文档介绍：三轴压缩实验 Daniel Wang 摘要: 三轴压缩实验是测定土的抗剪强度的一种方法, 可根据摩尔-库仑理论, 求得抗剪强度参数。关键词:三轴压缩影响因素感想强度参数一、实验目的: 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下,再施加轴向压力,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、实验原理: 一般认为,土体的破坏条件用莫尔-库仑( Mohr-Coulomb )破坏准则:土体在各向主应力作用下,作用在某一应力面上的剪应力?与法向应力?之比达到某一比值,土体将沿该面发生剪切破坏。莫尔- 库仑破坏准则的表达式为: ?????? sin 2 cos 2 3 1 3 1 ???? C 。 1 ?大主应力, 3 ?小主应力, C 土的粘聚力, φ土的内摩擦角。三、实验方法: 根据加载类型的不同,三轴剪切实验又可分为三种实验方法:不固结不排水剪(UU) ;固结不排水剪(CU) ;固结排水剪(CU) 。由于实验时间和条件的限制, 本次实验采用不固结不排水剪切实验。四、仪器设备: :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 .击样器; 3 .承膜筒; 4 .橡皮膜(厚度在左右不透水橡皮膜) ; 5 .其他:切土刀、止水橡皮圈、钢丝锯以及活络扳手等工具。五、不固结不排水剪切实验的操作步骤: 1 试样的安装步骤: I 在压力室的底座上,依次放上不透水板、试样及不透水试样帽,将橡皮膜用承膜筒套在试样外,并用橡皮圈将橡皮膜两端与底座及试样帽分别扎紧。Ⅱ将压力室罩顶部活塞提高,放下压力室罩,将活塞对准试样中心,并均匀地拧紧底座连接螺母。向压力室内注满纯水, 待压力室顶部排气孔有水溢出时, 拧紧排气孔,并将活塞对准测力计和试样顶部。Ⅲ将离合器调至粗位,转动粗调手轮;当试样帽与活塞及测力计接近时, 将离合器调至细位,改用细调手轮,使试样帽与活塞及测力计接触,装上变形指示计,将测力计和变形指示计调至零位。Ⅳ关排水阀,开周围压力阀,施加周围压力。周围压力大小应于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。本次实验按 100 、 200 、 300 、 400KPa 施加。 2 剪切试样按下列步骤进行: I 剪切应变速率宜为每分钟应变 0. 5 %~ 1. 0 %。Ⅱ 启动电动机,合上离合器,开始剪切。试样每产生 1mm 的轴向应变, 测记一次测力计读数和轴向变形值。Ⅲ 当出现峰值后,再继续剪 3%~5% 轴向应变;若测力计读数无明显减少, 则剪切至轴向应变达 15%~20% 。Ⅳ 实验结束,关电动机,关周围压力阀,脱开离合器,将离合器调至粗位, 转动粗调手轮,将压力室降下,打开排气孔,排除压力室内的水,拆卸压力室罩, 拆除试样,揩干试样周围的余水,脱去试样外的橡皮膜,描述试样破坏形状。六、计算及制图 1. 轴向应变: 100 0 1 1 ??? h h ?式中: 1 ?——轴向应变; % 1 h ?——试样剪切时高度变化, cm 0 h ——试样原始高度, cm 。 2. 试样面积的校正,应按下式计