运用修正应力圆法求三轴试验下土的c,φ值
运用修正应力圆法求三轴试验下土的c,φ值
运用修正应力圆法求三轴试验下土的c，φ值摘要：笔者对长期对土进行室内强度试验研究，发现三轴试验下得出的土的抗剪强度包线并非一条较完全与破损应力圆相切的直线。
通过对抗剪强度包线和应力圆之间关系研究和分析，得出可以通过拟合破损应力圆圆心处垂直线和破损应力圆交点方法修正各应力圆，修正后应力圆绘制出来包线满足试验数据下c值和φ值求解要求。
该方法简单易用，特别合适广大工程技术人员和科研人员，具备推广基础。
关键词：c，φ值；包线；破损应力圆；围压Application of modified stress circle method to C，Phi valueof soil under three axis testZhuHaowen CaiShaobo HuangChaoke（Zhaoqing real engineering technology Co.，Ltd. Zhaoqing 526060）[Abstract] It is found that the shear strength of the soil under the three axis test is not a straight line that is completely tangent to the damaged stress circle.Through the study and analysis of the relationship between the shear strength and the stress circle，it is concluded that the stress circle can be corrected by fitting the vertical line of the circular center of the damaged stress and the circular intersection point of the damaged stress circle.The corrected stress circle is drawn out to meet the requirements of C and φ.The method is simple and ea sy to use，especially suitable for engineers and technicians and researchers.[Key words] C，φvalue Cladding line Damaged stress circle confining pressure 1 概述根据《土工试验方法标准》GB/50123-1999中第16.5.14条可以得知土抗剪强度指标可以通过三轴试验得出，通过绘制破损应力圆的切线求得[9]，如图1。
地基土抗剪强度指标C、φ值的确定【范本模板】
地基土抗剪强度指标C、φ值的确定1. 抗剪强度的物理意义及基本理论土在外力作用下在剪切面单位面积上所能承受的最大剪应力称为土的抗剪强度。
土的抗剪强度是由颗粒间的内摩察力以及由胶结物和水膜的分子引力所产生粘聚力共同组成。
在法向应力不大时，抗剪强度与法向应力的关系近似为一条直线,这就是抗剪强度的库仑定律。
S=c+σtanφ2。
抗剪强度的试验方法2。
1室内剪切试验包括直接剪切试验和三轴剪切试验，主要适用于粘性土和粉土，砂土可按要求的密度制备土样。
2。
2 除土工试验以外其他确定抗剪强度C、Φ值的方法2。
2。
1 根据原位测试数据确定抗剪强度C、Φ值的经验方法（1) 动力触探沈阳地区《建筑地基基础技术规范》（DB21—907-96)资料（深度范围不大于15m）砂土、碎石土内摩察角标准值Φk(2) 标准贯入试验国外砂土N与Φ的关系经验关系式主要有Dunhan、大崎、Peck、Meyerhof等研究的经验公式，见《工程地质手册》(第四版）P193。
经试算（详见国外砂土标贯击数N与内摩察角Φ的关系（按公式计算))采用Φ值进行承载力特征值f ak计算时，对于粉、细砂采用Φ=(12N）0。
5+15，对于中、粗、砾砂采用Φ=0。
3N+27计算出的数值实际能较为吻合（N 为经杆长修正后的标贯击数）。
根据计算成果,N与Φ的对应关系见下表：N与内摩察角Φ（度）的经验关系表（3）静力触探试验《工程地质手册》(第四版）P210,砂土的内摩察角可根据静力触探参照下表取值。
砂土的内摩察角Φ2.4。
2 根据现场剪切试验确定抗剪强度C、Φ值该方法成本较高，一般很少采用,主要用于场地稳定性评价，见《工程地质手册》（第四版)P234。
粗粒混合土的抗剪强度C、Φ值通过现场剪切试验确定。
3。
岩土体抗剪强度指标的经验数据3.1 土的抗剪强度指标经验数据（1）砂土的内摩察角与矿物成分和粒径的关系(2）不同成因粘性土的力学性质指标3.2 岩石的抗剪强度指标经验数据3.3 岩石结构面的抗剪强度指标经验数据（1)岩体结构面的抗剪强度指标宜根据现场原位试验确定。
