三轴剪切试验

摘要： 随着我国基建事业的不断完善,工程中遇到盐渍土地质的概率变得越来越大。黄骅港土质盐渍化特别严重,且处在寒冷地区,土质强度低,冻融严重,这直接影响了工程建设的安全性、适用性和耐久性,因此,开展针对该地区盐渍土-砂混合土的工程特性研究意义重大。鉴于此,文章结合黄骅港综合保税区项目地质情况,以含砂量、含水率为研究因素,对该寒冷地区盐渍土-砂混合土进行系列三轴剪切试验,以研究含砂量、含水率对该寒冷地区盐渍土-砂混合土的强度变化规律,旨在为今后类似工程项目的建设和研究积累基础。

摘要： 木质素纤维作为一种高效且绿色环保的新型改良材料,被不断用于土体改良的研究中。为探究影响木质素纤维改良黄土的因素,采用木质素纤维对青海西宁地区黄土进行改良加固,通过不固结不排水三轴剪切试验并结合扫描电镜试验研究了压实度、木质素纤维掺量和围压对木质素纤维改良黄土抗剪强度的影响规律。试验结果表明:木质素纤维改良黄土的抗剪强度随压实度和围压的升高而增大;当木质素纤维掺量为5%时,改良黄土试样的抗剪强度较高,而木质素纤维掺量为7%时,改良黄土试样的抗剪强度有所降低;木质素纤维掺量的增加使改良黄土的应力-应变曲线由硬化型向软化型转变;木质素纤维改良黄土的黏聚力和内摩擦角随压实度的增加均呈线性上升趋势,并根据试验结果建立了压实度与改良黄土抗剪强度指标之间的函数关系。本文旨在为木质素纤维改良黄土的抗剪强度研究提供试验依据。

摘要： 通过理论与经验综合分析,将不同剪切方法所得抗剪强度指标大小进行对比,得出若干结论,主要有三轴试验的内摩擦角大小关系:固结排水>固结不排水>不固结不排水;三轴试验的粘聚力大小关系:不固结不排水>固结不排水≥固结排水。从而对工程试验所得数据的合理性有一个大致判断,使抗剪强度指标在工程应用中更加合理安全。

摘要： 为了揭示强、弱结合水及其质量分数对原状黄土抗剪强度的影响,通过等温吸附试验界定黄土中强、弱结合水的质量分数,结合三轴剪切试验和微观结构图像研究了结合水对原状黄土抗剪强度的影响机理。结果表明:黄土强、弱结合水的临界相对湿度为90.0%,形成的强、弱结合水质量分数分别为3.07%、4.75%;当黄土中的水分以强结合水的形式存在时,其应力-应变曲线呈现应变软化;当黄土中的水分主要处于弱结合水至自由水范围时,其应力-应变曲线呈现应变硬化;黄土的极限强度随着结合水质量分数的升高而降低;微观结构图像显示黄土中含有亲水性黏土矿物,随着结合水质量分数的增加,土颗粒的接触方式由以点-面接触为主逐渐向以面-面接触为主过渡。

摘要： 为了研究Q_(2)重塑黄土的强度特性及变形特性,采用改进的非饱和土三轴仪进行三轴固结排水剪切试验,试验过程中控制吸力、净围压均为常数。试验结果表明:相同吸力下,随着净围压增大,试样的偏应力越来越大,相同净围压下,随着吸力的增大,试样的偏应力也逐渐增大;不同应力状态下,剪切初期试样的偏应力随轴向应变的增加变化较大,而后应力随应变的变化逐渐减小;试样刚开始剪切时,如果吸力较大会出现轻微的剪胀现象,但并不明显,吸力较小的试样在剪切过程中基本都处于剪缩状态;吸力越大,土体的表观黏聚力c及参数k也就越大,但吸力的变化对有效内摩擦角Φ′及参数n影响不大。

