巨粒土原位直剪试验和室内三轴剪切试验比较

文章编号:1671-2579(2010)03-0312-03

周志坚1

,阎宗岭

(1.福建交通职业技术学院,福建福州 350007; 2.招商局重庆交通科研设计院有限公司)

摘要:对巨粒土进行了原位剪切试验和室内三轴剪切试验,并对试验结果进行比较,得出了室内三轴试验和原位试验的优缺点,认为原位剪切试验测得的c 、U 值离散度明显大于室内三轴剪切试验,且在三轴剪切试验中巨粒土试样的固结程度要高于工程中的实际固结程度,在以后的试验中应尽量采用较小的围压进行固结。

关键词:巨粒土;原位剪切试验;三轴剪切试验

收稿日期:2009-09-07

作者简介:周志坚,男,副教授.E-mail:zzj129@gmail.co m

1 前言

试样中巨粒组质量多于总质量50%的土称为巨粒土,此时巨粒在土中起骨架作用,决定了土的主要性能。巨粒土在荷载作用下产生摩擦阻力,而粘聚力非

常小,其抗剪强度特性是工程重要技术指标之一,是堆石坝、路基体稳定性分析的依据。测定巨粒土抗剪强度的方法一般有原位剪切试验、室内直剪试验和室内大型剪切试验。为了真实获取巨粒土的强度参数值,结合某堤防工程实践进行了现场大型原位剪切试验和室内大型三轴剪切试验,并对二者的试验结果和优缺点进行了对比。

2 现场大型直剪试验

工程中巨粒土最大粒径可达800~1000mm,在室内研究其原级配抗剪强度比较困难,从而需在现场进行原位剪切试验,以探求巨粒土的抗剪特性,确保工程质量。原位剪切试验的5个试样从施工现场巨粒土中随机选取,试样尺寸长@宽@高为1500mm @1500mm @750mm,以使试验体的非均匀性、颗粒骨架以及空洞等结构特性对抗剪强度的影响较好地反映出来。2.1 试验原理及结果

试验原理与直剪试验相同,但剪力盒只有一个上盒,试验数目为5个。大型剪切试验原理如图1所示。大型原位剪切试验的压力由液压千斤顶提供,对巨粒土施加剪切力,试验结果如图2所示。在试验过程中

发现剪切位移有/跳跃0现象,造成剪切力的突变。这

是由于巨粒土存在部分超粒径颗粒,在颗粒粒径较小的部位,破裂面一般可以直接剪断颗粒而过,如果超粒径颗粒恰好位于剪切面上,则剪切面必须绕过这些颗粒,即出现破裂面绕过石块上弯的现象,剪切面在空间上呈现出波浪式,因此真实剪切面并不是平直的SS 面,而是S c S c 曲面,如图3所示。在剪切过程中,实际剪切面S c S c 上部分颗粒被剪断或在棱角处发生破碎,造成位移的跳跃和剪切力的突变。

图1 巨粒土现场大型剪切试验

图2 各试件剪切力-位移曲线

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中外公路

第30卷第3期2010年6月

图3巨粒土剪切面

2.2试验结果的统计特征

巨粒土的工程性质具有很大的变异性,而抗剪强度参数的合理确定直接关系到整个工程的安全稳定性和经济性。巨粒土抗剪强度真实值是难以确知的,因为它们是各种因素影响下的随机变量,只能抽取一定数目的样本进行试验,再根据样本信息来总体推断预测。工程的设计和施工只能在一些不确定性因素前提下进行,因此有必要对选取的c、U值参数进行统计分析。

假定对于巨粒土已进行了n组大型直剪试验,得到正应力R i(i=1,2,,,n)和剪切强度S i(i=1,2,,, n)。从统计学角度上讲,每二组(R,S)按M ohr-Cou-lum b准则表达式S=R#tan U+c,可以计算c、tan U的平均值、方差和相关系数。若巨粒土大型剪切试验为n组,则按排列组合可计算出C2n组c、tan U的样本。但实际样本数没有那么多,而且还需要剔除出现c<0和tan U<0时的样本。

