土三轴压缩试验

三轴压缩试验简介

三轴压缩试验简介三轴压缩试验是测定土抗剪强度的一种较为完善的方法。

三轴压缩仪的突出优点是能较为严格地控制排水条件以及可以量测试件中孔隙水压力的变化。

此外，试件中的应力状态也比较明确，破裂面是在最弱处，而不像直接剪切仪那样限定在上下盒之间。

一、实验目的1、了解实验的设备系统组成。

2、学会三轴实验的土样制作方法和安装方法。

3、掌握了解三轴实验的实验过程和要求。

4、分析实验数据和图形。

二、实验仪器设备全自动三轴仪由三轴仪主机、围压反压控制器和微机（含土工试验微机数据采集处理系统软件）组成。

包含了压力室、轴向加荷系统、施加周围压力系统、孔隙水压力量测系统、软件控制系统等。

三、实验步骤1、按照规范要求制备不少于3个原状土试样或扰动土试样。

2、称试样质量，并取切下的余土测定其含水量。

3、在压力室底座上依次放上不透水板、试样及不透水试样帽，将橡皮膜用承膜筒套在试样外，并用橡皮圈将橡皮膜两端与底座及试样帽分别扎紧。

4、将压力室罩顶部活塞提高，安放压力室罩，将活塞对准试样帽顶部中心，旋紧压力室罩。

5、在微机上启动“土工试验微机数据采集处理系统”软件，在“采集”菜单中选择三轴试验。

6、输入试验参数。

试验编号和土样编号同组保持不变。

一般取：试样高度：8.00，试样直径：.3.91，轴向应变：20，加荷级数：1，采样步长：0.2，试验方法：UU，剪切速率：1，围压：100。

7、在显示屏黄色压力室处点击“开始注水”，向压力室加注纯水，待顶部排气孔有水溢出时，点击“停止操作”，拧紧排气孔螺旋。

8、在绿色框内点击“开始试验”，仪器首先进行自检，然后施加周围压力，并开始剪切试验，按语音提示进行。

9、试验完成后，语音提示试验结束，自动卸除围压。

点击黄色压力室处“开始抽水”，待水抽空后，点击“停止操作”，取下压力室罩，取下试样，准备安装下一个试样。

10、以后的试验仅改变“围压”一项，其他参数和试验步骤不便。

依次完成3～4个试样的剪切试验。

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。

6.三轴压缩试验(砂土)

六、三轴压缩实验（一）实验目的三轴压缩实验是测定土的抗剪强度的一种方法。

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）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实验（UU ）；固结不排水实验（CU ）和固结排水实验（CD ）。

本演示实验进行干砂的固结不排水实验。

（三）实验设备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。

（如附图1所示）2．其它：击样器、承膜筒等。

（四）实验步骤1．试样制备：将橡皮膜下端套在压力室的底座上，放置好成样模具，使橡皮膜紧贴模具内侧；称取一定质量的干砂（烘干冷却），使砂分批通过漏斗落入橡皮膜内，如需制备较密实的砂样，用木锤轻击土样至所需密度。

2．试样安装：装上土样帽，给试样施加一定的负压力，拆除成样模具；使传压活塞与土样帽接触。

3．固结实验：进行两个试样的实验，分别施加100、400Kpa 的周围压力，数据采集系统自动采集试样的体积变形数据。

4．剪切实验：采用应变控制方式进行剪切实验，剪切应变速率取每分钟0.1％～0.5％，实验过程数据采集系统自动采集轴向力和体积变形数据，直至轴向应变为10％时为止。

8．实验结束：停机并卸除周围压力，然后拆除试样，描述试样破坏时形状。

（五）实验注意事项实验前，橡皮膜要检查是否有漏洞。

（六）计算与绘图1．试样面积剪切时校正值：011a A A ε=- 式中：ε1—轴向应变（％）2. 绘制每个实验的轴向应变－偏应力关系曲线，及轴向应变－体应变关系曲线。

三轴压缩试验文库.

