土压力变化规律的应力路径三轴试验研究
土的三轴试验研究及土的应力路径21页PPT
21、要知道对好事的称颂过于夸大，也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根 22、业精于勤，荒于嬉；行成于思，毁于随。——韩愈
23、一切节省，归根到底都归结为时间的节省。——马克思 24、意志命运往往背道而驰，决心到最后会全部推倒。——莎士比亚
25、学习是劳动，是充满思想的劳动。——乌申斯基
谢谢！
土的三轴试验研究及土的应 力路径
26、机遇对于有准备的头脑有特别的 பைடு நூலகம்和力 。 27、自信是人格的核心。
28、目标的坚定是性格中最必要的力 量泉源 之一， 也是成 功的利 器之一 。没有 它，天 才也会 在矛盾 无定的 迷径中 ，徒劳 无功。- -查士 德斐尔 爵士。 29、困难就是机遇。--温斯顿．丘吉 尔。 30、我奋斗，所以我快乐。--格林斯 潘。
应力路径试验新方法及腾格里沙漠砂的真三轴试验验证
应力路径试验新方法及腾格里沙漠砂的真三轴试验验证应力路径试验新方法及腾格里沙漠砂的真三轴试验验证摘要：应力路径试验是土力学中的重要实验方法之一，用于研究土体在复杂应力状态下的力学性质。
本文介绍了一种新的应力路径试验方法，并以腾格里沙漠砂为例进行了真三轴试验验证。
结果表明，该方法可以有效地模拟实际工程中的应力状态，为土力学领域的研究提供了新的思路和实验手段。
1. 引言应力路径试验是研究土体力学性质的重要手段之一，通过改变应力状态来模拟土体在实际工程中的受力情况。
传统的应力路径试验方法存在一些不足，如无法模拟复杂应力状态等。
因此，本文提出了一种新的应力路径试验方法，并以腾格里沙漠砂为例进行了验证。
2. 方法2.1 新的应力路径试验方法本文提出的新的应力路径试验方法是基于真三轴仪的。
真三轴试验仪能够对土体施加三个正交方向的压力，并通过控制仪器内外围布置的应变计、压力计等传感器来测量土体应变、应力数据，从而得到土体力学性质的参数。
2.2 腾格里沙漠砂的样本制备为了进行实验验证，本文从腾格里沙漠中采集了一些原始砂样，并经过筛分和干燥等步骤进行了初步处理。
然后，将样本置于真三轴仪中，按照既定的应力路径进行试验。
3. 结果与讨论在真三轴试验中，我们通过改变三个方向上的应力大小、方向等参数来模拟复杂的应力状态。
通过测量土体的变形、应变、应力等数据，分析土体的力学性质。
实验结果表明，腾格里沙漠砂在不同应力状态下的力学性质存在一定的差异，通过新的应力路径试验方法可以更准确地揭示这种变化规律。
4. 结论本文介绍了一种新的应力路径试验方法，并以腾格里沙漠砂为例进行了真三轴试验验证。
结果表明，该方法可以有效地模拟实际工程中的应力状态，为土力学领域的研究提供了新的思路和实验手段。
此外，通过对腾格里沙漠砂的验证实验，我们还揭示了该土壤在不同应力状态下的力学性质变化规律，为相关工程项目的设计和施工提供了理论依据。
5. 局限性和展望虽然本文提出的新的应力路径试验方法能够模拟土体在复杂应力状态下的力学性质，但其局限性也不可忽视。
K0固结饱和软黏土的三轴应力路径试验研究
K0固结饱和软黏土的三轴应力路径试验研究李校兵;郭林;蔡袁强;胡秀青【摘要】利用GDS三轴仪对原状温州饱和软黏土进行5种应力路径下的K0固结三轴不排水试验，分析不同应力路径下土体的应力−应变关系、孔压发展及有效应力路径。
利用Skempton公式对常围压下应变与孔压的双曲线关系进行修正，建立不同应力路径下孔压与应变之间统一的表达式。
研究结果表明：在不同应力路径下，K0固结软黏土的应力−应变关系和孔压发展均表现出明显的区别。
由于不同总应力路径下饱和软黏土孔压的产生抵消了围压的变化值，使有效应力路径基本一致。
在本文采用的应力路径下，正常固结黏土p−q−e具有唯一性关系。
