PPT《土的三轴剪切试验》

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 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.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,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

5 KPa.),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=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.土的有效应力强度指标C' ,是否恒大于总应力强度指标C,,

试分析其规律.4.分析比较三轴试验和直剪试验的优缺点. 对本实验过程及方法、手段的改进建议