三轴压缩试验目的和适用范围三轴压缩试验是测定土的抗剪强度的一种方法它通常用个圆柱形试样分别在不同的恒定周围压力即小主应力下施加轴向压力即产生主应力差进行剪切直至破坏然后根据摩尔库仑理论求得抗剪强度参数本规程适用于测定细粒土和砂类土的总抗剪强度参数和有效抗剪强度参数根据排水条件的不同本试验分为不固结不排水剪固结不排水剪或和固结排水剪等种试验类型不固结水排水剪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固结不排水剪或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或有效抗剪强度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击实试验土工仪器的基本参数及通用技术条件第一篇室内土工仪器仪器设备仪器设备应变控制式三轴仪如图所示有反压力控制系统周围压力控制系统压力室孔隙水压力量测系统试验机等其技术条件应符合规定图三轴仪组成示意图反压力控制系统轴向测力计轴向位移计试验机横梁孔隙压力测量系统活塞压力室升降台量水管试验机周围压力控制系统压力源体变管周围压力阀量管阀孔隙压力阀手轮体变管阀排水管孔隙压力传感器排水管阀附属设备击实筒见图饱和器见图图击实筒套环定位螺丝导杆击锤底板套筒饱和器底板图饱和器土样筒紧箍夹板拉杆透水板切土盘见图切土器和切土架见图分样器见图承膜筒见图制备砂样圆模见图用于冲填土或砂性土天平称量分度值称量分度值称量分度值量表量程分度值橡皮膜对直径和的试样橡皮膜厚度以为宜对直径的试样橡皮膜厚度以为宜仪器设备的检定和校准天平应按相应的检定规程规定进行检定应变控制式三轴仪应按规定的方法进行校准图切土盘图切土器和切土架图原状土分样器量表应按大量程百分表检定规程进行检定仪器检查图承膜筒安装示意图压力室底座透水板试样承膜筒橡皮膜上帽吸气孔周围压力控制系统和反压力控制系统的仪表的误差应小于全量程的采用传感器时其误差应小于全量程的根据试样的强度大小选择不同量程的测力计最大轴向压力的准确度不小于孔隙压力量测系统的气泡应排除其方法是孔隙压力量测系统中充以无气水煮沸冷却后的蒸馏水并施加压力小心打开孔隙压力阀让图制备砂样圆模压力室底座透水板制样圆模两片合成紧箍像皮膜橡皮圈管路中的气泡从压力室底座排出应反复几次直到气泡完全冲出为止若用零位指示器时将零位指示器中的水银移入贮槽内关闭量管阀用调压筒对孔隙压力测量系统加压排除气泡需要注意不要使贮槽内水银冲出指示器排气完毕后从贮槽中移回水银关闭孔隙压力阀用调压筒施加压力孔隙压力量测系统的体积因数应小于排水管路应通畅活塞在轴套内应能自由滑动各连接处应无漏水漏气现象俟仪器检查完毕关周围压力阀孔隙压力阀和排水阀以备使用橡皮膜在使用前应仔细检查其方法是扎紧两端在膜内充气然后沉入水下检查应无气泡溢出仪器检查的各项结果应符合的规定操作步骤试样制备试样尺寸应符合下列要求试样高度与直径之比应为对于有裂隙软弱面或构造面的试样直径宜采用原状土试样制备对于较软的土样先用钢丝锯或削土刀切取一稍大于规定尺寸的土柱放在切土盘的上下圆盘之间见图再用钢丝据或削土刀紧靠侧板由上往下细心切表土样粒径与试样直径的关系表试样直径允许粒径削边切削边转动圆盘直至土样的直径被削成规定的直径为止然后按试样高度的要求削平上下两端对于直径为的软粘土土样可先用分样器图分成个土柱然后再按上述的方法切削成直径为的试样对于较硬的土样先用削土刀或钢丝锯切取一稍大于规定尺寸的土柱上下两端削平按试样要求的层次方向放在切土架上用切土器切削见图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的试样准确至直径和的试样准确至试样高度和直径用卡尺量测试样的平均直径按式计算式中试样平均直径分别为试样上中下部位的直径取切下的余土平行测定含水率取其平均值作为试样的含水率对于同一组原状试样密度的差值不宜大于含水率差值不宜大于对于特别坚硬的和很不均匀的土样如不易切成平整均匀的圆柱体时允许切成与规定直径接近的柱体按所需试样高度将上下两端削平称取质量然后包上橡皮膜用浮称法称试样的质量并换算出试样的体积和平均直径扰动土试样制备击实法选取一定数量的代表性土样对直径试样约取和试样分别取和经风干碾碎过筛筛的孔径应符合本规程表规定测定风干含水率按要求的含水率算出所需加水量计算方法参照中式将需加的水量喷洒到土料上拌匀稍静置后装入塑料袋然后置于密闭容器内至少使含水率均匀取出土料复测其含水率测定的含水率与要求的含水率的差值应小于否则需调整含水率至符合要求为止击样筒的内径应与试样直径相同击锤的直径宜小于试样直径也允许采用与试样直径相等的击锤击样筒壁在使用前应洗擦干净涂一薄层凡士林根据要求的干密度称取所需土质量按试样高度分层击实粉质土分层粘质土分层击实各层土料质量相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上放一湿滤纸连接底座的透水板均应饱和橡皮膜与底座扎紧称制备好的土膏用调土刀将土膏装入橡皮膜内装土膏时避免试样内夹有气泡试样装好后整平上端称剩余土膏计算装入土膏的质量在试样上部依次放湿滤纸透水板和试样帽并扎紧橡皮膜然后打开孔隙压力阀和量管阀降低量水管使其水位低于试样中心约测记量水管读数算出排水后试样的含水率拆去对开模测定试样上中下部位的直径及高度按本规程式计算试样的平均直径及体