影响固结不排水剪三轴试验结果的因素
成样方法对砂土静力三轴固结不排水剪切试验结果的影响

ds u s d b ial . e me o so p cme a l d w r r - a l gmeh d a d mos- a p ig meh d w ih w r e ic s e a c l T t d fs e i n s mp e e ed s mp i t o n it s s yh h y n m l to , h c e t n e岸和近海工程国家重点试验室 ,辽宁 大连 16 2 ; 10 4 2 大连理工 大学 建设工程学部岩土工程研究所 ,辽宁 大连 16 2 . 0 4) 1
摘
要 :利用应变控制式静力三轴剪切仪 ,对饱和中砂 进行 了一系列 固结 不排水剪 切试 验 ,着重研究不 同成样方法
b n r ic o ets e u t b i e e ts p i gmeh d h u d b e ci e t i e e tc n t u ie mo e s An t e e i o sn e t s e t s l y df r n a l to ss o l e d s r d wi df r n o s t t d l. o h r g e h r s m n b h i v i o t t o cu in a h e e a a e afeso i e e t a l gmeh d a a yn a t e re n df r n eaie mp r n l so c iv W t t f t f f r n mp i t o sh d v r i gi n a c d s h t h e d s n mp c g e so i e e t lt d r v d n i a d . e r mp cs a p n do e s a d t a o es n n d l gd n es n . e s ys s F we a t h p e e n d n es n l s a da dmid i e s d t n i n h o n a Ke r s s t i a i e t c n oi ain u — r ie s ; s t r td me i m a d d a p i gmeh d; mos a y wo d : t i t - x a ts ; o s l t n d a n d t t au ae d u s n ; r s a cr l d o e y m l to n it m- s p i gmeh l to n d
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中重要的参数,用来描述土壤在不排水条件下的抗剪能力。
本文将介绍不排水抗剪强度和不固结不排水抗剪强度的概念、测试方法和影响因素。
2. 不排水抗剪强度2.1 概念不排水抗剪强度是指土壤在不允许排水的条件下承受剪切应力的能力。
在实际工程中,土壤往往处于饱和状态或者含水量较高的状态,无法通过排水来释放剪切应力。
因此,不排水抗剪强度是土壤在这种条件下的重要力学参数。
2.2 测试方法不排水抗剪强度的测试方法通常有直剪试验和三轴剪切试验。
直剪试验适用于较松散的土壤,通过施加剪切应力使土壤发生剪切破坏。
三轴剪切试验适用于较密实的土壤,通过施加径向应力和剪切应力使土壤发生剪切破坏。
2.3 影响因素不排水抗剪强度受到多种因素的影响,主要包括土壤类型、含水量、颗粒间摩擦角和颗粒间内聚力等。
不同类型的土壤具有不同的抗剪特性,例如砂土的抗剪强度较高,而黏土的抗剪强度较低。
含水量的增加会使土壤的抗剪强度降低。
颗粒间摩擦角是指颗粒间相对滚动时产生的阻力,它的大小决定了土壤的抗剪强度。
颗粒间内聚力是指颗粒表面的吸附力,它的存在会增加土壤的抗剪强度。
3. 不固结不排水抗剪强度3.1 概念不固结不排水抗剪强度是指土壤在未经固结处理的条件下,在不允许排水的情况下承受剪切应力的能力。
不固结不排水抗剪强度是土壤的固结状态和含水量的综合反映。
3.2 测试方法不固结不排水抗剪强度的测试通常采用无固结三轴剪切试验。
在试验中,土样不经过固结处理,通过施加径向应力和剪切应力来测定不固结不排水抗剪强度。
3.3 影响因素不固结不排水抗剪强度受到土壤固结状态和含水量的影响。
固结状态是指土壤颗粒之间的排列结构,它的改变会影响土壤的抗剪强度。
含水量的增加会使土壤的抗剪强度降低。
4. 结论不排水抗剪强度和不固结不排水抗剪强度是土力学领域中重要的参数,用来描述土壤在不排水条件下的抗剪能力。
ASTM粘性土不固结不排水三轴压缩试验标准试验方法

