三轴压缩试验的步骤(正式)

三轴压缩试验的步骤1.试验前的准备工作在进行三轴压缩试验之前，需要完成一些准备工作。

首先，需要选择合适的岩石样品，并进行取样和标记。

取样时应注意样品的代表性和均匀性。

标记样品以便于后续分析和对比。

其次，准备试验设备，包括三轴试验机、压力控制系统、位移测量系统等。

2.样品预处理取得的岩石样品可能存在不同程度的水分含量、应力释放和变形等问题，对试验结果会产生影响。

因此，在进行试验之前需要对样品进行预处理。

通常，样品会被浸泡在水中，以达到饱和状态，并且在试验之前要进行充分的固结和紧密。

3.样品安装将经过预处理的样品安装到三轴试验机中。

首先，在试验机中安装好底部的容器，将样品放入容器中，然后加入任何可能需要的填充物，例如颗粒状材料。

注意，在安装过程中要尽量避免样品的变形和破坏。

4.设置载荷和控制参数根据试验要求和待研究的力学性质，设置试验中的载荷和控制参数。

载荷参数通常包括加载速度、加载方式（持续加载或脉冲加载）和加载幅值等。

控制参数通常包括应力和应变控制。

5.开始试验在设置好载荷和控制参数后，开始试验。

启动三轴试验机，将载荷施加到样品上。

控制和监测试验过程中的载荷和位移，以保证试验过程的准确性和可重复性。

在试验过程中可以记录一些数据，如应力应变关系曲线和变形特征等。

6.观察和记录试验结果在试验过程中，需要观察和记录一些重要的试验结果，例如样品的变形和破坏情况，以及载荷和位移的变化趋势。

通过观察和记录这些试验结果，可以评估样品的力学性质，如强度、变形模式和变形参数等。

7.数据处理和分析在试验结束后，需要对试验所得到的数据进行处理和分析。

对试验结果进行统计和计算，绘制相应的图表和曲线，以得到更具体和详细的试验结论。

8.结果讨论和总结在实施了数据处理和分析之后，进行试验结果的讨论和总结。

评估试验所得到的结论的可靠性和适用性，并对试验中可能存在的问题和改进方向进行分析和讨论。

以上是三轴压缩试验的正式步骤。

在实施这些步骤时，需要细心操作，严格控制试验条件，以得到准确和可靠的试验结果。

三轴压缩实验一、实验原理：三轴试验采用圆柱形试样，可以对试样的空间三个坐标方向上施加压力。

试验时先通过压力室内的有压液体，使试样在三个轴向受到相同的周围压力（其大小由压力计测3定），并维持整个试验过程不变。

然后通过活塞向试样施加垂直轴向压力，直到试样剪坏。

二、实验过程1、仪器准备（1）应变控制式三轴仪：包括压力室、轴向位移计等装备（2）天平、其他：击实筒、饱和器、承膜筒、橡皮膜等2、操作步骤试样安装：（1）检查排水管路是否通畅；活塞在套内滑动是否正常；连接处有无漏水、漏气现象。

检查完成后关闭周围压力阀、孔隙压力阀和排水阀，以备使用。

（2）组件击样筒：将三瓣膜拼装好，夹板拧紧，并放置好透水石，在击样筒内部涂抹油（3）制作土样：（本实验才去的土样为沿海淤泥土），将淤泥土分层放入击样土中并击实，每层击实至相同高度，击实用力均匀，直至击完最后一层。

将击样筒中的式样两端整平，去除称其质量。

（4）将橡皮膜套在承膜筒内，两端翻出膜外，从吸嘴稀奇，使膜紧贴承膜筒内壁，然后要在式样外，放弃，翻起橡皮膜取出承膜筒。

将包裹着土样的橡皮膜分别扎紧放在一起底座和试样帽上。

（5）装上压力室外罩。

装是应将活塞提高，以防碰撞试样，然后将活塞你试样帽中心，病均匀地旋紧螺丝，再将轴向测力计对准活塞（6）开排气孔，向压力室冲水，当压力室快注满水时，降低进水速度，水从排气孔溢出时，关闭排气孔（7）开周围压力阀，施加所需的周围压力。

