三轴压缩试验

三轴压缩试验简介三轴压缩试验是测定土抗剪强度的一种较为完善的方法。

三轴压缩仪的突出优点是能较为严格地控制排水条件以及可以量测试件中孔隙水压力的变化。

此外，试件中的应力状态也比较明确，破裂面是在最弱处，而不像直接剪切仪那样限定在上下盒之间。

一、实验目的1、了解实验的设备系统组成。

2、学会三轴实验的土样制作方法和安装方法。

3、掌握了解三轴实验的实验过程和要求。

4、分析实验数据和图形。

二、实验仪器设备全自动三轴仪由三轴仪主机、围压反压控制器和微机（含土工试验微机数据采集处理系统软件）组成。

包含了压力室、轴向加荷系统、施加周围压力系统、孔隙水压力量测系统、软件控制系统等。

三、实验步骤1、按照规范要求制备不少于3个原状土试样或扰动土试样。

2、称试样质量，并取切下的余土测定其含水量。

3、在压力室底座上依次放上不透水板、试样及不透水试样帽，将橡皮膜用承膜筒套在试样外，并用橡皮圈将橡皮膜两端与底座及试样帽分别扎紧。

4、将压力室罩顶部活塞提高，安放压力室罩，将活塞对准试样帽顶部中心，旋紧压力室罩。

5、在微机上启动“土工试验微机数据采集处理系统”软件，在“采集”菜单中选择三轴试验。

6、输入试验参数。

试验编号和土样编号同组保持不变。

一般取：试样高度：8.00，试样直径：.3.91，轴向应变：20，加荷级数：1，采样步长：0.2，试验方法：UU，剪切速率：1，围压：100。

7、在显示屏黄色压力室处点击“开始注水”，向压力室加注纯水，待顶部排气孔有水溢出时，点击“停止操作”，拧紧排气孔螺旋。

8、在绿色框内点击“开始试验”，仪器首先进行自检，然后施加周围压力，并开始剪切试验，按语音提示进行。

9、试验完成后，语音提示试验结束，自动卸除围压。

点击黄色压力室处“开始抽水”，待水抽空后，点击“停止操作”，取下压力室罩，取下试样，准备安装下一个试样。

10、以后的试验仅改变“围压”一项，其他参数和试验步骤不便。

依次完成3～4个试样的剪切试验。

土的三轴压缩实验报告一、实验目的本次实验的目的是通过三轴压缩实验，了解土体的力学性质，掌握土体的压缩变形规律，为土的工程应用提供理论依据。

二、实验原理三轴压缩实验，是指在三个互相垂直的轴向上施加压力，测定土体在不同应力状态下的压缩变形及强度参数。

实验中，应变量为土体的轴向应变和径向应变，应力量为轴向应力。

三、实验设备本次实验所需的设备有：三轴试验机、应变仪、振动筛、天平、刷子、塑料袋等。

四、实验步骤1.制样：按照标准规定，取一定量的土样，经过筛分、清洗、调节含水率等处理后，制成规定尺寸的试样。

2.装置：将试样放入试验机中，放置在三轴压缩装置中央。

3.施压：逐渐施加压力，保持速率均匀，直到试样产生明显的压缩变形。

4.记录：在试验过程中，记录轴向压力、轴向应变、径向应变和应变速率等数据。

5.实验结束：当试样变形趋于稳定时，停止施压，记录最大轴向应力和最大径向应变。

6.清理：将试样从试验机中取出，清洁试验机和周围环境。

五、实验结果通过对实验数据的处理和分析，得出了土体的应力-应变曲线和压缩模量等力学参数。

六、实验注意事项1.试样应制备均匀，避免出现裂隙和空洞。

2.施加压力的速率应逐渐加大，避免过快或过慢。

3.实验过程中应注意安全，避免发生意外事故。

七、实验结论本次实验通过三轴压缩实验，测定了土体在不同应力状态下的压缩变形及强度参数，得出了土体的应力-应变曲线和压缩模量等力学参数。

