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 1

C 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。

丫

图5.1-4原装土和土盘分样器

图5.1 — 1应变控制式三轴仪

1 一周BE 压力系统*—關d 压力阀泊--拌水阀体世谙访一排水管* 铀向也移表力计涓排气孔沖一轴向加乐设备*10-压力室HI -孔压阀t —孔压椿感器HS _孔压

量甜莱址订6 _离合器订手轮

（＞）切土盘

（3）；1—叭2—上盘沖一下盘

切土器皿一土样；3-切土架 5）：1—钢丝架必-滞抒4一底盘

图5.1 — 2击样器

1—套环；2—定位螺丝；3 —导杆；4 —击锤; 5 —底板；6—套筒；7—击样筒；8 —底座

图5.1 — 3饱和器

1—圆模（3片）；2—紧箍 3 —夹板；4 —拉杆；5 —透水板

（b ）切土豪和切

土聚

r-^1

-- \

1 1

*旳！

1-B 力室底座江一透水板！ 3—试释理一承膜箇$ 5-橡皮膜;

吕一上帽汗一吸气孔

图5.1 — 6对开圆模

1—JE 力塞底屋总一透水扳F 3—制岸卿模f 两片合嵐h 4一紧蘿沾一橡皮Bb 6—權皮圏

全自动三轴仪

TSZ10-1.0应变控制式三轴仪

图5.1 — 5承膜筒

五、试验步骤：

（一）不固结不排水剪试验步骤

1试样的安装步骤：

I 在压力室的底座上，依次放上不透水板、试样及不透水试样帽，将橡皮膜用承膜筒套在试样外，并

用橡皮圈将橡皮膜两端与底座及试样帽分别扎紧。

n 将压力室罩顶部活塞提高，放下压力室罩，将活塞对准试样中心，并均匀地拧紧底座连接螺母。向

压力室内注满纯水，待压力室顶部排气孔有水溢出时，

拧紧排气孔，并将活

塞对准测力计和试样顶部。

川将离合器调至粗位，转动粗调手轮；当试样帽与活塞及测力计接近时，将离合器调至细位，改用细调手轮，使试样帽与活塞及测力计接触，装上变形指示计，将测力计和变形指示计调至零位。

w 关排水阀，开周围压力阀，施加周围压力。

2剪切试样应按下列步骤进行：

I 剪切应变速率宜为每分钟应变 0. 5 %?1.0 %。

n 启动电动机，合上离合器，开始剪切。试样每产生

0. 3%?0. 4%的轴向应变（或

0. 2mm 变形值），测记一次测力计读数和轴向变形值。当轴向应变大于

3 %时，试样每产生

0. %?0. 8%的轴向应变（或0.5mm 变形值），测记一次。

川当测力计读数出现峰值时，剪切应继续进行到轴向应变为

15%?20%。

W 试验结束，关电动机，关周围压力阀，脱开离合器，将离合器调至粗位，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，描述试样破坏形状，称试样质量，并测定含水率。

土样饱和器

QI-1 型切土机

3轴向应变应按下式计算：

』100。式中，

身由向应变（％）； h1剪切过程

中

试样的高度变化（mm ）； h 0试样初始高度 A o

4 试样面积的校正应按下式计算：。式中，A 试样的校正断面积

(mm)

。

（cm2）；A试样的初始断面积（cm2）。

应力（kPa）; 3小总主应力（kPa）; C测力计率定系数（N/ 0. 01mm或N/ mV）; R ――测力

计读数（0. 01mm）; 10单位换算系数。

图5.3不固结不排水剪强度包线

6以主应力差为纵坐标，轴向应变为横坐标；绘制主应力差与轴向应变关系曲线

（图

5. 2）。取曲线上主应力差的峰值作为破坏点，无峰值时，取15%轴向应变时的主应力差值

作为破坏点。

以」f为半径，在应力平面上绘制破损应力圆，并绘制不同周围压力下破损应力2

圆的包线，求出不排水强度参数（图5. 3）。

（二）固结不排水剪试验步骤

1试样的安装步骤：

I 开孔隙水压力阀和量管阀，对孔隙水压力系统及压力室底座充水排气后，关孔隙水压力阀和量管阀。压力室底座上依次放上透水板、湿滤纸、试样、湿滤纸、透水板，试样周围贴浸水的滤纸条7?9条。将橡皮膜用承膜筒套在试样外，并用橡皮圈将橡皮膜下端与底座扎紧。打开孔隙水压力阀和量管阀，使水缓慢地从试样底部流入，排除试样与橡皮膜之间的气泡，关闭孔隙水压力阀和量管阀。打开排水阀，使试样帽中充水，放在透水板上，用橡皮圈将橡皮膜土端与试样帽扎紧，降低排水管，使管内水面位于试样中心以下20?40cm,

吸除试样与橡皮膜之间的余水，关排水阀。需要测定土的应力应变关系时，应在试样与透水

板之间放置中间夹有硅脂的两层圆形橡皮膜，膜中间应留有直径为lcm的圆孔排水。

n 压力室罩安装、充水及测力计调整应按不固结不排水的步骤进行。

2试样排水固结应按下列步骤进行：

5主应力差应按下式计算: 1 3 ￡10。式中,

1 3主应力差

（kPa）; 1大总主7以剪应力为纵坐标，怯向应力为横坐标，在横坐标轴以破坏时的 1 f 3f

~2为圆心,

图5.2主应力差与轴向应变关系曲线

n 破坏时孔隙水压力系数A

U f

B( 1 3)