最新地基土抗剪强度指标Cφ值的确定
地基土抗剪强度指标Cφ值的确定地基土抗剪强度指标C、φ值的确定1. 抗剪强度的物理意义及基本理论土在外力作用下在剪切面单位面积上所能承受的最大剪应力称为土的抗剪强度。
土的抗剪强度是由颗粒间的内摩察力以及由胶结物和水膜的分子引力所产生粘聚力共同组成。
在法向应力不大时，抗剪强度与法向应力的关系近似为一条直线，这就是抗剪强度的库仑定律。
S=c+σtanφ2. 抗剪强度的试验方法2.1室内剪切试验包括直接剪切试验和三轴剪切试验，主要适用于粘性土和粉土，砂土可按要求的密度制备土样。
2.2 除土工试验以外其他确定抗剪强度C、Φ值的方法2.2.1 根据原位测试数据确定抗剪强度C、Φ值的经验方法(1) 动力触探沈阳地区《建筑地基基础技术规范》（DB21-907-96）资料（深度范围不大于15m）砂土、碎石土内摩察角标准值Φk(2) 标准贯入试验国外砂土N与Φ的关系经验关系式主要有Dunhan、大崎、Peck、Meyerhof等研究的经验公式，见《工程地质手册》（第四版）P193。
经试算（详见国外砂土标贯击数N与内摩察角Φ的关系（按公式计算））采用Φ值进行承载力特征值f ak计算时，对于粉、细砂采用Φ=（12N）0.5+15，对于中、粗、砾砂采用Φ=0.3N+27计算出的数值实际能较为吻合（N为经杆长修正后的标贯击数）。
根据计算成果，N与Φ的对应关系见下表：N与内摩察角Φ（度）的经验关系表(3) 静力触探试验《工程地质手册》（第四版）P210，砂土的内摩察角可根据静力触探参照下表取值。
砂土的内摩察角Φ2.4.2 根据现场剪切试验确定抗剪强度C、Φ值该方法成本较高，一般很少采用，主要用于场地稳定性评价，见《工程地质手册》（第四版）P234。
粗粒混合土的抗剪强度C、Φ值通过现场剪切试验确定。
3. 岩土体抗剪强度指标的经验数据3.1 土的抗剪强度指标经验数据(1) 砂土的内摩察角与矿物成分和粒径的关系(2) 不同成因粘性土的力学性质指标3.2 岩石的抗剪强度指标经验数据3.3 岩石结构面的抗剪强度指标经验数据(1)岩体结构面的抗剪强度指标宜根据现场原位试验确定。
土力学三轴试验
土力学三轴试验土力学三轴试验三轴试验中土的剪切性状分析摘要：按剪切前的固结状态和剪切时的排水条件分为三种：不固结不排水剪，固结不排水剪，固结排水抗剪。
文中将讨论正常固结饱和黏性土在剪切时将具有不同的强度特性。
关键词：不固结不排水抗剪强度，固结不排水抗剪强度，固结排水抗剪强度作者简介：Triaxial shear Characters of Middle-earthLI Jia-chun（shanghai University，department of civil engineering，08124240）Abstract: Consolidation by the state before shear and shear when the drainage is divided into three types: non-consolidated undrained shear, consolidation undrained shear, consolidated drained shear. This article will discuss the normally consolidated saturated clay in the shear strength will have different characteristics.Key words: non-consolidated undrained shear, consolidation undrained shear, consolidated drained shear.0 引言广义黏性土包括粉土，黏性土。
黏性土的抗剪强度远比无粘性土复杂。
要准确掌握原状土的强度特性，也就非常困难。
对土的强度研究，大多数用均匀的重塑土。
原状土和重塑土之间在结构上和应力历史存在重大差异，且原状土的取样扰动对其实际强度也有较大影响。
按剪切前的固结状态和剪切时的排水条件分为三种：不固结不排水剪，固结不排水剪，固结排水抗剪。
岩土工程技术文件c、Ф的取值及应用分析
也相对较小 ， 支护结构背部所受 的土压力介于 主动土压力与静 止土压力之间团 故 强度 参数应取残余强 度与室 内试验 统计批 ，
标 之 间 某 值 ，具 体 取 取 何 值 应 根 据 计 算 及 允 许 的坡 顶 位 移 而 定 ； 基 坑 开挖 面 以下 土 体 ， 应 考 虑 其 应 力 释 放 而 引 起 的 强 对 也 度 降 低 ， 不建 议 取 室 内试 验 标 准 值 。 均
分析。
收 稿 日期 ： ０ １ ０ — ９ ２ １— ７ ２
号实 大角 ）定数 数。… 坡） 稳系 昙系 现观 （ 度 稳 ’ 定 察 场
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作 者 简 介 ： 丽 华 （９ ７ ）女 ， 徽 青 阳人 ， 业 于合 肥 工 业 大 学 ， 左 １６ 一 ， 安 毕 学 士， 高级 工 程 师 ， 家注 册 土 木 工程 师（ 土 ） 国 岩 。
