变等。
变形规律包括材料的应力应变曲线、破坏模式、变形状态等。
在分析三轴压缩试验成果时，常采用一些图表、曲线等形式进行直观的表示，如应力应变曲线、断裂类型图等。
二、三轴压缩试验成果的影响因素1、样品制备对成果的影响搭配不当的样品几何尺寸容易导致试验结果不准确。
对于三轴压缩试验，样品几何形状、样品制备和处理过程，都会对测试结果产生影响。
首先，样品的几何尺寸应统一，以确保在试验机中施加的均匀力。
其次，样品的表面和内部缺陷也可能影响测试结果，需要在样品制备过程中保证质量。
2、应力率对成果的影响应力率是指施力速率，是影响三轴压缩试验测试结果的重要因素之一。
较高的应力率会使材料发生更明显的塑性变形和热效应，而较低的应力率可以使材料在试验过程中较小变形。
此外，在三轴压缩试验过程中，应注意控制应力率和使用相对缓慢的应力率，以保证较准确的测试结果。
3、试验温度对成果的影响试验温度对三轴压缩试验成果的影响也很大。
较高的温度有助于材料内部的塑性变形，从而增加材料的裂纹延伸能力；而较低的温度则会使材料脆性增加，塑性变形能力下降。
因此，在试验过程中需注意控制试验温度，确保温度对测试结果的影响最小化。
4、样品纹理对成果的影响材料的微观结构和纹理也可能影响三轴压缩试验的测试结果。
土的三轴压缩实验报告
土的三轴压缩实验报告一、实验目的本次实验的目的是通过三轴压缩实验，了解土体的力学性质，掌握土体的压缩变形规律，为土的工程应用提供理论依据。
二、实验原理三轴压缩实验，是指在三个互相垂直的轴向上施加压力，测定土体在不同应力状态下的压缩变形及强度参数。
实验中，应变量为土体的轴向应变和径向应变，应力量为轴向应力。
三、实验设备本次实验所需的设备有：三轴试验机、应变仪、振动筛、天平、刷子、塑料袋等。
四、实验步骤1.制样：按照标准规定，取一定量的土样，经过筛分、清洗、调节含水率等处理后，制成规定尺寸的试样。
2.装置：将试样放入试验机中，放置在三轴压缩装置中央。
3.施压：逐渐施加压力，保持速率均匀，直到试样产生明显的压缩变形。
4.记录：在试验过程中，记录轴向压力、轴向应变、径向应变和应变速率等数据。
5.实验结束：当试样变形趋于稳定时，停止施压，记录最大轴向应力和最大径向应变。
6.清理：将试样从试验机中取出，清洁试验机和周围环境。
五、实验结果通过对实验数据的处理和分析，得出了土体的应力-应变曲线和压缩模量等力学参数。
六、实验注意事项1.试样应制备均匀，避免出现裂隙和空洞。
2.施加压力的速率应逐渐加大，避免过快或过慢。
3.实验过程中应注意安全，避免发生意外事故。
七、实验结论本次实验通过三轴压缩实验，测定了土体在不同应力状态下的压缩变形及强度参数，得出了土体的应力-应变曲线和压缩模量等力学参数。
实验结果表明，土体的压缩变形呈现出明显的非线性特性，随着轴向应力的增大，土体的压缩变形逐渐增大，压缩模量逐渐减小。
此外，不同土体的力学性质也存在差异，这需要在工程应用中进行针对性分析和处理。
三轴压缩试验
三轴压缩试验中文名称：三轴压缩试验英文名称：triaxial compression test定义：遵循技术程序，用3—4个圆柱形试样,分别在不同的围压(即小主应力σ3)下，施加轴向压力(即主应力差σ1－σ3)直至试样破坏，计算抗剪强度参数(黏聚力，内摩擦角)的技术操作。
应用学科：水利科技（一级学科）；岩石力学、土力学、岩土工程（二级学科）；土力学（水利）（三级学科）以上内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布三轴压缩试验示意图三轴压缩试验三轴压缩试验是测定土抗剪强度的一种较为完善的方法。
三轴压缩仪由压力室、轴向加荷系统、施加周围压力系统、孔隙水压力量测系统等组成。
常规试验方法的主要步骤如下：将土切成圆柱体套在橡胶膜内，放在密封的压力室中，然后向压力室内压入水，使试件在各个方向受到周围压力，并使液压在整个试验过程中保持不变，这时试件内各向的三个主应力都相等，因此不发生剪应力。
然后再通过传力杆对试件施加竖向压力，这样，竖向主应力就大于水平向主应力，当水平向主应力保持不变，而竖向主应力逐渐增大时，试件终于受剪而破坏。
设剪切破坏时由传力杆加在试件上的竖向压应力为Δσ1，则试件上的大主应力为σ1=σ3+Δσ1，而小主应力为σ3，以(σ1-σ3)为直径可画出一个极限应力圆，如图中的圆I，用同一种土样的若干个试件(三个上)按以上所述方法分别进行试验，每个试件施加不同的周围压力σ3，可分别得出剪切破坏时的大主应力σ1，将这些结果绘成一组极限应力圆，如图中的圆Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ。
由于这些试件都剪切至破坏，根据莫尔-库伦理论，作一组极限应力圆的公共切线，即为土的抗剪强度包线，通常可近似取为一条直线，该直线与横坐标的夹角即为土的内摩擦角ψ，直线与纵坐标的截距即为土的内聚力c。
对应于直接剪切试验的快剪、固结快剪和慢剪试验，三轴压缩试验按剪切前的固结程度和剪切时的排水条件，分为以下三种试验方法：（1）不固结不排水试验试样在施加周围压力和随后施加竖向压力直至剪切破坏的整个过程中都不允许排水，试验自始至终关闭排水阀门。
三轴压缩试验原理
三轴压缩试验原理一、引言三轴压缩试验是土工试验中最常见的一种试验方法，它是用来研究岩石和土壤在三轴状态下的力学性质。
该试验方法可以测定材料的强度、变形和应力-应变关系等重要参数，是岩土工程设计和施工中不可或缺的一项基础性试验。
二、试验设备及样品准备1. 仪器设备：三轴压缩试验机、荷重传感器、变形计等。
2. 样品准备：样品应具有代表性，通常采用直径为5cm，高度为10cm左右的圆柱形样品。
在制备过程中需要注意保证样品密实度和湿度，避免空隙和水分对试验结果的影响。
三、试验原理1. 应力状态：三轴压缩试验是将圆柱形样品置于两个平行平板之间，在垂直于样品轴线方向施加垂直荷载，并在两个侧面施加水平荷载，使得样品受到均匀的三向应力作用。
这种应力状态被称为三向压缩或三向受压状态。
2. 应变状态：在三轴压缩试验中，样品会发生不同形式的变形。