2.3巨粒土c、tan U参数的概率特征

用最小二乘法对现场剪切试验测定的c、U值进行统计分析,可以计算得到c、tan U参数的概率特征统计成果,如表1所示。

表1巨粒土强度参数

编号试点粘聚力

c/kP a

内摩擦角

U/(b)

c、tan U

直接剪切试验报告

实验五直接剪切试验实验人：学号：一、概述直接剪切试验就是直接对试样进行剪切的试验，简称直剪试验，是测定土的抗剪强度的一种常用方法，通常采用4个试样，分别在不同的垂直压力p 下，施加水平剪切力，测得试样破坏时的剪应力τ，然后根据库仑定律确定土的抗剪强度参数内摩擦角?和粘聚力c 。二、仪器设备 1、直剪仪。采用应变控制式直接剪切仪，如图所示，由剪切盒、垂直加压设备、剪切传动装置、测力计以及位移量测系统等组成。加压设备采用杠杆传动。 2、测力计。采用应变圈，量表为百分表。 3、环刀。内径6.18cm ，高2.0cm 。 4、其他。切土刀、钢丝锯、滤纸、毛玻璃板、凡士林等。三、操作步骤 1、将试样表面削平，用环刀切取试件，测密度，每组试验至少取四个试样，各级垂直荷载的大小根据工程实际和土的软硬程度而定，一般可按100kPa ，200kPa ，300kPa ，400kPa （即1.0 kg/cm 2，2.0 kg/cm 2，3.0 kg/cm 2，4.0 kg/cm 2）施加。 2、检查下盒底下两滑槽内钢珠是否分布均匀，在上下盒接触面上涂抹少许润滑油，对准剪切盒的上下盒，插入固定销钉，在下盒内顺次放洁净透水石一块及湿润滤纸一张。图7-1 应变控制式直剪仪 1—轮轴；2—底座；3—透水石；4—测微表；5—活塞； 6—上盒；7—土样；8—测微表；9—量力环；10—下盒

3、将盛有试样的环刀平口朝下，刀口朝上，在试样面放湿润滤纸一张及透水石一块，对准剪切盒的上盒，然后将试样通过透水石徐徐压入剪切盒底，移去环刀，并顺次加上传压板及加压框架。 4、在量力环的安装水平测微表，装好后应检查测微表是否装反，表脚是否灵活和水平，然后按顺时针方向徐徐转动手轮，使上盒两端的钢珠恰好与量力环按触（即量力环中测微表指针被触动）。 5、顺次小心地加上传压板、钢珠，加压框架和相应质量的砝码（避免撞击和摇动）。 6、施加垂直压力后应立即拔去固定销（此项工作切勿忘记）。开动秒表，同时以每分钟4~12转的均匀速度转动手轮（学生可用6转/分），转动过程不应中途停顿或时快时慢，使试样在3~5分钟内剪破，手轮每转一圈应测记测微表读数一次，直至量力环中的测微表指针不再前进或有后退，即说明试样已经剪破，如测微表指针一直缓慢前进，说明不出现峰值和终值，则试验应进行至剪切变形达到4mm（手轮转20转）为止。 7、剪切结束后，吸去剪切盒中积水，倒转手轮，尽快移去砝码，加压框架，传压板等，取出试样，测定剪切面附近土的剪后含水率。 8、另装试样，重复以上步骤，测定其它三种垂直荷载（200kPa，300kPa，400kPa）下的抗剪强度。四、成果整理 1、按式（7-1）计算抗剪强度： τ（7-1） = CR 式中R—量力环中测微表最大读数，或位移4mm时的读数。精确至0.01mm。 C—量力环校正系数，（N/mm2/0.01mm）。 2、按式（7-2）计算剪切位移： L- ?2.0（7-2） = R n 式中0.2 —手轮每转一周，剪切盒位移0.2mm； n—手轮转数。 3、制图 ?（1）以剪应力为纵坐标，剪切位移为横坐标，绘制剪应力τ与剪切位移L 的关系曲线，如试验图7-2所示。取曲线上剪应力的峰值为抗剪强度，无峰值时，取剪切位移4mm所对应的剪应力为抗剪强度。（2）以抗剪强度为纵坐标，垂直压力为横坐标，绘制抗剪强度与垂直压力关系曲线（图7-3），直线的倾角为土的内摩擦角?，直线在纵坐标上的截距为土

