技術(shù)文章
9.1 一 般 規 定
19.1.1 土樣粒徑應小于20mm。
19.1.2 根據排水條件的不同,本試驗可分為不固結不排水剪 (UU)、 固結不排水剪(CU或 )和固結排水剪(CD)3種試驗類(lèi)型。
19.1.3 對于無(wú)法取得多個(gè)試樣、靈敏度較低的原狀土,可采用一個(gè)試樣多級加荷試驗。
19.2 儀 器 設 備
19.2.1 本試驗所用的儀器設備應符合下列規定:
1 應變控制式三軸儀(圖19.2.1-1):由反壓力控制系統、周圍壓力控制系統、壓力室、孔隙水壓力量測系統組成。其技術(shù)條件應符合現行國家標準《巖土工程儀器基本參數及通用技術(shù)條件》 GB/T 15406 及《土工試驗儀器 三軸儀 第1部分:應變控制式 三軸儀》GB/T24107.1的規定;
2 附屬設備應符合下列規定:
1)擊實(shí)器(圖19.2.1-2);
2)飽和器(圖19.2.1-3);
3)切土盤(pán)(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(chēng)量200g,分度值0.01g;稱(chēng)量1000g,分度值0. 1g; 稱(chēng)量5000g,分度值1g;
4 負荷傳感器: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,其滲透系數宜大于試樣的 滲透系數,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(jiǎn);2一緊箍;3—夾板;4一拉桿;5一透水板
圖19.2.1-4 切土盤(pán)
1—軸;2一上盤(pán);3一下盤(pán)
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(jiǎn)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 試驗時(shí)的儀器應符合下列規定:
1 根據試樣的強度大小,選擇不同量程的測力計。
2 孔隙壓力量測系統的氣泡應排除。其方法是:孔隙壓力量 測系統中充以無(wú)氣水并施加壓力,小心地打開(kāi)孔隙壓力閥,讓管路 中的氣泡從壓力室底座排出。應反復幾次直到氣泡wanquan沖出為 止??紫秹毫α繙y系統的體積因數應小于1.5×10-? cm3/kPa。
3 排水管路應通暢?;钊谳S套內應能自由滑動(dòng),各連接處 應無(wú)漏水漏氣現象。儀器檢查完畢,關(guān)周?chē)鷫毫﹂y、孔隙壓力閥和 排水閥以備使用。
4 橡皮膜在使用前應仔細檢查。其方法是扎緊兩端,在膜內充氣,然后沉入水下檢查,應無(wú)氣泡溢出。
19.3 試樣的制備和飽和
19.3.1 試樣制備應按下列步驟進(jìn)行:
1 試樣高度h與直徑D之比(h/D) 應為2.0~2.5,直徑D 分別為39.1mm、61.8mm及101.0mm。對于有裂隙、軟弱面或構造面的試樣,直徑D 宜采用101.0mm。
2 原狀土試樣制備應按下列規定進(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 定尺寸的土柱,放在切土盤(pán)(圖19.2.1-4)的上、下圓盤(pán) 之間。再用鋼絲據或削土刀緊靠側板,由上往下細心切 削,邊切削邊轉動(dòng)圓盤(pán),直至土樣的直徑被削成規定的直 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(gè)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 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 器刀口內壁涂上一薄層油,將切土器的刀口對準土樣頂 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(kāi)切土器,將試樣取出,按要求的高 度將兩端削平。試樣的兩端面應平整,互相平行,側面垂 直,上下均勻。在切樣過(guò)程中,當試樣表面因遇礫石而成 孔洞時(shí),允許用切削下的余土填補;
3)將切削好的試樣稱(chēng)量,直徑為101.0mm 的試樣應準確 至 1g;直徑為61 .8mm 和39 . 1mm 的試樣應準確至 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 均直徑應按下式計算:
