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土三軸壓縮試驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)六土三軸壓縮試驗(yàn)實(shí)驗(yàn)人:學(xué)號(hào):(一)、試驗(yàn)?zāi)康?、了解三軸剪切試驗(yàn)的基本原理;2、掌握三軸剪切試驗(yàn)的基本操作方法;3、了解三軸剪切試驗(yàn)不同排水條件的控制方法和孔隙壓力的測(cè)量原理;4、進(jìn)一步鞏固抗剪強(qiáng)度的基本理論。(二)、試驗(yàn)原理三軸剪切試驗(yàn)是用來測(cè)定試件在某一固定周圍壓力下的抗剪強(qiáng)度,然后根據(jù)三個(gè)以上試件,在不同周圍壓力下測(cè)得的抗剪強(qiáng)度,利用莫爾-庫(kù)侖破壞準(zhǔn)則確定土的抗剪強(qiáng)度參數(shù)。三軸剪切試驗(yàn)可分為不固結(jié)不排水試驗(yàn)(UU)、固結(jié)不排水試驗(yàn)(CU)以及固結(jié)排水剪試驗(yàn)(CD)。1、不固結(jié)不排水試驗(yàn):試件在周圍壓力和軸向壓力下直至破壞的全過程中均不允許排水,土樣從開始加載至試樣剪壞,土中的含水率始終保持不變,可測(cè)得總抗剪強(qiáng)度指標(biāo)和UCU;2、固結(jié)不排水試驗(yàn):試樣先在周圍壓力下讓土體排水固結(jié),待固結(jié)穩(wěn)定后,再在不排水條件下施加軸向壓力直至破壞,可同時(shí)測(cè)定總抗剪強(qiáng)度指標(biāo)和CUCCU或有效抗剪強(qiáng)度指標(biāo)和C及孔隙水壓力系數(shù);3、固結(jié)排水剪試驗(yàn):試樣先在周圍壓力下排水固結(jié),然后允許在充分排水的條件下增加軸向壓力直至破壞,可測(cè)得總抗剪強(qiáng)度指標(biāo)和dCd。(三)、試驗(yàn)儀器設(shè)備1、三軸剪力儀(分為應(yīng)力控制式和應(yīng)變控制式兩種)。應(yīng)變控制式三軸剪力儀有以下幾個(gè)組成部分(圖8-1):圖8-1應(yīng)變控制式三軸剪切儀1-調(diào)壓桶;2-周圍壓力表;3-周圍壓力閥;4-排水閥;5-體變管;6-排水管;7-變形量表;8-測(cè)力環(huán);9-排氣孔;10-軸向加壓設(shè)備;11-壓力室;12-量管閥;13-零位指標(biāo)器;14-孔隙壓力表;15-量管;16-孔隙壓力閥;17-離合器;18-手輪;19-馬達(dá);20-變速箱。(1)三軸壓力室壓力室是三軸儀的主要組成部分,它是由一個(gè)金屬上蓋、底座以及透明有機(jī)玻璃圓筒組成的密閉容器,壓力室底座通常有3個(gè)小孔分別與圍壓系統(tǒng)以及體積變形和孔隙水壓力量測(cè)系統(tǒng)相連。(2)軸向加荷傳動(dòng)系統(tǒng)采用電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)多級(jí)變速的齒輪箱,或者采用可控硅無級(jí)調(diào)速,根據(jù)土樣性質(zhì)及試驗(yàn)方法確定加荷速率,通過傳動(dòng)系統(tǒng)使土樣壓力室自下而上的移動(dòng),使試件承受軸向壓力。(3)軸向壓力測(cè)量系統(tǒng)通常的試驗(yàn)中,軸向壓力由測(cè)力計(jì)(測(cè)力環(huán)或稱應(yīng)變?nèi)Φ鹊龋﹣矸从惩馏w的軸向荷重,測(cè)力計(jì)為線性和重復(fù)性較好的金屬?gòu)椥泽w組成,測(cè)力計(jì)的受壓變形由百分表測(cè)讀。軸向壓力系統(tǒng)也可由荷重傳感器來代替。(4)周圍壓力穩(wěn)壓系統(tǒng)采用調(diào)壓閥控制,調(diào)壓閥當(dāng)控制到某一固定壓力后,它將壓力室的壓力進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)償而達(dá)到周圍壓力的穩(wěn)定。