土木工程三軸壓縮UU試驗(yàn)

1、xxxxxx 公司土工作業(yè)指導(dǎo)書(shū)三軸壓縮試驗(yàn)不固結(jié)不排水剪實(shí)施細(xì)則文件編號(hào)：版 本 號(hào)：編 制：批 準(zhǔn)：生效日期：xxxxxx 公司作業(yè)指導(dǎo)書(shū)文件編號(hào)版本/ 版次主題三軸壓縮試驗(yàn)不固結(jié)不排水剪實(shí)施細(xì)則頁(yè)數(shù)第 1頁(yè) 共5頁(yè)生效日期三軸壓縮試驗(yàn)不固結(jié)不排水剪實(shí)施細(xì)則目的 為了規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)固結(jié)試驗(yàn)中的各個(gè)環(huán)節(jié)，特制定本細(xì)則。適用范圍 本試驗(yàn)方法適用細(xì)粒土和粒徑小于 20mm的粗粒土。引用文件GB/T50123-1999 土工試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)。檢測(cè)設(shè)備41 本試驗(yàn)所用的主要儀器設(shè)備，應(yīng)符合下列規(guī)定：、應(yīng)變控制式三軸儀：由壓力室、軸向加壓設(shè)備、周圍壓力系統(tǒng)、反壓力系統(tǒng)、孔隙 水壓力量測(cè)系統(tǒng)、軸向變形和體積變化量

2、測(cè)系統(tǒng)組成。2、附屬設(shè)備：包括擊樣器、飽和器、切土器、原狀土分樣器、切土盤、承膜筒和對(duì)開(kāi) 圓膜。3、天平：稱量 200g，最小分度值 0.01g ；稱量 1000g，最小分度值 0.1g 。4、橡皮膜：應(yīng)具有彈性的乳膠膜，對(duì)直徑 39.1 和 61.8mm的試樣，厚度以 0.1 0.2mm 為宜，對(duì)直徑 101mm的試樣，厚度以 0.2 0.3mm為宜。5、透水板：直徑與試樣直徑相等，其滲透系數(shù)宜大于試樣的滲透系數(shù)，使用前在水中 煮沸并泡于水中。2 試驗(yàn)時(shí)的儀器，應(yīng)符合下列規(guī)定：1 、周圍壓力的測(cè)量準(zhǔn)確度應(yīng)為全量程的 1%，根據(jù)試樣的強(qiáng)度大小，選擇不同量程的測(cè) 力計(jì)，應(yīng)使最大軸向壓力的準(zhǔn)確度不

3、低于 1%。、孔隙水壓力最測(cè)系統(tǒng)內(nèi)的氣泡應(yīng)完全排除。系統(tǒng)內(nèi)的氣泡可用純水沖出或施加壓力 使氣泡溶解于水，并從試樣底座溢出。整個(gè)系統(tǒng)的體積變化因數(shù)應(yīng)小于1.5 10-5cm3/kPa。、管路應(yīng)暢通，各連接處應(yīng)無(wú)漏水，壓力室活塞桿在軸套內(nèi)應(yīng)能滑動(dòng)。、橡皮膜在使用前應(yīng)作仔細(xì)檢查，其方法是扎緊兩端，向膜內(nèi)充氣，在水中檢查，應(yīng) 無(wú)氣泡溢出，方可使用。5操作步驟進(jìn)行：本試驗(yàn)采用的試樣最小直徑為 35mm，最大直徑為 101mm，試樣高度宜為試樣直徑的 22.5 倍，試樣的允許最大粒徑應(yīng)符合下表規(guī)定，對(duì)于有裂縫、軟弱面和構(gòu)造面的試樣，試樣 直徑宜大于 60mm。試樣直徑允許最大粒徑100試樣直徑的 1/55

