三轴试验

✍ dations ◷ 2025-04-02 18:57:25 #土力学,岩土工程

三轴试验(Triaxial test)或三轴剪切试验(Triaxial shear test),是土力学中现有决定剪应力强度参数最可靠的方法之一。它在例行性试验或研究中广泛为使用。

在此试验中,一般所之土壤试体直径约1.4英寸(36毫米),长度为3英寸(76毫米)。用薄橡皮膜包裹之试体放在一装有水或甘油之圆塑胶容器内。经由容器内液体之压缩对试体施加围压。要造成试体受剪破坏,我们必须透过一垂直之加载活塞来施加轴向应力。三种一般性之标准三轴试验:

在CD试验中,首先透过三轴容器液体之压缩,对饱和之试体施加一全方位之围压。围压施加之后,试体内之孔隙水压增加。

此一孔隙水压之增加可用一无因子参数之形式来表示:

B = u c σ 3 {\displaystyle B={\frac {u_{c}}{\sigma _{3}}}}

对饱和之软土,B约等于1;但是饱和之硬土,B值则可能小于1。Black and Lee (1973)为不同土壤在完全饱和的情况下B之理论值。

如果将排水阀打开,超额孔隙水压之消散,也就是压密,就会发生。随着时间增加,孔隙水压最后会等于0。在饱和土壤内,压密过程中试体体积之变化可以用排出孔隙水之体积来获得。很缓慢的增加试体所受之轴差应力,排水阀继续是开的,因为轴差应力施加速率之缓慢让所产生之孔隙水压可以完全的消散。

使用不同的围压,我们可以对类似的试体进行数个试验。使用每一试验中所得破壤时之最大与最小主应力,就可以得到摩尔圆破壤包络线。破坏包络线与摩尔圆之切点应标给予破坏面上之应力值。

一个黏质土壤之压密-排水三轴试验可能需要数天来完成。需要这些时间的原因是为了确保土壤试体完全的排水而必须以很慢的速率加压。因此,CD类型之三轴试验并不常用于黏土试体。

压密-不排水试验是三轴试验中最常用的。在此试验中,饱和之试体首先用三轴容器内全方位之液体压力加以压密,造成排水。当围压增加所造成之孔隙水压消散之后,再对试体增加轴差应力达到破坏。在此阶段之试验中,试体之排水管线是关闭的。因为不允许排水,孔隙水压会改变。在试验中,同时量测Δσd 与 Δud 。此Δud 之增加可以用一个无因子之形式来表示如下

A ¯ = Δ u d Δ σ d {\displaystyle {\overline {A}}={\frac {\Delta u_{d}}{\Delta \sigma _{d}}}}

其中 A ¯ {\displaystyle {\begin{smallmatrix}{\overline {A}}\end{smallmatrix}}} = Skempton孔隙水压参数

黏土之压密-排水试验需要相当长的时间。为此,可以为这些土壤做压密-不排水附带孔隙水压量测之试验来得到排水剪力强度参数。因为在施加轴差应力时不准许试体排水,所以试验可以快速进行。

在不压密-不排水试验中,土壤试体在受围压时不准许排水。试体在不排水的情况下以施加轴差应力来达到剪力破坏。因为试体在任何一阶段都不排水,试验可以很快的施做完成。因为施加围压土壤试体中之孔隙水压会增高到uc。在施加轴差应力孔隙水压会进一步的增高。

本试验通常运用于黏土试体,对于完全饱和的凝聚性土壤而言是一个很重要的强度观念。达到破坏所需施加之轴差应力实际上与围压无关而是一个定值。

相关

  • 肌肉骨骼系统人体肌肉骨骼系统或肌肉骨骼系统,简称肌骨系统(英语:Human musculoskeletal system,也作locomotor system,曾称activity system)是一种器官系统,通过为人体提供结构、支撑、稳定、
  • 立方水母纲立方水母纲(学名:Cubozoa,Cubo:立体;zoa:动物),也叫箱型水母,腔肠动物中的一纲。大约有20种,海生。水螅体小,水母体大。会主动猎食鱼类,蟹类等动物。独居。其触手对于人体有剧毒。身体构
  • 醒木醒木称醒目,又叫响木,是一种在曲艺表演中经常使用的道具。醒木实质上是一种小硬木块,常由红木等高档硬质木材制成。多被用于单口相声,评书及鼓书的表演中,作用基本为“拢耳音”,吸
  • 拉脱维亚国家银行拉脱维亚银行(拉脱维亚语:Latvijas Banka)是拉脱维亚的中央银行,也是欧洲中央银行的会员之一,总部位于里加。在拉脱维亚使用欧元之前,拉脱维亚银行是拉脱维亚拉特的发行单位。
  • 毛利族毛利人(Māori)是新西兰境内的原住民,属于南岛语族波利尼西亚人。其民族语言原本没有文字,1840年开始以拉丁字母作为民族语言之文字。民族信仰数泛灵的多神信仰。“Māori”这个
  • 里诺市里诺(英语:Reno)又译雷诺是美国内华达州北部瓦肖县 (Washoe County) 里的一个城市,亦是县政府的所在地。根据2010年人口普查,里诺市区内人口为22万5221人,处于拉斯维加斯(Las Vegas
  • Paragonimus yunnanensis云南并殖吸虫(学名:Paragonimus yunnanensis)为斜睾目住胞科并殖属的吸虫动物。在中国大陆,分布于云南河口等地,营寄生生活,终末宿主家猫(人工感染及自然感染)。该物种的模式产地在
  • 定南县定南县在中国江西省南部、东江支流定南水上游,是赣州市所辖的一个县。明置定南县,清改定南厅,1912年复改定南县。下辖:历市镇、岿美山镇、老城镇、天九镇、龙塘镇、岭北镇、鹅公
  • ATC代码 (S)ATC代码S(感觉器)是解剖学治疗学及化学分类系统的一个分类,这是由世界卫生组织药物统计方法整合中心(The WHO Collaborating Centre for Drug Statistics Methodology)所制定的药
  • 彰化基督教医疗财团法人彰化基督教医院彰化基督教医疗财团法人,系由财团法人台湾基督长老教会于公元1995年10月23日捐助设立的公益法人,创立时名为财团法人彰化基督教医院,公元2013年4月3日更名为彰化基督教医疗财团