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1、辽宁工程技术大学力学与工程学院Project报告书题 目岩土体基本力学参数测试方法研究班 级 姓 名指导教师 成 绩 辽宁工程技术大学力学与工程学院 制project任务书Project题目：岩土体基本力学参数测试方法研究Project主要内容：本文以力学知识为理论依据，对岩体和土体的进行研究。(1) 运用岩石测试技术对岩石进行了岩石的抗剪强度的测定，岩石的抗拉强度度的测定，岩石单向抗压强度的测定；(2) 运用岩土测试技术对土体进行了土的固结压缩试验，土的直接剪切试验，土的三轴剪切试验。在实验中建立实体模型得到了岩土体基本力学参数，做为我们以后研究岩土体基本力学参数测试方法提供理了论依据。学生
2、姓名：指导教师签字： 年 月 日摘要 岩土体工程主要是从土体和岩石两方面进行研究的工程。土体工程是研究松散土体分布地区修建各种工程建筑物所遇到的及所引起的主要工程地质条件及其相应的处理措施；岩石工程则是研究在岩体分布地区修建各种工程设施所遇到的和所产生的主要工程地质问题及其相应的处理措施。因此，土体与岩石的研究对我们现今社会的发展有着不同寻常的意义。无论是土体还是岩石，我们都可将其统称为地质环境。地质环境对人类工程活动的影响是多方面的，即可表现为以一定作用影响工程建筑物的稳定性和正常使用，也可表现为以一定作用影响工程活动的安全，还可表现为由于某些地质条件不具备而提高了工程造价，视地质环境的具体
3、特点和人类工程活动的方式和规模而异。 本文以力学知识为理论依据，对岩体和土体的进行研究，通过岩石测试技术对岩石进行了岩石的抗剪强度的测定，岩石的抗拉强度度的测定，岩石单向抗压强度的测定；同时用岩土测试技术对土体进行了土的固结压缩试验，土的直接剪切试验，土的三轴剪切试验。在实验中建立实体模型得到了岩土体基本力学参数，为我们研究岩土体基本力学参数测试方法提供理了论依据。关键词：岩土体；岩石测试技术；岩土测试技术；岩土体基本力学参数 目 录1.绪论11.1研究的目的和意义11.2研究的主要内容12.岩石测试技术22.1 岩石的抗剪强度的测定22.2 岩石的抗拉强度度的测定72.3 岩石单向抗压强度的
4、测定103.土测试技术123.1 土的固结压缩试验123.2 土的直接剪切试验143.3 土的三轴剪切试验174.结论20参考文献211.绪论1.1研究的目的和意义 岩土体测试的目的就是对岩土体的工程性质进行观测和度量，得到岩土体的各种物理力学指标的试验。开展岩土体测试技术工作具有重要的意义，主要体现在： （1）岩土体测试技术不仅在岩土建设实践中十分重要，而且在岩土理论的形成和发展过程中也起着决定性的作用。理论分析指导工程实践，而测试又是理论分析的基础。岩土体中的许多理论是建立在试验基础上的，如Terzaghi的有效应力原理是建立在压缩试验中孔隙水压力的测试基础上的，Darcy定律是建立在渗透
5、试验基础上的。 （2）岩土体测试技术是保证岩土设计合理可行的重要手段。随着经济和社会的发展，工程实践中出现了更多更复杂的岩土体问题，需要运用创新的工程设计方法来解决问题。创新的设计方法要求测试技术要有新的发展和突破，提高岩土体物理力学参数的测试水平，保证工程实践的精度。如基于测试结果的反分析理论可以为岩土体加固设计提供第一手重要资料。 （3）岩土体测试技术是大型岩土工程信息化施工的保障，现场测试已经成为岩土施工不可分割的重要组成部分。监测技术在边坡工程、地下工程、路基工程、基坑工程、桩基工程等工程的施工中发挥着越来越重要的作用。 （4）岩土体测试技术是保证大型重要岩土工程长期安全运行的重要手段