直接剪切试验—慢剪实施细则

土工作业指导书直接剪切试验—慢剪实施细则文件编号：版本号：编制：批准：生效日期：

直接剪切试验—慢剪实施细则 1. 目的为了规范标准固结试验中的各个环节，特制定本细则。 2. 适用范围本试验方法适用细粒土。 3. 引用文件 GB/T50123-1999 土工试验方法标准。 4. 检测设备本试验所用的主要仪器设备，应符合下列规定： 1、应变控制式直剪仪：由剪切盒、垂直加压设备、剪切传动装置、测力计、位移量测系统组成。 2、环刀：内径61.8mm，高度20mm。 3、位移量测设备：量程为10mm，分度值为0.01mm的百分表；或准确度为全量程 0.2%的传感器。 5．操作步骤进行： 5．1试样的制备： 5．1．1原状土试样制备： a．将原土样筒按标明的上下方向放置，剥去蜡封和胶带，开启土样筒取出土样。检查土样结构，当确定土样已受扰动或取土质量不符合规定时，不应制备力学性质试验的试样。 b．根据试验要求用环刀切取试样时，应在环刀内壁涂一薄层凡士林，刃口向下放在土样上，将环刀垂直下压，并用切土刀沿环刀外侧切削土样，边压边削至土样高出环刀，根据试样的软硬采用钢丝锯或切土刀整平环刀两端土样，擦净环刀外壁，称环刀和土的总质量。 c．切削试样时，应对土样的层次、气味、颜色、夹杂物、裂缝和均匀性进行描述，对低塑性和高灵敏度的软土，制样时不得扰动。

d．测定试样的含水率和密度，取切下的余土测定土粒比重：对均质和含有机质的土样，宜采用天然含水率状态下代表性土样，供颗粒分析、界限含水率试验。对非均质土应根据试验项目取足够数量的土样，置于通风处凉干至可碾散为止。对砂土和进行比重试验的土样宜在105～110℃温度下烘干，对有机质含量超过5%的土、含石膏和硫酸盐的土，应在65～70℃温度下烘干。 5．1．2扰动土试样的制备和试样的制样：试样的制备： a．将土样从土样筒或包装袋袋中取出，对土样的颜色、气味、夹杂物和土类及均匀程度进行描述，并将土样切成碎块，拌和均匀，取代表性土样测定含水率。 b、对均质和含有机质的土样,宜采用天然含水率状态下代表性土样,供颗粒分析、界限含水率试验。对非均质土应根据试验项目取足够数量的土样，置于通风处凉干至可碾散为止。对砂土和进行比重试验的土样宜在105～110℃温度下烘干，对有机质含量超过5%的土、含石膏和硫酸盐的土，应在65～70℃温度下烘干。 c．将风干或烘干的土样放在橡皮板上用木碾碾散，对不含砂和砾的土样，可用碎土器碾散（碎土器不得将土粒破碎）。 d．对分散后的粗粒土和细粒土，应按下表要求过筛。对含细粒土的砾质土，应先用水浸泡并充分搅拌，使粗细颗粒分离后按不同试验项目的要求进行过筛。