主要包括径向收缩和轴向延伸两种形式。
径向收缩是指样品直径在垂直荷载作用下的减小，轴向延伸则是指样品高度在水平荷载作用下的增加。
3. 应力-应变关系：三轴压缩试验可以得到材料在三向压缩状态下的应力-应变关系曲线。
该曲线可以反映出材料的强度和变形特性，并且可以用于岩土工程设计中的计算和分析。
四、试验步骤1. 样品制备：按照标准规范制备圆柱形样品。
2. 试验前处理：将样品放入恒温室中保持一定湿度，避免干燥或过湿对试验结果的影响。
3. 试验装置：将样品放置于三轴压缩试验机中，并连接荷重传感器和变形计等设备。
4. 荷载施加：根据试验要求，施加垂直荷载和水平荷载，使得样品受到均匀的三向应力作用。
5. 数据采集：记录荷重传感器和变形计等设备的数据，得到材料在三向压缩状态下的应力-应变关系曲线。
6. 数据处理：根据试验结果进行数据处理和分析，得出样品的强度、变形和应力-应变关系等参数。
五、试验误差及注意事项1. 样品制备过程中需要注意保证样品密实度和湿度，避免空隙和水分对试验结果的影响。
2. 试验装置需要严格按照标准规范进行校准和调整，避免设备误差对试验结果的影响。
三轴压缩试验
先在切土器刀口内壁涂上一薄
层油 将切土器的刀口对准土样顶面 边削土边压切土器 直至切
削到比要求的试样高度约高 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
试样的两端面应平整 互相平行 侧面垂直 上下均匀 在切
样过程中 若试样表面因遇砾石而成孔洞 允许用切削下的余土填
补
将切削好的试样称量 直径
土或初始饱和度较低的土 取
操作时 先调周围压力至
并将反压力系统调至
同时打开周围压力阀和反压力阀 再缓缓打开孔隙压力阀
待孔隙压力稳定后 测记孔隙压力计和体变管读数 再施加下一级
的周围压力和反压力
算出本级周围压力下的孔隙压力增量 并与周围压力
增量 比较 如
则表示试样尚未饱和 这时关孔隙
压力阀 反压力阀和周围压力阀 继续按上述规定施加下一级周围
参数 和孔隙压力系数
固结排水剪 试验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
和变形参数
引用标准
应变控制式三轴仪 应变控制式三轴仪校验方法
篇 室内土工仪器
击实试验 土工仪器的基本参数及通用技术条件 第一
仪器设备
仪器设备
应变控制式三轴仪 如图
等 每层击实至要求高度后 将表面刨毛 然后再加第 层土料
如此继续进行 直至击实最后一层 将击样筒中的试样两端整平
取出称其质量 一组试样的密度差值应小于
冲填土试样制备 土膏法
取代表性土样风 过筛 调成略大于液限的土膏 然后置于
密闭容器内 储存 左右 测定土膏含水率 同一组试样含水率
的差值不应大于
在压力室底座上装对开圆模和橡皮膜 在底座上的透水板
岩石三轴压缩强度的测试和解释
岩石三轴压缩强度的测试和解释岩石是地质体中的一种常见材料，其力学性质对于工程建设和地质研究具有重要意义。
岩石的三轴压缩强度是评估其抗压能力的重要指标之一。
本文将介绍岩石三轴压缩强度的测试方法及其解释。
一、测试方法1. 样品制备：从研究区域地质剖面中采集岩心或岩样，保证样品的完整性和代表性。
根据实际需要，将样品修整为规定的几何形状，如圆柱体或长方体。
2. 试样尺寸和形状：根据岩石类型和实验目的，选择试样的尺寸和形状。
常见的试样形状有圆柱体和球体，尺寸则应根据具体实验要求进行确定。
一般要求试样尺寸在一定范围内，以保证实验结果的可比性。
3. 试验设备：进行岩石三轴压缩强度测试，需要使用专用的试验设备，如岩石三轴试验机。
该设备主要由负荷装置、围压装置、应变测量装置和数据采集系统组成。
4. 实验过程：将试样置于试验机上，施加垂直于试样表面的压力，即围压。
同时，在试样的另一侧施加两个垂直方向的应力，即主应力。
应力的施加可通过液压或机械方式实现。
增加主应力的大小和速度要逐渐进行，以保证试样不发生失稳破坏。
5. 强度参数确定：在试验过程中，记录试样的应变和承受的应力。
根据试验数据，确定岩石的三轴压缩强度参数，如强度曲线、极限强度、应力应变曲线等。
二、解释1. 强度曲线：在三轴压缩试验中，通过改变应力状态下的应变量，绘制出岩石试样的应力-应变曲线。
该曲线反映了试样的变形特性和强度状况。
一般来说，岩石的应力-应变曲线表现为线性变化，在达到极限强度点后呈现非弹性变化。
2. 极限强度：岩石的极限强度是指在岩石试样受到最大应力时发生破坏的强度。
通过三轴压缩试验可以确定岩石的极限强度，并用于评估其抗压能力。
3. 应力应变曲线：应力应变曲线是描述岩石在三轴压缩过程中应力和应变关系的图像。
从应力应变曲线中可以获得岩石的变形特性和性能参数，如弹性模量、刚度等。
4. 强度参数的影响因素：岩石的三轴压缩强度受到多种因素的影响，如岩石的物理性质、孔隙率、围压大小、岩石结构和温度等。
三轴压缩试验
三轴压缩试验
一、试验目的
同直剪
二、基本原理
根据摩尔-库仑强度理论，用3-4个试样，分别在不同的恒定围压下施加轴向压力，进行剪切直至破坏，从而确定土的抗剪强度指标c 、Ф。
三、试验方法
1. 不固结不排水剪试验（UU ）
2. 固结不排水剪试验（CU ）
3. 固结排水剪试验（CD ）
四、仪器设备
1. 静力三轴仪
2. 附属设备：饱和器、切土器、承膜筒、对开模等
3. 橡皮膜。
五、操作步骤（UU ）
1. 仪器检查
（1） 孔隙水压力量测系统内的气泡应完全排除。
（2） 保证各管路畅通。
（3） 检查橡皮膜是否有破损。
2. 对压力室底座充水，在底座上放置不透水板、并依次放置试样、不透水板及加压冒。
3. 通过承膜筒将橡皮膜套在试样上，并扎紧两端。
4. 装上压力室外罩，并将压力室充满水。
5. 施加设计围压。
6. 按照剪切应变速率0.5-1.0%/min 对试样进行剪切至破坏，一般应变达到15%停止试验。
六、数据处理
1. 以132σσ+为圆心，132
σσ-为半径，在τσ-应力平面上绘制应力圆。
2.绘制不同围压下应力圆的公切线，该切线倾角为内摩擦角ϕ，与纵轴的截距为粘聚力c 。
三轴压缩试验.
