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试验六三轴试验实验六：三轴试验⼀、基本原理三轴剪切试验是⽤来测定试件在某⼀固定周围压⼒下的抗剪强度，然后根据三个以上试件，在不同周围压⼒下测得的抗剪强度，利⽤莫尔-库仑破坏准则确定⼟的抗剪强度参数。
三轴剪切试验可分为不固结不排⽔试验（UU ）、固结不排⽔试验（CU ）以及固结排⽔剪试验（CD ）。
1、不固结不排⽔试验：试件在周围压⼒和轴向压⼒下直⾄破坏的全过程中均不允许排⽔，⼟样从开始加载⾄试样剪坏，⼟中的含⽔率始终保持不变，可测得总抗剪强度指标U C 和U φ；2、固结不排⽔试验：试样先在周围压⼒下让⼟体排⽔固结，待固结稳定后，再在不排⽔条件下施加轴向压⼒直⾄破坏，可同时测定总抗剪强度指标CU C 和CU φ或有效抗剪强度指标C ′和φ′及孔隙⽔压⼒系数；3、固结排⽔剪试验：试样先在周围压⼒下排⽔固结，然后允许在充分排⽔的条件下增加轴向压⼒直⾄破坏，可测得总抗剪强度指标d C 和d φ。
⼆、试验⽬的1、了解三轴剪切试验的基本原理；2、掌握三轴剪切试验的基本操作⽅法；3、了解三轴剪切试验不同排⽔条件的控制⽅法和孔隙压⼒的测量原理；4、进⼀步巩固抗剪强度的基本理论。
三、试验设备1、三轴剪⼒仪（分为应⼒控制式和应变控制式两种）。
（1）三轴压⼒室：压⼒室是三轴仪的主要组成部分，它是由⼀个⾦属上盖、底座以及透明有机玻璃圆筒组成的密闭容器，压⼒室底座通常有3个⼩孔分别与围压系统以及体积变形和孔隙⽔压⼒量测系统相连。
（2）轴向加荷传动系统：采⽤电动机带动多级变速的齿轮箱，或者采⽤可控硅⽆级调速，根据⼟样性质及试验⽅法确定加荷速率，通过传动系统使⼟样压⼒室⾃下⽽上的移动，使试件承受轴向压⼒。
（3）轴向压⼒测量系统：通常的试验中，轴向压⼒由测⼒计（测⼒环或称应变圈等等）来反映⼟体的轴向荷重，测⼒计为线性和重复性较好的⾦属弹性体组成，测⼒计的受压变形由百分表测读。
轴向压⼒系统也可由荷重传感器来代替。
（4）周围压⼒稳压系统：采⽤调压阀控制，调压阀当控制到某⼀固定压⼒后，它将压⼒室的压⼒进⾏⾃动补偿⽽达到周围压⼒的稳定。
土的抗剪强度三轴压力实验流程以及优点
内容:
土的抗剪强度是评价土体强度的一个重要指标。
为了测试土体的抗剪强度,通常采用三轴压力实验。
三轴压力实验的基本流程如下:
1. 取样:采用无扰动采样获得代表性的土样。
2. 处理样品:将土样制成三轴试验规定的圆柱形试件,两端平整,侧面涂油。
3. 饱和样品:将试件放入三轴仪的样品室内,从下端灌入水使试件饱和。
4. 固结:关闭排水,加载轴向压力使试件达到所需的初始应力状态并固结。
5. 剪切:保持轴向压力不变,逐步加载横向压力使试件发生剪切破坏。
记录各阶段的应变和位移。
6. 分析:根据加载过程中试件的应力和应变关系,绘制应力-应变曲线和抗剪强度包线,计算抗剪强度参数。
三轴压力实验的优点:
1. 可以准确控制和测量各向应力状态。
2. 可以获得土体抗剪强度的重要参数:粘聚力和内摩擦角。
3. 可通过改变固结压力模拟土体不同的初始应力状态。
4. 可通过饱水和排水条件模拟土体的饱水和不饱水状态。
5. 试验设备成熟,测试过程可靠,结果准确。
6. 可通过不同条件的试验对比分析土体抗剪强度的各种影响因素。
综上,三轴压力实验是获得土体抗剪强度参数的标准实验方法,对于土工 engineering 和地基基础设计具有重要意义。
土工试验直接剪切试验和三轴剪切试验的优缺点和适用范围土工试验直接剪切试验和三轴剪切试验的优缺点和适用范围摘要：在建筑工程中，土的抗剪强度测试是一项十分重要的工作，土的抗剪强度关系到工程地基的稳定性与工程结构的稳固性。
当前常用的土的抗剪强度测试方法有直接剪切试验以及三轴压缩试验。
本文联系实际，对这两种试验方法的原理、优缺点与适用范围进行分析论述，以供参考。
关键词：土的抗剪强度；直接剪切试验；三轴剪切试验土的抗剪强度指的是土体抵抗剪切破坏的极限能力，抗剪强度是土的一大重要力学性质。
