TSZ-6型全自动三轴仪操作步骤1

TSZ-6型全自动三轴仪操作步骤一、仪器用途三轴压缩试验是测定土的抗剪强度的一种方法，它通常用圆柱形试样分别在不同的恒定周围压力（即小主应力σ3）下，施加轴向压力（即产生主应力差σ1-σ3），进行剪切直至破坏；然后根据摩尔-库仑理论，求得抗剪强度参数。TSZ-6型全自动三轴仪基本配置下可进行常规应力应变式无侧限试验，不固结不排水剪（UU）、固结不排水剪（CU）、或和固结排水剪（CD）等压缩剪切试验。二、仪器构成1、主机系统主机轴向位移采用步进电机全范围无极调速，可精密产生应变和位移，并按计算机要求，做匀速、加速、变速、周期等运动，以满足不同试验的要求，并有上下限位装置。轴向负荷采用力传感器（0KN~30KN）进行测量，并有出力保护装置，当轴向力大于传感器量程时自动停机。2、围压反压系统围压反压控制采用“精密数字活塞”液压系统，不仅可以精密施加围压反压，还可以测量体变和排水，分辨出1mm3的变化。容器可自动注水、排水，操作方便。系统按试验要求产生恒压、等速率、循环压力及体积变化随时间线性变化等多种输出，可用于常流量渗透试验等多种特殊试验。3、软件系统数据采集使用TgWin土工试验微机数据采集处理系统，在程序控制下操作全自动三轴仪的进行试验。4、三轴仪相关配件包括相应直径的饱和器，承膜筒，对开膜，击实器，切土盘，透水石，乳胶膜，压垫，储水瓶。三、技术指标TSZ-6型三轴仪，试样直径为Φ39.1mmx80mm，Φ61.8mmx125mm，Φ101mmx200mm。轴向压力：0-60KN围压反压：0-2MPa孔隙压力：0-2MPa体积变化：0-50ml剪切速率：0.001-4.8mm/min四、试验操作步骤1、试样制备本规程适用于测定细粒土和砂类土的总抗剪强度参数和有效抗剪强度参数。试样高度H与直径D之比(H/D)应为2.0~2.5，对于有裂隙软弱面或构造面的试样直径D宜采用101mm。（1）原状土试样制备对于较软的土样先用钢丝锯或削土刀切取一稍大于规定尺寸的土柱放在切土盘的上下圆盘之间。再用钢丝据或削土刀紧靠侧板，由上往下细心切削，边切削边转动圆盘，直至土样的直径被削成规定的直径为止。然后按试样高度的要求，削平上下两端，对于直径为10cm的软粘土土样，可先用分样器分成3个土柱，然后再按上述的方法，切削成直径为39.1mm的试样。对于较硬的土样，先用削土刀或钢丝锯切取一稍大于规定尺寸的土柱，上、下两端削平，按试样要求的层次方向，放在切土架上，用切土器切削。先在切土器刀口内壁涂上一薄层油，将切土器的刀口对准土样顶面，边削土边压切土器，直至切削到比要求的试样高度约高2cm为止，然后拆开切土器，将试样取出，按要求的高度将两端削平。试样的两端面应平整，互相平行，侧面垂直，上下均匀。在切样过程中，若试样表面因遇砾石而成孔洞，允许用切削下的余土填补。将切削好的试样称量，直径101mm的试样准确至1g；直径61.8mm和39.1mm的试样准确至0.1g。试样高度和直径用卡尺量测。取切下的余土，平行测定含水率，取其平均值作为试样的含水率。对于同一组原状试样，密度的差值不宜大于0.03g/cm3，含水率差值不宜大于2%。（2）扰动土试样制备（击实法）选取一定数量的代表性土样（对直径39.1mm试样约取2kg；61.8mm和101mm试样分别取10kg和20kg），经风干、碾碎、过筛（筛的孔径应符合本规程表规定），测定风干含水率，按要求的含水率算出所需加水量。将需加的水量喷洒到土料上拌匀，稍静置后装入塑料袋，然后置于密闭容器内至少20h，使含水率均匀。取出土料复测其含水率。测定的含水率与要求的含水率的差值应小于±1%。否则需调整含水率至符合要求为止。击样筒的内径应与试样直径相同。击锤的直径宜小于试样直径，也允许采用与试样直径相等的击锤。击样筒壁在使用前应洗擦干净，涂一薄层凡士林。根据要求的干密度，称取所需土质量。按试样高度分层击实，粉质土分3~5层，粘质土分5~8层击实。各层土料质量相等。