%Five types of stress path triaxial tests were conducted onK0-consolidated Wenzhou saturated soft clay under undrained conditions by GDS triaxial apparatus. The stress−strain relationship, pore water pressure evolution and effective stress path under different stress paths were discussed. Using Skempton theory, a unified formula between pore pressure and axial strain was established through modifying the hyperbolic relationship under constant confining pressure. The results show that the stress−strain relationship and pore water pressure evolution ofK0 consolidated soft clay are very different under different stress paths. Because the variation of confining pressure is offset by the generation of pore water pressure, the effective stress paths under different stress paths almost coincide, which validates the uniqueness of relationship ofp−q−e.【期刊名称】《中南大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2015(000)005【总页数】6页(P1820-1825)【关键词】基坑开挖;K0固结;应力路径;孔压【作者】李校兵;郭林;蔡袁强;胡秀青【作者单位】浙江大学软弱土与环境土工教育部重点实验室，浙江杭州，310027; 温州大学建筑工程学院，浙江温州，325035;温州大学建筑工程学院，浙江温州，325035;浙江大学软弱土与环境土工教育部重点实验室，浙江杭州，310027; 温州大学建筑工程学院，浙江温州，325035;温州大学建筑工程学院，浙江温州，325035【正文语种】中文【中图分类】TU443工程中的土体单元在受到荷载作用时，应力状态会产生相应变化。
三轴 应力路径 平均主应力 广义剪应力
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。
三轴应力路径分析
u
Kf
C
B
(1) σ3=常数 σ1增大
u=A σ1
ESP
TSP
ε1
A
D σ(p)
图2-16 三轴极限状态及其应力路径
(2) 1, 3均增加
• 先等向固结至A点 • ，然后保持3不变， • 增加1,令其排水固 • 结，路径为AD，再 • 在不排水条件下， • 增大1 , 3 ,总应力 • 路径，达B点破坏， • B与Kf之间水平距 • 离为uf,ED为uB, • CE为uA
σ1
τ(q)
σ3
Cu
C
Kf'
AB(1-3) E
ESP
B3 Kf
B
TSP
A
பைடு நூலகம்
σ(p)
图2-17 三轴极限状态及其应力路径
结论
• 图表明了不同的总应 力路径，代表了不同 的试验方法，所以 TSP线可以直接用来 说明外荷载的施加过 程。但土样内部骨架 上有效应力的变化与 孔隙水应力系数A,B 密切关系。
• 有两点加以说明
2 . 三轴压缩试验应力路径分析
• 下面分析二种典型的固结不排水试验应 力路径
• (1) 常规三轴试验应力路径，先在均匀压力下 固结此点，然后保持3不变，不排水下增加1 至破坏，TSP线为与横轴成４５°斜线，若此 时孔隙水应力为u,量得CB= u ,连接AC 点得 ESP线
σ1
τ(q)
σ3
Kf'
Cu
• ２）A除对ESP形状有影 响外，还对土的强度有 影响.A愈小的土，强度 愈高，超高压密土，A很 小，强度很高，
• １）上述分析认为A,B是 常数，事实上A不是常数， 随偏应力的变化而变化，
取破坏时的孔隙水应力 系数Af来代替全过程方 便得多，且不会造成太 大的误差
土的三轴试验研究及土的应力路径.
