烟台大学实验报告学生姓名：学号：指导教师：一、实验室名称：岩土工程实验室二、实验项目名称：土的抗剪强度试验三、实验目的：测土的抗剪强度指标内聚力Ccu、内摩察角Φcu，有效应力指标C、Φ，绘制抗剪强度包线、主应力差与轴向关系曲线。四、实验原理：三轴剪切试验是测定王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压力（即小主应力03）下施加轴向压力（即主应力差α1一03）进行剪切直至破坏，然后根据摩尔一库仑理论，求得总抗剪强度参数和有效抗剪强度参数。三轴试验分为不排水剪、固结不排水剪和排水剪三种方法。本次试验只做饱和试件固结不排水剪。饱和的试样先在某一周压力下排水固结，然后在保持不排水的情况下增加轴向压力直至破坏，同时测量孔隙压力。五、实验内容：用三轴剪切仪测定土样在100kPa、200kPa、300kPa的周围压力作用下，进行固结不排水剪切试验，同时对试验过程进行记录。六、实验器材（仪器设备、元器件、材料等）：1、应变控制式三轴剪切仪：如图示，有压力室、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。1
1 烟 台 大 学 实 验 报 告 学生姓名： 学 号： 指导教师： 一、实验室名称：岩土工程实验室 二、实验项目名称：土的抗剪强度试验 三、实验目的：测土的抗剪强度指标内聚力 Ccu、内摩察角φcu，有效应力指 标 C'、φ'，绘制抗剪强度包线、主应力差与轴向关系曲线。 四、实验原理： 三轴剪切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压力（即小主应力σ3）下施加轴向压力（即主应力差σ1-σ 3）进行剪切直至破坏，然后根据摩尔一库仑理论，求得总抗剪强度参数和有效抗 剪强度参数。三轴试验分为不排水剪、固结不排水剪和排水剪三种方法。本次试 验只做饱和试件固结不排水剪。饱和的试样先在某一周压力下排水固结，然后在 保持不排水的情况下增加轴向压力直至破坏，同时测量孔隙压力。 五、实验内容： 用三轴剪切仪测定土样在 100kPa、200kPa、300kPa 的周围压力作用下，进 行固结不排水剪切试验，同时对试验过程进行记录。 六、实验器材（仪器设备、元器件、材料等）： 1、应变控制式三轴剪切仪：如图示，有压力室、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
图16-1应变控制式三轴剪切仪服务二部现力衣办一服务：的品，一牌本：品示意##本一排气孔，1一物向加服设备2一量管岗：13一年位指示器：原压力表：15一量管：16—孔蒙压力：17一商合2：18—手轮：19一马站：20一安延道2、击实筒、饱和器、切土盘、切土器、承膜筒等。3、天平、测微表、橡皮膜、扳手等。七、实验步骤：1.选取一定数量的代表性土样，（对直径3.91厘米试样约取二公斤），经风干碾碎过筛，测出风干含水量，按要求含水量算出所需加水量。2.将需加的水量喷洒到土料上，稍静置后装入塑料袋，然后置于密闭容器内、至少20小时，使含水量均匀。取出土料复测其含水量，若所测含水量与要求含水量差值在1%以内，则可以进行击实土样，否则需调整含水量至符合要求为止。3.根据要求的于重度，称取所需土量，按试样的高度进行分层击实，各层土料质量相等，每层击实至要求高度后，将表面刨毛，然后再加第二层土料，如此继续进行直至击实最后一层。4.将击实好的试件（还回三瓣膜一起装入饱和器内拧紧螺丝）。5、试样饱和：将试样装入饱和器内后，置于抽气罐内、拧紧盖，进行抽气，当真空度接近一个大气压后，对粉质土（粉土）再继续抽半个小时以上，粘质土抽1小时以上，然后徐徐注入清水，并使真空度保持稳定。待饱和器完全淹没水中后，停止抽气，慢慢解除抽气罐内的真空，让试样在抽气罐内静置10小时以上，然后待用。6、试样安装（1）打开孔隙压力阀，使仪器底座充水，将煮沸过的透水石滑入仪器底座上，放上一张滤纸，关闭孔隙压力阀。(2）活动三瓣膜后将试样取出，上面放好滤纸和透水石，放到仪器底座上。（3）把乳胶膜放在承膜筒内，二头翻在承膜筒上通过吸气孔加真空负压。使乳胶膜紧贴在承膜筒内壁上，然后套入试样外面。放气，翻下乳胶膜二头取下承膜筒。2