4、1 試樣的制備：5 11 原狀土試樣制備a土樣的最小直徑宜大于 35mm，最大的直徑不宜超過(guò) 101mm，試樣高度宜為試樣直 徑的 22.5 倍，將土樣切成圓柱形試樣。b對(duì)于較軟的土樣，先用鋼絲鋸或切土刀切取一稍大于規(guī)定尺寸的土柱，放在切土盤上 下圓盤之間，用鋼絲鋸或切土刀緊靠側(cè)板，由上往下細(xì)心切削，邊切削邊轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤，直至土 樣被削成規(guī)定的直徑為止。試樣切削時(shí)應(yīng)避免擾動(dòng)，當(dāng)試樣表面遇有礫石或凹坑時(shí)，允許用 削下的余土填補(bǔ)。c對(duì)較硬的土樣，先用切土刀切取一稍大于規(guī)定尺寸的土柱，放在切土架上，用切土器 切削土樣，邊削邊壓切土器，直至切削到超出試樣高度約 2cm為止。d取出試樣，按規(guī)定的高度將兩端削

5、平，稱量。并取余土測(cè)定試樣的含水率。xxxxxx 公司作業(yè)指導(dǎo)書(shū)文件編號(hào)版本/ 版次主題三軸壓縮試驗(yàn)不固結(jié)不排水剪實(shí)施細(xì)則頁(yè)數(shù)第 2頁(yè) 共 5 頁(yè)生效日期e對(duì)于直徑大于 10cm的土樣，可用分樣器切成 3 個(gè)土柱，按上述方法切取 39.1mm的 試樣。512 擾動(dòng)土試樣制備應(yīng)根據(jù)預(yù)定的干密度和含水率，按下列步驟進(jìn)行： a將土樣從土樣筒或包裝袋袋中取出，對(duì)土樣的顏色、氣味、夾雜物和土類及均勻程度 進(jìn)行描述，并將土樣切成碎塊，拌和均勻，取代表性土樣測(cè)定含水率。b、對(duì)均質(zhì)和含有機(jī)質(zhì)的土樣 , 宜采用天然含水率狀態(tài)下代表性土樣 ,供顆粒分析、 界限含 水率試驗(yàn)。對(duì)非均質(zhì)土應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)項(xiàng)目取足夠數(shù)量的土樣

6、，置于通風(fēng)處涼干至可碾散為止。 對(duì)砂土和進(jìn)行比重試驗(yàn)的土樣宜在 105110 溫度下烘干，對(duì)有機(jī)質(zhì)含量超過(guò) 5%的土、含石 膏和硫酸鹽的土，應(yīng)在 6570 溫度下烘干。c將風(fēng)干或烘干的土樣放在橡皮板上用木碾碾散， 對(duì)不含砂和礫的土樣，可用碎土器碾 散（碎土器不得將土粒破碎） 。d對(duì)分散后的粗粒土和細(xì)粒土，應(yīng)按下表要求過(guò)篩。對(duì)含細(xì)粒土的礫質(zhì)土，應(yīng)先用水浸泡并充分?jǐn)嚢瑁勾旨?xì)顆粒分離后按不同試驗(yàn)項(xiàng)目的要求進(jìn)行過(guò)篩。土 樣 數(shù)土類粘土砂土過(guò)篩 標(biāo)準(zhǔn)原狀土（筒）攪動(dòng)土 （g）原狀土（筒）攪動(dòng)土試驗(yàn) 量項(xiàng)目10cm20cm10cm20cm(g)(mm)含水率800500比重800500顆粒分析80050

7、0界限含水率5000.5密度11固結(jié)120002.0黃土濕陷1三軸壓縮2500050002.0膨脹、收縮2200080002.0直接剪切120002.0擊實(shí)承載比輕型15000重型300005.0無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度1反復(fù)直剪120002.0相對(duì)密度2000滲透1100020002.0化學(xué)分析3002.0離心含水量3000.5e備樣后，在擊樣器內(nèi)分層擊實(shí)，粉土宜為 35層，粘土宜為 58 層，各層土料數(shù)量 應(yīng)相等，各層接觸面應(yīng)刨毛。擊完最后一層，將擊樣器內(nèi)的試樣兩端整平，取出試樣稱量。 對(duì)制備好的試樣，應(yīng)量測(cè)其直徑和高度。試樣的平均直徑應(yīng)按下式計(jì)算：D1 +2D2 +D3D0 = D1+2D42+D