。式中，A f破坏时的孔隙水压力系数;

I 调节排水管使管内水面与试样高度的中心齐平，测记排水管水面读数。

n 开孔隙水压力阀，使孔隙水压力等于大气压力，关孔隙水压力阀，记下初始读数。川将孔隙水压力调至接近周围压力值，施加周围压力后，再打开孔隙水压力阀，待孔隙水压力稳定测定孔隙水压力。

w 打开排水阀。固结完成后，关排水阀，测记孔隙水压力和排水管水面读数。

v 微调压力机升降台，使活塞与试样接触，此时轴向变形指示计的变化值为试样固结时的高度变化。

剪切试样应按下列步骤进行：

剪切应变速率粘土宜为每分钟应变0. 05%?0. 1 %;粉土为每分钟应变0. 1%?0.

将测力计、轴向变形指示计及孔隙水压力读数均调整至零。

启动电动机，合上离合器，开始剪切。测力计、轴向变形、孔隙水压力应按不固结不排水中的步骤进行测记。

w 试验结束，关电动机，关各阀门，脱开离合器+将离合器调至粗位，转动粗调手轮, 拆卸压力室罩，拆除试样，描述试样破坏

主应力差按不固结不排水试验中给出的公式计算。

有效主应力比应按下式计算：

有效大主应力：

力产生的孔隙水压力（kPa）。

初始孔隙水压力系数: U o

式中, B初始孔隙水压力系数；U o施加周围压

5%。

将压力室降下，打开排气孔，排除压力室内的水, 形状，称试样质量，并测定试样含水率。

4试样固结后的高度，应按下式计算: h e h o(1

V）1'。式中，h e试样固结后的V。

高度（cm）；V试样固结后与固结前的体积变化cm3）。

的断面积试样固结后的面积，应按下式计算: A A o (1

V o

V）"3。式中，代试样固结后

（cm2）。

试样面积的校正，应按下式计算：A a

1-。式中，

h o

1有效大主应力（kPa）; u孔隙水压力（kPa）。有效小主应力: u。式中，有效大主应力（kPa）。

u。式中，

u f

试样破坏时，主应力差产生的孔隙水压力（kPa ）。

10主应力差与轴向应变关系曲线，应按不固结不排水中的规定绘制

11以有效应力比为纵坐标，轴向应变为横坐标，绘制有效应力比与轴向应变曲线

（

图

5. 4）。

12以孔隙水压力为纵坐标，轴向应变为横坐标，绘制孔隙水压力与轴向应变关系曲

线（图5. 5）。

13以1

3；2

为纵坐标，

3/2为横坐标，绘制有效应力路径曲线（图5. 6）。

并计算有效内摩擦角和有效粘聚力。

J 厂丄（k 吋图5.6应力路径曲线

sin^g 。式中，’有效内摩擦角（0）；应力路径图上破坏点连线的倾角

（°）。

n 有效粘聚力：c

。式中，c 有效粘聚力（kPa ）; d 应力路径上破坏点连线在

cos

纵轴上的截l~（kPa ）。

14以主应力差或有效主应力比的峰值作为破坏点，无峰值时，以有效应力路径的密集

点或轴向应变15 %时的主应力差值为破坏点，按固结不排水中的规定绘制破损应力圆及不同围压力下的破损应力圆包线，

并求出总应力强度参数；有效内摩擦角和有效粘聚力，应以

di ] s

10 ■ ——

5 2

有效内摩擦角:

10 15 20

铀冋应变（怡）

图5.4 有效应力比与轴向应变关系曲线

图5.5孔隙水压力与轴向应变关系曲线

直剪试验和三轴剪切试验对比分析

直剪试验和三轴剪切试验对比分析【摘要】土的抗剪强度是指地基土抵抗外荷载破坏的能力。抗剪强度指标是确定地基土承载力的关键指标，在地基与基础设计及办坡工程设计中至关重要。土的抗剪强度指标主要是通过室内试验获得。试验方法主要有直接快剪、固结快剪和固结不排水剪。本文通过在室内对同一土体进行固结快剪和固结不排水剪试验，探研两种试验方法所得结果的差异。【关键词】抗剪强度；固结快剪；固结不排水剪为了确定建筑物地基承载力、预测边坡的稳定性、确定渠道和基抗的坡角等，都需要研究土的抗剪强度。抗剪强度指标是工程计算中需要的直接计算指标。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擦力以及胶结物和水膜的分子引力所产生的粘聚力共同组成。 1. 土的抗剪强度的基本理论 1773年，库仑根据砂土的摩擦试验，砂土的抗剪强度决定于砂土的内摩擦角，即决定于砂土颗粒之间的内摩擦力。它与压应力成正比。砂土的抗剪强度曲线为一过原点的直线，可用τf=σtgφ表示。后来又提出粘性土的抗剪强度表达式为： τf=c+σtgφ