关键词： 抗剪强度（ 、 ）残余强度 ； ｃ ； 主动土压 力
中 图 分类 号 ： Ｕ ３ Ｔ ４１ 文 献标 识 码 ： Ｂ 文章 编 号 ：０ ７ ７ ５ （０ １０ 一 １ ８ ０ １ ０ — ３ ９２ １ ）５ Ｏ １ — ３
１ 概
述
边坡 稳 定 高 度 、 主动 土 压 力 计 算 表
与
基
础 处
理
与地下结构的土压力计算 中取值与应用 问题 ，结合 多年工作
岩体力学——题库9套题
《岩石力学》练习题九双击自动滚屏学院：环境工程学院课程名称：岩石力学命题人：专业班级：学号：学生层次：第页共页一、解释下列术语（18分，每小题3分）1.岩石的峰值强度2.隧道围岩应力3.岩体结构4.剪切破坏5.岩石的渗透性6. 蠕变二、问答题（47分）1.简述新奥法法支护的设计原理和施工方法。
（8分）2.在静水压力状态下，围岩应力的分布有何特征？（10分）3.简述岩石力学中常用的莫尔――库仑强度理论和格里菲斯强度理论的基本假设与适用条件？（12分）4.体积应变曲线是怎样获得的？它在分析岩石的力学特征上有何意义？（10分）5.解释岩石与岩体的概念，指出二者的主要区别和相互关系？（7分）三、计算题（35分）1. 已知某岩体的抗剪强度指标为粘结力c=2Mpa、内摩擦角υ＝30°，它的抗拉强度σt＝－1Mpa。
已测出该岩体中某点的最大主应力σ1＝12MPa，最小主应力σ3＝3Mpa。
试分别用莫尔――库仑强度理论和格里菲斯强度理论判断该点的岩石是否破坏。
（20分）2. 当测得一种岩石的单轴抗压强度为8Mpa。
在常规三轴试验中，当围压加到4Mpa 时测得的抗压强度为16.4Mpa。
求这种岩石的粘结力c和内摩擦角υ的值。
（15分）《岩石力学》练习题八双击自动滚屏学院：环境工程学院课程名称：岩石力学命题人：专业班级：学号：学生层次：第页共页一、解释下列术语（18分，每小题3分）1.残余强度2.岩体原始应力3.岩体结构4.塑性破坏5.岩石的渗透性6. 岩石的RQD质量指标二、问答题（47分）1.用应力解除法测岩体应力的基本原理是什么？（8分）2.简述新奥法法支护的设计原理和施工方法。
（10分）3.简述岩石力学中常用的莫尔――库仑强度理论和格里菲斯强度理论的基本假设与适用条件？（12分）4.在实验室用岩块制成的岩石试件测出的岩石强度及变形参数一般不能直接用于工程设计，为什么？（10分）5.解释岩石与岩体的概念，指出二者的主要区别和相互关系？（7分）三、计算题（35分）1. 在岩石常规三轴试验中，已知侧压力σ3分别为5.1MPa、20.4MPa、0Mpa时，对应的破坏轴向压力分别是179.9MPa、329MPa、161Mpa，近似取包络线为直线，求岩石的c和υ值。
土的抗剪强度试验方法(经典)
土的抗剪强度试验方法【中国地质大学（武汉）工程学院】抗剪强度指标c、φ值，是土体的重要力学性质指标，正确地测定和选择土的抗剪强度指标是土工计算中十分重要的问题。
土体的抗剪强度指标是通过土工试验确定的。
室内试验常用的方法有直接剪切试验、三轴剪切试验；现场原位测试的方法有十字板剪切试验和大型直剪试验。
一、直接剪切试验(一)试验仪器与基本原理直剪试验所使用的仪器称为直剪仪，按加荷方式的不同，直剪仪可分为应变控制式和应力控制式两种，前者是以等速水平推动试样产生位移并测定相应的剪应力；后者则是对试样分级施加水平剪应力，同时测定相应的位移。
目前常用的是应变控制式直剪仪（示意图）。
试验时，垂直压力由杠杆系统通过加压活塞和透水石传给土样，水平剪应力则由轮轴推动活动的下盒施加给土样。
土体的抗剪强度可由量力环测定，剪切变形由百分表测定。
在施加每一级法向应力后，匀速增加剪切面上的剪应力，直至试件剪切破坏。
将试验结果绘制成剪应力τ和剪切变形S的关系曲线（见图5-9）。
一般地，。
将曲线的峰值作为该级法向应力下相应的抗剪强度τf变换几种法向应力σ的大小，测出相应的抗剪强度τf。
在σ-τ坐标上，绘制曲线，即为土的抗剪强度曲线，也就是莫尔-库伦破坏包线，如图5-10所示。
(二)试验方法分类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，即快剪、固结快剪和慢剪。
（1）快剪。
快剪试验是在土样上下两面均贴以腊纸，在加法向压力后即施加水平剪力，使土样在3~5分钟内剪坏，由于剪切速率较快，得到的抗剪强度指标用c q 、φq表示。
（2）固结快剪。
固结快剪是在法向压力作用下使土样完全固结。
然后很快施加水平剪力，使土样在剪切过程中来不及排水，得到的抗剪强度指标用ccq 、φcq表示。
（3）慢剪。
慢剪试样是先让土样在竖向压力下充分固结，然后再慢慢施加水平剪力，直至土样发生剪切破坏。
三轴试验
试验条件与现场条件 的对应关系
固结排水试验
2 1
固结不排水试验
层固结后， 在1层固结后，快速施工 层 层固结后 快速施工2层
