19  三軸壓縮試驗(yàn)

19.1  一 般 規(guī) 定

19.1.1      土樣粒徑應(yīng)小于20mm。

19.1.2       根據(jù)排水條件的不同，本試驗(yàn)可分為不固結(jié)不排水剪 (UU)、 固結(jié)不排水剪(CU或 )和固結(jié)排水剪(CD)3種試驗(yàn)類型。

19.1.3      對于無法取得多個試樣、靈敏度較低的原狀土，可采用一個試樣多級加荷試驗(yàn)。

19.2  儀 器 設(shè) 備

19.2.1      本試驗(yàn)所用的儀器設(shè)備應(yīng)符合下列規(guī)定：

1    應(yīng)變控制式三軸儀(圖19.2.1-1):由反壓力控制系統(tǒng)、周圍壓力控制系統(tǒng)、壓力室、孔隙水壓力量測系統(tǒng)組成。其技術(shù)條件應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《巖土工程儀器基本參數(shù)及通用技術(shù)條件》 GB/T 15406 及《土工試驗(yàn)儀器  三軸儀  第1部分：應(yīng)變控制式  三軸儀》GB/T24107.1的規(guī)定；

2    附屬設(shè)備應(yīng)符合下列規(guī)定：

1)擊實(shí)器(圖19.2.1-2);

2)飽和器(圖19.2.1-3);

3)切土盤(圖19.2.1-4);

4)切土器和切土架(圖19.2.1-5);

5)原狀土分樣器(圖19.2.1-6);

6)承膜筒(圖19.2.1-7);

7)制備砂樣圓模(圖19.2.1-8),用于沖填土或砂性土。

3  天平：稱量200g,分度值0.01g;稱量1000g,分度值0. 1g; 稱量5000g,分度值1g;

4    負(fù)荷傳感器：軸向力的最大允許誤差為±1%;

5    位移傳感器(或量表):量程30mm,  分度值0 . 01mm;

6    橡皮膜：對直徑為39 . 1mm  和 6 1 . 8mm  的試樣，橡皮膜厚度宜為0 . 1mm～0.2mm;    對直徑為101mm  的試樣，橡皮膜厚度宜為 0 . 2mm～0.3mm;

7    透水板：直徑與試樣直徑相等，其滲透系數(shù)宜大于試樣的 滲透系數(shù)，使用前在水中煮沸并泡于水中。

圖19.2.1-1  三軸儀示意圖

圖19.2. 1-2  擊實(shí)器

1一套環(huán)；2一定位螺絲；3一導(dǎo)桿；4一擊錘；5-底板；6一套筒；7—飽和器；8—底板

圖19.2. 1-3  飽和器

1-土樣簡；2一緊箍；3—夾板；4一拉桿；5一透水板

圖19.2.1-4 切土盤

1—軸；2一上盤；3一下盤

圖19 . 2 . 1- 5  切 土 器 和 切 土 架

1一切土架；2一切土器；3—土樣

                          圖19.2.1-6原狀土分樣器

圖19.2.1-7  承膜簡安裝示意圖

1-壓力室底座；2一透水板；3一試樣；4一承膜筒；5—橡皮膜；6—上帽；7一吸氣孔 

圖19.2.1-8 制備砂樣圓模

1一壓力室底座；2一透水板；3一制樣圓模(兩片合成);

4一緊箍；5—橡皮膜；6一橡皮圈

 19.2.2      試驗(yàn)時的儀器應(yīng)符合下列規(guī)定：

1    根據(jù)試樣的強(qiáng)度大小，選擇不同量程的測力計(jì)。

2    孔隙壓力量測系統(tǒng)的氣泡應(yīng)排除。其方法是：孔隙壓力量 測系統(tǒng)中充以無氣水并施加壓力，小心地打開孔隙壓力閥，讓管路 中的氣泡從壓力室底座排出。應(yīng)反復(fù)幾次直到氣泡完全沖出為 止。孔隙壓力量測系統(tǒng)的體積因數(shù)應(yīng)小于1.5×10-? cm3/kPa。

