三轴压缩试验是测定土体抗剪强度的一种常用方法。三轴压缩仪由压力室、轴向加荷系统、施加周围压力系统、孔隙水压力量测系统等组成，如图1.28所示。
常规试验方法的主要步骤如下：将土切成圆柱体套在橡胶膜内，放在密封的压力室中，然后向压力室内压入液体（水或油），使试件在各个方向受到周围压力，并使液压在整个试验过程中保持不变，这时试件内各向的三个主应力都相等，因此不产生剪应力。然后再通过传力杆对试件施加竖向压力，使得竖向主应力大于水平向主应力，同时保持水平向主应力不变，逐渐增大竖向主应力直到试件发生剪切破坏。设剪切破坏时由传力杆加在试件上的竖向压应力为Δσ1，则试件上的大主应力为σ1=σ3+Δσ1，而小主应力为σ3。以（σ1-σ3）为直径可画出一个极限应力圆，如图1.29中的圆A。用同一种土样的若干组试件（三组以上）按以上所述方法分别进行试验，每个试件施加不同的周围压力σ3，可分别得出剪切破坏时的大主应力σ1，将这些结果绘成一组极限应力圆，如图1.29中的圆A、B和C。根据极限应力圆，作一组极限应力圆的公共切线，即为土的抗剪强度包线，通常可近似取为一条直线，该直线与横坐标的夹角即为土的内摩擦角φ，直线与纵坐标的截距即为土的黏聚力C。
图1.28 三轴压缩试验示意
图1.29 三轴压缩试验的包络线
轴对称三轴压缩试验按剪切前的固结程度和剪切时的排水条件，分为以下三种试验方法。
（1）不固结不排水三轴试验，又称之为UU试验（Unconsolidated Undrained），简称为不排水试验。试样在施加周围压力和随后施加竖向压力直至剪切破坏的整个过程中都不允许排水，试验自始至终关闭排水阀门。
（2）固结不排水三轴试验，又称之为CU试验（Consolidated Undrained）。试样在施加周围压力σ3时打开排水阀门，允许排水固结，待固结稳定后关闭排水阀门，然后再施加竖向压力，使得试样在不排水的条件下发生剪切破坏。(www.xing528.com)
（3）固结排水三轴试验，又称之为CD试验（Consolidated Drained）。试样在施加周围压力σ3时允许排水固结，待固结稳定后，再在排水条件下施加竖向压力至试件发生剪切破坏。
需要指出，在围压三轴试验（轴对称三轴试验）中，虽然可以产生一种三轴复杂应力σ1、σ2和σ3，但是这种复杂应力是一种特殊的应力状态，它们都处于一个特殊的平面之中，如图1.30所示。在这个试验中，土体受到σ1、σ2和σ3的作用，所以人们往往把它作为三轴试验。但是，在围压三轴试验中，无论是等压固结、K0固结，还是三轴压缩剪切或三轴伸长剪切，它们中的两个应力总是相等的，即σ2=σ3或σ1=σ2。这些试验结果可以得出材料的强度性能参数，但是不能区分各种不同的强度理论的差别。
图1.30 轴对称三轴试验的各种应力组合都在同一个平面
说明莫尔-库仑强度理论不合理的研究结果还有很多。图1.31是Montary砂在不同围压下的两种试验得出的系列结果。可以看到，不论砂土的紧密程度如何，在试验的范围内，平面应变条件下得到的结果都比轴对称三轴试验得出的高。
图1.31 三轴压缩与平面应变试验的摩擦角比较（李广信）
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