6、。在重大岩土工程的运营过程中，如水电系统的地下厂房群、大型地下空间、城市地下铁道、大型高陡边坡、高速铁路路基、海底隧道等工程需要在运营期间进行岩土体及其结构的变形、受力、温度、渗流状况、沉降的长期监测。1.2研究的主要内容 岩土体利用土力学、岩体力学及地质学的理论与方法对研究各类土建工程中涉及岩土体进行研究。 随着现代化建设事业的飞速发展，各类土建工程日新月异，重型厂房、高层建筑、重大的水电枢纽、艰险的铁路、桥梁和隧洞，以及为了向海洋寻找资源、向地下争取空间而进行的各种开发性工程等，都与它们所赖以存在的岩土地层有着极为密切的关系。各类工程的成功与否，在很大程度上取决于岩土体能否提供足够的承载能
7、力，保证建筑物不产生影响其安全、正常使用的过大或不均匀的沉降，以及水平位移、稳定性或各种形式的岩土应力作用。为了解决建筑地基、斜坡路基、堤坝挡墙、铁路桥隧、地下建筑、岸边支挡、近海工程、场地抗震、地震区划、地热开发、地下蓄能以及国土开发和环境保护等各类工程的岩土工程问题，在岩土体测试技术方面，提出了一系列新的理论和新的设计方法。例如，根据岩土特性，针对工程特点，可以设计相应的应力一应变本构关系，给定数值计算模型，以便准确掌握岩土体在工程运营期间的性状，预估其长期效果和影响。因此，本文就是通过运用岩石测试技术，岩土测试技术的设计理论与方法来简单形象的解决工程中我们常见的岩土体问题。2.岩石测试技
8、术2.1 岩石的抗剪强度实验岩石试件受到剪断时，剪切面的切向应力值，即试件剪断时的极限强度，称为岩石抗剪强度。根据剪切试验室，加载方式的不同，岩石抗剪强度可分为以下几种：抗切强度：剪切面上不加载法向载荷（P=0）时岩石抗剪强度，通常称为抗切强度，这种情况，剪切破坏面上的岩石凝聚力C就是抗切强度（纯剪强度）。抗剪强度：剪切面上加法向载荷时的剪切试验称为压剪试验，这种试验得出的强度指标，即在某一法向应力作用下试件能抵抗的最大剪应力，称为抗剪断强度，常为抗剪强度。此种抗剪强度是一个变量，它与破坏时作用的剪切面上的正应力有关。摩擦强度：是指岩石试件内已有断裂面时在某一法向压力作用下能抵抗的最大剪应力。
9、由于岩石试件已剪断而失去凝聚力C=0，这时得出的抗剪强度仅仅是由于摩擦力造成的，故称为摩擦强度，又称为残余抗剪强度。重剪强度：用来确定试件中存在的软弱面时的抗剪强度，这时得出的强度指标称为重剪强度。在这里，我们主要研究岩石的抗剪强度实验，通过实验求出岩石的内摩擦角和凝聚力C，为采矿，冶金，边坡，稳定等设计提供力学参数。一、实验原理岩石的抗剪断强度，是岩石在外部剪切力作用下，抵抗剪切破坏的能力。通过岩石剪切试验，确定岩石剪切破坏时剪切面上的正应力与剪应力之间的关系，确定岩石的内摩擦角和凝聚力C，从而获得岩石的抗剪断强度。岩石抗剪断试验方法包括单剪法、双剪法、变角板法、斜角压切法和扭转剪切法等。本
10、次试验采用变角板法，将岩石试样置于特制的夹具中，放在压力机的上、下压板之间，利用压力机施加垂直荷载，使整体试样沿所限定的剪切角剪断（图21），根据静力平衡条件分析剪断面上所受的法向应力和剪应力，绘制法向应力和抗剪断强度关系曲线，求得岩石的凝聚力和内摩擦角。图21变角板法装置示意图Figure 2-1 angle variable board schematic diagram method二、仪器设备1试样加工器具，锯石机、磨光机、卡尺、角尺、金钢砂、玻璃板、烘箱等；2100200吨压力机；3专门夹具一套，夹具倾角30、40、50、60、70。三、操作步骤1试样制备试样为岩芯或岩块，用锯石机锯
