三轴压缩实验(DOC)
土的三轴压缩实验报告
土的三轴压缩实验报告一、实验目的本次实验的目的是通过三轴压缩实验，了解土体的力学性质，掌握土体的压缩变形规律，为土的工程应用提供理论依据。
二、实验原理三轴压缩实验，是指在三个互相垂直的轴向上施加压力，测定土体在不同应力状态下的压缩变形及强度参数。
实验中，应变量为土体的轴向应变和径向应变，应力量为轴向应力。
三、实验设备本次实验所需的设备有：三轴试验机、应变仪、振动筛、天平、刷子、塑料袋等。
四、实验步骤1.制样：按照标准规定，取一定量的土样，经过筛分、清洗、调节含水率等处理后，制成规定尺寸的试样。
2.装置：将试样放入试验机中，放置在三轴压缩装置中央。
3.施压：逐渐施加压力，保持速率均匀，直到试样产生明显的压缩变形。
4.记录：在试验过程中，记录轴向压力、轴向应变、径向应变和应变速率等数据。
5.实验结束：当试样变形趋于稳定时，停止施压，记录最大轴向应力和最大径向应变。
6.清理：将试样从试验机中取出，清洁试验机和周围环境。
五、实验结果通过对实验数据的处理和分析，得出了土体的应力-应变曲线和压缩模量等力学参数。
六、实验注意事项1.试样应制备均匀，避免出现裂隙和空洞。
2.施加压力的速率应逐渐加大，避免过快或过慢。
3.实验过程中应注意安全，避免发生意外事故。
七、实验结论本次实验通过三轴压缩实验，测定了土体在不同应力状态下的压缩变形及强度参数，得出了土体的应力-应变曲线和压缩模量等力学参数。
实验结果表明，土体的压缩变形呈现出明显的非线性特性，随着轴向应力的增大，土体的压缩变形逐渐增大，压缩模量逐渐减小。
此外，不同土体的力学性质也存在差异，这需要在工程应用中进行针对性分析和处理。
土三轴压缩试验报告文档
土三轴压缩试验报告文档摘要：本次实验通过土体三轴压缩试验，研究了不同围压条件下土体的应力应变关系。
实验结果表明，土体在不同围压条件下具有不同的应力应变特性，围压越大，土体的抗压性能越好。
1.引言土体作为工程中常见的材料，其力学性质的研究对于工程设计和施工具有重要意义。
土体的应力应变关系是研究土体力学性质的基础，三轴压缩试验是常用的研究土体力学性质的方法之一2.实验原理三轴压缩试验是通过施加垂直于土体断面的垂直负荷和平行于土体断面的水平应力，来研究土体在不同围压条件下的应力应变关系。
实验中使用的仪器设备包括三轴试验机、应变仪和压力计等。
3.实验过程首先，将土样样品进行制备和取样。
然后，将土样放入三轴试验机的压实装置中，施加垂直负荷并逐渐增加水平应力。
同时，使用压力计和应变仪记录土样的应力和应变数据。
在不同的围压条件下，进行多次试验，获得多组数据。
4.实验结果与分析实验结果显示，在相同围压条件下，土体的应力随着应变的增加而增加，呈现线性关系。
在同一应变下，不同围压条件下的应力值有所不同，围压越大，土体的应力值越大。
这表明土体的抗压性能随着围压的增加而增强。
5.结论通过土三轴压缩试验，我们得出以下结论：1)土体的应力应变关系是非线性的，在相同围压条件下，应力随着应变的增加而增加。
2)在同一应变下，围压越大，土体的应力值越大，表明围压对土体的抗压性能有着重要影响。
3)三轴压缩试验是研究土体力学性质的重要手段之一，可以为工程设计和施工提供参考数据。
[1]张三，李四、土三轴压缩试验报告。
《土工力学研究》，2000年，29(1)。
附录：实验数据表格表格1不同围压条件下土体应力应变数据围压（kPa）应变（%）应力（kPa）1000.1501000.21001000.31502000.1702000.21402000.3210 3000.190 3000.2180。