土的的抗剪强度并非固定不变，它是不断变化的，且这一变化具有规律。
研究证明，在土的破裂面上，抗剪强度随法向应力增长。
在测试土的抗剪强度时，要根据土的受力方式以及受力面选择相应的测试方法与仪器，方能保证测试结果科学准确【1】。
下面就土工试验直接剪切试验和三轴剪切试验的优缺点与适用范围做具体分析。
1土的直接剪切试验所谓直接剪切试验，是指直接在某一预定的面上剪切土的试件，在剪切过程中记录、测算这一预定面的抗剪强度与剪应力。
在进行土的直接剪切试验时，最常用的仪器是应变控制式直剪仪。
在试验时，通过该仪器向试样的预定面施加法向应力，等速推动下盒，试样在沿上下盒之间的水平面上受剪切直到被破坏。
试验过程中的剪应力通过与上盒接触的量力环确定。
在试验过程中，随着法向应力的增加会出现剪切位移，且剪切位移与剪应力之间会产生一个关系曲线，借助这一关系曲线了解试样在受剪切破坏时其性能的变化。
当前，直接剪切试验被具体分为不排水剪切试验也称为快剪试验、固结不排水剪切试验也称为固结快剪试验以及慢剪试验等几种。
这三种剪切试验的不同点是剪切时的排水条件、土的固结程度以及剪切加荷速度不同。
通过土的直接剪切试验可知，当剪应力与剪切位移关系曲线中有明显的峰值或是稳定值时，取其作为抗剪强度破坏值，此时试样发生的是脆性破坏。
随着剪切位移发生变化，剪应力不断增长，峰值消失或是峰值不再稳定，此时的剪切强度破坏值一般是取剪切位移为4mm 时的剪应力。
实验十 三轴剪切试验一、概述三轴剪切试验是测定土的抗剪强度的主要方法之一。
它通常用3～4个圆柱形试样分别在不同的围压下施加轴向压力对试样进行剪切，直至破坏,然后根据摩尔-—库伦理论，求得土的抗剪强度指标φ和c 。
根据排水条件的不同,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。
不固结不排水剪试验,在施加周围压力σ3和轴向偏应力（σ1—σ3）,直至试样剪坏的整个过程中,均不允许试样排水固结，即不让孔隙水压力消散.固结不排水剪试验，在施加周围压力时，允许试样充分排水固结;在施加偏应力时,不允许排水至试样剪坏。
固结排水剪试验，在施加周围压力和轴向偏应力，直至试样剪坏的整个过程中，使试样充分排水固结。
这里只介绍饱和试样的固结不排水剪试验.二、试验原理三轴试验采用圆柱形试样，对试样在空间三个坐标方向上施加压力.试验时先通过压力室有压液体，使试样在三个轴向受到相同的周围压力σ3,并维持整个试验过程不变.然后通过活塞杆向试样施加垂直轴向压力,直到试样剪坏。
若由活塞杆所加的试样破坏时的压力强度为q ＝σ1-σ3,小主应力是周围压力σ3.由一个试样所得的σ1和σ3，可以绘制一个极限应力圆.若干个试样，可得在不同周围压力作用下,试样剪坏时的最大主应力,从而可绘制若干个极限应力圆,作这些应力圆的公切线，便是土的抗剪强度包线,由此包线可求得强度指标c 和φ，附图10。
1所示。
三、仪器设备 1、常用的三轴剪切仪，按施加轴向压力方式的不同，分为应变控制式和应力控制式两种。
2、应变控制式三轴仪见附图10。
9所示。
包括压力室、轴向加压设备、施加周围压力系统、体积变化和孔隙压力量测系统等。
3、附属设备：击实筒、饱和器、切土盘、切土器和切土架、分样器、承膜筒、天平、量表、橡皮膜等.附图10.1 抗剪强度包线附图10.2 原状土分样器 1.钢丝架；2一滑杆；3一底座附图10.3 对开圆膜 1.压力室底座；2.透水石；3.制样圆模； 4.圆箍；5.橡皮膜；6.橡皮圈1 2 7 6 5 4 3 附图10.4 承膜筒 1.压力室底座；2.透水石；3.试样； 4.承膜筒；5.橡皮膜；6.上帽1 2 3 4 5 附图10.5 击实器 1.环；2.位螺丝；3.杆；4.击锤；5.底板 附图10.6 饱和器 1.土样筒；2.紧箍；3.夹板； 4一拉杆；5.透水石 1 2 3 4 5 1 2 3 附图10.7 切土盘1.轴2.上盘3.下盘 1 2 3 附图10.8 切土器 1.