ASTM D 2850-03a粘性土不固结不排水三轴压缩试验标准试验方法1.Scope1.范围1.1 This test method covers determination of the strength and stress-strain relationships of a cylindrical specimen of either undisturbed or remolded cohesive soil. Specimens are subjected to a confining fluid pressure in a triaxial chamber. No drainage of the specimen is permitted during the test. The specimen is sheared in compression without drainage at a constant rate of axial deformation (strain controlled).1.1 这个试验方法适用于确定圆柱形试样的强度与应力-应变关系,该样品可以是原状的或者是扰动的粘性土样。
试样受到来自于压力室的一个限制变化压力的影响。
在试验期间不允许试样排水。
这个试样在不排水压缩的情况下被剪切的,轴向压力应控制在一个恒定速率下进行。
1.2 This test method provides data for determining undrained strength properties and stress-strain relations for soils. This test method provides for the measurement of the total stresses applied to the specimen, that is, the stresses are not corrected for pore-water pressure.1.2 这个试验方法为确定土在不排水强度条件下与应力-应变的关系提供数据。
饱和软土K0固结下三轴固结不排水剪试验分析

2.2 三轴 固结 不排 水剪试 验 应力 状态 分析 取土卸荷使原位土体 的应力条件发生变化 。土样
埋藏愈深 ,卸荷 、膨胀 的作用愈明显 ,对强度影响也 愈 大 ]。不排水剪时采用预 固结的方法来消除取土卸荷 的影 响。等压固结和K0固结采用 的是不同应力条件下 的 固结 ,如 图 2所 示 。在 应 力平 面 内 ,有 效 自重 压 力下预 固结是先从应力零 点 ,沿P轴 固结 到 口点稳 定
根 据试验 结果绘 制主应力 差 — )和轴 向应 变 )曲 线 ,图3表明,正常固结饱和软土K0固结 CU试验应力—应 变关 系没有 峰 值 出现 ;主应 力差 (0 .1-0 .3)随着 侧 向 固结 应 力 ( )的增 加 而缓 慢 增加 ;在 0 .c较 小 时 ,对 K0固结 的 土样 应 力 状 态影 响较 小 ,当在 0 .c增 加 到 足 够 大 时 ,对 土样 的 破坏起到明显 的作用 ,才使土样发生剪切破坏 ,分析原 因,土样在 Ko固结状态下 的轴 向压应力使土样 固结得 更 加 密 实 ,在 剪 切 过 程 中当 大 于 K0固结 时 的轴 向压 应力 时才能 改 变土样 的应力状 态 。
取土是一个 卸荷 、膨胀 的力学过程 ,卸荷 、膨胀改 变了土的物理力学状态 ,孔隙 比增大 ,强度 降低 ]。天 然土层通常是在侧 向不变形的条件下固结形成 的 ,即 处于K0状态∞ ,可见在三轴试验时 ,使土样在 K0条件下 预固结 ,能消除取土过程 中的卸荷 、膨胀影 响 ,较真实 模拟土体的原位应力状态 ,较准确反映土体 的天然强 度 ,而采用有效 自重压力下等压预 固结有些欠妥 ,尤其 对饱 和 软土 。
1 概 述 规范n 在进行三轴固结不排水剪 )试验时对 土
土力学简答题

(5)计算基础最终沉降量。
基本原理:假设基底压力为线性分布
附加应力用弹性理论计算
侧限应力状态,只发生单向沉降
只计算固结沉降,不计瞬时沉降和次固结沉降
将地基分成若干层,认为整个地基的最终沉降量为各层沉降量之和:
优点:物理概念清晰,计算过程不难
缺点:计算结果与实测值的关系:中等地基,计算值约等于实测值;软弱地基,计算值小于实测值;坚实地基,计算值远大于实测值。除此之外,由于地基的厚度要规定hi≤0.4b,计算工作量大而过程繁琐。
11.管涌和流砂的区别是:(1)流砂发生在水力梯度大于临界水力梯度,而管涌发生在水力梯度小于临界水力梯度情况下;(2)流砂发生的部位在渗流逸出处,而管涌发生的部位可在渗流逸出处,也可在土体内部;(3)流砂发生在水流方向向上,而管涌没有限制。
12.渗流引起的渗透破坏问题主要有两大类:一是由于渗流力的作用,使土体颗粒流失或局部土体产生移动,导致土体变形甚至失稳;二是由于渗流作用,使水压力或浮力发生变化,导致土体和结构物失稳。前者主要表现为流砂和管涌,后者主要则表现为岸坡滑动或挡土墙等构造物整体失稳。