8、3式中 D 1、D2、D3 分別為試樣上、中、下部位的直徑 （mm）。 1 3 砂類土的試樣制備應(yīng)先在壓力室底座上依次放上不透水板，橡皮膜和對(duì)開(kāi)圓膜。根xxxxxx 公司作業(yè)指導(dǎo)書(shū)文件編號(hào)版本/ 版次主題三軸壓縮試驗(yàn)不固結(jié)不排水剪實(shí)施細(xì)則頁(yè)數(shù)第 3頁(yè) 共5頁(yè)生效日期據(jù)砂樣的干密度及試樣體積，稱取所需的砂樣質(zhì)量，分三等分，將每份砂樣填入橡皮膜內(nèi)， 填至該層要求的高度，依次第二層、第三層、直至膜內(nèi)填滿為止。當(dāng)制備飽和試樣時(shí)，在壓 力室底座上依次放透水板，橡皮膜和對(duì)開(kāi)圓膜，在模內(nèi)注入純水至試樣高度的1/3 ，將砂樣分三等分，在水中煮沸，待冷卻后分三層，按預(yù)定的干密度填入橡皮膜內(nèi)，直至膜內(nèi)填滿為 止。

9、當(dāng)要求的干密度較大時(shí)，填砂過(guò)程中，輕輕敲打?qū)﹂_(kāi)圓膜，使所稱的砂樣填滿規(guī)定的體 積，整平砂面，放上不透水板或透水板，試樣帽，扎緊橡皮膜。對(duì)試樣內(nèi)部施加5kPa 負(fù)壓力使試樣能站立，拆除對(duì)開(kāi)圓膜。52 試樣的飽和宜選用下列方法：21 抽氣飽和： a抽氣飽和法試樣制備，應(yīng)選用疊式或框式飽和器和真空飽和裝置。在疊式飽和器 下夾板的正中，依次放置透水板、濾紙、帶試樣的環(huán)刀、濾紙、透水板，如此順序重復(fù)，由 下向上重疊到拉桿高度，將飽和器上夾板蓋好后，擰緊拉桿上端的螺母，將各個(gè)環(huán)刀在上、 下夾板間夾緊。b 將裝有試樣的飽和器放入真空缸內(nèi)，真空缸和蓋之間涂一薄層凡士林，蓋緊。將 真空缸與抽氣機(jī)接通，啟動(dòng)抽氣機(jī)

10、，當(dāng)真空壓力表讀數(shù)接近當(dāng)?shù)匾粋€(gè)大氣壓力值時(shí)（抽氣時(shí) 間不少于 1h），微開(kāi)管夾，使清水徐徐注入真空缸，在注水過(guò)程中，真空壓力表計(jì)數(shù)宜保持 不變。c 待水淹沒(méi)飽和器后停止抽氣。開(kāi)管夾使空氣進(jìn)入真空缸，靜止一段時(shí)間，細(xì)粒土 宜為 10h，使試樣充分飽和。d打開(kāi)真空缸，從飽和器內(nèi)取出帶環(huán)刀的試樣，稱環(huán)刀和試樣總質(zhì)量，并計(jì)算飽和 度。當(dāng)飽和度低于 95%時(shí)，應(yīng)繼續(xù)抽氣飽和。飽和度計(jì)算公式Sr =（ar -d ）Gs 或 Sr =arGsd .ee試中 Sr 試樣的飽和度 （%）；ar 試樣飽后的含水率（%）；ar 試樣飽和后的密度（g/cm3）；Gs 土粒比重；e 試樣的孔隙比。5 22 水頭飽和：a

