ASTM粘性土不固结不排水三轴压缩试验标准试验方法
三轴压缩试验
三轴压缩试验中文名称：三轴压缩试验英文名称：triaxial compression test定义：遵循技术程序，用3—4个圆柱形试样,分别在不同的围压(即小主应力σ3)下，施加轴向压力(即主应力差σ1－σ3)直至试样破坏，计算抗剪强度参数(黏聚力，内摩擦角)的技术操作。
应用学科：水利科技（一级学科）；岩石力学、土力学、岩土工程（二级学科）；土力学（水利）（三级学科）以上内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布三轴压缩试验示意图三轴压缩试验三轴压缩试验是测定土抗剪强度的一种较为完善的方法。
三轴压缩仪由压力室、轴向加荷系统、施加周围压力系统、孔隙水压力量测系统等组成。
常规试验方法的主要步骤如下：将土切成圆柱体套在橡胶膜内，放在密封的压力室中，然后向压力室内压入水，使试件在各个方向受到周围压力，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。
然后再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。
设剪切破坏时由传力杆加在试件上的竖向压应力为Δσ1，则试件上的大主应力为σ1=σ3+Δσ1，而小主应力为σ3，以(σ1-σ3)为直径可画出一个极限应力圆，如图中的圆I，用同一种土样的若干个试件(三个上)按以上所述方法分别进行试验，每个试件施加不同的周围压力σ3，可分别得出剪切破坏时的大主应力σ1，将这些结果绘成一组极限应力圆，如图中的圆Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ。
由于这些试件都剪切至破坏，根据莫尔-库伦理论，作一组极限应力圆的公共切线，即为土的抗剪强度包线，通常可近似取为一条直线，该直线与横坐标的夹角即为土的内摩擦角ψ，直线与纵坐标的截距即为土的内聚力c。
对应于直接剪切试验的快剪、固结快剪和慢剪试验，三轴压缩试验按剪切前的固结程度和剪切时的排水条件，分为以下三种试验方法：（1）不固结不排水试验试样在施加周围压力和随后施加竖向压力直至剪切破坏的整个过程中都不允许排水，试验自始至终关闭排水阀门。
三轴不固结不排水试验步骤
三轴不固结不排水试验步骤嘿，咱今儿就来聊聊三轴不固结不排水试验的那些步骤。
这可真是个挺专业的事儿呢，但咱别怕，咱一步一步来，把它弄明白！首先啊，得准备好试验要用的那些个家伙什儿，什么三轴仪啦，土样啦，可都不能少。
这就好比做饭得有锅有菜一样，没了这些，那可没法开始。
然后呢，把土样小心翼翼地装进三轴仪里，就像给宝贝找个安稳的家似的。
这可得轻点儿，别把土样给弄散了。
接着，就是施加围压啦。
这就像是给土样穿上一件压力的小外套，让它感受感受压力的滋味儿。
可别小看这围压，它对试验结果可有大影响呢。
之后呀，就得开始施加轴向压力了。
就好像是在轻轻地推土样，看看它能承受多大的劲儿。
这时候就得瞪大眼睛瞧仔细了，数据可得记准确咯。
在这个过程中啊，要不停地观察土样的变化。
它会不会变形啦，有没有啥奇怪的反应啦。
这就跟观察小朋友的一举一动一样，稍有异常就得注意啦。
随着压力的增加，土样会慢慢有反应，这时候咱就得更细心了。
就像医生看病一样，得时刻关注病情的发展。
等试验做完了，可别着急松口气，还得好好分析分析数据呢。
这数据就像是考试成绩，能反映出咱这个试验做得好不好。
你说这三轴不固结不排水试验像不像一场冒险？每一步都充满了未知和挑战。
但咱别怕呀，只要一步一步认真做，肯定能得出有价值的结果。
想想看，要是咱能把这个试验做好，那对工程建设啥的可有大帮助呢！能让建筑物更牢固，让大家住得更安心。
这可不是小事儿呀！所以啊，大家可得重视这个三轴不固结不排水试验，把每一个步骤都当成是重要的任务来完成。
这样咱才能得到准确可靠的结果，为咱的工程事业添砖加瓦呀！怎么样，是不是觉得挺有意思的？哈哈！。
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：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：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.：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：：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：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：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：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：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:：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：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.