11、取，并做一定的磨光处理，尺寸为7cm7 cm7cm或5cm5cm5cm，试样每组不少于6个，描述试样特征，并用色笔在试样上划出中心线，注明试样的切剪角。用卡尺逐个测量试样尺寸，计算剪切面积。2安装试样将夹具连同试样放在压力机下压板上，以压力机轴为准对准中心，并在夹具周围放置防护罩。调整压力表指针至零点。3加荷观测关上压力机回油阀，打开送油阀，接上电源，以每秒钟12kg/cm2的速度加荷。观察压力表指针的移动。当试样发生初裂时，记下当时的荷重，直至试样破坏为止。由此荷重便可确定岩石的极限抗剪强度。4描述试样升起压力机上压板，取出被剪断的试样进行破裂外貌描述，并保留试样。如图2-2图2-2 试样F
12、igure 2-2 Sample5重复试验分别以不同角的夹具重复2、3、4步骤进行试验，取得不同角时岩石剪断时的荷重。6试验结果整理（1）计算不同角的夹具下试样剪断时所受正应力和剪应力：式中：剪断面上的法向压应力（MPa）；剪断面上极限剪应力（MPa）；P压力机加在夹具中试样上的最大铅直荷重（KN）；A剪断面面积（cm2）；f滚珠的摩擦系数，由摩擦校正试验决定；用夹具固定的剪断面与水平面的夹角（度）。（2）绘制岩石极限强度曲线：图2-3 岩石极限强度曲线Figure 2-3 Rock ultimate strength curve strength 以每一角剪断面上的正应力为横座标，剪应力为纵
13、座标，连接各点得-曲线。 （3）由-关系曲线计算抗剪断强度指标C和值； a、按曲线整理如图所示，内摩擦角为凝聚力为C抗剪断强度为 =设tg+C图2-4岩石极限强度曲线Figure 2-4 Rock ultimate strength curve strengthb、按直线整理按最小二乘法求得直线方程 =设tg+C图2-5Figure 2-54、 记录试验数据，分析试验结果 表2-1实验数据Table 2-1 experimental data试样剪断面荷重(kg)正应力(kg/cm2)剪应力(kg/cm2)平均抗剪断强度值编号状态面积(cm2)与层理关系放置角度初裂时破裂时初裂时破裂时初裂时破
14、裂时(度)C(kg/cm2)2.2 岩石的抗拉强度实验抗拉强度是岩石力学性质的重要指标之一,是岩石最弱的强度特性,故张性断裂是在破坏过程中最先发生的破断形式,岩石抗拉强度在研究地下采掘空间顶底板岩层稳定性问题时,它具有更为重要的意义。由于对岩石抗拉强度的认识不够和测定困难等原因,目前岩石抗拉强度的测定仍然没有十分有效和精确的方法。文章深入探讨岩石的抗拉强度测定方法,分析目前最常用的劈裂法存在的疑问,改进后的测定工作指出了新思路,实现科学、准确、简单的测定岩石的抗拉强度。一、实验原理抗拉强度是岩石力学性质的重要指标之一。由于岩石的抗拉强度远小于其抗压强度，故在受载时，岩石往往首先发生拉伸破坏，这
15、一点在地下工程中有着重要意义。由于直接拉伸试验受夹持条件等限制，岩石的抗拉强度一般均由间接试验得出。在此采用国际岩石学会实验室委员会推荐并为普遍采用的间接拉伸法（劈裂法，又舟巴西法）测定岩样的抗拉强度。由弹性理论可以证明，圆柱或立方形试件劈裂时的抗拉强度由下式确定式中：Pu试件破坏时的荷载；D圆柱体试件的直径或立方体试件高度；t圆柱体试件厚度或立方体试件宽度。上式认为在试件破裂面上的应力为均匀拉应力，实际上在试件受压接触点处，压应力值大于均匀拉应力值的12倍以上，然后迅速下降，以圆柱试件为例，在距圆柱试件中心大约0.8r（半径）处，应力值变为零，然后变为拉应力，至圆板中心附近拉应力取最大值，因
