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三軸應(yīng)力測(cè)量測(cè)試（UU-CU-CD測(cè)試）

確定土壤的力學(xué)性質(zhì)是設(shè)計(jì)地基、路堤和其他土壤結(jié)構(gòu)的一個(gè)非常重要的步驟。建筑結(jié)構(gòu)、挖掘、隧道施工和類(lèi)似應(yīng)用對(duì)地基結(jié)構(gòu)有一些影響，這些效果通過(guò)三軸試驗(yàn)成功模擬，其中通過(guò)對(duì)土壤樣品進(jìn)行不同的應(yīng)力水平和排水條件來(lái)研究原狀土樣的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系。

UTEST三軸測(cè)試系統(tǒng)為圓柱形未受干擾和重塑的土壤樣品提供自動(dòng)三軸壓縮測(cè)試?？梢允褂迷撗b置自動(dòng)運(yùn)行，控制和報(bào)告未固結(jié)的不排水（UU）、固結(jié)排水（CD）和固結(jié)不排水（CU）壓縮測(cè)試。

UU僅三軸測(cè)試配置

綜合不排水（CU）測(cè)試和合并排水（CD）測(cè)試

對(duì)于UU測(cè)試，樣品（假設(shè)在測(cè)試之前是飽和的）在三軸室中經(jīng)受限制流體壓力。一旦樣品在三軸單元內(nèi)，通過(guò)旋轉(zhuǎn)恒壓?jiǎn)卧男o將單元壓力增加到預(yù)定值，并且通過(guò)施加恒定的軸向應(yīng)變率來(lái)增加垂直應(yīng)力使樣品失效。由于該方法不存在飽和與固結(jié)，因此樣品的原始結(jié)構(gòu)和含水量不受影響。在該測(cè)試期間不測(cè)量孔隙和背壓，因此結(jié)果只能根據(jù)約束壓力（應(yīng)力）下的總應(yīng)力來(lái)解釋。

這些測(cè)試通常在受到不同約束應(yīng)力的相同樣品的三個(gè)樣品上進(jìn)行。

由于所有試樣都是飽和的，因此所有試驗(yàn)的剪切強(qiáng)度都相似。將測(cè)試結(jié)果繪制為主應(yīng)力與應(yīng)變的差異曲線(xiàn)。對(duì)于最大主應(yīng)力差的條件（視為失效），以總應(yīng)力繪制莫爾圓。記錄平均不排水剪切強(qiáng)度，并且與莫爾圓相切繪制失效（莫爾）包絡(luò)線(xiàn)，以便找到“不排水的內(nèi)聚截距”和不排水的“剪切阻力角”。

綜合不排水（CU）測(cè)試和合并排水（CD）測(cè)試

峰值有效強(qiáng)度參數(shù)（c'和φ’）可以通過(guò)孔隙壓力測(cè)量的固結(jié)不排水（CU）三軸壓縮試驗(yàn)的結(jié)果，或者通過(guò)固結(jié)排水（CD）三軸壓縮試驗(yàn)來(lái)確定。固結(jié)不排水/排水三軸壓縮試驗(yàn)通常分幾個(gè)階段進(jìn)行，包括三個(gè)試樣中每一個(gè)的連續(xù)飽和、固結(jié)和剪切。

UU-CU-CD三軸測(cè)試系統(tǒng)的典型配置

進(jìn)行飽和以確保樣品中的孔隙流體不含有自由空氣。

飽和度通常通過(guò)使樣品處于升高的背壓下進(jìn)行，使得孔隙中的空氣溶解在水中。通過(guò)體積變化計(jì)將背壓（其僅為施加的孔隙壓力）施加到樣品的頂部，同時(shí)還施加稍高值的單元壓力。

電池壓力和背壓通常以增量增加，從而在每個(gè)階段留出均衡時(shí)間。

飽和度可以用Skempton的孔隙壓力參數(shù)表示（Skempton，1954）：

其中Δu等于施加的電池壓力變化Δσ3的孔隙壓力的變化。 對(duì)于理想飽和的土壤，B等于1。

幾種標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試方法推薦在樣品被認(rèn)為完全飽和并開(kāi)始固結(jié)階段之 前必須達(dá)到B值大于或等于0.95。