：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.：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：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：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：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: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。
三轴压缩试验—不固结不排水剪实施细则
土工作业指导书三轴压缩试验—不固结不排水剪实施细则文件编号：版本号：编制：批准：生效日期：三轴压缩试验—不固结不排水剪实施细则1. 目的为了规范标准固结试验中的各个环节，特制定本细则。
2. 适用范围本试验方法适用细粒土和粒径小于20mm的粗粒土。
3. 引用文件GB/T50123-1999 土工试验方法标准。
4. 检测设备4．1本试验所用的主要仪器设备，应符合下列规定：1、应变控制式三轴仪：由压力室、轴向加压设备、周围压力系统、反压力系统、孔隙水压力量测系统、轴向变形和体积变化量测系统组成。
2、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。
3、天平：称量200g，最小分度值0.01g；称量1000g，最小分度值0.1g。
4、橡皮膜：应具有弹性的乳胶膜，对直径39.1和61.8mm的试样，厚度以0.1～0.2mm为宜，对直径101mm的试样，厚度以0.2～0.3mm为宜。
5、透水板：直径与试样直径相等，其渗透系数宜大于试样的渗透系数，使用前在水中煮沸并泡于水中。
4．2试验时的仪器，应符合下列规定：1、周围压力的测量准确度应为全量程的1%，根据试样的强度大小，选择不同量程的测力计，应使最大轴向压力的准确度不低于1%。
2、孔隙水压力最测系统内的气泡应完全排除。
系统内的气泡可用纯水冲出或施加压力使气泡溶解于水，并从试样底座溢出。
整个系统的体积变化因数应小于1.5×10-5cm3/kPa。
3、管路应畅通，各连接处应无漏水，压力室活塞杆在轴套内应能滑动。
4、橡皮膜在使用前应作仔细检查，其方法是扎紧两端，向膜内充气，在水中检查，应无气泡溢出，方可使用。
5．操作步骤进行：本试验采用的试样最小直径为φ35mm，最大直径为φ101mm，试样高度宜为试样直径的2～2.5倍，试样的允许最大粒径应符合下表规定，对于有裂缝、软弱面和构造面的试样，试样直径宜大于60mm。
5．1试样的制备：5．1．1原状土试样制备。
三轴压缩试验
先在切土器刀口内壁涂上一薄
层油 将切土器的刀口对准土样顶面 边削土边压切土器 直至切
削到比要求的试样高度约高 为止 然后拆开切土器 将试样取
出 按要求的高度将两端削平
试样的两端面应平整 互相平行 侧面垂直 上下均匀 在切
样过程中 若试样表面因遇砾石而成孔洞 允许用切削下的余土填
补
将切削好的试样称量 直径
土或初始饱和度较低的土 取
操作时 先调周围压力至
并将反压力系统调至
同时打开周围压力阀和反压力阀 再缓缓打开孔隙压力阀
待孔隙压力稳定后 测记孔隙压力计和体变管读数 再施加下一级
的周围压力和反压力
算出本级周围压力下的孔隙压力增量 并与周围压力
增量 比较 如
则表示试样尚未饱和 这时关孔隙
压力阀 反压力阀和周围压力阀 继续按上述规定施加下一级周围
参数 和孔隙压力系数
固结排水剪 试验是试样先在某一周围压力作用下排
水固结 然后在允许试样充分排水的情况下增加轴向压力直到破
坏 本试验可以测得有效抗剪强度参数
和变形参数
引用标准
应变控制式三轴仪 应变控制式三轴仪校验方法
篇 室内土工仪器
击实试验 土工仪器的基本参数及通用技术条件 第一
仪器设备
仪器设备
应变控制式三轴仪 如图
等 每层击实至要求高度后 将表面刨毛 然后再加第 层土料
如此继续进行 直至击实最后一层 将击样筒中的试样两端整平
取出称其质量 一组试样的密度差值应小于
冲填土试样制备 土膏法
取代表性土样风 过筛 调成略大于液限的土膏 然后置于
密闭容器内 储存 左右 测定土膏含水率 同一组试样含水率
的差值不应大于
在压力室底座上装对开圆模和橡皮膜 在底座上的透水板
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。
三轴压缩试验文库.
