土的三轴试验研究及土的应力路径共21页
土力学三轴试验
土力学三轴试验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。
土力学三轴压缩试验资料
五、试验结果的整理与表达
土的抗剪强度的试验成果一般有两种表示方式。 （一）总应力法。 其表达式为： τf =c+σtanφ 式中：c—土的粘聚力 φ—土的内摩擦角。
该法以法向应力σ为横坐标，剪应力τ为纵坐标。 在横坐标上以（σ1+σ3）/2为圆心，（σ1+σ3）/2 为半径做应力圆，绘制破坏总应力圆，如图3-10 直线Ⅰ 。
压力 室
轴向加压 系统
孔隙压力 量测系统
周围压 力系统
四、常规三轴试验的主要步骤
（1）装样。将土切成圆柱体，饱和后套在橡 胶膜内，放在密封的压力室中。 （2）施加围压。向压力室内压入水，使试 件在各向受到周围压力σ3，并使液压在整个 试验过程中保持不变，这时试件内各向的三 个主应力都相等，因此不发生剪应力如图3— 9（a）。
（3）施加轴向压力。通过传力杆对试件施加 竖向压力，这样，竖向主应力就大于水平向主应 力，当水平向主应力保持不变，而竖向主应力逐 渐增大时，试件终于受剪而破坏如图3—9(b) 。 设剪切破坏时由传力杆加在试件上的竖向压应力 为△σ，则试件上的大主应力为σ1=σ3+ △σ， 而小主应力σ3，以（σ1+σ3）/2为圆心，σ1-σ3 为直径可以画出一个极限应力圆，如图3—9(c)中 的圆I
课件介绍：本课件所介绍试验适用于测定细粒土的总抗剪强度参或
有效抗剪强度参数。根据排水条件的不同，试验可分为不固结不排
水剪、固结不排水剪和固结排水剪三种。不固结水排水剪试验是在
施加周围压力和增加轴向压力直至破坏过程中均不允许试样排水， 试验可以测得总抗剪强度参数；固结不排水剪试验是试样先在某一 周围压力作用下排水固结，然后在保持不排水的情况下增加轴向压 力直至破坏，试验可以测得总抗剪强度参数或有效抗剪强度参数和
【大学实验】土的三轴剪切试验PPT
• 1．选取一定数量的代表性土样，（对直径 3.91厘米试样约取二公厅），经风干碾碎过 筛，测出风干含水量，按要求含水量算出 所需加水量。
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• 2．将需加的水量喷洒到土料上，稍
静置后装入塑料袋，然后置于密闭容 器内、至少20小时，使含水量均匀。 取出土料复测其含水量，若所测含水 量与要求含水量差值在1％以内，则可 以进行击实土样，否则需调整含水量 至符合要求为止。
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• 三、试样安装
• ⑴ 打开孔隙压力阀，使仪器底座充水， 将煮沸过的透水石滑入仪器底座上，放上 一张滤纸，关闭孔隙压力阀。
• ⑵ 活动三瓣膜后将试样取出，上面放好滤 纸和透水石，放到仪器底座上。
• ⑶ 把乳胶膜放在承膜筒内，二头翻在承膜 筒上通过吸吸气孔加真空负压。使乳胶膜 紧贴在承膜筒内壁上，然后套入试样外面。 放气，翻下乳胶膜二头取下承膜筒。
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• ⑷ 把试样下端的乳胶膜与仪器底座用乳胶 带扎紧。然后放上对开膜（保护试样）和 上帽，同样将上帽和乳胶膜扎紧。取走对 开膜。
• ⑸ 装上压力室（注意不要碰试样），并从 注水孔向压力室注满水扭好注水孔的封闭 螺丝。
• ⑹ 关闭排水阀，记下排水量管及孔压表读 数。
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四、试样排水固结：
⑴ 施加σ3固结周压力（ 100、200、 300KPa），并读排水量管读数，（注
意管中不得有气泡）。
⑵ 慢慢打开孔压阀，量测孔隙压力，
计算孔压系数。
⑶ 慢慢打开排水阀，使试样中的水通
过顶帽流入量水管（试样开始固结），
使孔隙压力慢慢消pp散t课件。
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⑷ 不断观察量水管读数，同时注意保持量水管水 面应置于试样中心高度处。
三轴 应力路径 平均主应力 广义剪应力