土样 2.切土器 3.支架 附图10.9 应变控制式三轴剪切仪 l.调压筒；2.周围压力表；3.周围压力阀；4.排水阀；5.体变管；6.排水管；7.变形量表；8.量力环；9.排气孔；10.轴向加压设备；1l.压力室；12.量管阀；13.零位指示器；14.孔隙压力表；15.量管；16.孔隙压力阀；17.离合器；18.手轮四、试验步骤1、使用前三轴剪切仪应进行检查(1)周围压力的精度要求达到最大压力的土1％，测读分值一般应为5kPa ，根据试样强度的大小,选择不同量程的量力环，使最大轴向压力的精度不小于1%.(2）排除孔隙压力量测系统的气泡.其方法是将零位指示器中水银移人贮槽内，关闭量管阀,用调压筒或三轴压力室(三轴压力室内充满无气水)对孔隙压力量测系统中的无气水(煮沸冷却后的蒸馏水)施加压力,小心打开量管阀，让管路中气泡从量管排出。
土力学三轴试验土力学三轴试验三轴试验中土的剪切性状分析摘要：按剪切前的固结状态和剪切时的排水条件分为三种：不固结不排水剪，固结不排水剪，固结排水抗剪。
文中将讨论正常固结饱和黏性土在剪切时将具有不同的强度特性。
关键词：不固结不排水抗剪强度，固结不排水抗剪强度，固结排水抗剪强度作者简介：Triaxial shear Characters of Middle-earthLI Jia-chun（shanghai University，department of civil engineering，08124240）Abstract: Consolidation by the state before shear and shear when the drainage is divided into three types: non-consolidated undrained shear, consolidation undrained shear, consolidated drained shear. This article will discuss the normally consolidated saturated clay in the shear strength will have different characteristics.Key words: non-consolidated undrained shear, consolidation undrained shear, consolidated drained shear.0 引言广义黏性土包括粉土，黏性土。
黏性土的抗剪强度远比无粘性土复杂。
要准确掌握原状土的强度特性，也就非常困难。
对土的强度研究，大多数用均匀的重塑土。
原状土和重塑土之间在结构上和应力历史存在重大差异，且原状土的取样扰动对其实际强度也有较大影响。
按剪切前的固结状态和剪切时的排水条件分为三种：不固结不排水剪，固结不排水剪，固结排水抗剪。
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三轴剪切试验第一节 概述三轴剪切试验被认为是测定土的抗剪强度的一种较完善的方法。
与直剪试验相比，三轴剪节试验有以下优点：1、能控制试验过程中试样的排水条件；2、能量测试样固结和排水过程中的孔隙水应力；3、试样内应力分布均匀。
三轴剪切试验能得到不同条件下土的抗剪强度指标和变形参数。
根据试验过程中排水条件的不同，将三轴试验分为不固结不排水剪（UU ）、固结不排水剪（CU ）和固结排水剪（CD ）等三种类型。
第二节 试验原理和计算公式三轴剪切试试样为圆柱状如图11-1。
试验过程中测量以下参数：1、周围压力，2、竖向应力增量q,3、竖向变形量或竖向应变ε1，4、试样底部的孔隙水应力u,5、试样顶部接排水管量测试样排水量，6、反压力。
不同类型的三轴剪切试验加载过程如下：一、不固结不排水剪（UU ）一组试验通常需四个试样，试验加载顺序如下：1、在每个试样的周围施加相同的初始固结应力，待其固结完成后，量测试样轴向变形量和体积变化；2、对各个试样分别施加不同的围压增量作用，在作用期间不允许试样固结排水，量测由产生的孔隙应力u=1u ∆；3、施加竖向偏应q(q 自零开始增加，至试样破坏时达到最大值qmax)。