积砂类土试样制备根据试验要求的试样干密度和试样体积称取所需风干砂样质量分三等分在水中煮沸冷却后待用开孔隙压力阀及量管阀使压力室底座充水将煮沸过的透水板滑入压力室底座上并用橡皮带把透水板包扎在底座上以防砂土漏入底座中关孔隙压力阀及量管阀将橡皮膜的一端套在压力室底座上并扎紧将对开模套在底座上将橡皮膜的上端翻出然后抽气使橡皮膜贴紧对开模内壁见图在橡皮膜内注脱气水约达试样高的用长柄小勺将煮沸冷却的一份砂样装入膜中填至该层要求高度Array第层砂样填完后继续注水至试样高度的再装第层砂样如此继续装样直至模内装满为止如果要求干密度较大则可在填砂过程中轻轻敲打对开模务使所称出的砂样填满规对含有细粒土和要求高密度的试样可采用干砂制备用水头饱和或反压力饱和定的体积然后放上透水板试样帽翻起橡皮膜并扎紧在试样帽上开量管阀降低量管使管内水面低于试样中心高程以下约对于直径的试样约在试样内产生一定负压使试样能站立拆除对开模按本规程之量试样高度与直径复核试样干密度各试样之间的干密度差值应小于试样饱和抽气饱和将装有试样的饱和器置于无水的抽气缸内进行抽气当真空度接近当地个大气压后应继续抽气继续抽气时间宜符合下列要求粉质土大于粘质土大于密实的粘质土大于当抽气时间达到上述要求后徐徐注入清水并保持真空度稳定待饱和器完全被水淹没即停止抽气并释放抽气缸的真空试样在水下静置时间应大于然后取出试样并称其质量水头饱和对于粉土或粉质砂土均可直接在仪器上用水头饱和其方法是先按本规程之至步骤安装完毕试样顶用透水帽然后施加的周围压力并同时提高试样底部量管的水面和降低连接试样顶部固结排水管的水面使两管水面差在左右打开量管阀孔隙压力阀和排水阀让水自下而上通过试样直至同一时间间隔内量管流出的水量与固结排水管内的水量相等为止二氧化碳饱和二氧化碳饱和适用于无粘性的松砂紧砂及密度低的粉质土二氧化碳的饱和装置见图其步骤如下试样安装完成后装上压力室罩将各阀门关闭开周围压力阀对试样施加的周围压力图二氧化碳饱和装置图减压阀储气瓶供气阀将减压阀调至开供气阀使气体由试样底部输入试样内开体变管阀当体变管内的水面无气泡时关闭供气阀开孔隙压力阀及量管阀升高量管内水面使保持高于体变管内水面约当量管内流出的水量约等于体变管内上升的水量为止再继续水头饱和后关闭体变管阀及孔隙压力阀反压力饱和按本规程或规定进行试样饱和并用值孔隙压力系数检查饱和度如试样的饱和度达不到可对试样施加反压力以达到完全饱和施加反压力装置见图其步骤如下试样装好以后装上压力室罩关孔隙压力阀和反压力阀测记体变管读数先对试样施加的周围压力预压并开孔隙压力阀待孔隙压力稳定后记下读数然后关孔隙压力阀反压力应分级施加并同时分级施加周围压力以尽量减少对试样的扰动在施加反压力过程中始终保持周围压力比反压力大反压力和周围压力的每级增量对软粘土取对坚实的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压力和反压力当试样在某级压力下达到时应保持反压力不变增大周围压力假若试样内增加的孔隙压力等于周围压力的增量表明试样已完全饱和否则应重复上述步骤直至试样饱和为止试样安装和固结不固结不排水剪试验试验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试样帽对于冲填土或砂性土的试样安装分别按本规程或规定进行将橡皮膜套在承膜筒内两端翻出筒外见图从吸气孔吸气使膜贴紧承膜筒内壁然后套在试样外放气翻起橡皮膜的两端取出承膜筒用橡皮圈将橡皮膜分别扎紧在压力室底座和试样帽上装上压力室罩安装时应先将活塞提升以防碰撞试样压力室罩安放后将活塞对准试样帽中心并均匀地旋紧螺丝再将轴向测力计对准活塞开排气孔向压力室充水当压力室内快注满水时降低进水速度水从排气孔溢出时关闭排气孔关体变管阀及孔隙压力阀开周围压力阀施加所需的周围压力周围压力大小应与工程的实际荷载相适应并尽可能使最大周围压力与土体的最大实际荷载大致相等也可按施加旋转手轮同时转动活塞当轴向测力计有微读数时表示活塞已与试样帽接触然后将轴向测力计和轴向位移计的读数调整到零位固结不排水剪试验测孔隙压力试验开孔隙压力阀及量管阀使压力室底座充水排气并关阀将煮沸过的透水板滑入压力室底座上然后放上湿滤纸和试样试样上端亦放一湿滤纸及透水板在其周围贴上条浸湿的滤纸条宽度为试样直径的左右滤纸条上端与透水石连接按本规程之规定将橡皮膜套在试样外橡皮膜下端扎紧在压力室底座上用软刷子或双手自下向上轻轻按抚试样以排除试样与橡皮膜之间的气泡对于饱和软粘土可开孔隙压力阀及量管阀使水徐徐流入试样与橡皮膜之间以排除夹气然后关闭开排水管阀使水从试样帽徐徐流出以排除管路中气泡并将试样帽置于试样顶端排除顶端气泡将橡皮膜扎紧在试样帽上降低排水管使其水面至试样中心高程以下吸出试样与橡皮膜之间多余水分然后关排水管阀按本规程之和的规定装上压力室罩并注满水然后放低排水管使其水面与试样中心高度齐平并测记其水面读数关排水管阀使量管水面位于试样中心高度处开量管阀若用零位指如要施加反压力饱和试样所贴的滤纸条必须中间断开约试样高度或自底部向上贴至试样高度处示器时用调压筒调整零位指示器的水银面于毛细管指示线测读传感器记下孔隙压力计起始读数然后关量管阀按本规程之的规定施加周围压力并调整各测力计和位移计读数打开孔隙压力阀若用零位指示器用调压筒先将孔隙压力计读数调至接近该级周围压力大小然后缓缓打开孔隙压力阀并同时旋转调压筒使毛细管内水银面保持不变测记稳定后的