有效應(yīng)力三軸試驗(yàn)的固結(jié)階段有兩個(gè)原因。

首先，在三個(gè)不同的有效壓力下測(cè)試和固結(jié)三個(gè)樣品，以便得到不同強(qiáng)度的樣品，這些樣品將產(chǎn)生寬間隔的有效應(yīng)力莫爾圓。其次，固結(jié)結(jié)果用于確定剪切階段的最小失效時(shí)間。

有效的固結(jié)壓力（即單元壓力減去背壓）通常在每個(gè)試樣之間增加兩倍，中間壓力接近地面中的垂直有效應(yīng)力。當(dāng)將固結(jié)單元壓力和背壓施加到試樣時(shí)，使用背壓線(xiàn)中的體積變化裝置進(jìn)行體積變化的讀數(shù)。

在樣品基部測(cè)量孔隙壓力，通過(guò)覆蓋樣品頂部的多孔石料向背壓線(xiàn)排水。粘土的固結(jié)系數(shù)可以通過(guò)繪制體積變化作為時(shí)間平方根的函數(shù)來(lái)確定。

理論上的考慮表明，合并期間前50％的體積損失應(yīng)該在該圖上顯示為直線(xiàn)。

該直線(xiàn)向下延伸以切割表示100％合并的水平線(xiàn)，并且此時(shí)的截距（由Bishop和Henkel稱(chēng)為“t”）可用于獲得合并系數(shù)。

綜合不排水（CU）測(cè)試：

一旦完成固結(jié)，將樣品與背壓隔離，并根據(jù)固結(jié)結(jié)果設(shè)定壓縮機(jī)壓板的垂直運(yùn)動(dòng)速率。在剪切階段，通過(guò)加載柱塞增加垂直應(yīng)力，進(jìn)行測(cè)量以規(guī)則的間隔變形，沖擊載荷和孔隙壓力制成。將它們轉(zhuǎn)換為主應(yīng)力差（σ1-σ3）和孔隙壓力隨應(yīng)變變化的曲線(xiàn)圖，通常將失效作為最大主應(yīng)力差的點(diǎn)。對(duì)于經(jīng)受不同固結(jié)水平的三個(gè)試樣的破壞條件，繪制了有效應(yīng)力莫爾圓，并且與這些圓相切的直線(xiàn)的梯度和截距定義了有效強(qiáng)度參數(shù)c'和φ'。

綜合排水（CD）測(cè)試：

在剪切過(guò)程中進(jìn)行體積變化測(cè)量的固結(jié)排水三軸壓縮試驗(yàn)按照與固結(jié)不排水試驗(yàn)相似的順序進(jìn)行，但在剪切過(guò)程中，背壓保持與試樣連接，試樣加載足夠緩慢以避免產(chǎn)生超孔隙壓力。排水三軸試驗(yàn)的剪切階段預(yù)計(jì)比用孔隙壓力測(cè)量的不排水試驗(yàn)長(zhǎng)7到15倍。一旦剪切完成，結(jié)果表示為主應(yīng)力差和體積變化作為應(yīng)變函數(shù)的曲線(xiàn)圖，并且繪制失效莫爾圓以給出由參數(shù)cd'和φd'定義的排水失效包絡(luò)。

三軸CD-CU-UU設(shè)備由計(jì)算機(jī)控制，測(cè)試值可以傳輸?shù)接?jì)算機(jī)，并且可以在Windows操作系統(tǒng)上使用Triaxial軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。所有數(shù)據(jù)都可以在Excel程序中使用。

通過(guò)U-Touch PRO控制單元將負(fù)載數(shù)據(jù)和軸向位移數(shù)據(jù)傳輸并記錄到軟件中。來(lái)自三軸單元的三個(gè)壓力數(shù)據(jù)（單元壓力、背壓和孔隙壓力）和體積變化數(shù)據(jù)通過(guò)unilogger傳輸并記錄到軟件中。

*提供UTGM-002550kN稱(chēng)重傳感器，UTGM-006225mm線(xiàn)性電位傳感器和U-TouchPRO控制單元。

**為樣品尺寸選擇合適的細(xì)胞（UTS-0400：直徑38-50mm樣品/UTS-0401：直徑70-100mm樣品）。有關(guān)電池配件和樣品preatarion配件，請(qǐng)參閱下一頁(yè)。

可選裝置，應(yīng)單獨(dú)訂購(gòu)，用于排水，請(qǐng)參閱排風(fēng)水頁(yè)。