周围压力应与工程的实际荷重相适应，并尽可能使最大周围压力与土体的最大实际荷重大致相等。

（8）旋转手轮，当量力环的量表微动时表示活塞已与试样帽接触，然后将量力环的量表和变形量表的指针调整到零位。

试样剪切：（1）打开周围压力阀，关闭体变管阀、排水管阀、孔隙压力阀、量管阀。

（2）开动马达，接上离合器，进行剪切。

开始阶段，试样每产生垂直应变~%测记量力环量表读数和垂直变形量表读数各一次。

当垂直应变达3%以后，读数间隔可延长为~%各测记一次。

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。

TSZ-3应变控制式三轴仪（无级调速）中国水电十局中心试验室2012-7-20编写操作步骤一：不固结不排水剪切：1．1：打开反压排水阀（向右，确保加压帽畅通）→固定土样→上升压力室直到与测力环接触：注水：打开压力室上面的排气塞、压力室阀（注水）、压力室注水阀→开动水泵开始注水→待排气塞有水溢出时关闭水泵、排气塞、压力室阀（注水）、压力室注水阀：根据规程设定围压数值→打开围压注水阀→逆时针旋转手轮到底→关闭围压注水阀→打开围压阀→顺时针旋转手轮至围压设定值→拧紧手轮上的螺帽→点击控制器上的稳压→调整两个百分表归零→根据规程设置速率→点击控制器上的上升、开始剪切→记录位移计每走2mm对应测力计的读数→点击控制器上的停止速率、停止稳压.：卸压排水：打开压力室阀（排水）→轻轻打开压力室排水阀→关闭围压阀→打开压力室上的排气塞→开动水泵开始排水→下降主机压力室→取出土样二：固结不排水剪切：：打开反压排水阀（向右，确保加压帽畅通）→固定土样→上升压力室直到与测力环接触：注水：打开压力室上面的排气塞、压力室阀（注水）、压力室注水阀→开动水泵开始注水→待排气塞有水溢出时关闭水泵、排气塞、压力室阀（注水）、压力室注水阀：固结：调整反压力管的水位和土样中心线相齐平，读取反压力管的初始水位→打开反压排水阀，开始固结→当孔压值消散到围压的5%左右时(孔压值在固结过程中读取)，固结结束→记录反压力管的刻度，关闭反压排水阀：剪切：根据规程设定围压数值→打开围压注水阀→逆时针旋转手轮到底→关闭围压注水阀→打开围压阀→顺时针旋转手轮至围压设定值→拧紧手轮上的螺帽→点击控制器上的稳压→调整两个百分表归零→根据规程设置速率→点击控制器上的上升、开始剪切→记录位移计每走2mm对应测力计的读数→点击控制器上的停止速率、停止稳压：卸压排水：打开压力室阀（排水）→轻轻打开压力室排水阀→关闭围压阀→打开压力室上的排气塞→开动水泵开始排水→下降主机压力室→取出土样三：固结排水剪切:：打开反压排水阀（向右，确保加压帽畅通）→固定土样→上升压力室直到与测力环接触：注水：打开压力室上面的排气塞、压力室阀（注水）、压力室注水阀→开动水泵开始注水→待排气塞有水溢出时关闭水泵、排气塞、压力室阀（注水）、压力室注水阀.：固结：调整反压力管的水位和土样中心线相齐平，读取反压力管的初始水位→打开反压排水阀，开始固结→当孔压值消散到围压的5%左右时(孔压值在固结过程中读取)，固结结束→记录反压力管的刻度，关闭反压排水阀.：剪切：根据规程设定围压数值→打开围压注水阀→逆时针旋转手轮到底→关闭围压注水阀→打开围压阀→顺时针旋转手轮至围压设定值→拧紧手轮上的螺帽→点击控制器上的稳压→调整两个百分表归零→根据规程设置速率→打开反压排水阀→点击控制器上的上升、开始剪切→记录位移计每走2mm对应测力计的读数→剪切完毕后读取反压力管上的刻度→点击控制器上的停止速率、停止稳压：卸压排水：关闭反压排水阀→打开压力室阀（排水）→轻轻打开压力室排水阀→关闭围压阀→打开压力室上的排气塞→开动水泵开始排水→下降主机压力室→取出土样.四：反压饱和：打开反压排水阀（向右，确保加压帽畅通）→固定土样→上升压力室直到与测力环接触：注水：打开压力室上面的排气塞、压力室阀（注水）、压力室注水阀→开动水泵开始注水→待排气塞有水溢出时关闭水泵、排气塞、压力室阀（注水）、压力室注水阀:反压饱和：根据规程设定围压数值→打开围压注水阀→逆时针旋转手轮到底→关闭围压注水阀→打开围压阀→顺时针旋转手轮至围压设定值→拧紧手轮上的螺帽→点击控制器上的稳压→设定反压（一般情况反压比围压大20KPa）→打开反压注水阀→逆时针旋转手轮到底→关闭反压注水阀→打开反压阀→顺时针旋转手轮至反压设定值→拧紧手轮上的螺帽→点击控制器上的稳压→打开体变测量阀→孔压值达到围压值时土样饱和。