试样为圆柱形，高度与直径指标一般采用2~2.5。
2
三轴压缩试验
3
三轴压缩试验
4
三轴压缩试验
5
三轴压缩试验
应力特点： • 试样是轴对称应力状态
轴向力F
• 垂直应力z一般是大主应力1
• 侧向应力总是相等x=y，且 为中、小主应力2=3
水试样施加围压力1=2=3 • 剪切：施加应力差Δ1=1-3
y c
z c 1
x c
应力特点与试验方法
6
三轴压缩试验
不固结不排水试验（UU试验） Unconsolidated Undrained Triaxial test (UU) 总应力抗剪强度指标： cu u （ cuu uu ） 固结不排水试验（CU试验） Consolidated Undrained Triaxial test (CU) 总应力抗剪强度指标：ccu cu 固结排水试验（CD试验） Consolidated Drained Triaxial test (CD) 总应力抗剪强度指标： cd d （c ）
试验类型与强度指标
7
三轴压缩试验
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，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2的影响
说明： 3＝0 即为无侧限抗压强度试验
常规三轴试验优缺点
8
土的抗剪强度与地基承载力
三轴压缩试验
单位：石家庄铁道大学
主讲人：熊保林副教授
1
三轴压缩试验 三轴压缩试验是直接量测试样在不同恒定周围 压力下的抗压强度，然后利用莫尔-库仑破坏理论间 接推求土的抗剪强度。 三轴压缩仪是目前测定土抗剪强度较为完善的 仪器，三轴仪的压力室如图4-9所示。它是一个由金 属上盖、底座和透明有机玻璃圆筒组成的密闭容器。
土工试验粗颗粒土三轴压缩试验精选全文
可编辑修改精选全文完整版土工试验粗颗粒土三轴压缩试验67．1 一般规定67．1．1 土样应为最大粒径不大于60mm的粗颗粒土。
67．1．2 根据粗颗粒土的性质、工程情况和不同的排水条件，本试验分为不固结不排水剪(UU)、固结不排水剪(CU)、固结排水剪(CD)等三种试验类型。
67．2 仪器设备67．2．1 本试验所用的主要仪器设备应符合下列规定：1 大型三轴仪(图67．2．1)：包括压力室、轴向加压系统、周围压力系统、反压力系统、体变量测系统和孔隙水压力量测系统等部分：图67．2．1 大型三轴仪示意图1-轴向荷载传感器；2-试样；3-轴向位移计；4-压力室罩；5-顶帽；6-上透水板；7-下透水板；8-橡皮膜；9-量水管；10-体变管；11-压力库；12-压力表；13-孔隙压力阀；14-进水管阀；15-排水阀；16-量水管阀；17-周围压力阀；18-反压力阀；19-通气阀；20-排气阀；21-排气(水)阀1)压力室：为钢筒，尺寸按试样大小选用，钢筒上宜镶有有机玻璃窗口；2)轴向加压系统：包括加压框架、加压设备和轴向压力量测设备(轴向荷载传感器、压力机)等；3)周围压力系统：包括空气压缩机、压力库和恒压装置；4)变形量测系统：包括大量程百分表(或位移传感器)和体变管(或体变测量装置)。
2 附属设备：包括对开成型筒、承膜筒、击实锤或振捣器、橡皮膜、真空泵、磅秤、天平、钢尺、秒表、瓷盘、烘箱等。
67．2．2 三轴仪使用前应按下列规定进行检查：1 轴向压力系统、周围压力系统运行正常。
根据工程要求确定周围压力σ3的最大值，按σ1＞5σ3估算轴向额定压力。
轴向荷载传感器的最大允许误差宜为±1％F．S。
2 压力室应密封不泄漏。
传压活塞应在轴套内滑动正常，孔隙压力量测设备的管道内应无气泡，各管道、阀门、接头等应通畅不泄漏。
检查完毕后，关闭周围压力阀、排水阀、孔隙压力阀等；以备使用。
3 橡皮膜应不漏水。
4 孔隙压力量测系统可按本标准第19．2．2条第2款的规定进行检查。
三轴压缩试验
实验六 三 轴 压 缩 试 验一、三轴压缩实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，分别在受压室内施加一定的恒定周围压力（即小主应力σ3）下，再施加轴向压力[即产生主应力差（σ1~σ3）]，进行剪切直至试样破坏为止；然后根据摩尔－库仑理论，求得抗剪强度参数（内摩擦角和内聚力）。
二、实验方法：根据排水条件不同，本试验分为：1. 不固结不排水剪（UU ）：试验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。
本试验可以测得总抗剪强度参数u c 、u ϕ。
2. 固结不排水剪（CU 或CU ）：试验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 c 、cu ϕ或有效抗剪强度参数c '、ϕ'和孔隙压力参数。
3. 固结排水剪（CD ）：试验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, 增加轴向压力直至破坏。
本试验可以测得有效抗剪强度参数d c 、d ϕ和变形参数。
三、仪器设备1. 应变控制式三轴剪力仪：试样控制在一定的变形速率下完成剪切过程，并装有孔隙水压力的量测设备。