三轴压缩试验目的和适用范围三轴压缩试验是测定土的抗剪强度的一种方法它通常用个圆柱形试样分别在不同的恒定周围压力即小主应力下施加轴向压力即产生主应力差进行剪切直至破坏然后根据摩尔库仑理论求得抗剪强度参数本规程适用于测定细粒土和砂类土的总抗剪强度参数和有效抗剪强度参数根据排水条件的不同本试验分为不固结不排水剪固结不排水剪或和固结排水剪等种试验类型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本试验可以测得总抗剪强度参数固结不排水剪或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本试验可以测得总抗剪强度参数或有效抗剪强度参数和孔隙压力系数固结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允许试样充分排水的情况下增加轴向压力直到破坏本试验可以测得有效抗剪强度参数和变形参数引用标准应变控制式三轴仪应变控制式三轴仪校验方法击实试验土工仪器的基本参数及通用技术条件第一篇室内土工仪器仪器设备仪器设备应变控制式三轴仪如图所示有反压力控制系统周围压力控制系统压力室孔隙水压力量测系统试验机等其技术条件应符合规定图三轴仪组成示意图反压力控制系统轴向测力计轴向位移计试验机横梁孔隙压力测量系统活塞压力室升降台量水管试验机周围压力控制系统压力源体变管周围压力阀量管阀孔隙压力阀手轮体变管阀排水管孔隙压力传感器排水管阀附属设备击实筒见图饱和器见图图击实筒套环定位螺丝导杆击锤底板套筒饱和器底板图饱和器土样筒紧箍夹板拉杆透水板切土盘见图切土器和切土架见图分样器见图承膜筒见图制备砂样圆模见图用于冲填土或砂性土天平称量分度值称量分度值称量分度值量表量程分度值橡皮膜对直径和的试样橡皮膜厚度以为宜对直径的试样橡皮膜厚度以为宜仪器设备的检定和校准天平应按相应的检定规程规定进行检定应变控制式三轴仪应按规定的方法进行校准图切土盘图切土器和切土架图原状土分样器量表应按大量程百分表检定规程进行检定仪器检查图承膜筒安装示意图压力室底座透水板试样承膜筒橡皮膜上帽吸气孔周围压力控制系统和反压力控制系统的仪表的误差应小于全量程的采用传感器时其误差应小于全量程的根据试样的强度大小选择不同量程的测力计最大轴向压力的准确度不小于孔隙压力量测系统的气泡应排除其方法是孔隙压力量测系统中充以无气水煮沸冷却后的蒸馏水并施加压力小心打开孔隙压力阀让图制备砂样圆模压力室底座透水板制样圆模两片合成紧箍像皮膜橡皮圈管路中的气泡从压力室底座排出应反复几次直到气泡完全冲出为止若用零位指示器时将零位指示器中的水银移入贮槽内关闭量管阀用调压筒对孔隙压力测量系统加压排除气泡需要注意不要使贮槽内水银冲出指示器排气完毕后从贮槽中移回水银关闭孔隙压力阀用调压筒施加压力孔隙压力量测系统的体积因数应小于排水管路应通畅活塞在轴套内应能自由滑动各连接处应无漏水漏气现象俟仪器检查完毕关周围压力阀孔隙压力阀和排水阀以备使用橡皮膜在使用前应仔细检查其方法是扎紧两端在膜内充气然后沉入水下检查应无气泡溢出仪器检查的各项结果应符合的规定操作步骤试样制备试样尺寸应符合下列要求试样高度与直径之比应为对于有裂隙软弱面或构造面的试样直径宜采用原状土试样制备对于较软的土样先用钢丝锯或削土刀切取一稍大于规定尺寸的土柱放在切土盘的上下圆盘之间见图再用钢丝据或削土刀紧靠侧板由上往下细心切表土样粒径与试样直径的关系表试样直径允许粒径削边切削边转动圆盘直至土样的直径被削成规定的直径为止然后按试样高度的要求削平上下两端对于直径为的软粘土土样可先用分样器图分成个土柱然后再按上述的方法切削成直径为的试样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柱上下两端削平按试样要求的层次方向放在切土架上用切土器切削见图先在切土器刀口内壁涂上一薄层油将切土器的刀口对准土样顶面边削土边压切土器直至切削到比要求的试样高度约高为止然后拆开切土器将试样取出按要求的高度将两端削平试样的两端面应平整互相平行侧面垂直上下均匀在切样过程中若试样表面因遇砾石而成孔洞允许用切削下的余土填补将切削好的试样称量直径的试样准确至直径和的试样准确至试样高度和直径用卡尺量测试样的平均直径按式计算式中试样平均直径分别为试样上中下部位的直径取切下的余土平行测定含水率取其平均值作为试样的含水率对于同一组原状试样密度的差值不宜大于含水率差值不宜大于对于特别坚硬的和很不均匀的土样如不易切成平整均匀的圆柱体时允许切成与规定直径接近的柱体按所需试样高度将上下两端削平称取质量然后包上橡皮膜用浮称法称试样的质量并换算出试样的体积和平均