三轴压缩实验
三轴压缩实验一、实验原理：三轴试验采用圆柱形试样，可以对试样的空间三个坐标方向上施加压力。
试验时先通过压力室内的有压液体，使试样在三个轴向受到相同的周围压力（其大小由压力计测3定），并维持整个试验过程不变。
然后通过活塞向试样施加垂直轴向压力，直到试样剪坏。
二、实验过程1、仪器准备（1）应变控制式三轴仪：包括压力室、轴向位移计等装备（2）天平、其他：击实筒、饱和器、承膜筒、橡皮膜等2、操作步骤试样安装：（1）检查排水管路是否通畅；活塞在套内滑动是否正常；连接处有无漏水、漏气现象。
检查完成后关闭周围压力阀、孔隙压力阀和排水阀，以备使用。
（2）组件击样筒：将三瓣膜拼装好，夹板拧紧，并放置好透水石，在击样筒内部涂抹油（3）制作土样：（本实验才去的土样为沿海淤泥土），将淤泥土分层放入击样土中并击实，每层击实至相同高度，击实用力均匀，直至击完最后一层。
将击样筒中的式样两端整平，去除称其质量。
（4）将橡皮膜套在承膜筒内，两端翻出膜外，从吸嘴稀奇，使膜紧贴承膜筒内壁，然后要在式样外，放弃，翻起橡皮膜取出承膜筒。
将包裹着土样的橡皮膜分别扎紧放在一起底座和试样帽上。
（5）装上压力室外罩。
装是应将活塞提高，以防碰撞试样，然后将活塞你试样帽中心，病均匀地旋紧螺丝，再将轴向测力计对准活塞（6）开排气孔，向压力室冲水，当压力室快注满水时，降低进水速度，水从排气孔溢出时，关闭排气孔（7）开周围压力阀，施加所需的周围压力。
周围压力应与工程的实际荷重相适应，并尽可能使最大周围压力与土体的最大实际荷重大致相等。
（8）旋转手轮，当量力环的量表微动时表示活塞已与试样帽接触，然后将量力环的量表和变形量表的指针调整到零位。
试样剪切：（1）打开周围压力阀，关闭体变管阀、排水管阀、孔隙压力阀、量管阀。
（2）开动马达，接上离合器，进行剪切。
开始阶段，试样每产生垂直应变~%测记量力环量表读数和垂直变形量表读数各一次。
当垂直应变达3%以后，读数间隔可延长为~%各测记一次。
三轴压缩试验的步骤(正式)
TSZ-3应变控制式三轴仪（无级调速）中国水电十局中心试验室2012-7-20编写操作步骤一：不固结不排水剪切：1．1：打开反压排水阀（向右，确保加压帽畅通）→固定土样→上升压力室直到与测力环接触1.2：注水：打开压力室上面的排气塞、压力室阀（注水）、压力室注水阀→开动水泵开始注水→待排气塞有水溢出时关闭水泵、排气塞、压力室阀（注水）、压力室注水阀1.3：根据规程设定围压数值→打开围压注水阀→逆时针旋转手轮到底→关闭围压注水阀→打开围压阀→顺时针旋转手轮至围压设定值→拧紧手轮上的螺帽→点击控制器上的稳压→调整两个百分表归零→根据规程设置速率→点击控制器上的上升、开始剪切→记录位移计每走2mm对应测力计的读数→点击控制器上的停止速率、停止稳压.1.4：卸压排水：打开压力室阀（排水）→轻轻打开压力室排水阀→关闭围压阀→打开压力室上的排气塞→开动水泵开始排水→下降主机压力室→取出土样二：固结不排水剪切：2.1：打开反压排水阀（向右，确保加压帽畅通）→固定土样→上升压力室直到与测力环接触2.2：注水：打开压力室上面的排气塞、压力室阀（注水）、压力室注水阀→开动水泵开始注水→待排气塞有水溢出时关闭水泵、排气塞、压力室阀（注水）、压力室注水阀2.3：固结：调整反压力管的水位和土样中心线相齐平，读取反压力管的初始水位→打开反压排水阀，开始固结→当孔压值消散到围压的5%左右时(孔压值在固结过程中读取)，固结结束→记