16、此做劈裂试验时常在圆柱样中心附近首先产生拉伸断裂，圆柱体试件受压直径面上的应力分布如图11所示。 rrPP 图11图2-6 圆柱体试件受压直径面上的应力分布Figure 2-6 Cylinder specimen diameter surface compressive stress distribution二、仪器设备1压力机，规格10吨；2试样加工设备：钻石机、切石机、磨光机、卡尺、角尺、测量平台、放大镜、金刚砂、玻璃板、烘箱、干燥器等；3垫条：直径为1.5mm或为2.0mm的钢丝。三、操作步骤1试样制备规格为5厘米或55厘米的岩样，每组3个，加工允许尺寸误差小于0.2mm，两端面平行度小
17、于0.1mm，端面应垂直于试样轴线，最大偏差小于0.25度。对于非均质粗粒结构岩石，或取样尺寸小于标准尺寸者，允许采用非标准试样，但高径比应满足标准试样的要求。2试样安装将准备好的试样连同垫条旋转在压力机上下压板间，然后调整压力机的横梁或活塞，使试样固定，应注意使试样上、下两垫条刚好位于包含压力机加荷板中心线的垂直面内，以避免荷载的偏心作用。3施加荷载以每秒35kg/cm2的加荷速率加压，直至试样破坏，记录最大破坏荷载，并描述试样破坏情况，如图2-7。图2-7 岩石的抗拉强度破坏Figure 2-7 The tensile strength of rock failure四、成果计算按上式计算
18、岩石抗拉强度，计算值取至小数点后一位。五、记录试验数据，分析试验结果表2-2岩石劈裂法试验记录Table 2-2rock Brazilian test record岩石名称试样编号受力方向含水状态试样尺寸破坏的最大荷载（kg）抗拉强度（kg/cm2）平均抗拉强度（kg/cm2）备注平均直径或边长（mm）平均高度（mm）劈裂面积（mm2）2.3 岩石单向抗压强度的测定随着科学技术迅速发展，人类大型岩土工程和地下建筑工程逐步增多，这样就要求采矿以及其他相关工程类专业的学生不仅需要掌握岩体力学理论方面的基础知识，而且还需要我们掌握基本的试验技能和一定的科学研究的方法，以便在今后的工程实践中，通过试验
19、验证和测定岩石的变形、破坏、移动、失稳等力学性质，为工程设计提供科学依据；同时也可以进一步提高我们独立分析问题、解决问题和综合运用知识的能力，为我们今后从事生产实践和科学研究工作打下坚实的基础。因此本实验的主要目的是：1、掌握实验室试件的制备（试件的采集、钻取、切割、打磨），以及熟悉测试岩石单轴抗压强度所使用的实验仪器设备、测试原理等。2、培养独立分析实验现象、处理试验数据、评价试验结果的能力。一、实验原理将已制备好的标准试件的侧面相对贴上应变片，置于材料试验机承压板中心，调整球形座，使试件上下受力均匀，开动压力机，对试件进行加载，加载速率应控制在0.51.0MPa/s，直至试件破坏，记录试件
20、破坏时的最大压力P（KN），然后根据试验前测量试件的直径计算其横截面积F（cm2），则试件的抗压强度为：10式中：R试件单向抗压强度，MPaP试件破坏载荷，KNF试件初始断面积，cm2对该种岩石重复做上述试验35次，求出该岩石的平均抗压强度值。二、仪器设备1压力机2试样加工设备：钻石机、切石机、磨光机、卡尺、角尺、测量平台、放大镜、金刚砂、玻璃板、烘箱、干燥器等；3应变片三、操作步骤1试样制备圆柱体直径D为5cm，高径比为2，尺寸误差小于0.2mm，六面体采用长宽高为5cm5cm10cm。对于碎岩等特大颗粒岩石，试件尺寸应放大，其直径应大于岩石最大颗粒直径的10倍，高径比不应小于1.8，因特殊
21、原因不能制成标准试件时，应在实验结果中加以说明。因为岩石试件有尺寸效应，所以加工必须采取标准试件。然后在试件压缩膨胀面相对的贴上两个应变片，如图2-8，用于传输试件压缩参数变化。图2-8传输试件压缩参数变化Figure 2-8Transmission test piece compression parameters2试样安装开动试验机，使其处于可用状态，将试件置于压力机承压板中心，调整球形座使试件上端面与上压板平面平行，试验为高强度脆性岩石时应加保护罩。3施加荷载选择压力机度盘：一般应满足0.2P Pmax0.8P 式中：Pmax预计最大破坏载荷，KNP压力机度盘最大值，KN开动压力机，使其