施加q 的过程中也不允许试样排水。
在加q 的过程中，量测q 的数值、由q 产生的轴向应变和孔隙水应力u=21u u ∆+∆（2u ∆为由q 产生的孔隙水应力）。
值得注意的是，《土工试验方法标准》（GB/T50123-1999）及其它土工试验标准中规定，对于原状土UU 试验步骤为：施加围压在不排水条件下，量测由产生的孔隙水应力u ，即试样的303σσσ∆+=一次施加，且在作用下不排水，然后施加竖向偏应力q 至试样破坏为止，在加q 的过程中量测q 、轴向应变和孔隙水应力u 。
UU 试验在剪切过程中试样的应力状态为：总应力303301σσσσσσ∆+=+∆+=q （11-1）有效压力：31333/u u u ∆-∆-=-=σσσ （11-2）由UU 试验量测得到孔隙应力系数：⎥⎦⎤⎢⎣⎡∆∆-+==∆-=∆=∆∆=---131231)1(σσσA A B B B A A q u u q u A u B （11-3）上列各式中：;,,,;.,;,,,2132133131u u u q u u q u ∆+∆=∆----∆∆+∆----∆∆---剪量过程中孔隙水应力产生的孔隙水应力增量分别为主应力增量分别为大主应力增量小小主应力和孔隙水应力分别为大主应力σσσσσσA ，.,,数分别为四个孔隙应力系-----B B A二、固结不排水剪（CU ）先给四个试样施加不同的围压，让试样在作用下固结排水（该步骤为将施加初始固结应力和围压增量两步合并），在作用下试样固结完成后，施加轴向偏听偏应力q。
实验五 土的三轴剪切试验学 时：2学时实验性质：综合型实验一、目的要求：土的三轴剪切试验是综合性试验，通过对试验的设计，能获得在不同的排水条件下土的应力与应变的关系和强度参数。
通过试验加深对土力学基本理论的理解，培养学生的动手能力和创新能力。
掌握土的三轴剪切试验基本原理和试验方法，了解试验的仪器设备，熟悉试验的操作步骤，掌握三轴剪切试验成果的整理方法，根据试验成果绘制应力与应变的关系曲线，计算土的内聚力和摩擦角。
二、试验原理：一般认为，土体的破坏条件用莫尔－库仑（Mohr-Coulomb ）破坏准则：土体在各向主应力作用下，作用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，土体将沿该面发生剪切破坏。
莫尔－库仑破坏准则的表达式为：φσσφσσsin 2cos 23131++=-C 。
1σ大主应力，3σ小主应力，C 土的粘聚力，φ土的内摩擦角。
三轴剪切试验就是根据莫尔－库仑破坏准则测定土的强度参数粘聚力c 和内摩擦角φ。
三、试验方法：根据加载类型的不同，三轴剪切试验又可分为三种试验方法：不固结不排水剪(UU)；固结不排水剪(CU)；固结排水剪(CU)。
四、仪器设备：1．应变控制式三轴仪(图5. 1—1)：由压力室、轴向加压设备、周围压力系统、反压力系统、孔隙水压力量测系统、轴向变形和体积变化量测系统组成。
2．附属设备：包括击样器、饱和器、切土器、原状土分样器、切土盘、承膜筒和对开圆膜，应符合下图要求：1)击样器(图5. 1－2)，饱和器(图5. 1－3)。
2)切土盘、切土器和原状土分样器(图5. 1－4)。
3)承膜筒及对开圆模(图5. 1—5及图5. 1—6)。
3．天平：称量200g ，最小分度值0. 0lg ；称量1000g ，最小分度值0. 1g 。
4．橡皮膜：应具有弹性的乳胶膜，对直径39. 1和61. 8mm 的试样；厚度以0. 1～0. 2mm 为宜，对直径101mm 的试样，厚度以0. 2～0. 3为宜。
土的静三轴剪切试验一、基本原理三轴压缩试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，分别在不同的恒定周围压力（O3）下，施加轴向压力，即主应力差（。