不固结不排水试验 粘土地基上的分层慢 速填方 软土地基上的快速填方
常规三轴试验优缺点
单元体试验， 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， 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σ 常规三轴试验不能反映σ2的影响
4.3.2
横梁
力
百分表
量力环
量 水 管
试 样
量
力σ
二、试验方法： 试验方法：
三轴剪切试验可分为不固结不排水试验（UU）、固结 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） 不排水试验（CU）以及固结排水剪 试验（CD）。 试验（CD）。 不固结不排水试验： 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， 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， 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c 指标c 和φ ； 固结不排水试验： 2、固结不排水试验：试样先在周围压力下让土体排水固 待固结稳定后， 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， 至破坏，可同时测定总抗剪强度指标 和 或有效抗剪强度 和及孔隙水压力系数； 指标 和及孔隙水压力系数； 固结排水剪试验：试样先在周围压力下排水固结， 3、固结排水剪试验：试样先在周围压力下排水固结，然 轴向压力直至破坏， 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 。
土的三轴剪切试验及抗剪参数计算
表1 建筑实验室粘性土在不同含水率下的基本物理性质表2 银珠小区粘性土在不同含水率下的基本物理性质含水率/%261810含水率/%261810密度/(g/cm 3)1.911.861.82密度/(g/cm 3)1.921.881.80比重2.702.702.71比重2.692.702.70孔隙比0.7620.7160.638孔隙比0.8100.6580.625饱和度/%896132饱和度/%867233液限/%31.828.728.7液限/%30.828.728.8塑限/%18.816.416.4塑限/%18.217.617.2土的三轴剪切试验及抗剪参数计算赵中源，马国（西北矿冶研究院，甘肃白银 730900）摘 要： 为了准确计算银珠小区粘性土的抗剪参数，以三轴剪切试验为基础，采用摩尔—库伦破坏准则，推导粘性土粘聚力c 和内摩擦角φ与含水率W 的近似关系。
计算得出，当含水率在10%~26%范围内时，粘聚力与含水率的关系为，内摩擦角与含水率的关系为。
为银珠小区工程建筑设计和施工提供了依据。
关键词： 粘性土；三轴剪切试验；抗剪参数；粘聚力；含水率中图分类号：TU 41 文献标识码：A 文章编号：2095-8412 (2019) 04-066-05工业技术创新 URL : http: // DOI : 10.14103/j.issn.2095-8412.2019.04.012引言土的抗剪参数是反映土在三轴受力状态下力学性能的主要指标，对工程设计和施工有着重要的意义[1-4]。
工程中，一般采用三轴剪切试验获取土的抗剪参数。
由于剪切面不是固定的，因此通过三轴剪切试验能够真实反映土在工程状态下的三轴受力，获得与实际较为接近的抗剪参数，以便于土体的稳定性分析[5-6]。
含水率对土的抗剪参数的影响十分显著。
在不同的含水率下，土体的强度特征往往也表现不同。
本文同时对建筑实验室和白银银珠小区（以下简称“银珠小区”）采集的粘性土进行三轴剪切试验，探寻土的抗剪参数在不同含水率条件下的变化规律，以期为银珠小区工程设计和施工提供依据。
土的三轴剪切试验
实验五土的三轴剪切试验学时：2学时实验性质：综合型实验一、目的要求：土的三轴剪切试验是综合性试验，通过对试验的设计，能获得在不同的排水条件下土的应力与应变的关系和强度参数。
通过试验加深对土力学基本理论的理解，培养学生的动手能力和创新能力。
掌握土的三轴剪切试验基本原理和试验方法，了解试验的仪器设备，熟悉试验的操作步骤，掌握三轴剪切试验成果的整理方法，根据试验成果绘制应力与应变的关系曲线，计算土的内聚力和摩擦角。
二、试验原理：一般认为，土体的破坏条件用莫尔—库仑（Mohr-Coulomb ）破坏准则：土体在各向主应力作用下，作用在某一应力面上的剪应力与法向应力之比达到某一比值，土体将沿该面发生剪切破坏。
莫尔—库仑破坏准则的表达式为：丄一 3 Ccos 」 3 sin 。
1大2 2 1C 土的粘聚力，土的内摩擦角。
主应力，3小主应力，三轴剪切试验就是根据莫尔-库仑破坏准则测定土的强度参数粘聚力c和内摩擦角。
三、试验方法：根据加载类型的不同，三轴剪切试验又可分为三种试验方法：不固结不排水剪（UU）；固结不排水剪（CU）;固结排水剪（CU）。