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

四、原位剪切试验

四、原位剪切试验 1. 试验的目的及意义（1）由于现场直剪试验土样的受剪面积比室内试验大得多，且又是在现场直接进行试验的，因此较室内试验更能符合天然状态，得出的结果更加符合实际工程的技术要求。通过大面积现场直接剪切试验，求出现场原状土的抗剪强度参数、C ，研究观察现场原状土的抗剪性能。（2）熟悉现场剪切试验的操作步骤。 2. 试验的适用范围主要适用于粘性土、粉土、沙土以及他们组成的混合土层。 3. 试验仪器及制样工具垂直加压千斤顶1个、水平加压千斤顶1个、百分表1个、垂直加压钢垫板2块、滚排1块、水平加压钢垫板2块、垂直加压斜撑反力装置1套、剪切盒1组，剪切盒面积为0.12平方米（32.5 cm ×37cm ）。制样工具：锄头、铁铲、铁锹等。 4. 试验的基本原理其试验符合库仑定律，根据库伦定律有式中， ——剪切面破坏面上的剪应力（kpa ） ——试验土体的粘聚力（kpa ） ——破坏面上的法向应力（kpa ） ——试验土体的内摩擦角其中，、按照下面计算 P F σ= 、 q F τ= 式中，P ——作用于剪切面的总法向应力（Mpa ） q ——作用于剪切面的总剪切荷载（Mpa ） F ——剪切面面积（）

5.试验技术要求（1）剪切盒罩在试验土体上时，底面应保持于周围土体面齐平，既不能悬空，也不能插入到土体当中。（2）剪切盒上钢板应完全覆盖在试验土体顶面，不能接触剪切盒四周的钢板。（3）水平千斤顶、竖直千斤顶、反力梁的安装都应位于试验土体的中轴位置。（4）反力梁应充分接触混凝土插槽顶部（5）百分表充分抵住剪切盒侧面。（6）竖直千斤顶下的钢垫板不能偏移，以防加压时弹出。（7）竖直千斤顶加压时始终稳定在4Mpa。（8）水平千斤顶加压每0.2Mpa读数一次。（9）水平油压表出现大幅回落时停止加压。（10）五个人分工明确，协调统一。 6.试验操作步骤（1）开挖试坑，开挖到预定深度后套入剪切盒套平整表面的土。（2）在土体上表面放置垂直加压钢垫板，然后把滚排放在垂直加压钢垫板上，安放工字钢作为提供反力装置。（3）安放垂直千斤顶，使千斤顶紧密压着钢垫板。（4）安放水平加压钢垫板以及水平加压千斤顶，再安装百分表。（5）开始施加垂直加压千斤顶，第一组试验的垂直千斤顶的压力为4Mpa，待垂直千斤顶稳定后开始施加水平加压千斤顶，每级按照0.2Mpa施加，稳定缓慢地加载，当水平加压千斤顶读数不再增大或者开始变小时停止施加水平力，记录下此时的水平加压千斤顶的读数和百分表读数。（6）在原来施加水平力的相反方向施加水平力，使土体回到原来的位置上，然后按照第四步开始试验，此时得到的强度为残余强度。 7.试验数据（1）土体原位峰值抗剪强度试验数据

