三轴实验报告
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三轴实验实验报告
课程试验土力学
授课老师陈立宏(教授)学生姓名王硕
学号 15125885
专业岩土工程
目录
1.试验目的 (1)
2.仪器设备 (1)
3.试样制备步骤 (1)
4.试样的安装和固结 (2)
5.数据处理 (2)
6.注意事项 (3)
7.总结 (3)
1.试验目的
(1).三轴压缩试验室测定图的抗剪强度的一种方法,它通过用3~4个圆柱形试样,分别在不同的恒定周围压力下,施加轴向压力,进行剪切直至破坏;然后根据摩尔-强度理论,求得土的抗剪强度参数。
(2).本试验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 )等3种试验类型。
本次试验采用的是固结不排水剪(CU )。
2.仪器设备
本次实验采用全自动应变控制式三轴仪:有反压力控制系统,周围压力控制系统,压力室,孔隙压力测量系统,数据采集系统,试验机等。
3.试样制备步骤
(1).本次试验所用土属于粉粘土,采用击实法对扰动土进行试样制备,试样直径39.1mm ,试样高度80mm 。
选取一定数量的代表性土样,经碾碎、过筛,测定风干含水率,按要求的含水率算出所需加水量。
(2).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24小时,使含水率均匀。
取出土料复测其含水率。
(3).击样筒的内径应与试样直径相同。
击锤的直径宜小雨试样直径,也允许采用与试样直径相同的击锤。
击样筒在使用前应洗擦干净。
(4).根据要求的干密度,称取所需土质量。
按试样高度分层击实,本次试验为粉粘土,分4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2层土料。
如此继续进行,直至击完最后一层,并将击样筒中的试样取出放入饱和器中。
试验要求干密度为1.6g/cm 3,试样的含水率为15%饱和器容积为96cm 3,所以所需湿土质量为:
(1)(10.15) 1.696176.64m w v ρ=+=+⨯⨯=(g)
分4层击实,则每层质量为44.16g 。
4.试样的安装和固结
(1).开孔隙压力阀及量管阀,使压力室底座充水排气,并关阀。
将透水板滑入压力室底座上。
然后放上滤纸和试样,试样上端亦放一湿滤纸及透水板。
(2).将橡皮膜套在承膜筒内,两端翻出筒外,从吸气孔吸气,使膜紧贴承膜筒内壁,然后套在试样外,放气翻起橡皮膜的两端,取出承膜筒。
用橡皮圈将橡皮膜下端扎紧在压力室底座上。
(3).用软刷子自下向上轻轻按抚试样,以排除试样与橡皮膜之间的气泡。
可开启空隙压力阀及量管阀,使水徐徐流入试样与橡皮膜之间,以排除夹气,然后关闭。
(4).开排水管阀,使水从试样帽徐徐流出以排除管路中的气泡,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。
(5).装上压力室罩,开排气孔,向压力水充水,水从排气孔溢出时,立刻停止注水,并关闭排气孔。
(6).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100、200、300施加。
(7).打开主机和电脑,通过主机给调压筒和反压力调压筒充水,一般反压力调压筒调到30000-40000便可。
围压调压筒可注水到60000。
(8).在打开土工试验数据采集系统,选择好试验参数,然后点击开始试验,试验则进入饱和度判断状态,当饱和度达95%以上时自动进入固结状态,当试样固结度达95%时自动再进入剪切状态。
(9).剪切出现峰值后,或达到相应的应变,试验便自动结束。
卸除压力,在进行下一围压下的试验。
5.数据处理
在进行试验数据处理时,主要是通过试验直接测得的数据,包括位移、钢环读数,孔隙压力和体应变,和相关的计算公式算出轴向应变,面积的校正值,偏应力等参量。
然后根据得出偏应力和已知的有效围压得出p和q,最后根据相关公式可以计算出内粘聚力c和内摩擦角的值分别为5.336和29.56。
具体的计算公式和步骤参考了《土力学基础实验教程》这本书,计算工程在相关的Excel表格中体现出来了!
6.注意事项
(1)制样时,每层击实后一定要将表面刨毛,这样有利于土样的整体完整,在试验过程中也可减少出现断样的情况;
(2)每个土样制好后一定要脱模,然后装入另一个饱和器;
(3)抽气饱和时,时间要足够,且蒸馏水一定要淹没饱和器,否则可能会出现土样达不到饱和度的要求;
(4)拆样时,要注意饱和器的三片铁片只能上下移动,不能垂直于土样轴线前后移动;
(5)装样时,排气要充分且不能让土样断裂,同时要注意各个阀门的开闭状态是否正确,否则很可能照成孔隙压力与轴向应变关系曲线不正确。
(6)试验完成后,要注意还原实验室的清洁卫生,以方便后面的同学进行试验,完成好后期工作,并整理试验报告。
7.总结
在整个实验过程中,陈老师给予我们细致而耐心的指导。
每一个实验步骤都详细指导,亲自示范,让每个学生都能够自己动手,非常感谢陈老师!陈老师为人随和热情,治学严谨细心。
通过本次试验,我对三轴试验的试验过程有了进一步的认识,相信通过本次试验,对我们今后的学习、工作都会有所帮助。