式中：τ f ——土的抗剪强度，kpa； σ——作用于剪切面上的法向应力，kpa； φ——土的内摩擦角，（°） c——土的粘聚力，kpa。据库伦定律求土的抗剪强度指标是很简单。但由于土的抗剪强度受许多因素影响，如试验时的排水条件、试样的受压历史、剪切的速度、仪器的类型和操作方法等，所以c、φ值随着影响因素的不同而异，实际上，它是表示在一定条件下的抗剪强度。 2. 试验方法对比 2.1 固结快剪。试验仪器采用直接剪刀切仪。首先将制备好的3～4个高2cm面积30cm2的圆柱形土体分别置于剪切盒内，使其承受一定的竖向压力σ下排水，待固结稳定后快速施加水平剪应力使其剪破，在剪应力施加过程中记录下剪应力的峰值强度，若未出现峰值取剪位移为4mm相对应的剪应力作为它的抗剪强度（一般最大位移为试样直径的1/15～1/10。对于直径61.8mm的试样，其最大剪切位移为4～6mm，所以规定取剪切位移为4mm对应的剪应力为抗剪强度值。同时要求试验的剪切位移达6mm）。 2.2 固结不排水剪。试验仪器采用三轴压缩仪。首先将3～4个制备好的高8cm面积12cm2的圆柱形土体在周围压力σ3下排水，待固结稳定后，开始剪切，过程中按一定变形量测记测力计、轴向变形和孔隙水压

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τ与法向应力σ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：φσσφσσsin 2 cos 23131++=-C 。1σ大主应力，3σ小主应力，C 土的粘聚力，φ土的摩擦角。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 和摩擦角φ。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. 0lg ；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。

三轴剪切试验

实验十三轴剪切试验一、概述三轴剪切试验是测定土的抗剪强度的主要方法之一。它通常用3~4个圆柱形试样分别在不同的围压下施加轴向压力对试样进行剪切，直至破坏，然后根据摩尔——库伦理论，求得土的抗剪强度指标φ和c 。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。不固结不排水剪试验，在施加周围压力σ3和轴向偏应力（σ1-σ3），直至试样剪坏的整个过程中，均不允许试样排水固结，即不让孔隙水压力消散。固结不排水剪试验，在施加周围压力时，允许试样充分排水固结；在施加偏应力时，不允许排水至试样剪坏。固结排水剪试验，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，使试样充分排水固结。这里只介绍饱和试样的固结不排水剪试验。二、试验原理三轴试验采用圆柱形试样，对试样在空间三个坐标方向上施加压力。试验时先通过压力室有压液体，使试样在三个轴向受到相同的周围压力σ3，并维持整个试验过程不变。然后通过活塞杆向试样施加垂直轴向压力，直到试样剪坏。若由活塞杆所加的试样破坏时的压力强度为q ＝σ1-σ3，小主应力是周围压力 σ3。由一个试样所得的σ1和σ3，可以绘制一个极限应力圆。若干个试样，可得在不同周围压力作用下，试样剪坏时的最大主应力，从而可绘制若干个极限应力圆，作这些应力圆的公切线，便是土的抗剪强度包线，由此包线可求得强度指标c 和φ，附图10.1所示。三、仪器设备 1、常用的三轴剪切仪，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附图10.9所示。包括压力室、轴向加压设备、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、附图10.1 抗剪强度包线

三轴剪切试验操作规程

三轴剪切试验操作规程 1、将仪器放在固定位置上，调平仪器。 2、试验前应在各齿轮处加少量机油润滑，打开电源预热20分。 3、三轴试验根据排水情况分为三种类型：即不固结不排水(UU)试验、固结不排水剪（CD）测孔隙水压力(CU)试验和固结排水剪 (CD)试验已适用不同工程条件而进行强度指标测定。 4、三轴试验必须制备3个以上性质相同的式样，在不同周围压力下进行试验。周围压力宜根据工程实际试验要求确定。 5、应变控制式三轴仪由压力式、轴向加压设备、周围压力系统、反压力系统、孔隙水压力系统、轴向变形和体积变化测量系统组成。 6、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 7、在压力室的底座上，依次放上不透水板、试样及不透水试样帽，将橡皮膜筒套在试样外，并用橡皮圈将橡皮腊两端与此同时底座及试样帽分别扎紧。 8、将压力室罩顶部活塞提高，放下压力室罩，将活塞对准试样中心，并均匀地拧紧底座连接螺母。向压力室注满纯水待压力室顶部排气孔有水溢出时，拧紧排气孔，并将活塞对准测力计和试样顶部。 9、按电控柜面板的围压设定，设置试验需要的围压值，将离合器调到空位，转动空挡手轮，当试样帽与活塞及测力计接触，装上变形指示计，将测力计和变形指示计调至零位。 10、输入工程编号、土样编号、试验方法，剪切速率。 11、关排水阀，开周围压力阀，施加周围压力，开始剪切。 12、试验结束后，关电动机，关周围压力阀，脱开离合器将离合器调至于粗位，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。关掉电源，擦洗仪器。山西春晖工程质量检测有限责任公司