摘要： 深厚表土层冻结法凿井工程中,深部土体由于经历了高压冻融作用,导致其工程性质变化,认识冻融作用对其强度与变形影响,对于冻融病害防治有一定意义。本文通过室内试验对深部重塑黏土进行了有载冻融,并对不同干密度、围压、冻结温度和融化温度条件下的深部冻融重塑黏土进行三轴剪切试验,探讨有载冻融作用下深土重塑土抗剪强度的变化规律。研究结果表明:冻融作用使深部重塑黏土的偏应力-应变关系由软化型转变成硬化型;同时,经冻融作用后其抗剪强度与割线模量都产生了一定的下降,在本试验条件下,抗剪强度最高下降了48.8%,割线模量E_()最大下降了72.0%。通过对各影响因素的显著性分析,发现初始干密度对抗剪强度和割线模量影响最为显著,围压对两者的影响最弱。

摘要： 为了进一步揭示纤维沥青混合料中纤维的作用,在纤维沥青混合料的强度分析中,将纤维的作用等价成一种约束作用,即附加的小主应力,并认为纤维沥青混合料的强度指标比沥青混合料的强度指标高,根据两种混合料的应力莫尔圆关系,推导出纤维沥青混合料在极限平衡状态下的大主应力表达式,并对该式讨论分析,演化出多种受力状态下纤维沥青混合料强度表达式。最后,通过多组纤维沥青混合料的三轴剪切试验及劈裂试验,验证了本文强度表达式是合理的。另外,通过调整强度参数,使该式还可用于纤维沥青混合料强度的非线性分析和新型纤维沥青混合料的强度预测。研究结果对含有各种损伤缺陷的维沥青混合料的强度和其他材料的强度分析有指导作用。

摘要： 采用摩尔库伦强度理论,通过设置多个对照组进行室内三轴试验,研究大兴安岭地区棕色针叶林土壤和暗棕壤的物理性质、土壤抗剪强度差异及相关影响因素。研究结果显示,2个研究对象及自身不同土层之间在含水率、土壤容重及机械组成方面存在不同程度的差异,土壤抗剪强度指标受土壤容重、机械组成、是否添加根系的影响,其中土壤抗剪强度与粉粒含量呈显著负相关(R=-0.7553),与砂粒含量呈显著正相关(R=0.9784)。黏聚力与砂粒含量呈显著正相关(R=0.7601),内摩擦角与黏粒含量呈显著正相关(R=0.8360),与粉粒含量呈显著负相关(R=-0.8159);根系的“加筋”作用有助于土壤抗剪强度的提高,使得棕色针叶林土壤和暗棕壤的内摩擦角增大,棕色针叶林土壤的黏聚力降低,暗棕壤的黏聚力升高,导致两者土壤抗剪强度出现不同程度的变化,但在高径向围压状态下,2种土壤均表现出抗剪强度增大的结果。

摘要： 为探究相对密度和有效围压对饱和海砂力学特性的影响,利用GDS动态三轴试验仪,对广西北部湾地区海砂开展了一系列固结排水三轴剪切试验,分析了相对密度、有效围压对饱和海砂强度特征、体变特征、割线模量以及摩擦角的影响规律。结果表明:随着围压的减小或相对密度的增大,试样体积应变不断增大,而相对密度或有效围压的增加均会提高试样的峰值强度,有效围压与峰值强度之间呈现良好的线性增长关系。随着围压的减小或相对密度的增大,应力相对软化系数、剪胀系数均不断增大,且有效围压与应力相对软化系数、剪胀系数分别呈线性和半对数线性相关。割线模量随轴向应变的增加整体呈衰减趋势,各试验工况下轴向应变为5%时试样的割线模量相比于轴向应变0.164%衰减了80%~90%。饱和海砂的峰值摩擦角随相对密度的增加而增大,随有效围压的增大而减小,相对密度D_(r)为50%时有效围压σ_(c)为50 kPa对应的峰值摩擦角是σ_(c)为200 kPa的1.098倍。