直径扰动土试样制备击实法选取一定数量的代表性土样对直径试样约取和试样分别取和经风干碾碎过筛筛的孔径应符合本规程表规定测定风干含水率按要求的含水率算出所需加水量计算方法参照中式将需加的水量喷洒到土料上拌匀稍静置后装入塑料袋然后置于密闭容器内至少使含水率均匀取出土料复测其含水率测定的含水率与要求的含水率的差值应小于否则需调整含水率至符合要求为止击样筒的内径应与试样直径相同击锤的直径宜小于试样直径也允许采用与试样直径相等的击锤击样筒壁在使用前应洗擦干净涂一薄层凡士林根据要求的干密度称取所需土质量按试样高度分层击实粉质土分层粘质土分层击实各层土料质量相等每层击实至要求高度后将表面刨毛然后再加第层土料如此继续进行直至击实最后一层将击样筒中的试样两端整平取出称其质量一组试样的密度差值应小于冲填土试样制备土膏法取代表性土样风过筛调成略大于液限的土膏然后置于密闭容器内储存左右测定土膏含水率同一组试样含水率的差值不应大于在压力室底座上装对开圆模和橡皮膜在底座上的透水板上放一湿滤纸连接底座的透水板均应饱和橡皮膜与底座扎紧称制备好的土膏用调土刀将土膏装入橡皮膜内装土膏时避免试样内夹有气泡试样装好后整平上端称剩余土膏计算装入土膏的质量在试样上部依次放湿滤纸透水板和试样帽并扎紧橡皮膜然后打开孔隙压力阀和量管阀降低量水管使其水位低于试样中心约测记量水管读数算出排水后试样的含水率拆去对开模测定试样上中下部位的直径及高度按本规程式计算试样的平均直径及体积砂类土试样制备根据试验要求的试样干密度和试样体积称取所需风干砂样质量分三等分在水中煮沸冷却后待用开孔隙压力阀及量管阀使压力室底座充水将煮沸过的透水板滑入压力室底座上并用橡皮带把透水板包扎在底座上以防砂土漏入底座中关孔隙压力阀及量管阀将橡皮膜的一端套在压力室底座上并扎紧将对开模套在底座上将橡皮膜的上端翻出然后抽气使橡皮膜贴紧对开模内壁见图在橡皮膜内注脱气水约达试样高的用长柄小勺将煮沸冷却的一份砂样装入膜中填至该层要求高度Array第层砂样填完后继续注水至试样高度的再装第层砂样如此继续装样直至模内装满为止如果要求干密度较大则可在填砂过程中轻轻敲打对开模务使所称出的砂样填满规对含有细粒土和要求高密度的试样可采用干砂制备用水头饱和或反压力饱和定的体积然后放上透水板试样帽翻起橡皮膜并扎紧在试样帽上开量管阀降低量管使管内水面低于试样中心高程以下约对于直径的试样约在试样内产生一定负压使试样能站立拆除对开模按本规程之量试样高度与直径复核试样干密度各试样之间的干密度差值应小于试样饱和抽气饱和将装有试样的饱和器置于无水的抽气缸内进行抽气当真空度接近当地个大气压后应继续抽气继续抽气时间宜符合下列要求粉质土大于粘质土大于密实的粘质土大于当抽气时间达到上述要求后徐徐注入清水并保持真空度稳定待饱和器完全被水淹没即停止抽气并释放抽气缸的真空试样在水下静置时间应大于然后取出试样并称其质量水头饱和对于粉土或粉质砂土均可直接在仪器上用水头饱和其方法是先按本规程之至步骤安装完毕试样顶用透水帽然后施加的周围压力并同时提高试样底部量管的水面和降低连接试样顶部固结排水管的水面使两管水面差在左右打开量管阀孔隙压力阀和排水阀让水自下而上通过试样直至同一时间间隔内量管流出的水量与固结排水管内的水量相等为止二氧化碳饱和二氧化碳饱和适用于无粘性的松砂紧砂及密度低的粉质土二氧化碳的饱和装置见图其步骤如下试样安装完成后装上压力室罩将各阀门关闭开周围压力阀对试样施加的周围压力图二氧化碳饱和装置图减压阀储气瓶供气阀将减压阀调至开供气阀使气体由试样底部输入试样内开体变管阀当体变管内的水面无气泡时关闭供气阀开孔隙压力阀及量管阀升高量管内水面使保持高于体变管内水面约当量管内流出的水量约等于体变管内上升的水量为止再继续水头饱和后关闭体变管阀及孔隙压力阀反压力饱和按本规程或规定进行试样饱和并用值孔隙压力系数检查饱和度如试样的饱和度达不到可对试样施加反压力以达到完全饱和施加反压力装置见图其步骤如下试样装好以后装上压力室罩关孔隙压力阀和反压力阀测记体变管读数先对试样施加的周围压力预压并开孔隙压力阀待孔隙压力稳定后记下读数然后关孔隙压力阀反压力应分级施加并同时分级施加周围压力以尽量减少对试样的扰动在施加反压力过程中始终保持周围压力比反压力大反压力和周围压力的每级增量对软粘土取对坚实的土或初始饱和度较低的土取操作时先调周围压力至并将反压力系统调至同时打开周围压力阀和反压力阀再缓缓打开孔隙压力阀待孔隙压力稳定后测记孔隙压力计和体变管读数再施加下一级的周围压力和反压力算出本级周围压力下的孔隙压力增量并与周围压力增量比较如则表示试样尚未饱和这时关孔隙压力阀反压力阀和周围压力阀继续按上述规定施加下一级周围压力和反压力当试样在某级压力下