3 稳定土三轴剪切试验研究
对掺入不同稳定剂的粉土进行了UU 和CU 试验，以研究在 变掺量、变龄期条件下土体的强度和变形特性。试样的制备 采用击实制样，掺稳定剂的粉土分别进行7，14，28 d 标准 养护[3,4]。为方便与前面试验结果的对比，同时也为合理地 选择稳定剂提供更充分的依据，分别选用了不同种类的稳定 剂： 4 %石灰、2 %水泥+2 %石灰、4 %SEU-2 型固化剂、 8 %SEU-2 型固化剂。
引言
稳定土[2]是采用一定的物理化学方法及其相应的技术措施使土 的物理力学性能得到改善以适应工程技术的需要。稳定土的方 法有多种，但目前国内外仍以无机结合料稳定为主，改善土性 质的产品主要有石灰、水泥、粉煤灰或这些材料的混合物，在 几十年的发展过程中，已形成了比较成熟的无机结合料稳定方 法，但从实践效果来看，不同的结合料，其稳定的效果有着明 显的差异。针对江苏地区粉土的特殊性，从提高粉土体系本身 的强度着手，同时考虑水稳定性、抗收缩性等性能进行研究。 使掺入到粉土中的固化材料不仅起到胶凝和填充的作用，最好 能激发粉土自身的活性，或者与土粒发生相互作用，基于这样 的研究思路，提出粉土固化材料的可能组分，研制成功SEU-2 型固化剂，并将其应用到高速公路的路基填筑中[5]。本文一方 面借鉴以往的研究成果，采用传统的无机结合料（石灰、水泥 +石灰）的方法；另一方面采用SEU-2 型固化剂的稳定方法， 从力学性能的角度出发，研究粉土作为路基填料的可行性。
3.1 掺4 %石灰的粉土三轴剪切试验结果
3.1 掺4 %石灰的粉土三轴剪切试验结果
3.2 掺2 %水泥+2 %石灰的粉土三轴剪切试验结果
经验表明，用水泥固化稳定土体能有效增加土体的内摩擦角和凝聚力，用 一部分水泥代替石灰也能起比单纯掺石灰更好的固化稳定效果，这在稳定 粉土的直剪试验和无侧限强度试验中已有所体现，三轴剪切的结果进一步 说明了这一点。图7 和图8分别是掺2 %水泥+2 %石灰的UU 和CU 试验结 果，试样干密度1.72 g/cm3，标准养护7 d， u c =114.75 kPa，u φ =29°； cu c =91.1 kPa， cu φ =29°。CU 试验土样在围压下固结的效 果在总应力指标上未体现出来，可由有效强度指标体现c′ =77.3 kPa，φ ′ =31°。
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。
土力学三轴压缩试验资料
（4）重复以上步骤。用同一种土样的若干个 试件(三个以上)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3—9c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(图3—9c)，通常可近似取为一条直线，该直 线与横座标的夹角即土的内摩擦角φ，直线与纵 坐标的截距即为土的粘聚力c
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。
二、试地基强度和稳定 使用的土的强度指标内摩擦角φ和内聚力c。
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。
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。 3 ②试验中可以控制大小主应力，剪 切面不固定，能准确地测定土的孔 3 隙压力和体积变化。
六、绘图
根据试验结果绘制莫尔应力圆，抗剪强度包线，查 出相应的C和φ值
300
τ(KPa)
200
100
0 0 100 200 300 400 500 600
σ (KPa)
七、思考题
1、如何测定土样的饱和度？
2、三种测定方法分别适用在什么情况下？
3、试讨论一下常规三轴试验的不足之处。
△ 3
3
软粘土在三轴实验中的应力路径与应力应变分析
实 际 情 况 表 明 ，土 体 试 样 压 力 一 般 是 采 用 传 统 的 经 典 压 力理 论 来 计 算 的 ，其 计 算 值 和 实 测 值 是 存 在 差
异 的 ，可 能 是 由 于在 测 定 土 体 的抗 剪 强度 时没 有 去 考
的是 …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。
化 过 程 是 相 异 的 （ 的变 形 和 强 度 特 性 会 有 较 大 的差 土
（ 影响粘性土性质的有关因素 四） 粘 性 土 的性 质 因受 多种 因素 的 影 响 而 变 得 较 为 复
杂 。周 围环 境 的影 响 因素如 下表 所 示 ：
竺 竺Ｉ 竺 竺 ｆ ！ 兰 Ｉ 兰【 兰 兰 ！ 竺 兰 竺 ！
较 高 、天 然空 隙 比不 小 于 １ 且压 缩 系 数不 小 于 １ ２ Ｐ 的 ／Ｍａ
当前 ，无论是在土体研究实验室还 是土 体工程施
工研 究 中 ，三 轴 实验 仪 是 必 不 可 少 的 ， 它 的广 泛应 用 主 要 是 由于 在试 验 中 能较 快 地确 定 土 体 的 应 力 状态 、 测量 和操 作 可靠 简单 。
（ ）软粘 土 的三 轴 实验 的机理 三