直接剪切试验

试验八直接剪切试验 (一) 概述直接剪切试验就是直接对试样进行剪切的试验，是测定抗剪强度的一种常用方法，，通常采用4个试样，分别在不同的垂直压力施加水平剪力，测试样破坏时的剪应力，然后根据库仑定律确定土的抗剪强度参数?与c (二) 试验方法直接剪切试验一般可分为慢剪、固结快剪和快剪三种试验方法。 1.慢剪试验。先使土样在某一级垂直压力作用下，固结至排水变形稳定(变形稳定标准为每小时变形不大于0.005mm)，再以小于每分钟0.02 mm 的剪切速量缓慢施加水平剪应力，在施加剪应力的过程中，使土样内始终不产生孔隙水压力，用几个土样在不同垂直压力下进行剪切，将得到有效应力抗剪强度参数c s 和Фs 值，但历时较长，剪切破坏时间可按下式估算 ) 18(5050 ?=t t f 式中 t f ——达到破坏所经历的时间； t 50——固结度达到50%的时间。 2.固结快剪试验。先使土样在某一级垂直压力作用下，固结至排水变形稳定，再以每分钟0.8mm 的剪切速率施加剪力，直至剪坏，一般在3～5min 内完成，适用于渗透系数小于10-6cm/s 的细粒土。由于时间短促，剪力所产生的超静水压力不会转化为粒间的有效应力，用几个土样在不同垂直压力下进行慢剪，便能求得抗剪强度参数cq cq C 与? 值，这种c cq 、cq ?值称为总应力法抗剪强度参数。 3.快剪试验。采用原状土样尽量接近现场情况，以每分钟0.8mm 的剪切速率施加剪力，直至剪坏，一般在3～5 min 内完成，适用于渗透系数小于10-6cm/s 的细粒土。种方法将使粒间有效应力维持原状，不受试验外力的影响，但由于这种粒间有效应力的数值无法求得，所以试验结果只能求得(σtanФq +c q )的混合值。快速法适用于测定粘性土天然强度，但φq 角将会偏大。 (三)仪器设备 1..直剪仪。采用应变控制式直接剪切仪，如图8-1所示，由剪切盒、垂直

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】。

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、量表、橡皮膜等。附图10.1 抗剪强度包线附图10.2 原状土分样器 1.钢丝架；2一滑杆；3一底座附图10.3 对开圆膜 1.压力室底座；2.透水石；3.制样圆模； 4.圆箍； 5.橡皮膜； 6.橡皮圈

原位直剪试验

原位直剪试验 1目的和适用范围 ①原位直剪试验用于测定土体本身土体软弱面和地基土与混凝土接触面的抗剪强度。 ②本规程包括在法向应力作用下沿固定剪切面的抗剪强度试验和混凝土板与地基土的抗滑试验。 ③试验可采用应力控制和应变控制方式进行。 2 引用标准 GB50021-94《岩土工程勘察规范现场剪切试验》。 3 土体抗剪强度试验（1）仪器设备主要设备由垂直加荷装置水平推力拉力装置剪切盒水平及垂直位移计等组成 ①附压力表的千斤顶4至6个，出力150～200kN；压力表为1.5级。经称量的加重物如铁块混凝土块等若干块。 ②拉力计：量程：0～100kN，准确度为全量程的1.0% ③百分表：2至4个，量程10～25mm，分度值0.01mm。 ④牵引及导向设备钢丝绳滑轮三角架锚座等。 ⑤其他设备加荷台、起重葫芦、秒表、土锚、工字梁、槽钢、垫块、滚珠轴承、链条钳等。（2）仪器设备的检定和校准 ①压力表：应按JJG52～87《弹簧管式一般压力表、压力真空表及真

空表检定规程》检定后，再与千斤顶组合在试验机上进行校准。 ②拉力测力计：应参照GGJ144-92《标准测力计检定规程》进行检定。 ③百分表：应按JJG379-95《大量程百分表检定规程》进行检定。（3）操作步骤 ①本试验可在试洞、试坑或探槽中进行。同一组试验体的地质条件应基本相同，其受力状态应与土体在工程中的受力状态相近。 ②根据剪切面状态，选择试验布置方案。当剪切面水平或近于水平时，可采用平推法；当剪切面较陡时，可采用楔形体法。 ③开挖试坑时，应避免对试体的扰动，尽量保持土体结构及含水率不产生显著变化。在地下水位以下进行试验时，应避免水压力及渗流对试体的影响。 ④每组试验试体不宜少于3块.试体面积不宜小于0.1㎡，高度不宜小于10cm或为最大土粒粒径的4～8倍。 ⑤将修整好的试体在顶面放上盖板，周边套上剪切盒，剪切盒与试样间的间隙应用膨胀快凝水泥砂浆填充。剪切盒底边应在剪切面以上留一适当的间隙。 ⑥根据设计荷载来确定最大的垂直压力，并以此按等量分成3至4个垂直压力进行试验。垂直压力施加方法如下。 1 若采用重物加荷时，可先在土试体上搁置加荷平台，均匀地逐渐加上重物。应避免加荷时发生偏心现象。 2 若采用千斤顶加荷时，支架好反力装置，按顺序装上千斤顶和滚珠轴承，必须保证作用力位于试体的中心。