(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)對于特別堅硬的和很不均勻的土樣,當不易切成平整、均 勻的圓柱體時(shí),允許切成與規定直徑接近的柱體,按所需 試樣高度將上下兩端削平,稱(chēng)取質(zhì)量,然后包上橡皮膜, 用浮稱(chēng)法稱(chēng)試樣的質(zhì)量,并換算出試樣的體積和平均 直徑。
3 擾動(dòng)土試樣制備的擊實(shí)法應按下列步驟進(jìn)行:
1)選取一定數量的代表性土樣。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(guò)篩,篩的孔徑應符合本 標準表19.3.1的規定,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)
試樣直徑D | 最大允許粒徑dmax |
39.1 | |
61.8 | |
101.0 | D |
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至少20h, 使含水率均勻。取出土 料復測其含水率。含水率的最大允許差值應為±1%。 當不符合要求時(shí),應調整含水率至符合要求為止;
3)擊樣筒的內徑應與試樣直徑相同。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 使用前應洗擦干凈,涂一薄層凡士林;
4)根據要求的干密度,稱(chēng)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(chēng)其質(zhì)量。
4 砂土試樣制備應按下列步驟進(jìn)行:
1)根據試驗要求的試樣干密度和試樣體積稱(chēng)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(kāi)孔隙壓力閥及量管閥,使壓力室底座充水。將煮沸過(guò) 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(kāi)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(kāi)模內壁(圖19.2.1-8);
3)在橡皮膜內注脫氣水約達試樣高的1/3。用長(cháng)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,繼續注水至試樣高度的2/3,再裝第 2層砂樣。如此繼續裝樣,直至模內裝滿(mǎn)為止。如果要 求干密度較大,則可在填砂過(guò)程中輕輕敲打對開(kāi)模,使 所稱(chēng)出的砂樣填滿(mǎn)規定的體積。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(kāi)量管閥降低量管,使管內水面低于試樣中心高程以下 約0.2m, 當試樣直徑為101mm 時(shí),應低于試樣中心高 程以下約0.5m。 在試樣內產(chǎn)生一定負壓,使試樣能站 立。拆除對開(kāi)模,測量試樣高度與直徑應符合本標準第 19.3.1條第2款第3項的規定,復核試樣干密度。各試樣之間的干密度最大允許差值應為±0.03g/cm3。
19.3.2 試樣飽和宜選用下列方法:
1 抽氣飽和法:應將裝有試樣的飽和器置于無(wú)水的抽氣缸內,進(jìn)行抽氣,當真空度接近當地1個(gè)大氣壓后,應繼續抽氣,繼續 抽氣時(shí)間宜符合表19.3.2的規定。
表19.3.2 不同土性的抽氣時(shí)間(h)
土 類(lèi) | 抽氣時(shí)間 |
粉土 | >0.5 |
黏土 | >1 |
密實(shí)的黏土 | >2 |
當抽氣時(shí)間達到表19.3.2的規定后,徐徐注入清水,并保持真 空度穩定。待飽和器wanquan被水淹沒(méi)即停止抽氣,并釋放抽氣缸的真 空。試樣在水下靜置時(shí)間應大于10h,然后取出試樣并稱(chēng)其質(zhì)量。
2 水頭飽和法:適用于粉土或粉土質(zhì)砂。應按本標準第19.3.1 條第4款第1項~第5項規定的步驟安裝試樣,試樣頂用透水帽, 然后施加20kPa 的周?chē)鷫毫?,并同時(shí)提高試樣底部量管的水面和 降低連接試樣頂部固結排水管的水面,使兩管水面差在1m 左右。 打開(kāi)量管閥、孔隙壓力閥和排水閥,讓水自下而上通過(guò)試樣,直至 同一時(shí)間間隔內量管流出的水量與固結排水管內的水量相等為 止。當需要提高試樣的飽和度時(shí),宜在水頭飽和前,從底部將二氧 化碳氣體通入試樣,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wanquan飽和時(shí),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。先對試樣施加20kPa 的周?chē)鷫毫︻A壓, 并開(kāi)孔隙壓力閥待孔隙壓力穩定后記下讀數,然后關(guān)孔 隙壓力閥;