摘要： 采用ST-1固化剂对典型崩岗洪积泥沙进行固化,通过击实试验和三轴剪切试验分析ST-1固化剂掺量、养护龄期与固化泥沙抗剪强度的关系.结果表明,固化泥沙的最优含水率为12.83 g·kg^(-1),所对应的最大干密度为1.88 g·cm^(-3);固化泥沙的应力—应变曲线为应变软化型,土样表现出脆性破坏特征;抗剪强度随着围压的增大而增大,围压为200 kPa时抗剪强度最大,达到3707 kPa;随着养护龄期的延长,黏聚力先增大后保持稳定,第14天黏聚力达到最大值,为381 kPa,内摩擦角整体也呈现增大趋势,最大值可达53°;随着ST-1浓度的增大固化土黏聚力增大,但内摩擦角变化不明显.因此修筑拦砂坝时可适当增加围压,并且养护龄期选择7~14 d,固化剂浓度选择0.03%,以达到较高强度.

摘要： 三轴剪切试验中,当土中存在裂缝、结构面等软弱面时,软弱面的C、(Φ)值常较低,按《土工试验方法标准》得出的可能并非真实值,它可能既不是最大剪破面上的C、(Φ)值,也不是软弱面上的C、(Φ)值.其(Φ)值仅是“土沿软弱面破坏时的极限应力状态下土中某个面合力最大倾角”,C值无意义.

摘要： 三轴剪切试验中,当土中存在裂缝、结构面等软弱面时,软弱面的C、ψ值常较低,按《土工试验方法标准》得出的可能并非真实值,它可能既不是最大剪破面上的C、ψ值,也不是软弱面上的C、ψ值.其ψ值仅是"土沿软弱面破坏时的极限应力状态下土中某个面合力最大倾角",C值无意义.

摘要： 土体的力学参数作为土体强度的重要参数,对评价土体强度、稳定性具有重要意义.而多种土质混合后的土体作为一种复杂土体材料,其力学参数具有很大的差异性,为了能够更快、更准确的反演计算出混合后土体的力学参数,基于颗粒流方法使用PFC3D程序对由不同土质含量组成的混合土体材料的三轴剪切试验进行颗粒流数值模拟,建立混合土体材料的数值模拟试验方法,并将模拟结果与实验室实测试验结果进行了对比分析.结果表明,颗粒流模拟结果与实测试验结果具有较高的相似性,且两者应力应变规律几乎一致,从而验证了数值模拟模型的正确性,可基于此模型建立评价和预估混合土体材料的模拟试验方法.

摘要： 本文在总结相关研究成果的基础上，对联合室内和现场试验研究土体本构模型及确定模型参数进行了初步探索。通过室内固结排水静力三轴剪切试验研究发现，在不同固结应力及干密度下，割线模量Es与轴向应变εa的关系曲线，可以采用最大弹性模量Emax及参考应变εr归-为Es／Emax～εa／εr曲线，归一的曲线受结构性、颗粒大小及级配等因素的影响很小，提出以土层原位试验得到的Emax现代替室内试验的Emax，获到原位土体实际的Es～εa曲线。针对邓肯双曲线模式的缺点，提出了一种新的土体静力应力应变关系本构模式，新模式能很好地描述试验结果。

摘要： 对非饱和高庙子膨润土与砂混合物击实样进行常含水率下的不排水等向压缩和不排水三轴剪切试验，研究非饱和高庙子膨润土与砂混合物的水力-力学特性，拟模拟深层地质处置工程中缓冲/回填材料在不排水状态下受力时的性状。试验研究表明：在不排水等向压缩和不排水三轴剪切试验中，固结应力和剪应力的增大引起非饱和土试样孔隙比减小，饱和度增大，吸力减小;在不排水剪切试验中，应力-应变曲线呈外凸的形状，试样发生体积收缩和侧向膨胀变形，净围压对试样的初始刚度、不排水剪切强度和变形有较大的影响。