22、处于可用状态，将试件置于压力机承压板中心，调整球形坐，使试件上下受力均匀，0.51.0MPa的速度加载直至破坏。四、记录试验数据，分析试验结果表2-3岩石单向抗压强度测定记录Table 2-2 rock uniaxial compressive strength measurement and record试件编号岩石名称试件含水状态试件尺寸（mm）试件面积F(mm2)破坏载荷PN抗压强度RMPa平均抗压强度MPa备注长宽直径高第三章 土测试技术3.1 土的固结压缩试验一、实验目的1、测定试样在侧限与轴向排水条件下的变形与压力的关系，或孔隙比与压力的关系，变形与时间的关系。2、由测得的各关系曲
23、线计算土的压缩系数av、压缩模量Es、压缩指数Cc、回弹指数Cs、固结系数Cv、地基的渗透系数k及土的先期固结压力Pc等，测定项目视工程需要而定。3、利用压缩试验所得的参数计算地基基础的变形量，预估地基承载力。二、实验设备、仪器1、 压缩固结仪：由环刀、护环、透水板、加压上盖、量表架等组成；2、 加压设备：采用量程为510kN的杠杆式加压设备；3、 变形量测设备：百分表量程10mm，分度值为0.01mm；4、 其他：快速烘箱（300C350C）、电子天平（称量1000g，感量0.01g）、测容重用环刀、刮土刀、钢丝锯、铝盒、玻璃板、秒表、凡士林、盛水盆、滤纸等。三、试验步骤1、按要求取原状样或
24、制备扰动土样。2、取环刀样，测试验前的密度与含水量。3、取压缩仪内的环刀，内壁擦抹凡士林使其光滑少摩擦。环刀刃口向下对准制备的圆柱土样中心，慢慢垂直下压且边压边削土样，使土样成锥台形。直至土样伸出环刀顶面为止，将环刀两边余土削去修平，擦净环刀外壁。4、在压缩容器内放置透水石、滤纸和下护环，将带有环刀的试样小心装入护环，然后在环刀试样上放薄滤纸、上护环、透水板和加压盖板，置于加压框架下，并对准加压杆，使加压杆与加压盖板中心凹槽对正。5、安装百分表，为保证试样与仪器上下各部分之间接触良好，应施加1kPa的预压压力，然后调整百分表，使百分度指针归零（表的毫米指针应控制在510mm之间，以保证有足够的
25、量程测定试样的压缩量）。6、加荷。按50、100、200、400（kpa）四级荷重加荷，每级荷载历时10分钟，即每级荷重加上10分钟时，记测微表读数一次，然后加下一级荷载，依些类推，直到第四级荷载施加完毕为止。四、注意事项1首先装好试样，再安装量表。在装量表的过程中，小指针需调至整数位，大指针调至零，量表杆头要有一定的伸缩范围，固定在量表架上。2压缩容器内放置的透水石、滤纸湿度尽量与试样湿度接近。3加荷时，应按顺序加砝码；试验中不要震动实验台，以免指针产生移动。五、试验数据整理1、 按下式计算试样的初始孔隙比e0：式中：e0土样的初始孔隙比；Gs.土粒比重，本实验取Gs =2.7；0土样的初始
26、密度（g/cm3），由试验测定；4C水的密度，为1 g/cm3；0土样的初始含水量（%），由试验测定。2计算试样的颗粒（骨架）净高hs：式中：h0 试样初始高度（mm）3、计算某级压力下变形稳定后的孔隙比ei：式中： ei某级压力下土样的孔隙比； 某级压力下试样高度的累计变形量，mm；4、计算某级压力下的压缩系数a i-i+1和压缩模量Es式中 Pi 某一级荷重值，MPa。根据上覆压力确定i，一般建筑物的上覆压力在100-200kPa之间，故取a1-2来表达图的压缩系数。5、作孔隙比e和压力p的关系曲线以孔隙比e为纵坐标，压力p为横坐标，绘制孔隙比与压力的关系曲线。图3-1 孔隙比与压力的关系