三轴仪的基本构造可分为试样压力室、轴向加压装置、周围压力的恒压设备、真空抽气饱和设备、试样体积变化的量测部分和孔隙水压力测量装置等构成；2.旋转式的切土器；3.承膜筒；4.橡皮膜（厚度在0.2mm左右不透水橡皮膜）；5.其他：钢丝锯、切土刀、烘箱、称量盒、干燥器、天平、滤纸、游标卡尺、止水橡皮圈以及活络扳手等工具。
四、不固结不排水剪切试验的操作步骤1．制备三个以上圆柱形试样（原状或人工）。
将人工制备的扰动土或原状土的土样毛坯应大于试样的直径和高度，小心地放在旋转式的切土器内，用钢丝锯或切土刀边转边削的切成所要求的圆柱形试样（试样直径为Ø 39.1mm、Ø 61.8mm 、和Ø101.0mm，高度为直径的二倍至二倍半），并同时测定其容重和代表性含水率。
三轴压缩试验原理
三轴压缩试验原理
三轴压缩试验是一种常用的土壤力学试验，用于研究土壤在压缩加载下的力学性质。
它可以提供土壤的压缩特性参数，如压缩模量、压缩系数等，对土壤的工程性质和行为有重要的指导意义。
三轴压缩试验的原理是将土壤样品置于一个密封的试验装置中，施加压力使其受到均匀的压缩。
这个装置有三个轴向：竖向轴向、水平轴向和径向轴向。
竖向轴向施加垂直于土壤样品顶面的压力，水平轴向施加与土壤样品顶面平行的压力，而径向轴向则施加径向压力。
在试验开始之前，需要根据土壤的特性和试验要求来选择合适的轴向应力水平。
然后，在施加轴向压力的同时，还需要施加水平和径向围压力来保持土壤样品的水平和径向约束。
通过改变轴向应力和围压力的大小，可以模拟不同的实际地下应力状态。
在试验过程中，可以通过测量土壤样品的变形和应力来获得其力学性质。
一般来说，使用变形计和应变计来测量土壤的变形和应力。
变形计可以测量土壤样品的竖向和水平变形，应变计则可以测量土壤样品的应力应变关系。
通过对三轴压缩试验的分析，可以得到土壤的压缩模量、压缩系数、剪切强度等力学参数。
这些参数对土壤的工程设计和施工有重要意义。
此外，通过三轴压缩试验，还可以研究土壤的孔隙结构、渗透性等性质，为土壤的水文特性和环境工程提供参考。
压缩强度极限三轴
压缩强度极限三轴一、引言压缩强度是指材料在受到压力作用下的抵抗能力，是材料力学性能的重要指标之一。
而三轴压缩试验是评价材料压缩强度的一种常用方法，通过对试样施加三个相互垂直的压力来模拟实际应力状态，从而得出材料在三个方向上的压缩强度。
二、三轴压缩试验原理三轴压缩试验是将样品置于一个密闭容器中，容器内充满了液体或气体，通过外部施加压力使样品受到三个互相垂直的方向上的均匀挤压。
由于液体或气体具有较小的体积变形和较大的流动性，在试验时可以保证施加在样品上的应力分布均匀。
三、三轴压缩试验步骤1. 制备试样：根据不同标准和要求制备合适尺寸和形状的试样。
2. 安装：将试样放入密闭容器中，并连接好电子设备以便监测数据。
3. 施加荷载：在容器内充满液体或气体后，通过外部施加压力使样品受到三个互相垂直的方向上的均匀挤压。
4. 监测数据：在试验过程中，需要不断监测试样的应力、应变等数据，并记录下来。
5. 分析结果：根据得到的数据进行分析，得出材料在三个方向上的压四、三轴压缩试验的优点1. 可以模拟实际应力状态，能够更准确地评价材料在三个方向上的强度。
2. 试验过程中液体或气体具有较小的体积变形和较大的流动性，可以保证施加在样品上的应力分布均匀。
3. 试验过程中可以对样品进行实时监测，能够得到更精确的数据。
五、三轴压缩试验存在的问题1. 设备成本高：三轴压缩试验设备价格相对较高，不同规格和型号价格差异也很大。
2. 试验周期长：由于液体或气体具有较小的体积变形和较大的流动性，在进行三轴压缩试验时需要保持一定时间以保证施加在样品上的应力分布均匀，因此试验周期相对较长。
3. 试样制备难度大：为了保证试验的准确性，需要制备合适尺寸和形状的试样，而这需要一定的技术和经验。
六、三轴压缩试验中的压缩强度极限材料在受到压力作用下会出现塑性变形和破坏，其压缩强度极限即为材料能够承受的最大压力。
在三轴压缩试验中，通过不断增加施加在样品上的压力，可以得到材料在三个方向上的压缩强度极限。
三轴压缩试验
σ3
σ1=σ3+△σ
45°+φ/2
σ3
σ3
σ3
σ3
σ3
a
σ1
b
图3-9 三轴剪切试验原理
a 试件受周围压力； b 破坏时试件上的主应力
强度包线
内摩擦角
粘聚力
C 莫尔破坏包线
根据排水条件和是否固结,三轴压缩试验可有 以下三种类型：
1 不固结不排水试验 试样在施加周围压力和随后施加竖向压力 直至剪切破坏的整个过程中部不允许排水,试 验自始至终关闭排水阀门。这种方法适用于 实际工程中饱和软粘土快速加荷时的应力状 况。
目前,较为完善的一种方法是三轴压缩试验。
三轴压缩试验优点：
①试验中能严格控制试样排水条件,
受力状态明确。 ②试验中可以控制大小主应力,剪切 3
面不固定,能准确地测定土的孔隙压
力和体积变化。
3
△ 3
3 3
3 △
三轴压缩试验
一、三轴试验的基本原理 二、试验目的与意义 三、试验设备与材料 四、常规三轴试验的主要步骤 五、试验结果的整理与表达 六、绘图 七、思考题
二、试验目的与意义
