三轴应力测量测试（UU-CU-CD测试）

确定土壤的力学性质是设计地基、路堤和其他土壤结构的一个非常重要的步骤。建筑结构、挖掘、隧道施工和类似应用对地基结构有一些影响，这些效果通过三轴试验成功模拟，其中通过对土壤样品进行不同的应力水平和排水条件来研究原状土样的应力-应变关系。

UTEST三轴测试系统为圆柱形未受干扰和重塑的土壤样品提供自动三轴压缩测试。可以使用该装置自动运行，控制和报告未固结的不排水（UU）、固结排水（CD）和固结不排水（CU）压缩测试。

UU仅三轴测试配置

综合不排水（CU）测试和合并排水（CD）测试

对于UU测试，样品（假设在测试之前是饱和的）在三轴室中经受限制流体压力。一旦样品在三轴单元内，通过旋转恒压单元的旋钮将单元压力增加到预定值，并且通过施加恒定的轴向应变率来增加垂直应力使样品失效。由于该方法不存在饱和与固结，因此样品的原始结构和含水量不受影响。在该测试期间不测量孔隙和背压，因此结果只能根据约束压力（应力）下的总应力来解释。

这些测试通常在受到不同约束应力的相同样品的三个样品上进行。

由于所有试样都是饱和的，因此所有试验的剪切强度都相似。将测试结果绘制为主应力与应变的差异曲线。对于主应力差的条件（视为失效），以总应力绘制莫尔圆。记录平均不排水剪切强度，并且与莫尔圆相切绘制失效（莫尔）包络线，以便找到“不排水的内聚截距”和不排水的“剪切阻力角”。

综合不排水（CU）测试和合并排水（CD）测试

峰值有效强度参数（c'和φ’）可以通过孔隙压力测量的固结不排水（CU）三轴压缩试验的结果，或者通过固结排水（CD）三轴压缩试验来确定。固结不排水/排水三轴压缩试验通常分几个阶段进行，包括三个试样中每一个的连续饱和、固结和剪切。

UU-CU-CD三轴测试系统的典型配置

进行饱和以确保样品中的孔隙流体不含有自由空气。

饱和度通常通过使样品处于升高的背压下进行，使得孔隙中的空气溶解在水中。通过体积变化计将背压（其仅为施加的孔隙压力）施加到样品的顶部，同时还施加稍高值的单元压力。

电池压力和背压通常以增量增加，从而在每个阶段留出均衡时间。

饱和度可以用Skempton的孔隙压力参数表示（Skempton，1954）：

其中Δu等于施加的电池压力变化Δσ3的孔隙压力的变化。 对于理想饱和的土壤，B等于1。

几种标准测试方法推荐在样品被认为*饱和并开始固结阶段之前必须达到B值大于或等于0.95。

有效应力三轴试验的固结阶段有两个原因。

首先，在三个不同的有效压力下测试和固结三个样品，以便得到不同强度的样品，这些样品将产生宽间隔的有效应力莫尔圆。其次，固结结果用于确定剪切阶段的最小失效时间。

有效的固结压力（即单元压力减去背压）通常在每个试样之间增加两倍，中间压力接近地面中的垂直有效应力。当将固结单元压力和背压施加到试样时，使用背压线中的体积变化装置进行体积变化的读数。

在样品基部测量孔隙压力，通过覆盖样品顶部的多孔石料向背压线排水。粘土的固结系数可以通过绘制体积变化作为时间平方根的函数来确定。

理论上的考虑表明，合并期间前50％的体积损失应该在该图上显示为直线。

该直线向下延伸以切割表示100％合并的水平线，并且此时的截距（由Bishop和Henkel称为“t”）可用于获得合并系数。

综合不排水（CU）测试：

一旦完成固结，将样品与背压隔离，并根据固结结果设定压缩机压板的垂直运动速率。在剪切阶段，通过加载柱塞增加垂直应力，进行测量以规则的间隔变形，冲击载荷和孔隙压力制成。将它们转换为主应力差（σ1-σ3）和孔隙压力随应变变化的曲线图，通常将失效作为主应力差的点。对于经受不同固结水平的三个试样的破坏条件，绘制了有效应力莫尔圆，并且与这些圆相切的直线的梯度和截距定义了有效强度参数c'和φ'。

综合排水（CD）测试：

在剪切过程中进行体积变化测量的固结排水三轴压缩试验按照与固结不排水试验相似的顺序进行，但在剪切过程中，背压保持与试样连接，试样加载足够缓慢以避免产生超孔隙压力。排水三轴试验的剪切阶段预计比用孔隙压力测量的不排水试验长7到15倍。一旦剪切完成，结果表示为主应力差和体积变化作为应变函数的曲线图，并且绘制失效莫尔圆以给出由参数cd'和φd'定义的排水失效包络。

三轴CD-CU-UU设备由计算机控制，测试值可以传输到计算机，并且可以在Windows操作系统上使用Triaxial软件进行数据处理。所有数据都可以在Excel程序中使用。

通过U-TouchPRO控制单元将负载数据和轴向位移数据传输并记录到软件中。来自三轴单元的三个压力数据（单元压力、背压和孔隙压力）和体积变化数据通过unilogger传输并记录到软件中。

*提供UTGM-002550kN称重传感器，UTGM-006225mm线性电位传感器和U-TouchPRO控制单元。

**为样品尺寸选择合适的细胞（UTS-0400：直径38-50mm样品/UTS-0401：直径70-100mm样品）。有关电池配件和样品preatarion配件，请参阅下一页。

可选装置，应单独订购，用于排水，请参阅排风水页。