3    排水管路應(yīng)通暢?；钊谳S套內(nèi)應(yīng)能自由滑動，各連接處 應(yīng)無漏水漏氣現(xiàn)象。儀器檢查完畢，關(guān)周圍壓力閥、孔隙壓力閥和 排水閥以備使用。

4    橡皮膜在使用前應(yīng)仔細(xì)檢查。其方法是扎緊兩端，在膜內(nèi)充氣，然后沉入水下檢查，應(yīng)無氣泡溢出。

19.3 試樣的制備和飽和

19.3.1     試樣制備應(yīng)按下列步驟進(jìn)行：

1   試樣高度h與直徑D之比(h/D) 應(yīng)為2.0～2.5,直徑D 分別為39.1mm、61.8mm及101.0mm。對于有裂隙、軟弱面或構(gòu)造面的試樣，直徑D 宜采用101.0mm。

2   原狀土試樣制備應(yīng)按下列規(guī)定進(jìn)行：

1)對于較軟的土樣，先用鋼絲鋸或削土刀切取一稍大于規(guī) 定尺寸的土柱，放在切土盤(圖19.2.1-4)的上、下圓盤 之間。再用鋼絲據(jù)或削土刀緊靠側(cè)板，由上往下細(xì)心切 削，邊切削邊轉(zhuǎn)動圓盤，直至土樣的直徑被削成規(guī)定的直 徑為止。然后按試樣高度的要求，削平上下兩端。對于 直徑為10cm 的軟黏土土樣，可先用原狀土分樣器(圖 19.2.1-6)分成3個土柱，再按上述的方法切削成直徑為 39.1mm的試樣；

2)對于較硬的土樣，先用削土刀或鋼絲鋸切取一稍大于規(guī) 定尺寸的土柱，上、下兩端削平，按試樣要求的層次方向 放在切土架上，用切土器(圖19.2.1-5)切削。先在切土 器刀口內(nèi)壁涂上一薄層油，將切土器的刀口對準(zhǔn)土樣頂 面，邊削土邊壓切土器，直至切削到比要求的試樣高度高 約 2cm 為止，然后拆開切土器，將試樣取出，按要求的高 度將兩端削平。試樣的兩端面應(yīng)平整，互相平行，側(cè)面垂 直，上下均勻。在切樣過程中，當(dāng)試樣表面因遇礫石而成 孔洞時，允許用切削下的余土填補(bǔ)；

3)將切削好的試樣稱量，直徑為101.0mm 的試樣應(yīng)準(zhǔn)確 至 1g;直徑為61 .8mm  和39 . 1mm  的試樣應(yīng)準(zhǔn)確至 0.1g。取切下的余土，平行測定含水率，取其平均值作為 試樣的含水率。試樣高度和直徑用卡尺量測，試樣的平 均直徑應(yīng)按下式計(jì)算：

 (19.3.1) 

式中：  D₀—— 試樣平均直徑(mm);

D₁、D₂、D₃——試樣上、中、下部位的直徑(mm)。

4)對于特別堅(jiān)硬的和很不均勻的土樣，當(dāng)不易切成平整、均 勻的圓柱體時，允許切成與規(guī)定直徑接近的柱體，按所需  試樣高度將上下兩端削平，稱取質(zhì)量，然后包上橡皮膜， 用浮稱法稱試樣的質(zhì)量，并換算出試樣的體積和平均 直徑。

3  擾動土試樣制備的擊實(shí)法應(yīng)按下列步驟進(jìn)行：

1)選取一定數(shù)量的代表性土樣。直徑為39. 1mm 的試樣 約取 2kg,  直徑為61.8mm  和101 . 0mm 試樣分別取10kg 和 2 0kg 。經(jīng)風(fēng)干、碾碎、過篩，篩的孔徑應(yīng)符合本 標(biāo)準(zhǔn)表19.3.1的規(guī)定，測定風(fēng)干含水率，按要求的含水 率算出所需加水量；

表19.3.1 土樣粒徑與試樣直徑的關(guān)系(mm)

