三轴试验

常规三轴试验优缺点

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
3.固结排水试验
试样的安装、固结和剪切，与固结不排水试验的 相应步骤相同，但在剪切过程中应打开排水阀， 剪切速率采用每分钟应变 0.003％～0.012％。
土的抗剪强度指标随试验方法、排水条件的不同而异，对于 具体工程问题，应该尽可能根据现场条件决定采用实验室的试验 方法，以获得合适的抗剪强度指标 试验方法 不排水剪或 快剪（UU） 适用条件 地基土的透水性和排水条件不良，建筑物施 工速度较快
试验10、三轴试验
一.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。
3=500kPa 3=300kPa 3=100kPa

强度包线

c O
3
1f

15%
1
由不同围压的三轴试验，得到破坏时相应的（1-)f 分别绘制破坏状态的莫尔应力圆，其公切线即为强度包
线，可得强度指标c与
仪器设备
试样安装步骤
检查压力管线
安装透水石
连接管线
土样装入压力室


应力特点与试验方法
横梁
常用试验类型
类型 固结 排水 固结 不排水 施加 3 固结 施加 1 -3 排水 量测 体变 孔隙水 压力
百分表
量力环
量 水 管
试 样
孔压 量测
固结
不排水
不固结 孔隙水 不固结 不排水 不排水 压力
围压 力 3 阀门
马达
阀门
破坏偏差应力取值方法
1-3
( 1 - 3 ) f
2.固结不排水试验
试样排水固结按下列步骤进行： （1）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。 固结完成后，关排水阀，测定排水管读数和孔隙 水压力读数。 （2）微调压力机升降台，使活塞与试样接触， 此时轴向变形百分表的变化值为试样固结时的高 度变化。
4.3.2 三轴压缩试验
横梁
试样应力特点
与试验方法
百分表
量力环
量 水 管
试 样
强度包线 试验类型 优缺点
孔压 量测
围压 力 3 阀门
马达
阀门
二、试验wk.baidu.com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c 和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 和 或有效抗剪强度 指标 和及孔隙水压力系数； 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 。
破坏后的试样
1.不固结不排水试验
（1）剪切应变速率宜为每分钟应变0.5%～ 1.0％。 （2）启动电动机，开始剪切。试样每产生 0.3%～0.4％的轴向应变，测记一次测力计读数和 轴向变形值。当轴向应变大于3％，每隔0.7%～ 0.8％的应变值测记一次读数。 （3）当测力计读数出现峰值时，剪切应继续 进行，超过5%的轴向应变为止。当测力计读数无 峰值时，剪切进行到轴向应变为15%～20%。 （4）试验结束，关电动机，关周围压力阀， 开排气阀，排除压力室内的水，拆除试样，描述 试样破坏形状。称试样质量，并测定含水量。
密砂

取曲线的最大偏差应力值 作为(1-3)f 取规定的轴向应变值（通 常15%）所相应的偏差应 力作为(1-3)f 以最大有效主应力比 ((1/3)max处的偏差应 力值作为(1-3)f
( 1 - 3 ) f
松砂

15%
1
三轴试验确定土的强度包线
1 - 3 ( 1 - 3 ) f
安装轴向位移传感器
试样排水固结步骤：
施加周围压力
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。固 结完成后，关排水阀，测记排水管读数和孔隙水压力读数。
试样剪切步骤：
关孔隙水压力阀，微调压力机升降台，使活塞与试样接触，此 时轴向变形百分表的变化值为试样固结时的高度变化。
排水剪或慢 剪（CD）
固结不排水 剪或固结快 剪（CU）
地基土的透水性好，排水条件较佳，建筑物 加荷速率较慢
建筑物竣工以后较久，荷载又突然增大，或 地基条件等介于上述两种情况之间
试验条件与现场条件
2 1
固结不排水试验
的对应关系
固结排水试验 在1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
将轴向测力计、轴向变形百分表及孔隙水压力读数均调整至 零。选择剪切应变速率，进行剪切。粘质土每分钟应变为 0.05%～0.1％；粉质土每分钟应变为0.1%～0.5％。 测记轴向 压力、孔隙水压力和轴向变形。试验结束，关电动机和各阀门， 开排气阀，排除压力室内的水，拆除试样，描述试样破坏形状。 称试样质量并测定含水量
剪切试样按下列步骤进行： （1）将轴向测力计、轴向变形百分表及孔隙 水压力读数均调整至零民。 （2）选择剪切应变速率，进行剪切。粘质土 每分钟应变为0.05%～0.1%；粉质土每分钟应变 0.1%～0.5%。 （3）测记轴向压力、孔隙水压力和轴向变形。 （4）试验结束，关电动机和各阀门，开排气 阀，排除压力室内的水，拆除试样，描述试样破 坏形状。称试样质量并测定含水量。