三軸試驗(yàn)報(bào)告(共12頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上靜力三軸試驗(yàn)報(bào)告靜力三軸壓縮試驗(yàn)1.概述：靜力三軸壓縮試驗(yàn)是試樣在某一固定周圍壓力下，逐漸增大軸向壓力，直至試樣破壞的一種抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)，是以摩爾-庫倫強(qiáng)度理論為依據(jù)而設(shè)計(jì)的三軸向加壓的剪力試驗(yàn)。2.試驗(yàn)方法：根據(jù)土樣固結(jié)排水條件和剪切時(shí)的排水條件，三軸試驗(yàn)可分為不固結(jié)不排水剪試驗(yàn)（UU）、固結(jié)不排水剪試驗(yàn)（CU）、固結(jié)排水剪試驗(yàn)（CD）等。本試驗(yàn)采用固結(jié)排水試驗(yàn)方法。3.儀器設(shè)備：靜力三軸儀。由以下幾個(gè)部分組成：三軸壓力室、軸向加荷系統(tǒng)、軸向壓力量測系統(tǒng)、周圍壓力穩(wěn)壓系統(tǒng)、孔隙水壓力測量系統(tǒng)、軸向變形量測系統(tǒng)、反壓力體變系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集和處理系統(tǒng)Tgwin程序。附

2、屬設(shè)備：擊實(shí)筒、承膜筒和砂樣植被模筒、天平、橡膠模、橡皮筋、透水石、濾紙等。4.試驗(yàn)材料：本試驗(yàn)材料為ISO標(biāo)準(zhǔn)砂，測得該材料最大干密度為=1.724 g/cm3，最小干密度為=1.429 g/cm3。5.成樣方法：試樣高度為h=80mm，直徑為d=39.1mm，體積可算得為V=96.1cm3，本試驗(yàn)采用初始成樣相對密實(shí)度為Dr=50%。先根據(jù)公式反算出=1.562 g/cm3，則可求出制備三軸試樣所需的干砂的總質(zhì)量m=153g。本試驗(yàn)采用干裝法，將取好的干砂4等分，每份38.25g，均勻攪拌后，先將承膜筒將試樣安裝到試驗(yàn)儀器上，然后直接在承膜筒中分4層壓實(shí)到指定高度進(jìn)行成樣。6.試驗(yàn)步驟及數(shù)

3、據(jù)處理（1）成樣方法按照上述步驟進(jìn)行，成樣之后降低排水管的高度，使排水管內(nèi)水面高度低于試樣中心高度約0.2m，關(guān)閉排水閥，這樣在試樣內(nèi)部形成一定的負(fù)壓，以便試樣能夠自立。（2）安裝壓力室。試樣制備完畢后，安裝壓力室。安裝前應(yīng)先將加載桿提起，以免在放置過程中碰到試樣，安裝好壓力室后依次漸進(jìn)擰緊螺絲，保持壓力室各個(gè)方向均勻下降，避免地步產(chǎn)生較大的縫隙。（3）向壓力室內(nèi)注水。通過注水器，利用高度差將無氣水由壓力室底部圍壓管緩慢注入壓力室，待無氣水裝滿壓力室后，擰緊壓力室上部的螺絲。（4）施加初始圍壓。向壓力室施加20kpa的初始圍壓，撤掉試樣內(nèi)部的負(fù)壓，這樣不僅能夠保證試樣直立在壓力室底座上，而且在

4、通加二氧化碳過程中不會(huì)擾動(dòng)或破壞試樣。（5）試樣飽和。試樣通加二氧化碳，置換試樣空隙內(nèi)的空氣，二氧化碳的壓力以510kpa為宜，控制好二氧化碳的通氣速率，通加約30分，排氣量達(dá)到試樣的3倍體積，在通入無氣水，同時(shí)控制好無氣水的通入速率，排水量達(dá)到試樣的3倍即可。啟動(dòng)三軸儀，輸入預(yù)設(shè)圍壓等參數(shù)信息，向壓力室內(nèi)部的水施加圍壓，觀察電腦中孔隙水壓力的數(shù)值，待壓力穩(wěn)定后，計(jì)算飽和度，務(wù)必使飽和度達(dá)到95%以上，否則重新進(jìn)行試驗(yàn)。（6）固結(jié)。確保試樣飽和后，打開排水閥開始排水固結(jié)。（7）剪切。固結(jié)結(jié)束后，開始剪切試驗(yàn)。（8）待剪切結(jié)束后，保存數(shù)據(jù)信息，關(guān)閉三軸試驗(yàn)程序。（9）試驗(yàn)完畢，首先撤掉壓力室內(nèi)的

