固結排水試驗
固結排水試驗
三軸壓縮試驗是測定土抗剪強度的一種較為完善的方法,測定土應力應變關係和強度的試驗。對應於直接剪切試驗的快剪、固結快剪和慢剪試驗。三軸壓縮試驗分為不固結不排水、固結不排水和固結排水試驗。固結排水剪切試驗就是其中的一種。試樣在施加周圍壓力時允許排水固結,待固結穩定后,再在排水條件下施加豎向壓力至試件剪切破壞。
三軸壓縮試驗是測定土抗剪強度的一種較為完善的方法。是測定土的應力-應變關係(壓縮性)和強度的一種常用的室內試驗方法。
固結排水試驗
固結排水試驗,剪成排水試驗:試樣在施加周圍壓力時允許排水固結,待固結穩定后,再在排水條件下施加豎向壓力至試件剪切破壞。
三軸壓縮儀由壓力室、軸向加荷系統、施加周圍壓力系統、孔隙水壓力量測系統等組成。如圖1所示,壓力室是三軸壓縮儀的主要組成部分,它是一個有金屬上蓋、底座和透明有機玻璃圓筒組成的密閉容器。
圖1
固結排水試驗
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固結排水試驗
將土切成圓柱體套在橡膠膜內,放在密封的壓力室中,然後向壓力室內充水,使試件在各向受到周圍壓力,並使液壓在整個試驗過程中保持不變,這時試件內各向的三個主應力都相等,因此不產生剪應力(圖2a)。然後再通過傳力桿對試件施加豎壓力,這樣,豎向主壓力就大於水平向主壓力,當水平向主壓力保持不變,而豎向主壓力逐漸增大時,試件終於受剪而破壞(圖2b)。設剪切破壞時由傳力桿加在試件上的豎向壓應力增量為,則試件上的大主應力為,而小主應力為,以( )為直徑可畫出一個極限應力圓,如圖2c中圓A,用同一種土樣的若干個試件(三個及三個以上)按上述方法分別進行試驗,每個試件施加不同的周圍壓力,可分別得出剪切破壞時的大主應力,將這些結果繪成一組極限應力圓,如圖2c中的圓A、B和C。由於這些試件都剪切至破壞,根據莫爾-庫倫理論,作一組極限應力圓的公共切線,為土的抗剪切強度包線,通常近似取為一條直線,該直線與橫坐標的夾角為土的內摩擦角φ,直線與縱坐標的截距為土的粘聚力c。
如果量測試驗過程中的孔隙水壓力,可以打開孔隙水壓力閥,在試件上施加壓力以後,由於土中孔隙水壓力增加迫使零位指示器的水銀面下降。為量測孔隙水壓力,可以調壓筒調整零位指示器的水銀面始終保持原來的位置,這樣,孔隙水壓力表中的讀數就是孔隙水壓力值。如要量測試驗過程中的排水量,可打開排水閥門,讓試件中的水排入量水管中,根據量水管中水位的變化可算出在試驗過程中的排水量。
圖2
固結排水試驗
固結排水試驗