虑 到 开挖 卸 荷 过 程 的 常规 三 轴 试 验 参数 。粘 性 土 体 的
变 形 性和 稳 定 性 是 受 应 力 路 径和 应 力 历 史 影 响 的 ，土
三 轴 压 缩 试 验 是 用 ３ 左 右 处 理 好 呈 圆柱 形 的土 个 体 ，赋 予 其 固定 的各 个 方 向 的外 部 压 力 ，在 这 个 条 件 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
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。
土的抗剪强度三轴压力实验流程以及优点
土的抗剪强度三轴压力实验流程以及优点下载温馨提示：该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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土的三轴试验研究及土的应力路径PPT共21页
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46、寓形宇内复几时，曷不委心任去 留。
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47、采菊东篱下，悠然见南山。
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48、啸傲东轩下，聊复得此生。
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49、勤学如春起之苗，不见其增，日 有所长 。
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50、环堵萧然，不蔽风日；短褐穿结 ，箪瓢 屡空， 晏如也 。
6、最大的骄傲于最大的自卑都表示心灵的最软弱无力。——斯宾诺莎 7、自知之明是最难得的知识。——西班牙 8、勇气通往天堂，怯懦通往地狱。——塞内加 9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。——笛卡儿
Thank you
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
三轴试验应力应变曲线
三轴试验应力应变曲线
三轴试验是一种土力学试验方法，主要用于研究土体在三个不同
方向的应力状态下的力学性质。
根据三轴试验的结果，可以得出土体
的应力应变曲线。
土体在三轴试验中受到三个正交方向的应力作用，其中一个是垂
直于一个平面的应力（称为主应力）、另外两个则相等且垂直于该平
面的应力（称为次应力）。
主应力的变化导致了土体内部的应变变化，这种变化可以用应力应变曲线来表示。
三轴试验应力应变曲线分为三个阶段：
1. 初期线性阶段：在低应力水平下，土体内部的颗粒间相互作
用较小，土体呈现较大的弹性变形，其应力应变关系为线性关系。
2. 限制应变阶段：土体开始发生塑性变形，应变逐渐增加而应
力基本不变。
此时土体内部出现了裂隙，土体的抗剪强度明显下降。
3. 稳定应变阶段：应变增大，应力也随之增大。
在此阶段，土
体的裂隙处于稳定状态，土体的稳定性得到保持。
三轴试验应力应变曲线描述了土体在三轴试验过程中的应力应变
变化规律，对于进行土体力学分析和设计具有重要的参考价值。
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。
标准应力路径静三轴试验
标准应力路径静三轴试验
标准应力路径静三轴试验是土力学中常用的一种试验方法，用于研究土壤在不同应力水平下的力学性质和变形特性。
该试验通过施加三个相互垂直的均布应力来模拟实际工程中土壤受到的复杂应力状态。
标准应力路径静三轴试验常用于研究土壤的强度特性、孔隙水压力的变化规律以及土壤的变形特征等。
在试验中，首先确定所要研究的土壤样品的特性参数，然后按照预定的载荷路径施加应力，观测土壤的应力应变变化，最终得出相关的试验结果。
标准应力路径静三轴试验通常使用专用的试验设备，包括垂直荷载、水平荷载以及测量设备等。
试验样品通常采用圆柱形，通过在试验过程中施加不同大小的荷载来模拟实际工程中的应力状态。
标准应力路径静三轴试验的结果可以用于工程设计和土壤力学理论研究等领域，帮助工程师和研究人员更好地理解土壤的力学性质，从而指导实际工程的设计和施工。
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。
土的三轴试验研究及土的应力路径解析
以粉土和4 %石灰、2 %水泥+2 %石灰、4 %SEU-2 型固化剂、 8%SEU-2 型固化剂处理的粉土为研究对象，通过不固结不排
பைடு நூலகம்
水三轴剪切试验(UU)和固结不排水三轴剪切试验(CU)对变掺量、
变龄期条件下粉土及稳定土的强度和变形特性进行了研究。试 验结果表明：粉土及其稳定土的应力-应变曲线主要为软化型。 SEU-2 型固化剂在改善粉土的凝聚力方面起了很好的作用， 综合考虑了不同稳定方法的强度指标，表明掺SEU-2 型固化 剂是稳定粉土的最有效的方法。
Thank you!