2)將需加的水量噴灑到土料上拌勻，稍靜置后裝入塑料袋， 然后置于密閉容器內(nèi)至少20h, 使含水率均勻。取出土  料復(fù)測其含水率。含水率的最大允許差值應(yīng)為±1%。 當(dāng)不符合要求時，應(yīng)調(diào)整含水率至符合要求為止；

3)擊樣筒的內(nèi)徑應(yīng)與試樣直徑相同。擊錘的直徑宜小于試 樣直徑，也可采用與試樣直徑相等的擊錘。擊樣筒壁在 使用前應(yīng)洗擦干凈，涂一薄層凡士林；

4)根據(jù)要求的干密度，稱取所需土質(zhì)量。按試樣高度分層 擊實(shí)，粉土分3層～5層，黏土分5層～8層擊實(shí)。各層 土料質(zhì)量相等。每層擊實(shí)至要求高度后，將表面刨毛，再 加第2層土料。如此繼續(xù)進(jìn)行，直至擊實(shí)最后一層。將 擊樣筒中的試樣兩端整平，取出稱其質(zhì)量。

4  砂土試樣制備應(yīng)按下列步驟進(jìn)行：

1)根據(jù)試驗(yàn)要求的試樣干密度和試樣體積稱取所需風(fēng)干砂 樣質(zhì)量，分三等份，在水中煮沸，冷卻后待用；

2)開孔隙壓力閥及量管閥，使壓力室底座充水。將煮沸過 的透水板滑入壓力室底座上，并用橡皮帶把透水板包扎 在底座上，以防砂土漏入底座中。關(guān)孔隙壓力閥及量管 閥，將橡皮膜的一端套在壓力室底座上并扎緊，將對開模 套在底座上，將橡皮膜的上端翻出，然后抽氣，使橡皮膜 貼緊對開模內(nèi)壁(圖19.2.1-8);

3)在橡皮膜內(nèi)注脫氣水約達(dá)試樣高的1/3。用長柄小勺將 煮沸冷卻的一份砂樣裝入膜中，填至該層要求高度。對 含有細(xì)粒土和要求高密度的試樣，可采用干砂制備，用 水頭飽和或反壓力飽和；

4)第1 層砂樣填完后，繼續(xù)注水至試樣高度的2/3,再裝第 2層砂樣。如此繼續(xù)裝樣，直至模內(nèi)裝滿為止。如果要 求干密度較大，則可在填砂過程中輕輕敲打?qū)﹂_模，使 所稱出的砂樣填滿規(guī)定的體積。然后放上透水板、試樣 帽，翻起橡皮膜，并扎緊在試樣帽上；

5)開量管閥降低量管，使管內(nèi)水面低于試樣中心高程以下 約0.2m, 當(dāng)試樣直徑為101mm 時，應(yīng)低于試樣中心高 程以下約0.5m。 在試樣內(nèi)產(chǎn)生一定負(fù)壓，使試樣能站 立。拆除對開模，測量試樣高度與直徑應(yīng)符合本標(biāo)準(zhǔn)第 19.3.1條第2款第3項(xiàng)的規(guī)定，復(fù)核試樣干密度。各試樣之間的干密度最大允許差值應(yīng)為±0.03g/cm3。

19.3.2     試樣飽和宜選用下列方法：

1   抽氣飽和法：應(yīng)將裝有試樣的飽和器置于無水的抽氣缸內(nèi)，進(jìn)行抽氣，當(dāng)真空度接近當(dāng)?shù)?/span>1個大氣壓后，應(yīng)繼續(xù)抽氣，繼續(xù) 抽氣時間宜符合表19.3.2的規(guī)定。

表19.3.2  不同土性的抽氣時間(h)

當(dāng)抽氣時間達(dá)到表19.3.2的規(guī)定后，徐徐注入清水，并保持真 空度穩(wěn)定。待飽和器完全被水淹沒即停止抽氣，并釋放抽氣缸的真 空。試樣在水下靜置時間應(yīng)大于10h,然后取出試樣并稱其質(zhì)量。

