三轴试验报告

1、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（UU）、固结不排水剪试验（CU）、固结排水剪试验（CD）等。本试验 采用固结排水试验方法。3. 仪器设备：静力三轴仪。由以下儿个部分组成：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

2、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月皿=L724 g/ci/,最小干密度为必站=1.429 g/crn'。5. 成样方法；试样高度为h=80mm,直径为ci=39.1mm,体积可算得为V=96.1cm3,本试验采用初始成样相对密实度为Dl50%。先根据公式D/QdfSd-%）反算 Pd（Pd nux Pa min ）出0=1.562 g/cm3,则可求出制备三轴试样所需的干砂的总质S m=153go本试验采用干装法，将取好的干砂4等分，每份38.25g,均匀搅拌后，先将 承膜筒将试样安装到

3、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（1）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0.2m,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。（2）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。（3）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（4）施加初始困压。向压力室施加

4、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。（5）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5lOkpa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。（6）固结。确保试样饱和后，打开排水阀开始排水固结。（7）剪切。固结结束后

5、，开始剪切试验。（8）待剪切结束后，保存数据信息，关闭三轴试验程序。（9）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。（10）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盘。进行实验数据初步处理的时候, 先选择试验类别“三轴试验”，然后打开“读入三轴试验数据”，选择要处理的试 验数据编号。双击操作页面上的“报告”功能，选择数据输入文件的格式 CU-DATA.SZB,将文件保存到固定的文件夹下。再经整理所得试验数据见表1 所示：表1静力三轴试验数据汇总lOOkPa200 kPa300 kPa瞧

6、） -<T3(kPa)£双)qS) -<73(kPa)£彩）瞧） -<T3(kPa)*)0000000000.12420.120.121020.10.12186.80.090.31152.10.110.31209.50.140.31306.40.150.43237.30.130.43443.80.160.43601.50.170.62290.90.130.62592.40.210.62706.40.310.87311.60.090.87633.60.290.87798.80.311.25331.80.291.25675.10.311.25846.10.32

7、1/342.10.141.5680.30.371.5901.60.511.87347.40.131.87709.80.391.87923.30.52.24344.50.072.247110.372.24937.40.222.8346.2-0.132.8714.60.162.8944.5-0.013.18341-0.653.18709.8-0.473.18962.4-0.423.74346.2-0.993.74705.3-0.643.74956.8-0.494.24332-1364.24696.1-0.864.24943.9-0.584.98332.1-1.454.98691.3-0.94.98

8、927.4-0.515.48330.4-1.65.48690.5-0.965.48918-0.536.23330.4-1.856.23684.9-1.036.23901.2-0.496.73322.5-2.056.73681.4-1.196.73864.5-0.717.48321.1-2377.48676.7-1.357.48858.3-0.748.22320.5-2.548.22665.2-1.448.22834.5-0.778.72322.6-2.848.72656.7-1.468.72824.8-0.759.47316.6-3.129.47650.3-1.69.47815.6-0.839

9、.97311.5-3.229.97635.9-1.789.97804.3-0.9910.71307-3.2310.71630.1-1.7910.71791.8-0.9311.21304.4-3.2711.21625.9-1.8311.21780.3-0.9811.96292.6-3.2811.96615.4-1.8511.96769.7-0.9712.46290.9-3.3312.46612.7-1.8812.46758.6-0.9813.212943-3.4113.21597.7-1.9213.21745.8-113.7291.6-3.4613.7597.8-1.9513.7735.9-1.

10、0414.4528334314.45580.7-1.9714.45725.6-0.9714.95280.4-3.4814.95566.7-2.0114.95720.1-115.7277.8-3.5715.7560.2-2.0415.7715.9-1.0416.2275.5-3.5916.2557.6-2.0616.2711.1-1.0617.32272.1-3.661732555.2.2.11732708.9-1.0918.06270.3-3.6818.06553.8-2.1318.06705.1-1.0619.19267.4.3.7519.19549.7-2.1719.19701.9-1.1

11、119.93264.8-3.7619.93546.6-2.1919.93698.8-1.137.Duncan模型参数处理（1）由表1，可绘出（。1一。3）玲和5玲关系曲线，见图1和2。此外，由图1,图2可查得一定应力对应的应变值，可以完成表2。002100 O1102025lOOkPa-»-200kPaf-300kPa图1偏应力.轴应变关系曲线图图2体应变轴应变关系曲线图表2弓/（0。3）-蚌关系曲线数据。3（kPa）(力 f)fddPa)（。1 -。3）Q95（蛇a）(ff»)095(%)(% )(。1 -。3)£07(启)0加(%)9】-。3人7-缶人95(%