27、曲线Figure 3-1 Void ratio and pressure curve3.2 土的直接剪切试验一、 试验目的1、 测定土的抗剪强度指标c和，为计算地基承载力、挡墙土压力、验算地基及土坡稳定提供基本参数。2、了解应变式直接剪切试验测定土的抗剪强度指标的方法。分为：快剪（Q）、固结快剪（CQ）、慢剪（S）三种试验方法。3、明了直接剪切试验的特点。二、 实验方法快剪：在试样上施加垂直压力后立即快速施加水平剪应力。固结快剪：在试样上施加垂直压力，待试样排水固结稳定后，快速施加水平剪应力。慢剪：在试样上施加垂直压力及水平剪应力的过程中，均使试样排水固结。本次实验内容只进行快剪试验。三、 实
28、验设备1、应变控制式直剪仪：主要包括：剪切盒（水槽、上剪切盒、下剪切盒），垂直加压框架，测力环，推动机构，台板，杠杆式加压设备。2、位移计或百分表：量程510mm，分度值0.01mm。3、环刀：与直剪仪配套的至少3个；内径618mm，高度20mm。4、其他：削土刀，秒表，玻璃板，推土器，腊纸或塑料膜。图3-2应变控制式直剪仪Figure 3-2 Strain control type direct shear apparatus四.实验步骤1、制备土样：制备给定干密度和含水量范围的扰动土样，土样为直径约200mm，高约100mm的土柱。（实际工程中，切取原状土样）。2、切取土样：用与直剪仪配套
29、的环刀切取土样。环刀刃口向下对准圆柱土样中心，慢慢垂直下压，边压边削切土样使土样成锥台形。直至土样伸出环刀顶面为止，将环刀两边余土削去修平，擦净环刀外壁。3、安装土样：对准上下剪切盒，插入固定插销。在下盒内放不透水板，在放入，然后用推土器将试样徐徐推入剪切盒内，移去环刀。再顺次放入另一张同直径的蜡纸或塑料膜、上透水石、加压盖板与钢珠。4、调试仪器：安装加压框架，转动手轮，使上剪切盒前端钢珠刚好与测力环接触。调整测力环百分表读数为零。对需要测记垂直变形量的，安装垂直位移计或百分表。5、施加垂直压力：转动手轮，使上盒前端钢珠刚好与测力计接触，调整测力计中的量表读数为零。顺次加上盖板、钢珠压力框架。
30、每组四个试样，分别在四种不同的垂直压力下进行剪切。在教学上，可取四个垂直压力分别为100、200、400kPa。6、进行剪切：施加垂直压力后，立即拔出固定销钉，开动秒表，以每分钟46转的均匀速率旋转手轮（在教学中可采用每分钟6转）。使试样在35分钟内剪破。如测力计中的量表指针不再前进，或有显著后退，表示试样已经被剪破。但一般宜剪至剪切变形达4mm。若量表指针再继续增加，则剪切变形应达6mm为止。手轮每转一圈，同时测记测力计量表读数，直到试样剪破为止。（注：手轮每转一圈推进下盒0.2毫米）。7、拆卸试样：剪切结束后，吸去剪切盒中的积水，倒转手轮，尽快移去垂直压力、框架、上盖板，取出试样。五计算及
31、制图1按下式计算各级垂直压力下所测的抗剪强度：式中：f土的抗剪强度，kPa； C 测力计率定系数，N/0.01mm； R 测力计量表读数，0.01mm。 2绘制f曲线以垂直压力为横坐标，以抗剪强度f为纵坐标，纵横坐标必须同一比例，根据图中各点绘制f关系曲线，该直线的倾角为土的内摩擦角，该直线在纵轴上的截距为土的凝聚力C，如附图3-3。四、 试验注意事项 图3-3 曲线Figure 3-3 Curve3.3 土的三轴剪切试验一、 试验目的三轴剪切试验是在三向应力状态下，测定土的抗剪强度参数的一种剪切试验方法。通常用34个圆柱体试样，分别在不同的恒定围压下，施加轴向压力，进行剪切，直至破坏；然后根