11、 試樣的安裝，應(yīng)按下列步驟進(jìn)行： 1.開(kāi)孔隙水壓力閥和量管閥，對(duì)孔隙水壓力及 壓力室底座充水排氣后， 關(guān)孔隙水壓力閥和量管閥。壓力室底座上依次放上透水板、 濕濾紙、 試樣、濕濾紙、透水板，試樣周圍貼浸水的濾紙條 79 條。將橡皮膜用承膜筒套在試樣外， 并用橡皮圈將橡皮膜下端與底座扎緊。打開(kāi)孔隙水壓力閥和量管閥，使水緩慢地從試樣底部 流入，排除試樣與橡皮膜之間的氣泡，關(guān)閉孔隙水壓力閥和量管閥。打開(kāi)排水閥，使試樣帽 中充水，放在透水板上，用橡皮圈將橡皮膜上端與試樣帽扎緊，降低排水管，使管內(nèi)水面位 于試樣中心以下 2040cm，吸除試樣與橡皮膜之間的余水，關(guān)排水閥。需要測(cè)定土的應(yīng)力應(yīng) 變關(guān)系時(shí)，應(yīng)在

12、試樣與透水板之間放置中間夾有硅脂的兩層圓形橡皮膜，膜中間應(yīng)留有直徑 為 1cm 的圓孔排水。b 壓力室罩安裝、充水及測(cè)力計(jì)調(diào)整，應(yīng)將離合器調(diào)至粗位，轉(zhuǎn)動(dòng)粗調(diào)手輪，當(dāng)試 樣帽與活塞及測(cè)力計(jì)接近時(shí)，將離合器調(diào)至細(xì)位，改用細(xì)調(diào)手輪，使試樣帽與活塞及測(cè)力計(jì)xxxxxx 公司作業(yè)指導(dǎo)書(shū)文件編號(hào)版本/ 版次主題三軸壓縮試驗(yàn)不固結(jié)不排水剪實(shí)施細(xì)則頁(yè)數(shù)第 4頁(yè) 共5頁(yè)生效日期接觸，裝上變形指示計(jì)，將測(cè)力計(jì)和變形指示計(jì)調(diào)至零位。c 試樣周圍不貼濾紙條。施加 20kPa周圍壓力。提高試樣底部量管水位，降低試樣 頂部量管的水位，使兩管水位差在 1m左右，打開(kāi)孔隙水壓力閥、量管閥和排水管閥，使純水 從底部進(jìn)入試樣，從

13、試樣頂部溢出，直至流入水量和溢出水量相等為止。當(dāng)需要提高試樣的 飽和度時(shí)，宜在水頭飽和前，從底部將二氧化碳?xì)怏w通入試樣，置換孔隙中的空氣。二氧化 碳的壓力以 510kPa 為宜，再進(jìn)行水頭飽和。5 23 反壓力飽和：試樣要求完全飽和時(shí)，應(yīng)對(duì)試樣施加反壓力。 反壓力系統(tǒng)和周圍壓力系統(tǒng)相同(對(duì)不 固結(jié)不排水剪試驗(yàn)可用同一套設(shè)備施加) ，但應(yīng)用雙層體變管代替排水量管。試樣裝好后，調(diào) 節(jié)孔隙水壓力，關(guān)閉孔隙水壓力閥、反壓力閥、體變管閥、測(cè)記體變管計(jì)數(shù)。開(kāi)周圍壓力閥， 先對(duì)試樣施加 20kPa 的周圍壓力開(kāi)孔隙水壓力閥，待孔隙水壓力變化穩(wěn)定，測(cè)記計(jì)數(shù)，關(guān)孔 隙水壓力閥。反壓力應(yīng)分級(jí)施加，同時(shí)分級(jí)施加周圍