2   水頭飽和法：適用于粉土或粉土質(zhì)砂。應(yīng)按本標(biāo)準(zhǔn)第19.3.1 條第4款第1項(xiàng)～第5項(xiàng)規(guī)定的步驟安裝試樣，試樣頂用透水帽， 然后施加20kPa 的周圍壓力，并同時提高試樣底部量管的水面和  降低連接試樣頂部固結(jié)排水管的水面，使兩管水面差在1m 左右。 打開量管閥、孔隙壓力閥和排水閥，讓水自下而上通過試樣，直至  同一時間間隔內(nèi)量管流出的水量與固結(jié)排水管內(nèi)的水量相等為  止。當(dāng)需要提高試樣的飽和度時，宜在水頭飽和前，從底部將二氧  化碳?xì)怏w通入試樣，置換孔隙中的空氣。二氧化碳的壓力宜為  5kPa～10kPa, 再進(jìn)行水頭飽和。

3  反壓力飽和法：試樣要求完全飽和時，可對試樣施加反 壓力。

1)試樣裝好后裝上壓力室罩，關(guān)孔隙壓力閥和反壓力閥，測 記體變管讀數(shù)。先對試樣施加20kPa 的周圍壓力預(yù)壓， 并開孔隙壓力閥待孔隙壓力穩(wěn)定后記下讀數(shù)，然后關(guān)孔 隙壓力閥；

2)反壓力應(yīng)分級施加，并同時分級施加周圍壓力，以減少對試樣的擾動，在施加反壓力過程中，始終保持周圍壓力比 反壓力大20kPa, 反壓力和周圍壓力的每級增量對軟黏 土取30kPa; 對堅(jiān)實(shí)的土或初始飽和度較低的土，取 50kPa～70kPa;

3)操作時，先調(diào)周圍壓力至50kPa, 并將反壓力系統(tǒng)調(diào)至 30kPa, 同時打開周圍壓力閥和反壓力閥，再緩緩打開孔 隙壓力閥，待孔隙壓力穩(wěn)定后，測記孔隙壓力計(jì)和體變管 讀數(shù)，再施加下一級的周圍壓力和反壓力；

4)計(jì)算每級周圍壓力下的孔隙壓力增量△u,并與周圍壓力 增量△σ₃   比較，當(dāng)孔隙水壓力增量與周圍壓力增量之比 △u/△σ₃   >0.98 時，認(rèn)為試樣飽和；否則應(yīng)按本標(biāo)準(zhǔn)第 19.3.2條第3款的規(guī)定重復(fù)，直至試樣飽和為止。

19.4  不固結(jié)不排水剪試驗(yàn)

19.4.1      試樣的安裝應(yīng)按下列步驟進(jìn)行：

1    對壓力室底座充水，在底座上放置不透水板，并依次放置試樣、不透水板及試樣帽。對于砂性土的試樣安裝，應(yīng)按本標(biāo)準(zhǔn)第 19.3. 1條第4款的規(guī)定進(jìn)行。

2    將橡皮膜套在承膜筒內(nèi)，兩端翻出筒外(圖19.2.1-7),從 吸氣孔吸氣，使膜貼緊承膜筒內(nèi)壁，套在試樣外，放氣，翻起橡皮膜 的兩端，取出承膜筒。用橡皮圈將橡皮膜分別扎緊在壓力室底座 和試樣帽上。

3    裝上壓力室罩。安裝時應(yīng)先將活塞提升，以防碰撞試樣， 壓力室罩安放后，將活塞對準(zhǔn)試樣帽中心，并均勻地旋緊螺絲。

4  開排氣孔，向壓力室充水，當(dāng)壓力室內(nèi)快注滿水時，降低進(jìn) 水速度，水從排氣孔溢出時，關(guān)閉排氣孔。

5  關(guān)體變傳感器或體變管閥及孔隙壓力閥，開周圍壓力閥， 施加所需的周圍壓力。周圍壓力大小應(yīng)與工程的實(shí)際小主應(yīng)力  3相適應(yīng)，并盡可能使最大周圍壓力與土體的最大實(shí)際小主應(yīng)力;大致相等。也可按100kPa、200kPa、300kPa、400kPa施加。