录反压力管的刻度，关闭反压排水阀2.4：剪切：根据规程设定围压数值→打开围压注水阀→逆时针旋转手轮到底→关闭围压注水阀→打开围压阀→顺时针旋转手轮至围压设定值→拧紧手轮上的螺帽→点击控制器上的稳压→调整两个百分表归零→根据规程设置速率→点击控制器上的上升、开始剪切→记录位移计每走2mm对应测力计的读数→点击控制器上的停止速率、停止稳压2.5：卸压排水：打开压力室阀（排水）→轻轻打开压力室排水阀→关闭围压阀→打开压力室上的排气塞→开动水泵开始排水→下降主机压力室→取出土样三：固结排水剪切:3.1：打开反压排水阀（向右，确保加压帽畅通）→固定土样→上升压力室直到与测力环接触3.2：注水：打开压力室上面的排气塞、压力室阀（注水）、压力室注水阀→开动水泵开始注水→待排气塞有水溢出时关闭水泵、排气塞、压力室阀（注水）、压力室注水阀.3.3：固结：调整反压力管的水位和土样中心线相齐平，读取反压力管的初始水位→打开反压排水阀，开始固结→当孔压值消散到围压的5%左右时(孔压值在固结过程中读取)，固结结束→记录反压力管的刻度，关闭反压排水阀.3.4：剪切：根据规程设定围压数值→打开围压注水阀→逆时针旋转手轮到底→关闭围压注水阀→打开围压阀→顺时针旋转手轮至围压设定值→拧紧手轮上的螺帽→点击控制器上的稳压→调整两个百分表归零→根据规程设置速率→打开反压排水阀→点击控制器上的上升、开始剪切→记录位移计每走2mm对应测力计的读数→剪切完毕后读取反压力管上的刻度→点击控制器上的停止速率、停止稳压3.5：卸压排水：关闭反压排水阀→打开压力室阀（排水）→轻轻打开压力室排水阀→关闭围压阀→打开压力室上的排气塞→开动水泵开始排水→下降主机压力室→取出土样.四：反压饱和4.1：打开反压排水阀（向右，确保加压帽畅通）→固定土样→上升压力室直到与测力环接触4.2：注水：打开压力室上面的排气塞、压力室阀（注水）、压力室注水阀→开动水泵开始注水→待排气塞有水溢出时关闭水泵、排气塞、压力室阀（注水）、压力室注水阀4.3:反压饱和：根据规程设定围压数值→打开围压注水阀→逆时针旋转手轮到底→关闭围压注水阀→打开围压阀→顺时针旋转手轮至围压设定值→拧紧手轮上的螺帽→点击控制器上的稳压→设定反压（一般情况反压比围压大20KPa）→打开反压注水阀→逆时针旋转手轮到底→关闭反压注水阀→打开反压阀→顺时针旋转手轮至反压设定值→拧紧手轮上的螺帽→点击控制器上的稳压→打开体变测量阀→孔压值达到围压值时土样饱和。
三轴压缩实验_3
三轴压缩实验一、实验原理：三轴试验采用圆柱形试样，可以对试样的空间三个坐标方向上施加压力。
试验时先通过压力室内的有压液体，使试样在三个轴向受到相同的周围压力（其大小由压力计测3定），并维持整个试验过程不变。
然后通过活塞向试样施加垂直轴向压力，直到试样剪坏。
二、实验过程1、仪器准备（1）应变控制式三轴仪：包括压力室、轴向位移计等装备（2）天平、其他：击实筒、饱和器、承膜筒、橡皮膜等2、操作步骤试样安装：（1）检查排水管路是否通畅；活塞在套内滑动是否正常；连接处有无漏水、漏气现象。
检查完成后关闭周围压力阀、孔隙压力阀和排水阀，以备使用。
（2）组件击样筒：将三瓣膜拼装好，夹板拧紧，并放置好透水石，在击样筒内部涂抹油（3）制作土样：（本实验才去的土样为沿海淤泥土），将淤泥土分层放入击样土中并击实，每层击实至相同高度，击实用力均匀，直至击完最后一层。
将击样筒中的式样两端整平，去除称其质量。
（4）将橡皮膜套在承膜筒内，两端翻出膜外，从吸嘴稀奇，使膜紧贴承膜筒内壁，然后要在式样外，放弃，翻起橡皮膜取出承膜筒。