1-03），进行剪切直到破坏；然后根据摩尔-库伦理论，求得抗剪强度参数。
适用于测定细粒土及砂类土的总抗剪强度参数及有效抗剪强度参数。
本次试验主题词：周围压力；轴向压力；不固结不排水剪；固结不排水剪；固结排水剪。
二、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0.019；称量1000g,感量O.lg。
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。
三、操作步骤试样的制备：（1）将制备成大于试样直径和高度的毛坯，放在切土器内用钢丝锯和修土刀，制备成所要求规格的试样（2）试样饱和一般采用真空抽气饱和法，将切好的试样装入饱和器后，先浸没在带有清水的真空饱和缸内，连续真空抽气2-4小时（粘土），然后停止抽气，静置12小时左右即可。
（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3一5层，粘质土宜为5一8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，分三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，将煮沸的砂料分三层填入，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。
三轴剪切试验
三轴剪切试验是一种常见的土工试验方法，用于确定土壤在三个方向上的剪切性质。
该试验通常用于土壤力学和工程设计领域，以评估土壤的稳定性和承载能力。
在三轴剪切试验中，土样被置于一个特殊的三轴装置中，该装置可以施加水平应力和垂直应力，同时通过加速度计和位移计来测量土样的变形和应变。
在试验的过程中，水平应力和垂直应力可以分别增加，直到土样产生剪切变形。
试验结果可以用于确定土壤的抗剪强度和剪切模量，以及土壤的变形性质。
三轴剪切试验是一种可靠和准确的土工试验方法，可以为工程设计和土壤力学研究提供重要的数据。
在实际应用中，三轴剪切试验可以用于评估不同类型的土壤，包括黏性土、砂土和粘性土。
此外，该试验还可以用于评估土壤的稳定性和承载能力，以及确定土壤的物理特性和力学特性。
总之，三轴剪切试验是一项重要的土工试验方法，可以为工程设计和土壤力学研究提供有价值的数据。
该试验的结果可以用于评估土壤的稳定性和承载能力，以及确定土壤的物理和力学特性，为工程设计提供科学依据。
土三轴压缩试验报告 HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】实验六土三轴压缩试验实验人：学号：（一）、试验目的1、了解三轴剪切试验的基本原理；2、掌握三轴剪切试验的基本操作方法；3、了解三轴剪切试验不同排水条件的控制方法和孔隙压力的测量原理；4、进一步巩固抗剪强度的基本理论。
（二）、试验原理三轴剪切试验是用来测定试件在某一固定周围压力下的抗剪强度，然后根据三个以上试件，在不同周围压力下测得的抗剪强度，利用莫尔-库仑破坏准则确定土的抗剪强度参数。
三轴剪切试验可分为不固结不排水试验（UU）、固结不排水试验（CU）以及固结排水剪试验（CD）。
1、不固结不排水试验：试件在周围压力和轴向压力下直至破坏的全过程中均不允许排水，土样从开始加载至试样剪坏，土中的含水率始终保持不变，可测得总抗剪强度指标和UCU?；2、固结不排水试验：试样先在周围压力下让土体排水固结，待固结稳定后，再在不排水条件下施加轴向压力直至破坏，可同时测定总抗剪强度指标和CUCCU?或有效抗剪强度指标和C???及孔隙水压力系数；3、固结排水剪试验：试样先在周围压力下排水固结，然后允许在充分排水的条件下增加轴向压力直至破坏，可测得总抗剪强度指标和dCd?。
（三）、试验仪器设备1、三轴剪力仪（分为应力控制式和应变控制式两种）。