直接剪切试验任务说明书

直接剪切试验任务说明书试验七直接剪切试验（快剪法）一、指标含义与试验目的土的抗剪强度是土在外力作用下，其一部分土体对于另一部分土体滑动时所具有的抵抗剪切的极限强度。直接剪切试验是测定土的抗剪强度的一种常用方法。通常采用四个试样为一组，分别在不同的垂直压力σ下，施加水平剪应力进行剪切，求得破坏时的剪应力τ，然后根据库仑定律确定土的抗剪强度参数内摩擦角υ和凝聚力 C 。在确定地基土的承载力、挡土墙的土压力以及验算土坡的稳定性等时，都要用到抗剪强度指标。二、试验方法试验原理直剪试验分为快剪（Q）、固结快剪（CQ）和慢剪（S）三种试验方法。在教学中可采用快剪法。快剪试验是在试样上施加垂直压力后立即快速施加水平剪切力，以0.8~1.2mm/min的速率剪切，一般使试样在3～5min内剪破。快剪法适用于渗透系数小于10-6cm/s的细粒土，测定粘性土天然强度。三、仪器设备 1．应变控制式直接剪切仪：如附图7－1，有剪力盒、垂直加压框架、剪切传动装置、测力计及位移量测系统等。 2．环刀：内径61.8mm，高度20mm。 2．位移量测设备：百分表，量程为10mm，分度值为0.01mm。

附图7－1 应变控制式直剪仪结构示意图 1－垂直变形百分表；2－垂直加压框架；3－推动座；4－剪切盒；5－试样；6－测力计；7－台板；8－杠杆；9－砝码四、试验步骤 1．切取试样：根据工程需要，从原状土或制备成所需状态的扰动土中用环刀切四个试样，如系原状土样，切试样方向应与土在天然地层中的方向一致。测定试样的密度及含水率。如试样需要饱和，可对试样进行抽气饱和。以上做法要求与固结试验相同。 2．安装试样：对准剪切容器上下盒，插入固定销钉。在下盒内放入透水板，上覆隔水蜡纸（或硬塑料薄膜）一张。将装有试样的环刀刃口向上，对准剪切盒口，在试样上放隔水蜡纸（或硬塑料薄膜）一张，再放上透水板，将试样徐徐推入剪切盒内，移去环刀。不需安装垂直位移量测装置。 3．施加垂直压力：转动手轮，使上盒前端钢珠刚好与测力计接触，调整测力计中的量表读数为零。顺次加上盖板、钢珠压力框架。每组四个试样，分别在四种不同的垂直压力下进行剪切。在教学上，可取四个垂直压力分别为100、200、300、400kPa。 4．进行剪切：施加垂直压力后，立即拔出固定销钉，开动秒表，以每分钟4～6转的均匀速率旋转手轮（在教学中可采用每分钟6转）。