三轴压缩实验一、实验原理：三轴试验采用圆柱形试样，可以对试样的空间三个坐标方向上施加压力。

试验时先通过压力室内的有压液体，使试样在三个轴向受到相同的周围压力（其大小由压力计测3定），并维持整个试验过程不变。

然后通过活塞向试样施加垂直轴向压力，直到试样剪坏。

二、实验过程1、仪器准备（1）应变控制式三轴仪：包括压力室、轴向位移计等装备（2）天平、其他：击实筒、饱和器、承膜筒、橡皮膜等2、操作步骤试样安装：（1）检查排水管路是否通畅；活塞在套内滑动是否正常；连接处有无漏水、漏气现象。

检查完成后关闭周围压力阀、孔隙压力阀和排水阀，以备使用。

（2）组件击样筒：将三瓣膜拼装好，夹板拧紧，并放置好透水石，在击样筒内部涂抹油（3）制作土样：（本实验才去的土样为沿海淤泥土），将淤泥土分层放入击样土中并击实，每层击实至相同高度，击实用力均匀，直至击完最后一层。

将击样筒中的式样两端整平，去除称其质量。

（4）将橡皮膜套在承膜筒内，两端翻出膜外，从吸嘴稀奇，使膜紧贴承膜筒内壁，然后要在式样外，放弃，翻起橡皮膜取出承膜筒。

将包裹着土样的橡皮膜分别扎紧放在一起底座和试样帽上。

（5）装上压力室外罩。

装是应将活塞提高，以防碰撞试样，然后将活塞你试样帽中心，病均匀地旋紧螺丝，再将轴向测力计对准活塞（6）开排气孔，向压力室冲水，当压力室快注满水时，降低进水速度，水从排气孔溢出时，关闭排气孔（7）开周围压力阀，施加所需的周围压力。

周围压力应与工程的实际荷重相适应，并尽可能使最大周围压力与土体的最大实际荷重大致相等。

（8）旋转手轮，当量力环的量表微动时表示活塞已与试样帽接触，然后将量力环的量表和变形量表的指针调整到零位。

试样剪切：（1）打开周围压力阀，关闭体变管阀、排水管阀、孔隙压力阀、量管阀。

（2）开动马达，接上离合器，进行剪切。

开始阶段，试样每产生垂直应变0.3~0.4%测记量力环量表读数和垂直变形量表读数各一次。

当垂直应变达3%以后，读数间隔可延长为0.7~0.8%各测记一次。

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m ax d ρ=1.724 g/cm 3，最小干密度为min d ρ=1.429 g/cm 3。

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=96.1cm 3，本试验采用初始成样相对密实度为Dr=50%。

先根据公式max min max min ()()d d d r d d d D ρρρρρρ-=-反算出d ρ=1.562 g/cm 3，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。

