岩土工程试验分析报告.docVIP

试验一 三轴压缩试验 一 概述 三轴压缩试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不同的恒定围压（即小主应力）下施加轴向压力（即主应力差—），对试样进行剪切，直至破坏，然后根据摩尔—库伦理论，求得土的总抗剪强度指标和c以及有效抗剪强度指标和。 根据排水条件的不同，三轴剪切试验可分为不固结不排水剪（UU）、固结不排水剪（CU）和固结排水剪（CD）三种试验方法。 不固结不排水剪（UU）在施加周围压力和轴向偏应力—直至试样剪坏的整个过程中，均不允许试样排水固结，所得强度指标为总强度指标和。 固结不排水剪（CU）试验中，试样先在周围压力作用下排水固结，然后在试样不允许排水的条件下，施加偏应力—至试样剪坏。固结不排水可得到总强度指标和，如试验时量测孔隙水力也可得到有效强度指标和。 固结排水剪（CD）试验时，试样先在周围压力下排水固结，然后在允许试样排水的条件下，施加偏应力—，至试样剪破坏。该试验由于在整试验过程中允许试样排水固结，孔隙水压力始终保持为零，总应力等于有效应力，故此时的总强度指标即为有效应力强度指标和二 试验原理 三轴试验采用圆柱形试样，可以对试样的空间三个坐标方向上施加压力。试验时先通过压力室内的有压液体，使试样在三个轴向受到相同的周围压力（其大小由压力计测定），并维持整个试验过程不变。然后通过活塞向试样施加垂直轴向压力，直到试样剪坏。 若由活塞杆所施加的试样破坏时的压力强度为—（偏应力），小主应力是周围压力，中主应力和相等。则由一个试样所得的和，可以绘制一个极限应力圆。对同一种土，另取几个试样，围压，试样剪坏时所加的轴压力也会改变，从而又可绘制另几个极限应力圆。这样，在不同周围压力下试验，就可得到一组（最少三个试样）极限应力圆。作这些应力圆的公切线，是土的抗剪强度包线，由此包线可求得抗剪强度指标和c。 三 仪器设备 （1）常用的三轴仪，按施加轴向压力方式的不同，分为应变控制式和应力控制式两种。 （2）应变控制式三轴仪见图4–1所示。包括压力室、试验机、施加周围压力系统、体积变化和孔隙压力量测系统等。 （3）附属设备：击实筒、饱和器、切土盘、切土器和切土架、分样器、承膜筒、天平、量表、橡皮膜等。 图4–1 应变控制式三轴剪切仪 1–调压筒；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–量力环；9–排气孔；10–轴向加压设备；11–压力室；12–量管阀；13–零位指示器；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 四 试验步骤 1．检查 （1）周围压力的精度要求达到最大压力的±1%，测读分值一般应为5kPa，根据试样强度的大小，选择不同量程的量力环，使最大轴向压力的精度不小于1%。 （2）排除孔隙压力量测系统的气泡。关闭量管阀，用三轴压力室（三轴压力室内充满无气水）对孔隙压力量测系统中的无气水（煮沸冷却后的蒸馏水）施加压力，小心打开量管阀，使管路中气泡从量管排出，反复几次，直到气泡完全出为止。关闭孔隙压力阀和量管阀，用调压筒施加压力，检查孔隙压力量测系统的体积因数，小于1.5×10-5cm3/kPa。 （3）检查排水管路是否通畅；活塞在轴套内滑动是否正常；连接处有无漏水、漏气现象。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。 （4）橡皮膜在使用前应作仔细检查。其方法是在膜内充气，扎紧两端，然后在水下检查有无漏气。 2．试样制备 原状试样，可从钻孔原状土柱或试坑原状土块中切取。 试样尺寸应符合下列要求：超径颗粒的粒径不应超过试样直径的1/5。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，放在切土盘上、下圆盘之间，再用钢丝锯或削土刀紧靠侧板，由上往下细心切削，边切削边转动圆盘，直到土样被削成规定直径为止。然后按试验要求的试样高度截取试样，并削平上下两端，见图4–2。 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样，上下两端削平，按试样的要求层次方向，放在切土架上，用切土器切削。先在切土器环刀口内壁涂上一层薄的凡士林，将切土器的刀口对准土样，边削土边压切土器，一直切削到比要求的试样高度约高2cm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，见图4–3。 将切削好的试样称重，准确到0.1g。试样高度和直径量测，并按下式计算试样的平均直径： （4–1） 式中：D1、D2、D3分别为试样上、中、下部分的直径。 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（同一组原状试样，含水率差值不宜大于2%）。 3．试样饱和 根据试样的性质有抽气饱和、水头饱和、施加反压力饱和等几种饱和方法。这里仅介绍抽气饱和法。 抽气饱和。将