(5)孔隙水壓力測(cè)量系統(tǒng)孔隙水壓力由孔隙水壓力傳感器測(cè)得。(6)軸向應(yīng)變(位移)測(cè)量裝置軸向距離采用大量程百分表(0~30mm百分表)或位移傳感器測(cè)得。(7)反壓力體變系統(tǒng)由體變管和反壓力穩(wěn)定控制系統(tǒng)組成,以模擬土體的實(shí)際應(yīng)力狀態(tài)或提高試件的飽和度以及測(cè)量試件的體積變化。2、附屬設(shè)備:(1)擊實(shí)器和飽和器;(2)切土器和原狀土分樣器;(3)砂樣制備模筒和承模筒;(4)托盤天平和游標(biāo)卡尺;(5)其它如乳膜薄、橡皮筋、透水石、濾紙、切土刀、鋼絲鋸、毛玻璃板、空氣壓縮機(jī)、真空抽氣機(jī)、真空飽和抽水缸、稱量盒和分析天平等。(四)、試驗(yàn)前的檢查和準(zhǔn)備1、儀器性能檢查應(yīng)包括如下幾個(gè)方面:(1)周圍壓力和反壓力控制系統(tǒng)的壓力源;(2)空氣壓縮機(jī)的穩(wěn)定控制器(又稱壓力控制器);(3)調(diào)壓閥的靈敏度及穩(wěn)定性;(4)監(jiān)視壓力精密壓力表的精度和誤差;(5)穩(wěn)壓系統(tǒng)有否漏氣現(xiàn)象;(6)管路系統(tǒng)的周圍壓力、孔隙水壓力、反壓力和體積變化裝置以及試樣上下端通道節(jié)頭處是否存在漏氣或阻塞現(xiàn)象;(7)孔壓及體變的管道系統(tǒng)內(nèi)是否存在封閉氣泡,若有封閉氣泡可用無氣水進(jìn)行循環(huán)排水;(8)土樣兩端放置的透水石是否暢通和浸水飽和;(9)乳膠薄膜套是否有漏氣的小孔;(10)軸向傳壓活塞是否存在磨擦阻力等。2、試驗(yàn)前的準(zhǔn)備工作除了上述儀器性能檢查外,還應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)要求作如下的準(zhǔn)備:(1)根據(jù)工程特點(diǎn)和土的性質(zhì)確定試驗(yàn)方法和測(cè)定哪些參數(shù);(2)根據(jù)土樣的制備方法和土樣特性決定飽和方法和設(shè)備;(3)根據(jù)試驗(yàn)方法和土的性質(zhì),確定剪切速率;(4)根據(jù)取土深度和應(yīng)力歷史以及試驗(yàn)方法,確定周圍壓力的大?。唬?)根據(jù)土樣的多少和均勻程度確定單個(gè)土樣多級(jí)加荷還是多個(gè)土樣分級(jí)加荷。(五)、試樣制備和飽和1、擾動(dòng)土和砂土的試樣根據(jù)要求可按一定的干容重和含水量將擾動(dòng)土拌勻,粉質(zhì)土分3~5層,粘質(zhì)土分5~8層,分層裝入擊實(shí)筒擊實(shí)(控制一定密度),并在各層面上用切土刀刨毛以利于兩層面之間結(jié)合。對(duì)于砂土,應(yīng)先在壓力室底座上依次放上透水石、濾紙、乳膠薄膜和對(duì)開圓模筒,然后根據(jù)一定的密度要求,分三層裝入圓模筒內(nèi)擊實(shí)。如果制備飽和砂樣,可在圓模筒內(nèi)通入純水至1/3高,將預(yù)先煮沸的砂料填入,重復(fù)此步驟,使砂樣達(dá)到預(yù)定高度,放在濾紙、透水石、頂帽,扎緊乳膠膜。為使試樣能站立,應(yīng)對(duì)試樣內(nèi)部施加0.05kg/cm2(5kPa)的負(fù)壓力或用量水管降低50cm水頭即可,然后拆除對(duì)開圓模筒。2、原狀試樣將原狀土制備成略大于試樣直徑和高度的毛坯,置于切土器內(nèi)用鋼絲鋸或切土刀邊削邊旋轉(zhuǎn),直到滿足試件的直徑為止,然后按要求的高度切除兩端多余土樣。3、試樣飽和(1)真空抽氣飽和法將制備好的土樣裝入飽和器內(nèi)置于真空飽和缸,為提高真空度可在蓋縫中涂上一層凡士林以防漏氣。將真空抽氣機(jī)與真空飽和缸接通,開動(dòng)抽氣機(jī),當(dāng)真空壓力達(dá)到一個(gè)大氣壓力,微微開啟管夾,使清水徐徐注入真空飽和缸的試樣中,待水面超過土樣飽和器后,使
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