实验报告纸土木工程专业07级土木(1)班姓名龚尧学号07580691同组人员余成廷、谢婧、陶家妮、孙天华名称土木试验与原理实验名称三轴压缩试验实验日期 2009年11月26日一、试验目的测定土体抗剪强度的一种比较完善的室内试验方法。

二、试验方法不固结不排水试验：时间在施加周围压力和随后施加偏应力直至剪坏的整个实验过程中都不允许排水，这样从开始加压直至试样剪坏，土中的含水量始终保持不变，孔隙水压力也不可能消散，可以测得总盈利抗剪强度指标C u和∅u；三、仪器设备1、三轴仪2、击实器和饱和器；3、切土盘、切土器、切土架和原装土分样器；4、砂样制备模筒和承模筒；5、天平和游标卡尺；6、其它如乳膜薄、橡皮筋、透水石、滤纸、切土刀、钢丝锯、毛玻璃板、空气压缩机。

四、不固结不排水试验法（UU）试验1、操作步骤（1）周围压力一般可分为3~4级进行，剪切速率取0.5%~1%，读书按应变增量0.3%~0.4%测记一次。

（2）加压步骤为50kPa，100kPa，150kPa，200kPa施加。

（3）施加第一级周围压力后，即对试样进行剪切，当测力计读书达到稳定或出现倒退时，测记测力计和轴向变形读书，同时立刻关闭电动机停止剪切，并将轴向压力退至零。

（4）施加第二级或以后各级周围压力下剪切试验，对于脆性破坏的结构性强的土样或沙性土，土的破坏应变一般小于5%，甚至于小于3%，因此当破坏应力出现时，即可施加下一级周围压力；而对于塑性破坏的试样，破坏应变应控制在5%~7%，然后施加下一级周围压力，累计应变不可超过20%。

2、成果整理（1）试样面积和高度修正轴向应变和面积修正：ε1=∆hh0；A a=A1−ε1（2）应力计算：不排水不固结剪各级周围压力下的偏应力计算：σ1−σ3=RCA01−ε1×10式中A0——试样起始面积（cm2）A a——剪切过程中试样修正后面积（cm2）A——CU实验其他各级压力下固结后面积（cm2）h0——试样起始高度（cm）ε1——各级周围压力下剪切时轴向应变（%）R——测力环读书（0.01mm）C——测力环系数（N/0.01mm）（3）制图绘制不固结不排水剪应力应变关系曲线。

三轴压缩实验数值解析步骤三轴压缩实验是一种常用的地质力学实验方法，用于研究土体在不同应力条件下的力学行为。

数值解析步骤如下：1. 建立土体的本构模型：根据土体的物理特性和实验条件，选择适当的本构模型描述土体的力学行为。

常用的有弹性模型、弹塑性模型、细观力学模型等。

2. 初始化模型参数：根据实验中使用的土体样本的物理特性和实验条件，设置模型的初始参数。

包括土体的弹性模量、剪切模量、泊松比等。

3. 定义加载条件：根据实验的加载方式和加载路径，定义模型的加载条件。

包括加载应力的大小和方向，加载速率等。

4. 网格划分和边界条件设置：将土体样本离散化为有限元网格，设置边界条件。

边界条件包括边界位移或边界应力。

5. 求解数值模型：利用数值方法（如有限元法）对离散化的土体模型进行求解。

通过迭代计算，得到模型在不同加载阶段的应力和应变分布。

6. 结果分析和验证：对求解得到的应力和应变结果进行分析和验证。

与实验结果进行比较，评估模型的准确性和可靠性。

7. 参数调整和模拟：根据分析和验证的结果，对模型参数进行调整，进一步优化模型。

可通过改变初始参数、加载条件等方式进行模拟计算，得到更准确的结果。

8. 结果解释和应用：根据数值模拟的结果，解释实验现象，探究土体的力学性质和行为规律。

以及对实际工程问题进行分析和预测，指导设计和施工实践。

需要注意的是，数值解析是一种理论模拟方法，模型参数的选择和边界条件的设置对结果的影响很大。

因此，在进行数值解析之前，需要对实际问题进行充分的实验观测和数据采集，以准确把握土体的物理特性和实验条件，保证数值模型的可靠性和有效性。

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。

三轴压缩试验一、实验目的三轴压缩试验是测定土的抗剪强度的一种方法。

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、试验方法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剪实验(UU)；固结不排水剪实验(CU)和固结排水剪实验(CD)。

