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三轴剪切试验是测量许多可变形固体，特别是土壤（例如沙子、粘土）和岩石以及其他颗粒材料或粉末的机械性能的常用方法。资源

典型的三轴测试包括将一个高度与直径比为 2:1 的密封圆柱形土壤样品限制在一个加压单元中，以模拟定义的应力条件。然后将试样剪切直至破坏，从而确定其剪切强度特性。试样通常先饱和，然后固结，最后剪切，主要是在压缩条件下。

但是，也可以使用正确的设备进行一些进一步的测试。例如，带有真空附件的顶盖（必须在负载框架、称重传感器和试样之间建立刚性连接）允许在拉伸条件下进行三轴测试、应力路径或 K0 测试。为了模拟原位应力，必须对经受不同应力和排水条件（见下图 1 和图 2）的原状、重塑或压实试样进行测试。样品尺寸可以从 38 毫米到 100 毫米不等，但如果使用正确的设备，也可以使用更大的样品。

为什么要使用三轴测试？

三轴试验是岩土工程中用途广泛、全面、应用广泛的试验之一。三轴测试可以评估的常见的工程问题：

三轴测试类型

实验室可以进行三种基本的三轴测试，每种测试都可以观察不同工程应用的土壤响应：

不固结不排水试验 (UU)，也称为快速三轴试验

综合不排水测试 (CU)

综合排水测试 (CD)

UU 三轴测试也称为总应力测试，CU/CD 三轴测试也称为有效应力测试。UU 三轴测试通常用于短期工程问题，而 CU 和 CD 三轴测试通常用于评估长期工程问题。

未固结未排水 (UU)

使用这种方法，剪切强度是根据总应力来测量的。土样不允许固结，必须保持其原始结构和含水量，使其抗压强度取决于现场的地应力水平。

测试通常对从同一样品中获得的三个试样进行，每个试样承受不同的围压。如果土壤完全饱和，则每次测试的剪切强度都相同，称为“不排水剪切强度”。还可以使用三轴系统进行称为无侧限抗压强度 (UCS) 的附加测试，只需将围压设置为零。

综合不排水 (CU)

这里，剪切强度是根据有效应力来测量的。试样饱和并在所需的围压下固结（土壤固结是改变其结构和含水量的过程） 。一旦固结，试样将受到受控的载荷作用，在此期间不允许排水，以便可以测量孔隙压力。

由于剪切强度受有效应力的影响，通过在不同围压下测试一组三个试件，可以根据库仑模型定义破坏包络线并定义参数 c' 和 φ'，并评估不排水剪切强度。

合并排水 (CD)

使用这种方法，剪切强度是根据有效应力来测量的。试样饱和并在所需的围压下固结2。一旦固结，试样将受到受控的载荷作用，在此期间允许水分排出，而不会产生孔隙压力。

由于剪切强度受有效应力的影响，通过在不同围压下测试一组三个试件，可以根据库仑模型定义失效包络并定义参数c'和φ'。

UU 三轴测试速度很快，只需不到 30 分钟即可完成，并且通常不会经历饱和或固结阶段，因为测试仅包含剪切阶段。而 CU 和 CD 三轴试验通常在饱和阶段开始，然后进入固结阶段。CU 和 CD 三轴测试也需要更长的时间才能完成，有时需要几天、几周甚至几个月才能完成。CD 三轴试验通常需要最长的时间，因为在剪切阶段，不允许增加孔隙压力，导致应变率非常低。随着孔隙水压力 (PWP) 的增加，CU 三轴测试速度更快，并且在整个剪切阶段都测量了过量的 PWP。