2)反壓力應分級施加,并同時(shí)分級施加周?chē)鷫毫?/span>,以減少對試樣的擾動(dòng),在施加反壓力過(guò)程中,始終保持周?chē)鷫毫Ρ?/span> 反壓力大20kPa, 反壓力和周?chē)鷫毫Φ拿考壴隽繉涴?/span> 土取30kPa; 對堅實(shí)的土或初始飽和度較低的土,取 50kPa~70kPa;
3)操作時(shí),先調周?chē)鷫毫χ?0kPa, 并將反壓力系統調至 30kPa, 同時(shí)打開(kāi)周?chē)鷫毫﹂y和反壓力閥,再緩緩打開(kāi)孔 隙壓力閥,待孔隙壓力穩定后,測記孔隙壓力計和體變管 讀數,再施加下一級的周?chē)鷫毫头磯毫Γ?/span>
4)計算每級周?chē)鷫毫ο碌目紫秹毫υ隽俊鱱,并與周?chē)鷫毫?/span> 增量△σ3 比較,當孔隙水壓力增量與周?chē)鷫毫υ?/span>量之比 △u/△σ3 >0.98 時(shí),認為試樣飽和;否則應按本標準第 19.3.2條第3款的規定重復,直至試樣飽和為止。
19.4 不固結不排水剪試驗
19.4.1 試樣的安裝應按下列步驟進(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,應按本標準第 19.3. 1條第4款的規定進(jìn)行。
2 將橡皮膜套在承膜筒內,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(shí)應先將活塞提升,以防碰撞試樣, 壓力室罩安放后,將活塞對準試樣帽中心,并均勻地旋緊螺絲。
4 開(kāi)排氣孔,向壓力室充水,當壓力室內快注滿(mǎn)水時(shí),降低進(jìn) 水速度,水從排氣孔溢出時(shí),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(kāi)周?chē)鷫毫﹂y, 施加所需的周?chē)鷫毫?。周?chē)鷫毫Υ笮c工程的實(shí)際小主應力 3相適應,并盡可能使最大周?chē)鷫毫εc土體的最大實(shí)際小主應力;大致相等。也可按100kPa、200kPa、300kPa、400kPa施加。
6 上升升降臺,當軸向測力計有微讀數時(shí)表示活塞已與試樣 帽接觸。然后將軸向負荷傳感器或測力計、軸向位移傳感器或位 移計的讀數調整到零位。
19.4.2 剪切試樣應按下列步驟進(jìn)行:
1 剪切應變速率宜為0.5%/min~1.0%/min。
2 開(kāi)動(dòng)試驗機,進(jìn)行剪切。開(kāi)始階段,試樣每產(chǎn)生軸向應變0.3%~0.4%時(shí),測記軸向力和軸向位移讀數各1次。當軸向應變達3%以后,讀數間隔可延長(cháng)為每產(chǎn)生軸向應變0.7%~0.8% 時(shí)各測記1次。當接近峰值時(shí)應加密讀數。當試樣為特別硬脆或 軟弱土時(shí),可加密或減少測讀的次數。
3 當出現峰值后,再繼續剪3%~5%軸向應變;軸向力讀數 無(wú)明顯減少時(shí),則剪切至軸向應變達15%~20%。
4 試驗結束后,關(guān)閉電動(dòng)機,下降升降臺,開(kāi)排氣孔,排去壓 力室內的水,拆除壓力室罩,揩干試樣周?chē)挠嗨?,脫去?/span>樣外的 橡皮膜,描述破壞后形狀,稱(chēng)試樣質(zhì)量,測定試驗后含水率。對于 直徑為39. 1mm 的試樣,宜取整個(gè)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 固結不排水剪試驗
19.5.1 試樣的安裝應按下列步驟進(jìn)行:
1 開(kāi)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?chē)N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,當要施加反壓力飽和試樣時(shí),所貼的濾紙 條必須中間斷開(kāi)約試樣高度的1/4,或自底部向上貼至試樣高度 3/4處。
2 應按本標準第19.4. 1條第2款的規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(kāi)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(kāi)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 應按本標準第19.4.1條第3款、第4款的規定,裝上壓力 室罩并注滿(mǎn)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,并關(guān)排水管閥。