在地球科学和地质工程领域中，岩石和土壤的力学行为一直是研究的重点。
本文将围绕三轴试验、应力路径、平均主应力和广义剪应力展开深入探讨。
一、三轴试验1. 三轴试验的定义和意义三轴试验是岩土力学领域中常用的一种试验方法，通过对岩土样本施加不同的压力和剪切力，来模拟不同应力状态下岩土体的力学特性，从而研究岩土的变形和破坏规律，为工程实践提供依据。
2. 三轴试验的基本原理在三轴试验中，岩土样本会受到三个轴向的应力作用：径向应力、周向应力和轴向应力。
通过改变这三个应力的大小和方向，可以实现不同的应力路径，从而模拟岩土体在不同地质条件下的受力状态。
二、应力路径1. 应力路径的概念应力路径是指岩土体在受力过程中，应力状态随时间的变化轨迹。
不同的应力路径会导致岩土体不同的变形和破坏特性，因此对岩土工程而言，应力路径的选择和控制至关重要。
2. 应力路径的分类一般来说，应力路径可以分为固定应力路径和变动应力路径两种。
固定应力路径是指在试验或工程过程中，应力状态沿着固定的轨迹变化，而变动应力路径则是指应力状态随时间或其他因素而变化的轨迹。
三、平均主应力1. 平均主应力的定义在三轴试验中，平均主应力是指在三轴应力状态下，样本中心处受到的平均应力。
平均主应力的大小和方向对岩土体的变形和破坏具有重要影响，因此平均主应力的确定是岩土力学研究的重点之一。
2. 平均主应力对岩土体性质的影响平均主应力的大小和变化会直接影响岩土体的强度、变形和破坏特性。
对于不同类型的岩土体，其受到的平均主应力的承受能力和变形特性也各不相同，因此在岩土工程设计中需要充分考虑平均主应力的影响。
四、广义剪应力1. 广义剪应力的概念广义剪应力是指岩土体在三轴应力状态下受到的主应力和剪应力之间的复合应力状态。
广义剪应力的存在使得岩土体的变形和破坏行为更加复杂，因此在岩土力学研究和工程实践中备受关注。
2. 广义剪应力与变形行为的关系广义剪应力对岩土体的变形和破坏过程有着重要影响，特别是在复杂应力状态下，广义剪应力的作用更加显著。
土的三轴试验研究及土的应力路径.
3 稳定土三轴剪切试验研究
对掺入不同稳定剂的粉土进行了UU 和CU 试验，以研究在 变掺量、变龄期条件下土体的强度和变形特性。试样的制备 采用击实制样，掺稳定剂的粉土分别进行7，14，28 d 标准 养护[3,4]。为方便与前面试验结果的对比，同时也为合理地 选择稳定剂提供更充分的依据，分别选用了不同种类的稳定 剂： 4 %石灰、2 %水泥+2 %石灰、4 %SEU-2 型固化剂、 8 %SEU-2 型固化剂。
引言
稳定土[2]是采用一定的物理化学方法及其相应的技术措施使土 的物理力学性能得到改善以适应工程技术的需要。稳定土的方 法有多种，但目前国内外仍以无机结合料稳定为主，改善土性 质的产品主要有石灰、水泥、粉煤灰或这些材料的混合物，在 几十年的发展过程中，已形成了比较成熟的无机结合料稳定方 法，但从实践效果来看，不同的结合料，其稳定的效果有着明 显的差异。针对江苏地区粉土的特殊性，从提高粉土体系本身 的强度着手，同时考虑水稳定性、抗收缩性等性能进行研究。 使掺入到粉土中的固化材料不仅起到胶凝和填充的作用，最好 能激发粉土自身的活性，或者与土粒发生相互作用，基于这样 的研究思路，提出粉土固化材料的可能组分，研制成功SEU-2 型固化剂，并将其应用到高速公路的路基填筑中[5]。本文一方 面借鉴以往的研究成果，采用传统的无机结合料（石灰、水泥 +石灰）的方法；另一方面采用SEU-2 型固化剂的稳定方法， 从力学性能的角度出发，研究粉土作为路基填料的可行性。
3.1 掺4 %石灰的粉土三轴剪切试验结果
3.1 掺4 %石灰的粉土三轴剪切试验结果
3.2 掺2 %水泥+2 %石灰的粉土三轴剪切试验结果
经验表明，用水泥固化稳定土体能有效增加土体的内摩擦角和凝聚力，用 一部分水泥代替石灰也能起比单纯掺石灰更好的固化稳定效果，这在稳定 粉土的直剪试验和无侧限强度试验中已有所体现，三轴剪切的结果进一步 说明了这一点。图7 和图8分别是掺2 %水泥+2 %石灰的UU 和CU 试验结 果，试样干密度1.72 g/cm3，标准养护7 d， u c =114.75 kPa，u φ =29°； cu c =91.1 kPa， cu φ =29°。CU 试验土样在围压下固结的效 果在总应力指标上未体现出来，可由有效强度指标体现c′ =77.3 kPa，φ ′ =31°。