摘要： 对扰动程度不同的原状样和重塑样分别进行单向固结试验和固结排水及不排水三轴剪切试验，研究结构性对上海软土的变形、强度特性的影响。压缩试验结果表明：结构性强的原状样具有明显的结构屈服应力，结构性一般的原状样，结构屈服应力不明显;原状样比重塑样具有更大的压缩指数Cc和膨胀指数Cs。剪切试验结果表明：相同固结压力下，结构性强的土样强度不仅低于结构性弱的土样强度，而且低于重塑样的强度。这是由剪切时土样的孔隙比差异造成的。若消除孔隙比的影响，则结构性将使原状样具有更高的强度，且结构性越强，土体强度越高。

摘要： 天然气水合物是一种战略性替代能源，又是全球气候环境问题和地质灾害的诱发因素之一。研究含天然气水合物沉积物的变形和强度等力学特性成为保障天然气水合物开发利用中工程与环境安全的重要一项研究内容。通过不同初始含水率控制试样的水合物含量的方法，开展不同水合物含量的粉质砂的三轴剪切试验，研究水合物含量对赋存介质的强度与变形特性的影响。试验结果表明，水合物在砂样中的填充与胶结作用，使得含水合物试样的剪切模量明显增加，进一步采用双曲线模型对各试样初始模量的计算与分析后发现，相同净围压下，随着水合物含量增加，试样的初始剪切模量具有上升趋势，但上升趋势变缓；试样强度随水合物含量增加而增大，但水合物含量高的试样破坏峰值强度与净围压并不是线性关系，净围压越大其峰值强度相应偏小；通过摩尔．库仑定律得出的试样强度指标可知，试样内摩擦角随水合物含量增加而增大，但增加幅度不大，但水合物含量31．0％和51．0％试样的与含水合物0％和19．7％试样相比，前2组试样具有较大黏聚力c值。因此，水合物对试样强度增长的贡献主要是其在试样中的胶结作用产生，且其对强度影响还受含量和赋存形态的控制。

摘要： 非饱和黄土是典型的结构性土,对4种含水率的原状非饱和黄土和重塑非饱和黄土进行了3种围压下的三轴剪切试验.基于二元介质理论,通过原状非饱和黄土和重塑非饱和黄土的应力-应变曲线对比,定义了结构性参数结构应力分担比.考察了不同围压和含水率对结构应力分担比随应变变化的影响,并给出了其定量表达式.试验结果表明,围压和含水率是影响结构性的两个主要因素;随着应变增长,结构应力分担比分先线性增长后指数形式减低,其最大值可以表示成围压和含水率的函数.最后给出了考虑结构性的原状非饱和黄土本构模型的建模思路.

摘要： 非饱和土中由于有孔隙气的存在而使得非饱和土的力学性质变得非常复杂.气体对非饱和土体强度和变形会产生重要影响.根据12组不同饱和度、不同干密度云南红黏土土样的三轴不排气、不排水剪切试验结果,讨论了气体对非饱和土土体强度和变形的影响.黏聚力在不排气剪切情况下随着饱和度的变化不是单调的,内摩擦角则随着饱和度的增大而减小.干密度增大则黏聚力和内摩擦角都增大.在三轴不排气剪切过程中,试样出现了明显了的剪胀性,且随着干密度的减小,饱和度的增大剪胀性逐渐消失.试样最后的破坏形态与是否发生剪胀可能也有联系.