有效应力强度指标不随试验方法的改变而不同,抗剪强度与有效应力有唯一的对应关系
7.扼要说明三轴不固结不排水剪、固结不排水剪、固结排水剪试验方法的区别。
不固结不排水剪:在施加围压和轴压直至剪切破坏的整个过程中都不允许排水。这样从开始加压直至试样剪坏全过程中含水量保持不变。
固结不排水剪:允许排水固结,待固结稳定后关闭排水阀门,再施加竖向压力,使试样在不排水的条件下剪切破坏。由于不排水,土样在剪切过程中自然也没有体积变形,受剪过程中可以量测孔隙压力。
固结排水剪:在施加围压时允许排水固结,待固结稳定后,再在排水条件下施加竖向压力至试件剪切破坏
土体三轴试验固结过程解析

固结指的指在荷载或其他因素的作用下,土体中的水分逐渐排
木工程之中,而这就要求相关的研究人员必须就三轴试验的基本理 除、体积压缩以及密度增大的现象,是土体三轴试验中非常常见的
论和基础公式进行更加全面的解析,进而确保其仍能应用到当前甚 一种现象。
至未来的土木施工之中。
4 三轴试验固结过程详解
1 土体三轴试验提出的背景
第二,固结不排水试验试样在施加周围压力 σ3 打开排水阀
Rendulic 的影响,国内外多个学者逐步加大了在此领域内的研究, 门,允许排水固结,待固结稳定后关闭排水阀门,再施加竖向压力,
例如由我国研究专家张海霞对固结试验时间控制标准的研究以及 使试样在不排水的条件下剪切破坏。
安定军对三轴试验稳定控制孔压、时间、位移等三种判断标准的讨
背景下,研究土体的剪切规律便显得十分必要,因此就有了土体剪 将指出排水固结全过程固结度以及孔压消散的相关问题。
切试验。一般来说,土体剪切试验主要包括室内试验和野外试验两
基本假定:
种,而本文我们研究的三轴试验便是室内试验的一种。
对于三轴圆柱形试样有以下假定:
2 三轴试验详解
第一,圆柱试样为饱和状态,且土体和孔隙内的水不可压缩,换
三轴试验的试验仪器主要包括应变控制式三轴仪和应力控制 一步的试验验证,才能真正促进该领域的发展与进步。
式三轴仪两种,其中应变控制式三轴仪主要包含压力室、加压系统
参考文献
以及量测系统三部分构成。
[1]陈勇,杨迎,曹玲. 特殊应力路径下岸坡饱和土体变形特性模拟[J].
2.3 三轴试验的常规试验方法
岩土力学,2017,(3):1-7.
第三,等应变条件成立,即在同一深度上的平面任一点的垂直
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。
土力学三轴试验

三轴试验中土的剪切性状分析摘要:按剪切前的固结状态和剪切时的排水条件分为三种:不固结不排水剪,固结不排水剪,固结排水抗剪。
文中将讨论正常固结饱和黏性土在剪切时将具有不同的强度特性。
关键词:不固结不排水抗剪强度,固结不排水抗剪强度,固结排水抗剪强度作者简介:Triaxial shear Characters of Middle-earthLI Jia-chun(shanghai University,department of civil engineering,08124240)Abstract: Consolidation by the state before shear and shear when the drainage is divided into three types: non-consolidated undrained shear, consolidation undrained shear, consolidated drained shear. This article will discuss the normally consolidated saturated clay in the shear strength will have different characteristics.Key words: non-consolidated undrained shear, consolidation undrained shear, consolidated drained shear.0 引言广义黏性土包括粉土,黏性土。
黏性土的抗剪强度远比无粘性土复杂。
要准确掌握原状土的强度特性,也就非常困难。
对土的强度研究,大多数用均匀的重塑土。
原状土和重塑土之间在结构上和应力历史存在重大差异,且原状土的取样扰动对其实际强度也有较大影响。
按剪切前的固结状态和剪切时的排水条件分为三种:不固结不排水剪,固结不排水剪,固结排水抗剪。
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摘 要: 研究分析了试样的饱和、体变、仪器的摩阻力以及土样两端应力不均等对三轴试验造成的影响及原因,并提出了一定的改
善方案,从而保证试验结果的准确性。
关键词: 三轴试验,饱和,体变,摩阻力