孔隙压力读数减去孔隙压力计起始读数即为周围压力与试样的初始孔隙压力注如不测孔隙压力可以不做本款要求的试验开排水管阀的同时开动秒表按时间测记排水管水面及孔隙压力计读数在整个试验过程中零位指示器的水银面始终保持在原来位置排水管水面应置于试样中心高度处固结度至少应达到随时绘制排水量与时间平方根或时间对数曲线见图或孔隙压力消散度与时间对数曲线如要求对试样施加反压力时则按本规程规定进行然后关体变管阀增大周围压力使周围压力与反压力之差等于原来选定的周围压力记录稳定的孔隙压力读数和体变管水面读数作为固结前的起始读数开体变管阀让试样通过体变管排水并按本规程之及之规定进行排水固结固结完成后关排水管阀或体变管阀记下体变管或排水管和孔隙压力计的读数然后转动细调手轮到测力计读数开始微动时表示活塞已下试样接触记下轴向位移计读数即为固结下沉量依此算出固结后试样高度然后将测力计垂直位移计读数都调至零其余几个试样按同样方法安装试样并在不同周围压力下排水固结固结排水试验试验若试样的主固结时间已经掌握也可不读排水管和孔隙压力的过程读数图排水量与排水时间的关系曲线固结排水量与时间平方根曲线固结排水量与时间对数曲线试样安装按本规程之规定进行排水固结按本规程之规定进行试样剪切试验机的电动机启动之前应按表规定将各阀门关闭或开启表各阀门开关状态试验方法体变管阀排水管阀周围压力阀孔隙压力阀量管阀试验关关开关关试验测孔隙压力关关开开关试验关关开关关试验开开开开关注试验中用体变管或排水管试验的剪切应变速率按表规定选择表剪切应变速率表试验方法剪切应变速率备注试验试验测孔隙压力粘质土粘质土高密度粘性土试验试验开动电动机合上离合器进行剪切开始阶段试样每产生轴向应变测记测力计读数和轴向位移计读数各次当轴向应变达以后读数间隔可延长为各测记次当接近峰值时应加密读数如果试样为特别硬脆或软弱土的可酌情加密或减少测读的次数当出现峰值后再继续剪辆向应变若测力计读数无明显减少则剪切至轴向应变达试验测孔隙压力测读轴向位移计时应同时测读孔隙压力计的读数试验测读轴向位移计时应同时测读体变管读数或排水管读数试验结束后关闭电动机关周围压力阀试验测孔隙压力应关闭孔隙压力阀试验则应关闭孔隙压力阀和体变管阀然后拔出离合器倒转手轮开排气孔排去压力室内的水拆除压力室罩揩干试样周围的余水脱去试样外的橡皮膜描述破坏后形状称试样质量测定试验后含水率对于直径的试样宜取整个试样烘干和直径的试样允许切取剪切面附近有代表性的部分土样烘干对其余几个试样在不同周围压力下以同样的剪切应变速率进行试验计算和制图计算试样的高度面积体积及剪切时的面积计算公式列于表表高度面积体积计算表项目起始固结后按实测固结下沉等应变简化式剪切时校正值试样高度试样面积不固结不排水剪固结不排水剪固结排水剪试样体积表中固结下沉量由轴向位移计测得固结排水量实测或试验前后试样质量差换算排水剪中剪切时的试样体积变化按体变管或排水管读数求得轴向应变不固结不排水剪中的等于固结不排水剪及固结排水剪中的等于试样剪切时高度变化由轴向位移计测得为方便起见可预先绘制及的关系线备用按式计算主应力差式中大主应力小主应力测力计率定系数测力计读数试样剪切时的面积单位换算系数按式计算有效主应力比式中有效大主应力和有效小主应力大主应力与小主应力孔隙水压力按式式计算孔隙压力系数和式中试样在周围压力下产生的初始孔隙压力试样在主应力差下产生的孔隙压力制图根据需要分别绘制主应力差与轴向应变的关系曲线图有效主应力比与轴向应变的关系曲线图孔隙压力与轴向应变的关系曲线图用与作坐标的应力路径关系曲线图破坏点的取值以或的峰点值作为破坏点如和均无峰值应以应力路径的密集点或按一定轴向应变一般可取经过论证也可根据工程情况选取破坏应变相应的或作为破坏强度值绘制强度包线对于不固结不排水剪切试验及固结不排水剪切试验以法向应力为横坐标剪应力为纵坐标在横坐标上以为圆心为半径注脚表示破坏时的值绘制破坏总应力圆后作诸圆包线该包线的倾角为内摩擦角或包线在纵轴上的截距为粘聚力或见图及图在固结不排水剪切中测孔隙压力则可确定试样破坏时的有效应力以有效应力为横坐标剪应力为为纵坐标在横坐标轴上以为圆心以为半径绘制不同周围压力下的有效破坏应力圆后作诸圆包线包线的倾角为有效内摩擦角包线在纵轴上的截距为有效粘聚力在排水剪切试验中孔隙压力等于零抗剪强度包线的倾角和在纵轴上的截距分别以和表示如图如各应力圆无规律难以绘制各圆的强度包线可按应力图主应力差与轴向应变关系曲线图有效主应力比与轴向应变关系曲线图孔隙压力与轴向应变关系曲线图应力路径曲线正常固结粘土图不固结不排水剪强度包线图固结不排水剪强度包线路径取值即以作纵坐标作横坐标绘制应力圆作通过各圆之圆顶点的平均直线见图图固结排水剪强度包线图应力路径包线根据直线的倾角及在纵坐标上的截距按下列两式计算和式中平均直线的倾角平均直线在纵轴上的截距变形参数的整理变形参数的整理按本规程附的方法进行变形参数的整理按本规程附的方法进行记录本试验的记录格式如表表表表三轴压缩试验记录表工程名称试验者土样编号计算者土样说明校核者试验方法试验日期试样状态起始值固结后剪切后直径高度面积体积质量密度干密度试样含水率起始值剪切后盒号盒质量盒加湿土质量湿土质量盒加干土质量干土质量水质量含水率饱和度周围压力反压力周围压力下的孔隙压力孔隙压力系数破坏应变破坏主应力差破坏大主应力破坏孔隙压力系数相应的有效大主应力相应的有效大主应力最大有效主应力比孔隙压力系数试样破坏情况的描述呈鼓状破坏。