土工试验直接剪切试验和三轴剪切试验的优缺点和适用范围

土工试验直接剪切试验和三轴剪切试验的优缺点和适用范围摘要：在建筑工程中，土的抗剪强度测试是一项十分重要的工作，土的抗剪强度关系到工程地基的稳定性与工程结构的稳固性。当前常用的土的抗剪强度测试方法有直接剪切试验以及三轴压缩试验。本文联系实际，对这两种试验方法的原理、优缺点与适用范围进行分析论述，以供参考。关键词：土的抗剪强度；直接剪切试验；三轴剪切试验土的抗剪强度指的是土体抵抗剪切破坏的极限能力，抗剪强度是土的一大重要力学性质。土的的抗剪强度并非固定不变，它是不断变化的，且这一变化具有规律。研究证明，在土的破裂面上，抗剪强度随法向应力增长。在测试土的抗剪强度时，要根据土的受力方式以及受力面选择相应的测试方法与仪器，方能保证测试结果科学准确【1】。下面就土工试验直接剪切试验和三轴剪切试验的优缺点与适用范围做具体分析。 1土的直接剪切试验所谓直接剪切试验，是指直接在某一预定的面上剪切土的试件，在剪切过程中记录、测算这一预定面的抗剪强度与剪应力。在进行土的直接剪切试验时，最常用的仪器是应变控制式直剪仪。在试验时，通过该仪器向试样的预定面施加法向应力，等速推动下盒，试样在沿上下盒之间的水平面上受剪切直到被破坏。试验过程中的剪应力通过与上盒接触的量力环确定。在试验过程中，随着法向应力的增加会出现剪切位移，且剪切位移与剪应力之间会产生一个关系曲线，借助这一关系曲线了解试样在受剪切破坏时其性能的变化。当前，直接剪切试验被具体分为不排水剪切试验也称为快剪试验、固结不排水剪切试验也称为固结快剪试验以及慢剪试验等几种。这三种剪切试验的不同点是剪切时的排水条件、土的固结程度以及剪切加荷速度不同。通过土的直接剪切试验可知，当剪应力与剪切位移关系曲线中有明显的峰值或是稳定值时，取其作为抗剪强度破坏值，此时试样发生的是脆性破坏。随着剪切位移发生变化，剪应力不断增长，峰值消失或是峰值不再稳定，此时的剪切强度破坏值一般是取剪切位移为4mm时的剪应力。在直接剪切试验中，砂性土、抗剪强度与法向应力之间的关系一般表现为一条通过原点的直线。且黏性土、抗剪强度以及法向应力之间的关系与上述情况大致相似【2】。 2三轴剪切试验在测定土的抗剪强度这一方面，三轴剪切试验比较科学可靠。在进行三轴剪切试验时，通常是采用3个圆形柱试样，让这3个试样分别承受不同的周围压力（试验过程中周围压力不变），再向试样施加轴向压力让试样接受剪切直到试样被破坏。在试验过程中进行记录与测算，根据相关理论计算出将试样的抗剪强度指标。在对试样进行三轴剪切试验时，通过传力杆向试件施加竖向压力，在竖向压力的作用下，轴向主应力将大于水平向主应力。当轴向主应力逐渐增加而水平向主应力和固定不变时，试件最终会受到剪切破坏。此时记录作用在试件破坏面上的剪应力，并计算出破坏面与大主应力面的倾角。使用同种试验方法对三个以上的试件进行试验，得到每个试件在剪切破坏过程中的大主应力，将各数据进行整合分析并最终绘制出一组极限应力圆。与其它试验方法不同的是，三轴试验能模拟出土体的三轴受力情况，整个试验过程与结果比较清晰直观。并且在采用三轴试验方法时，能根据试验要求对排水条件进行控制，对土样中孔隙水压力进行精准化测量，这有利于保证试验结果的科学性与准确性【3】。

土三轴压缩试验报告完整版

土三轴压缩试验报告 HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】

实验六土三轴压缩试验实验人：学号：（一）、试验目的 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和UCU； 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CUCCU或有效抗剪强度指标和C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dCd。（三）、试验仪器设备 1、三轴剪力仪（分为应力控制式和应变控制式两种）。

应变控制式三轴剪力仪有以下几个组成部分（图8-1）：图8-1 应变控制式三轴剪切仪 1－调压桶；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－测力环；9－排气孔；10－轴向加压设备；11－压力室；12－量管阀；13－零位指标器；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。（1）三轴压力室压力室是三轴仪的主要组成部分，它是由一个金属上盖、底座以及透明有机玻璃圆筒组成的密闭容器，压力室底座通常有3个小孔分别与围压系统以及体积变形和孔隙水压力量测系统相连。（2）轴向加荷传动系统采用电动机带动多级变速的齿轮箱，或者采用可控硅无级调速，根据土样性质及试验方法确定加荷速率，通过传动系统使土样压力室自下而上的移动，使试件承受轴向压力。（3）轴向压力测量系统通常的试验中，轴向压力由测力计（测力环或称应变圈等等）来反映土体的轴向荷重，测力计为线性和重复性较好的金属弹性体组成，测力计的受压变形由百分表测读。轴向压力系统也可由荷重传感器来代替。（4）周围压力稳压系统采用调压阀控制，调压阀当控制到某一固定压力后，它将压力室的压力进行自动补偿而达到周围压力的稳定。（5）孔隙水压力测量系统孔隙水压力由孔隙水压力传感器测得。（6）轴向应变（位移）测量装置轴向距离采用大量程百分表（0～30mm百分表）或位移传感器测得。（7）反压力体变系统由体变管和反压力稳定控制系统组成，以模拟土体的实际应力状态或提高试件的饱和度以及测量试件的体积变化。