将包裹着土样的橡皮膜分别扎紧放在一起底座和试样帽上。
（5）装上压力室外罩。
装是应将活塞提高，以防碰撞试样，然后将活塞你试样帽中心，病均匀地旋紧螺丝，再将轴向测力计对准活塞（6）开排气孔，向压力室冲水，当压力室快注满水时，降低进水速度，水从排气孔溢出时，关闭排气孔（7）开周围压力阀，施加所需的周围压力。
周围压力应与工程的实际荷重相适应，并尽可能使最大周围压力与土体的最大实际荷重大致相等。
（8）旋转手轮，当量力环的量表微动时表示活塞已与试样帽接触，然后将量力环的量表和变形量表的指针调整到零位。
试样剪切：（1）打开周围压力阀，关闭体变管阀、排水管阀、孔隙压力阀、量管阀。
（2）开动马达，接上离合器，进行剪切。
开始阶段，试样每产生垂直应变0.3~0.4%测记量力环量表读数和垂直变形量表读数各一次。
当垂直应变达3%以后，读数间隔可延长为0.7~0.8%各测记一次。
三轴压缩试验
三轴压缩试验一、试验目的测定土的抗剪强度，提供计算地基强度和稳定使用的土的强度指标内摩擦角j和内聚力c。
二、试验方法一般有不固结不排水试验（UU）、固结不排水试验（CU）和固结排水试验（CD）。
三、仪器设备1．三轴压缩议：应变控制式，由周围压力系统、反压力系统、孔隙水压力量测系统和主机组成。
2．附属设备：包括击实器、饱和器、切土器、分样器、切土盘、承膜筒和对开圆模。
3．天平：称量200 g，感量0.01 g；称量1000 g，感量0.1 g。
4．橡皮膜：应具有弹性，厚度应小于橡皮膜直径的1／100，不得有漏气孔。
四、试样制备（1）本试验需要3～4个试样，分别在不同周围压力下进行试验。
（2）试样尺寸：最小直径为φ35 mm，最大直径为φ101 mm，试样高度宜为试样直径的2～2.5倍。
对于有裂缝、软弱面和构造面的试样，试样直径宜大于60 mm。
（3）原状试样制备，应将土切成圆柱形试样，试样两端应平整并垂直于试样轴，当试样侧面或端部有小石子或凹坑时，允许用削下的余土修整，试样切削时应避免扰动，并取余土测定试样的含水量。
（4）扰动试样制备，应根据预定的干密度和含水量，在击实器内分层击实，粉质土宜为3～5层，粘质土宜为5～8层，各层土料数量应相等，各层接触面应刨毛。
（5）对于砂性土应先在压力室底座．全依次放上不透水板，橡皮膜和对开圆膜。
将砂料填入对开圆膜内，分3层按预定干密度击实。
当制备饱和试样时，在对开圆膜内注入纯水至1／3高度，将煮沸的砂料分3层填入，达到预定高度。
放上不透水板、试样帽，扎紧橡皮膜。
对试样内部施加5 kPa负压力使试样能站立，折除对开圆膜。
（6）对制备好的试样，应量测其直径和高度。
试样的平均直径应按下式计算：式中D l，D2，D3分别为试样上、中、下部位的直径。
五、三轴试验操作步聚1、试样的安装步骤：2、试样排水固结步骤：施加周围压力；开孔隙水压力阀，测定孔隙水压力。
开排水阀。
当需测定排水过程时，测记排水管水面及孔隙水压力值，直至孔隙水压力消散95％以上。
三轴压缩实验
三轴压缩实验一、实验原理：三轴试验采用圆柱形试样，可以对试样的空间三个坐标方向上施加压力。
试验时先通过压力室内的有压液体，使试样在三个轴向受到相同的周围压力（其大小由压力计测3定），并维持整个试验过程不变。
然后通过活塞向试样施加垂直轴向压力，直到试样剪坏。
二、实验过程1、仪器准备（1）应变控制式三轴仪：包括压力室、轴向位移计等装备（2）天平、其他：击实筒、饱和器、承膜筒、橡皮膜等2、操作步骤试样安装：（1）检查排水管路是否通畅；活塞在套内滑动是否正常；连接处有无漏水、漏气现象。