3.1 掺4 %石灰的粉土三轴剪切试验结果
3.1 掺4 %石灰的粉土三轴剪切试验结果
3.2 掺2 %水泥+2 %石灰的粉土三轴剪切试验结果
经验表明，用水泥固化稳定土体能有效增加土体的内摩擦角和凝聚力，用 一部分水泥代替石灰也能起比单纯掺石灰更好的固化稳定效果，这在稳定 粉土的直剪试验和无侧限强度试验中已有所体现，三轴剪切的结果进一步 说明了这一点。图7 和图8分别是掺2 %水泥+2 %石灰的UU 和CU 试验结 果，试样干密度1.72 g/cm3，标准养护7 d， u c =114.75 kPa，u φ =29°； cu c =91.1 kPa， cu φ =29°。CU 试验土样在围压下固结的效 果在总应力指标上未体现出来，可由有效强度指标体现c′ =77.3 kPa，φ ′ =31°。
粉土的强度特性及应力-应变特性
粉土的 CU 试验结果与UU 试验类似，在不同围压条件 下土样都有破坏峰值，且在较低围压应力水平下表现 得更明显，应力-应变曲线主要为软化型，低围压时残 余强度比峰值强度降低得更多，高围压时残余强度与 峰值强度相比降低得不明显。与UU 试验类似，剪切过 程中孔压变化与剪切偏应力之间的关系也表现出先增 后减，先正后负的剪胀特点。
岩土三轴实验报告
岩土三轴实验报告引言岩土力学是研究岩石和土壤中应力与应变关系的一门学科，岩土三轴实验是岩土力学中最常用的试验之一。
通过此实验可以研究材料的力学性质，如抗剪强度、应力-应变关系等。
本实验旨在探究不同岩土样品在不同应力作用下的力学性质。
实验目的1. 了解岩土三轴实验的原理和方法；2. 掌握岩土三轴仪的操作流程；3. 研究不同岩土样品在不同应力作用下的力学性质。
实验原理岩土三轴实验是通过施加不同的垂直应力和剪应力，研究岩土样品在不同应力作用下的力学性质。
主要包括以下三个步骤：1. 加压阶段：施加垂直于试样的轴向应力，使试样处于初次压缩状态。
2. 剪切阶段：在施加轴向应力的同时，施加水平的剪切应力，使试样发生剪切破坏。
3. 卸载阶段：在试样剪切破坏后，卸除应力，观察试样的剪切破坏特征。
实验步骤1. 准备工作：清洁试样、校准仪器；2. 准备试验样品：根据实验要求，采集不同类型的岩土样品；3. 安装试样：将试样放入岩土三轴仪中，并进行固定；4. 设置应力：根据实验需要，设定施加在试样上的垂直和水平应力；5. 施加应力：按照实验计划，逐步加压及剪切，记录各个应力下的试样变形情况；6. 剪切破坏：在试样达到剪切破坏时，记录破坏状态；7. 卸载：卸除应力，观察试样的剪切破坏特征；8. 实验结束：清理仪器，整理数据。
实验结果与分析根据实验数据，我们绘制了不同应力下的剪切应变曲线，并计算了抗剪强度、弹性模量等力学性质。
根据实验结果，我们可以得出以下结论：1. 不同岩土样品在相同应力下的剪切特性不同；2. 随着应力的增加，岩土样品的抗剪强度增加；3. 岩土样品在剪切破坏后，形成明显的剪切面和裂缝。
结论通过岩土三轴实验，我们探究了不同岩土样品在不同应力作用下的力学性质。
实验结果表明，岩土样品的抗剪强度受到应力的影响，剪切破坏形成明显的剪切面和裂缝。
本实验对于岩土工程设计和施工具有重要意义。
参考文献1. 李明. 岩土力学与岩土工程实验方法[M]. 中国建筑工业出版社, 2014.2. 王兆霞. 土力学实验与试验方法[M]. 人民交通出版社, 2004.注：本报告为模拟实验报告，内容仅供参考。
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ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ