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τ与法向应力σ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：φσσφσσsin 2 cos 23131++=-C 。1σ大主应力，3σ小主应力，C 土的粘聚力，φ土的内摩擦角。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φ。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. 0lg ；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。图5.1－1 应变控制式三轴仪图5.1－2 击样器图5.1－3 饱和器 1－套环；2－定位螺丝；3－导杆；4－击锤； 1－圆模(3片)；2－紧箍 5－底板；6－套筒；7－击样筒；8－底座 3－夹板；4－拉杆；5－透水板图5.1－4 原装土和土盘分样器图5.1－5 承膜筒图5.1－6 对开圆模全自动三轴仪 TSZ10-1.0应变控制式三轴仪

三轴剪切试验

试验九三轴剪切试验一、概述三轴剪切试验是试样在某一固定周围压力下逐渐增大轴向压力直至试样破坏的一种抗剪强度试验是以摩尔-库仑强度理论为依据而设计的三轴向加压的剪力试验。三轴剪切试验是测定土体抗剪强度的一种比较完善的室内试验方法通常采用3~4个圆柱形试样分别在不同的周围压力下测得土的抗剪强度再利用摩尔 -库仑破坏准则确定土的抗剪强度参数。三轴剪切试验可以严格控制排水条件可以测量土体内的孔隙水压力另外试样中的应力状态也比较明确试样破坏时的破裂面是在最薄弱处而不像直剪试验那样限定在上下盒之间同时三轴剪切试验还可以模拟建筑物和建筑物地基的特点以及根据设计施工的不同要求确定试验方法因此对于特殊建筑物构筑物、高层建筑、重型厂房、深层地基、海洋工程、道路桥梁和交通航务等工程有着特别重要的意义。二、试验方法根据土样固结排水条件和剪切时的排水条件三轴试验可分为不固结不排水剪试验 UU 、固结不排水剪试验 CU 、固结排水剪试验 CD 以及K0固结三轴试验等。以下仅对不固结不排水剪 UU 试验进行详细介绍。 1、不固结不排水剪试验 UU 试样在施加周围压力和随后施加偏应力直至剪坏的整个试验过程中都不允许排水这样从开始加压直至试样剪坏土中的含水量始终保持不变孔隙水压力也不可能消散可以测得总应力抗剪强度指标cu υu。 2、固结不排水剪试验 CU 试样在施加周围压力时允许试样充分排水待固结稳定后再在不排水的条件下施加轴向压力直至试样剪切破坏同时在受剪过程中测定土体的孔隙水压力可以测得总应力抗剪强度指标ccu υcu和有效应力抗剪强度指标c’ υ’。 3、固结排水剪试验 CD 试样先在周围压力下排水固结然后允许试样在充分排水的条件下增加轴向https://www.360docs.net/doc/914859529.html, 压力直至破坏同时在试验过程中测读排水量以计算试样体积变化可以测得有效应力抗剪强度指标cd υd。 4、K0固结三轴剪切试验常规三轴试验是在等向固结压力 σ1=σ2=σ3 条件下排水固结而K0固结三轴试验是按σ3=σ2= K0σ1施加周围压力使试样在不等向压力下固结排水然后再进行不排水剪或排水剪试验。三、仪器设备 1、三轴仪三轴仪依据施加轴向荷载方式的不同可以分为应变控制式和应力控制式两种目前室内三轴试验基本上采用的是应变控制式三轴仪。应变控制式三轴仪由以下几个组成部分图9-1 图9-1应变控制式三轴剪切仪 —调压筒 —周围压力表 —周围压力阀 —排水阀 — 体变管子 —排水管 —变形量表 —量力环 —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—变速箱三轴压力室。压力室是三轴仪的主要组成部分它是一个由金属上盖、

土力学三轴剪切实验数据

剪切阶段试验数据记录表（围压：300Kpa ）位移/mm 钢环读数 /mm 孔隙水压力 /kpa 轴向应变e 1/% 校正后面积/cm2 偏应力/kpa A 值有效应力σˊ3/kpa 3.00 1.080 327 — — — — — 3.20 1.170 345 0.25 12.0401 85.9627 0.2829636 55 3.40 1.210 356 0.5 12.0704 123.8572 0.3164062 44 3.60 1.229 361 0.75 12.1008 141.6027 0.3244708 39 3.80 1.236 364 1 12.1313 147.8818 0.3381079 36 4.00 1.240 366 1.25 12.1620 151.2906 0.3483541 34 4.20 1.242 368 1.5 12.1929 152.7939 0.3626152 32 4.50 1.248 369 1.875 12.2395 157.8497 0.3595620 31 4.80 1.249 371 2.25 12.2864 158.1825 0.3758916 29 5.10 1.250 371 2.625 12.3338 158.5080 0.3751196 29 5.40 1.250 372 3 12.3814 157.8976 0.3851282 28 5.70 1.251 372 3.375 12.4295 158.2124 0.3843619 28 铝盒质量盒+湿土质量盒+干土质量试验后含水率 14.06 219.48 186.2 0.19333101 试验基本参数计算表工程名称三轴仪剪切试验试件参数代号数据单位干土质量 m 166.5 g 高度 h0 80 mm 直径 d 39.1 mm 代号试件参数结果剪切速率 V 0.08 mm/min A0 初始试样面积 12.01cm2 周围压力 p 400 kpa V0 初始试样体积 96.08cm3 制备含水率 w 16 % hc 固结后试样高度 7.88cm 初始孔隙比 e0 4.4 cm3 Ac 固结后试样面积 11.64cm2 量力环系数 C 11.5 N/0.01mm Vc 固结后试样体积 91.66cm3