5、圍壓，然后排掉壓力室中的無氣水，最后撤掉試樣并清理試驗(yàn)儀器。（10）試驗(yàn)數(shù)據(jù)的保存與處理。試驗(yàn)結(jié)束后，通過三軸試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集軟件Tgwin進(jìn)行記錄，試驗(yàn)結(jié)束后軟件會(huì)自動(dòng)存盤。進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)初步處理的時(shí)候，先選擇試驗(yàn)類別“三軸試驗(yàn)”，然后打開“讀入三軸試驗(yàn)數(shù)據(jù)”，選擇要處理的試驗(yàn)數(shù)據(jù)編號(hào)。雙擊操作頁面上的“報(bào)告”功能，選擇數(shù)據(jù)輸入文件的格式CU-DATA.SZB，將文件保存到固定的文件夾下。再經(jīng)整理所得試驗(yàn)數(shù)據(jù)見表1所示：表1 靜力三軸試驗(yàn)數(shù)據(jù)匯總100kPa200 kPa300 kPa(%)(kPa)(%)(%)(kPa)(%)(%)(kPa)(%)0000000000.12420.120.121

6、020.10.12186.80.090.31152.10.110.31209.50.140.31306.40.150.43237.30.130.43443.80.160.43601.50.170.62290.90.130.62592.40.210.62706.40.310.87311.60.090.87633.60.290.87798.80.311.25331.80.291.25675.10.311.25846.10.321.5342.10.141.5680.30.371.5901.60.511.87347.40.131.87709.80.391.87923.30.52.24344.50.07

7、2.247110.372.24937.40.222.8346.2-0.132.8714.60.162.8944.5-0.013.18341-0.653.18709.8-0.473.18962.4-0.423.74346.2-0.993.74705.3-0.643.74956.8-0.494.24332-1.364.24696.1-0.864.24943.9-0.584.98332.1-1.454.98691.3-0.94.98927.4-0.515.48330.4-1.65.48690.5-0.965.48918-0.536.23330.4-1.856.23684.9-1.036.23901.

8、2-0.496.73322.5-2.056.73681.4-1.196.73864.5-0.717.48321.1-2.377.48676.7-1.357.48858.3-0.748.22320.5-2.548.22665.2-1.448.22834.5-0.778.72322.6-2.848.72656.7-1.468.72824.8-0.759.47316.6-3.129.47650.3-1.69.47815.6-0.839.97311.5-3.229.97635.9-1.789.97804.3-0.9910.71307-3.2310.71630.1-1.7910.71791.8-0.93

9、11.21304.4-3.2711.21625.9-1.8311.21780.3-0.9811.96292.6-3.2811.96615.4-1.8511.96769.7-0.9712.46290.9-3.3312.46612.7-1.8812.46758.6-0.9813.21294.3-3.4113.21597.7-1.9213.21745.8-113.7291.6-3.4613.7597.8-1.9513.7735.9-1.0414.45283-3.4314.45580.7-1.9714.45725.6-0.9714.95280.4-3.4814.95566.7-2.0114.95720

10、.1-115.7277.8-3.5715.7560.2-2.0415.7715.9-1.0416.2275.5-3.5916.2557.6-2.0616.2711.1-1.0617.32272.1-3.6617.32555.2-2.117.32708.9-1.0918.06270.3-3.6818.06553.8-2.1318.06705.1-1.0619.19267.4-3.7519.19549.7-2.1719.19701.9-1.1119.93264.8-3.7619.93546.6-2.1919.93698.8-1.137.Duncan模型參數(shù)處理（1）由表1，可繪出(1-3)a和va

11、關(guān)系曲線，見圖1和2。此外，由圖1，圖2可查得一定應(yīng)力對應(yīng)的應(yīng)變值，可以完成表2。圖1偏應(yīng)力-軸應(yīng)變關(guān)系曲線圖圖2 體應(yīng)變-軸應(yīng)變關(guān)系曲線圖表2 -關(guān)系曲線數(shù)據(jù)（）（）（）（）（%）（）（）100346.2328.891.1950.0036242.340.4480.0018200714.6678.871.4300.0021500.220.5460.0011300962.4914.281.7160.0019673.680.5610.0008（2）利用表2中和兩點(diǎn)的數(shù)據(jù)繪a1-3a關(guān)系曲線，可求出參數(shù)，。a1-3a關(guān)系曲線中，直線的斜率為，截距即為。圖3 a1-3a關(guān)系曲線圖由公式：=，。結(jié)合圖3