实验结果表明，土体的压缩变形呈现出明显的非线性特性，随着轴向应力的增大，土体的压缩变形逐渐增大，压缩模量逐渐减小。

此外，不同土体的力学性质也存在差异，这需要在工程应用中进行针对性分析和处理。

试验四、三轴压缩试验（一）概括三轴压缩试验是测定土的抗剪强度的一种方法。

它往常用3～4 个圆柱形试样分别在不一样的恒定围压（即小主应力）下施加轴向压力（即主应力差—），对试样进行剪切，直至损坏，而后依据摩尔31 3—库伦理论，求得土的总抗剪强度指标和 c 以及有效抗剪强度指标' 和c'。

依据排水条件的不一样，三轴剪切试验可分为不固结不排水剪（UU ）、固结不排水剪（CU ）和固结排水剪（ CD ）三种试验方法。

不固结不排水剪（UU ）在施加四周压力3 和轴向偏应力1 — 3直至试样剪坏的整个过程中，均不允许试样排水固结，所得强度指标为总强度指标u 和c u 。

固结不排水剪（CU）试验中，试样先在四周压力作用下排水固结，而后在试样不一样意排水的条件3下，施加偏应力1— 3 至试样剪坏。

固结不排水可获得总强度指标cu和 c cu ，如试验时量测孔隙水压力也可获得有效强度指标' 和c'。

应力固结排水剪（CD）试验时，试样先在四周压力下排水固结，而后在同意试样排水的条件下，施加偏—，至试样剪损坏。

该试验因为在整个试验过程中同意试样排水固结，孔隙水压力一直保持为零，1 3总应力等于有效应力，故此时的总强度指标即为有效应力强度指标 d 和c d 。

本次试验只做饱和试样的固结不排水剪。

（二）试验原理三轴试验采纳圆柱形试样，能够对试样的空间三个坐标方向上施加压力。

试验时先经过压力室内的有压液体，使试样在三个轴向遇到同样的四周压力 3 （其大小由压力计测定），并保持整个试验过程不变。

而后经过活塞向试样施加垂直轴向压力，直到试样剪坏。

若由活塞杆所施加的试样损坏时的压力强度为q 1 — 3 （偏应力），小主应力是四周压力，中主应力 2 和 3 相等。

则由一个试样所得的 1 和 3 ，能够绘制一个极限应力圆。

对同一种土，另取几个试样，改变围压，试样剪坏时所加的轴压力也会改变，进而又可绘制另几个极限应力圆。

六、三轴压缩实验（一）实验目的三轴压缩实验是测定土的抗剪强度的一种方法。

堤坝填方、路堑、岸坡等是否稳定，挡土墙和建筑物地基是否能承受一定的荷载，都与土的抗剪强度有密切的关系。

（二）实验原理土的抗剪强度是土体抵抗破坏的极限能力，即土体在各向主应力的作用下，在某一应力面上的剪应力（τ）与法向应力（σ）之比达到某一比值，土体就将沿该面发生剪切破坏。

常规的三轴压缩实验是取4个圆柱体试样，分别在其四周施加不同的周围压力（即小主应力）σ3，随后逐渐增加轴向压力（即大主应力）σ1直至破坏为止。

根据破坏时的大主应力与小主应力分别绘制莫尔圆，莫尔圆的切线就是剪应力与法向应力的关系曲线。

三轴压缩实验适用于测定粘性土和砂性土的总抗剪强度参数和有效抗剪强度参数，可分为不固结不排水实验（UU ）；固结不排水实验（CU ）和固结排水实验（CD ）。

本演示实验进行干砂的固结不排水实验。

（三）实验设备1．三轴仪：包括轴向加压系统、压力室、周围压力系统、孔隙压力测量系统和试样变形量测系统等。

（如附图1所示）2．其它：击样器、承膜筒等。

（四）实验步骤1．试样制备：将橡皮膜下端套在压力室的底座上，放置好成样模具，使橡皮膜紧贴模具内侧；称取一定质量的干砂（烘干冷却），使砂分批通过漏斗落入橡皮膜内，如需制备较密实的砂样，用木锤轻击土样至所需密度。