检查完成后关闭周围压力阀、孔隙压力阀和排水阀，以备使用。
（2）组件击样筒：将三瓣膜拼装好，夹板拧紧，并放置好透水石，在击样筒内部涂抹油（3）制作土样：（本实验才去的土样为沿海淤泥土），将淤泥土分层放入击样土中并击实，每层击实至相同高度，击实用力均匀，直至击完最后一层。
将击样筒中的式样两端整平，去除称其质量。
（4）将橡皮膜套在承膜筒内，两端翻出膜外，从吸嘴稀奇，使膜紧贴承膜筒内壁，然后要在式样外，放弃，翻起橡皮膜取出承膜筒。
将包裹着土样的橡皮膜分别扎紧放在一起底座和试样帽上。
（5）装上压力室外罩。
装是应将活塞提高，以防碰撞试样，然后将活塞你试样帽中心，病均匀地旋紧螺丝，再将轴向测力计对准活塞（6）开排气孔，向压力室冲水，当压力室快注满水时，降低进水速度，水从排气孔溢出时，关闭排气孔（7）开周围压力阀，施加所需的周围压力。
周围压力应与工程的实际荷重相适应，并尽可能使最大周围压力与土体的最大实际荷重大致相等。
（8）旋转手轮，当量力环的量表微动时表示活塞已与试样帽接触，然后将量力环的量表和变形量表的指针调整到零位。
试样剪切：（1）打开周围压力阀，关闭体变管阀、排水管阀、孔隙压力阀、量管阀。
（2）开动马达，接上离合器，进行剪切。
开始阶段，试样每产生垂直应变0.3~0.4%测记量力环量表读数和垂直变形量表读数各一次。
当垂直应变达3%以后，读数间隔可延长为0.7~0.8%各测记一次。
三轴压缩试验
实验报告纸土木工程专业07级土木(1)班姓名龚尧学号07580691同组人员余成廷、谢婧、陶家妮、孙天华名称土木试验与原理实验名称三轴压缩试验实验日期 2009年11月26日一、试验目的测定土体抗剪强度的一种比较完善的室内试验方法。
二、试验方法不固结不排水试验：时间在施加周围压力和随后施加偏应力直至剪坏的整个实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，可以测得总盈利抗剪强度指标C u和∅u；三、仪器设备1、三轴仪2、击实器和饱和器；3、切土盘、切土器、切土架和原装土分样器；4、砂样制备模筒和承模筒；5、天平和游标卡尺；6、其它如乳膜薄、橡皮筋、透水石、滤纸、切土刀、钢丝锯、毛玻璃板、空气压缩机。
四、不固结不排水试验法（UU）试验1、操作步骤（1）周围压力一般可分为3~4级进行，剪切速率取0.5%~1%，读书按应变增量0.3%~0.4%测记一次。
（2）加压步骤为50kPa，100kPa，150kPa，200kPa施加。
（3）施加第一级周围压力后，即对试样进行剪切，当测力计读书达到稳定或出现倒退时，测记测力计和轴向变形读书，同时立刻关闭电动机停止剪切，并将轴向压力退至零。
（4）施加第二级或以后各级周围压力下剪切试验，对于脆性破坏的结构性强的土样或沙性土，土的破坏应变一般小于5%，甚至于小于3%，因此当破坏应力出现时，即可施加下一级周围压力；而对于塑性破坏的试样，破坏应变应控制在5%~7%，然后施加下一级周围压力，累计应变不可超过20%。
2、成果整理（1）试样面积和高度修正轴向应变和面积修正：ε1=∆hh0；A a=A1−ε1（2）应力计算：不排水不固结剪各级周围压力下的偏应力计算：σ1−σ3=RCA01−ε1×10式中A0——试样起始面积（cm2）A a——剪切过程中试样修正后面积（cm2）A——CU实验其他各级压力下固结后面积（cm2）h0——试样起始高度（cm）ε1——各级周围压力下剪切时轴向应变（%）R——测力环读书（0.01mm）C——测力环系数（N/0.01mm）（3）制图绘制不固结不排水剪应力应变关系曲线。
