17.5 一个试样多级加荷试验
17.5.1 一个试样多级加荷试验的试样安装应符合下列规定:
1 不固结不排水试验(UU)应按本规程第17.2.1条第1款~第5款的规定进行;
2 固结不排水试验(CU)应按本规程第17.3.1条第1款~第7款的规定进行,孔隙压力阀及排水管阀均关闭。
17.5.2 一个试样多级加荷试验的试样固结和剪切应符合下列规定:
1 不固结不排水试验(UU)应按下列步骤进行:
1)装完试样后,施加第一级周围压力,周围压力分2级~3级施加。
2)剪切应变速度取每分钟为0.5%~1.0%,然后开始剪切。开始阶段,以试样应变每隔0.3%~0.4%测记轴向力和轴向位移读数;当应变达3%以后,每隔0.7%~0.8%测记一次。
3)当轴向力稳定或接近稳定时,记录轴向位移和轴向力读数,停止剪切,将轴向压力退至零。
4)施加第2级周围压力。此时轴向力因施加周围压力而增加,应重新调至原来读数值,然后升高升降台。当轴向力读数微动时,表示试样帽与轴向测力系统重新接触,再按原剪切速率剪切,直至轴向力读数稳定或接近稳定为止。
5)全自动三轴仪应按要求设置试验参数,自动完成试验。
6)应按本条第1款第4项的要求进行其余各级周围压力的试验。最后一级周围压力下的剪切累积应变不应超过20%。
7)试验结束后,关闭周围压力阀,尽快拆除压力室罩,取下试样称量,并测定剪切后的含水率。
2 固结不排水试验(CU)应按下列步骤进行:
1)安装试样后施加第一级周围压力,应按本规程第17.3.1条第8款、第9款规定进行试样固结,待固结稳定后,关体变管阀或排水管阀。
2)应按本条第1款规定进行第1级试样剪切。
3)第1级剪切完成后,轴向力退至为零。待孔隙压力稳定后再施加第2级周围压力,并按本条第2款第1项的规定进行排水固结。
4)试样固结稳定后,关体变管阀或排水管阀,使活塞与试样帽接触,记录轴向位移读数Δh2,此时试样高度h2=h0-Δh2。按本规程第17.5.4条第1款第2项、第3项的规定进行剪切。
5)按本规程第17.5.4条第2款第3项的规定进行下一级周围压力下的试验,最后一级周围压力下的剪切累积应变量应不超过20%。
6)全自动三轴仪按本规程第17.5.4条第2款第1项~第5项的要求设置试验参数,自动完成试验过程。
17.5.3 不固结不排水试验施加第1级周围压力剪切时试样的轴向应变和面积应按下列公式计算,轴向应变应精确至0.1%,面积应精确至0.1cm2:
式中:h0——试样起始高度(cm);
Δh——试样在剪切时的轴向变形(cm);
ε1——轴向应变(%);
A0——试样起始面积(cm2);
Aa——试样剪切时的面积(cm2)。
17.5.4 固结不排水剪切施加第1级周围压力后的试样高度和面积的计算应符合下列要求:
1 固结后试样的高度和面积应按下列公式计算,高度应精确至0.01cm,面积应精确至0.1cm2:
2 剪切时试样的轴向应变及面积应按下列公式计算,轴向应变应精确至0.1%,面积应精确至0.1cm2:
式中:hc——固结后试样的高度(cm);
Δhc——固结变形量(轴向)(cm);
V0——试样起始体积(cm3);
ΔV——固结排水量(cm3)。
17.5.4 施加第1级周围压力后,剪切终了时的高度和面积作为第2级周围压力下的起始高度和起始面积,依次类推。
17.5.5 主应力差、主应力比和孔隙压力系数应按本规程第17.3.2条的规定计算。
17.5.6 不固结不排水剪应力与应变关系曲线(图17.5.6-1)、固结不排水剪应力与应变曲线(图17.5.6-2)、固结不排水剪的法向应力与剪应力曲线(图17.5.6-3)。
图17.5.6-1 不固结不排水剪应力与应变关系曲线
图17.5.6-2 固结不排水剪应力与应变曲线
图17.5.6-3 固结不排水剪的法向应力与剪应力曲线
17.5.7 一个试样多级加荷试验记录应按表17.2.3-1、表17.2.3-2和表17.2.3-3填列。