达到时应保持反压力不变增大周围压力假若试样内增加的孔隙压力等于周围压力的增量表明试样已完全饱和否则应重复上述步骤直至试样饱和为止试样安装和固结不固结不排水剪试验试验对压力室底座充水在底座上放置不透水板并依次放置试样不透水板及试样帽对于冲填土或砂性土的试样安装分别按本规程或规定进行将橡皮膜套在承膜筒内两端翻出筒外见图从吸气孔吸气使膜贴紧承膜筒内壁然后套在试样外放气翻起橡皮膜的两端取出承膜筒用橡皮圈将橡皮膜分别扎紧在压力室底座和试样帽上装上压力室罩安装时应先将活塞提升以防碰撞试样压力室罩安放后将活塞对准试样帽中心并均匀地旋紧螺丝再将轴向测力计对准活塞开排气孔向压力室充水当压力室内快注满水时降低进水速度水从排气孔溢出时关闭排气孔关体变管阀及孔隙压力阀开周围压力阀施加所需的周围压力周围压力大小应与工程的实际荷载相适应并尽可能使最大周围压力与土体的最大实际荷载大致相等也可按施加旋转手轮同时转动活塞当轴向测力计有微读数时表示活塞已与试样帽接触然后将轴向测力计和轴向位移计的读数调整到零位固结不排水剪试验测孔隙压力试验开孔隙压力阀及量管阀使压力室底座充水排气并关阀将煮沸过的透水板滑入压力室底座上然后放上湿滤纸和试样试样上端亦放一湿滤纸及透水板在其周围贴上条浸湿的滤纸条宽度为试样直径的左右滤纸条上端与透水石连接按本规程之规定将橡皮膜套在试样外橡皮膜下端扎紧在压力室底座上用软刷子或双手自下向上轻轻按抚试样以排除试样与橡皮膜之间的气泡对于饱和软粘土可开孔隙压力阀及量管阀使水徐徐流入试样与橡皮膜之间以排除夹气然后关闭开排水管阀使水从试样帽徐徐流出以排除管路中气泡并将试样帽置于试样顶端排除顶端气泡将橡皮膜扎紧在试样帽上降低排水管使其水面至试样中心高程以下吸出试样与橡皮膜之间多余水分然后关排水管阀按本规程之和的规定装上压力室罩并注满水然后放低排水管使其水面与试样中心高度齐平并测记其水面读数关排水管阀使量管水面位于试样中心高度处开量管阀若用零位指如要施加反压力饱和试样所贴的滤纸条必须中间断开约试样高度或自底部向上贴至试样高度处示器时用调压筒调整零位指示器的水银面于毛细管指示线测读传感器记下孔隙压力计起始读数然后关量管阀按本规程之的规定施加周围压力并调整各测力计和位移计读数打开孔隙压力阀若用零位指示器用调压筒先将孔隙压力计读数调至接近该级周围压力大小然后缓缓打开孔隙压力阀并同时旋转调压筒使毛细管内水银面保持不变测记稳定后的孔隙压力读数减去孔隙压力计起始读数即为周围压力与试样的初始孔隙压力注如不测孔隙压力可以不做本款要求的试验开排水管阀的同时开动秒表按时间测记排水管水面及孔隙压力计读数在整个试验过程中零位指示器的水银面始终保持在原来位置排水管水面应置于试样中心高度处固结度至少应达到随时绘制排水量与时间平方根或时间对数曲线见图或孔隙压力消散度与时间对数曲线如要求对试样施加反压力时则按本规程规定进行然后关体变管阀增大周围压力使周围压力与反压力之差等于原来选定的周围压力记录稳定的孔隙压力读数和体变管水面读数作为固结前的起始读数开体变管阀让试样通过体变管排水并按本规程之及之规定进行排水固结固结完成后关排水管阀或体变管阀记下体变管或排水管和孔隙压力计的读数然后转动细调手轮到测力计读数开始微动时表示活塞已下试样接触记下轴向位移计读数即为固结下沉量依此算出固结后试样高度然后将测力计垂直位移计读数都调至零其余几个试样按同样方法安装试样并在不同周围压力下排水固结固结排水试验试验若试样的主固结时间已经掌握也可不读排水管和孔隙压力的过程读数图排水量与排水时间的关系曲线固结排水量与时间平方根曲线固结排水量与时间对数曲线试样安装按本规程之规定进行排水固结按本规程之规定进行试样剪切试验机的电动机启动之前应按表规定将各阀门关闭或开启表各阀门开关状态试验方法体变管阀排水管阀周围压力阀孔隙压力阀量管阀试验关关开关关试验测孔隙压力关关开开关试验关关开关关试验开开开开关注试验中用体变管或排水管试验的剪切应变速率按表规定选择表剪切应变速率表试验方法剪切应变速率备注试验试验测孔隙压力粘质土粘质土高密度粘性土试验试验开动电动机合上离合器进行剪切开始阶段试样每产生轴向应变测记测力计读数和轴向位移计读数各次当轴向应变达以后读数间隔可延长为各测记次当接近峰值时应加密读数如果试样为特别硬脆或软弱土的可酌情加密或减少测读的次数当出现峰值后再继续剪辆向应变若测力计读数无明显减少则剪切至轴向应变达试验测孔隙压力测读轴向位移计时应同时测读孔隙压力计的读数试验测读轴向位移计时应同时测读体变管读数或排水管读数试验结束后关闭电动机关周围压力阀试验测孔隙压力应关闭孔隙压力阀试验则应关闭孔隙压力阀和体变管阀然后拔出离合器倒转手轮开排气孔排去压力室内的水拆除压力室罩揩干试