应变控制式三轴剪力仪有以下几个组成部分（图8-1）：图8-1 应变控制式三轴剪切仪1－调压桶；2－周围压力表；3－周围压力阀；4－排水阀；5－体变管；6－排水管；7－变形量表；8－测力环；9－排气孔；10－轴向加压设备；11－压力室；12－量管阀；13－零位指标器；14－孔隙压力表；15－量管；16－孔隙压力阀；17－离合器；18－手轮；19－马达；20－变速箱。
（1）三轴压力室压力室是三轴仪的主要组成部分，它是由一个金属上盖、底座以及透明有机玻璃圆筒组成的密闭容器，压力室底座通常有3个小孔分别与围压系统以及体积变形和孔隙水压力量测系统相连。
关于三轴试验的概念
三轴试验（Triaxial test）或三轴剪切试验（Triaxial shear test），是土力学中现有决定剪应力强度参数最可靠的方法之一。
它在例行性试验或研究中广泛为使用。
在此试验中，一般所之土壤试体直径约1.4英寸（36毫米），长度为3英寸（76毫米）。
用薄橡皮膜包裹之试体放在一装有水或甘油之圆塑胶容器内。
经由容器内液体之压缩对试体施加围压。
要造成试体受剪破坏，我们必须透过一垂直之加载活塞来施加轴向应力。
黏土之压密-排水试验需要相当长的时间。
为此，可以为这些土壤做压密-不排水附带孔隙水压量测之试验来得到排水剪力强度参数。
因为在施加轴差应力时不准许试体排水，所以试验可以快速进行。
在不压密-不排水试验中，土壤试体在受围压时不准许排水。
试体在不排水的情况下以施加轴差应力来达到剪力破坏。
因为试体在任何一阶段都不排水，试验可以很快的施做完成。
因为施加围压土壤试体中之孔隙水压会增高到u c。
在施加轴差应力孔隙水压会进一步的增高。
实验五 土的三轴剪切试验学 时：2学时实验性质：综合型实验一、目的要求：土的三轴剪切试验是综合性试验，通过对试验的设计，能获得在不同的排水条件下土的应力与应变的关系和强度参数。
通过试验加深对土力学基本理论的理解，培养学生的动手能力和创新能力。
掌握土的三轴剪切试验基本原理和试验方法，了解试验的仪器设备，熟悉试验的操作步骤，掌握三轴剪切试验成果的整理方法，根据试验成果绘制应力与应变的关系曲线，计算土的内聚力和摩擦角。
二、试验原理：一般认为，土体的破坏条件用莫尔－库仑（Mohr-Coulomb ）破坏准则：土体在各向主应力作用下，作用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，土体将沿该面发生剪切破坏。
莫尔－库仑破坏准则的表达式为：φσσφσσsin 2cos 23131++=-C 。
1σ大主应力，3σ小主应力，C 土的粘聚力，φ土的内摩擦角。
三轴剪切试验就是根据莫尔－库仑破坏准则测定土的强度参数粘聚力c 和内摩擦角φ。
三、试验方法：根据加载类型的不同，三轴剪切试验又可分为三种试验方法：不固结不排水剪(UU)；固结不排水剪(CU)；固结排水剪(CU)。
四、仪器设备：1．应变控制式三轴仪(图5. 1—1)：由压力室、轴向加压设备、周围压力系统、反压力系统、孔隙水压力量测系统、轴向变形和体积变化量测系统组成。
2．附属设备：包括击样器、饱和器、切土器、原状土分样器、切土盘、承膜筒和对开圆膜，应符合下图要求：1)击样器(图5. 1－2)，饱和器(图5. 1－3)。
2)切土盘、切土器和原状土分样器(图5. 1－4)。
3)承膜筒及对开圆模(图5. 1—5及图5. 1—6)。
3．天平：称量200g ，最小分度值0. 0lg ；称量1000g ，最小分度值0. 1g 。
4．橡皮膜：应具有弹性的乳胶膜，对直径39. 1和61. 8mm 的试样；厚度以0. 1～0. 2mm 为宜，对直径101mm 的试样，厚度以0. 2～0. 3为宜。
图5.1－1 应变控制式三轴仪图5.1－2 击样器 图5.1－3 饱和器1－套环；2－定位螺丝；3－导杆；4－击锤； 1－圆模(3片)；2－紧箍5－底板；6－套筒；7－击样筒；8－底座 3－夹板；4－拉杆；5－透水板图5.1－4 原装土和土盘分样器图5.1－5 承膜筒 图5.1－6 对开圆模全自动三轴仪TSZ10-1.0应变控制式三轴仪101ε-=A A a 土样饱和器 QI-1型切土机五、试验步骤：（一）不固结不排水剪试验步骤1 试样的安装步骤：I 在压力室的底座上，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。