土三轴压缩试验报告

土三轴压缩试验报告一、实验目的本实验旨在通过土三轴压缩试验，探究土体在不同应力条件下的变形特性，分析土体的力学性质。

二、实验方法1. 实验材料准备：选取可重塑性土样，并进行合理的处理，制作成圆柱形试样，直径为50mm，高度为100mm。

2.土三轴压缩装置搭建：搭建土三轴压缩装置，确保装置的稳定性和准确性。

3.应力加载：在试验开始前，先对土样进行回弹预压。

然后，根据试验需要，按照一定步骤加载各个应力状态。

4.变形测量：通过传感器对土样的应变进行测量，记录变形数据。

5.实验数据处理：对实验数据进行处理和分析，绘制应力-应变曲线、固结曲线等。

三、实验原理1.压缩应力：土样受到垂直加载时的力，即垂直应力。

2.水平应力：垂直加载时，试验装置对土样施加的水平力，通过水平受力悬挂器实现。

3.应变：土样受到压缩力作用后，产生的变形量。

四、实验过程1.样品制备：选择符合试验要求的土样，进行合理的处理和加工，制成圆柱形试样。

2.装配土三轴装置：将制备好的土样放置在土三轴装置的夹持装置中，确保试样的稳定性。

3.回弹预压：对土样进行一定的预压力，以确保试验开始时土样的初始状态。

4.应力加载：按照试验制定的步骤，逐渐增加压力，以产生不同的应力状态。

在每次加载压力后，等待一段时间，使土样达到新的平衡状态。

5.变形测量：通过传感器对土样的应变进行测量，记录下每次加载压力条件下的变形数据。

6.数据处理：对实验数据进行处理和分析，得出压力条件与土样变形的关系。

五、实验结果与分析通过对实验数据的处理和分析，得出土体在不同应力条件下的压缩性质。

绘制出应力-应变曲线和固结曲线，可以判断土壤的工况性质和工程可行性。

实验结果可以帮助工程师设计更合理的土方工程结构，以提高工程的安全性和稳定性。

六、实验结论通过本次土三轴压缩试验，我们对土体的力学性质有了更深入的了解。

通过实验结果的分析，我们可以得出土壤的力学参数，从而更加科学地进行土方工程的设计和施工。

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。

土的三轴压缩实验报告

土的三轴压缩实验报告引言土的三轴压缩实验是土力学研究中的基础实验之一，通过对土样进行不同加载条件下的三轴试验，可以获得土体的力学性质参数，为土的工程应用提供依据。