(1) 不固结不排水剪实验(UU)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验排水。

本试验可以测得总抗剪强度参数cu、u。

(2) 固结不排水剪实验(CU)是试样先在某一周围压力下排水固结，然后在保持不排水的情况下，增加轴向压力直至破坏。

本试验可以测得总抗剪强度参数、有效抗剪强度参数和孔隙压力系数。

(3) 固结排水剪实验(CD)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到破坏，本试验可以测得有效抗剪强度参数和变形参数。

四、试验仪器1、SJ-1A.G三轴仪：三轴压力测控柜(包括周围压力系统、孔隙压力系统、反压压力系统、体变测管和三轴试验机电机控制单元)、压力室和试验机(包括变速箱、三相异步电机、压力机(立柱和横梁)、手轮、机架和测力计)等。

2、其它：击实器、饱和器、对开膜、承膜筒、橡皮膜、削土刀、滤纸、透水石、烘箱、电阻炉等五、试验内容本课程主要内容是独立完成一个重塑粘土的固结不排水剪实验(CU)，完成试验报告。

制备干密度约为1.75g/cm3，含水率为18%的粘土试样，在围压分别为50kPa、100kPa、150kPa、200kPa下进行固结不排水剪试验。

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。

三轴压缩试验教学实验四：三轴压缩试验撰写⼈：杨辉，北京交通⼤学指导教师：李旭撰写时间：2012年11⽉6⽇⼀、实验原理：1.1 摩尔库伦强度包线1910年摩尔（Mohr ）提出材料的破坏是剪切破坏，并指出在破坏⾯上的剪应⼒τ是为该⾯上法向应⼒σ的函数，即()f f τσ= (4-1)这个函数在f τσ?坐标中是⼀条曲线，称为摩尔包线，如图4-1实线所⽰。

摩尔包线表⽰材料受到不同应⼒作⽤达到极限状态时，滑动⾯上法向应⼒σ与剪应⼒f τ的关系。

⼟的摩尔包线通常可以近似地⽤直线表⽰，如图4-1虚线所⽰，该直线⽅程就是库仑定律所表⽰的⽅程（c tg τσ?=+）。

由库仑公式表⽰摩尔包线的⼟体强度理论可称为摩尔－库仑强度理论。

图4-1 摩尔包线当⼟体中任意⼀点在某⼀平⾯上的剪应⼒达到⼟的抗剪强度时，就发⽣剪切破坏，该点也即处于极限平衡状态。

根据材料⼒学，设某⼀⼟体单元上作⽤的⼤、⼩主应⼒分别为1σ和3σ，则在⼟体内与⼤主应⼒1σ作⽤⾯成任意⾓α的平⾯a a ?上的正应⼒σ和剪应⼒τ，可⽤τσ?坐标系中直径为13()σσ?的摩尔应⼒圆上的⼀点（逆时针旋转2α,如图4-2中之A 点）的坐标⼤⼩来表⽰，即13131311()()cos 2221()sin 22σσσσσατσσα=++??(4-2) 将抗剪强度包线与摩尔应⼒画在同⼀张坐标纸上，如图4-3所⽰。

它们之间的关系可以有三种情况：①整个摩尔应⼒圆位于抗剪强度包线的下⽅（圆Ⅰ），说明通过该点的任意平⾯上的剪应⼒都⼩于⼟的抗剪强度，因此不会发⽣剪切破坏；②摩尔压⼒圆与抗剪强度包线相割（圆Ⅲ），表明该点某些平⾯上的剪应⼒已超过了⼟的抗剪强度，事实上该应⼒圆所代表的应⼒状态是不存在的；③摩尔应⼒圆与抗剪强度包线相切（圆Ⅱ），切点为A 点，说明在A 点所代表的平⾯上，剪应⼒正好等于⼟的抗剪强度，即该点处于极限平衡状态，圆Ⅱ称为极限应⼒圆。