6   上升升降臺，當(dāng)軸向測力計(jì)有微讀數(shù)時表示活塞已與試樣 帽接觸。然后將軸向負(fù)荷傳感器或測力計(jì)、軸向位移傳感器或位 移計(jì)的讀數(shù)調(diào)整到零位。

19.4.2      剪切試樣應(yīng)按下列步驟進(jìn)行：

1    剪切應(yīng)變速率宜為0.5%/min～1.0%/min。

2   開動試驗(yàn)機(jī)，進(jìn)行剪切。開始階段，試樣每產(chǎn)生軸向應(yīng)變0.3%～0.4%時，測記軸向力和軸向位移讀數(shù)各1次。當(dāng)軸向應(yīng)變達(dá)3%以后，讀數(shù)間隔可延長為每產(chǎn)生軸向應(yīng)變0.7%～0.8% 時各測記1次。當(dāng)接近峰值時應(yīng)加密讀數(shù)。當(dāng)試樣為特別硬脆或 軟弱土?xí)r，可加密或減少測讀的次數(shù)。

3    當(dāng)出現(xiàn)峰值后，再繼續(xù)剪3%～5%軸向應(yīng)變；軸向力讀數(shù) 無明顯減少時，則剪切至軸向應(yīng)變達(dá)15%～20%。

4    試驗(yàn)結(jié)束后，關(guān)閉電動機(jī)，下降升降臺，開排氣孔，排去壓 力室內(nèi)的水，拆除壓力室罩，揩干試樣周圍的余水，脫去試樣外的 橡皮膜，描述破壞后形狀，稱試樣質(zhì)量，測定試驗(yàn)后含水率。對于 直徑為39. 1mm 的試樣，宜取整個試樣烘干；直徑為61.8mm 和 101mm  的試樣，可切取剪切面附近有代表性的部分土樣烘干。

19.5  固結(jié)不排水剪試驗(yàn)

19.5.1      試樣的安裝應(yīng)按下列步驟進(jìn)行：

1    開孔隙壓力閥及量管閥，使壓力室底座充水排氣，并關(guān)閥。 然后放上試樣，試樣上端放一濕濾紙及透水板。在其周圍貼上7  條～9條浸濕的濾紙條，濾紙條寬度為試樣直徑的1/5～1/6。濾  紙條兩端與透水石連接，當(dāng)要施加反壓力飽和試樣時，所貼的濾紙  條必須中間斷開約試樣高度的1/4,或自底部向上貼至試樣高度  3/4處。

2    應(yīng)按本標(biāo)準(zhǔn)第19.4. 1條第2款的規(guī)定將橡皮膜套在試樣 外。橡皮膜下端扎緊在壓力室底座上。

3  用軟刷子或雙手自下向上輕輕按撫試樣，以排除試樣與橡 皮膜之間的氣泡。對于飽和軟黏土，可開孔隙壓力閥及量管閥，使 水徐徐流人試樣與橡皮膜之間，以排除夾氣，然后關(guān)閉。

4    開排水管閥，使水從試樣帽徐徐流出以排除管路中氣泡， 并將試樣帽置于試樣頂端。排除頂端氣泡，將橡皮膜扎緊在試樣  帽上。

5     降低排水管，使其水面至試樣中心高程以下20cm~ 40cm, 吸出試樣與橡皮膜之間多余水分，然后關(guān)排水管閥。

6    應(yīng)按本標(biāo)準(zhǔn)第19.4.1條第3款、第4款的規(guī)定，裝上壓力  室罩并注滿水。然后放低排水管使其水面與試樣中心高度齊平， 測記其水面讀數(shù)，并關(guān)排水管閥。