样周围的余水脱去试样外的橡皮膜描述破坏后形状称试样质量测定试验后含水率对于直径的试样宜取整个试样烘干和直径的试样允许切取剪切面附近有代表性的部分土样烘干对其余几个试样在不同周围压力下以同样的剪切应变速率进行试验计算和制图计算试样的高度面积体积及剪切时的面积计算公式列于表表高度面积体积计算表项目起始固结后按实测固结下沉等应变简化式剪切时校正值试样高度试样面积不固结不排水剪固结不排水剪固结排水剪试样体积表中固结下沉量由轴向位移计测得固结排水量实测或试验前后试样质量差换算排水剪中剪切时的试样体积变化按体变管或排水管读数求得轴向应变不固结不排水剪中的等于固结不排水剪及固结排水剪中的等于试样剪切时高度变化由轴向位移计测得为方便起见可预先绘制及的关系线备用按式计算主应力差式中大主应力小主应力测力计率定系数测力计读数试样剪切时的面积单位换算系数按式计算有效主应力比式中有效大主应力和有效小主应力大主应力与小主应力孔隙水压力按式式计算孔隙压力系数和式中试样在周围压力下产生的初始孔隙压力试样在主应力差下产生的孔隙压力制图根据需要分别绘制主应力差与轴向应变的关系曲线图有效主应力比与轴向应变的关系曲线图孔隙压力与轴向应变的关系曲线图用与作坐标的应力路径关系曲线图破坏点的取值以或的峰点值作为破坏点如和均无峰值应以应力路径的密集点或按一定轴向应变一般可取经过论证也可根据工程情况选取破坏应变相应的或作为破坏强度值绘制强度包线对于不固结不排水剪切试验及固结不排水剪切试验以法向应力为横坐标剪应力为纵坐标在横坐标上以为圆心为半径注脚表示破坏时的值绘制破坏总应力圆后作诸圆包线该包线的倾角为内摩擦角或包线在纵轴上的截距为粘聚力或见图及图在固结不排水剪切中测孔隙压力则可确定试样破坏时的有效应力以有效应力为横坐标剪应力为为纵坐标在横坐标轴上以为圆心以为半径绘制不同周围压力下的有效破坏应力圆后作诸圆包线包线的倾角为有效内摩擦角包线在纵轴上的截距为有效粘聚力在排水剪切试验中孔隙压力等于零抗剪强度包线的倾角和在纵轴上的截距分别以和表示如图如各应力圆无规律难以绘制各圆的强度包线可按应力图主应力差与轴向应变关系曲线图有效主应力比与轴向应变关系曲线图孔隙压力与轴向应变关系曲线图应力路径曲线正常固结粘土图不固结不排水剪强度包线图固结不排水剪强度包线路径取值即以作纵坐标作横坐标绘制应力圆作通过各圆之圆顶点的平均直线见图图固结排水剪强度包线图应力路径包线根据直线的倾角及在纵坐标上的截距按下列两式计算和式中平均直线的倾角平均直线在纵轴上的截距变形参数的整理变形参数的整理按本规程附的方法进行变形参数的整理按本规程附的方法进行记录本试验的记录格式如表表表表三轴压缩试验记录表工程名称试验者土样编号计算者土样说明校核者试验方法试验日期试样状态起始值固结后剪切后直径高度面积体积质量密度干密度试样含水率起始值剪切后盒号盒质量盒加湿土质量湿土质量盒加干土质量干土质量水质量含水率饱和度周围压力反压力周围压力下的孔隙压力孔隙压力系数破坏应变破坏主应力差破坏大主应力破坏孔隙压力系数相应的有效大主应力相应的有效大主应力最大有效主应力比孔隙压力系数试样破坏情况的描述呈鼓状破坏。
三轴压缩试验
实验六 三 轴 压 缩 试 验一、三轴压缩实验是测定土的抗剪强度的一种方法，它通常用3~4个圆柱形试样，分别在受压室内施加一定的恒定周围压力（即小主应力σ3）下，再施加轴向压力[即产生主应力差（σ1~σ3）]，进行剪切直至试样破坏为止；然后根据摩尔－库仑理论，求得抗剪强度参数（内摩擦角和内聚力）。
二、实验方法：根据排水条件不同，本试验分为：1. 不固结不排水剪（UU ）：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。
本试验可以测得总抗剪强度参数u c 、u ϕ。
2. 固结不排水剪（CU 或CU ）：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。
本试验可以测得总抗剪强度参数cu c 、cu ϕ或有效抗剪强度参数c '、ϕ'和孔隙压力参数。
3. 固结排水剪（CD ）：试验是试样先在某一周围压力作用下排水固结，然后在允许试样充分排水的情况下, 增加轴向压力直至破坏。
本试验可以测得有效抗剪强度参数d c 、d ϕ和变形参数。
三、仪器设备1. 应变控制式三轴剪力仪：试样控制在一定的变形速率下完成剪切过程，并装有孔隙水压力的量测设备。
三轴仪的基本构造可分为试样压力室、轴向加压装置、周围压力的恒压设备、真空抽气饱和设备、试样体积变化的量测部分和孔隙水压力测量装置等构成；2.旋转式的切土器；3.承膜筒；4.橡皮膜（厚度在0.2mm左右不透水橡皮膜）；5.其他：钢丝锯、切土刀、烘箱、称量盒、干燥器、天平、滤纸、游标卡尺、止水橡皮圈以及活络扳手等工具。
