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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.橡皮圈附图10.4 承膜筒 1.压力室底座；2.透水石；3.试样；4.承膜筒；5.橡皮膜；6.上帽附图10.5 击实器1.环；2.位螺丝；3.杆；4.击锤；5.底板附图10.6 饱和器1.土样筒；2.紧箍；3.夹板；4一拉杆；5.透水石1.轴2.上盘3.下盘附图10.8 切土器1.土样2.切土器3.支架四、试验步骤1、使用前三轴剪切仪应进行检查(1)周围压力的精度要求达到最大压力的土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％。
工程地质讲义
1 岩石的分类 1.1岩石按成因分类 1.1.1岩浆岩：岩浆在向地表的运移过程中，因冷 却作用而形成的岩石。代表性岩石如花岗岩。 1.1.2沉积岩：是由岩石、矿物在内、外力作用下 破碎成碎屑物质后经过水流风吹等作用的搬运，堆 积后再经过胶结、压密作用后而形成的岩石。代表 性岩石如砂岩。 1.1.3变质岩：是岩浆岩或沉积岩经过高温高压作 用而形成的岩石。代表性岩石如片麻岩。
③、海岸平原：是新的沙堤沿海岸线的下降而扩展形成 的。地形平坦，缓缓倾向大海。
1.6岩溶（卡斯特）地貌形态 ①岩溶盆地:是大型的溶蚀洼地，一种漏斗状或盆地的凹 地。特点：底部比较平坦，常有软土及淤泥分布。发育 有落水洞、竖井、漏斗、溶洞、暗河。 ②峰林地形：岩溶盆地的边缘进一步受到溶蚀破坏，使 连续的石灰岩悬崖进一步切割分离，形成柱形或锥形陡 峻的石峰，从而形成峰林地形。峰林地区的地面常常崎 岖不平，发育有石芽、落水洞、竖井、溶洞、暗河等。 ③石芽残丘：石芽分布在石灰岩裸露的地面上，形成石 崖残丘。石芽之间溶沟底部的红粘土，一般含水量较大， 土质较软。 ④溶蚀准平原：岩溶盆地经过长期的溶蚀破坏，形成比 较开阔的平原，叫溶蚀准平原。
2.4按工程特性分类 按工程特性分为：①湿陷性土、②红粘土、③软土、 ④冻土、⑤膨胀土、⑥盐渍土、⑦混合土、⑧填土、 ⑨污染土 2.5按有机质含量分类
3、土的野外鉴别特征 3.1碎石土的密实度野外鉴别
3.2砂土
3.3粘性土、粉土的野外鉴别
鉴别方法 湿润时用刀切 粘土 切面非常光滑， 刀刃有黏腻的阻 力 湿土用手捻摸时 有滑腻感，当水 分较大时极易沾 手，感觉不到有 颗粒的存在。 粉质粘土 粉土
4.1.2用超重型圆锥动力触探（N120）判断
不排水抗剪强度和不固结不排水抗剪强度
不排水抗剪强度和不固结不排水抗剪强度不排水抗剪强度和不固结不排水抗剪强度1. 引言不排水抗剪强度和不固结不排水抗剪强度是土力学领域的关键参数，对土体的力学性质和行为状态有着重要的影响。
本文将从深度和广度两个方面，对不排水抗剪强度和不固结不排水抗剪强度展开全面评估，以帮助读者更好地理解这两个概念。
2. 不排水抗剪强度不排水抗剪强度是指在剪切过程中不允许孔隙水流动的情况下土体所能承受的剪切应力。
不排水抗剪强度可以通过三种常用的试验方法来确定：直剪试验、单剪试验和剪曲线试验。
通过这些试验，可以测得土体在不排水条件下的抗剪强度参数，如剪切强度指数和摩擦角等。
3. 不固结不排水抗剪强度不固结不排水抗剪强度是指土体在未经固结处理的状态下，在不排水条件下所能承受的抗剪强度。
针对不固结土体，常用的试验方法有动应力变形试验和无固结剪切试验。
这些试验可以测得不固结土体的强度性质，如无固结剪切强度和剪切模量等。
4. 不排水抗剪强度与不固结不排水抗剪强度的关系虽然不排水抗剪强度和不固结不排水抗剪强度都是土体的重要性质，但它们之间存在着一定的差异。
不排水抗剪强度考虑了存在孔隙水的情况下土体的强度，而不固结不排水抗剪强度则是针对未经固结处理的土体的强度特性。