本实验报告将详细介绍实验的目的、原理、方法、结果和结论。

实验目的1.了解土的三轴压缩实验的基本原理和方法；2.熟悉土的应力-应变关系；3.研究土的随应力变化的变形特性。

实验原理1. 应力与应变在土体内部，受到的外力作用会导致土体发生应力和应变。

应力是单位面积上的力，一般用σ表示，单位为kPa。

应变是土体体积、形状或者密实程度的变化，一般用ε表示，没有单位。

2. 应力路径应力路径是指在三轴试验中，施加应力的变化轨迹。

常见的应力路径有p-q路径、p’-q路径等。

不同的应力路径会导致土体的变形特性产生差异。

3. 应力状态与强度土体在不同的应力状态下，会表现出不同的强度特性。

常见的土体强度参数有极限强度和摩擦角等。

4. 孔隙水压力土体中的水分存在于孔隙中，当施加外部应力时，孔隙水会受到压缩。

孔隙水压力能够影响土体的强度和变形性质。

实验方法1. 样品制备根据实验要求，制备土样。

首先将土样清洗干净，去除其中的杂质。

然后根据实验需要确定土样的尺寸和形状，并按照相应的规定进行模具的设计和制作。

最后将土样放入模具中。

2. 实验仪器设备准备准备好三轴试验的仪器设备，包括三轴仪、荷载框架、应变计、应力传感器等。

3. 实验流程1.将土样装在三轴仪中，并施加初次重量以使土样与模具底部接触；2.根据实验要求设定应力路径和加载方式，调整荷载框架，施加有效应力和孔水压力；3.记录试验过程中的应力和应变数据，并随时监测土样的变形情况；4.根据实验要求，不断调整应力路径，使土样遵循预设的应力路径；5.继续记录应力和应变数据，直至达到预设的终止条件。

4. 实验数据处理根据实验记录的应力和应变数据，计算得到土样的应力-应变曲线和其他相关参数。

进行数据分析，得出实验结果。

结果与分析经过实验测定，得到了土样在不同应力条件下的应变数据。

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。

直剪试验和三轴压缩试验的原理和适用范围

直剪试验和三轴压缩试验的原理和适用范围1. 直剪试验的原理和适用范围直剪试验是一种用于测定土体抗剪强度的常用试验方法。

其原理是通过在土样上施加垂直荷载和水平荷载，来模拟土体受到的剪切应力，从而确定土体的抗剪强度和内部摩擦角。

此试验适用于各种类型的土壤和岩石，包括粘性土、砂土和软岩等。

通过直剪试验，可以得到土壤和岩石在自然状态下的抗剪强度参数，为工程设计和地质勘察提供重要参考。

2. 三轴压缩试验的原理和适用范围三轴压缩试验是一种用于研究土体和岩石在三轴应力状态下的力学性质的试验方法。

其原理是通过在土样上施加径向应力和轴向应力，来模拟土体受到的复杂力学状态，从而确定土体的应力-应变关系和变形特性。

此试验适用于各种类型的土壤和岩石，特别适用于研究岩石的变形和破坏特性。

通过三轴压缩试验，可以得到土壤和岩石在不同应力状态下的力学参数，为地下工程和岩土工程提供重要依据。

3. 文章内容梳理在本文中，我们将从浅入深地探讨直剪试验和三轴压缩试验的原理和适用范围。

我们将从试验背景和基本原理入手，介绍这两种试验的主要目的和实施过程。

我们将详细讨论直剪试验和三轴压缩试验的适用范围及其在地质和工程实践中的重要性。

我们将结合个人观点和理解，总结这两种试验对于土体和岩石力学性质研究的意义和前景。

4. 个人观点和理解作为文章写手，我个人认为直剪试验和三轴压缩试验作为土体力学性质研究的重要手段，具有不可替代的价值。

通过这两种试验，我们可以深入了解土壤和岩石的力学特性，为地下工程和岩土工程的设计和施工提供科学依据。

我对这两种试验的原理和适用范围非常重视，相信它们在未来的地质和工程领域将发挥更加重要的作用。

总结回顾：在本文中，我们深入探讨了直剪试验和三轴压缩试验的原理和适用范围。

我们从试验背景和基本原理出发，分析了这两种试验在地质和工程领域的重要性。

结合个人观点和理解，我们对这两种试验的价值和前景进行了总结和展望。

通过本文的阐述，相信读者能够对直剪试验和三轴压缩试验有一个全面、深刻和灵活的理解。

土三轴压缩试验报告完整版

土三轴压缩试验报告 HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】实验六土三轴压缩试验实验人：学号：（一）、试验目的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和UCU?；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CUCCU?或有效抗剪强度指标和C???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dCd?。

（三）、试验仪器设备1、三轴剪力仪（分为应力控制式和应变控制式两种）。

应变控制式三轴剪力仪有以下几个组成部分（图8-1）：图8-1 应变控制式三轴剪切仪1－调压桶；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－测力环；9－排气孔；10－轴向加压设备；11－压力室；12－量管阀；13－零位指标器；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。

（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圆筒组成的密闭容器，压力室底座通常有3个小孔分别与围压系统以及体积变形和孔隙水压力量测系统相连。

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。

土三轴压缩试验报告

实验六土三轴压缩试验实验人：学号：（一）、试验目的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和UCU?；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CUCCU?或有效抗剪强度指标和C???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dCd?。