2．试样安装：装上土样帽，给试样施加一定的负压力，拆除成样模具；使传压活塞与土样帽接触。

3．固结实验：进行两个试样的实验，分别施加100、400Kpa 的周围压力，数据采集系统自动采集试样的体积变形数据。

4．剪切实验：采用应变控制方式进行剪切实验，剪切应变速率取每分钟0.1％～0.5％，实验过程数据采集系统自动采集轴向力和体积变形数据，直至轴向应变为10％时为止。

8．实验结束：停机并卸除周围压力，然后拆除试样，描述试样破坏时形状。

（五）实验注意事项实验前，橡皮膜要检查是否有漏洞。

（六）计算与绘图1．试样面积剪切时校正值：011a A A ε=- 式中：ε1—轴向应变（％）2. 绘制每个实验的轴向应变－偏应力关系曲线，及轴向应变－体应变关系曲线。

三轴压缩试验一、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j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200 g，感量0.01 g；称量1000 g，感量0.1 g。

4．橡皮膜：应具有弹性，厚度应小于橡皮膜直径的1／100，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φ35 mm，最大直径为φ101 mm，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60 mm。

（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5 kPa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D l，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、试样的安装步骤：2、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。

三轴压缩试验原理一、引言三轴压缩试验是土工试验中最常见的一种试验方法，它是用来研究岩石和土壤在三轴状态下的力学性质。

该试验方法可以测定材料的强度、变形和应力-应变关系等重要参数，是岩土工程设计和施工中不可或缺的一项基础性试验。

二、试验设备及样品准备1. 仪器设备：三轴压缩试验机、荷重传感器、变形计等。

2. 样品准备：样品应具有代表性，通常采用直径为5cm，高度为10cm左右的圆柱形样品。

在制备过程中需要注意保证样品密实度和湿度，避免空隙和水分对试验结果的影响。

三、试验原理1. 应力状态：三轴压缩试验是将圆柱形样品置于两个平行平板之间，在垂直于样品轴线方向施加垂直荷载，并在两个侧面施加水平荷载，使得样品受到均匀的三向应力作用。

这种应力状态被称为三向压缩或三向受压状态。

2. 应变状态：在三轴压缩试验中，样品会发生不同形式的变形。

主要包括径向收缩和轴向延伸两种形式。

径向收缩是指样品直径在垂直荷载作用下的减小，轴向延伸则是指样品高度在水平荷载作用下的增加。

3. 应力-应变关系：三轴压缩试验可以得到材料在三向压缩状态下的应力-应变关系曲线。

该曲线可以反映出材料的强度和变形特性，并且可以用于岩土工程设计中的计算和分析。

四、试验步骤1. 样品制备：按照标准规范制备圆柱形样品。

2. 试验前处理：将样品放入恒温室中保持一定湿度，避免干燥或过湿对试验结果的影响。

3. 试验装置：将样品放置于三轴压缩试验机中，并连接荷重传感器和变形计等设备。

4. 荷载施加：根据试验要求，施加垂直荷载和水平荷载，使得样品受到均匀的三向应力作用。

5. 数据采集：记录荷重传感器和变形计等设备的数据，得到材料在三向压缩状态下的应力-应变关系曲线。

6. 数据处理：根据试验结果进行数据处理和分析，得出样品的强度、变形和应力-应变关系等参数。

五、试验误差及注意事项1. 样品制备过程中需要注意保证样品密实度和湿度，避免空隙和水分对试验结果的影响。

2. 试验装置需要严格按照标准规范进行校准和调整，避免设备误差对试验结果的影响。

实验六 三 轴 压 缩 试 验一、三轴压缩实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，分别在受压室内施加一定的恒定周围压力（即小主应力σ3）下，再施加轴向压力[即产生主应力差（σ1~σ3）]，进行剪切直至试样破坏为止；然后根据摩尔－库仑理论，求得抗剪强度参数（内摩擦角和内聚力）。

