三轴剪切试验操作规程
三轴剪切试验
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，
见附图 10.7。 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，
3124来自5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 3
2
3 附图 10.7 切土盘
1.轴 2.上盘 3.下盘
2 1
附图 10.8 切土器
1.土样 2.切土器 3.支架
附图 10.9 应变控制式三轴剪切仪
l.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；1l.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
⑶反压力饱和：试样要求完全饱和时，应对试样施加反压力。反压力系统和周围压力 系统相同(对不固结不排水剪试验可用同一套设备施加)，但应用双层体变管代替排水量管。 试样装好后，调节孔隙水压力等于大气压力，关闭孔隙水压力阀、反压力阀、体变管阀、 测记体变管读数。开周围压力阀，先对试样施加 10~50kPa 的周围压力，开孔隙水压力阀， 待孔隙水压力变化稳定，测记读数，关孔隙水压力阀。反压力应分级施加，同时分级施加 周围压力，以尽量减少对试样的扰动。周围压力和反压力的每级增量宜为 30kPa，开体变 管阀和反压力阀，同时施加周围压力和反压力，缓慢打开孔隙水压力阀，检查孔隙水压力 增量，待孔隙水压力稳定后，测孔隙水压力和体变管读数，再施加下一级周围压力和反压 力。计算每级周围压力引起的孔隙水压力增量，当与之比u/30.98 时，认为试样饱和。
三轴实验最新操作规程
试验规程微机控制冻土三轴试验机操作规程说明1 试验机的开机1.1 打开控制器电源开关1.2 打开计算机，启动试验程序（说明：开启油源前，将侧向缸和轴向缸的给定调整均调整为最底部）1.3 开油源(注意可根据试验要求选择合适的系统压力)（说明：根据土样所在的深度特征，估计施加周围压力的大小，选择合适的系统压力，一般情况下，当系统压力为3MPa时，围压可达到7MPa; 当系统压力为7MPa时，围压可达到15MPa）;1.4 在位移控制方式下装夹试样(说明：在装夹试样前，用支撑杆支起中间活动杆顶端的法兰；安装试样并沾干净压力室底板上的沙土，放好O型圈，拧紧连接螺丝；将压力室底板推进低温箱；施加围压，直至排油孔有气泡冒出，拧紧排气孔；待中间活动杆跟传感器连接杆接触时，手动切换侧向为围压控制，施加围压，保证侧向缸不是上升到最顶端，否则需要切换侧向为位移控制，再向侧向液压缸中抽油；待围压加载到设定值后，将支撑杆拿掉，抬升轴向作动器使压力室底板的四个轮子脱离开导轨，具体抬升的高度可计算出，使试样顶端恰好与活动杆底部接触；开启低温箱养护试样；若试样需要固结排水，在侧向作动器处在中间位置以上且土样本身的含水量较大需要分级进行固结，可选择[固结]，以程序控制的方式进行固结；在侧向作动器处在中间位置以下且土样本身的含水两较少，无须进行分级控制，直接按另一种固结程序进行。
）1.5 建立新工程或打开一个已经有的工程，设定试验参数，1.6 对新工程：按固结前采样(说明：固结部分的思路为以当前的周围压力和主应力为基础，设定周围压力的总的变化量及主应力随周围压力变化的系数和固结级数，对每级固结来说，需要设置固结结束时间以完成每级的等时间固结；在整个固结操作中，可完全根据向导的提示进行操作，固结完毕后可进入各种试验)。
1.7 对新工程：选择固结方式开始固结1.8 按[试验]按钮开始试验(说明：试验前需根据试样的高度抬升轴向作动器，尽可能使试样顶部和活动杆底端接触；转变控制方式，除三轴剪切应变控制为变形控制外，其他的试验均可手动切换到负荷控制；设定预加载荷；开始试验)1.9 试验结束，先关油源。
三轴试验操作
三轴试验操作步骤1、准备试件，用游标卡尺测量试件长度和直径，用电子天平测量试件质量，并做记录。
2、准备与试件直径相同的上下钢垫块（如有做水压试验则用专用的水压垫块），测量垫块和试件的总长度，准备相应直径的热缩管，热缩管长度比测量总长度少5～10mm，将热缩管套置在垫块和试件上。
3、打开热吹风至最大档，先从下到上将热缩管两侧棱热缩至平滑，然后整个热缩，热缩路径为螺旋式上升。
（图中为缩好的试样和垫块）4、用O型圈分别套在上下垫块的热缩管上。