四、不固结不排水剪切试验的操作步骤1．制备三个以上圆柱形试样（原状或人工）。
将人工制备的扰动土或原状土的土样毛坯应大于试样的直径和高度，小心地放在旋转式的切土器内，用钢丝锯或切土刀边转边削的切成所要求的圆柱形试样（试样直径为Ø 39.1mm、Ø 61.8mm 、和Ø101.0mm，高度为直径的二倍至二倍半），并同时测定其容重和代表性含水率。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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。
这个试验提供给测定施加在试样上的总压力，当然，这个压力不是修正的孔隙水压力。
1.3 All observed and calculated values shall conform to the guidelines for significant digits and rounding established in Practice D 6026.1.3 所有的观测和计算值应遵从在D6026中确定的重要数位和舍入方法的指导方针。
1.3.1 The method used to specify how data are collected, calculated, or recorded in this standard is not directly related to the accuracy to which the data can be applied in design or other uses, or both. How one applies the results obtained using this standard is beyond its scope.1.3.1 这个方法用于详细说明怎样收集数据，计算数据，或者记录数据。
在这个标准下记录的数据与应用于设计或其他用途的数据精度没有直接关系。
1.4 The values stated in SI units are to be regarded as the standard. The values stated in inch-pound units and given in parenthesis are approximate.1.4 在国际单位制中规定的数据被认为是标准的。
在英制单位中和在圆括号里的数据是近似数据。
1.5 This standard does not purport to address all of the safety concerns, if any associated with its use. It is the responsibility of the user of this standard to establish appropriate safety and health practices and determine the applicability of regulatory limitations prior to use.1.5 这个标准不能用于声称是向一切关于安全方面的致辞，或者任何有关于它的使用。
制定适当的安全和健康实践活动与调整其局限性的适用范围是这个标准使用者的职责。
2. Referenced Documents2.相关的文件2.1 ASTM Standards:2.1 ASTM 标准D 422 Method for Particle-Size Analysis of SoilsD 653 Terminologry Relating to Soil, Rock, and Contained FluidsD 854 Test Method for Specific Gravit)r of SoilsD 1587 Method for Thin-Walled Tube Sampling of SoilsD 2166 Test Methods for Unconfined Compressive Stt}ength of Cohesive SoilD 2216 Test Method for Laboratory Determination of Water (Moisture) Content of Soil and RockD 2487 Classification of Soils for Engineering PurposesD 2488 