每层击实至要求高度后，将表面刨毛，然后再加第2层土料。如此继续进行，直至击实最后一层。将击样筒中的试样两端整平，取出称其质量，一组试样的密度差值应小于0.02g/cm3。2、试样饱和抽气饱和。将装有试样的饱和器置于无水的抽气缸内，进行抽气，当真空度接近当地1个大气压后，应继续抽气，继续抽气时间宜符合下列要求：粉质土大于0.5h，粘质土大于1h，密实的粘质土大于2h。当抽气时间达到上述要求后，徐徐注入清水，并保持真空度稳定。待饱和器完全被水淹没即停止抽气，并释放抽气缸的真空。试样在水下静置时间应大于10h，然后取出试样并称其质量。3、试样测试以不固结不排水剪试验步骤为例介绍。（1）对仪器各部分进行全面检查，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。各管排气：a打开排水阀，令反压帽向外冒水，排出管内气体后将排水阀关闭；b打开孔隙水压力阀（体变管与底座连通），排出底座内空气后将孔隙水压力阀关闭；c打开加压阀，排出加压管内空气后将加压阀旋至令试样腔内入水状态。（2）拆开压力室的有机玻璃罩子，进行装样和注水。装样：a用橡皮膜将成膜筒内壁套住，洗耳球吸住膜筒的橡皮管；b将试样从饱和器取出，浸湿栅格滤纸包裹土样侧表面一圈，浸湿圆形滤纸盖在土样顶底面上，放进成膜筒中；c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，将橡皮膜用成膜筒套在试样外，并用橡皮圈将橡皮膜两端与底座及试样帽分别扎紧。安装压力室罩后，点击面板上的功能键使容器底座上升，轴向各部位大致接触。注水：a将压力室罩顶部活塞提高，放置压力室罩于指定位置，将活塞对准试样中心（不压下）；b均匀地拧紧底座连接螺母，用扳手或者钳子加固以防漏水，拧开压力室罩顶面的排气孔阀；c将蓄水罐置于高处，罐内的水受重力作用流入压力室内，待压力室顶部排气孔有水溢出时，拧紧排气孔。（3）试验过程控制。打开三轴试验数据采集界面，逐项输入试验条件。点击界面中的“开始试验”，仪器按照选定的围压、应变速率等输入参数，进入自动控制状态按程序经行。（4）启动电动机开始剪切，剪切速率宜为每分钟应变0.5%～1.0%。80mm高的试样速率为0.4～0.8mm/min。开始阶段，试样每产生垂直应变0.3～0.4%时，记压力读数和垂直位移量表读数各一次。当接近峰值时应加密读数，如果试样特别松软和硬脆，可酌情减少或加密读数。（5）当出现峰值后，再进行3%～5%的垂直应变或剪至总垂直应变的15%后停止试验，若测力环读数无明显减少则垂直应变应进行到20%。4、试验结束关闭电动机，关周围应力阀，然后打开排气孔，排去压力室内的水，拆去压力室外罩，取出试验，描述试样破坏的形状，并测得试验后的密度和含水量。五、成果整理1、计算轴向应变%10001hh式中1－轴向应变（％）；h－轴向变形(mm)；0h－土样初始高度（mm）。2、计算剪切过程中试样的平均面积：101AAa式中aA－剪切过程中平均断面积（cm2）0A－土样初始断面积（cm2）1－轴向应变（％）3、计算主应力差10)1(100131ACRACRa式中31－主应力差（kPa）1―大主应力（kPa）3－小主应力（kPa）C－测力计率定系数（N/0.01mm）R－测力计读数（0.01mm）10－单位换算系数。4、绘制主应力差与轴向应变关系曲线以主应力差（31）为纵坐标，轴向应变1为横坐标，绘制主应力差与轴向应变关系曲线（图4-5），若有峰值时，取曲线上主应力差的峰值作为破坏点；若无峰值时，则取15％轴向应变时的主应力差值作为破坏点。图4-5主应力差与轴向应变关系曲线图4-6不固结不排水剪强度包线5、绘制强度包线以剪应力为纵坐标，法向应力为横坐标，在横坐标轴上以破坏时的231ff为圆心，以231ff为半径，在~坐标系上绘制破坏总应力圆，并绘制不同周围应力下诸破坏总应力圆的包线（图4-6），包线的倾角为内摩擦角u，包线在纵坐标上的截距为粘聚力uc。