三轴压缩试验

一、实验目的

三轴压缩试验是测定土的抗剪强度的一种方法。

二、实验原理

     土的抗剪强度是土体抵抗破坏的极限能力，即土体在各向主应力的作用下，在某一应力面上的剪应力(τ)与法向应力(σ)之比达到某一比值，土体就将沿该面发生剪切破坏。

常规的三轴压缩实验是取4个圆柱体试样，分别在其四周施加不同的周围压力(即小主应力)σ₃，随后逐渐增加轴向压力(即大主应力)σ₁直至破坏为止。根据破坏时的大主应力与小主应力分别绘制莫尔圆，莫尔圆的切线就是剪应力与法向应力的关系曲线。

三、试验方法

三轴压缩实验适用于测定粘性土和砂性土的总抗剪强度参数和有效抗剪强度参数，可分为不固结不排水剪实验(UU)；固结不排水剪实验(CU)和固结排水剪实验(CD) 。

(1) 不固结不排水剪实验(UU)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验排水。本试验可以测得总抗剪强度参数cu、u。

(2) 固结不排水剪实验(CU)是试样先在某一周围压力下排水固结，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、有效抗剪强度参数和孔隙压力系数。

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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和；

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级进行，剪切速率取，读书按应变增量测记一次。

（2）加压步骤为，，，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，甚至于小于，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，然后施加下一级周围压力，累计应变不可超过。

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三轴试验报告

目    录

1.试验目的... 1

2.仪器设备... 1

3.试样制备步骤... 1

4.试样的安装和固结... 2

5.数据处理(邓肯—张模型8大参数的确定)  2

6.注意事项... 9

7.总结... 10

1.试验目的

(1).三轴压缩试验室测定图的抗剪强度的一种方法，它通过用3～4个圆柱形试样，分别在不同的恒定周围压力下，施加轴向压力，进行剪切直至破坏；然后根据摩尔-强度理论，求得土的抗剪强度参数；同时还可求出邓肯-张模型的其它6个参数。

(2).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3种试验类型。本次试验采用的是固结排水剪()。

2.仪器设备

本次实验采用全自动应变控制式三轴仪：有反压力控制系统，周围压力控制系统，压力室，孔隙压力测量系统，数据采集系统，试验机等。

3.试样制备步骤

(1).本次试验所用土属于粉粘土，采用击实法对扰动土进行试样制备，试样直径39.1mm，试样高度80mm。选取一定数量的代表性土样，经碾碎、过筛，测定风干含水率，按要求的含水率算出所需加水量。

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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是为该面上法向应力的函数，即

这个函数在坐标中是一条曲线，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，滑动面上法向应力与剪应力的关系。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（）。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、小主应力分别为和，则在土体内与大主应力作用面成任意角的平面上的正应力和剪应力，可用坐标系中直径为的摩尔应力圆上的一点（逆时针旋转2,如图4-2中之A点）的坐标大小来表示，即

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。

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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。

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实验五  岩石单轴压缩实验

一.实验目的

岩石单轴压缩是指岩石在单轴压缩条件下的强度、变形和破坏特征。通过该实验掌握岩石单轴压缩实验方法，学会岩石单轴抗压强度、弹性模量、泊松比的计算方法；了解岩石单轴压缩过程的变形特征和破坏类型。

二.实验设备、仪器和材料

1.钻石机、锯石机、磨石机；

2.游标卡尺，精度0.02mm；

3.直角尺、水平检测台、百分表及百分表架；

4.YE-600型液压材料试验机；

5.JN-16型静态电阻应变仪；

6.电阻应变片（BX-120型）；

7.胶结剂，清洁剂，脱脂棉，测试导线等。

三.试样的规格、加工精度、数量及含水状态

1. 试样规格：采用直径为50 mm，高为100 mm的标准圆柱体，对于一些裂隙比较发育的试样，可采用50 mm×50 mm×100 mm的立方体，由于岩石松软不能制取标准试样时，可采用非标准试样，需在实验结果加以说明。

2. 加工精度：

   a 平行度：试样两端面的平行度偏差不得大于0.1mm。检测方法如图5-1所示，将试样放在水平检测台上，调整百分表的位置，使百分表触头紧贴试样表面，然后水平移动试样百分表指针的摆动幅度小于10格。

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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是为该面上法向应力的函数，即

这个函数在坐标中是一条曲线，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，滑动面上法向应力与剪应力的关系。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（）。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、小主应力分别为和，则在土体内与大主应力作用面成任意角的平面上的正应力和剪应力，可用坐标系中直径为的摩尔应力圆上的一点（逆时针旋转2,如图4-2中之A点）的坐标大小来表示，即

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。

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常规三轴压缩实验系统误差及其影响

摘要: 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。
    关键词：土工试验    系统误差

1.      引言

土的强度指标是确定土的承载能力的一个重要指标，因此，准确测定土的抗剪强度指标，对于建筑工程的设计和施工有着很大的意义。目前，用三轴剪切试验测土的抗剪强度指标是较为普遍的一种方法，而且对于高层建筑，在进行地质勘察时，要求对取出的原状土，用三轴剪切实验来测定土的抗剪强度指标。随着社会的发展，兴建的高层建筑越来越多，使得三轴剪切实验的应用也越来越广泛，所以，使三轴实验的检测不断地完善有着很大的必要性。

2. 基本原理
    三轴压缩试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，分别在不同的恒定周围压力（σ3）下，施加轴向压力，即主应力差（σ1-σ3），进行剪切直到破坏；然后根据摩尔-库伦理论，求得抗剪强度参数。适用于测定细粒土及砂类土的总抗剪强度参数及有效抗剪强度参数。
3. 试验操作

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