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溫控三軸儀的原理及實(shí)驗(yàn)類型分享

更新時(shí)間:2019-09-17      點(diǎn)擊次數(shù):1549
   溫控三軸儀的原理及實(shí)驗(yàn)類型分享

  一、溫控三軸儀試驗(yàn)原理

  真三軸試驗(yàn)所施加的應(yīng)力和所測得的強(qiáng)度參數(shù)以及變形參數(shù)能較真實(shí)地反映實(shí)際情況。然而這種試驗(yàn)的儀器構(gòu)造復(fù)雜、操作麻煩。目前除了作研究用外,很少被巖土工程師用于實(shí)際的工程勘察設(shè)計(jì)。

  許多土工問題如土坡、路堤、擋土墻、碼頭等均屬于平面問題,在設(shè)計(jì)上作為平面應(yīng)變狀態(tài)處理,即只考慮σ1和σ3。在一些特殊情況下,如油罐基礎(chǔ),常按軸對稱問題處理,即σ2=σ3。三軸試驗(yàn)就是使試樣在軸對稱的應(yīng)力狀態(tài)下進(jìn)行試驗(yàn)。由于三軸試驗(yàn)比真三軸試驗(yàn)簡單方便,因此得到了廣泛應(yīng)用。

  二、溫控三軸儀試驗(yàn)類型

  三軸試驗(yàn)的主要用途是測定土的強(qiáng)度和應(yīng)力應(yīng)變有關(guān)參數(shù)。也常用來測定土的靜止側(cè)壓力系數(shù)Ko、消散系數(shù)Cv、滲透系統(tǒng)K等。三軸試驗(yàn)主要有以下幾種類型:

  1、強(qiáng)度試驗(yàn)

  用三軸試驗(yàn)測定土的強(qiáng)度參數(shù),有幾種不同方法。根據(jù)試驗(yàn)過程中排水條件,通常可分為不固結(jié)不排水剪(UU)、固結(jié)不排水剪(CU)和固結(jié)排水剪(CD)。試驗(yàn)方法的選擇,要根據(jù)設(shè)計(jì)要求、土的性質(zhì)、施工速度、工程運(yùn)用條件等而定。

  2、應(yīng)力路徑試驗(yàn)

  前述三種常規(guī)試驗(yàn)方法的UU試驗(yàn)、CU試驗(yàn)和CD試驗(yàn)是用同一種加荷方式,在不同排水條件下進(jìn)行的。如用不同的加荷方式,在不同排水條件下進(jìn)行試驗(yàn),則稱為應(yīng)力路徑試驗(yàn)。

  應(yīng)力路徑是模擬土體在實(shí)際施工或運(yùn)行過程中的應(yīng)力變化,對試樣進(jìn)行加荷減荷的試驗(yàn)程序。這種應(yīng)力狀態(tài)變化是以巖石的加荷過程中土體內(nèi)某平面上應(yīng)力變化的軌跡來表明應(yīng)力增長或減小的路徑。不同的加荷方式有不同的應(yīng)力路徑。

  3、三軸靜止側(cè)壓力系數(shù)Ko試驗(yàn)

  在天然土層或人工填土中的任何一點(diǎn),水平有效應(yīng)力σ,h一般不等于垂直有效應(yīng)力σ,v。這兩種應(yīng)力之比稱為側(cè)壓力系數(shù)或側(cè)應(yīng)力比,即:Ko=σ,h/σ,v。Ko的小值相當(dāng)于土體破壞時(shí)的應(yīng)力比,以Kf表示。工程中,設(shè)計(jì)者所需要的是靜止側(cè)壓力系數(shù),即土體在垂直應(yīng)力作用下,無側(cè)向變形的靜止側(cè)壓力系數(shù),以Ko表示。

  Ko試驗(yàn)是假定土體各向同性均勻一致,應(yīng)力σ與應(yīng)變ε呈線性關(guān)系,其比值σ/ε即為彈性模量E。

  4、孔隙壓力消散試驗(yàn)

  孔隙壓力消散試驗(yàn)是測定試樣施加作用力后,試樣中產(chǎn)生的孔隙壓力在排水條件下隨時(shí)間而消散的過程。根據(jù)這種試驗(yàn)可測得土的固結(jié)系數(shù)Cv(也稱消散系數(shù))和體積壓縮系數(shù)mv。

  5、三軸滲透試驗(yàn)

  三軸滲透試驗(yàn),利用三軸儀按常規(guī)不排水剪試驗(yàn)方法安裝好試樣,對試樣施加有效圍壓σ3,使水在一定壓力差作用下通過試樣流出,保持穩(wěn)定流量Q,測定土的滲透系數(shù)。對同一試樣,可以施加不同圍壓σ3,使之達(dá)到固結(jié)排水穩(wěn)定后,分別測定其滲透系數(shù)k。

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