在实际应用中，需要根据具体情况来选择适用的抗剪强度参数。
5. 个人观点和理解在土力学研究中，不排水抗剪强度和不固结不排水抗剪强度是非常关键的参数。
它们不仅与土体的力学性质和行为状态密切相关，而且对岩土工程的设计和施工具有重要影响。
通过全面评估和理解这两个概念，我们可以更好地把握土体力学的特点和规律，为工程实践提供科学依据。
总结本文从深度和广度两个方面解释了不排水抗剪强度和不固结不排水抗剪强度的概念和意义。
不排水抗剪强度考虑孔隙水的影响，常用的试验方法有直剪试验、单剪试验和剪曲线试验。
而不固结不排水抗剪强度主要针对未固结土体，常用的试验方法有动应力变形试验和无固结剪切试验。
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工程地质知识：淤泥软土地基处理方法之排水固结法
排水固结法是解决淤泥软粘土地基沉降和稳定问题有效措施，由排水系统和加压系统两部分组合而成。
排水系统是在地基中设置排水体，利用地层本身的透水性由排水体集中排水的结构体系，根据排水体的不同可分为砂井排水和塑料排水带排水两种。
福建省福清过桥山围垦海堤淤泥软层最深达十余米，采用塑料排水带排水固结处理取得成功。
福建省连江县大官坂海堤则采用砂井排水固结法进行地基加固处理。
下面介绍效益较高塑料排水板处理淤泥软基方法，插入软基排水板，当填筑基础及上部建筑物时，荷载作用软基，地下水由于受挤压和毛细作用沿塑料排水板上升至砂垫层内，由砂层向两侧排出，从而提高基底承载力，塑料排水板要在砂垫层完成后施工，由测量人员测量出需处理范围，标出每根排水板具体位置，插板机对中调平，把排水板在钻头安放好，开动打桩机锤打钻杆，将地面上塑料排水板截断，并留有一定富余长度，在塑料排水板四周填砂后即完成本根施工。
不排水抗剪强度和不固结不排水抗剪强度
不排水抗剪强度和不固结不排水抗剪强度不排水抗剪强度和不固结不排水抗剪强度是土壤力学中重要的两个概念，对于土壤的工程特性和工程设计有着重要的影响。
本文将从以下几个方面进行讨论，包括不排水条件下的剪切行为、不固结不排水条件下的剪切行为、不排水强度参数及其应用等。
其中，不排水抗剪强度主要指的是土壤在保持水分饱和状态下进行的剪切试验，不固结不排水抗剪强度则是在水分饱和状态下进行的剪切试验但是土壤处于无外加载的状态下。
通过深入研究这两个概念，我们可以更好地理解土壤在工程中的力学性质，为实际工程设计和施工提供科学依据。
一、不排水条件下的剪切行为当土壤保持饱和状态时，在不排水条件下进行剪切试验，称为不排水剪切试验。
不排水条件下的剪切行为与排水条件下存在明显的差异。
在不排水剪切试验中，由于土壤中原有的水分无法排出，在剪切过程中无法通过排水改变土体内部的有效应力分布，土壤的有效应力始终维持不变。
因此，土壤的剪切应变主要是通过剪切应力的增加来完成的。
在不排水条件下的剪切行为中，当剪切应力不断增加时，土壤的剪切应变也不断增加。
这是因为在不排水剪切试验中，土壤的饱和度越高，土壤内部的各向同性越弱，剪切面上的孔隙水压也随之增大。
而剪应力是通过孔隙水传递的，因此会引起土壤内部有效应力的逐渐增大，进而引起土壤的剪切应变增加。
根据不排水剪切试验的结果，可以得到土壤的不排水抗剪强度。
土壤的不排水抗剪强度是指在不排水条件下，土壤会发生破坏的最大剪切应力。
不排水抗剪强度不仅与土壤类型和含水量有关，还与土壤颗粒的形状、密度、内聚力等因素密切相关。
二、不固结不排水条件下的剪切行为不固结不排水条件下的剪切行为是指在土体不发生固结现象的情况下，进行不排水剪切试验。
不固结不排水剪切试验是为了更加准确地反映土壤的原始剪切性质。
在不固结不排水条件下的剪切试验中，土壤处于无外加载的状态，也就是说，不受到任何额外的一次或二次应力状态的影响。
不固结不排水条件下的剪切试验主要通过模拟土壤颗粒间的接触和位移来完成。