三轴压缩试验的步骤(正式)

TSZ-3应变控制式三轴仪（无级调速）中国水电十局中心试验室 2012-7-20编写操作步骤一：不固结不排水剪切： 1．1：打开反压排水阀（向右，确保加压帽畅通）→固定土样→上升压力室直到与测力环接触：注水：打开压力室上面的排气塞、压力室阀（注水）、压力室注水阀→开动水泵开始注水→待排气塞有水溢出时关闭水泵、排气塞、压力室阀（注水）、压力室注水阀：根据规程设定围压数值→打开围压注水阀→逆时针旋转手轮到底→关闭围压注水阀→打开围压阀→顺时针旋转手轮至围压设定值→拧紧手轮上的螺帽→点击控制器上的稳压→调整两个百分表归零→根据规程设置速率→点击控制器上的上升、开始剪切→记录位移计每走2mm对应测力计的读数→点击控制器上的停止速率、停止稳压. ：卸压排水：打开压力室阀（排水）→轻轻打开压力室排水阀→关闭围压阀→打开压力室上的排气塞→开动水泵开始排水→下降主机压力室→取出土样二：固结不排水剪切：：打开反压排水阀（向右，确保加压帽畅通）→固定土样→上升压力室直到与测力环接触：注水：打开压力室上面的排气塞、压力室阀（注水）、压力室注水

阀→开动水泵开始注水→待排气塞有水溢出时关闭水泵、排气塞、压力室阀（注水）、压力室注水阀：固结：调整反压力管的水位和土样中心线相齐平，读取反压力管的初始水位→打开反压排水阀，开始固结→当孔压值消散到围压的5%左右时(孔压值在固结过程中读取)，固结结束→记录反压力管的刻度，关闭反压排水阀：剪切：根据规程设定围压数值→打开围压注水阀→逆时针旋转手轮到底→关闭围压注水阀→打开围压阀→顺时针旋转手轮至围压设定值→拧紧手轮上的螺帽→点击控制器上的稳压→调整两个百分表归零→根据规程设置速率→点击控制器上的上升、开始剪切→记录位移计每走2mm对应测力计的读数→点击控制器上的停止速率、停止稳压：卸压排水：打开压力室阀（排水）→轻轻打开压力室排水阀→关闭围压阀→打开压力室上的排气塞→开动水泵开始排水→下降主机压力室→取出土样三：固结排水剪切: ：打开反压排水阀（向右，确保加压帽畅通）→固定土样→上升压力室直到与测力环接触：注水：打开压力室上面的排气塞、压力室阀（注水）、压力室注水阀→开动水泵开始注水→待排气塞有水溢出时关闭水泵、排气塞、压力室阀（注水）、压力室注水阀. ：固结：调整反压力管的水位和土样中心线相齐平，读取反压力管的初始水位→打开反压排水阀，开始固结→当孔压值消散到围压的5%

实验六三轴试验

实验六：三轴试验一、基本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。二、试验目的 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。三、试验设备 1、三轴剪力仪（分为应力控制式和应变控制式两种）。（1）三轴压力室：压力室是三轴仪的主要组成部分，它是由一个金属上盖、底座以及透明有机玻璃圆筒组成的密闭容器，压力室底座通常有3个小孔分别与围压系统以及体积变形和孔隙水压力量测系统相连。（2）轴向加荷传动系统：采用电动机带动多级变速的齿轮箱，或者采用可控硅无级调速，根据土样性质及试验方法确定加荷速率，通过传动系统使土样压力室自下而上的移动，使试件承受轴向压力。（3）轴向压力测量系统：通常的试验中，轴向压力由测力计（测力环或称应变圈等等）来反映土体的轴向荷重，测力计为线性和重复性较好的金属弹性体组成，测力计的受压变形由百分表测读。轴向压力系统也可由荷重传感器来代替。（4）周围压力稳压系统：采用调压阀控制，调压阀当控制到某一固定压力

