三軸壓縮試驗儀器設(shè)備

1)常用的三軸儀，按施加軸向壓力方式的不同，分為應(yīng)變控制式和應(yīng)力控制式兩種。

2)應(yīng)變控制式三軸儀。包括壓力室、試驗機、施加周圍壓力和垂直壓力系統(tǒng)、體積變化和孔隙壓力量測系統(tǒng)等。

3)附屬設(shè)備：擊實簡、飽和器、切土盤、切土器和切土架、分樣器、承膜筒、天平、量表、橡皮膜等。

(1)不固結(jié)不排水剪（UU試驗）。先向土樣施加周圍壓力

該種試驗，在試驗過程中孔隙水壓力不為零，只要打開孔隙壓力閥，就可測定孔隙水壓力。

(2)固結(jié)不排水剪（CU試驗）。試驗時先將土樣施加周圍壓力

(3)固結(jié)排水剪（CD試驗）。在整個試驗過程中，始終打開排水閥門，即在施加

不同的試驗方法，所測得的指標是有差別的，應(yīng)根據(jù)工程的實際情況具體分析，以選擇基本符合實際工程受荷情況的試驗方法。

三軸試驗采用圓柱形試樣，可以對試樣的空間三個坐標方向上施加壓力。試驗時先通過壓力室內(nèi)的有壓液體，使試樣在三個軸向受到相同的周圍壓力

若由活塞桿所施加的試樣破壞時的壓力強度為

(1)切取土樣：先用鋼絲鋸或切土刀切取一稍大于規(guī)定尺寸的土柱，放在切土架上，用鋼絲鋸或切土刀緊靠側(cè)板，由上往下細心協(xié)削，邊切削邊轉(zhuǎn)動圓盤，按規(guī)定的高度將兩端削平、稱量，并取余土測定試樣的含水率。

(2)試樣飽和：試樣有抽氣飽和、水頭飽和及反壓力飽和三種方法，最常用的是抽氣飽和，即將試樣裝入飽和器內(nèi)，放入真空缸內(nèi)，與抽氣機接通，開動抽氣機，連續(xù)真空抽氣2～4 h，然后停止抽氣，靜置12 h左右即可。

(3)試樣安裝：將壓力室底座的透水石與管路系統(tǒng)以及孔隙水測定裝置充水并放上一張濾紙，然后再將套上乳膠膜的試樣放在壓力室的底座上，最后裝上壓力筒，并擰緊密封螺帽，同時使傳壓活塞與土樣帽接觸。

(4)施加周圍壓力：分別按100 kPa、200 kPa、300 kPa、400 kPa施加周圍壓力。

(5)測孔隙水壓力：在不排水條件下測定試樣的孔隙水壓力。

(6)調(diào)整測力計：移動量測軸向變形的位移計和軸向壓力測力計的初始“零點”讀數(shù)。

(7)施加軸向壓力：啟動電動機，合上離合器，開始剪切。剪切應(yīng)變速率取每分鐘0.5%～1.0%，當(dāng)試樣每產(chǎn)生軸向應(yīng)變?yōu)?.3%～0.4%時，測記一次測力計讀數(shù)、孔隙水壓力和軸向變形讀數(shù)，直至軸向應(yīng)變?yōu)?0%時為止。

(8)試驗結(jié)束：停機并卸除周圍壓力，然后拆除試樣，描述試樣破壞時的形狀。 2100433B

三軸壓縮試驗是測定土抗剪強度的一種較為完善的方法。 2100433B

根據(jù)土樣固結(jié)排水條件和剪切時的排水條件，壓密不排水三軸壓縮試驗可分為不固結(jié)不排水剪實驗（UU）、固結(jié)不排水剪實驗（CU）等。

1．不固結(jié)不排水剪實驗（UU）

試樣在施加周圍應(yīng)力和隨后施加偏應(yīng)力直至破壞的整個試驗過程中都不允許排水，這樣從開始加壓直至試樣剪壞，土中的含水量始終保持不變，孔隙水壓力也不可能消散，可以測得總應(yīng)力抗剪強度指標c_u，φ_u。

2．固結(jié)不排水剪實驗（CU）

試樣在施加周圍壓力時，允許試樣充分排水，待固結(jié)穩(wěn)定后，再在不排水的條件下施加軸向壓力，直至試樣剪切破壞，同時在受剪過程中，測得土體的孔隙水壓力，可以測得總應(yīng)力抗剪強度強度指標c_cu，φ_cu和有效應(yīng)力抗剪強度指標c'，φ’。

將土切成圓柱體套在橡膠膜內(nèi)，放在密封的壓力室中，然后向壓力室內(nèi)壓入水，使試件在各個方向受到周圍壓力，并使液壓在整個試驗過程中保持不變，這時試件內(nèi)各向的三個主應(yīng)力都相等，因此不發(fā)生剪應(yīng)力。然后再通過傳力桿對試件施加豎向壓力，這樣，豎向主應(yīng)力就大于水平向主應(yīng)力，當(dāng)水平向主應(yīng)力保持不變，而豎向主應(yīng)力逐漸增大時，試件終于受剪而破壞。設(shè)剪切破壞時由傳力桿加在試件上的豎向壓應(yīng)力為Δσ1，則試件上的大主應(yīng)力為σ1=σ3 Δσ1，而小主應(yīng)力為σ3，以(σ1-σ3)為直徑可畫出一個極限應(yīng)力圓，如圖中的圓I，用同一種土樣的若干個試件(三個上)按以上所述方法分別進行試驗，每個試件施加不同的周圍壓力σ3，可分別得出剪切破壞時的大主應(yīng)力σ1，將這些結(jié)果繪成一組極限應(yīng)力圓，如圖中的圓Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ。由于這些試件都剪切至破壞，根據(jù)莫爾-庫倫理論，作一組極限應(yīng)力圓的公共切線，即為土的抗剪強度包線，通?？山迫橐粭l直線，該直線與橫坐標的夾角即為土的內(nèi)摩擦角ψ，直線與縱坐標的截距即為土的內(nèi)聚力c。