[科普中国]-各向不等压固结不排水试验

固结不排水试验是在施加围压后打开排水阀，使试样在围压下排水固结，试样完全固结排水之后，然后关闭排水阀，施加轴向应力。各向不等压固结不排水试验，又称CAU试验。在三轴压缩仪压力室中，先使试样在轴向压力和周围压力不等条件下排水固结，然后在不允许排水的条件下增加轴向压力直至破坏的试验。

简介各向不等压固结不排水试验是指土试样先在轴压力和周围压力不相等的情况下进行排水固结，待稳定后施加轴向压力并在剪切过程中不允许排水。各向不等压固结不排水试验与固结不排水试验最大区别是排水固结过程中轴向压力和周围压力是否相等。

固结不排水试验三轴压缩试验，是一种能够全面的进行土质强度指标的测量方式，并且，三轴压缩试验测量方式能够清晰完整的显示出土质样本的受力情况、变形情况到被剪切破坏的整个过程。三轴压缩试验既可以被称为土质抗剪切能力的强度试验，还可以被称为土质受力关系试验。三轴试验按照不同排水条件可以分为不固结不排水试验（UU），固结不排水试验(CU)和固结排水试验（CD）。三轴试验原理：三轴试验仪的装置主要由压力室、加压系统、量测系统及排水系统组成。试验时，将圆柱体土样用乳胶膜包裹， 固定置于压力室的底座，封闭压力室，向压力室内注满液体， 使土样在试验过程中受到不变的围压σ3，然后在压力室上端活塞杆施加垂向应力σ1，土样在共同应力的挤压作用下发生变形，直至土样受剪破坏。在试验时，首先对试样施加围压，然后保持围压不变， 逐渐增加轴向应力。在试验中， 围压保持不变，主应力逐渐增大，其应力摩尔圆也逐渐增大至极限应力圆，试样最终被剪坏。以试样破坏时的围压和最大主应力做出摩尔圆1。

固结不排水剪切试验。试验前先对试样进行饱和，让试样充分饱和后，再进行试验。用三轴压缩仪进行固结快剪试验时，打开排水阀，让试样在一定围压下排水固结，等试样固结完毕也即孔隙水压力降下来后，关闭排水阀，进行剪切试验。在剪切过程中，试样含水量保持不变，因此要以较快的速度将试样剪破，尽量使试样在剪切过程中不再排水 。

土工试验的意义土质的本身性质和受力程度能够充分的反映出土质的特性，在岩土工程、建筑地基设计工作以及建筑施工、优化等方面具有非常重要的意义。为了保证建筑的施工安全以及使用过程当中的安全性能，必须对施工场地的土质进行土工试验，保证准确的对土质的性质以及承重能力进行准确的掌握。并且在进行土工试验的过程当中，要严格把握试验的准确性。土工是指土质的工程性能，并且土工试验就是对土质的工程性能进行仔细分析而进行的试验。 通常在建筑的过程当中，为了确保工程的安全质量和建筑质量，就需要对土质的抗剪程度和土质的强度进行测试。测试的方法主要有直剪试验、三轴压缩试验、无侧限抗压强度试验及反复直剪强度试验。在建筑的过程当中， 进行土工试验能够对土质的自身特性以及受力情况进行详细分析，确保建筑的安全进行。

影响因素土的抗剪强度是土体的一个重要指标，室内测定岩土体强度的试验方法脱离不了剪切试验和单轴抗压强度试验，对于室内三轴试验测定土体强度的试验方法，虽然优于直接剪切试验，但是由于影响因素的存在，大大降低了其参数的可靠性。其影响因素可从仪器本身、土性、应力条件、取样扰动、试样的均匀性、 制样及人为因素等方面考虑 。其中土样应力条件的变化是引起岩土参数变异的重要条件之一，其次，就是取样扰动，试样经历着野外钻探取样- 试验的运输 - 试样的保存 - 室内试验制样与试验， 这一系列扰动大大降低了参数的可靠性。要提高岩土参数的可靠性必须加大对这两方面的研究。从仪器本身来讲，还存在些问题， 如试样冒，由于它对试样端部的约束作用，使得试样中的应力应变不均匀。仪器中的各种管路的密闭性与传递压力的滞后性，都会影响某些参数的精确测量。土体某些时候受到的是拉力，其应力状态不同于常规三轴压力室内土体的应力状态，而实际试验时，没办法做到。

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李勇 - 副教授 - 西南大学