摘要： 粗粒土石料在填筑工程中应用非常广泛,在填筑工程中很多都采用邓肯-张模型对粗粒土进行计算分析。但邓肯-张模型是针对粘土而提出的,该模型应用到粗粒土石料工程分析中还存在不够精确的问题。通过对三种不同岩性的粗粒土石料三轴固结排水剪、固结不排水剪试验和饱和、非饱和压缩试验以及他人的试验结果；分别就粗粒料的平均粒径、孔隙比、围压值、含泥量、母岩性质、级配、孔隙水压力对邓肯-张模型参数的影响进行了分析,总结得到了该模型参数的相关影响规律。

摘要： 一种应用于岩石三轴试验中的双剪切夹具及试验方法，属于岩石力学测试技术领域。夹具：包括底座和压头，底座和压头采用圆柱体结构；压头与岩石试样相对一侧的表面被两条等长平行的圆弦分割成三个平面，从左至右为第一、二、三平面；底座与岩石试样相对一侧的表面被两条等长平行的圆弦分割成三个平面，从左至右为第四、五、六平面；第二平面为凸起平面且第五平面为凹陷平面，或者第二平面为凹陷平面且第五平面为凸起平面；第二与五平面面积相等，第一、三、四和六平面的面积相等，且均为第二平面面积的一半。方法：将试样放置在底座与压头之间，粘贴应变片；填充橡胶，套橡胶套；安装环向、轴向位移传感器，放入压力室内密封、充油，进行试验。

摘要： 本发明涉及一种用于在取样地点对岩石、土壤或制造材料的圆柱形试样(2)进行土工材料试验的单元(1)，其包括至少一个活塞(4、5)，用于使试样受到沿着所述试样(2)的纵轴线指向的应力。根据本发明，所述单元此外还具有用于使所述试样受剪的装置(7)，该装置能够允许在由所述至少一个活塞来压缩所述试样的时候使所述试样开裂。

摘要： 一种大型三轴试验中测量土体剪切波速的外部激发试验装置、试验系统及方法。外部激发装置包括四个压电堆栈、四个惯性块和一个振动单元；惯性块端部分别与压电堆栈端面连接、与固定单元通过螺纹固定；振动单元包括中部圆柱体固定单元和沿其外周均匀设置的四个扭转单元。试验系统中固定单元与三轴试验仪的加载轴连接，将两个加速度传感器安装在试样侧面；信号发生装置产生电压脉冲作用于压电堆栈，在压电堆栈的纵向振动作用下，振动单元产生扭转振动，并经过试样传播，传感器采集传播至试样不同位置的振动信号并转换为电信号，通过采集的电信号时间差计算土体的剪切波速。本发明结构简单合理、装配简单、操作方便，在岩土工程及结构健康监测领域具有良好的推广价值。

摘要： 膨胀桩剪切及三轴压缩试验膨胀水泥模具，包括膨胀管，膨胀管内设有柔性密封管，膨胀管两端分别覆盖有拼接板，两块拼接板之间由多根连接杆连接，在拼接板上开设有与膨胀管相连通的注浆孔，在注浆孔内设有封闭垫块，在封闭垫块和膨胀管管壁上贴有应力片，在膨胀管上下两端设有电磁铁，所述膨胀管是由多块瓦片拼接成的管状结构，所述连接杆是由多根螺杆连接成杆状结构，各片瓦片之间和各根螺杆之间是通过均是通过弹性件连接。本发明用于解决现有膨胀水泥在凝固成型过程中，膨胀水泥模块在自膨胀力作用下模具破裂，使得水泥不能成型，以及现有模具难以模拟实际工况下膨胀水泥桩自身强度和性质的问题。

摘要： 本发明提供一种适用于三轴压力室的裂隙剪切-渗流耦合试验系统及试验方法，该系统包括裂隙剪切装置、岩石常规三轴压缩装置、渗透压力伺服装置、流量测量装置以及数据采集处理装置，所述裂隙剪切装置包括用于放置裂隙试样的上置裂隙剪切装置和下置裂隙剪切装置以及封水胶套和封水箍；所述上置、下置裂隙剪切装置结构相同，主要由刚性剪切垫片、L型柔性剪切垫片、圆形透水钢片、半圆形透水钢片依次顺序相连构成；所述裂隙试样、上置裂隙剪切装置和下置裂隙剪切装置由封水胶套封装，并由封水箍固定在压力活塞和底座之间。本发明可完成岩石裂隙在不同法向荷载条件下的剪切-渗流耦合试验，试验过程操作简单，结果可靠，并可直观显示结果。