12、)100346.2328 891 1950.0036242.340.4480.0018200714 6678 871 4300 0021500.220.5460.0011300962 4914.281 7160 0019673 680.5610 0008（2）利用表2中（母-处）也95和（幺-。3扁7两点的数据绘左勺关系曲线，可 求出参数a, b,耳，。圣一勺关系曲线中，直线的斜率为a,截距即为b。 °1"°30.0035 -0.0028 -0.0021 -0.0014 0.00070.31 .8 alOOkpa o?=200kpa。产300kpaEa/%图3圣一

13、%关系曲线图叫一。3I1（0-6）了由公式：耳=,（0 -。3）曲=匚，Rf = 7 = b（0 结合图 3ab（幺一%）职中的数据，可以计算出参数，见表3。表3参数a, b ,耳，%(IPa )a其(蛇a )b(5-迎(kPa )(b*3)f(蛇a )RfT均值1000.00244166670 00071428 57346.20.24232000.001190909 10 00052000 00714 60.35730.32823000.0009min i0 00042500 00962 40 3850（3）绘&普双对数关系曲线，求参数K, n。/ 、n由公式：E, = ki ，其中

14、Pa =101.41dPa ,为大气压。由表4作耳与马双对 k Pa J数关系曲线，如图4所示。Pa (kPa)%(kPa)耳(kPa)四P.Pa10141004166670 986410 91101420090909 11 972896 531014300111111 12 959109577lg(q/Pa)图4小芸双对数关系曲线由图4所拟合直线，得到K=440, n=0.918o（4）绘弓/匕与关系曲线，以及参数f, D o取应力水平为70%和95%两点的坐标：以q为横坐标，S 为纵坐标绘图。数据见表5, %/上弓关系曲线见图5。由公式勺=两.，变化坐标后得%=f + Dq,绘弓/弓与关系

15、图，从而求得参数f, Do表5 q/孔与q记录表。3(kPa )(&a 1)95(%)(&V)095(%)(上 )95(%)z £k'a Jq95(g& 7(%)(弓 X.7(%)(w h(%)/ 、£> 0.71001 1950 261-0 4670-0 3910.4480 175-0 1590-0 305020014300 353-0 5382-0 3760.5460 280-0 1330-0.24403001 7160.500-0 6080-0.3540.5610 346-0 1073-0 1912图5 工与关系曲线图中得到三条直

16、线的斜率D和截距f,见表6。表6 f, D记录表。3（蛇 a ）£平均值51000.26127 931 02000.2013263000 15632 5（5）绘色）关系曲线，求参数G, Fo iPaJ由公式：/z = G-Flg曳，式中从为不同围压下的初始泊松比，而有= £。可得如表7所示的数据。表7 «与四记录表Pa% (kPa)Pa (kPa)P./A100101.40.9860.26120010141.9720.20130010142.9590 156利用表7的数据作出1祁磐）关系曲线，见图6,并确定参数G, Fo 1 <1图6宙1嫦关系图得到 G=0

17、.261, F=0.218o（6）由库仑莫尔包线确定c,伊值。由原始数据表1,算出三个围压状态下的莫尔应力圆的圆心半径，见表8,绘出三个应力圆，找到其库仑强度包线，见图7。确定得该土样的c=Okpa,（p =39° o表8莫尔应力圆圆心半径记录表记录数据100200300圆心(273 10,0)(557 30,0)(781.20,0)半径173.10357.30481.20(y(kpa)图7 土样强度包络线综上，可得Duncan E /z模型的各个参数见表9。是：70%(-%)以前未出现峰值，则取0.7(们-)£应力水平及相应的体积应11变A；对于体积应变曲线在强度值的70

18、%之前出现峰值的，则体积应变取峰值 及对应的应力水平。由本试验数据分析，取值见表10。表10旦与巧数据记录表Pa Pab 07(/-b3)f% ga) P. (kPa)耳(kPa)P，(蛇a )10010140 986242.340 17546160 00455.2320010141 972500.220.28059550 00587.28300101.42.959673.680.34664901.73640 06以也（/耳）值为横坐标，以lg（B/Pa）值为纵坐标，绘图，见图8。图81g与）1芟（苔）双对数坐标曲线图 由图得到直线斜率111=0.316,截距Kb=464。综上，可得DiincanEB模型的各个参数见表11。表11 DuncanE B模型七参数汇总表参数KnC(kPa)。（°）Rf0m数值4400918039 000 32824640 3163.试