四、仪器设备：1 .应变控制式三轴仪（图5. 1—1）:由压力室、轴向加压设备、周围压力系统、反压力系统、孔隙水压力量测系统、轴向变形和体积变化量测系统组成。
2. 附属设备：包括击样器、饱和器、切土器、原状土分样器、切土盘、承膜筒和对开圆膜，应符合下图要求：1）击样器（图5. 1 —2），饱和器（图5. 1 —3）。
2）切土盘、切土器和原状土分样器（图5. 1 —4）。
3）承膜筒及对开圆模（图5. 1—5及图5. 1 —6）。
3. 天平：称量200g,最小分度值0. Olg ;称量1000g，最小分度值0. 1g。
4 .橡皮膜：应具有弹性的乳胶膜，对直径39. 1和61. 8mm的试样；厚度以0. 1〜0. 2mm 为宜，对直径101mm的试样，厚度以0. 2〜0. 3为宜。
基于MATLAB的土体三轴试验抗剪强度指标求解计算
基于MATLAB的土体三轴试验抗剪强度指标求解计算马勇;王飞;杜秀忠【摘要】莫尔应力圆通常是利用作图的方法获得,进而求得岩土体的强度指标,但该方法易受人为影响,精度较低.通过MATLAB软件编制相应的计算程序求得岩土体的强度指标,该软件是基于最小二乘法原理,对最大主应力和最小主应力的线性回归方程进行求值,进而通过抗剪强度指标与最大主应力和最小主应力的关系反算求得c、φ值.通过相关文献数据,验证本文方法的准确性和可靠性,为岩土体抗剪强度指标值的计算提供了一条新的解决途径.【期刊名称】《广东水利水电》【年(卷),期】2016(000)012【总页数】4页(P18-21)【关键词】三轴试验;抗剪强度指标;MATLAB;最小二乘法【作者】马勇;王飞;杜秀忠【作者单位】广东省水利水电科学研究院, 广东省岩土工程技术研究中心, 广东广州 510635;广东省水利水电科学研究院, 广东省岩土工程技术研究中心, 广东广州510635;广东省水利水电科学研究院, 广东省岩土工程技术研究中心, 广东广州510635【正文语种】中文【中图分类】TU43计算岩土体抗剪强度有许多种方法[1-2]，三轴压缩试验是测定岩土体抗剪强度的一种常用的试验方法，试验时，通常利用多个一定规格的圆柱形试验样品，在保持一定的围压下分别进行轴向压力的施作，对试样进行剪切试验直至试样破坏，获得试样在不同围压状态下的极限轴向压力，不同的轴向压力和相对应的围压也分别称为大、小主应力。
然后，对获得的数据根据强度准则[3]进行拟合处理，得出试样的破坏包络线，进行求得试样的岩土体强度参数。
试验数据处理时，由于计算绘图工作量大，需要做大量的重复性工作，且作图法亦会引入一些人为误差，随意性较大。
为了得到较为准确的抗剪强度值，目前抗剪强度指标的求解主要是在试验数据的基础上采用较严谨的强度理论进行推导或利用软件分析，以减少手工作图产生的随意误差[4]。
阮波等[5]基于非线性规划方法，利用EXCEL软件对三轴剪切试验的破坏包络线直接进行规划求解，进而获取了试样的抗剪强度参数值。
土的三轴试验研究及土的应力路径
由试验结果可见，掺2 %水泥+2 %石灰的粉土凝聚力有显著提高，内摩擦角也 有 较大的增长，比掺4 %石灰的粉土改善很多，特别在凝聚力方面的提高对粉土压 实成型很有帮助。由图9 和图10 的应力-应变曲线可见，水泥+石灰的稳定粉土 破 坏时的偏应力峰值非常明显，残余强度急剧降低，倾向于脆性破坏，更能体现 类 似超固结土的软化型曲线。
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。
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
三轴压缩实验报告
测记一次测力计读数和轴向变形值。 则剪切至轴向应变达 15%~20%。 转动粗调手轮， 将压力室降下， 打开排气孔， 排除压力室内的水， 拆卸压力室罩， 拆除试样，揩干试样周围的余水，脱去试样外的橡皮膜，描述试样破坏形状。 六、计算及制图 1.轴向应变：
1
式中： 1 ——轴向应变；%
h1 100 h0
1000 1100 1200 1300 1400 1500
12.50 13.75 15.00 16.25 17.50 18.75
13.71 13.91 14.12 14.33 14.55 14.77
94.5 99 102 105 108 111
516.8 533.7 541.9 549.6 556.9 563.7
27.5 28.2 29 37 45 52 56.5 61 65 69.5
159.0 160.8 163.1 205.2 246.1 280.3 300.2 319.3 335.2 352.9
周 围 压 力 3 ： 200 Kpa 7.5N/0.01mm。 轴向应变 读数 0.01mm 轴向应变
参考文献： [1]土力学实验指导书.浙江大学. [2]土力学实验指导书.上海交通大学. [3]土工实验指导书及实验报告.河南理工大学. [4]陈仲颐,周景星等.土力学.清华大学出版社. [5]曹伟,王晓渝.影响三轴压缩实验精度的主要因素.工程与建设.2007 年 01 期. [6]张文珍.影响三轴压缩实验成果的因素分析.华南地质与矿产.2005 年 03 期.