19.5.2      試樣排水固結(jié)應(yīng)按下列步驟進(jìn)行：

1   使量管水面位于試樣中心高度處，開量管閥，測讀傳感器， 記下孔隙壓力起始讀數(shù)，然后關(guān)量管閥。

2   施加周圍壓力應(yīng)符合本標(biāo)準(zhǔn)第19.4. 1條第5款的規(guī)定， 并調(diào)整負(fù)荷傳感器或測力計(jì)、軸向位移傳感器或位移計(jì)的讀數(shù)。

3    打開孔隙壓力閥，測記穩(wěn)定后的孔隙壓力讀數(shù)，減去孔隙 壓力計(jì)起始讀數(shù)，即為周圍壓力與試樣的初始孔隙壓力。

4    開排水管閥，按0min 、0.25min 、1min 、4min 、9min …時間 測記排水讀數(shù)及孔隙壓力計(jì)讀數(shù)。固結(jié)度至少應(yīng)達(dá)到95%,固結(jié)  過程中可隨時繪制排水量△V 與時間平方根或時間對數(shù)曲線及孔  隙壓力消散度與時間對數(shù)曲線。若試樣的主固結(jié)時間已經(jīng)掌握， 也可不讀排水管和孔隙壓力的過程讀數(shù)。

5    當(dāng)要求對試樣施加反壓力時，則應(yīng)符合本標(biāo)準(zhǔn)第19.3.2 條第3款的規(guī)定。關(guān)體變管閥，增大周圍壓力，使周圍壓力與反壓 力之差等于原來選定的周圍壓力，記錄穩(wěn)定的孔隙壓力讀數(shù)和體 變管水面讀數(shù)作為固結(jié)前的起始讀數(shù)。

6開體變管閥，讓試樣通過體變管排水，并應(yīng)按本標(biāo)準(zhǔn)第19.5.2條第2款～第4款的規(guī)定進(jìn)行排水固結(jié)。

         7    固結(jié)完成后，關(guān)排水管閥或體變管閥，記下體變管或排水 管和孔隙壓力的讀數(shù)。開動試驗(yàn)機(jī)，到軸向力讀數(shù)開始微動時，表 示活塞已與試樣接觸，記下軸向位移讀數(shù)，即為固結(jié)下沉量△h。 依此算出固結(jié)后試樣高度h_c。然后將軸向力和軸向位移讀數(shù)都調(diào) 至零。

8    其余幾個試樣按同樣方法安裝試樣，并在不同周圍壓力下 排水固結(jié)。

19.5.3      剪切試樣應(yīng)按下列步驟進(jìn)行：

1    剪切應(yīng)變速率宜為0 .05%/min～0. 10%/min,      粉土剪切 應(yīng)變速率宜為0. 1%/min～0.5%/min;

2    開始剪切試樣。測力計(jì)、軸向變形、孔隙水壓力的測記應(yīng) 符合本標(biāo)準(zhǔn)第19.5.2條第3款、第4款規(guī)定；

3   試驗(yàn)結(jié)束后，關(guān)閉電動機(jī)，下降升降臺，開排氣孔，排去壓 力室內(nèi)的水，拆除壓力室罩，揩干試樣周圍的余水，脫去試樣外的 橡皮膜，描述破壞后形狀，稱試樣質(zhì)量，測定試驗(yàn)后含水率。

19.6  固結(jié)排水剪試驗(yàn)

19.6.1      試樣的安裝、固結(jié)應(yīng)按本標(biāo)準(zhǔn)第19.5.1條、第19.5.2條 的規(guī)定進(jìn)行。

19.6.2      試樣的剪切應(yīng)按本標(biāo)準(zhǔn)第19.5.3條的規(guī)定進(jìn)行，但在剪切 過程中應(yīng)打開排水閥。剪切速率宜為0.003%/min～0.012%/min。

19.7  一個試樣多級加荷試驗(yàn)

19.7.1      不固結(jié)不排水剪試驗(yàn)應(yīng)按下列步驟進(jìn)行：

1     試樣的安裝應(yīng)符合本標(biāo)準(zhǔn)第19.4.1條的規(guī)定。

2   施加第一級周圍壓力，試樣剪切應(yīng)符合本標(biāo)準(zhǔn)第19.4.2

條第1款的規(guī)定。當(dāng)測力計(jì)讀數(shù)達(dá)到穩(wěn)定或出現(xiàn)倒退時，測記軸 向位移和測力計(jì)讀數(shù)，關(guān)閉電機(jī)停止剪切，將軸向壓力退至零。

