三轴剪切试验UU（IS-2720-第11部分）

目标

通过进行松散不排水（UU）三轴剪切试验，确定给定土样的抗剪强度参数。

理论与应用

三轴试验是一种用于测量给定土壤剪切参数的试验。该试验在圆柱形土壤/岩石样品上进行。该试验被认为是适合现场情况的最方便的可用条件。

所需仪器

• 配备三轴单元的三轴试验机
• 带手动泵的水压装置
• 普罗冯环
• 千分表
• 橡胶膜
• 薄膜拉伸机
• 样品修整装置
• 含水量测定箱
• 天平和砝码箱
• 烘箱

程序

1. 修剪土壤样本（使用通用提取器框架从未扰动样本管的取样管中制备，或根据标准普氏方法从压实土壤样本中制备，最佳含水量或任何其他含水量以适应现场情况）如有必要，使用修整装置，修整后的试样应为76.2 mm长，38.1 mm直径。直径和长度在不少于3处测量，平均值用于计算。注意试样的重量（W1）。
2. 然后使用薄膜拉伸器将试样封闭在直径为38.1 mm、长度约为100 mm的橡胶膜中。将薄膜的端部向后展开到拉伸器新利18体育官网登录的端部，并通过吸入在拉伸器和橡胶膜之间施加吸力。然后薄膜和拉伸器很容易在试样上滑动，t吸力释放，薄膜从担架末端展开。
3. 由于不需要测量任何压力，也不允许排放任何空气或水，因此在试样的两侧使用无孔石头。
4. 从底部拆下多孔圆筒，拆下底部飞边螺母。
5. 清洁放置试样的圆柱体底座中心的底座，并将直径为38.1 mm的橡胶O形圈滚到底部。将试样和两侧的无孔板集中放置在底座上，通过将O形圈向后滚动到膜上，将覆盖试样的机器底边密封在底座上。
6. 盖子被放置在标本的顶板上，橡胶膜的顶部被密封在盖子上，小心地滚动另一个o形环。这种橡胶o形圈的布置形式的有效密封之间的样品与膜和水的压力。对试件进行垂直度和与气缸腔共轴度的检验。
7. 在不干扰土壤样本的情况下，小心地将试验箱连同加载柱塞放置在其底座上，并注意观察柱塞是否位于样本盖的中心。然后调整加载架，使其仅通过肉眼接触柱塞顶部。如有必要，旋转试验箱，使刻度盘转动uge（记录压缩）位于螺钉顶部的中心位置，螺钉可在任何水平锁定，并连接到承载样本的气缸室顶部。然后通过拧紧螺母将气缸紧紧连接到基板上。
8. 阀门排出室和阀门排出的空气和水样本已经关闭,空气锁紧螺母顶部的油缸保持开放,促进出口的空气水进入室通过另一个阀室连接到水储存缸承受由手动泵或压力任何其他方式。
9. 储水罐完全注满水，然后通过阀门关闭顶部。通过操作手动泵在气缸中建立必要的压力，并通过打开连接阀将压力传递至放置试样的气缸。允许将圆柱形腔室完全充满，这通过腔室顶部的气锁螺母出水来表示。然后使用手动泵（或任何其他方式）关闭气闸螺母，以产生必要的围压，并保持恒定。
10. 如有必要，通过手动加载装置将加载柱塞向下移动，直到其与试样顶盖接触。这通过试验环千分表读数的突增来表示。
11. 在这个位置，调整变形百分表读数为零。
12. 记录试验环和压缩百分表的初始读数。
13. 通过启动加载架上的电机，向试样施加垂直载荷。测环千分表中的变化给出了施加载荷的测量值。变形千分表给出了土壤试样中的变形，可用于计算土壤中的应变。
14. 在0.5、1.0、1.5、2.0%（或任何其他较小的值）的应变下，以及在失效后每1.0%的应变或20%的应变（以较早者为准）读取试验环千分表的读数。
15. 在整个试验过程中，确保装有压力的腔室保持恒定在水缸上压力表指示的理想值。如有必要，可通过操作手动泵来补偿任何可能的损失。
16. 试样失效或记录20%应变后（视情况而定）（a）停止施加荷载（b）通过关闭滞留阀（c）将腔室从储水罐上断开（d）打开阀门以排出气缸中的水。几秒钟后，完全打开气闸螺母，以便通过气缸顶部的空气进入快速排出水。
17. 水完全排出后，小心地从装载架上取出气瓶，松开螺母，并从ts底座上拆下Lucite气瓶，同时不要干扰样品。
18. 记录失效试样的间距、剪切面角度（如有）以及试样的尺寸。
19. 擦干橡胶膜，发现其重量W2应与W1相同。
20. 从试样上取下薄膜，最好从剪切区取一个代表性试样。
21. 对同一土壤样品的三个试样重复试验，三个试样承受0.5、1.0和1.5 kg/cm的三种不同侧向压力（围压）^2.（5、10和15磅/平方英寸或50、100和150千帕）

计算

1. 轴向应变=ΔL/L=长度/初始长度的变化。为了方便起见，用百分比表示。
2. 垂直施加的应力强度通过将载荷P除以试样的横截面积得到。在轴向应变为e的任何时候。面积=A₀/（1-e）其中A0是样品的初始横截面积。应力强度=P/A。由于样品封闭在橡胶膜中，且两端密封，其体积恒定，因为没有空气或水可以逸出。因此，当长度因压缩而减少时，面积应增加，这被认为是均匀的。因此，A=A₀/（1-e）

后果

1. 在偏应力和应变之间绘制了一张图表。偏应力是轴向和径向应力之间的差值，即（σ_1.-σ_3.)等于垂直应力P/Aσ_3.是任何时候的侧向围压，对于试验来说是恒定的。从图中，确定极限应力一半时的第二个结果，可作为弹性模量.
2. 为每个样品绘制莫尔应力圆，以确定破坏时的应力状态。圆的中心点为（σ_1.+σ_3.)/半径等于（σ）_1.-σ_3.)/2. 一个近似于一条直线的包络线画在圆上。Y轴截距和包络线斜率分别给出土壤C和φ的强度参数值。