摘要： 一种应用于岩石三轴试验中的双剪切夹具及试验方法，属于岩石力学测试技术领域。夹具：包括底座和压头，底座和压头采用圆柱体结构；压头与岩石试样相对一侧的表面被两条等长平行的圆弦分割成三个平面，从左至右为第一、二、三平面；底座与岩石试样相对一侧的表面被两条等长平行的圆弦分割成三个平面，从左至右为第四、五、六平面；第二平面为凸起平面且第五平面为凹陷平面，或者第二平面为凹陷平面且第五平面为凸起平面；第二与五平面面积相等，第一、三、四和六平面的面积相等，且均为第二平面面积的一半。方法：将试样放置在底座与压头之间，粘贴应变片；填充橡胶，套橡胶套；安装环向、轴向位移传感器，放入压力室内密封、充油，进行试验。

摘要： 一种大型三轴试验中测量土体剪切波速的外部激发试验装置、试验系统。外部激发装置包括四个压电堆栈、四个惯性块和一个振动单元；惯性块端部分别与压电堆栈端面连接、与固定单元固定；振动单元包括固定单元和四个扭转单元。试验系统中固定单元与三轴试验仪的加载轴连接，将两个加速度传感器安装在试样侧面；在压电堆栈的纵向振动作用下，振动单元产生扭转振动，并经过试样传播，传感器采集传播至试样不同位置的振动信号并转换为电信号，通过采集的电信号时间差计算土体的剪切波速。本实用新型结构简单合理、装配简单、操作方便，在岩土工程及结构健康监测领域具有良好的推广价值。

摘要： 本发明属于剪切试验技术领域，公开了一种应力应变三轴剪切试验装置，包括：装置基座以及固定在其上的三套以上的施力系统；所述施力系统包括：围压加载单元、轴向压力加载单元、反压力加载单元、渗透压加载单元、起吊单元以及数据采集单元。本发明提供的应力应变三轴剪切试验装置能够在同一操作装置上同步执行不同规格的式样的剪切试验，高效，且试验数据精确可靠。

摘要： 本发明公开了一种基于MTS电液伺服试验机的土工三轴剪切试验设备，包括MTS电液伺服试验机，在MTS电液伺服试验机的MTS电液伺服试验机上夹头，MTS电液伺服试验机下夹头上装有土工三轴剪切试验装置；本发明具有如下的技术效果，一是充分利用MTS电液伺服试验机提供精确稳定的力源，通过上固定杆、轴向传力杆实现试样的垂直加压，利用进液口压入液体配合压力体积控制器实现试样围压和反压的加压和稳压，最终在各部件的密切配合下，可进行试样的反压饱和、固结加载-卸载循环的各向同性、各向异性、K0固结、蠕变固结、动静三轴剪切实验，且实验过程全部通过软件控制，操作简便，自动化程度高，适合研究推广使用。二是结构简单，紧凑，占用空间小，组装方便，成本低，测量精度高，稳定性好。

摘要： 本实用新型公开了一种基于MTS电液伺服试验机的土工三轴剪切试验设备，包括MTS电液伺服试验机，在MTS电液伺服试验机的MTS电液伺服试验机上夹头，MTS电液伺服试验机下夹头上装有土工三轴剪切试验装置；本实用新型具有如下的技术效果，一是充分利用MTS电液伺服试验机提供精确稳定的力源，通过上固定杆、轴向传力杆实现试样的垂直加压，利用进液口压入液体配合压力体积控制器实现试样围压和反压的加压和稳压，最终在各部件的密切配合下，可进行试样的反压饱和、固结加载‑卸载循环的各向同性、各向异性、K