一、试验目的
测定土的抗剪强度,提供计算地基强度和稳定使用的土的强度指标内摩擦角和内聚力c。
二、试验方法
一般有不固结不排水试验(UU)、固结不排水试验(CU)和固结排水试验(CD)。
三、仪器设备
1.三轴压缩议:应变控制式,由周围压力系统、反压力系统、孔隙水压力量测系统和主机组成。
2.附属设备:包括击实器、饱和器、切土器、分样器、切土盘、承膜筒和对开圆模。
3.天平:称量200g,感量0.01g;称量1000g,感量0.1g。
4.橡皮膜:应具有弹性,厚度应小于橡皮膜直径的,不得有漏气孔。
四、试样制备
(1)本试验需要3~4个试样,分别在不同周围压力下进行试验。
(2)试样尺寸:最小直径为φ35mm,最大直径为φ101mm,试样高度宜为试样直径的2~2.5倍。对于有裂缝、软弱面和构造面的试样,试样直径宜大于60mm。
(3)原状试样制备,应将土切成圆柱形试样,试样两端应平整并垂直于试样轴,当试样侧面或端部有小石子或凹坑时,允许用削下的余土修整,试样切削时应避免扰动,并取余土测定试样的含水量。
(4)扰动试样制备,应根据预定的干密度和含水量,在击实器内分层击实,粉质土宜为3~5层,粘质土宜为5~8层,各层土料数量应相等,各层接触面应刨毛。
(5)对于砂性土应先在压力室底座.全依次放上不透水板,橡皮膜和对开圆膜。将砂料填入对开圆膜内,分3层按预定干密度击实。当制备饱和试样时,在对开圆膜内注入纯水至1/3高度,将煮沸的砂料分3层填入,达到预定高度。放上不透水板、试样帽,扎紧橡皮膜。对试样内部施加5kPa负压力使试样能站立折除对开圆膜。
(6)对制备好的试样,应量测其直径和高度。试样的平均直径应按下式计算:
式中Dl,D2,D3分别为试样上、中、下部位的直径。
五、三轴试验操作步聚
1、试样排水固结步骤:
施加周围压力;开孔隙水压力阀,测定孔隙水压力。开排水阀。当需测定排水过程时,测记排水管水面及孔隙水压力值,直至孔隙水压力消散95%以上。固结完成后,关排水阀,测记排水管读数和孔隙水压力读数。
2、试样剪切步骤:
关孔隙水压力阀,微调压力机升降台,使活塞与试样接触,此时轴向变形百分表的变化值为试样固结时的高度变化。
将轴向测力计、轴向变形百分表及孔隙水力读数均调整至零。选择剪切应变速率,进行剪切。粘质土每分钟应变为0.05%~0.1%;粉质土每分钟应变为0.1%~0.5%。测记轴向压力、孔隙水压力和轴向变形。试验结束,关电动机和各阀门,开排气阀,排除压力室内的水,拆除试样,描述试样破坏形状。称试样质量并测定含水量。
1.不固结不排水试验
(1)剪切应变速率宜为每分钟应变0.5%~1.0%。
(2)启动电动机,开始剪切。试样每产生0.3%~0.4%的轴向应变,测记一次测力计读数和轴向变形值。当轴向应变大于3%,每隔0.7%~0.8%的应变值测记一次读数。
(3)当测力计读数出现峰值时,剪切应继续进行,超过5%的轴向应变为止。当测力计读数无峰值时,剪切进行到轴向应变为15%~20%。
(4)试验结束,关电动机,关周围压力阀,开排气阀,排除压力室内的水,拆除试样,描述试样破坏形状。称试样质量,并测定含水量。
2.固结不排水试验
试样排水固结按下列步骤进行:
(1)开孔隙水压力阀,测定孔隙水压力。开排水阀。当需测定排水过程时,测记排水管水面及孔隙水压力值,直至孔隙水压力消散95%以上。固结完成后,关排水阀,测定排水管读数和孔隙水压力读数。
(2)微调压力机升降台,使活塞与试样接触,此时轴向变形百分表的变化值为试样固结时的高度变化。
剪切试样按下列步骤进行:
(1)将轴向测力计、轴向变形百分表及孔隙水压力读数均调整至零民。
(2)选择剪切应变速率,进行剪切。粘质土每分钟应变为0.05%~0.1%;
粉质土每分钟应变0.1%~0.5%。
(3)测记轴向压力、孔隙水压力和轴向变形。
(4)试验结束,关电动机和各阀门,开排气阀,排除压力室内的水,拆除试样,描述试样破坏形状。称试样质量并测定含水量。
3.固结排水试验
试样的安装、固结和剪切,与固结不排水试验的相应步骤相同,但在剪切过程中应打开排水阀,剪切速率采用每分钟应变0.003%~0.012%。