ｏｆ ｓｔｒｅｓｓ ｓｔｒቤተ መጻሕፍቲ ባይዱｉｎ ｏｆ ｔｈｅ ｔｙｐｉｃａｌ ｓｔｒｅｓｓ ｐａｔｈ ｉｓ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ；ａｎｄ ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｂｅｔｗｅｅｎ ｅａｒｔｈ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ａｎｄ ｌａｔｅｒａｌ ｓｔｒａｉｎ ｉｓ ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．Ｔｈｅ
ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ｔｅｓｔ ａｎｄ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ａｒｅ ｃｏｍｐａｒｅｄ．Ｉｔ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｆｏｕｎｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ａｃｔｉｖｅ ｅａｒｔｈ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｉｓ ｗｅｌｌ ｓｉｍｕｌａｔｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ
向应变ｅｒ（％）为
由式（１６）和式（１７）可得被动区桩侧土体土
压力只与墙体位移的关系式如下：
只；——————１崞（１８） 厂
第２６卷第１１期 ２００５年１１月
文章编号：１０００－－７５９８－－（２００５）１１—１７００一０５
岩土力 学 Ｒｏｃｋ ａｎｄ Ｓｏｉｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃｓ
、，０１．２６ ＮＯ．１１ ＮＯＶ．２００５
土压力变化规律的应力路径三轴试验研究
施建勇，雷国辉，艾英钵，宋雄伟
（河海大学土木工程学院岩土所，南京２１００９８）
％＝矗ｌ １一Ｘ一厶）／如Ｉ，厶＜工＜厶＋岛 （９）
式中ｘ为地表任意一点到围护墙边的距离；Ｌ。为 Ａ区土体的长度；如为Ｂ区土体的长度。
（ｑ。一ｇ），＝￡。一Ｐａｃ，
（６）
式中￡。为Ｋ固结后的初始径向应力，即等于ｑ。； 巴，为朗肯极限主动土压力值。所以
易： 鱼
（７）
乞。一乞，
由式（１）、式（２）和式（７）可得：
只＝￡。一
墅生 。ｓ
一只。）
印一
“一
（１５）
（丢。７ｔａｎ（三一罢］＋ 一旧、 一 厂小、一功 ｍ 一旦４ 一‰一卫２ ］（Ｐａ０－－‰，咆障＼Ｐｏ Ｊｋ
式（１５）即为主动区土体在径向卸载的应力路径下
的土压力随位移变化的表达式，式中￡。为桩侧土 体的初始径向有效应力；只。，为朗肯主动土压力；ｋ， ｎ，墨为土性参数，确定方法见前面的推导过程；伊 为土体内摩擦角；Ｄ，Ｈ，ｈ其物理意义见图４。
７．２
２６
２．２凰固结 在蚝固结阶段，利用安装在试样上的高精度
的霍尔效应传感器来控制土样的侧向变形。表２为 固结过程测得的静止土压力系数％值。
表２砀固结结束后土样应力状态及砀值
Ｔａｂｌｅ ２ Ｓｔｒｅｓｓｅｓ ａｆｔｅｒ Ｋ０ ｃｏｎｓｏｌｉｄａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｋｏ ｖａｌｕｅｓ