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实验四 三轴压缩实验（实验性质：综合性实验）一、概述1910年摩尔（Mohr ）提出材料的破坏是剪切破坏，并指出在破坏面上的剪应力τ是为该面上法向应力σ的函数，即()f f τσ=这个函数在f τσ-坐标中是一条曲线，称为摩尔包线，如图4-1实线所示。
摩尔包线表示材料受到不同应力作用达到极限状态时，滑动面上法向应力σ与剪应力f τ的关系。
土的摩尔包线通常可以近似地用直线表示，如图4-1虚线所示，该直线方程就是库仑定律所表示的方程（c tg τσϕ=+）。
由库仑公式表示摩尔包线的土体强度理论可称为摩尔－库仑强度理论。
图4-1 摩尔包线当土体中任意一点在某一平面上的剪应力达到土的抗剪强度时，就发生剪切破坏，该点也即处于极限平衡状态。
根据材料力学，设某一土体单元上作用着的大、小主应力分别为1σ和3σ，则在土体内与大主应力1σ作用面成任意角α的平面a a -上的正应力σ和剪应力τ，可用τσ-坐标系中直径为13()σσ-的摩尔应力圆上的一点（逆时针旋转2α,如图4-2中之A 点）的坐标大小来表示，即13131311()()cos 2221()sin 22σσσσσατσσα=++-=-将抗剪强度包线与摩尔应力画在同一张坐标纸上，如图4-3所示。
它们之间的关系可以有三种情况：①整个摩尔应力圆位于抗剪强度包线的下方（圆Ⅰ），说明通过该点的任意平面上的剪应力都小于土的抗剪强度，因此不会发生剪切破坏；②摩尔压力圆与抗剪强度包线相割（圆Ⅲ），表明该点某些平面上的剪应力已超过了土的抗剪强度，事实上该应力圆所代表的应力状态是不存在的；③摩尔应力圆与抗剪强度包线相切（圆Ⅱ），切点为A 点，说明在A 点所代表的平面上，剪应力正好等于土的抗剪强度，即该点处于极限平衡状态，圆Ⅱ称为极限应力圆。
图4-2 用摩尔圆表示的土体中任意点的应力 图4-3 摩尔圆与抗剪强度包线之间的关系三轴压缩实验（亦称三轴剪切实验）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，试样在某一固定周围压力3σ下，逐渐增大轴向压力1σ，直至试样破坏，据此可作出一个极限应力圆。
用同一种土样的3～4个试件分别在不同的周围压力3σ下进行实验，可得一组极限应力圆，如图4-4中的圆Ⅰ、圆Ⅱ和圆Ⅲ。
作出这些极限应力圆的公切线，即为该土样的抗剪强度包络线，由此便可求得土样的抗剪强度指标。
图4-4 三轴实验基本原理a)试样承受3σ作用；b)破坏时土样应力状态；c)土样的极限应力圆与抗剪强度包线三轴压缩实验是测定土体抗剪强度的一种比较完善的室内实验方法，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，同时三轴压缩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特别重要的意义。
二、实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实验（UU ）、固结不排水剪实验（CU ）、固结排水剪实验（CD ）以及Ko 固结三轴实验等。
1．不固结不排水剪实验（UU ）试样在施加周围应力和随后施加偏应力直至破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u c ，u ϕ。