32、据极限应力圆包络线，求得抗剪强度参数。二、 实验方法根据排水条件不同，三轴剪切试验分为不固结不排水试验（UU）、固结不排水剪切(CU)和固结排水试验（CD）。本试验只作部固结不排水剪切试验。图3-4应变控制式三轴仪Figure 3-4 Strain control type triaxial apparatus三、 实验设备1、应变控制式三轴剪切仪，由周围压力系统、反压力系统、孔隙水压力量测系统和主机组成。2、附属设备：包括击实器、饱和器、切土器、分样器、切土盘、承膜筒和对开圆模。3、天平：秤量200g，感量0.01g；称量1000g，感量0.1g。4、橡皮膜：应具有弹性，厚度应小于橡皮膜直径
33、的1/100，不得有漏气孔。四、 试验步骤1.试样制备（1）本试验需要34个试样，分别在不同周围压力下进行试验。（2）试样尺寸：最小直径为35mm，最大直径为101mm，试样高度宜为试样直径的22.5倍。对于有裂缝、软弱面和构造面的试样，试样直径宜大于60mm。（3）原状试样制备，应将土切成圆柱形试样，试样两端应平整并垂直于试样轴，当试样侧面或端部有小石子或凹坑时，允许用削下的余土修整，试样切削时应避免扰动，并取余土测定试样的含水量。（4）扰动试样制备，应根据预定的干密度和含水量，在击实器内分层击实，粉质土宜35层，粘质土宜为58层，各层土料数量应相等，各层接触面应刨毛。（5）对制备好的试样，
34、应量测其直径和高度。试样的平均直径应按下式计算：（式中D1，D2，D3分别为试样上、中、下部位的直径）取余土，测定含水率。 2. 试样的安装（1）在压力室底座上依次放上不透水板、试样及试样帽，将橡皮膜套在试样外，并将橡皮膜两端与底座及试样帽分别扎紧。（2）装上压力室罩，向压力室内注满纯水，关排气阀，压力室内不应有残留气泡。并将活塞对准千分表和试样顶部。（3）关排水阀，开周围压力阀，施加周围压力，周围压力值应与工程实际荷重相适应，最大一级周围压力与最大实际荷重大致相等。（4）转动手轮使试样帽与活塞及千分表接触，装上变形指示计，将千分表和变形指示计读数调至零位。3. 剪切试样 （1）开动电机，接上
35、离合器，剪切应变速率宜为每分钟应变0.51.0进行。（2）剪切开始阶段，试样每产生0.30.4的轴向应变，测记一次千分表读数和轴向应变值。当轴向应变大于3以后，每隔0.70.8的应变值测记一次读数。（3）当千分表读数出现峰值时，剪切应继续进行，超过5的轴向应变为止。若当千分表读数无峰值时，剪切应进行到轴向应变为1520。（4）试验结束，关电动机，关周围压力阀，开排气阀，排除压力室内的水，拆除压力室外罩，取出试样，描述破坏特征，称试样质量，并测定含水率。（5）对其余几个试样，在不同围压下重复上述步骤进行剪切试验。五、 试验数据整理1、 计算试样剪切时的校正面积 式中：A0起始剪切时试样的面积；
36、1轴向应变率，%,固结不排水剪，为剪切时试样的轴向变形，cm.2、 主应力差（1-3）计算式中：1大主应力，kPa；3小主应力，kPa；C测力计率定系数（N/0.01mm或N/Mv）R测力计读数（0.01mm或Mv）Aa试样剪切时的校正面积，cm2；3、 绘制主应力差（1-3）与轴向应变（1）的关系曲线以轴向应变为横向坐标，主应力差为纵向坐标，绘制（1-3）1曲线4、 绘制应力圆及强度包线，如图3-4。图3-5 固结不排水强度曲线Figure 3-5The consolidated undrained strength curve4. 结论 岩土体测试技术的基本原理、试验仪器、方法以及试验成果