Practice for Description and Identification of Soils (Visual-Manual Procedure)D 3740 Practice for Evaluation of Agencies Engaged in the Testing and/or Tnspection of Soil and Rock as Used in Engineering Design and ConstructionD 4220 Practices for Preserving and Transporting Soil SamplesD 4318 Test Method for Liquid Limit, Plastic Limit, and Plasticity Index of SoilsD 4753 Specification for Evaluating, Selecting, and Specifying Balances and Scales for Use in Testing Soil and Rock, and Related Construction MaterialsD 4767 Test Method for Consolidated-Undrained Triaxial Compression Test on Cohesive SoilsD 6026 Practice for Using Significant Digits in Geotechnical Data3. Terminology3.专业术语3.1 Definitions-The definitions of terms used in this test method shall be in accordance with Terminology D 653.3.1 定义-用于这个试验方法术语的定义应该于D 653术语学相一致。
3.2 Definitions of Terms Specific to This Standard:3.2 针对此标准的术语定义：3.2.1 failure--the stress condition at failure for a test specimen. Failure is often taken to correspond to the maximum principal stress difference (deviator stress) attained or the principal stress difference (deviator stress) at 15% axial strain, whichever is obtained first during the performance of a test.3.2.1 破坏----一个试样在一个压力条件下的破坏。
破坏经常与达到最大主应力差，或者在15%轴向压力下达到主应力差相一致，任何一个值都是在开始试验后最先获得的值。
3.2.2 unconsolidated-undrained compressive strength--the value of the principal stress difference (deviator stress) at failure.3.2.2 不固结不排水压缩强度――主应力差在破坏时的值。
4. Significance and Use4. 意义和应用4.1 In this test method, the compressive strength of a soil is determined in terms of the total stress, therefore, the resulting strength depends on the pressure developed in the pore fluid during loading.In this test method, fluid flow is not permitted from or into the soil specimen asthe load is applied, therefore the resulting pore pressure, and hence strength, differs from that developed in the case where drainage can occur.4.1 在这个试验中，土的压缩强度以总的应力来表达，因此，压力产生的作为结果的强度在孔隙水的加载中发展。