原位测试

第五章工程地质原位测试掌握土体力学性质的原位测试方法，包括载荷试验、静力触探、动力触探、波速试验等基本原理、适用条件、资料整理和成果应用。除此之外，应适当了解其他原位测试方法。 5.1 概述在岩土工程勘察过程中，为了取得工程设计所需要的反映地基岩土体物理、力学、水理性质指标，以及含水层参数等定量指标。要求对上述性质进行准确的测试工作，这种测试仅靠勘探中采取岩土样品在实验室内进行实验往往是不够。实验室一般使用小尺寸试件，不能完全确切地反映天然状态下的岩土性质，特别是对难于采取原状结构样品的岩土体。因而有必要在现场进行试验，测定岩土体在原位状态下的力学性质及其他指标，以弥补实验室测试的不足。原位测试亦称现场试验、就地试验、野外试验。许多试验方法是随着对岩土体的深入研究而发展起来的。 5.1.1 什么是原位测试？原位测试（in-situ-test）是在工程地质勘察现场，在不扰动或基本不扰动土层的情况下对土层进行测试，以获得所测土层的物理力学性质指标及划分土层的一种岩土工程勘察技术。 5.1.2野外试验的目的 1、在岩土体处于天然状态下，利用原地切割的较大尺寸的试件进行各种测试取得可靠的岩土体物理、力学、水理性质指标。 2、对于某些因无法采取原状样品进行室内实验的岩土体的测试。如：裂隙化岩石、液态粘性土（低液限粘土、淤泥）、砂砾。 3、完成或实现室内无法测定的实验内容。如：地下洞室围岩应力、岩体裂隙的连通性、透水性、含水层的渗透性等。 4、为施工（基坑开挖、地基处理）提供可靠的数据。 5.1.3 原位测试的优缺点及其分类（一）优点（1）可在拟建工程场地进行测试，不用取样。（2）原位测试涉及的土体积比室内试验样品要大得多，因而更能反映土的宏观结构（如裂隙、夹层）对土的性质的影响。（4）很多土的原位测试技术方法可连续进行，因而可以得到完整的土层剖面及

土的直接剪切试验

土的直接剪切试验直接剪切试验是通过在预定的剪切面上分别直接施加法向压力和剪应力求得土的抗剪强度指标的试验。环刀内径61.8mm，高度20mm 基本原理土的抗剪强度是土在外力作用下，其一部分土体对于另一部分土体滑动时所具有的抵抗剪切的极限强度。该试验是将同一种土的几个试样分别在不同的垂直压力作用下，沿固定的剪切面直接施加水平剪力，得到破坏时的剪应力，然后根据库仑定律，确定土的抗剪强度指标:内摩擦角和凝聚力。剪切类型直接剪切试验，英文direct shear test，属于工程地质学词汇，即根据剪切时排水条件，直接剪切试验方法可分为快剪(不排水剪)、慢剪(排水剪)及固结快剪(固结不排水剪)等。按施加剪力的方式不同，直接剪切仪分应变控制式和应力控制式两种。前者是通过弹性钢环变形控制剪切位移的速率。后者是通过杠杆用砝码控制施加剪应力的速率，测相应的剪切位移。目前多用应变控制式，应力控制式只适用于作慢剪及长期强度试验。慢剪(排水剪)适用于细粒土;固结快剪(固结不排水剪)适用于渗透系数小于l0 cm/s的细粒土;快剪(不排水剪)适用于渗透系数小于10cm/s的细粒土。剪切实验:慢剪 (1)本试验方法适用于细粒土;(2)本试验所用的主要仪器设备，应符合下列规定:①应变控制式直剪仪:由剪切盒、垂直加压设备、剪切传动装置、测力计、位移量测系统组成;②环刀:内径61.8mm，高度20mm;③位移量测设备:量程为10mm，分度值为0.01mm的百分表或准确度为全量程0.2 %的传感器; (3) 慢剪试验，应按下列步骤进行:①原状土试样制备，应按"试样制备"第4条的步骤进行，扰动±试样制备按"试样制备"第6条的步骤进行，每组试样不得少于4 个。