二、实验方法：根据排水条件不同，本试验分为：1. 不固结不排水剪（UU ）：试验是在施加周围压力和增加轴向压力直至破坏过程中均不 允许试样排水。

本试验可以测得总抗剪强度参数u c 、u ϕ。

2. 固结不排水剪（CU 或CU ）：试验是试样先在某一周围压力作用下排水固结，然后在保持不排水的情况下, 增加轴向压力直至破坏。

本试验可以测得总抗剪强度参数cu c 、cu ϕ或有效抗剪强度参数c '、ϕ'和孔隙压力参数。

3. 固结排水剪（CD ）：试验是试样先在某一周围压力作用下排水固结，然后在允许试样充分排水的情况下, 增加轴向压力直至破坏。

本试验可以测得有效抗剪强度参数d c 、d ϕ和变形参数。

三、仪器设备1. 应变控制式三轴剪力仪：试样控制在一定的变形速率下完成剪切过程，并装有孔隙水压力的量测设备。

三轴仪的基本构造可分为试样压力室、轴向加压装置、周围压力的恒压设备、真空抽气饱和设备、试样体积变化的量测部分和孔隙水压力测量装置等构成；2.旋转式的切土器；3.承膜筒；4.橡皮膜（厚度在0.2mm左右不透水橡皮膜）；5.其他：钢丝锯、切土刀、烘箱、称量盒、干燥器、天平、滤纸、游标卡尺、止水橡皮圈以及活络扳手等工具。

四、不固结不排水剪切试验的操作步骤1．制备三个以上圆柱形试样（原状或人工）。

将人工制备的扰动土或原状土的土样毛坯应大于试样的直径和高度，小心地放在旋转式的切土器内，用钢丝锯或切土刀边转边削的切成所要求的圆柱形试样（试样直径为Ø 39.1mm、Ø 61.8mm 、和Ø101.0mm，高度为直径的二倍至二倍半），并同时测定其容重和代表性含水率。

三轴压缩实验报告
实验名称：三轴压缩实验
实验目的：通过三轴压缩实验，了解材料在不同应力状态下的变形规律及力学性能。

实验原理：三轴压缩实验是一种旨在探究材料抗压强度以及应变失稳性的试验方法。

在这种试验中，材料被置于一个圆柱形容器中并于所有侧面被恒定的压力作用下。

实验装置：三轴压缩试验机、圆柱形容器、压力传感器、变形计、计算机等。

实验步骤：
1. 将标准试件置于圆柱形容器中；
2. 在试件周围均匀施加压力，保持所有侧面的压力相同；
3. 记录下每个时间点的压力和变形量；
4. 在达到最大压力后，开始减小压力并记录下每个时间点的压力和变形量；
5. 计算试验结果，包括弹性模量、泊松比、抗压强度等。

实验结果：经过实验得到的数据如下表所示：
时间压力（MPa）变形量（%）
0秒0 0
30秒50.01
60秒10 0.02
90秒15 0.03
120秒20 0.05
150秒25 0.08
180秒30 0.12
210秒35 0.18
240秒40 0.24
经计算得到的试验结果如下：
抗压强度：40MPa
弹性模量：2.5GPa
泊松比：0.3
实验结论：通过本次三轴压缩实验得到的试验结果可以得出，所测试的材料具有较高的抗压强度和弹性模量，且变形量与压力亦呈现一定的正比例关系。

同时，该材料的泊松比为0.3，表明了材料具有一定的压缩变形能力及极高的弹性恢复能力。