测定土的抗剪强度,提供计算地基强度和稳定使 用的土的强度指标内摩擦角φ和内聚力c。
三、试验设备与材料
1．三轴压缩议：应变控制式,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、承膜筒和对开圆模等。
3．天平：称量200 g,感量0.01 g；称量1000 g,感量 0.1 g。
土的三轴压缩试验
岩土工程实验室 张新敏
土的抗剪强度是指土体抵抗破坏的极限能力。在土 坡稳定、地基承载力及土压力等计算中,土的抗剪强 度是个很重要的指标。
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。
三轴压缩试验
三轴压缩试验一、实验目的三轴压缩试验是测定土的抗剪强度的一种方法。
二、实验原理土的抗剪强度是土体抵抗破坏的极限能力，即土体在各向主应力的作用下，在某一应力面上的剪应力(τ)与法向应力(σ)之比达到某一比值，土体就将沿该面发生剪切破坏。
常规的三轴压缩实验是取4个圆柱体试样，分别在其四周施加不同的周围压力(即小主应力)σ3，随后逐渐增加轴向压力(即大主应力)σ1直至破坏为止。
根据破坏时的大主应力与小主应力分别绘制莫尔圆，莫尔圆的切线就是剪应力与法向应力的关系曲线。
三、试验方法三轴压缩实验适用于测定粘性土和砂性土的总抗剪强度参数和有效抗剪强度参数，可分为不固结不排水剪实验(UU)；固结不排水剪实验(CU)和固结排水剪实验(CD)。
(1) 不固结不排水剪实验(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验排水。
本试验可以测得总抗剪强度参数cu、u。
(2) 固结不排水剪实验(CU)是试样先在某一周围压力下排水固结，然后在保持不排水的情况下，增加轴向压力直至破坏。
本试验可以测得总抗剪强度参数、有效抗剪强度参数和孔隙压力系数。
(3) 固结排水剪实验(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和变形参数。
四、试验仪器1、SJ-1A.G三轴仪：三轴压力测控柜(包括周围压力系统、孔隙压力系统、反压压力系统、体变测管和三轴试验机电机控制单元)、压力室和试验机(包括变速箱、三相异步电机、压力机(立柱和横梁)、手轮、机架和测力计)等。
2、其它：击实器、饱和器、对开膜、承膜筒、橡皮膜、削土刀、滤纸、透水石、烘箱、电阻炉等五、试验内容本课程主要内容是独立完成一个重塑粘土的固结不排水剪实验(CU)，完成试验报告。
制备干密度约为1.75g/cm3，含水率为18%的粘土试样，在围压分别为50kPa、100kPa、150kPa、200kPa下进行固结不排水剪试验。
三轴压缩试验
三轴压缩试验一、试验目的测定土的抗剪强度，提供计算地基强度和稳定使用的土的强度指标内摩擦角j和内聚力c。
二、试验方法一般有不固结不排水试验（UU）、固结不排水试验（CU）和固结排水试验（CD）。
三、仪器设备1．三轴压缩议：应变控制式，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、承膜筒和对开圆模。
3．天平：称量200 g，感量0.01 g；称量1000 g，感量0.1 g。
4．橡皮膜：应具有弹性，厚度应小于橡皮膜直径的1／100，不得有漏气孔。
四、试样制备（1）本试验需要3～4个试样，分别在不同周围压力下进行试验。
（2）试样尺寸：最小直径为φ35 mm，最大直径为φ101 mm，试样高度宜为试样直径的2～2.5倍。
对于有裂缝、软弱面和构造面的试样，试样直径宜大于60 mm。
（3）原状试样制备，应将土切成圆柱形试样，试样两端应平整并垂直于试样轴，当试样侧面或端部有小石子或凹坑时，允许用削下的余土修整，试样切削时应避免扰动，并取余土测定试样的含水量。
（4）扰动试样制备，应根据预定的干密度和含水量，在击实器内分层击实，粉质土宜为3～5层，粘质土宜为5～8层，各层土料数量应相等，各层接触面应刨毛。
（5）对于砂性土应先在压力室底座．全依次放上不透水板，橡皮膜和对开圆膜。
将砂料填入对开圆膜内，分3层按预定干密度击实。
当制备饱和试样时，在对开圆膜内注入纯水至1／3高度，将煮沸的砂料分3层填入，达到预定高度。
放上不透水板、试样帽，扎紧橡皮膜。
对试样内部施加5kPa负压力使试样能站立，折除对开圆膜。
（6）对制备好的试样，应量测其直径和高度。
试样的平均直径应按下式计算：式中D l，D2，D3分别为试样上、中、下部位的直径。
五、三轴试验操作步聚1、试样的安装步骤：2、试样排水固结步骤：施加周围压力；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，测记排水管水面及孔隙水压力值，直至孔隙水压力消散95％以上。
三轴压缩试验原理
三轴压缩试验原理
三轴压缩试验是一种常用的土体力学试验方法，用于研究土壤在压缩应力作用下的变形特性。
其原理主要包括以下几个方面：
1. 应力加载：将土样放置在三轴压缩试验仪的试验室中，施加垂直于土体轴向的压缩应力。
通常使用液压系统施加均匀的压力，使土样受到的应力保持均匀。
