土的三轴剪切试验.ppt

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1、土的三轴剪切试验土的三轴剪切试验土的三轴剪切试验1.实验目的2.实验原理3.实验内容4.实验器材5.实验步骤6.实验数据及结果分析7.实验结论8.总结与讨论9.对本实验过程及方法、手段的改进建议测土的抗剪强度指标内聚力Ccu、内摩察角φcu，有效应力指标C’、φ’.绘制主应力差与轴向应变关系曲线。实验目的实验原理三轴剪切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压力（即小主应力σ3）下施加轴向压力（即主应力差σ1-σ3）进行剪切直至破坏，然后根据摩尔一库仑理论，求得总抗剪强度参数和有效抗剪强度参数。三

2、轴试验分为不排水剪、固结不排水剪和排水剪三种方法。本次试验只做饱和试件固结不排水剪--饱和的试样先在某一周压力下排水固结，然后在保持不排水的情况下增加轴向压力直至破坏，同时测量孔隙压力。实验内容用三轴剪切仪测定土样在100kPa、200kPa、300kPa的周围压力作用下，进行固结不排水剪切试验，同时对试验过程进行记录。实验器材（仪器设备、元器件、材料等）应变控制式三轴剪切仪：如图示，有压力室、轴向加压设备、施加周围压力系统、体积变化和孔隙压力量测系统等。击实筒、饱和器、切土盘、切土器、承膜筒等。天平、测微表、橡皮膜、扳手等。仪器实物图

3、应变控制三轴仪实验步骤一、试样制备：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。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。3．根据要求的干重度，称取所需土量，按试样的高度进行分层击实，各层土料质量相等，每层击实至要求高度后，将表面刨毛，然后再加第二层土料，如此继续进行直至击实最后一层。4

4、．将击实好的试件（还有三瓣膜一起装入饱和器内拧紧螺丝）。二、试样饱和：将试样装入饱和器内后，置于抽气罐内、拧紧盖，进行抽气，当真空度接近一个大气压后，对粉质土（壤上）再继续抽半个小时以上，粘质土抽1小时以上，然后徐徐注入清水，并使真空度保持稳定。待饱和器完全淹没水中后，停止抽气，慢慢解除抽气罐内的真空，让试样在抽气罐内静置10小时以上，然后待用。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

5、，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。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。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

6、通过顶帽流入量水管（试样开始固结），使孔隙压力慢慢消散。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。⑸当量水管水面基本上稳定后，孔压基本上消散为零（小于5KPa。），即固结完毕（因全部孔压消散为0时间较长，因学时关系我们就不等了）。⑹关闭排水阀，记下排水量管及孔压表读数。⑺旋转微动（细）手轮，当量力环表微动时表示活塞与试样帽接触，调量力环表和变形量表的指针为0位置。五、试样剪切：⑴剪切应变速率为每分钟0.1~0.05％（一般粘性土）。⑵开动马达，按上离合器，进行剪切。同时打开孔压阀不断转动调压筒手轮，保持零位指示器

7、中水银面为原平衡位置，当试样每产生垂直应变0.5mm时，测记重力环表及孔压表读数。⑶当出现峰值后，再继续剪3~5％垂直应变。若量力环表无明显减少，表明不出现峰值则垂直应变进行到15~20％止。⑷试验结束后，关闭马达，调周压力阀及孔压阀，使σ3压力表读数及孔压表读数慢慢回零，拨开离合器，倒转手轮，然后打开注水孔，排出压力室内的水，拆除压力室外罩。擦干试样周围的余水，脱去试样外的橡皮膜，描述破坏后的形状。⑸装第二个试样，重复上述试验步骤。实验数据及结果分析绘制主应力差与轴向应变关系曲线绘制固结不排水剪强度包线实验结果Ccu=φcu=C'cu

8、=φ'cu=总结与讨论1．本实验实测的孔隙水压力系数B值多大？B值越高表示土样的饱和度越高还是越低？说明其物理概念？2．孔隙水压力系数A值在实验过程中是不是常量？A值的变化反应土的什么性质？3．土的有效应力