2．固结不排水剪实验（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，测得土体的孔隙水压力，可以测得总应力抗剪强度强度指标cu c ，cu ϕ和有效应力抗剪强度指标c '，ϕ'。
3．固结排水剪实验（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的体积变化，可以测得有效应力抗剪强度指标 d c ，d ϕ。
4．Ko 固结三轴实验常规三轴试验是在等向固结压力（321σσσ==）条件下排水固结，而K 0 固结三轴试验是按1023σσσk ==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、实验设备1．三轴仪三轴仪根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部分组成（如图4-5）：（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、体积变形以及孔隙水压力量测系统相连。
（2）轴向加荷系统。
采用电动机带动多级变速的齿轮箱，或者采用可控硅无级变速，并通过传动系统使压力室自下而上的移动，从而使试样承受轴向压力，其加荷速率可根据土样性质和试验方法确定。
（3）轴向压力测量系统。
施加于试样上的轴向压力由测力计量测，测力计由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或位移传感器测读。
（4）周围压力稳压系统。
采用调压阀控制，调压阀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稳定的周围压力。
（5）孔隙水压力量测系统。
孔隙水压力由孔压传感器测得。
（6）轴向变形量测系统。
轴向变形长距离百分表（0~30mm百分表）或位移传感器测得。
图4-4 应变控制式三轴仪1-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；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（7）反压力体变系统。
由体变管和反压力稳压控制系统组成，以模拟土体的实际应力状态或提高试件的饱和度以及量测试件的体积变化。
2．附属设备（1）击实筒和饱和器（2）切土盘、切土器、切土架和原状土分样器（3）承膜筒和砂样制备模筒（4）天平、卡尺、乳胶膜等四、试样的制备与饱和1．试样制备试样应切成圆柱性形状，试样直径为Φ39.1mm、Φ61.8mm、Φ101mm、相应的试样高度分别为80mm、150mm、200mm，试样高度与直径的关系一般为2～2.5倍，试样的允许最大粒径与试样直径之间的关系见表4-1。
表4-1 试样的允许最大粒径与试样直径之间的关系见表对于较软的土样，用钢丝锯或切土刀在切土盘上制样；对于较硬的土，用切土刀和切土器在在切土架上制样。
称取切削好试样的质量，准确至0.1g ，试样的高度和直径用卡尺量测，并按下式计算平均直径42321D D D D ++=式中 D 1 D 2 D 3分别为试样上、中、下部位的直径。
与此同时，取切下的余土，平行测得含水量，取其平均值为试样的含水量。
2．试样饱和（1）真空抽气饱和：将试样装入饱和器，置于真空缸内，进行抽气，当真空压力达到1个大气压时，开启管夹，使清水注入真空缸内，待水面超过饱和器后，即可停止抽气，然后静止大约10h 左右，使试样充分吸水饱和。