2 2、击实筒、饱和器、切土盘、切土器、承膜筒等。 3、天平、测微表、橡皮膜、扳手等。 七、实验步骤： 1．选取一定数量的代表性土样，（对直径 3.91 厘米试样约取二公斤），经风 干碾碎过筛，测出风干含水量，按要求含水量算出所需加水量。 2．将需加的水量喷洒到土料上，稍静置后装入塑料袋，然后置于密闭容器 内、至少 20 小时，使含水量均匀。取出土料复测其含水量，若所测含水量与要 求含水量差值在 1％以内，则可以进行击实土样，否则需调整含水量至符合要求 为止。 3．根据要求的干重度，称取所需土量，按试样的高度进行分层击实，各层 土料质量相等，每层击实至要求高度后，将表面刨毛，然后再加第二层土料，如 此继续进行直至击实最后一层。 4．将击实好的试件（还回三瓣膜一起装入饱和器内拧紧螺丝）。 5、试样饱和：将试样装入饱和器内后，置于抽气罐内、拧紧盖，进行抽气， 当真空度接近一个大气压后，对粉质土（粉土）再继续抽半个小时以上，粘质土 抽 1 小时以上，然后徐徐注入清水，并使真空度保持稳定。待饱和器完全淹没水 中后，停止抽气，慢慢解除抽气罐内的真空，让试样在抽气罐内静置 10 小时以 上，然后待用。 6、试样安装 ⑴ 打开孔隙压力阀，使仪器底座充水，将煮沸过的透水石滑入仪器底座上， 放上一张滤纸，关闭孔隙压力阀。 ⑵ 活动三瓣膜后将试样取出，上面放好滤纸和透水石，放到仪器底座上。 ⑶ 把乳胶膜放在承膜筒内，二头翻在承膜筒上通过吸气孔加真空负压。使乳 胶膜紧贴在承膜筒内壁上，然后套入试样外面。放气，翻下乳胶膜二头取下承膜 筒
（4）把试样下端的乳胶膜与仪器底座用乳胶带扎紧。然后放上对开膜（保护试样）和上帽，同样将上帽和乳胶膜扎紧。取走对开膜。（5）装上压力室（注意不要碰试样），并从注水孔向压力室注满水扭好注水孔的封闭螺丝。7、试样排水固结：(1）施加3固结周压力（100、200、300KPa），并读排水量管读数，（注意管中不得有气泡）。(2）慢慢打开孔压阀，量测孔隙压力，计算孔压系数B。（3）慢慢打开排水阀，使试样中的水通过顶帽流入量水管（试样开始固结），使孔隙压力慢慢消散。（4）不断观察量水管读数，同时注意保持量水管水面应置于试样中心高度处。(5）当量水管水面基本上稳定后，孔压基本上消散为零（小于5KPa。），即固结完毕（因全部孔压消散为0时间较长，因学时关系我们就不等了）。（6）关闭排水阀，记下排水量管及孔压表读数。（7）旋转微动（细）手轮，当量力环表微动时表示活塞与试样帽接触，调量力环表和变形量表的指针为0位置。8、试样剪切：(1）剪切应变速率为每分钟0.1-0.05%（一般粘性土）。（2）开动马达，按上离合器，进行剪切。同时打开孔压阀不断转动调压简手轮，保持零位指示器中水银面为原平衡位置，当试样每产生垂直应变0.5mm时，测记重力环表及孔压表读数。（3）当出现峰值后，再继续剪3一5%垂直应变。若量力环表无明显减少，表明不出现峰值则垂直应变进行到15一20%止。（4）试验结束后，关闭马达，调周压力阀及孔压阀，使α，压力表读数及孔压表读数慢慢回零，拨开离合器，倒转手轮，然后打开注水孔，排出压力室内的水，拆除压力室外罩。擦干试样周围的余水，脱去试样外的橡皮膜，描述破坏后的形状。(5）装第二个试样，重复上述试验步骤。八、实验数据及结果分析：工程名称试验者试验编号计算者实验方法校核者土样说明试验日期试样原始质量mo=周压力=固结度=试样原始高度ho=试样原始直径do=量力环校正数C=试样原始面积Ao=孔隙压力初读数=试样原始体积Vo=轴向应变速率=土粒相对密度ds=试样原始重度Yo试样原始干重度Yao=1+0.01w。试验前含水量W=3