图4-2⽤摩尔圆表⽰的⼟体中任意点的应⼒图4-3摩尔圆与抗剪强度包线之间的关系三轴压缩实验（亦称三轴剪切实验）是以摩尔－库仑强度理论为依据⽽设计的三轴向加压的剪⼒试验，试样在某⼀固定周围压⼒3σ下，逐渐增⼤轴向压⼒1σ，直⾄试样破坏，据此可作出⼀个极限应⼒圆。

三轴试验步骤
一：压缩回弹试验
1：线性饱和
围压50kPa 反压48kPa 持续时间12h
围压100kPa 反压98kPa 持续时间12h
围压200kPa 反压198kPa 持续时间12h
围压400kPa 反压398kPa 持续时间12h
2：固结
当前反压值若为398kPa，则设置反压目标值为398kPa，围压目标值设为398kPa+25kPa（此时为需要固结的压力为25kPa），固结24h。

注意软件中此模块还是在饱和固结模块里面（第三栏）
3：压缩回弹
第一级固结结束后进入下一级固结压力，所需设置目标为压制同前所述。

所需固结压力为25kPa，50kPa，100kPa，200kPa，400kPa，200kPa，100kPa，50kPa，25kPa。

二：CD剪切试验
1：线性饱和
围压50kPa 反压48kPa 持续时间12h
围压100kPa 反压98kPa 持续时间12h
围压200kPa 反压198kPa 持续时间12h
围压400kPa 反压398kPa 持续时间12h
2：固结
目标设置方法同压缩回弹，所需固结压力为25kPa，固结结束后进行剪切，和压缩回弹试验不同，只进行一个压力级的固结即进行剪切。