600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500
7.50 8.75 10.00 11.25 12.50 13.75 15.00 16.25 17.50 18.75
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。
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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。
土木建筑工程：土的抗剪强度考点巩固(三)
土木建筑工程：土的抗剪强度考点巩固（三）1、判断题除土的性质外，试验时的剪切速率是影响土体强度的最重要的因素。
正确答案：错参考解析：改“剪切速率”为“排水条件”。
2、单选现场十字板试验得到的强度与室内试验哪种试验方法测得（江南博哥）的强度相当？A．慢剪B.固结快剪C.快剪正确答案：C3、问答题已知地基中一点的大主应力为σ1，地基土的粘聚力和内摩擦角分别为c和φ。
求该点的抗剪强度τf。
正确答案：4、问答题试比较直剪试验和三轴压缩试验的土样的应力状态有什么不同？并指出直剪试验土样的大主应力方向。
正确答案：直剪试验土样的应力状态：σ3=0，σ1≠0；三轴试验土样的应力状态：σ31≠0。
直剪试验土样的大主应力作用方向与水平面夹角为90°。
5、单选在下列影响土的抗剪强度的因素中，最重要的因素是试验时的()。
A.排水条件B.剪切速率C.应力状态D.应力历史正确答案：A6、填空题粘性土处于应力极限平衡状态时，剪裂面与最大主应力作用面的夹角为（）。
正确答案：45°+φ/27、单选当摩尔应力圆与抗剪强度线相离时，土体处于的状态是：A.破坏状态B.安全状态C.极限平衡状态D.主动极限平衡状态正确答案：B参考解析：当摩尔应力圆与抗剪强度线相离时，说明土体中任一面上所受剪应力均小于土的抗剪强度，土体处于安全状态；当摩尔应力圆与抗剪强度线相切时，说明土体在切点所对应的面上所受剪应力等于土的抗剪强度，土体处于极限平衡状态；当摩尔应力圆与抗剪强度线相交时，土体处于破坏状态。
8、单选下面有关直接剪切试验的叙述中，正确的是()。
A.土样沿最薄弱的面发生剪切破坏B.剪切面上的剪应力分布不均匀C.剪切面上的剪应力分布均匀D.试验过程中，可测得孔隙水压力正确答案：B9、问答?某饱和软土地基，，静止侧压力系数K0=1.0，地下水位在地基表面处。
今在地基上大面积堆载50kPa，试求地基中距地面5米深度处.与水平面成55°角的平面上且当土的固结度达到90%时，土的抗剪强度是多少？强度的净增长值为多少？正确答案：10、单选固结排水条件下测得的抗剪强度指标适用于：A.慢速加荷排水条件良好地基B.慢速加荷排水条件不良地基C.快速加荷排水条件良好地基D.快速加荷排水条件不良地基正确答案：A参考解析：三轴压缩试验分为固结排水、不固结不排水和固结不排水三种剪切试验方法，固结排水是在施加周围压力时允许排水固结，待固结完成后，再在排水条件下施加竖向压力至并待试样剪切破坏。
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。
【大学实验】土的三轴剪切试验
• 4．分析比较三轴试验和直剪试验的优缺点。
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• 对本实验过程及方法、手段的 改进建议
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绘制主应力差与轴向应变关系曲线
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• 绘制固结不排水剪强度包线
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实验结果 Ccu= C'cu=
φcu= φ'cu=
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总结与讨论
• 1．本实验实测的孔隙水压力系数B值多大？ B值越高表示土样的饱和度越高还是越低？ 说明其物理概念？
• 2．孔隙水压力系数A值在实验过程中是不 是常量？A值的变化反应土的什么性质？
土的三轴剪切试验
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土的三轴剪切试验
• 1.实验目的 • 2.实验原理 • 3.实验内容 • 4.实验器材 • 5.实验步骤 • 6.实验数据及结果分析 • 7.实验结论 • 8.总结与讨论 • 9手.对段本的实改验进过建程议及方法、
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• 实验目的