5、将引申仪套在缩好的样和垫块上，并固定引伸仪底座（以径向引伸仪为试样高度一半为宜），将轴向变形锥固定在上垫块上，注意轴向变形锥尽量保持水平，引伸仪轴向变形杆均应在变形锥外，接触即可，不要使引伸仪轴向变形杆有太大的变形；拧紧引伸仪径向变形杆的变形螺丝，保持与试样接触，同样不要使引伸仪径向变形杆有太大的变形；将装好的试验件放在三轴压力室底座的定位销上，将引伸仪的引线插头插入三轴缸内接口上 (如有水压则需连接进出水管)；在试件上垫块上放置钢垫块，将三轴球形垫（凹面向上）放在钢垫块上，居中；注意从三轴缸内的底座到钢垫块的高度不得超过298mm)。
6、调节三轴压力室底座小车，使压力室筒正好位于底座上方，底座居中；打开主油泵缓缓放下三轴缸，注意三轴缸内壁不得与样品接触，三轴缸上的回油阀朝向后方，直至三轴缸底座卡垫上方，注意调整卡垫位置，使三轴缸能够顺利落下；当三轴缸顺利落下，与三轴缸底座接触没有缝隙时，一人水平端起三轴缸外套环，一人将卡垫卡住三轴缸，然后将三轴缸外套环水平向下套置在卡垫外；此过程须两人操作，操作过程中注意不要踩踏地面上的电线。
7、卸下三轴缸上的吊环；将径向变形和轴向变形引线插入三轴缸外的插槽中，拧紧；将三轴缸推入主机中（推的过程中注意引线，防止把引线拽断）；检查围压控制柜阀门，使其A、C处于开放状态；并打开压力室底座上透明管和加压管的开关检查三轴缸上的最外侧的回油阀，使其保持开启状态；8、打开控制箱中“EDC”电源开关；(如果不做水压试验则不用打开孔压系统电源)打开电脑中“Test”软件，选择连接“EDC”，会出现如下：点“刷新”会出现计算机所查找到的所有控制器选项(如有不同的机器设置则需要选择不同的设置号,默认设置号为1),点“全选”然后“连接”，连接上后将“EDC1”、“EDC2”和“EDC3”按钮按下，控制的相应通道颜色会有变化,如没反应，表明电脑不能控制硬件，停止试验；9、然后开始压力室充液，打开主控制柜上送油开关，当压力室围压油从回油阀流出时，关闭压力室充液泵电源；关闭回油阀、A阀、压力室底座透明管阀；将压力室推至主油缸上,接触轨道上的垫块对正10、调整油源压力,红圈中旋柄顺时针为加压,逆时针为减压,(压力数在压力表上显示,12Mpa时轴压大约可加载到出水口进水口800kN)，同时把冷却水管接到水源上，(注意进出水方向).打开水源进行冷却。
三轴实验操作及处理
应变控制式三轴仪应变控制式三轴仪用于测量最大周围压力在1.0MPa，直径为39.1mm的土试样。
在轴向静负荷条件下强度和变形特性的三轴剪切力试验，可以进行不固结不排水剪(UU)、固结不排水剪(CU)和固结排水剪(CD)的三轴试验。
实验仪器及参数：仪器：应变控制式三轴仪附属设备：击实筒、饱和器、切土盘、切土器、切土架、原状土分样器、承膜筒、砂样制备模1. 试件尺寸: 39.1 x 80mm，最大直径300mm*高度600mm2. 载荷: 0-10kN，最大载荷可达1500kN3. 应变速率: 0.001 –4.8mm/min. 无级调速4. 工作台行程: 100mm maximum5. 围压: 0 – 2MPa ，最大可以达6MPa6. 反压: 0 – 2MPa ，最大可以达6MPa7. 孔压: 0 – 2MPa ，最大可以达6MPa8. 体积变化: 0 – 50ml9. 轴向位移: 0 – 30mm10. 电源: 220V±10% 50Hz11.仪器尺寸: 主机: 350 x 300 x 1100mm (L x W x H)控制器: 500 x 500 x 925mm (L x W x H)12. 仪器重量: 170kg试样的制备：砂土试样在三轴仪中的制备过程一般为: ①在橡皮膜内将砂样制备至要求密度; ②加吸力稳住试样,拆试样模,测量试样尺寸; ③安装三轴室,加小围压(约25 kPa) ,释放吸力; ④灌二氧化碳和脱气水; ⑤加反压饱和; ⑥加压固结。
使用方法：1、取出仪器箱与仪器四周塞块，仪器置于平台上，调节立柱螺丝，仪器平稳后并紧并帽。
2、稍并紧框架下横梁上的六角螺栓，使框架与杠杆基本稳定。
3、检查杠杆两侧与吊圈是否相摩，轴承滚动应灵活，调整平衡锤，使杠杆自重基本平衡，并紧平衡锤并帽，旋开螺栓，与杠杆充分脱开，并将杠杆处于立柱中间。
4、检查前切盒，滚动钢球应放正，滚动灵活五异物卡阻，按规程放入土样，放好透水石，传压板，使框架传压螺钉对准钢球中心。
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 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。
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。
土工试验-三轴剪切试验指导书
三轴剪切试验第一节 概述三轴剪切试验被认为是测定土的抗剪强度的一种较完善的方法。
与直剪试验相比，三轴剪节试验有以下优点：1、能控制试验过程中试样的排水条件；2、能量测试样固结和排水过程中的孔隙水应力；3、试样内应力分布均匀。