19.5.2 試樣排水固結應按下列步驟進(jìn)行:
1 使量管水面位于試樣中心高度處,開(kāi)量管閥,測讀傳感器, 記下孔隙壓力起始讀數,然后關(guān)量管閥。
2 施加周?chē)鷫毫媳緲藴实?/span>19.4. 1條第5款的規定, 并調整負荷傳感器或測力計、軸向位移傳感器或位移計的讀數。
3 打開(kāi)孔隙壓力閥,測記穩定后的孔隙壓力讀數,減去孔隙 壓力計起始讀數,即為周?chē)鷫毫εc試樣的初始孔隙壓力。
4 開(kāi)排水管閥,按0min 、0.25min 、1min 、4min 、9min …時(shí)間 測記排水讀數及孔隙壓力計讀數。固結度至少應達到95%,固結 過(guò)程中可隨時(shí)繪制排水量△V 與時(shí)間平方根或時(shí)間對數曲線(xiàn)及孔 隙壓力消散度與時(shí)間對數曲線(xiàn)。若試樣的主固結時(shí)間已經(jīng)掌握, 也可不讀排水管和孔隙壓力的過(guò)程讀數。
5 當要求對試樣施加反壓力時(shí),則應符合本標準第19.3.2 條第3款的規定。關(guān)體變管閥,增大周?chē)鷫毫?,使周?chē)鷫毫εc反壓 力之差等于原來(lái)選定的周?chē)鷫毫?,記錄穩定的孔隙壓力讀數和體 變管水面讀數作為固結前的起始讀數。
6開(kāi)體變管閥,讓試樣通過(guò)體變管排水,并應按本標準第19.5.2條第2款~第4款的規定進(jìn)行排水固結。
7 固結完成后,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。開(kāi)動(dòng)試驗機,到軸向力讀數開(kāi)始微動(dòng)時(shí),表 示活塞已與試樣接觸,記下軸向位移讀數,即為固結下沉量△h。 依此算出固結后試樣高度hc。然后將軸向力和軸向位移讀數都調 至零。
8 其余幾個(gè)試樣按同樣方法安裝試樣,并在不同周?chē)鷫毫ο?/span> 排水固結。
19.5.3 剪切試樣應按下列步驟進(jìn)行:
1 剪切應變速率宜為0 .05%/min~0. 10%/min, 粉土剪切 應變速率宜為0. 1%/min~0.5%/min;
2 開(kāi)始剪切試樣。測力計、軸向變形、孔隙水壓力的測記應 符合本標準第19.5.2條第3款、第4款規定;
3 試驗結束后,關(guān)閉電動(dòng)機,下降升降臺,開(kāi)排氣孔,排去壓 力室內的水,拆除壓力室罩,揩干試樣周?chē)挠嗨?,脫去試?/span>外的 橡皮膜,描述破壞后形狀,稱(chēng)試樣質(zhì)量,測定試驗后含水率。
19.6 固結排水剪試驗
19.6.1 試樣的安裝、固結應按本標準第19.5.1條、第19.5.2條 的規定進(jìn)行。
19.6.2 試樣的剪切應按本標準第19.5.3條的規定進(jìn)行,但在剪切 過(guò)程中應打開(kāi)排水閥。剪切速率宜為0.003%/min~0.012%/min。
19.7 一個(gè)試樣多級加荷試驗
19.7.1 不固結不排水剪試驗應按下列步驟進(jìn)行:
1 試樣的安裝應符合本標準第19.4.1條的規定。
2 施加第一級周?chē)鷫毫?,試樣剪切應符合本標準?/span>19.4.2
條第1款的規定。當測力計讀數達到穩定或出現倒退時(shí),測記軸 向位移和測力計讀數,關(guān)閉電機停止剪切,將軸向壓力退至零。
3 施加第二級周?chē)鷫毫?。此時(shí)測力計因施加周?chē)鷫?/span>力而增加,應重新調至原來(lái)讀數值,然后升高升降臺。當測力計讀數微動(dòng) 時(shí),表示試樣帽與測力系統重新接觸,再按原剪切速率剪切,直至 測力計讀數穩定或接近穩定為止。按此進(jìn)行其余各級周?chē)鷫毫Φ?/span> 試驗。最后一級周?chē)鷫毫ο碌募羟欣鄯e應變不應超過(guò)20%。
4 試驗結束后,關(guān)周?chē)鷫毫﹂y,拆除壓力室罩,取下試樣稱(chēng) 量,并測定剪切后的含水率。
19.7.2 固結不排水剪試驗應按下列步驟進(jìn)行:
1 試樣的安裝應符合本標準第19.5.1條的規定。
2 試樣的固結應符合本標準第19.5.2條的規定。
3 試樣的剪切應符合本標準第19.5.3條的規定。施加第一級周?chē)鷫毫?,試樣剪切應變速率應符合本標準?/span>19.5.3條第1款 的規定。第一級剪切完成后,退除軸向壓力,待孔隙水壓力穩定后 施加第二級周?chē)鷫毫?,進(jìn)行排水固結。