测土的抗剪强度指标内聚力Ccu、内摩 察角φcu，有效应力指标C’、φ’.
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• ⑷ 试验结束后，关闭马达，调周压力阀及 孔压阀，使σ3压力表读数及孔压表读数慢 慢回零，拨开离合器，倒转手轮，然后打 开注水孔，排出压力室内的水，拆除压力 室外罩。擦干试样周围的余水，脱去试样 外的橡皮膜，描述破坏后的形状。
• ⑸ 装第二个试样，重复上述试验步骤。
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实验数据及结果分析
•
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• 3．根据要求的干重度，称取所需土量，按 试样的高度进行分层击实，各层土料质量 相等，每层击实至要求高度后，将表面刨 毛，然后再加第二层土料，如此继续进行 直至击实最后一层。
用三轴试验结果求c,Ф值的一种新的解析算法
用三轴试验结果求c,Ф值的一种新的解析算法
夏明诚
【期刊名称】《土工基础》
【年(卷),期】1998(12)3
【摘要】本文推导出用三轴试验结果计算C，φ值的一种新的解析的计算公式和三轴试验的剩余标准差计算方法。
【总页数】4页(P48-51)
【关键词】三轴试验;凝聚力;内摩擦角;剩余标准差;解析法
【作者】夏明诚
【作者单位】中南电力设计院勘测处
【正文语种】中文
【中图分类】TU470.3;TU411.7
【相关文献】
1.求解对称三对角矩阵特征值问题的一种新算法 [J], 罗晓广;李晓梅
2.质疑"用三轴试验结果求C、ψ值的一种新的解析算法" [J], 陈津民
3.质疑“用三轴试验结果求C、φ值的一种新的解析算法” [J], 陈津民;;
4.一种依概率值简化三角网格模型的新算法 [J], 刘湘云;邹北骥
5.求三对角和周期三对角矩阵逆矩阵的一种新算法 [J], 余承依;陈跃辉;赵立群因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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运用修正应力圆法求三轴试验下土的c，φ值
发表时间：2019-07-03T10:40:08.617Z 来源：《基层建设》2019年第9期作者：朱浩稳蔡少波黄潮科[导读] 摘要：笔者对长期对土进行室内强度试验研究，发现三轴试验下得出的土的抗剪强度包线并非一条较完全与破损应力圆相切的直线。
肇庆真正工程科技有限公司肇庆 526060
摘要：笔者对长期对土进行室内强度试验研究，发现三轴试验下得出的土的抗剪强度包线并非一条较完全与破损应力圆相切的直线。
通过对抗剪强度包线和应力圆之间关系研究和分析，得出可以通过拟合破损应力圆圆心处垂直线和破损应力圆交点方法修正各应力圆，修正后应力圆绘制出来包线满足试验数据下c值和φ值求解要求。
该方法简单易用，特别合适广大工程技术人员和科研人员，具备推广基础。
关键词：c，φ值；包线；破损应力圆；围压
Application of modified stress circle method to C，Phi value
of soil under three axis test
ZhuHaowen CaiShaobo HuangChaoke
（Zhaoqing real engineering technology Co.，Ltd. Zhaoqing 526060）
[Abstract] It is found that the shear strength of the soil under the three axis test is not a straight line that is completely tangent to the damaged stress circle.Through the study and analysis of the relationship between the shear strength and the stress circle，it is concluded that the stress circle can be corrected by fitting the vertical line of the circular center of the damaged stress and the circular intersection point of the damaged stress circle.The corrected stress circle is drawn out to meet the requirements of C and φ.The method is simple and easy to use，especially suitable for engineers and technicians and researchers.