图１径向应力与径向应变的关系曲线 Ｆｉｇ．１ Ｃｕｒｖｅ ｏｆ ｒａｄｉａｌ ｓｔｒｅｓｓ ＶＳ．ｒａｄｉａｌ ｓｔｒａｉｎ
ｌｏｇ（ｏｔｔｏ／ｐ。）
图３ ｌｏｇ（Ｅｉｌｐ。）和ｌｏｇ（ＣｒｒＯ／ｐ。）的关系曲线 Ｆｉｇ．３ Ｃｕｒｖｅｓ ｏｆ ｌｏｇ（Ｅｉ／ｐａ）ＶＳ．１０９（‘７，０，ｐａ）
４主动侧土压力与侧向位移关系
将主动侧土压力用只表示，侧向位移用Ｓ表 示，可以知道只＝ｑ，所以只要探求位移Ｓ与径向 应变￡的关系即可。
系，其他３个竖向固结应力下的试验结果也有类似
的规律，径向应力与径向应变有较好的双曲线关
系，即
仃，一仃，＝Ｃ—Ｌ
（１）
‘”
ａ＋ｂｅｒ
式中ａ，ｂ为与土性有关的参数。
由式（１）可见，
七圭ａｒＯ ｔ７ｒＬ Ｌ 一 ／Ｊ。，剐
（２）
而Ｉ士ｌ 是曲线ｑ。一ｔ７ｒ—Ｅｒ的初始切线斜 Ｌ口。一口／。。珈
率的倒数，该初始斜率即为土体在侧向卸载条件下
５被动侧土压力与侧向位移关系
图５为模拟被动应力路径试验中竖向应力为
整理得到—Ｌ一￡，关系曲线如图６所示，虽然也 １００ ｋＰａ时径向应力与径向应变的关系曲线。由图５ ｏ ｒ—ｏｒｏ
可用直线进行拟合，但没有主动应力路径试验结果 的相关性好。可以类似地推求得到被动区径向应力 与径向应变的关系。
／
、ｎ’
【Ａ＋（１一民ｈ。忙≯。ｆ鱼ｌ‘
在土压力研究方面虽然已展开了大量的工作 并取得了很多成果，但影响基坑工程中的土压力的 因素相当复杂，特别是在关于基坑工程中土体应力 状态的模拟方面，由于仪器的原因，这方面的研究 相当少。本文拟考虑基坑开挖过程中应力路径的影
收稿日期：２００４—０４．１４
修改稿收到日期：２００４，０６—１１
作者简介：施建勇，男，１９６５年生，博士，教授，博士生导师，河海大学土木工程学院副院长，主要从事软土地基加固，城市卫生填埋，地下工程
ｅｑｕａｔｉｏｎ，ｂｕｔ ｎｏｔ ｆｏｒ ｔｈｅ ｐａｓｓｉｖｅ ｐｒｅｓｓｕｒｅ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｅａｒｔｈ ｐｒｅｓｓｕｒｅ；ｓｔｒｅｓｓ ｐａｔｈ；Ｌｒｉａｘｉａｌ ｔｅｓｔ；ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ
１ 前言
作用于挡土墙上的土压力随挡土墙离开填土的 位移由静止土压力向主动土压力变化，其变化规律 对支挡结构，特别是在大型基坑工程的设计尤为重 要。近些年来，部分学者［１－－３１在朗肯一库仑理论基础 上考虑了位移对挡土墙土压力的影响，模拟土体处 于中间状态的挡墙土压力的大小，取得了一定进展。 但由于土压力计算涉及因素太多，其大小不仅取决 于其最终的应力水平与应力状态，而且也与前期的 应力历史与应力路径以及位移有着密切关系。 Ｂａｎｇ【４１认为，土体从静止状态到极限主动土压力 状态是一个渐变的过程，提出了“中间主动状态” 的概念，指出计算土压力应同时考虑墙体变位方式 和变位大小。从Ｃｌｏｕｇｈ和Ｄｕｎｃａｎｐｌ开始，国内外 许多学者对土压力问题相继采用有限元法进行了研
的初始切线弹性模量，记为Ｅｉ，故
口：ｉ１
（。３ｊ’）
口２瓦
土粒比重
Ｇｓ ２．７２
表１试验土样的物理力学性质指标
Ｔａｂｌｅ １ Ｂａｓｉｃ ｉｎｄｉｃｅｓ ｏｆ ｓｏｉｌ ｓａｍｐｌｅ
密度
／ｇ－ｃｍ一３
含水率 ／％
孔隙比液限
ｅ
／％
塑限 ／％
Ｃ
妒
／ｋＰａ／（。）
１．８６
２９．９
０．８５６
３７．２ ２２．１
吒＝————————≥旦善一．＂ｌ－Ｋ《。（１６）
Ａ＋（１一Ｋｏｈ。＋尼≯。ｆ鱼｝№
式中Ａ：竺！鼍型拿螋。参＼数Ｐａ／忌Ｉ，，ｎ，，群的确定