直接剪切试验—固结快剪实施细则

土工作业指导书直接剪切试验—固结快剪实施细则文件编号：版本号：编制：批准：生效日期：

直接剪切试验—固结快剪实施细则 1. 目的为了规范标准固结试验中的各个环节，特制定本细则。 2. 适用范围本试验方法适用于渗透系数小于10-6cm/s的细粒土。 3. 引用文件 GB/T50123-1999 土工试验方法标准。 4. 检测设备本试验所用的主要仪器设备，应符合下列规定： 1、应变控制式直剪仪：由剪切盒、垂直加压设备、剪切传动装置、测力计、位移量测系统组成。 2、环刀：内径61.8mm，高度20mm。 3、位移量测设备：量程为10mm，分度值为0.01mm的百分表；或准确度为全量程 0.2%的传感器。 5．操作步骤进行： 5．1试样的制备： 5．1．1原状土试样制备： a．将原土样筒按标明的上下方向放置，剥去蜡封和胶带，开启土样筒取出土样。检查土样结构，当确定土样已受扰动或取土质量不符合规定时，不应制备力学性质试验的试样。 b．根据试验要求用环刀切取试样时，应在环刀内壁涂一薄层凡士林，刃口向下放在土样上，将环刀垂直下压，并用切土刀沿环刀外侧切削土样，边压边削至土样高出环刀，根据试样的软硬采用钢丝锯或切土刀整平环刀两端土样，擦净环刀外壁，称环刀和土的总质量。 c．切削试样时，应对土样的层次、气味、颜色、夹杂物、裂缝和均匀性进行描述，对低塑性和高灵敏度的软土，制样时不得扰动。

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

(土工)直接剪切实验(报告)

直接剪切实验报告专业班级学号姓名同组者姓名实验编号实验名称直接剪切实验实验日期批报告日期成绩一、实验目的直接剪切实验是测定土的抗剪强度的一种常用方法，通常采用四个试样，分别在不同的垂直压力下，施加水平剪切力进行剪切，测出破坏时剪应力，然后根据库仑定律确定土的抗剪强度指标：内摩擦角φ和粘聚力c。二、实验原理土的破坏都是剪切破坏，土的抗剪强度是土在外力作用下，其一部分土体对于另一部分土体滑动时所具有的抵抗剪切的极限强度。土体的一部分对于另一部分移动时，便认为该点发生了剪切破坏。无粘性土的抗剪强度与法向应力成正比；粘性土的抗剪强度除和法向应力有关外，还决定于土的粘聚力。土的摩擦角φ、粘聚力c是土压力、地基承载力和土坡稳定等强度计算必不可少的指标。三、实验仪器 1.应变控制式直剪仪：由剪切容器、垂直加压设备、水平力推力座、量力环等组成。 2.其它辅助设备：百分表、天平、环刀、秒表、饱和器、透水石、削土刀等。四、实验步骤（见实训指导书，不要都抄，自己总结，写关键步骤即可。） 1.按要求的干密度，称出一个环刀体积所需的风干试样。本实验使用扰动土试样。制备四份试样，在四种不同竖向压力下进行剪切试验。 2. .取出剪切容器的加压盖及上部透水石，将上下盒对准，插入固定销。 3.将试样徐徐倒入剪切容器内，在试样面上依次放好透水石、加压盖、钢珠

和加力框架。 4. 徐徐转动手轮至量力环上的百分表长针微微转动为止，将百分表的长针调至零，即R 0=0。 5. 在试样面上施加第一级垂直压力P=100kpa 。 6. 拔去固定销，以8s/r 的均匀速率转动手轮，使试样在3--5分钟内剪破。剪破标准：（1）当百分表读数不变或明显后退，(2)百分表指针不后退时，以剪切位移为4mm 对应的剪应力为抗剪强度，这时剪切至剪切位移达6mm 时才停止剪切。 7. 卸除压力，取下加力框架、钢珠、加压盖等，倒出试样，刷净剪切盒。 8.重复2-7步骤，改变垂直压力，使分别为200、300、400kpa 进行试验。五、注意事项 1．先安装试样，再装量表。安装试样时要用透水石把土样从环刀推进剪切盒里，试验前量表中的大指针调至零。 2．加荷时，不要摇晃砝码；剪切时要拔出销钉。六、实验数据记录与处理直接剪切试验记录仪器编号试样面积（cm 2）垂直压力p （kPa ） 100 200 300 400 量力环最大变形R （0.01mm ）量力环号数量力环系数C （Kpa/0.01mm ）抗剪强度CR =τ（Kpa ）抗剪强度指标 C= kpa ， ?= °

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/d27222460.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、