3    施加第二級周圍壓力。此時測力計(jì)因施加周圍壓力而增加，應(yīng)重新調(diào)至原來讀數(shù)值，然后升高升降臺。當(dāng)測力計(jì)讀數(shù)微動 時，表示試樣帽與測力系統(tǒng)重新接觸，再按原剪切速率剪切，直至 測力計(jì)讀數(shù)穩(wěn)定或接近穩(wěn)定為止。按此進(jìn)行其余各級周圍壓力的 試驗(yàn)。最后一級周圍壓力下的剪切累積應(yīng)變不應(yīng)超過20%。

4  試驗(yàn)結(jié)束后，關(guān)周圍壓力閥，拆除壓力室罩，取下試樣稱 量，并測定剪切后的含水率。

19.7.2  固結(jié)不排水剪試驗(yàn)應(yīng)按下列步驟進(jìn)行：

1  試樣的安裝應(yīng)符合本標(biāo)準(zhǔn)第19.5.1條的規(guī)定。

2  試樣的固結(jié)應(yīng)符合本標(biāo)準(zhǔn)第19.5.2條的規(guī)定。

3  試樣的剪切應(yīng)符合本標(biāo)準(zhǔn)第19.5.3條的規(guī)定。施加第一級周圍壓力，試樣剪切應(yīng)變速率應(yīng)符合本標(biāo)準(zhǔn)第19.5.3條第1款 的規(guī)定。第一級剪切完成后，退除軸向壓力，待孔隙水壓力穩(wěn)定后 施加第二級周圍壓力，進(jìn)行排水固結(jié)。

4  固結(jié)完成后進(jìn)行第二級周圍壓力下的剪切，并按本標(biāo)準(zhǔn)第19.7.2條第1款～第3款的步驟進(jìn)行第三級周圍壓力下的剪切， 累計(jì)剪切累積應(yīng)變不應(yīng)超過20%。

5  試驗(yàn)結(jié)束后，關(guān)周圍壓力閥，盡快拆除壓力室罩，取下試樣稱量，并測定剪切后的含水率。

19.8  計(jì)算、制圖和記錄

19.8.1  計(jì)算應(yīng)符合下列規(guī)定：

1  試樣的高度、面積、體積及剪切時的面積應(yīng)按表19.8.1 中的公式計(jì)算。

表19.8.1 高度、面積、體積計(jì)算表

項(xiàng) 目	起始	固  結(jié)  后		剪切時校正值
		按實(shí)測固結(jié)下沉	等應(yīng)變簡化式樣
試樣高度 (cm)	h0	hc=h0-△hc		—
試樣面積 (cm2)	A0			(不固結(jié)不排水剪)
				(固結(jié)不排水剪)
				(固結(jié)排水剪)
試樣體積 (cm3)	V0			—

注：表中，△h_c為固結(jié)下沉量，由軸向位移計(jì)測得(cm);△V為固結(jié)排水量(實(shí)測或試驗(yàn) 前后試樣質(zhì)量差換算)(cm3);△V_i為排水剪中剪切時的試樣體積變化(cm3),  按體 變管或排水管讀數(shù)求得;ε₁為軸向應(yīng)變(%);△h_i試樣剪切時高度變化(cm), 由軸 向位移計(jì)測得，為方便起見，可預(yù)先繪制△V-h_c及△V-A_c的關(guān)系線備用。

2  主應(yīng)力差(σ?-σ?) 應(yīng)按下式計(jì)算：

           (19.8.1-1) 

式中：σ₁——大主應(yīng)力(kPa);

σ₃——小主應(yīng)力(kPa);

C-— 測力計(jì)率定系數(shù)(N/0.01mm);

R—— 測力計(jì)讀數(shù)(0.01mm);