有关土的静三轴试验分析
有关土的静三轴试验分析摘要：测定土体的抗剪强度方法有较多，其中，三轴压缩试验被公认为是相对较为有效和完善的方法。
同普通的直剪试验相比，三轴压缩试验有很多的优点,一方面可对试验过程中试样的排水条件进行有效的控制；另一方面能够测试土样固结和排水过程中的孔隙水压力，同时还具有土体试样内应力分布均匀的优点。
通过工程实际经验和大量数据总结，可以看出三轴压缩试验可以实现不同条件下土的抗剪强度指标以及变形参数的测定。
文章通过分析和研究土的静三轴压缩试验，并根据在试验过程中排水条件的差异和实际需要，将静三轴试验主要分为了固结排水剪（CU）、不固结不排水剪（UU）、固结不排水剪（CU）这三种类型。
关键词：土；静三轴；试验；分析Pick to: determine the shearing strength of soil method has more, among them, the triaxial compression test is considered to be relatively effective and perfect method. With ordinary direct shear tests than triaxial compression test has a lot of advantages, on the one hand, but of the test process of the drainage condition of the effective control; On the other hand can test the soil sample and drainage consolidation in the process of pore water pressure, and the soil sample also has the advantages of internal stress distribution uniformity. Through the practical engineering experience and a large number of summary data, we can see that the triaxial compression test can realize the different conditions of soil shear strength parameters and deformation of the parameters were determined. In this paper, through analysis and research of the static soil triaxial compression test, and according to the test process in drainage condition, and the difference of the actual need, will the static triaxial test are divided into the drainage consolidation (CU), don’t cut the consolidated undrained cut (UU), consolidated undrained cut (CU), the three types.Key words: soil; Static three axis; Test; analysis土的承载能力的测定主要依赖于土的强度指标，因此在工程实际建设中，土的抗剪强度指标的正确测量对工程的施工与设计，都有着重大的意义。
三轴试验与应力路径pp课件
+ 路径：某物通过或移动的路线 + Path：The route or course along which
something travels or moves。
Y
X
2
+ 应力路径：加载过程中应力点的轨迹。 + Stress Path: Trajectory of stress points
during loading.
