三軸壓縮試驗結(jié)果影響因素淺談

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1、三軸壓縮試驗結(jié)果影響因素淺談　　【摘要】三軸試驗的結(jié)果直接影響巖土工程勘察的質(zhì)量，本文對三軸試驗中的圍壓、孔壓消散程度、加荷速率以及飽和度等因素對試驗的影響作了詳細分析，使試驗結(jié)果更加可靠?！娟P(guān)鍵詞】三軸壓縮試驗；孔隙水壓力；圍壓；飽和度；加荷速率三軸壓縮試驗是土工試驗中的一個重要的力學(xué)性質(zhì)試驗，根據(jù)其不同試驗方法所提供的粘聚力C、內(nèi)摩擦角φ可用于計算地基承載力、評價地基穩(wěn)定性、邊坡支擋結(jié)構(gòu)土壓力等。因此，測定土的抗剪強度具有重要意義。三軸壓縮試驗的優(yōu)點是能夠嚴(yán)格控制試樣排水條件、受力條件明確、可以控制大小主應(yīng)力、能夠測量孔隙水壓力及體積變化等。所以《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》（

2、GB50007-2011）4.2.4規(guī)定當(dāng)采用室內(nèi)剪切試驗確定抗剪強度時宜選擇三軸壓縮試驗的自重壓力下預(yù)固結(jié)不排水試驗（CU），《建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程》（JGJ120-2012）土壓力及水壓力計算、土的各類穩(wěn)定性驗算時，一般應(yīng)采用三軸壓縮試驗（CU或UU）抗剪強度指標(biāo)。由于三軸壓縮試驗結(jié)果的準(zhǔn)確與否直接關(guān)系建筑物的安全與穩(wěn)定，所以必須在試驗過程中了解其影響因素，確保試驗結(jié)果準(zhǔn)確。61、三軸壓縮試驗的測試方法按《土工試驗方法標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T50123-99）要求制備3～4個性質(zhì)相同的試樣，在不同的圍壓σ3下施加軸向壓力σ1，直至試樣剪切破壞。根據(jù)破壞時的最大主應(yīng)力σ1，最小主應(yīng)

3、力σ3繪制摩爾-庫侖線求出粘聚力c、內(nèi)摩擦角φ。三軸壓縮試驗方法根據(jù)不同的排水情況分為：（1）不固結(jié)不排水試驗（UU），（2）固結(jié)不排水試驗（CU），（3）固結(jié)排水試驗（CD）。2、影響三軸壓縮試驗結(jié)果的因素2.1取土試驗及試樣制備《巖土勘察規(guī)范》（GB50021-2001）（2009年版）規(guī)定強度試驗應(yīng)采用I級試樣，取樣方法根據(jù)土質(zhì)情況可采用薄壁取土器、回轉(zhuǎn)取土器及探井取樣，取樣宜用快速靜力連續(xù)壓力法。不同取土器適合于不同土質(zhì)，但很多單位在施工時只攜帶一種。少數(shù)勘察人員對此重視不夠，如規(guī)范規(guī)定軟土層應(yīng)使用薄壁取土器，倘若使用厚壁取土器，勢必對軟土造成更大的擾動。有時為了搶進

4、度，把土試樣取上來，采用重錘錘擊法進行取樣，極易導(dǎo)致試樣被壓密、取土器難以拆卸等，必然會對土的原狀結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定的破壞，加之土樣在保存和運輸過程中措施應(yīng)用不當(dāng)，都會引起原狀土樣擾動，使土的性質(zhì)、結(jié)構(gòu)、強度發(fā)生變化。6由于土的不均勻性導(dǎo)致試樣的差異，有的試樣在取樣高度范圍內(nèi)土質(zhì)有變化，如，土樣中有薄夾層、顆粒及不規(guī)則的裂縫等，如果將土性差異較大的試樣放在一起做實驗，其結(jié)果摩爾包線就會切割某一應(yīng)力圓線，影響測試結(jié)果的準(zhǔn)確性。在土試樣制備時，需要切削的圓柱土體，在切削過程中，由上往下細心切削，遇到層狀土?xí)r要特別注意層次方向，一般應(yīng)與天然層次方向垂直削切，使幾個試驗點的土樣盡量取得均勻

5、一致，試樣圓柱體的兩端要切平整，若不平整在剪切過程中試樣會發(fā)生歪斜影響強度的量測，客觀情況也造成了土樣強度差異。試樣安裝過程中如試樣歪斜或未對準(zhǔn)活塞中心、各部位零件接觸不良、安裝壓力室外罩時，未將活塞提高碰撞了試樣、橡皮膜兩端與底座及試樣帽扣扎過程中留有氣體，在壓力室注滿水后，活塞接觸壓力帽時由于操作不當(dāng)可能對試樣施加一定壓力等，都會對主應(yīng)力差與軸向應(yīng)變關(guān)系曲線峰值的取值產(chǎn)生一定的影響。2.2圍壓在進行固結(jié)不排水試驗時，首先要確定各級圍壓σ3，因為施加圍σ3大小將直接影響試驗結(jié)果，當(dāng)σ3大于Pc（前期固結(jié)壓力）時屬于正常固結(jié)狀態(tài)時，摩爾包線通過原點，試驗結(jié)果c小φ大；反之，施

6、加各級圍壓σ36　?。?）試樣從鉆孔中取出后，由于應(yīng)力的釋放，在試樣孔隙中可能產(chǎn)生氣泡，使試樣孔隙不完全充滿水而不飽和，此時需要采用人工方法進行試樣飽和，根據(jù)不同土質(zhì)選用抽氣法、水頭飽和法、反力飽和法。當(dāng)抽氣法、水頭飽和法不能完全飽和時，可采用上述組合。試樣的起始飽和度低時先抽氣飽和，然后再加反力飽和，直至飽和度不小于95%。試樣制好后，要測量含水量和容重，不能為了趕進度而忽略此過程，試驗時可參考含水量和容重的大小，合理設(shè)置圍壓的大小，容重小的，含水量大的，土比較軟的，可以采用較小的圍壓，盡量使摩爾圓合理些，避免出現(xiàn)低圍壓高峰值，高圍壓低峰值的現(xiàn)象。（4）制好的試樣，要盡快進

7、行試驗，否則會引起含水量的變化，尤其是飽和軟粘土，在自重壓力作用下，會有不同程度的固結(jié)，導(dǎo)致試樣高度，截面積發(fā)生變化。（5）試驗前要對儀器進行檢查，以保證施加的圍壓能保持恒壓，孔隙水壓力量測系統(tǒng)應(yīng)無氣泡，儀器管路保證暢通，但無漏水現(xiàn)象，橡皮膜要完好無損，保證測量準(zhǔn)確。（6）不固結(jié)不排水剪（UU）試驗時。在試樣裝好后，要保證土樣在自重壓力下預(yù)固結(jié)一段時間。因為其與固結(jié)不排水剪（CU）、固結(jié)排水剪（CD）相比，得到的抗剪強度值小，若土樣經(jīng)過一段時間預(yù)固結(jié)，可使強度適當(dāng)提高。6（7）對不均勻土樣，若無法切取3