3 ⑷ 把试样下端的乳胶膜与仪器底座用乳胶带扎紧。然后放上对开膜（保护试 样）和上帽，同样将上帽和乳胶膜扎紧。取走对开膜。 ⑸ 装上压力室（注意不要碰试样），并从注水孔向压力室注满水扭好注水孔 的封闭螺丝。 7、试样排水固结： ⑴ 施加σ3 固结周压力（ 100、200、300KPa），并读排水量管读数，（注意管 中不得有气泡）。 ⑵ 慢慢打开孔压阀，量测孔隙压力，计算孔压系数 B。 ⑶ 慢慢打开排水阀，使试样中的水通过顶帽流入量水管（试样开始固结）， 使孔隙压力慢慢消散。 ⑷ 不断观察量水管读数，同时注意保持量水管水面应置于试样中心高度处。 ⑸ 当量水管水面基本上稳定后，孔压基本上消散为零（小于 5 KPa。），即固 结完毕（因全部孔压消散为 0 时间较长，因学时关系我们就不等了）。 ⑹ 关闭排水阀，记下排水量管及孔压表读数。 ⑺ 旋转微动（细）手轮，当量力环表微动时表示活塞与试样帽接触，调量力 环表和变形量表的指针为 0 位置。 8、试样剪切： ⑴ 剪切应变速率为每分钟 0.1-0.05％（一般粘性土）。 ⑵ 开动马达，按上离合器，进行剪切。同时打开孔压阀不断转动调压筒手 轮，保持零位指示器中水银面为原平衡位置，当试样每产生垂直应变 0.5mm 时， 测记重力环表及孔压表读数。 ⑶ 当出现峰值后，再继续剪 3—5％垂直应变。若量力环表无明显减少， 表明不出现峰值则垂直应变进行到 15—20％止。 ⑷ 试验结束后，关闭马达，调周压力阀及孔压阀，使σ 3 压力表读数及孔压 表读数慢慢回零，拨开离合器，倒转手轮，然后打开注水孔，排出压力室内的水， 拆除压力室外罩。擦干试样周围的余水，脱去试样外的橡皮膜，描述破坏后的形 状。 ⑸ 装第二个试样，重复上述试验步骤。 八、实验数据及结果分析： 工程名称 试验者 试验编号 计算者 实验方法 校核者 土样说明 试验日期 试样原始质量 m0 = 周压力= 试样原始高度 h0= 固结度= 试样原始直径 do= 量力环校正数 C= 试样原始面积 A0= 孔隙压力初读数= 试样原始体积 V0= 轴向应变速率= 试样原始重度γ0= 土粒相对密度 dS＝ 试样原始干重度 0 0 0 1 0.01w d + = 试验前含水量 w=
ds_-1试样原始孔隙比e。=试验后含水量w=PdoWo.d试样原始饱和度G=试样干土质量mde量水管乙的开始读数Qo=试验后试样质量mf施加周压力后的量水管乙读数Q1=施加周压力后的试样体积V=V。-(O。-9.)=ds-1=施加周压力后的的试样孔隙比e二Pao.IV2AV."d施加周压力后的试样面积A.==43V。在周压力下的孔隙压力μ在周压力下的孔隙压力系数B=丝a.试样破损时的轴向压力=试样破损时的孔隙压力μ,=孔隙压力系数B,=丝Ov最大有效主应力=最小有效主应力3=31、试样固结后的体积、面积及高度V,=V。-(0.-Q)4 =d(1-24)4 3V。h=kA.4
4 试样原始孔隙比 1 0 0 = − d ds e 试验后含水量 wf＝ 试样原始饱和度 ds e w G = • 0 0 试样干土质量 md= 量水管乙的开始读数 Q0= 试验后试样质量 mf 施加周压力后的量水管乙读数 Q1＝ 施加周压力后的试样体积 ( ) Vc =V0 − Q0 − Q1 = 施加周压力后的的试样孔隙比 − = • = 1 0 0 1 c d V V ds e 施加周压力后的试样面积 = = − ) 3 2 (1 4 0 2 0 V V A d c c 在周压力下的孔隙压力 t 在周压力下的孔隙压力系数 s t B = = 试样破损时的轴向压力 tf = 试样破损时的孔隙压力 f = 孔隙压力系数 = = f f Bf 1 最大有效主应力 f = 1 f − f ' 1 最小有效主应力 f f 3 f = 3 − ' 1、试样固结后的体积、面积及高度 ( ) Vc =V0 − Q0 − Q1 ) 3 2 (1 4 0 2 0 V V A d c c = − c c c A V h =
U2.孔隙压力系数：B=03.主应力差：: ,-0,=CR4.最大有效主应力：f=o,f-U,最小有效主应力：f=f-U,i-gif-nf5．最大有效主应力比：ofof-ufU,6.破坏时土的孔隙压力系数：A,=of-o,f5
5 2．孔隙压力系数： 0 1 U B = 3．主应力差： 1 − 3 = C • R 4．最大有效主应力： U f f = 1 f − 最小有效主应力： U f 3 f = 3 f − 5．最大有效主应力比： f uf f nf f f − − = 3 1 3 1 6．破坏时土的孔隙压力系数： f f U A f f 1 − 3 =