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m ax d ρ=1.724 g/cm 3，最小干密度为min d ρ=1.429 g/cm 3。
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=96.1cm 3，本试验采用初始成样相对密实度为Dr=50%。
先根据公式max min max min ()()d d d r d d d D ρρρρρρ-=-反算出d ρ=1.562 g/cm 3，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。
安装前应先将加载杆提起，以免在放置过程中碰到试样，安装好压力室后依次渐进拧紧螺丝，保持压力室各个方向均匀下降，避免地步产生较大的缝隙。
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。
不固结不排水剪实验约束应力
不固结不排水剪实验约束应力不固结不排水剪实验约束应力1. 简介：不固结不排水剪实验约束应力是土力学领域中的一种重要试验方法，用于研究土体在剪切过程中的力学性质和变形行为。
该方法以土体未固结和未排水的状态进行试验，在土体剪切时施加一定的约束应力，以模拟实际工程中土体所受到的约束效应。
本文将对不固结不排水剪实验约束应力进行全面评估，并探讨其在土力学研究中的重要性和应用价值。
2. 不固结不排水剪实验约束应力的原理：不固结不排水剪实验约束应力是在不改变土体固结和水分状态的条件下，施加一定的约束应力进行的剪切实验。
在这种试验中，土体不排水剪切过程中的水分无法从土体中排出，土体内部的孔隙水不可排除。
约束应力的施加使土体变得更加紧密，从而模拟了土体在实际工程中受到的约束效应。
3. 不固结不排水剪实验约束应力的意义：不固结不排水剪实验约束应力可以提供土体在约束条件下的力学性质和变形行为的重要信息。
通过该试验可以研究土体的抗剪强度、应力应变特性、应力路径和孔隙水压力等参数的变化规律。
这些参数对于土体的工程设计和施工具有重要的指导作用。
4. 不固结不排水剪实验约束应力的实验方法：不固结不排水剪实验约束应力的试验方法相对简单，通常可以采用剪切箱试验仪进行。
需要准备一定数量的土样，并保持其未固结和未排水的状态。
将土样放置在剪切箱中，并施加一定的约束应力。
在施加约束应力的开始进行土样的剪切过程，并测量土样的变形和应力参数。
5. 不固结不排水剪实验约束应力的应用：不固结不排水剪实验约束应力在土力学研究中具有广泛的应用。
它可以用于评估土体的抗剪强度，对工程设计和施工具有重要的指导作用。
该试验方法可以用来研究土体的应力应变特性，了解土体在不同应力下的变形行为。
不固结不排水剪实验约束应力还可以用于研究土体的孔隙水压力变化规律，对地下工程中的渗流问题具有一定的参考价值。
6. 个人观点和理解：不固结不排水剪实验约束应力作为一种常用的试验方法，在土力学研究中具有重要的应用价值。
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工程地质知识：不固结不排水剪试验进行步骤
1.试样的安装，应按步骤进行。
2.施加第一级周围压力，试样剪切应按规定的应变速率进行。
当测力计读数达到稳定或出现倒退时，测记测力计和轴向变形读数。
关电动机，将测力计调整为零。
3.施加第二级周围压力，此时测力计因施加周围压力读数略有增加，应将测力计读数调至零位。
然后转动手轮，使测力计与试样帽接触，并按同样方法剪切到测力计读数稳定。
如此进行第三、第四级周围压力下的剪切。
累计的轴向应变不超过20%。
4.试验结束后，按步骤拆除试样，称试样质量，并测定含水率。
5.计算及绘图应按规定进行，试样的轴向应变按累计变形计算。