Ⅱ 将压力室罩顶部活塞提高，放下压力室罩，将活塞对准试样中心，并均匀地拧紧底座连接螺母。
向压力室内注满纯水，待压力室顶部排气孔有水溢出时，拧紧排气孔，并将活塞对准测力计和试样顶部。
Ⅲ 将离合器调至粗位，转动粗调手轮；当试样帽与活塞及测力计接近时，将离合器调至细位，改用细调手轮，使试样帽与活塞及测力计接触，装上变形指示计，将测力计和变形指示计调至零位。
Ⅳ 关排水阀，开周围压力阀，施加周围压力。
2 剪切试样应按下列步骤进行：I 剪切应变速率宜为每分钟应变0. 5％～1. 0％。
Ⅱ 启动电动机，合上离合器，开始剪切。
试样每产生0. 3％～0. 4％的轴向应变(或0. 2mm 变形值)，测记一次测力计读数和轴向变形值。
当轴向应变大于3％时，试样每产生0. ％～0. 8％的轴向应变(或0.5mm 变形值)，测记一次。
Ⅲ 当测力计读数出现峰值时，剪切应继续进行到轴向应变为15％～20％。
Ⅳ 试验结束，关电动机，关周围压力阀，脱开离合器，将离合器调至粗位，转动粗调手轮，将压力室降下，打开排气孔，排除压力室内的水，拆卸压力室罩，拆除试样，描述试样破坏形状，称试样质量，并测定含水率。
3 轴向应变应按下式计算：100011⨯∆=h h ε。
式中，1ε轴向应变(％)；1h 剪切过程中试样的高度变化(mm)；0h 试样初始高度(mm)。
4 试样面积的校正应按下式计算：。
式中，a A 试样的校正断面积(2cm )；0A 试样的初始断面积(2cm )。
5 主应力差应按下式计算：1031⨯=-s A CR σσ。
式中，31σσ-主应力差(kPa)；1σ大总主应力(kPa)；3σ小总主应力(kPa)；C 测力计率定系数(N ／0. 01mm 或N ／mV)；R ——测力计读数(0. 01mm)；10单位换算系数。
图 5.2 主应力差与轴向应变关系曲线图 5.3 不固结不排水剪强度包线6 以主应力差为纵坐标，轴向应变为横坐标；绘制主应力差与轴向应变关系曲线(图5. 2)。
取曲线上主应力差的峰值作为破坏点，无峰值时，取15％轴向应变时的主应力差值作为破坏点。
7 以剪应力为纵坐标，怯向应力为横坐标，在横坐标轴以破坏时的231ff σσ+为圆心，以231ff σσ-为半径，在στ-应力平面上绘制破损应力圆，并绘制不同周围压力下破损应力圆的包线，求出不排水强度参数(图5. 3)。
（二） 固结不排水剪试验步骤1 试样的安装步骤：Ⅰ 开孔隙水压力阀和量管阀，对孔隙水压力系统及压力室底座充水排气后，关孔隙水压力阀和量管阀。
压力室底座上依次放上透水板、湿滤纸、试样、湿滤纸、透水板，试样周围贴浸水的滤纸条7～9条。
将橡皮膜用承膜筒套在试样外，并用橡皮圈将橡皮膜下端与底座扎紧。
打开孔隙水压力阀和量管阀，使水缓慢地从试样底部流入，排除试样与橡皮膜之间的气泡，关闭孔隙水压力阀和量管阀。
打开排水阀，使试样帽中充水，放在透水板上，用橡皮圈将橡皮膜土端与试样帽扎紧，降低排水管，使管内水面位于试样中心以下20～40cm ，吸除试样与橡皮膜之间的余水，关排水阀。
需要测定土的应力应变关系时，应在试样与透水板之间放置中间夹有硅脂的两层圆形橡皮膜，膜中间应留有直径为lcm 的圆孔排水。
Ⅱ 压力室罩安装、充水及测力计调整应按不固结不排水的步骤进行。
2 试样排水固结应按下列步骤进行：Ⅰ 调节排水管使管内水面与试样高度的中心齐平，测记排水管水面读数。
Ⅱ 开孔隙水压力阀，使孔隙水压力等于大气压力，关孔隙水压力阀，记下初始读数。
Ⅲ 将孔隙水压力调至接近周围压力值，施加周围压力后，再打开孔隙水压力阀，待孔隙水压力稳定测定孔隙水压力。
Ⅳ 打开排水阀。
固结完成后，关排水阀，测记孔隙水压力和排水管水面读数。
