为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划三轴剪切试验报告浅谈三轴剪切试验的特性及局限摘要：土工试验数据作为岩土工程勘察报告中的重要依据，也是工程建设设计的重要参数，土工试验的质量对工程总体的质量有着直接的重大的影响。本文介绍了具体的三轴试验过程中反映出来的土的一些变形特性以及三轴试验的一些局限性的讨论。关键词：三轴试验；应力-应变；弹、塑性变形；三轴试验包括三种试验方式：不固结不排水试验；固结排水试验；固结不排水试验。在三轴试验中，既能令试样沿着轴向压缩，也能令其沿着轴向伸长。通过试验可以测定试样的应力、应变、体积应变、强度和静止侧压力系数等。本文介绍了在具体的三轴试验过程中反映出来的土的一些变形特性，以及三轴试验的一些局限性。试样的轴向应变是根据试样帽的轴向位移量和试样的起始高度算得的。试样的侧向应变是根据试样的体积变化量和轴向应变间接算得的。试样的体积变化量是通过试样中排出的流体体积或进入受压室的水的体积量得的。1在三轴试验中作用在试样上的轴向压力为大或小主应力，而作用在试样侧面的压力为相等的其他两个主应力。因此与直剪试验相比较，三轴试验中，试样的应力相对的比较明确和均匀。土在三轴试验中得出的轴向应力1-3与轴向应变e之间的关系曲线，初始直线阶段很短，对于松砂和正常固结粘土，几乎没有直线阶段，加荷一开始就呈非线形。土的这一非线性变形特征比其他材料明显很多。图1-1土的应力应变关系图1-2加荷与卸荷的应力应变曲线这种非线形变化的产生，就是因为除弹性变形之外还出现了不可恢复的塑性变形。土体是松散介质，受力后颗粒之间的位置调整在荷载卸除以后，不能恢复，形成较大的塑性变形。如果加荷到某一应力后再卸荷，曲线将如图1-2所示。OA为加荷段，AB为卸荷段。卸荷后能恢复的应变e即弹性应变，不可恢复的那部分为塑性应变。经过一个加荷卸荷循环后，再加荷，将如图1-2中的BC段所示，它并不与AB线重合，而存在一个回滞环，回滞环的存在是因为卸荷再加荷的工程中消耗了能量，要给以能量的补充。而且再加荷还会产生新的不可恢复的变形，不过同一荷载多次重复后塑性变形将逐渐变小。三轴试验报告课程授课老师指导老师学生姓名学号专业高等土力学冷伍明等隧道工程目录1.试验目的.12.仪器设备.13.试样制备步骤.14.试样的安装和固结.25.数据处理(邓肯张模型8大参数的确定).26.注意事项.97.总结.101.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34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(UU)；固结不排水剪(CU或CU)和固结排水剪(CD)等3种试验类型。本次试验采用的是固结排水剪(CD)。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，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。(2).将需加的水量喷洒到土料上拌匀，稍静置后装入塑料袋，然后置于密闭容器内24小时，使含水率均匀。取出土料复测其含水率。(3).击样筒的内径应与试样直径相同。击锤的直径宜小雨试样直径，也允许采用与试样直径相同的击锤。击样筒在使用前应洗擦干净。(4).根据要求的干密度，称取所需土质量。按试样高度分层击实，本次试验为粉粘土，分5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2层土料。如此继续进行，直至击完最后一层，并将击样筒中的试样取出放入饱和器中。表1含水率记录表试验要求干密度为/cm3，饱和器容积为96cm3，所以所需湿土质量为：m?(1?w)?v?(1?)?96?(g)分5层击实，则每层质量为。(5).试样饱和：采用抽气饱和，将装有试样的饱和器置于无水的抽气缸内，进行抽气，当真空度接近当地1个大气压后，应继续抽气1个小时。抽气完成后徐徐注入清水，并保持真空度稳定。待饱和器完全被水淹没即停止抽气，并释放抽气缸的真空。4.试样的安装和固结(1).开孔隙压力阀及量管阀，使压力室底座充水排气，并关阀。将透水板滑入压力室底座上。然后放上滤纸和试样，试样上端亦放一湿滤纸及透水板，并在试样周围贴上6条浸湿的滤纸条，滤纸条上端与透水石相连接。(2).将橡皮膜套在承膜筒内，两端翻出筒外，从吸气孔吸气，使膜紧贴承膜筒内壁，然后套在试样外，放气翻起橡皮膜的两端，取出承膜筒。用橡皮圈将橡皮膜下端扎紧在压力室底座上。(3).用软刷子自下向上轻轻按抚试样，以排除试样与橡皮膜之间的气泡。可开启空隙压力阀及量管阀，使水徐徐流入试样与橡皮膜之间，以排除夹气，然后关闭。(4).开排水管阀，使水从试样帽徐徐流出以排除管路中的气泡，并将试样帽置于试样顶端。