库伦强度包线，计算该砂土的剪切强度参数（内摩擦角）； + 5. 确定孔隙水压力系数B的数值，绘制孔隙水压力系数A随轴向应
变变化的关系，确定土样破坏时孔隙水压力系数A的数值。
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400
ESP
TSP
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CSL
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A Value A Value
q
P’
3
1） 直角坐标系统 2）1 3直角坐标系统
3） p q 直角坐标系统
4） s t 直角坐标系统
4
1( a )
3 ( r )
破坏线
o 3
1
三轴压缩试验
（排水）
坐标系统中的应力路径
5
1
3
3
3
破坏线
1
三轴压缩试验 （排水）
45
o
p q坐标系统中的应力路径
7
1
t
3
3
破坏线
t
1 3
t s
2
1 3
1
s
三轴试验与应力路径
应力路径与三轴试验• Path* The route or course along which something travels or moves•应力路径：加我过程中应力点的轨迹。
• Stress Path: Trajectory of stresspoints during loading.应力路径表示方法1)b-r 鹿角毋标系统 2)5-6 K 角塑标系统 3)p-q 肚角半标系统 4) $-f H角坐标系统- 6坐林系统小的应力路径丿 rnrn 二 pn 破坏线 ◎二二二■二二-r 二-二-二二二二（挥水）pWan normal半均疋应力Deviatoric stress -q坐标系统屮的应力路径1IHHIb- taBWB I I A 1I\ -1f'»•• • JfIIIHUO o匚袪兀妬试弊归坐标系统中的应力路栓三轴试验的应力路径旷，轴t 编(TrioxialComprQSSiQn > .三轴拉伸(Triaxial Extension)扌F 水试盼(Drained Test)< 4、摊水试验(Undrained Test)丿J 路衿(Total SlressPath) 〃效应力Kt 呂 < Effective StressRath)F 加裁方式-试4Q 掲水条件* 应力路径・半6 仇F Tq=((7(-11)-(^-u) = r/三釉伍第《不搏水，■y 6例题1 \• A consolidated-undrairved triaxial test on a specimen of saturated clay wos carried out under an all-reund pressure of 600 kN/m2. Consolidation took placeagainst a back pressure(反丿h 力)of 200 kN/m2・ The following results were recorded duringi the test. Draw the stress pathsHO IMi 2M 279 319 I 4T.-4T,o■ (kVm-) 2汙277 3IH 433M 十A BM7.7.W)) f A(626 7J I 鮭劄似3力WKHW 毀IftX 系： 2 Ay 町;•呻広制力W " 力歸升I i O o-Tvmwnii^ 的 EE 力 力 e 东岡 UR 障不一壮療歇mm 「「’例题？ .小話那 •Rasc.^1 0 2 4 e E 10 UREE 力卿 q 竹 okNAm* 0 201 2幻?75 M2 旳 讥■冰旺力H ikNto-l 144 244 222 212 2W5・館「需"“知亠丫••八• ■仇'・沁・xq ■ ‘山各向异性固结Anisotropic consolidationNo lateral deformationMohr-Coulomb Failure Envelopein p・q SpaceTj・ e； un^Mohr・Coulomb Failure Envelopein p・q Spacer t二r,Mohr-Coulomb Failure Envelopein p-q SpaceRearrange Eq. 4 givesNcte here a} is the major principal stress and d3 is the minor principal stress・• Substituting Eqs. 2 and 3 into Eq. 1 yieldsTherefore. we haveSubstituting Eq 7 into Eq. 4 results inMohr-Coulomb Failure Envelope in p9 ：、•・q SpaceFor triaxial compression, e *■眄只”；•个2cr；J/3—佃;吟3；"3华=<7：・ CF： =0：・(7；Therefore. we have0；«Zg/3H ■尸'・和3Substituting Eq 5 into Eq. 4 results inMohr-Coulomb Failure Envelope in p・q SpaceFor triaxial extension, a ・:・ c ・” = <“：# 2e： )/3 =佃;* 2e；”39 ：、•Mohr-Coulomb Failure Envelopein p・q SpaceMohr-Coulomb Failure Envelopein p・q Space• Therefore, the Mohr-Coulomb failure envelope in the p ・q space is as follows・ZjL i■ p6tm#*Hi*•inMohr-Coulomb Failure Envelope 、inp・q Space• The failure stress ratio Ms|^q/Ap e| under Tnaxicl compression is different from that under triaxialaxt^nsion：M e 34jdn£XF ' 3-sin。
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土的三轴试验研究及土的应 力路径
26、机遇对于有准备的头脑有特别的 亲和力 。 27、自信是人格的核心。
28、目标的坚定是性格中最必要的力 量泉源 之一， 也是成 功的利 器之一 。没有 它，天 才也会 在矛盾 无定的 迷径中 ，徒劳 无功。- -查士 德斐尔 爵士。 29、困难就是机遇。--温斯顿．丘吉 尔。 30、我奋斗，所以我快乐。--格林斯 潘。
谢谢！
36、自己的鞋子，自己知道紧在哪里。——西班牙
37、我们唯一不会改正的缺点是软弱。——拉罗什福科
xiexie! 38、我这个人走得很慢，但是我从不后退。——亚伯拉罕·林肯
—美华纳
40、学而不思则罔，思而不学则殆。——孔子