2. 土体变形：受到压缩应力的作用，土样会发生各向同性的压缩变形。
土体内部的颗粒之间会发生重新排列和变形，导致土样整体体积缩小，同时孔隙水位上升。
3. 应力应变关系：通过在试验中测量不同应力水平下土样的变形量，可以建立应力应变关系曲线。
这使得研究者可以分析土体的压缩性质，确定其压缩模量和压缩指数等参数。
4. 压缩指数：压缩指数是描述土体在受压缩应力下体积变化的指标。
它定义为单位应力增加导致的土样体积变化与初始体积之比，用来反映土体的可压缩性。
5. 应力路径：在三轴压缩试验中，可以通过调节施加的压力大小和速率，改变土样的应力路径。
这样可以模拟不同的工程应力状态，研究土体在不同条件下的变形行为。
总之，三轴压缩试验通过施加均匀的压缩应力，研究土体的压缩变形特性和力学行为，为土壤工程设计和岩土工程研究提供了必要的实验数据和理论基础。
三轴压缩
十三、三轴压缩试验（一）试验目的三轴压缩试验是测定土的抗剪强度的一种方法。
对堤坝填方、路堑、岸坡等是否稳定，挡土墙和建筑物地基是否能承受一定的荷载，都与土的抗剪强度有密切的关系。
（二）试验原理土的抗剪强度是土体抵抗破坏的极限能力，即土体在各向主应力的作用下，在某一应力面上的剪应力（τ）与法向应力（σ）之比达到某一比值，土体就将沿该面发生剪切破坏。
常规的三轴压缩试验是取4个圆柱体试样，分别在其四周施加不同的周围压力（即小主应力）σ3，随后逐渐增加轴向压力（即大主应力）σ1直至破坏为止。
根据破坏时的大主应力与小主应力分别绘制莫尔圆，莫尔圆的切线就是剪应力与法向应力的关系曲线。
三轴压缩试验适用于测定粘性土和砂性土的总抗剪强度参数和有效抗剪强度参数，可分为不固结不排水试验（uu）；固结不排水试验（cu）和固结排水试验（CD）。
（三）试验设备1．三轴仪：包括轴向加压系统、压力室、周围压力系统、孔隙压力测量系统和试样变形量测系统等。
2．其它：击样器、饱和器、切土盘、分样器、承膜筒等。
（四）试验步骤1．切取土样：先用钢丝锯或切土刀切取一稍大于规定尺寸的土柱，放在切土架上，用钢丝锯或切土刀紧靠侧板，由上往下细心切削，边切削边转动圆盘，按规定的高度将两端削平、称量；并取余土测定试样的含水率。
2．试样饱和：试样有抽气饱和、水头饱和及反压力饱和三种方法，最常用的是抽气饱和。
即将试样装入饱和器内，放入真空缸内，与抽气机接通，开动抽气机，连续真空抽气2～4h ，然后停止抽气，静止12h 左右即可。
3．试样安装：将压力室底座的透水石与管路系统以及孔隙水测定装置充水并放上一张滤纸，然后再将套上乳胶膜的试样放在压力室的底座上，最后装上压力筒，并拧紧密封螺帽，同时使传压活塞与土样帽接触。
4．施加周围压力：分别按100、200、300、400Kpa 施加周围压力。
5．测孔隙水压力：在不排水条件下测定试样的孔隙水压力。
6．调整测力计：移动量测轴向变形的位移计和轴向压力测力计的初始“零点”读数。
（完整版）三轴压缩实验
（完整版）三轴压缩实验三轴压缩实验（实验性质：综合性实验）⼀、概述1910年摩尔（Mohr ）提出材料的破坏是剪切破坏，并指出在破坏⾯上的剪应⼒τ是为该⾯上法向应⼒σ的函数，即()f f τσ=这个函数在f τσ-坐标中是⼀条曲线，称为摩尔包线，如图4-1实线所⽰。
摩尔包线表⽰材料受到不同应⼒作⽤达到极限状态时，滑动⾯上法向应⼒σ与剪应⼒f τ的关系。
⼟的摩尔包线通常可以近似地⽤直线表⽰，如图4-1虚线所⽰，该直线⽅程就是库仑定律所表⽰的⽅程（c tg τσ?=+）。
由库仑公式表⽰摩尔包线的⼟体强度理论可称为摩尔－库仑强度理论。
图4-1 摩尔包线当⼟体中任意⼀点在某⼀平⾯上的剪应⼒达到⼟的抗剪强度时，就发⽣剪切破坏，该点也即处于极限平衡状态。
根据材料⼒学，设某⼀⼟体单元上作⽤着的⼤、⼩主应⼒分别为1σ和3σ，则在⼟体内与⼤主应⼒1σ作⽤⾯成任意⾓α的平⾯a a -上的正应⼒σ和剪应⼒τ，可⽤τσ-坐标系中直径为13()σσ-的摩尔应⼒圆上的⼀点（逆时针旋转2α,如图4-2中之A 点）的坐标⼤⼩来表⽰，即13131311()()cos 2221()sin 22σσσσσατσσα=++-=-将抗剪强度包线与摩尔应⼒画在同⼀张坐标纸上，如图4-3所⽰。
它们之间的关系可以有三种情况：①整个摩尔应⼒圆位于抗剪强度包线的下⽅（圆Ⅰ），说明通过该点的任意平⾯上的剪应⼒都⼩于⼟的抗剪强度，因此不会发⽣剪切破坏；②摩尔压⼒圆与抗剪强度包线相割（圆Ⅲ），表明该点某些平⾯上的剪应⼒已超过了⼟的抗剪强度，事实上该应⼒圆所代表的应⼒状态是不存在的；③摩尔应⼒圆与抗剪强度包线相切（圆Ⅱ），切点为A 点，说明在A 点所代表的平⾯上，剪应⼒正好等于⼟的抗剪强度，即该点处于极限平衡状态，圆Ⅱ称为极限应⼒圆。
图4-2 ⽤摩尔圆表⽰的⼟体中任意点的应⼒图4-3 摩尔圆与抗剪强度包线之间的关系三轴压缩实验（亦称三轴剪切实验）是以摩尔－库仑强度理论为依据⽽设计的三轴向加压的剪⼒试验，试样在某⼀固定周围压⼒3σ下，逐渐增⼤轴向压⼒1σ，直⾄试样破坏，据此可作出⼀个极限应⼒圆。