土的静三轴剪切试验

土的静三轴剪切试验一、基本原理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，分别在不同的恒定周围压力（σ3）下，施加轴向压力，即主应力差（σ1-σ3），进行剪切直到破坏；然后根据摩尔-库伦理论，求得抗剪强度参数。适用于测定细粒土及砂类土的总抗剪强度参数及有效抗剪强度参数。本次试验主题词：周围压力；轴向压力；不固结不排水剪；固结不排水剪；固结排水剪。二、仪器设备 1．三轴压缩议：应变控制式，由周围压力系统、反压力系统、孔隙水压力量测系统和主机组成。 2．附属设备：包括击实器、饱和器、切土器、分样器、切土盘、承膜筒和对开圆模。 3．天平：称量200g，感量0.019；称量1000g，感量0.1g。 4．橡皮膜：应具有弹性，厚度应小于橡皮膜直径的1／100，不得有漏气孔。三、操作步骤试样的制备：（1）将制备成大于试样直径和高度的毛坯，放在切土器内用钢丝锯和修土刀，制备成所要求规格的试样（2）试样饱和一般采用真空抽气饱和法，将切好的试样装入饱和器后，先浸没在带有清水的真空饱和缸内，连续真空抽气2-4小时（粘土），然后停止抽气，静置12小时左右即可。（3）原状试样制备，应将土切成圆柱形试样，试样两端应平整并垂直于试样轴，当试样侧面或端部有小石子或凹坑时，允许用削下的余土修整，试样切削时应避免扰动，并取余土测定试样的含水量。（4）扰动试样制备，应根据预定的干密度和含水量，在击实器内分层击实，粉质土宜为3一5层，粘质土宜为5一8层，各层土料数量应相等，各层接触面应刨毛。（5）对于砂性土应先在压力室底座．全依次放上不透水板，橡皮膜和对开圆膜。将砂料填入对开圆膜内，分三层按预定干密度击实。当制备饱和试样时，在对开圆膜内注入纯水至1／3高度，将煮沸的砂料分三层填入，达到预定高度。放上不透水板、试样帽，扎紧橡皮膜。对试样内部施加5KPa负压力使试样能站立，折除对开圆膜。（6）对制备好的试样，应量测其直径和高度。

试验四、三轴压缩试验.

试验四、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3σ）下施加轴向压力（即主应力差1σ—3σ），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'c 。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3σ和轴向偏应力1σ—3σ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u ?和u c 。固结不排水剪（CU ）试验中，试样先在周围压力3σ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1σ—3σ至试样剪坏。固结不排水可得到总强度指标cu ?和cu c ，如试验时量测孔隙水压力也可得到有效强度指标'?和'c 。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1σ—3σ，至试样剪破坏。该试验由于在整个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d ?和d c 。本次试验只做饱和试样的固结不排水剪。（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3σ（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1σ=q —3σ（偏应力），小主应力是周围压力，中主应力2σ和3σ相等。则由一个试样所得的1σ和3σ，可以绘制一个极限应力圆。对同一种土，另取几个试样，改变围压3σ，试样剪坏时所加的轴压力1σ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，即是土的抗剪强度包线c +=?στtg ，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。

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，

直剪试验和三轴剪切试验对比分析说课讲解

直剪试验和三轴剪切试验对比分析

直剪试验和三轴剪切试验对比分析摘要：本文通过对直剪试验和三轴剪试验的比较，借此与同行交流。关键字：直剪；三轴剪；对比分析土的抗剪强度定义为土体抵抗剪切破坏的极限能力，是土的重要力学性质之一。在土力学中，采用摩尔-库仑强度准则，用内摩擦角和内聚力来表现土的抗剪强度规律，即是在土的破裂面上，抗剪强度随法向应力增长的规律。土的抗剪强度在计算承载力、评价地基稳定性以及计算挡土墙土压力时，都有重要的应用。因此，正确的测定土的抗剪强度，在计算和评价土体的性质有重要的意义。根据土体受力面和受力方式不同，测定土的抗剪强度的方法和仪器也不同，常用的方法主要有室内的直接剪切试验、无侧限抗压强度试验和三轴压缩试验及原位的十字板剪切试验等。本文主要针对直接剪切试验和三轴压缩试验进行分析对比。一、直剪试验直接剪切试验就是是在某一预订的面上剪切土的试件，测定该面上的剪应力和抗剪强度的试验。我国目前普遍采用的是应变控制式直剪仪。如图1，试样施加某一法向

应力σ，然后等速推动下盒，使试样在沿上下盒之间的水平面上受剪直至破坏，剪应力t的大小可借助与上盒接触的量力环而确定。根据试样在剪切过程中剪应力t与剪切位移S之间的关系曲线，（2-a）可以确定抗剪强度τf通常同一种土取4个试样，分别在不同的法向应力（J下剪切破坏，可将试验结果绘制成如图2（2 - b）所示的抗剪强度与法向应力之间的关系曲线。图2 的（ 2 - a ）是剪应力与剪切位移的关系；图2的（ 2 - b ）是抗剪强度与法向应力关系。按照剪切前土的固结程度，剪切时排水的条件以及剪切加荷的快慢，直接剪切试验方法可分3种：（1）快剪试验（不排水剪）。（2）固结快剪试验（固结不排水剪）。在法向压力下试样充分排 7JC，待完全固结后，再快速施加水平剪力使试样剪切破坏。二、三轴试验三轴压缩试验是测定土的抗剪强度一种比较完善的方法。它通常用3―4个圆柱形试样，分别承受不同的周围压力并保持周围压力不变，然后施加轴向压力，进行剪切直至破坏，再根据摩尔-库仑理论，求得抗剪强度指标。三轴试验能够模拟土体的三轴受力情况如图3 （ 3 - a ）和

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 1 C 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。