排除顶端气泡，将橡皮膜扎紧在试样帽上。(5).装上压力室罩，开排气孔，向压力水充水，水从排气孔溢出时，立刻停止注水，并关闭排气孔。(6).关体变管阀及孔隙压力阀，开周围压力阀，施加所需的周围压力。周围压力大小应与工程实际荷载相适应，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。也可按100、200、300、400kPa施加。(7).打开主机和电脑，通过主机给调压筒和反压力调压筒充水，一般反压力调压筒调到30000-40000便可。围压调压筒可注水到60000。(8).在打开土工试验数据采集系统，选择好试验参数，然后点击开始试验，试验则进入饱和度判断状态，当饱和度达95%以上时自动进入固结状态，当试样固结度达95%时自动再进入剪切状态。(9).剪切出现峰值后，或达到相应的应变，试验便自动结束。卸除压力，在进行下一围压下的试验。5.数据处理(邓肯张模型8大参数的确定)(1).切线模量的邓肯张计算公式：?Rf?1?3?1?sin?Et?Kpa?3?1?(1)2ccos?2c?3sin?pa?式中Et切线弹性模量，kPa；?3周围压力，kPa；Pa大气压力，kPa；2Rf破坏比，数值小于1；?土的内摩擦角，()c土的粘聚力，kPa；K,n试验常数。(2).切线泊松比按下列两式计算：?G?Flg?3?p3?(2)?t?2?1?A?A?D?1?3?3?Kpa?pa?n?Rf?1?3?1?sin?1?2ccos?2c?sin?3?(3)式中G,D,F试验常数。公式(1)，(2)，(3)中包含8个试验常数：K、n、?、c、Rf、G、D、F，这就是邓肯张模型的8大参数。(3).求得试验常数的的方法。c、?值的求得绘制出不同围压下的摩尔应力圆，则c、?值可由图1中的截距和斜率求得。图1固结排水剪强度包线由于本次试验采用的是全自动的土工试验数据采集处理系统，已不需人工读入和处理数据，TgWin系统自动计算出c=，?=。静力三轴试验报告静力三轴压缩试验1.概述：静力三轴压缩试验是试样在某一固定周围压力下，逐渐增大轴向压力，直至试样破坏的一种抗剪强度试验，是以摩尔-库伦强度理论为依据而设计的三轴向加压的剪力试验。2.试验方法：根据土样固结排水条件和剪切时的排水条件，三轴试验可分为不固结不排水剪试验、固结不排水剪试验、固结排水剪试验等。本试验采用固结排水试验方法。3.仪器设备：静力三轴仪。由以下几个部分组成：三轴压力室、轴向加荷系统、轴向压力量测系统、周围压力稳压系统、孔隙水压力测量系统、轴向变形量测系统、反压力体变系统、计算机数据采集和处理系统Tgwin程序。附属设备：击实筒、承膜筒和砂样植被模筒、天平、橡胶模、橡皮筋、透水石、滤纸等。4.试验材料：本试验材料为ISO标准砂，测得该材料最大干密度为?dmax=g/cm3，最小干密度为?dmin=g/cm3。5.成样方法：试样高度为h=80mm，直径为d=，体积可算得为V=，本试验采用初始成样相对密实度为Dr=50%。先根据公式Dr?dmax(?d?dmin)反算?d(?dmax?dmin)出?d=g/cm3，则可求出制备三轴试样所需的干砂的总质量m=153g。本试验采用干装法，将取好的干砂4等分，每份，均匀搅拌后，先将承膜筒将试样安装到试验仪器上，然后直接在承膜筒中分4层压实到指定高度进行成样。6.试验步骤及数据处理成样方法按照上述步骤进行，成样之后降低排水管的高度，使排水管内水面高度低于试样中心高度约，关闭排水阀，这样在试样内部形成一定的负压，以便试样能够自立。安装压力室。试样制备完毕后，安装压力室。安装前应先将加载杆提起，以免在放置过程中碰到试样，安装好压力室后依次渐进拧紧螺丝，保持压力室各个方向均匀下降，避免地步产生较大的缝隙。向压力室内注水。通过注水器，利用高度差将无气水由压力室底部围压管缓慢注入压力室，待无气水装满压力室后，拧紧压力室上部的螺丝。施加初始围压。向压力室施加20kpa的初始围压，撤掉试样内部的负压，这样不仅能够保证试样直立在压力室底座上，而且在通加二氧化碳过程中不会扰动或破坏试样。试样饱和。试样通加二氧化碳，置换试样空隙内的空气，二氧化碳的压力以510kpa为宜，控制好二氧化碳的通气速率，通加约30分，排气量达到试样的3倍体积，在通入无气水，同时控制好无气水的通入速率，排水量达到试样的3倍即可。启动三轴仪，输入预设围压等参数信息，向压力室内部的水施加围压，观察电脑中孔隙水压力的数值，待压力稳定后，计算饱和度，务必使饱和度达到95%以上，否则重新进行试验。固结。确保试样饱和后，打开排水阀开始排水固结。剪切。固结结束后，开始剪切试验。待剪切结束后，保存数据信息，关闭三轴试验程序。试验完毕，首先撤掉压力室内的围压，然后排掉压力室中的无气水，最后撤掉试样并清理试验仪器。试验数据的保存与处理。试验结束后，通过三轴试验数据采集软件Tgwin进行记录，试验结束后软件会自动存