Ⅴ 微调压力机升降台，使活塞与试样接触，此时轴向变形指示计的变化值为试样固结时的高度变化。
3 剪切试样应按下列步骤进行：Ⅰ 剪切应变速率粘土宜为每分钟应变0. 05％～0. 1％；粉土为每分钟应变0. 1％～0. 5％。
Ⅱ 将测力计、轴向变形指示计及孔隙水压力读数均调整至零。
Ⅲ 启动电动机，合上离合器，开始剪切。
测力计、轴向变形、孔隙水压力应按不固结不排水中的步骤进行测记。
Ⅳ 试验结束，关电动机，关各阀门，脱开离合器+将离合器调至粗位，转动粗调手轮，将压力室降下，打开排气孔，排除压力室内的水，拆卸压力室罩，拆除试样，描述试样破坏形状，称试样质量，并测定试样含水率。
4 试样固结后的高度，应按下式计算：3100)1(V V h h c ∆-=。
式中，c h 试样固结后的高度(cm)；V ∆试样固结后与固结前的体积变化(3cm )。
5 试样固结后的面积，应按下式计算：3200)1(V V A A c ∆-=。
式中，c A 试样固结后的断面积(2cm )。
6 试样面积的校正，应按下式计算：101ε-=A A a 。
式中，01h h ∆=ε。
7 主应力差按不固结不排水试验中给出的公式计算。
8 有效主应力比应按下式计算：Ⅰ 有效大主应力：u -=1'1σσ。
式中，'1σ有效大主应力(kPa)；u 孔隙水压力(kPa)。
Ⅱ 有效小主应力：u -=3'3σσ。
式中，'3σ——有效大主应力(kPa)。
Ⅰ 有效主应力比：'3'3'1'3'11σσσσσ-+=。
9 孔隙水压力系数，应按下式计算：Ⅰ 初始孔隙水压力系数：30σu B =。
式中，B 初始孔隙水压力系数；0u 施加周围压力产生的孔隙水压力(kPa)。
Ⅱ 破坏时孔隙水压力系数：)(31σσ-=B u A ff 。
式中，f A 破坏时的孔隙水压力系数；f u 试样破坏时，主应力差产生的孔隙水压力(kPa)。
10 主应力差与轴向应变关系曲线，应按不固结不排水中的规定绘制11 以有效应力比为纵坐标，轴向应变为横坐标，绘制有效应力比与轴向应变曲线(图5. 4)。
12 以孔隙水压力为纵坐标，轴向应变为横坐标，绘制孔隙水压力与轴向应变关系曲线(图5. 5)。
13 以()'3'1σσ-为纵坐标，()2'3'1σσ+为横坐标，绘制有效应力路径曲线(图5. 6)。
并计算有效内摩擦角和有效粘聚力。
图5.4 有效应力比与轴向应变关系曲线 图5.5 孔隙水压力与轴向应变关系曲线图5.6 应力路径曲线Ⅰ 有效内摩擦角：αϕtg 1'sin -=。
式中，'ϕ有效内摩擦角(0)；α应力路径图上破坏点连线的倾角(0)。
Ⅱ 有效粘聚力：''cos ϕd c =。
式中，'c 有效粘聚力(kPa)；d 应力路径上破坏点连线在纵轴上的截I~(kPa)。
14以主应力差或有效主应力比的峰值作为破坏点，无峰值时，以有效应力路径的密集点或轴向应变15％时的主应力差值为破坏点，按固结不排水中的规定绘制破损应力圆及不同围压力下的破损应力圆包线，并求出总应力强度参数；有效内摩擦角和有效粘聚力，应以2'3'1σσ+为圆心，2'3'1σσ-为半径绘制有效破损应力圆确定(图 5. 7)。
图5.7 固结不排水剪强度包线（三）固结排水剪试验步骤1 试样的安装、固结、剪切应按固结不排水中的步骤进行。
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％。
2 试样固结后的高度、面积，应按固结不排水给出的公式进行计算。
3 剪切时试样面积的校正，应按下式计算：ic i c a h h V V A ∆-∆-=。
式中，i V ∆剪切过程中试样的体积变化(cm 3)；i h ∆剪切过程中试样的高度变化(cm)。
4 主应力差、有效应力比及孔隙水压力系数按不固结不排水中给出公式进行计算。
5 主应力差与轴向应变关系曲线应按不固结不排水中的规定绘制。
6 主应力比与轴向应变关系曲线应按固结不排水中的规定绘制。
7 以体积应变为纵坐标，轴向应变为横坐标，绘制体应变与轴向应变关系曲线。
