實 ??驗 ??報 ??告
一、實驗室名稱：巖土工程實驗室 ???????????????????????????????
二、實驗項目名稱：土的抗剪強度試驗
三、實驗目的：測土的抗剪強度指標內(nèi)聚力Ccu、內(nèi)摩察角φcu，有效應力指標C'、φ'，繪制抗剪強度包線、主應力差與軸向關(guān)系曲線。
四、實驗原理：
????三軸剪切試驗是測定土的抗剪強度的一種方法，它通常用3-4個圓柱形試樣分別在不同的恒定周壓力（即小主應力σ3）下施加軸向壓力（即主應力差σ1-σ3）進行剪切直至破壞，然后根據(jù)摩爾一庫侖理論，求得總抗剪強度參數(shù)和有效抗剪強度參數(shù)。三軸試驗分為不排水剪、固結(jié)不排水剪和排水剪三種方法。本次試驗只做飽和試件固結(jié)不排水剪。飽和的試樣先在某一周壓力下排水固結(jié)，然后在保持不排水的情況下增加軸向壓力直至破壞，同時測量孔隙壓力。
五、實驗內(nèi)容：
????用三軸剪切儀測定土樣在100kPa、200kPa、300kPa的周圍壓力作用下，進行固結(jié)不排水剪切試驗，同時對試驗過程進行記錄。
六、實驗器材（儀器設(shè)備、元器件、材料等）：
1、?應變控制式三軸剪切儀：如圖示，有壓力室、軸向加壓設(shè)備、施加周圍壓力系統(tǒng)、體積變化和孔隙壓力量測系統(tǒng)等。
?
??2、擊實筒、飽和器、切土盤、切土器、承膜筒等。
??3、天平、測微表、橡皮膜、扳手等。
七、實驗步驟：
1．選取一定數(shù)量的代表性土樣，（對直徑3.91厘米試樣約取二公斤），經(jīng)風干碾碎過篩，測出風干含水量，按要求含水量算出所需加水量。
?2．將需加的水量噴灑到土料上，稍靜置后裝入塑料袋，然后置于密閉容器內(nèi)、至少20小時，使含水量均勻。取出土料復測其含水量，若所測含水量與要求含水量差值在1％以內(nèi)，則可以進行擊實土樣，否則需調(diào)整含水量至符合要求為止。
?3．根據(jù)要求的干重度，稱取所需土量，按試樣的高度進行分層擊實，各層土料質(zhì)量相等，每層擊實至要求高度后，將表面刨毛，然后再加第二層土料，如此繼續(xù)進行直至擊實最后一層。
?4．將擊實好的試件（還回三瓣膜一起裝入飽和器內(nèi)擰緊螺絲）。
5、試樣飽和：將試樣裝入飽和器內(nèi)后，置于抽氣罐內(nèi)、擰緊蓋，進行抽氣，當真空度接近一個大氣壓后，對粉質(zhì)土（粉土）再繼續(xù)抽半個小時以上，粘質(zhì)土抽1小時以上，然后徐徐注入清水，并使真空度保持穩(wěn)定。待飽和器完全淹沒水中后，停止抽氣，慢慢解除抽氣罐內(nèi)的真空，讓試樣在抽氣罐內(nèi)靜置10小時以上，然后待用。
6、試樣安裝
????⑴?打開孔隙壓力閥，使儀器底座充水，將煮沸過的透水石滑入儀器底座上，放上一張濾紙，關(guān)閉孔隙壓力閥。
⑵?活動三瓣膜后將試樣取出，上面放好濾紙和透水石，放到儀器底座上。
⑶?把乳膠膜放在承膜筒內(nèi)，二頭翻在承膜筒上通過吸氣孔加真空負壓。使乳膠膜緊貼在承膜筒內(nèi)壁上，然后套入試樣外面。放氣，翻下乳膠膜二頭取下承膜筒。
⑷?把試樣下端的乳膠膜與儀器底座用乳膠帶扎緊。然后放上對開膜（保護試樣）和上帽，同樣將上帽和乳膠膜扎緊。取走對開膜。
⑸?裝上壓力室（注意不要碰試樣），并從注水孔向壓力室注滿水扭好注水孔的封閉螺絲。
7、試樣排水固結(jié)：
???⑴ 施加σ3固結(jié)周壓力（ 100、200、300KPa），并讀排水量管讀數(shù)，（注意管中不得有氣泡）。
???⑵ 慢慢打開孔壓閥，量測孔隙壓力，計算孔壓系數(shù)B。
???⑶ 慢慢打開排水閥，使試樣中的水通過頂帽流入量水管（試樣開始固結(jié)），使孔隙壓力慢慢消散。
???⑷ 不斷觀察量水管讀數(shù)，同時注意保持量水管水面應置于試樣中心高度處。
???⑸ 當量水管水面基本上穩(wěn)定后，孔壓基本上消散為零（小于 5 KPa。），即固結(jié)完畢（因全部孔壓消散為0時間較長，因?qū)W時關(guān)系我們就不等了）。
???⑹ 關(guān)閉排水閥，記下排水量管及孔壓表讀數(shù)。
???⑺ 旋轉(zhuǎn)微動（細）手輪，當量力環(huán)表微動時表示活塞與試樣帽接觸，調(diào)量力環(huán)表和變形量表的指針為0位置。