中图分类号: TU411
文献标识码: A
0 引言
三轴试验是根据摩尔—库仑破坏准则测定土的总抗剪强度 参数和有效抗剪强度参数及应力与应变关系的一种试验方法,分 为不固结不排水 剪、固 结 不 排 水 剪、固 结 排 水 剪 试 验。 常 用 的 试 验设备是应变控制式三轴仪。可以采取一个试样的多级加荷方 式或者取 3 个 ~ 4 个试样分别加荷的方式,得到土的三个极限或 者是接近极限的 应 力 圆,据 此 得 到 土 的 强 度 线,计 算 确 定 该 土 的 抗剪强度。试验步骤主要是试样制备和饱和、试样安装、固结( 不 固结不排水剪无此步骤) 、剪切、成果整理。试验中试样的轴向应 变是根据试样帽的轴向位移量和试样的起始高度算得的。试样 的侧向应变是根据试样的体积变化量和轴向应变间接算得的。 试样的体积变化量是通过试样中排出的流体体积进入受压室的
2 体变对试验结果的影响
在饱和土的排水 试 验 中,认 为 从 试 样 中 排 出 的 孔 隙 水 体 积, 就等于试样的体积变化。但是实际上的排水量却往线 从图 1 中可以发现,在某一段当应变发生变化时,主应力没 有发生变化,曲线中出现了几段直线。在不影响仪器密闭性的前 提下,将压力室活塞上端螺丝放松,直线现象有所缓解,这主要由 于活塞和轴套之间的摩擦力造成的。 作用在试样 上 的 活 塞 荷 重,是 用 应 变 控 制 式 试 验 机 和 量 力 环、磅秤或者是简 单 杠 杆 施 加 的。施 加 的 荷 重,通 常 是 用 装 置 在 受压室外面的量力设备来量测的。测得的荷重是指作用在活塞 上端的荷重,这一荷重减去活塞与轴套之间的摩擦力以及受压室 的流体压力对活塞的顶托力以后,才是试样所受到的实有活塞的 荷重。 对于应变控制式试验机来说,消除活塞与轴套之间摩擦力的 方法是在施加围压以后,活塞尚未接触试样以前,开动试验机,以 预定的变形速率 使 活 塞 移 动,这 时,将 量 力 环 上 的 量 表 数 设 置 成 零,就可消除摩擦力和顶托力影响。或者在压力室内部设置压力 量测系统,测得土样所受到的真正的压力值。
4 两端应力不同对试验的影响
人们已经认识到,以土的应力—应变特性为依据的土工问题
收稿日期: 2012-10-13 作者简介: 李慧芝(1980- ) ,女,硕士,工程师
第 38 卷 第 35 期
·62· 2 0 1 2 年 1 2 月
山西建筑
SHANXI ARCHITECTURE
Vol. 38 No. 35 Dec. 2012
第 38 卷 第 35 期 2012年12 月
山西建筑
SHANXI ARCHITECTURE
Vol. 38 No. 35
Dec. 2012 ·61·
文章编号: 1009-6825( 2012) 35-0061-02
影响固结不排水剪三轴试验结果的因素分析
李慧芝
( 铁道第三勘察设计院集团有限公司,天津 300142)
有些土样本来是 饱 和 的,从 地 下 取 出 后,土 中 的 溶 解 空 气 可 能游离出来,当试 样 装 入 三 轴 仪 后,额 外 的 气 泡 往 往 被 困 陷 在 试
150
100
50
0
2.0
4.0
6.0
ζ1
样同橡胶膜之间和量测系统之间。如果把这些气泡和试样孔隙 中的气泡统统排 除 掉,则 可 加 快 孔 隙 水 压 力 的 反 应 速 度,并 且 提 高量测精度。
验前和试验后的试样重量差。其原因除了橡皮膜与试样帽( 底 座) 之间接合缝的漏水以及橡皮膜本身的渗透外,主要是试样与 橡皮膜之间在充气排水过程中残留了一些水,这些水在围压下挤 到了量水管内,被误认为是试样中排出的孔隙水。减少误差的办 法是,在施加 围 压 前,降 低 量 水 管 高 程,在 试 样 内 形 成 一 小 的 吸 力,并持续一段时间,等到试样中排水稳定后,再进行剪切。排水 管中如果原来存 在 有 气 体,会 影 响 到 孔 隙 水 的 排 出 速 度,由 于 孔 隙 水 压 力 比 较 小,所 以 排 水 管 中 的 气 体 甚 至 会 阻 碍 孔 隙 水 的 排 出。橡皮膜的渗透、孔 隙 压 力 在 试 样 中 的 传 递 速 度、孔 隙 压 力 量 测设备本身的体积变化以及非饱和土中孔隙水与孔隙压力之间 的差别等,也都是影响量测精度的因素。
3 摩阻力对试验结果的影响
水的体积测得的。了解影响固结不排水剪三轴试验结果的影响
图 1 是土样三轴试验得到的应力应变图。
因素,并且采取有 效 的 措 施,对 保 证 试 验 结 果 的 准 确 性 具 有 很 重
300
要的意义。
250
σ1-σ3 /kPa
1 饱和对试验结果的影响
200
根据太沙基理论,进 行 三 轴 试 验 的 土 样 均 应 为 饱 和 土 样,一 般采用的饱和方 法 有 抽 气 饱 和、水 头 饱 和、反 压 力 饱 和。 土 样 饱 和程度直接影响测试结果。