（三）、试验仪器设备1、三轴剪力仪（分为应力控制式和应变控制式两种）。

应变控制式三轴剪力仪有以下几个组成部分（图8-1）：图8-1 应变控制式三轴剪切仪1－调压桶；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－测力环；9－排气孔；10－轴向加压设备；11－压力室；12－量管阀；13－零位指标器；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。

（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圆筒组成的密闭容器，压力室底座通常有3个小孔分别与围压系统以及体积变形和孔隙水压力量测系统相连。

（2）轴向加荷传动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调速，根据土样性质及试验方法确定加荷速率，通过传动系统使土样压力室自下而上的移动，使试件承受轴向压力。

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。

工程岩土与测试：土的三轴压缩实验

Three axis compression test
三轴压缩试验
《工程岩土与测试》
三轴压缩试验
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。
测定土的抗剪强度最简单的方法是直接剪切试验。
三轴压缩试验
缺点:
①剪切破坏面人为的固定为上下盒之间的水平面，不符合实际情况。 ②试验中不能严格控制排水条件，不能量测土样的孔隙水压力。
三轴压缩试验
（2）有效应力法。表达式为： τf =c′+σ′tanφ′
σ′= σ-u 式中： c′—土的有效粘聚力
φ′—土的有效内摩擦角。 σ′、u—土的有效应力和孔隙水压力该法以法向应力σ′为横坐标，剪应力τ为纵坐标。在横坐标上以（σ1′+σ3′） /2为圆心，以（σ1′+σ3′）/2为半径做应力圆，绘制破坏总应力圆，如图直线Ⅱ。
σ3
σ3
σ3
（a）试件受周围压力
三轴压缩试验
σ1=σ3+△σ
45°+φ/2
σ3
σ3
σ1
（b）破坏时试件上的主应力
（4）施加轴向压力。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如图 (b) 。
三轴压缩试验
三轴压缩试验
• 常规的三轴压缩试验是取3-4个圆柱体试样，分别在其四周施加不同的恒定周围压力，随后逐渐增加轴向压力，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，通常近似的以直线表示，其倾角为φ，在纵轴上的截距为c。

直剪试验和三轴压缩试验的原理和适用范围

直剪试验和三轴压缩试验的原理和适用范围直剪试验和三轴压缩试验是土力学中常用的试验方法，用于研究土壤的力学性质和变形特性。

下面将对其原理和适用范围进行详细介绍。

1.直剪试验原理：直剪试验是一种应变控制试验，通过施加一个固定的切向位移或者应变，来测量土样在剪切面上的剪切应力和剪切应变，从而研究土壤的强度特性。

直剪试验通常包括以下步骤：-制备土样：将土样切割成等尺寸的方块，确保剪切面的平整度。

-装置试验仪器：将土样固定在试验仪器上，形成一个剪切面。

常用的试验仪器有剪切强度计和扭转强度计。

-施加正常应力：通过施加垂直于剪切面的力，产生正常应力。

-施加剪切力：在固定的正常应力下，施加剪切力，测量土样上的剪切应力和应变。

-测量结果：通过测量土样上下表面的位移或者通过剪力计测量土样上的剪切力，计算得出土样的剪切强度和剪切模量。

直剪试验适用于粘性土、非饱和土和饱和土的强度特性研究。

由于土样在直剪试验中仅在一个平面内发生剪切，能够较好地模拟实际工程中的剪切破坏，因此直剪试验结果对于土体的抗剪强度计算具有较高的准确性。

直剪试验也广泛应用于土体的稳定性分析、地基基础设计和土体力学参数的确定。

2.三轴压缩试验原理：三轴压缩试验是一种应力控制试验，通过施加垂直于剪切面的等级应力，来测量土样在应力状态下的变形特性，从而研究土壤的压缩性和强度特性。

三轴压缩试验通常包括以下步骤：-制备土样：将土样制备成圆柱形的样品，确保样品的密实度和尺寸要求。

-装置试验仪器：将土样固定在试验仪器的压力室内，形成三轴约束。

试验仪器包括压力室、配重器、应变测量仪器等。

-施加轴向正应力：通过油动机或液压系统施加垂直于土样的轴向正应力。

-施加剪切应力：在固定的轴向正应力下，通过施加剪切力，测量土样的剪切应力和应变。

-测量结果：通过测量土样的径向和轴向变形以及剪切应力，计算得到土样的压缩指数、剪切强度和固结特性等。

三轴压缩试验适用于饱和土、非饱和土和粘性土的研究。

三轴压缩试验实验报告

三轴压缩试验实验报告实验目的：1.了解和掌握三轴压缩试验的基本原理和方法；2.掌握用三轴仪进行试验的操作流程；3.了解土的力学性质，并分析土的变形规律。

实验仪器和材料：1.三轴仪：用于施加垂直和平行于土体压力的装置；2.土样：选取本地土进行实验；3.过滤纸：用于包裹土样。

实验步骤：1.准备土样：从野外取得土样，将土样压实，并按照一定的尺寸和比例进行切割和制备；2.准备试样：将土样切割成相应的尺寸，并在试验室内进行制备，在试样的两端用过滤纸包裹；3.实验设置：将试样放置在三轴仪上，并通过调整压力、浸润和温度等条件进行设定；4.进行实验：根据设定条件，施加一定的轴向压力，在一定的时间内进行观察和记录土样的变形情况；5.实验数据处理：根据实验结果，计算土样的压缩指数、变形特征、抗剪强度等数据；6.实验结果分析：参考实验数据，对土体的力学性质进行分析和解释。