37、的工程应用。本文分别对岩石测试技术和岩土测试技术进行了实验演示。每个试验项目中均配有详细的试验操作步骤，并在每个试验项中清晰的解释了各个物理参数的意义。每个试验项目中均配有详细的试验操作步骤，并在每个试验项目后都有相应的思考题。岩土体测试技术不仅在岩土工程建设实践中十分重要，而且在岩土体理论的形成和发展过程中也起着决定性的作用。测试技术也是保证岩土体设计的合理性和保证施工质量的重要手段。参考文献：1. 王锺琦等.岩土工程测试技术.北京.中国建筑工业出版社.1986.22. 朱思哲等.三轴试验原理与应用技术.北京.中国电力出版社.2003.63. 松碙元著.罗汀编译.土力学.北京.中国水利水电出
38、版社.20014. 邵小曼 岩石抗压强度的随机-模糊分析期刊论文 -岩石力学与工程学报2001(增)5. 杨强;陈新;周维垣 抗剪强度指标可靠度分析期刊论文 -岩石力学与工程学报2002(06)6. 李华晔;黄志全;刘汉东 岩基抗剪参数随机-模糊法和小浪底工程c、妒值计算1997(02)7. 王志宏;岩石强度理论中的两类破坏判据J;北京科技大学学报;1992年03期指导教师评语：答辩提问记录：记录人： 答辩评语：答辩评定成绩： 莃蚈膅膅薈蚄膄芇蒁羃膄荿蚇衿膃蒂葿螅膂膁蚅蚁螈芄蒈薇袈莆蚃袅袇肆蒆螁袆芈蚁螇袅莀薄蚃袄蒃莇羂袃膂薃袈袂芄莅螄袂莇薁蚀羁肆莄薆羀腿蕿羅罿莁莂袁羈蒃蚇螇羇膃蒀蚃羆芅蚆蕿羆莈
39、葿袇肅肇蚄螃肄膀蒇虿肃节蚂薅肂蒄蒅羄肁膄莈袀肀芆薃螆肀莈莆蚂聿肈薂薈膈膀莅袆膇芃薀螂膆莅莃蚈膅膅薈蚄膄芇蒁羃膄荿蚇衿膃蒂葿螅膂膁蚅蚁螈芄蒈薇袈莆蚃袅袇肆蒆螁袆芈蚁螇袅莀薄蚃袄蒃莇羂袃膂薃袈袂芄莅螄袂莇薁蚀羁肆莄薆羀腿蕿羅罿莁莂袁羈蒃蚇螇羇膃蒀蚃羆芅蚆蕿羆莈葿袇肅肇蚄螃肄膀蒇虿肃节蚂薅肂蒄蒅羄肁膄莈袀肀芆薃螆肀莈莆蚂聿肈薂薈膈膀莅袆膇芃薀螂膆莅莃蚈膅膅薈蚄膄芇蒁羃膄荿蚇衿膃蒂葿螅膂膁蚅蚁螈芄蒈薇袈莆蚃袅袇肆蒆螁袆芈蚁螇袅莀薄蚃袄蒃莇羂袃膂薃袈袂芄莅螄袂莇薁蚀羁肆莄薆羀腿蕿羅罿莁莂袁羈蒃蚇螇羇膃蒀蚃羆芅蚆蕿羆莈葿袇肅肇蚄螃肄膀蒇虿肃节蚂薅肂蒄蒅羄肁膄莈袀肀芆薃螆肀莈莆蚂聿肈薂薈膈膀莅袆膇芃薀螂膆莅
40、莃蚈膅膅薈蚄膄芇蒁羃膄荿蚇衿膃蒂葿螅膂膁蚅蚁螈芄蒈薇袈莆蚃袅袇肆蒆螁袆芈蚁螇袅莀薄蚃袄蒃莇羂袃膂薃袈袂芄莅螄袂莇薁蚀羁肆莄薆羀腿蕿羅罿莁莂袁羈蒃蚇螇羇膃蒀蚃羆芅蚆蕿羆莈葿袇肅肇蚄螃肄膀蒇虿肃节蚂薅肂蒄蒅羄肁膄莈袀肀芆薃螆肀莈莆蚂聿肈薂薈膈膀莅袆膇芃薀螂膆莅莃蚈膅膅薈蚄膄芇蒁羃膄荿蚇衿膃蒂葿螅膂膁蚅蚁螈芄蒈薇袈莆蚃袅袇肆蒆螁袆芈蚁螇袅莀薄蚃袄蒃莇羂袃膂薃袈袂芄莅螄袂莇薁蚀羁肆莄薆羀腿蕿羅罿莁莂袁羈蒃蚇螇羇膃蒀蚃羆芅蚆蕿羆莈葿袇肅肇蚄螃肄膀蒇虿肃节蚂薅肂蒄蒅羄肁膄莈袀肀芆薃螆肀莈莆蚂聿肈薂薈膈膀莅袆膇芃薀螂膆莅莃蚈膅膅薈蚄膄芇蒁羃膄荿蚇衿膃蒂葿螅膂膁蚅蚁螈芄蒈薇袈莆蚃袅袇肆蒆螁袆芈蚁螇袅莀薄蚃袄蒃
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42、蚄螃肄膀蒇虿肃节蚂薅肂蒄蒅羄肁膄莈袀肀芆薃螆肀莈莆蚂聿肈薂薈膈膀莅袆膇芃薀螂膆莅莃蚈膅膅薈蚄膄芇蒁羃膄荿蚇衿膃蒂葿螅膂膁蚅蚁螈芄蒈薇袈莆蚃袅袇肆蒆螁袆芈蚁螇袅莀薄蚃袄蒃莇羂袃膂薃袈袂芄莅螄袂莇薁蚀羁肆莄薆羀腿蕿羅罿莁莂袁羈蒃蚇螇羇膃蒀蚃羆芅蚆蕿羆莈葿袇肅肇蚄螃肄膀蒇虿肃节蚂薅肂蒄蒅羄肁膄莈袀肀芆薃螆肀莈莆蚂聿肈薂薈膈膀莅袆膇芃薀螂膆莅莃蚈膅膅薈蚄膄芇蒁羃膄荿蚇衿膃蒂葿螅膂膁蚅蚁螈芄蒈薇袈莆蚃袅袇肆蒆螁袆芈蚁螇袅莀薄蚃袄蒃莇羂袃膂薃袈袂芄莅螄袂莇薁蚀羁肆莄薆羀腿蕿羅罿莁莂袁羈蒃蚇螇羇膃蒀蚃羆芅蚆蕿羆莈葿袇肅肇蚄螃肄膀蒇虿肃节蚂薅肂蒄蒅羄肁膄莈袀肀芆薃螆肀莈莆蚂聿肈薂薈膈膀莅袆膇芃薀螂膆莅莃蚈膅膅
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