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实验四 三轴压缩实验（实验性质：综合性实验）一、概述1910年摩尔（Mohr ）提出材料的破坏是剪切破坏，并指出在破坏面上的剪应力τ是为该面上法向应力σ的函数，即()f f τσ=这个函数在f τσ-坐标中是一条曲线，称为摩尔包线，如图4-1实线所示。
摩尔包线表示材料受到不同应力作用达到极限状态时，滑动面上法向应力σ与剪应力f τ的关系。
土的摩尔包线通常可以近似地用直线表示，如图4-1虚线所示，该直线方程就是库仑定律所表示的方程（c tg τσϕ=+）。
由库仑公式表示摩尔包线的土体强度理论可称为摩尔－库仑强度理论。
图4-1 摩尔包线当土体中任意一点在某一平面上的剪应力达到土的抗剪强度时，就发生剪切破坏，该点也即处于极限平衡状态。
根据材料力学，设某一土体单元上作用着的大、小主应力分别为1σ和3σ，则在土体内与大主应力1σ作用面成任意角α的平面a a -上的正应力σ和剪应力τ，可用τσ-坐标系中直径为13()σσ-的摩尔应力圆上的一点（逆时针旋转2α,如图4-2中之A 点）的坐标大小来表示，即13131311()()cos 2221()sin 22σσσσσατσσα=++-=-将抗剪强度包线与摩尔应力画在同一张坐标纸上，如图4-3所示。
它们之间的关系可以有三种情况：①整个摩尔应力圆位于抗剪强度包线的下方（圆Ⅰ），说明通过该点的任意平面上的剪应力都小于土的抗剪强度，因此不会发生剪切破坏；②摩尔压力圆与抗剪强度包线相割（圆Ⅲ），表明该点某些平面上的剪应力已超过了土的抗剪强度，事实上该应力圆所代表的应力状态是不存在的；③摩尔应力圆与抗剪强度包线相切（圆Ⅱ），切点为A 点，说明在A 点所代表的平面上，剪应力正好等于土的抗剪强度，即该点处于极限平衡状态，圆Ⅱ称为极限应力圆。
图4-2 用摩尔圆表示的土体中任意点的应力 图4-3 摩尔圆与抗剪强度包线之间的关系三轴压缩实验（亦称三轴剪切实验）是以摩尔－库仑强度理论为依据而设计的三轴向加压的剪力试验，试样在某一固定周围压力3σ下，逐渐增大轴向压力1σ，直至试样破坏，据此可作出一个极限应力圆。
用同一种土样的3～4个试件分别在不同的周围压力3σ下进行实验，可得一组极限应力圆，如图4-4中的圆Ⅰ、圆Ⅱ和圆Ⅲ。
作出这些极限应力圆的公切线，即为该土样的抗剪强度包络线，由此便可求得土样的抗剪强度指标。
图4-4 三轴实验基本原理a)试样承受3σ作用；b)破坏时土样应力状态；c)土样的极限应力圆与抗剪强度包线三轴压缩实验是测定土体抗剪强度的一种比较完善的室内实验方法，可以严格控制排水条件，可以测量土体内的孔隙水压力，另外，试样中的应力状态也比较明确，试样破坏时的破裂面是在最薄弱处，而不像直剪试验那样限定在上下盒之间，同时三轴压缩试验还可以模拟建筑物和建筑物地基的特点以及根据设计施工的不同要求确定试验方法，因此对于特殊建筑物（构筑物）、高层建筑、重型厂房、深层地基、海洋工程、道路桥梁和交通航务等工程有特别重要的意义。
二、实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实验（UU ）、固结不排水剪实验（CU ）、固结排水剪实验（CD ）以及Ko 固结三轴实验等。
1．不固结不排水剪实验（UU ）试样在施加周围应力和随后施加偏应力直至破坏的整个试验过程中都不允许排水，这样从开始加压直至试样剪坏，土中的含水量始终保持不变，孔隙水压力也不可能消散，可以测得总应力抗剪强度指标u c ，u ϕ。
2．固结不排水剪实验（CU ）试样在施加周围压力时，允许试样充分排水，待固结稳定后，再在不排水的条件下施加轴向压力，直至试样剪切破坏，同时在受剪过程中，测得土体的孔隙水压力，可以测得总应力抗剪强度强度指标cu c ，cu ϕ和有效应力抗剪强度指标c '，ϕ'。
3．固结排水剪实验（CD ）试样先在周围压力下排水固结，然后允许试样在充分排水的条件下增加轴向压力直至破坏，同时在试验过程中测读排水量以计算试样的体积变化，可以测得有效应力抗剪强度指标 d c ，d ϕ。
4．Ko 固结三轴实验常规三轴试验是在等向固结压力（321σσσ==）条件下排水固结，而K 0 固结三轴试验是按1023σσσk ==施加周围压力，使试样在不等向压力下固结排水，然后再进行不排水剪或排水剪试验。
三、实验设备1．三轴仪三轴仪根据施加轴向荷载方式的不同，可以分为应变控制式和应力控制式两种，目前室内三轴试验基本上采用的是应变控制式三轴仪。
应变控制式三轴仪由以下几部分组成（如图4-5）：（1）三轴压力室。
压力室是三轴仪的主要组成部分，它是由一个金属上盖、底座以及透明有机玻璃筒组成的密闭容器，压力室底座通常有3个小孔分别与围压系统、体积变形以及孔隙水压力量测系统相连。
（2）轴向加荷系统。
采用电动机带动多级变速的齿轮箱，或者采用可控硅无级变速，并通过传动系统使压力室自下而上的移动，从而使试样承受轴向压力，其加荷速率可根据土样性质和试验方法确定。
（3）轴向压力测量系统。
施加于试样上的轴向压力由测力计量测，测力计由线性和重复性较好的金属弹性体组成，测力计的受压变形由百分表或位移传感器测读。
（4）周围压力稳压系统。
采用调压阀控制，调压阀控制到某一固定压力后，它将压力室的压力进行自动补偿而达到稳定的周围压力。