ｌ－ｓｉｎ彩
方法同主动区。 根据图４的土体变形分区图来推导出被动区桩
侧土体土压力与墙体位移的关系式。设距坑底ｈ７深 度处围护桩墙的位移为ｓ’，则被动区桩侧土体的径
由表２可知，由于试验过程中存在不可避免的 差异，４个试样得到的酶值稍有不同，但差异值在 ０．０４之内，故可认为本次试验的Ｋ固结阶段是成功 的。
３应力路径试验结果
图１为竖向固结应力１００ ｋＰａ条件下径向应力 瓯与径向应变￡，的关系曲线。将该曲线转换成
—Ｌ—Ｅ，关系如图２所示，发现有较好的线性关
仃ｒ０ 万一仃方ｒ 数据
有关岩土工程问题研究。Ｅ—ｍａｉｌ：ｓｏｆｔ－ｇｒｏｕｎｄ＠ｍａｉｌｓｖｒ．ｈｈｕ．ｅｄｕ．ｃｎ
万方数据
第１１期
施建勇等：土压力变化规律的应力路径三轴试验研究
响，研究土压力的变化规律。
２ 典型应力路径下的应力一应变关系 测定与分析
２．１试验土样和仪器 本试验采用南京张府园地铁站深基坑地面以下
５ ｍ处的原状粉质土样，其物理力学性质指标见 表１。试验采用的仪器为从英国进口的应力路径控 制三轴试验系统。与常规三轴仪相比，它在自动化 程度、测量精度和加载控制方式上都有明显的优 势。它采用霍尔效应传感器对土体采取局部测量的 方式，避免了由外部测量所造成的误差。考虑到基 坑开挖深度通常在２０ ｍ之内，本试验分别选取了 竖向固结应力为５０，１００，１５０，２００ ｋＰａ的４个试 样，先进行瓦固结，再进行保持轴向应力不变、减 小径向应力的剪切应力路径试验，且采用排水剪。
万根方据Ｃ数ａｓ据ｐｅ‘１ ０１、刘兴旺等‘１１１在研究围护桩墙的
Ｆｉｇ．４
图４土体变形分区图
Ｓｋｅｔｃｈ ｏｆ ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｉｎ ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ
』ｅＡｄｘ＋ｆ￡ＢＣＪＸ＝ｓ
（１０）
ｓ２：ｉ￡ ｉ１Ａ￡如Ａ＋ｔ厶 ＋厶ＪＬ厶ｌ
（（ １１））
厶＝（日一无）ｔａｎ（｝詈］；＝Ｏ ｔａｎ（三一詈）ｃ，２，
摘要：土压力除了与土体的强度指标参数有关外，还与应力路径有关，如主动土压力发展过程是垂直方向应力保持不变，
水平方向应力减小到极限状态的过程，而被动土压力形成过程则相反。利用应力路径控制的三轴试验仪进行了土体主、被动
破坏过程的模拟试验，重点讨论了两种典型应力路径下土体的应力一应变关系，推导了土压力随应变变化的计算公式，通过
肚２螂（４５。ｅ＿（挚］…，
ｓ＝矗［丢。７ｔａｎ（署一詈］＋（日一向）ｔａｎ（三一詈）］ｃ ｔ４，
第１１期
施建勇等：土压力变化规律的应力路径三轴试验研究
式，由于式（８）中的￡指的就是桩侧土体的应变 颤。联立式（８）和式（１４）就可以得到主动区土
体在径向卸载的应力路径下的土压力随位移的变化 规律，其表达式为
究分析。Ｒｏｓｃｏｅ【６Ｊ通过模型试验研究，证实了土压 力的大小、方向和作用点通常取决于挡土结构的变 位方式。魏汝龙【『７Ｊ指出，由于基坑开挖属于卸载情 况，强度理论应充分考虑应力历史的影响，墙前土 压力计算应选用不同于墙后的强度指标。陈书申【副 针对高层建筑深基坑支护结构工作特点和软土地层 的具体条件，对经典土压力理论的适用性进行了讨 论，并提出考虑变位、强度、开挖深度诸因素影响 的土压力计算方法。王建林和顾晓鲁【９Ｊ把土压力与 位移间的非线性关系简化为分段线性关系来模拟， 并应用到改进的弹性地基梁法中。
试验资料对计算公式进行了验证。计算结果表明，主动土压力可用所提出的方法确定，但被动土压力的误差较大。
关键词：土压力；应力路径；三轴试验；计算方法