三轴剪切试验能得到不同条件下土的抗剪强度指标和变形参数。
根据试验过程中排水条件的不同，将三轴试验分为不固结不排水剪（UU ）、固结不排水剪（CU ）和固结排水剪（CD ）等三种类型。
第二节 试验原理和计算公式三轴剪切试试样为圆柱状如图11-1。
试验过程中测量以下参数：1、周围压力，2、竖向应力增量q,3、竖向变形量或竖向应变ε1，4、试样底部的孔隙水应力u,5、试样顶部接排水管量测试样排水量，6、反压力。
不同类型的三轴剪切试验加载过程如下：一、不固结不排水剪（UU ）一组试验通常需四个试样，试验加载顺序如下：1、在每个试样的周围施加相同的初始固结应力，待其固结完成后，量测试样轴向变形量和体积变化；2、对各个试样分别施加不同的围压增量作用，在作用期间不允许试样固结排水，量测由产生的孔隙应力u=1u ∆；3、施加竖向偏应q(q 自零开始增加，至试样破坏时达到最大值qmax)。
施加q 的过程中也不允许试样排水。
在加q 的过程中，量测q 的数值、由q 产生的轴向应变和孔隙水应力u=21u u ∆+∆（2u ∆为由q 产生的孔隙水应力）。
值得注意的是，《土工试验方法标准》（GB/T50123-1999）及其它土工试验标准中规定，对于原状土UU 试验步骤为：施加围压在不排水条件下，量测由产生的孔隙水应力u ，即试样的303σσσ∆+=一次施加，且在作用下不排水，然后施加竖向偏应力q 至试样破坏为止，在加q 的过程中量测q 、轴向应变和孔隙水应力u 。
UU 试验在剪切过程中试样的应力状态为：总应力303301σσσσσσ∆+=+∆+=q （11-1）有效压力：31333/u u u ∆-∆-=-=σσσ （11-2）由UU 试验量测得到孔隙应力系数：⎥⎦⎤⎢⎣⎡∆∆-+==∆-=∆=∆∆=---131231)1(σσσA A B B B A A q u u q u A u B （11-3）上列各式中：;,,,;.,;,,,2132133131u u u q u u q u ∆+∆=∆----∆∆+∆----∆∆---剪量过程中孔隙水应力产生的孔隙水应力增量分别为主应力增量分别为大主应力增量小小主应力和孔隙水应力分别为大主应力σσσσσσA ，.,,数分别为四个孔隙应力系-----B B A二、固结不排水剪（CU ）先给四个试样施加不同的围压，让试样在作用下固结排水（该步骤为将施加初始固结应力和围压增量两步合并），在作用下试样固结完成后，施加轴向偏听偏应力q。
岩石三轴强度实验细则
试验五 岩石三轴剪切强度试验（一）目的与意义测定在有限侧压条件下，岩石根据强度及变形特征，并借助三轴实验，结合抗拉，抗压实验结果，确定岩石的极限应力圆包络线（强度包络线）。
（二）定义 是指岩石在三向应力作用下，抵抗破坏的能力。
岩石三轴试验是将岩石样品放在三向应力状态下的压力室内，测其强度和变形，通过试验可确定岩石的强度包络线，并计算出内聚力c 和内摩擦系数。
（三）基本原理岩石室内三轴实验是在三向应力状态下测定和研究岩石试件强度及变形特征的一种室内实验。
本实验是在13δδδ<=条件下进行的，即为常规三轴实验。
（一）设备与材料1． 实验设备：（1）岩石三轴应力实验机；（2）压力室；（3）油泵；（4）岩石钻样机；（5）岩石切样机；（6）岩石磨平机2． 实验材料：（1）液压油；（2）游标卡尺；（3）乳胶膜；（4）三角尺；（5）量角器；（6）活扳子；（7）螺丝刀；（8）记号笔；（9）钳子；（10）记录纸；（11）标准岩石样品50×100mm ；（12）胶布；（13）电笔。
三轴试验：1、真三轴：1σ>2σ>3σ;2、假三轴（常规三轴）：1σ>2σ＝3σ，等围压。
岩石三轴试验机是在普通压力机上装配成符合技术要求的三轴压力室，压力室必需有保持侧压力稳定的稳压装置。
（二）试验步骤岩石三轴试验机是在普通压力机上装配成符合技术要求的三轴压力室，压力室必须有保持侧压力稳定的稳压装置。
1．三轴试验样品数量不少于5块，不同围压1块；加工精度，测量试件尺寸：1）尺寸：（1）圆柱体试件直径Φ48~54mm ，高100mm ；（2）试件直径与高度，或边长之比为1：2.00~2.50。
2）精度：（1）、两端面的平行度最大误差不超过0.05mm ；（2）、在试件整个高度上，直径误差不超过0.3mm ；（3）、端面应垂直试件轴，最大偏差不超过0.25度。
2 ．测量好试件尺寸后，用耐油橡胶或乳胶质保护套，能有效防止油液与样品接触。
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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。