（5）孔隙水压力量测系统。
孔隙水压力由孔压传感器测得。
（6）轴向变形量测系统。
轴向变形长距离百分表（0~30mm百分表）或位移传感器测得。
图4-4 应变控制式三轴仪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（7）反压力体变系统。
由体变管和反压力稳压控制系统组成，以模拟土体的实际应力状态或提高试件的饱和度以及量测试件的体积变化。
2．附属设备（1）击实筒和饱和器（2）切土盘、切土器、切土架和原状土分样器（3）承膜筒和砂样制备模筒（4）天平、卡尺、乳胶膜等四、试样的制备与饱和1．试样制备试样应切成圆柱性形状，试样直径为Φ39.1mm、Φ61.8mm、Φ101mm、相应的试样高度分别为80mm、150mm、200mm，试样高度与直径的关系一般为2～2.5倍，试样的允许最大粒径与试样直径之间的关系见表4-1。
表4-1 试样的允许最大粒径与试样直径之间的关系见表对于较软的土样，用钢丝锯或切土刀在切土盘上制样；对于较硬的土，用切土刀和切土器在在切土架上制样。
称取切削好试样的质量，准确至0.1g ，试样的高度和直径用卡尺量测，并按下式计算平均直径42321D D D D ++=式中 D 1 D 2 D 3分别为试样上、中、下部位的直径。
与此同时，取切下的余土，平行测得含水量，取其平均值为试样的含水量。
2．试样饱和（1）真空抽气饱和：将试样装入饱和器，置于真空缸内，进行抽气，当真空压力达到1个大气压时，开启管夹，使清水注入真空缸内，待水面超过饱和器后，即可停止抽气，然后静止大约10h 左右，使试样充分吸水饱和。
（2）水头饱和：将试样装入压力室内，施加20kPa 的周围压力，使无气泡的水从试样底座进入，待上部溢出，水头高差一般在1m 左右，直至流入水量和溢出水量相等为止。
（3）反压力饱和：试样饱和度要求较高时采用（祥见实验规程）。
五、操作步骤这里只介绍不固结不排水剪。
1．对仪器各部分进行全面检查，周围压力系统、反压力系统、孔隙水压力系统、轴向压力系统是否能正常工作，排水管路是否畅通，管路阀门连接处有无漏水漏气现象。
乳胶膜是否有漏水漏气现象。
2．拆开压力室的有机玻璃罩子，将试样方在试样底座的不透水圆板上，在试样的顶部放置不透水试样帽。
3．将乳胶膜套在承膜筒上，两端翻过来，用吸咀吸气，使乳胶膜贴紧承膜筒内壁，然后套在试样外放气，翻起乳胶膜，取出承膜筒，用橡皮圈将乳胶膜分别扎紧在试样底座和试样帽上，4．装上受压室外罩，安装时应先将活塞提高，以防碰撞试样，然后将活塞对准试样帽中心，并旋紧压力室密封螺帽，再将测力环对准活塞。
5．向压力室充水，当压力室快注满水时，降低进水速度，当水从排水孔溢出时，关闭排水孔。
6．开空压机和周围压力阀，施加所需的周围压力，周围压力的大小应根据土样埋深和应力历史来决定，也可按100、200300kPa 施加。
7．旋转手轮，当测力环的量表微动，表示活塞与试样接触，然后将测力环的量表和和轴向位移量表的指针调整到零位。
8．启动电动机开始剪切，剪切速率宜为每分钟应变0.5%～1.0%。
80mm 高的试样速率为0.4～0.8mm/min 。
开始阶段，试样每产生垂直应变0.3～0.4%时记测力环量表读数和垂直位移量表读数各一次。
当接近峰值时应加密读数，如果试样特别松软和硬脆，可酌情减少或加密读数。
9．当出现峰值后，再进行3%～5%的垂直应变或剪至总垂直应变的15%后停止试验，若测力环读数无明显减少则垂直应变应进行到20%。
10．试验结束后，关闭电动机，关周围应力阀，拔开离合器，倒转手轮，然后打开排气孔，排去压力室内的水，拆去压力室外罩，取出试验，描述试样破坏的形状，并测得试验后的密度和含水量 。
11．重复以上步骤分别在不同的围压下进行第二、三、四个试样的试验。
六、成果整理1．计算轴向应变%10001⨯∆∑=h hε 式中 1ε－轴向应变（％）；h ∆∑－轴向变形(mm )； 0h －土样初始高度（mm ）。
2．计算剪切过程中试样的平均面积：11ε-=A A a 式中 a A －剪切过程中平均断面积（cm 2）0A －土样初始断面积（cm 2）1ε－轴向应变（％）3. 计算主应力差10)1(100131⨯-=⨯=-A CR A CRa εσσ 式中 31σσ- － 主应力差（kPa ） 1σ―大主应力（kPa ）3σ－小主应力（kPa ）C －测力计率定系数（N/0.01mm ） R －测力计读数（0.01mm ） 10－单位换算系数。
4．绘制主应力差与轴向应变关系曲线以主应力差（31σσ-）为纵坐标，轴向应变1ε为横坐标，绘制主应力差与轴向应变关系曲线（图4-5），若有峰值时，取曲线上主应力差的峰值作为破坏点；若无峰值时，则取15％轴向应变时的主应力差值作为破坏点。
图4-5 主应力差与轴向应变关系曲线 图4-6 不固结不排水剪强度包线5．绘制强度包线以剪应力τ为纵坐标，法向应力σ为横坐标，在横坐标轴上以破坏时的231f f σσ+ 为圆心，以231ff σσ-为半径，在στ~坐标系上绘制破坏总应力圆，并绘制不同周围应力下诸破坏总应力圆的包线（图4-6），包线的倾角为内摩擦角u ϕ，包线在纵坐标上的截距为粘聚力u c 。