[Key words] C，φvalue Cladding line Damaged stress circle confining pressure 1 概述
根据《土工试验方法标准》GB/50123-1999中第16.5.14条可以得知土抗剪强度指标可以通过三轴试验得出，通过绘制破损应力圆的切线求得[9]，如图1。
图1 土抗剪强度示意图
由图1判定，τ轴截距为c值，包线角度为φ值。
如果试验过程中选取两个不同围压，可以绘制唯一一条值线包线。
如果三轴试验中只做一个围压，其有无数条与破损应力圆相切直线，无法确定c值和φ值，如图2。
图2 单围压情况下土抗剪强度示意图
实际工程试验中，为了试验可靠性，选取多个围压进行试验，但这样就无法保证一条直线和所有的破损应力圆相切，如图3。
《土工试验方法标准》中并没有给出相应具体直线绘制方法[9]，《建筑地基基础设计规范》和《土工试验方法标准》也没有给出具体绘制方法[8] [9]。
因此工程上或者研究上往往选取的应力圆破损包线带有一定的主观性[4][5][6]。
图3 多围压情况下土抗剪强度示意图
2 计算依据和步骤
为客观求解c值和φ值，要求拟定以下三条准则： 1）通过相应计算规则，c值和φ值具有唯一性。
2）c值和φ值关联统计的，不是独立的。
3）计算结果合理且能反应出库伦定理τ=c+σtgφ参数关系。
2.1 计算依据
根据c值和φ值求解准则，可以进行以下计算假定和分析： 1）如果c值和φ值是确定的，σ轴的截距（a点）是确定的，如图4。
根据图4所示，a点如果确定，已知c值或φ值都能确定另一个值。
图4 计算依据示意图1
2）如图5所示，△abf∽△ade，由此已知两个破损应力圆，可以求出a点，如图5。
圆圆心处垂直线和破损应力圆交点已知，可以确定a点和包线切点。
图6 计算依据示意图3 2.2计算步骤
根据2.1计算原理，可以分几步进行计算：
1）计算破损应力圆圆心处垂直线和破损应力圆交点坐标。
2）把破损应力圆圆心处垂直线和破损应力圆交点拟合为一条直线。
3）通过拟合直线修正应力圆，使得修正后应力圆满足其和唯一一条直线相切，该直线与τ轴截距为c值，其角度为φ值。
3 数据计算
1）根据计算依据和计算步骤，推算oa值：
如图5所示，如果只有两个破损应力圆构成，则可以求出唯一的条直线和两个破损应力圆的破损点连线ao。
a点为破损点连线和横坐标交线。
根据△abf∽△ade，则：
（4）该方法能计算过程主要采用Excel表格和AutoCAD绘图软件，因此该方法具备实用性。
参考文献：
[1]钱鸿缙等.湿陷性黄土地基[M]中国建筑工业出版社，1985.
[2]蒋正国.纤维红黏土力学特性试验研究[D].2011.
[3]刘有科.灰土强度影响因素及其本构关系的研究[D]西安建筑科技大学，2004
[4]王江营，曹文贵，蒋中明，等.不同应力路径下土石混填体变形力学特性大型三轴试验研究[J].岩土力学，2016，（2）：424-430
[5]曹伟，王晓渝.影响三轴压缩试验精度的主要因素[J].工程与建设，2007，（01）
[6]杨同，徐川.岩土三轴试验中的粘聚力与内摩擦角[J].中国矿业，2007，（12）
[7]中华人民共和国水利部.GB/T50123-1999土工试验方法标准[S].北京：中国计划出版社，1999.
[8] 中华人民共和国建设部.GB 50007－2002建筑地基基础设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社
[9] 中华人民共和国建设部.GBT 50123－1999土工试验方法标准[S].北京：中国建筑工业出版社。