三轴压缩实验报告

竭诚为您提供优质文档/双击可除三轴压缩实验报告篇一：三轴试验报告静力三轴试验报告 ——静力三轴压缩试验 1.概述：静力三轴压缩试验是试样在某一固定周围压力下，逐渐增大轴向压力，直至试样破坏的一种抗剪强度试验，是以摩尔-库伦强度理论为依据而设计的三轴向加压的剪力试验。 2.试验方法：根据土样固结排水条件和剪切时的排水条件，三轴试验可分为不固结不排水剪试验（uu）、固结不排水剪试验（cu）、固结排水剪试验（cD）等。本试验采用固结排水试验方法。 3.仪器设备：静力三轴仪。由以下几个部分组成：三轴压力室、轴向加荷系统、轴向压力量测系统、周围压力稳压系统、孔隙水压力测量系统、轴向变形量测系统、反压力体变系统、计算机数据采集和处理系统Tgwin程序。附属设备：击实筒、承

膜筒和砂样植被模筒、天平、橡胶模、橡皮筋、透水石、滤纸等。4.试验材料：本试验材料为Iso标准砂，测得该材料最大干密度为?dmax=1.724g/cm3，最小干密度为?dmin=1.429g/cm3。5.成样方法：试样高度为h=80mm，直径为d=39.1mm，体积可算得为V=96.1cm3，本试验采用初始成样相对密实度为Dr=50%。先根据公式Dr? ?dmax(?d??dmin) 反算 ?d(?dmax??dmin) 出?d=1.562g/cm3，则可求出制备三轴试样所需的干砂的总质量m=153g。本试验采用干装法，将取好的干砂4等分，每份38.25g，均匀搅拌后，先将承膜筒将试样安装到试验仪器上，然后直接在承膜筒中分4层压实到指定高度进行成样。 6.试验步骤及数据处理（1）成样方法按照上述步骤进行，成样之后降低排水管的高度，使排水管内水面高度低于试样中心高度约0.2m，关闭排水阀，这样在试样内部形成一定的负压，以便试样能够自立。（2）安装压力室。试样制备完毕后，安装压力室。安

直剪试验和三轴剪切试验对比分析

直至破坏，剪应力t的大小可借助与上盒接触的量力环而确定。根据试样在剪切过程中剪应力t与剪切位移S之间的关系曲线，（2-a）可以确定抗剪强度τf通常同一种土取4个试样，分别在不同的法向应力（J下剪切破坏，可将试验结果绘制成如图2（2 - b）所示的抗剪强度与法向应力之间的关系曲线。图2 的（ 2 - a ）是剪应力与剪切位移的关系；图2的（ 2 - b ）是抗剪强度与法向应力关系。按照剪切前土的固结程度，剪切时排水的条件以及剪切加荷的快慢，直接剪切试验方法可分3种：（1）快剪试验（不排水剪）。（2）固结快剪试验（固结不排水剪）。在法向压力下试样充分排 7JC，待完全固结后，再快速施加水平剪力使试样剪切破坏。二、三轴试验三轴压缩试验是测定土的抗剪强度一种比较完善的方法。它通常用3―4个圆柱形试样，分别承受不同的周围压力并保持周围压力不变，然后施加轴向压力，进行剪切直至破坏，再根据摩尔-库仑理论，求得抗剪强度指标。三轴试验能够模拟土体的三轴受力情况如图3 （ 3 - a ）和可以控制排水条件以及可以量测土样中孔隙水压力的变化。其剪

岩土三轴压缩实验

三轴压缩实验（实验性质：综合性实验）一、概述 1910年摩尔（Mohr ）提出材料的破坏是剪切破坏，并指出在破坏面上的剪应力τ是为该面上法向应力σ的函数，即 ()f f τσ= 这个函数在f τσ-坐标中是一条曲线，称为摩尔包线，如图4-1实线所示。摩尔包线表示材料受到不同应力作用达到极限状态时，滑动面上法向应力σ与剪应力f τ的关系。土的摩尔包线通常可以近似地用直线表示，如图4-1虚线所示，该直线方程就是库仑定律所表示的方程（c tg τσ?=+）。由库仑公式表示摩尔包线的土体强度理论可称为摩尔－库仑强度理论。图4-1 摩尔包线当土体中任意一点在某一平面上的剪应力达到土的抗剪强度时，就发生剪切破坏，该点也即处于极限平衡状态。根据材料力学，设某一土体单元上作用着的大、小主应力分别为1σ和3σ，则在土体内与大主应力1σ作用面成任意角α的平面a a -上的正应力σ和剪应力τ，可用 τσ-坐标系中直径为13()σσ-的摩尔应力圆上的一点（逆时针旋转2α,如图4-2 中之A 点）的坐标大小来表示，即 13131311 ()()cos 2221 ()sin 22 σσσσσα τσσα =++-=- 将抗剪强度包线与摩尔应力画在同一张坐标纸上，如图4-3所示。它们之间的关系可以有三种情况：①整个摩尔应力圆位于抗剪强度包线的下方（圆Ⅰ），说明通过该点的任意平面上的剪应力都小于土的抗剪强度，因此不会发生剪切破坏；②摩尔压力圆与抗剪强度包线相割（圆Ⅲ），表明该点某些平面上的剪应力已超过了土的抗剪强度，事实上该应力圆所代表的应力状态是不存在的；③摩尔应力圆与抗剪强度包线相切（圆Ⅱ），切点为A 点，说明在A 点所代表的平面上，剪应力正好等于土的抗剪强度，即该点处于极限平衡状态，圆Ⅱ称为极限应力圆。