A_a—— 試樣剪切時的面積(cm2)。

3  有效主應(yīng)力比σ₁/σ₃ 應(yīng)按下列公式計(jì)算：

      (19.8.1-2)

                         (19.8.1-3) 

                         (19.8.1-4)

式中：——有效大主應(yīng)力和有效小主應(yīng)力(kPa);

σ₁、σ₃——大主應(yīng)力與小主應(yīng)力(kPa);

u——孔隙水壓力(kPa)。

4 孔隙壓力系數(shù)B 和A 應(yīng)按下列公式計(jì)算：

       (19.8.1-5)

   (19.8.1-6)

式中：u₀——試樣在周圍壓力下產(chǎn)生的初始孔隙壓力(kPa);

u_d——試樣在主應(yīng)力差(σ₁-σ₃)下產(chǎn)生的孔隙壓力(kPa)。 

19.8.2 制圖應(yīng)符合下列規(guī)定：

1 根據(jù)需要分別繪制主應(yīng)力差(σ₁-σ₃)與軸向應(yīng)變 ε₁的關(guān)系曲線，有效主應(yīng)力比()  與軸向應(yīng)變ε₁的關(guān)系曲線，孔隙壓力 μ 與 軸 向 應(yīng) 變ε₁的關(guān)系曲線，用 與  作坐標(biāo)的應(yīng)力路徑關(guān)系曲線。

2 破壞點(diǎn)的取值可以(σ₁-σ₃) 或() 的峰點(diǎn)值作為破壞 點(diǎn)。如(σ₁-σ₃)    和()  均無峰值，應(yīng)以應(yīng)力路徑的密集點(diǎn)或按 一定軸向應(yīng)變(一般可取ε₁=15%,  經(jīng)過論證也可根據(jù)工程情況選 取破壞應(yīng)變)相應(yīng)的(σ₁-σ₃) 或() 作為破壞強(qiáng)度值。

3  應(yīng)按下列規(guī)定繪制強(qiáng)度包線：

1)對于不固結(jié)不排水剪切試驗(yàn)及固結(jié)不排水剪切試驗(yàn)，以法向應(yīng)力σ為橫坐標(biāo)，剪應(yīng)力 t為縱坐標(biāo)，在橫坐標(biāo)上以 為圓心，  為半徑(f 注腳表示破壞時的 值),繪制破壞總應(yīng)力圓后，作諸圓包線。該包線的傾角為內(nèi)摩擦角φ_μ或φ_cμ包線在縱軸上的截距為黏聚力c_c或 c_cu; 

2)在固結(jié)不排水剪切中測孔隙壓力，則可確定試樣破壞時的有效應(yīng)力。以有效應(yīng)力為橫坐標(biāo)，剪應(yīng)力為z為縱坐標(biāo)，在橫坐標(biāo)軸上以 為圓心，以為半徑，繪制不同周圍壓力下的有效破壞應(yīng)力圓后，作諸圓包線，包線的傾角為有效內(nèi)摩擦角,包線在縱軸上的截距為有效黏聚力;

3)在排水剪切試驗(yàn)中，孔隙壓力等于零，抗剪強(qiáng)度包線的傾角和在縱軸上的截距分別以φ_d和c_d 表示；

4)如各應(yīng)力圓無規(guī)律，難以繪制各圓的強(qiáng)度包線，可按應(yīng)力路徑取值，即以 為縱坐標(biāo)，為橫坐標(biāo)，繪制應(yīng)力圓，作通過各圓之圓頂點(diǎn)的平均直線。根據(jù)直線的傾角及在縱坐標(biāo)上的截距，應(yīng)按下列公式計(jì)算和:

φ'=  sin^-1tana        (19.8.2-1)

                          (19.8.2-2)

式中：α——平均直線的傾角(°);

d—— 平均直線在縱軸上的截距(kPa)。

19.8.3  本試驗(yàn)的記錄格式應(yīng)符合本標(biāo)準(zhǔn)附錄 D表D.34～表 D.36 的規(guī)定。