三轴试验报告.docx

三轴试验报告.docx

《三轴试验报告.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《三轴试验报告.docx（15页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

三轴试验报告

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=1.724g/cm3，最小干密度为=1.429g/cm3。

5.成样方法：

试样高度为h=80mm，直径为d=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Dr=50%。

先根据公式反算出=1.562g/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38.25g，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

（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。

（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5~10kpa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，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

100kPa

200kPa

300kPa

（%）

（kPa）

（%）

（%）

（kPa）

（%）

（%）

（kPa）

（%）

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0.12

42

0.12

0.12

102

0.1

0.12

186.8

0.09

0.31

152.1

0.11

0.31

209.5

0.14

0.31

306.4

0.15

0.43

237.3

0.13

0.43

443.8

0.16

0.43

601.5

0.17

0.62

290.9

0.13

0.62

592.4

0.21

0.62

706.4

0.31

0.87

311.6

0.09

0.87

633.6

0.29

0.87

798.8

0.31

1.25

331.8

0.29

1.25

675.1

0.31

1.25

846.1

0.32

1.5

342.1

0.14

1.5

680.3

0.37

1.5

901.6

0.51

1.87

347.4

0.13

1.87

709.8

0.39

1.87

923.3

0.5

2.24

344.5

0.07

2.24

711

0.37

2.24

937.4

0.22

2.8

346.2

-0.13

2.8

714.6

0.16

2.8

944.5

-0.01

3.18

341

-0.65

3.18

709.8

-0.47

3.18

962.4

-0.42

3.74

346.2

-0.99

3.74

705.3

-0.64

3.74

956.8

-0.49

4.24

332

-1.36

4.24

696.1

-0.86

4.24

943.9

-0.58

4.98

332.1

-1.45

4.98

691.3

-0.9

4.98

927.4

-0.51

5.48

330.4

-1.6

5.48

690.5

-0.96

5.48

918

-0.53

6.23

330.4

-1.85

6.23

684.9

-1.03

6.23

901.2

-0.49

6.73

322.5

-2.05

6.73

681.4

-1.19

6.73

864.5

-0.71

7.48

321.1

-2.37

7.48

676.7

-1.35

7.48

858.3

-0.74

8.22

320.5

-2.54

8.22

665.2

-1.44

8.22

834.5

-0.77

8.72

322.6

-2.84

8.72

656.7

-1.46

8.72

824.8

-0.75

9.47

316.6

-3.12

9.47

650.3

-1.6

9.47

815.6

-0.83

9.97

311.5

-3.22

9.97

635.9

-1.78

9.97

804.3

-0.99

10.71

307

-3.23

10.71

630.1

-1.79

10.71

791.8

-0.93

11.21

304.4

-3.27

11.21

625.9

-1.83

11.21

780.3

-0.98

11.96

292.6

-3.28

11.96

615.4

-1.85

11.96

769.7

-0.97

12.46

290.9

-3.33

12.46

612.7

-1.88

12.46

758.6

-0.98

13.21

294.3

-3.41

13.21

597.7

-1.92

13.21

745.8

-1

13.7

291.6

-3.46

13.7

597.8

-1.95

13.7

735.9

-1.04

14.45

283

-3.43

14.45

580.7

-1.97

14.45

725.6

-0.97

14.95

280.4

-3.48

14.95

566.7

-2.01

14.95

720.1

-1

15.7

277.8

-3.57

15.7

560.2

-2.04

15.7

715.9

-1.04

16.2

275.5

-3.59

16.2

557.6

-2.06

16.2

711.1

-1.06

17.32

272.1

-3.66

17.32

555.2

-2.1

17.32

708.9

-1.09

18.06

270.3

-3.68

18.06

553.8

-2.13

18.06

705.1

-1.06

19.19

267.4

-3.75

19.19

549.7

-2.17

19.19

701.9

-1.11

19.93

264.8

-3.76

19.93

546.6

-2.19

19.93

698.8

-1.13

7.Duncan模型参数处理

（1）由表1，可绘出和关系曲线，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。

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-关系曲线数据

（）

（）

（）

（℅）

（%）

（）

（℅）

100

346.2

328.89

1.195

0.0036

242.34

0.448

0.0018

200

714.6

678.87

1.430

0.0021

500.22

0.546

0.0011

300

962.4

914.28

1.716

0.0019

673.68

0.561

0.0008

（2）利用表2中和两点的数据绘关系曲线，可求出参数，，，。

关系曲线中，直线的斜率为，截距即为。

图3关系曲线图

由公式：

=，，。

结合图3中的数据，可以计算出参数，见表3。

表3参数，，，

（）

（）

（）

（）

平

均值

100

0.0024

41666.7

0.0007

1428.57

346.2

0.2423

0.3282

200

0.0011

90909.1

0.0005

2000.00

714.6

0.3573

300

0.0009

111111.1

0.0004

2500.00

962.4

0.3850

（3）绘双对数关系曲线,求参数，。

由公式：

，其中，为大气压。

由表4作与双对数关系曲线，如图4所示。

表4与关系表

（kPa）

（kPa）

（kPa）

101.4

100

41666.7

0.986

410.91

101.4

200

90909.1

1.972

896.53

101.4

300

111111.1

2.959

1095.77

图4双对数关系曲线

由图4所拟合直线，得到K=440，n=0.918。

（4）绘~关系曲线，以及参数，。

取应力水平为70%和95%两点的坐标；以为横坐标，为纵坐标绘图。

数据见表5，~关系曲线见图5。

由公式，变化坐标后得，绘~关系图，从而求得参数，。

表5与记录表

（）

（℅）

（℅）

（℅）

（℅）

（℅）

（℅）

100

1.195

0.261

-0.4670

-0.391

0.448

0.175

-0.1590

-0.3050

200

1.430

0.353

-0.5382

-0.376

0.546

0.280

-0.1330

-0.2440

300

1.716

0.500

-0.6080

-0.354

0.561