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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

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（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

τ

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（）

σ

与法向应力（）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

σσ

体试样，分别在其四周施加不同的周围压力（即小主应力），随后逐渐增加轴向压力（即大主应力）

3

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

1

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

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不固结不排水试验（）；固结不排水试验（）和固结排水试验（）。

（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。

4．施加周围压力：分别按100、200、300、400Kpa施加周围压力。

5．测孔隙水压力：在不排水条件下测定试样的孔隙水压力。

6．调整测力计：移动量测轴向变形的位移计和轴向压力测力计的初始“零点”读数。

7．施加轴向压力：启动电动机，合上离合器，开始剪切。剪切应变速率取每分钟

0.5％～1.0％，当试样每产生轴向应变为0.3％～0.4％时，测记一次测力计，孔隙水压力和轴向变形读数，

直至轴向应变为20％时为止。

8．试验结束：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）试验注意事项

1．试验前，透水石要煮过沸腾把气泡排出，橡皮膜要检查是否有漏洞。

2．试验时，压力室内充满纯水，没有气泡。

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（六）计算与绘图

1．试样面积剪切时校正值：

式中：1—轴向应变，％，（不固结不排水试验1＝△hi/ho；固结不排水和固结排水试验1＝△hi/hc）。

2．固结后实测固结下沉量：

3．主应力差的计算

式中：σ—大主应力，kPa；

1

σ—小主应力，kPa；

3

C—测力计率定系数（N/0.01mm或N/mV）；

R—测力计读数（0.01mm或mV）；

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