12、中的數(shù)據(jù)，可以計(jì)算出參數(shù)，見表3。表3參數(shù)，（）（）（）（）平均值1000.002441666.70.00071428.57346.20.24230.32822000.001190909.10.00052000.00714.60.35733000.0009.10.00042500.00962.40.3850（3）繪EiPa3Pa雙對數(shù)關(guān)系曲線, 求參數(shù)，。由公式：，其中，為大氣壓。由表4作與雙對數(shù)關(guān)系曲線，如圖4所示。表4 與關(guān)系表（kPa）(kPa)(kPa)101.410041666.70.986410.91101.420090909.11.972896.53101.4300.12.959

13、1095.77圖4 EiPa3Pa雙對數(shù)關(guān)系曲線由圖4所擬合直線，得到K=440，n=0.918。（4）繪關(guān)系曲線，以及參數(shù)，。取應(yīng)力水平為70%和95%兩點(diǎn)的坐標(biāo)；以為橫坐標(biāo)，為縱坐標(biāo)繪圖。數(shù)據(jù)見表5，關(guān)系曲線見圖5。由公式，變化坐標(biāo)后得，繪關(guān)系圖，從而求得參數(shù)，。表5 與記錄表（）（）（）（）（）（）（）1001.1950.261-0.4670-0.3910.4480.175-0.1590-0.30502001.4300.353-0.5382-0.3760.5460.280-0.1330-0.24403001.7160.500-0.6080-0.3540.5610.346-0.1073-0

14、.1912由表5可見，與值均為負(fù)數(shù)，故取-和-的值作-關(guān)系曲線，如圖5所示。圖5 -關(guān)系曲線圖中得到三條直線的斜率和截距，見表6。表6 ，記錄表（）平均值1000.26127.931.02000.20132.63000.15632.5（5）繪關(guān)系曲線，求參數(shù)G，F(xiàn)。由公式：，式中為不同圍壓下的初始泊松比，而有?？傻萌绫?所示的數(shù)據(jù)。表7 與記錄表(kPa)(kPa)100101.40.9860.261200101.41.9720.201300101.42.9590.156利用表7的數(shù)據(jù)作ilg(3Pa)關(guān)系曲線，見圖6，并確定參數(shù)G，F(xiàn)。圖6 ilg(3Pa)關(guān)系圖得到G=0.261，F(xiàn)=0.

15、218。（6）由庫侖-莫爾包線確定，值。由原始數(shù)據(jù)表1，算出三個(gè)圍壓狀態(tài)下的莫爾應(yīng)力圓的圓心半徑，見表8，繪出三個(gè)應(yīng)力圓，找到其庫侖強(qiáng)度包線，見圖7。確定得該土樣的c=0kpa，=39°。表8 莫爾應(yīng)力圓圓心半徑記錄表(kPa)記錄數(shù)據(jù)100200300圓心（273.10,0）（557.30,0）（781.20,0）半徑173.10357.30481.20圖7 土樣強(qiáng)度包絡(luò)線綜上，可得Duncan模型的各個(gè)參數(shù)見表9。表9 Duncan模型八參數(shù)匯總表參數(shù)KnC(kPa)(°)DGF數(shù)值4400.918039.000.328231.00.2610.218（7）繪BiPa3P

16、a雙對數(shù)曲線，求EB模型參數(shù)，。由公式：，其中：，取值原則是：70%以前未出現(xiàn)峰值，則取0.7應(yīng)力水平及相應(yīng)的體積應(yīng)變；對于體積應(yīng)變曲線在強(qiáng)度值的70%之前出現(xiàn)峰值的，則體積應(yīng)變?nèi)》逯导皩?yīng)的應(yīng)力水平。由本試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，取值見表10。表10與數(shù)據(jù)記錄表(kPa)(kPa)0.7（）(%)(kPa)100101.40.986242.340.17546160.00455.23200101.41.972500.220.28059550.00587.28300101.42.959673.680.34664901.73640.06以值為橫坐標(biāo)，以值為縱坐標(biāo)，繪圖，見圖8。圖8 lg（BiPa）lg（3Pa）雙對數(shù)坐標(biāo)曲線圖由圖得到直線斜率m=0.316，截距Kb=464。綜上，可得Duncan模型的各個(gè)參數(shù)見表11。表11 Duncan模型七參數(shù)匯總表參數(shù)KnC(kPa)（°）數(shù)值4400.918039.000.32824640.3163.試驗(yàn)結(jié)論與分析1.試驗(yàn)結(jié)論通過三軸壓縮試驗(yàn)得出了所測土樣的Dunc