14、壓力，以晝減少對(duì)試樣的擾動(dòng)。周圍壓 力和反壓力的每級(jí)增量宜為 30kPa，開(kāi)體變管閥和反壓力閥，同時(shí)施加周圍壓力和反壓力， 緩慢打開(kāi)孔隙水壓力閥，檢查孔隙水壓力增量，待孔隙水壓力穩(wěn)定后，測(cè)記孔隙水壓力和體 變管讀數(shù)， 再施加下一級(jí)周圍壓力和孔隙水壓力。 計(jì)算每級(jí)周圍壓力引起的孔隙水壓力增量， 當(dāng)孔隙水壓力增量與周圍壓力增量之比 u/ 30.98 時(shí)，認(rèn)為試樣飽和。53 不固結(jié)不排水剪試驗(yàn)5 31 試樣的安裝，應(yīng)按下列步驟進(jìn)行：a 在壓力室的底座上，依次放上不透水板、試樣及不透水試樣帽，將橡皮膜用承膜 筒套在試樣外，并用橡皮圈將橡皮膜兩端與底座及試樣帽分別扎緊。b 將壓力室罩頂部活塞提高，放下壓

15、力室罩，將活塞對(duì)準(zhǔn)試樣中心，并均勻地?cái)Q緊 底座連接螺母。向壓力室內(nèi)注滿純水，待壓力室頂部排氣孔有水溢出時(shí)，擰緊排氣孔，并將 活塞對(duì)準(zhǔn)測(cè)力計(jì)和試樣頂部。c 將離合器調(diào)至粗位，轉(zhuǎn)動(dòng)粗調(diào)手輪，當(dāng)試樣帽與活塞及測(cè)力計(jì)接近時(shí)，將離合器 調(diào)至細(xì)位，改用細(xì)調(diào)手輪，使試樣帽與活塞及測(cè)力計(jì)接觸，裝上變形指示計(jì)，將測(cè)力計(jì)和變 形指示計(jì)調(diào)至零位。d 關(guān)排水閥，開(kāi)周圍壓力閥，施加周圍壓力。5 32 剪切試樣應(yīng)按下列步驟進(jìn)行：a 剪切應(yīng)變速率宜為每分鐘應(yīng)變 0.5%1.0%。b 啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)，合上離合器，開(kāi)始剪切。試樣每產(chǎn)生 0.3%0.4%的軸向應(yīng)變(或0.2mm 變形值)，測(cè)記一次測(cè)力計(jì)計(jì)數(shù)和軸向變形值。 當(dāng)軸向應(yīng)變

16、大于 3%時(shí)，試樣每產(chǎn)生 0.7%0.8% 的軸向應(yīng)變(或 0.5mm變形值)，測(cè)記一次。c 當(dāng)測(cè)力計(jì)計(jì)數(shù)出現(xiàn)峰值時(shí)，剪切應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行到軸向應(yīng)變?yōu)?5%20%。d 試驗(yàn)結(jié)束，關(guān)電動(dòng)機(jī)，關(guān)周圍壓力閥，脫下離合器，將離合器調(diào)至粗位，轉(zhuǎn)動(dòng)粗 調(diào)手輪，將壓力室降下，打開(kāi)排氣孔，排除壓力室內(nèi)的水，拆卸壓力室罩，拆除試樣，描述 試樣破壞形狀，稱試樣質(zhì)量，并測(cè)定含水率。6計(jì)算結(jié)果：61 軸向應(yīng)變按下式計(jì)算：h1 = h1 100 試中1 軸向應(yīng)變 (%)；1 h01h1 剪切過(guò)程中試樣的高度變化 (mm)；h0 試樣初始高度 (mm)。2 試樣面積的校正，應(yīng)按下式計(jì)算：xxxxxx 公司作業(yè)指導(dǎo)書(shū)文件編號(hào)版本/ 版次主題三軸壓縮試驗(yàn)不固結(jié)不排水剪實(shí)施細(xì)則頁(yè)數(shù)第 5頁(yè) 共5頁(yè)生效日期試中 A a 試樣的校正斷面積 (cm2) ； A 0 試樣的初始斷面積 (cm2) 。 3 主應(yīng)力差應(yīng)按下式計(jì)算：1 - 3 =CR 101 3 Aa試中1-3 主應(yīng)力差 (kPa) ；1 大總主應(yīng)力 (kPa) ；3 小總主應(yīng)力 (kPa) ；C 測(cè)力計(jì)率定系數(shù) (N/0.01m