（2）水头饱和：将试样装入压力室内，施加20kPa 的周围压力，使无气泡的水从试样底座进入，待上部溢出，水头高差一般在1m 左右，直至流入水量和溢出水量相等为止。
（3）反压力饱和：试样饱和度要求较高时采用（祥见实验规程）。
五、操作步骤这里只介绍不固结不排水剪。
1．对仪器各部分进行全面检查，周围压力系统、反压力系统、孔隙水压力系统、轴向压力系统是否能正常工作，排水管路是否畅通，管路阀门连接处有无漏水漏气现象。
乳胶膜是否有漏水漏气现象。
2．拆开压力室的有机玻璃罩子，将试样方在试样底座的不透水圆板上，在试样的顶部放置不透水试样帽。
3．将乳胶膜套在承膜筒上，两端翻过来，用吸咀吸气，使乳胶膜贴紧承膜筒内壁，然后套在试样外放气，翻起乳胶膜，取出承膜筒，用橡皮圈将乳胶膜分别扎紧在试样底座和试样帽上，4．装上受压室外罩，安装时应先将活塞提高，以防碰撞试样，然后将活塞对准试样帽中心，并旋紧压力室密封螺帽，再将测力环对准活塞。
5．向压力室充水，当压力室快注满水时，降低进水速度，当水从排水孔溢出时，关闭排水孔。
6．开空压机和周围压力阀，施加所需的周围压力，周围压力的大小应根据土样埋深和应力历史来决定，也可按100、200300kPa 施加。
7．旋转手轮，当测力环的量表微动，表示活塞与试样接触，然后将测力环的量表和和轴向位移量表的指针调整到零位。
8．启动电动机开始剪切，剪切速率宜为每分钟应变0.5%～1.0%。
80mm 高的试样速率为0.4～0.8mm/min 。
开始阶段，试样每产生垂直应变0.3～0.4%时记测力环量表读数和垂直位移量表读数各一次。
当接近峰值时应加密读数，如果试样特别松软和硬脆，可酌情减少或加密读数。
9．当出现峰值后，再进行3%～5%的垂直应变或剪至总垂直应变的15%后停止试验，若测力环读数无明显减少则垂直应变应进行到20%。
10．试验结束后，关闭电动机，关周围应力阀，拔开离合器，倒转手轮，然后打开排气孔，排去压力室内的水，拆去压力室外罩，取出试验，描述试样破坏的形状，并测得试验后的密度和含水量 。
11．重复以上步骤分别在不同的围压下进行第二、三、四个试样的试验。
六、成果整理1．计算轴向应变%10001⨯∆∑=h hε 式中 1ε－轴向应变（％）；h ∆∑－轴向变形(mm )； 0h －土样初始高度（mm ）。
2．计算剪切过程中试样的平均面积：11ε-=A A a 式中 a A －剪切过程中平均断面积（cm 2）0A －土样初始断面积（cm 2）1ε－轴向应变（％）3. 计算主应力差10)1(100131⨯-=⨯=-A CR A CRa εσσ 式中 31σσ- － 主应力差（kPa ） 1σ―大主应力（kPa ）3σ－小主应力（kPa ）C －测力计率定系数（N/0.01mm ） R －测力计读数（0.01mm ） 10－单位换算系数。
4．绘制主应力差与轴向应变关系曲线以主应力差（31σσ-）为纵坐标，轴向应变1ε为横坐标，绘制主应力差与轴向应变关系曲线（图4-5），若有峰值时，取曲线上主应力差的峰值作为破坏点；若无峰值时，则取15％轴向应变时的主应力差值作为破坏点。
图4-5 主应力差与轴向应变关系曲线 图4-6 不固结不排水剪强度包线5．绘制强度包线以剪应力τ为纵坐标，法向应力σ为横坐标，在横坐标轴上以破坏时的231f f σσ+ 为圆心，以231ff σσ-为半径，在στ~坐标系上绘制破坏总应力圆，并绘制不同周围应力下诸破坏总应力圆的包线（图4-6），包线的倾角为内摩擦角u ϕ，包线在纵坐标上的截距为粘聚力u c 。