8、試樣剪切：
⑴?剪切應變速率為每分鐘0.1-0.05％（一般粘性土）。
?⑵ 開動馬達，按上離合器，進行剪切。同時打開孔壓閥不斷轉(zhuǎn)動調(diào)壓筒手輪，保持零位指示器中水銀面為原平衡位置，當試樣每產(chǎn)生垂直應變0.5mm時，測記重力環(huán)表及孔壓表讀數(shù)。
⑶ 當出現(xiàn)峰值后，再繼續(xù)剪3—5％垂直應變。若量力環(huán)表無明顯減少，
表明不出現(xiàn)峰值則垂直應變進行到 15—20％止。
⑷ 試驗結(jié)束后，關(guān)閉馬達，調(diào)周壓力閥及孔壓閥，使σ
壓力表讀數(shù)及孔壓表讀數(shù)慢慢回零，撥開離合器，倒轉(zhuǎn)手輪，然后打開注水孔，排出壓力室內(nèi)的水，拆除壓力室外罩。擦干試樣周圍的余水，脫去試樣外的橡皮膜，描述破壞后的形狀。
⑸?裝第二個試樣，重復上述試驗步驟。
八、實驗數(shù)據(jù)及結(jié)果分析：
工程名稱??????????????????????????????????????????試驗者????????????????????????
試驗編號??????????????????????????????????????????計算者???????????????????
實驗方法??????????????????????????????????????????校核者???????????????????
土樣說明??????????????????????????????????????????試驗日期??????????????????
試樣原始質(zhì)量m0?= ??????????????????????????周壓力=
試樣原始高度 h0= ???????????????????????????固結(jié)度=
試樣原始直徑do= ???????????????????????????量力環(huán)校正數(shù)C=
試樣原始面積A0= ???????????????????????????孔隙壓力初讀數(shù)=
試樣原始體積V0= ???????????????????????????軸向應變速率=
試樣原始重度γ0=?????????????????????????????土粒相對密度dS＝
試樣原始干重度
??????????????試驗前含水量w=
試樣原始孔隙比
???????????????????試驗后含水量wf＝
試樣原始飽和度
???????????????試樣干土質(zhì)量?md=
量水管乙的開始讀數(shù) Q0= ???????????????????試驗后試樣質(zhì)量 mf
施加周壓力后的量水管乙讀數(shù)Q1＝
????????????????????????????????????
施加周壓力后的試樣體積
=
施加周壓力后的的試樣孔隙比 
????????????????????????????????????????
施加周壓力后的試樣面積??
?????????????????????????
在周壓力下的孔隙壓力
在周壓力下的孔隙壓力系數(shù) 
?= ???????????????????????????????
試樣破損時的軸向壓力
試樣破損時的孔隙壓力
=
孔隙壓力系數(shù)
最大有效主應力
最小有效主應力
1、?試樣固結(jié)后的體積、面積及高度
??2．孔隙壓力系數(shù)：
?????????????????????????????????
??3．主應力差： 
??4．最大有效主應力：
????最小有效主應力： 
????5．最大有效主應力比：
????6．破壞時土的孔隙壓力系數(shù)：
九、實驗結(jié)論：
Ccu= ??????????????????????φcu=
C'= ????????????????????????φ'=
?
?
?
?
十、總結(jié)與討論：
1．本實驗實測的孔隙水壓力系數(shù)B值多大？B值越高表示土樣的飽和度越高還是越低？說明其物理概念？
2．孔隙水壓力系數(shù)A值在實驗過程中是不是常量？A值的變化反應土的什么性質(zhì)？
3．土的有效應力強度指標C，，是否恒大于總應力強度指標C，，試分析其規(guī)律。
4．分析比較三軸試驗和直剪試驗的優(yōu)缺點。