实验结果和结论：1.通过实验观察和记录，得到了土样在不同压力和时间下的变形特征；2.计算得到了土样的压缩指数和抗剪强度，并分析了其随着压力和时间的变化规律；3.通过实验结果的分析，可以得出土体在应力作用下的变形规律，以及其力学性质的参数。

实验中遇到的问题和解决方法：1.实验过程中，土样的尺寸和形状会对结果产生一定的影响。

为了减小这种影响，需要对试样进行规范的制备和切割；2.在实验过程中，土样的水分条件也会对结果产生一定的影响。

为了减小水分的变化，可以通过温度控制和浸润等方法进行处理；3.在实验过程中，要保证实验环境的稳定和准确，以确保得到可靠和有效的实验结果。

结论：通过三轴压缩试验，我们可以了解土体在应力作用下的变形规律和力学性质的参数。

通过实验结果分析可以得到土体的压缩指数和抗剪强度等重要数据，为土体工程设计和施工提供了依据和参考。

同时，实验也对三轴仪的操作和实验流程进行了熟悉和掌握。

土工试验三轴压缩试验

土工试验三轴压缩试验19 三轴压缩试验19．1 一般规定19．1．1 土样粒径应小于20mm。

19．1．2 根据排水条件的不同，本试验可分为不固结不排水剪(UU)、固结不排水剪(CU 或CU)和固结排水剪(CD)3种试验类型。

19．1．3 对于无法取得多个试样、灵敏度较低的原状土，可采用一个试样多级加荷试验。

19．2 仪器设备19．2．1 本试验所用的仪器设备应符合下列规定：1 应变控制式三轴仪(图19．2．1-1)：由反压力控制系统、周围压力控制系统、压力室、孔隙水压力量测系统组成。

其技术条件应符合现行国家标准《岩土工程仪器基本参数及通用技术条件》GB／T 15406及《土工试验仪器三轴仪第1部分：应变控制式三轴仪》GB／T 24107．1的规定；2 附属设备应符合下列规定：1)击实器(图19．2．1-2)；2)饱和器(图19．2．1-3)；3)切土盘(图19．2．1-4)；4)切土器和切土架(图19．2．1-5)；5)原状土分样器(图19．2．1-6)；6)承膜筒(图19．2．1-7)；7)制备砂样圆模(图19．2．1-8)，用于冲填土或砂性土。

3 天平：称量200g，分度值0．01g；称量1000g，分度值0．1g；称量5000g，分度值1g；4 负荷传感器：轴向力的最大允许误差为±1％；5 位移传感器(或量表)：量程30mm，分度值0．01mm；6 橡皮膜：对直径为39．1mm和61．8mm的试样，橡皮膜厚度宜为0．1mm～0．2mm；对直径为101mm的试样，橡皮膜厚度宜为0．2mm～0．3mm；7 透水板：直径与试样直径相等，其渗透系数宜大于试样的渗透系数，使用前在水中煮沸并泡于水中。

图19．2．1-1 三轴仪示意图1-试验机；2-轴向位移计；3-轴向测力计；4-试验机横梁；5-活塞；6-排气孔；7-压力室；8-孔隙压力传感器；9-升降台；10-手轮；11-排水管；12-排水管阀；13-周围压力；14-排水管阀；15-量水管；16-体变管阀；17-体变管；18-反压力图19．2．1-2 击实器1-套环；2-定位螺丝；3-导杆；4-击锤；5-底板；6-套筒；7-饱和器；8-底板图19．2．1-3 饱和器1-土样筒；2-紧箍；3-夹板；4-拉杆；5-透水板图19．2．1-4 切土盘1-轴；2-上盘；3-下盘图19．2．15 切土器和切土架1-切土架；2-切土器；3-土样图19．2．1-6 原状土分样器图19．2．1-7 承膜筒安装示意图1-压力室底座；2-透水板；3-试样；4-承膜筒；5-橡皮膜；6-上帽；7-吸气孔图19．2．1-8 制备砂样圆模1-压力室底座；2-透水板；3-制样圆模(两片合成)；4-紧箍；5-橡皮膜；6-橡皮圈19．2．2 试验时的仪器应符合下列规定：1 根据试样的强度大小，选择不同量程的测力计。

土的三轴压缩试验

土的三轴压缩试验三轴压缩试验主要是用来测定土的抗剪强度，土的抗剪强度是土的一个重要力学性质，在计算地基承载力，评价地基稳定性，以及计算挡土墙的土压力时都要用到土的抗剪强度指标，因此正确的测定土的抗剪强度在工程上有非常重要的意义试验原理：三轴压缩试验最常用的是把土削成圆柱体，放到压力室内十三、三轴压缩试验提示：双击自动滚屏（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（）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。

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