4 固結完成后進(jìn)行第二級周?chē)鷫毫ο碌募羟?,并?/span>本標準第19.7.2條第1款~第3款的步驟進(jìn)行第三級周?chē)鷫毫ο碌募羟校?/span> 累計剪切累積應變不應超過(guò)20%。
5 試驗結束后,關(guān)周?chē)鷫毫﹂y,盡快拆除壓力室罩,取下試樣稱(chēng)量,并測定剪切后的含水率。
19.8 計算、制圖和記錄
19.8.1 計算應符合下列規定:
1 試樣的高度、面積、體積及剪切時(shí)的面積應按表19.8.1 中的公式計算。
表19.8.1 高度、面積、體積計算表
項 目 | 起始 | 固 結 后 | 剪切時(shí)校正值 | |
按實(shí)測固結下沉 | 等應變簡(jiǎn)化式樣 | |||
試樣高度 (cm) |
h0 |
hc=h0-△hc | — | |
試樣面積 (cm2) |
A0 |
(不固結不排水剪) | ||
(固結不排水剪) | ||||
(固結排水剪) | ||||
試樣體積 (cm3) | V0 | — |
注:表中,△hc為固結下沉量,由軸向位移計測得(cm);△V為固結排水量(實(shí)測或試驗 前后試樣質(zhì)量差換算)(cm3);△Vi為排水剪中剪切時(shí)的試樣體積變化(cm3), 按體 變管或排水管讀數求得;ε1為軸向應變(%);△hi試樣剪切時(shí)高度變化(cm), 由軸 向位移計測得,為方便起見(jiàn),可預先繪制△V-hc及△V-Ac的關(guān)系線(xiàn)備用。
2 主應力差(σ?-σ?) 應按下式計算:
(19.8.1-1)
式中:σ1——大主應力(kPa);
σ3——小主應力(kPa);
C-— 測力計率定系數(N/0.01mm);
R—— 測力計讀數(0.01mm);
Aa—— 試樣剪切時(shí)的面積(cm2)。
3 有效主應力比σ1/σ3 應按下列公式計算:
(19.8.1-2)
(19.8.1-3)
(19.8.1-4)
式中:——有效大主應力和有效小主應力(kPa);
σ1、σ3——大主應力與小主應力(kPa);
u——孔隙水壓力(kPa)。
4 孔隙壓力系數B 和A 應按下列公式計算:
(19.8.1-5)
(19.8.1-6)
式中:u0——試樣在周?chē)鷫毫ο庐a(chǎn)生的初始孔隙壓力(kPa);
ud——試樣在主應力差(σ1-σ3)下產(chǎn)生的孔隙壓力(kPa)。
19.8.2 制圖應符合下列規定:
1 根據需要分別繪制主應力差(σ1-σ3)與軸向應變 ε1的關(guān)系曲線(xiàn),有效主應力比() 與軸向應變ε1的關(guān)系曲線(xiàn),孔隙壓力 μ 與 軸 向 應 變ε1的關(guān)系曲線(xiàn),用 與 作坐標的應力路徑關(guān)系曲線(xiàn)。
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(wú)峰值,應以應力路徑的密集點(diǎn)或按 一定軸向應變(一般可取ε1=15%, 經(jīng)過(guò)論證也可根據工程情況選 取破壞應變)相應的(σ1-σ3) 或() 作為破壞強度值。
3 應按下列規定繪制強度包線(xiàn):
1)對于不固結不排水剪切試驗及固結不排水剪切試驗,以法向應力σ為橫坐標,剪應力 t為縱坐標,在橫坐標上以 為圓心, 為半徑(f 注腳表示破壞時(shí)的 值),繪制破壞總應力圓后,作諸圓包線(xiàn)。該包線(xiàn)的傾角為內摩擦角φμ或φcμ包線(xiàn)在縱軸上的截距為黏聚力cc或 ccu;
2)在固結不排水剪切中測孔隙壓力,則可確定試樣破壞時(shí)的有效應力。以有效應力為橫坐標,剪應力為z為縱坐標,在橫坐標軸上以 為圓心,以為半徑,繪制不同周?chē)鷫毫ο碌挠行茐膽A后,作諸圓包線(xiàn),包線(xiàn)的傾角為有效內摩擦角,包線(xiàn)在縱軸上的截距為有效黏聚力;
3)在排水剪切試驗中,孔隙壓力等于零,抗剪強度包線(xiàn)的傾角和在縱軸上的截距分別以φd和cd 表示;
4)如各應力圓無(wú)規律,難以繪制各圓的強度包線(xiàn),可按應力路徑取值,即以 為縱坐標,為橫坐標,繪制應力圓,作通過(guò)各圓之圓頂點(diǎn)的平均直線(xiàn)。根據直線(xiàn)的傾角及在縱坐標上的截距,應按下列公式計算和:
φ'= sin-1tana (19.8.2-1)
(19.8.2-2)
式中:α——平均直線(xiàn)的傾角(°);
d—— 平均直線(xiàn)在縱軸上的截距(kPa)。
19.8.3 本試驗的記錄格式應符合本標準附錄 D表D.34~表 D.36 的規定。