3：剪切
剪切速率设置为0.01mm/s
结束后继续分别进行固结压力为25kPa，50kPa，100kPa，200kPa，300kPa压力下的剪切。

三轴压缩试验的步骤1.实验前准备：-确定试样尺寸：根据试验目的和所研究的土壤类型，确定合适的试样尺寸。

通常，试样形状为圆柱形或立方体形。

-准备试样：根据确定的试样尺寸，使用取样器在土体中采集足够数量的试样，并进行裁切和修整，确保试样表面平整。

-浸水过程：对于饱和试验或湿润试验，将试样浸泡在水中，使其充分饱水，并确保试样表面排除空气。

-试样标记：使用标记方法给试样进行标号，以便于在后续的试验中进行识别和数据记录。

2.安装试验设备：-三轴剪应力仪：安装和调节三轴剪应力仪，确保其垂直和水平稳定，并与计算机或数据采集系统连接。

-应变计：根据试验需要，在试样内部或外部安装应变计，用于测量试样的应变。

-支撑装置：根据试验需要，安装适当的支撑装置，以提供试样在加载过程中的稳定性和支撑。

3.加载试样：-选取加载方式：根据试验目的和试样类型，在不同的加载方式之间进行选择。

常用的加载方式包括恒速加载、恒应力加载和恒变形加载。

-加载速度：根据试验目的和预设的加载方式，选择适当的加载速度。

通常，加载速度应保持一定的稳定性，以减小试验结果的误差。

-开始加载：根据试验要求，通过控制设备开始加载试样，直到预设的加载条件达到。

4.数据记录和观测：-弹性阶段观测：在加载过程中，记录试样的应变和应力数据，并观测试样的变形情况。

弹性阶段通常表现为线性应力应变关系。

-塑性阶段观测：在加载达到弹性极限后，试样进入塑性阶段。

继续记录试样的应变和应力数据，并观测试样的变形情况。

塑性阶段通常表现为非线性应力应变关系。

-极限状态观测：当试样达到其承载力的极限状态时，记录试样的应变和应力数据，并观测试样的变形情况。

5.实验结束：-卸载试样：在完成所有加载阶段后，逐渐卸载试样，减小施加在试样上的外部载荷，直至试样完全卸载。

-数据整理和分析：整理和记录所有试验数据，并进行数据处理和分析，以得到试样的变形和强度特性参数，如应变模量、剪切强度等。

-报告撰写：根据实验结果和数据分析，编写实验报告，附上必要的图表和分析，总结试验过程，得出结论。

三轴压缩试验实验报告实验目的：1.了解和掌握三轴压缩试验的基本原理和方法；2.掌握用三轴仪进行试验的操作流程；3.了解土的力学性质，并分析土的变形规律。

实验仪器和材料：1.三轴仪：用于施加垂直和平行于土体压力的装置；2.土样：选取本地土进行实验；3.过滤纸：用于包裹土样。

实验步骤：1.准备土样：从野外取得土样，将土样压实，并按照一定的尺寸和比例进行切割和制备；2.准备试样：将土样切割成相应的尺寸，并在试验室内进行制备，在试样的两端用过滤纸包裹；3.实验设置：将试样放置在三轴仪上，并通过调整压力、浸润和温度等条件进行设定；4.进行实验：根据设定条件，施加一定的轴向压力，在一定的时间内进行观察和记录土样的变形情况；5.实验数据处理：根据实验结果，计算土样的压缩指数、变形特征、抗剪强度等数据；6.实验结果分析：参考实验数据，对土体的力学性质进行分析和解释。

实验结果和结论：1.通过实验观察和记录，得到了土样在不同压力和时间下的变形特征；2.计算得到了土样的压缩指数和抗剪强度，并分析了其随着压力和时间的变化规律；3.通过实验结果的分析，可以得出土体在应力作用下的变形规律，以及其力学性质的参数。

实验中遇到的问题和解决方法：1.实验过程中，土样的尺寸和形状会对结果产生一定的影响。

为了减小这种影响，需要对试样进行规范的制备和切割；2.在实验过程中，土样的水分条件也会对结果产生一定的影响。

为了减小水分的变化，可以通过温度控制和浸润等方法进行处理；3.在实验过程中，要保证实验环境的稳定和准确，以确保得到可靠和有效的实验结果。

结论：通过三轴压缩试验，我们可以了解土体在应力作用下的变形规律和力学性质的参数。

通过实验结果分析可以得到土体的压缩指数和抗剪强度等重要数据，为土体工程设计和施工提供了依据和参考。

同时，实验也对三轴仪的操作和实验流程进行了熟悉和掌握。

土的三轴压缩试验三轴压缩试验主要是用来测定土的抗剪强度，土的抗剪强度是土的一个重要力学性质，在计算地基承载力，评价地基稳定性，以及计算挡土墙的土压力时都要用到土的抗剪强度指标，因此正确的测定土的抗剪强度在工程上有非常重要的意义试验原理：三轴压缩试验最常用的是把土削成圆柱体，放到压力室内十三、三轴压缩试验提示：双击自动滚屏（一）试验目的三轴压缩试验是测定土的抗剪强度的一种方法。

对堤坝填方、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）试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。

常规的三轴压缩试验是取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。

三轴压缩试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试验（uu）；固结不排水试验（）和固结排水试验（CD）。

（三）试验设备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。

2．其它：击样器、饱和器、切土盘、分样器、承膜筒等。

（四）试验步骤1．切取土样：先用钢丝锯或切土刀切取一稍大于规定尺寸的土柱，放在切土架上，用钢丝锯或切土刀紧靠侧板，由上往下细心切削，边切削边转动圆盘，按规定的高度将两端削平、称量；并取余土测定试样的含水率。

2．试样饱和：试样有抽气饱和、水头饱和及反压力饱和三种方法，最常用的是抽气饱和。

即将试样装入饱和器内，放入真空缸内，与抽气机接通，开动抽气机，连续真空抽气2～4h，然后停止抽气，静止12h左右即可。

3．试样安装：将压力室底座的透水石与管路系统以及孔隙水测定装置充水并放上一张滤纸，然后再将套上乳胶膜的试样放在压力室的底座上，最后装上压力筒，并拧紧密封螺帽，同时使传压活塞与土样帽接触。