[科普中国]-不固结不排水剪试验

不固结不排水剪(UU)试验，又称快剪试验。在施加围压和增加轴压直至试件被破坏的过程中均不允许试样排水。通过不固结不排水剪试验可以获得总的抗剪强度参数。

它适用于土层厚度大、渗透系数较小、施工快速的工程以及快速破坏的天然土坡稳定性的验算。1

概念不固结不排水剪试验，简称UU试验，是指将现场提取或试验室制备的土样放入三轴仪的压力室内，在排水阀门关闭的情况下，先向土样施加周围压力，不待土样固结和孔隙水压力消散，随即施加轴向应力进行剪切，直至剪坏的试验。在施加轴向应力的过程中，自始至终关闭排水阀门不允许土中水排出，即在施加周围压力和剪切力时均不允许土样发生排水固结。2

试验目的不固结不排水剪试验的试验目的是：试样在施加周围压力和随后施加偏应力直至剪切破坏的整个试验过程中都不允许排水，这样从开始加压直至试样剪切破坏，土中的含水率始终保持不变，孔隙水压力也不可能。通过上述的试验过程可以测得总应力抗剪强度指标。3

操作步骤不固结不排水剪试验的操作步骤如下：

⑴仪器检查

对仪器各部分进行全面的检查。周围压力系统、反压力系统、孔隙水压力系统、轴向压力系统是否能正常工作。排水管路是否畅通，管路阀门连接处有无漏水漏气现象，乳胶膜是否有漏水漏气现象。

①周围压力的量测准确度为全量程的1%，根据试样的强度大小，选择不同量程的测力计，应使最大轴向压力的准确度不低于1%。

②孔隙水压力量测系统内的气泡应完全排除。系统内的气泡可用纯水或施加压力使气泡溶于水，并从试样底座溢出，测量系统的体积因数应小于1.5×10-5cm3/kPa。

③管路应畅通，各连接处应无漏水，压力室活塞杆在轴套内应能滑动。

④在使用前应仔细检查橡皮膜，方法是扎紧两端，向膜内充气，在水中检查，如若无气泡溢出，方可使用。

⑵在压力室的底座上，依次放上不透水板、试样及不透水试样帽，将橡皮膜套住承膜筒内，将两端翻出膜外，从吸气孔吸气，使橡皮膜贴紧承膜筒内壁，然后套在试样外，放气，翻起橡皮膜，取出承膜筒，用橡皮圈将橡皮膜分别扎紧在压力室底座和试样帽上。

⑶装上压力室外罩，安装时应先将活塞提高，以防碰撞试样，然后将活塞对准试样帽中心，并旋紧压力室密封螺帽，再将量力环对准活塞。

⑷打开压力室外罩顶面排气孔，向压力室内充水，当压力室快注满水时，降低进水速度。当水从排水孔溢出时，关闭周围压力阀，旋紧排气孔螺栓。

⑸打开周围压力阀，施加所需的周围压力，周围压力的大小应与工程的实际荷重相适应，并尽可能使最大周围压力与土体的最大实际荷重大致相等，也可按100、200、300、400kPa施加。

⑹旋转手轮，当量力环的量表微动，表示活塞与试样接触，然后将测力环的量表和轴向位移量表的指针调整到零位。

⑺启动电动机，合上离合器，开始剪切，剪切速率宜为每分钟应变0.5%～1.0%。开始阶段，试样每产生垂直应变0.3%～0.4%时，记测力环量表渎数和垂直位移量表读数各一次。当轴向应变大于3%时，试样每产生0.7%～0.8%的轴向应变（或0.5mm变形值）测记一次。

⑻当测力计读数出现峰值后，剪切应继续进行至超过5%的轴向应变为止。当测力计读数无峰值时，剪切应进行到轴向应变为15%～20%。

⑼试验结束后，关闭电动机，关闭周围压力阀，脱开离合器，将离合器调至粗位，倒转手轮，将压力室降下，然后打开排气阀，排除压力室内的水，拆卸压力室外罩，拆除试样，描述试样破坏的形状，称量试样质量，并测定试验后的含水率。

⑽重复以上步骤分别在不同的围压下进行第二、三、四个试样的试验。4

试验结果计算①计算轴向应变：

ε1=△h/h0×100%

式中：ε1为轴向应变，单位为%；

△h为轴向变形，单位为mm；

h0为土样初始高度，单位为mm。

②计算剪切过程中试样的平均面积：

Aa=A0/（1-ε1）

式中：Aa为剪切过程中平均断面积，单位为cm2；

A0为土样初始断面积，单位为cm2；

ε1为轴向应变，单位为%。

③计算主应力差：

σ1-σ3=CR/Aa×10=CR（1-ε1）/A0×10

式中：σ1-σ3为主应力差，单位为kPa；

σ1为大主应力，单位为kPa；

σ3为小主应力，单位为kPa；

C为测力计率定系数，单位为N/0.01mm；

R为测力计读数，单位为0.01 mm；

10为单位换算系数。4

本词条内容贡献者为:

郝庆菊 - 副教授 - 西南大学