三轴剪切试验结果及分析

三轴剪切试验的理论根据是莫尔—库仑强度理论。试验使用的仪器称为三轴剪切仪（三轴压缩仪）。三轴剪切仪核心部位是三轴压力室，如图10.5所示。

图10.5　三轴剪切仪压力室示意图

图10.6　三轴剪切试验成果

试验用的试样为圆柱形，试验时，先通过水压力对试样三个轴向施加周围压力σ3，并保持不变，然后在轴向施加压力σy，在保持σ3 不变的情况下，逐渐增大σy，直到试样被剪切破坏。此时，作用于试样的垂直压力σ1=σ3+σy 为最大主应力，周围压力σ3 为最小主应力，由σ1 和σ3 可以绘得一个极限应力圆。对于同一种土，取3～4个试样，在不同的周围压力σ3 作用下，进行剪切直至破坏，可得到相应的σ1，便可绘出几个不同的极限应力圆，如图10.6所示。这些极限应力圆的公切线即为该土的抗剪强度线，通常称为强度包络线。强度包络线的倾角为该土的内摩擦角ψ，与纵坐标的截距为该土的黏聚力c。

通过控制土样在周围压力作用下固结条件和剪切时的排水条件，可形成如下三种三轴剪切试验方法。(www.xing528.com)

1.不固结不排水剪 （UU试验）

试样在施加周围压力和随后施加轴向应力，直至剪坏的整个试验过程中都不允许排水，即从开始加压直至试样剪坏，土中的含水量始终保持不变，孔隙水压力也不会消散。UU试验得到的抗剪强度指标用cu、ψu 表示，这种试验方法所对应的实际工程条件，相当于饱和软黏土中快速加荷时的应力状况。

2.固结不排水剪 （CU试验）

在施加周围压力σ3 时，将排水阀门打开，允许试样充分排水，待固结稳定后关闭排水阀门，然后再施加轴向应力，使试样在不排水的条件下剪切破坏。在剪切过程中，试样没有任何体积变形。若要在受剪过程中量测孔隙水压力，则要打开试样与孔隙水压力量测系统间的管路阀门。CU试验得到的抗剪强度指标用ccu、ψcu表示，其适用的实际工程条件为一般正常固结土层在工程竣工或在使用阶段受到大量、快速的活荷载或新增荷载的作用下所对应的受力情况，在实际工程中经常采用这种试验方法。

3.固结排水剪 （CD试验）

在施加周围压力及随后施加轴向应力直至剪坏的整个试验过程中都将排水阀门打开，并给予充分的时间让试样中的孔隙水压力能够完全消散。CD试验得到的抗剪强度指标用cd、ψd表示。

因三轴剪切试验的诸多优点，现行GB 50007—2011 《建筑地基基础设计规范》推荐采用本方法，特别是对于一级建筑物地基土应予采用。