无侧限压缩试验-UC试验

目的：

无侧限抗压试验的主要目的是确定无侧限抗压强度，进而计算无侧限条件下黏土的无固结不排水抗剪强度。根据ASTM标准，无侧限抗压强度(qu)定义为在简单压缩试验中，无侧限圆柱形土样破坏时的压缩应力。此外，在该试验方法中，无侧限抗压强度取单位面积获得的最大荷载，或取轴向应变为15%时的单位面积荷载，以试验过程中最先出现者为准。

标准参考：

粘性土无侧限抗压强度的标准试验方法

意义：

对于土壤，不排水抗剪强度（su）是确定地基承载力、水坝等。粘土的不排水抗剪强度(su)通常由无侧限压缩试验确定。在f = 0条件下(f =内摩擦角)，粘性土的不排水抗剪强度(su)等于无侧限抗压强度(qu)的一半。土体的最临界条件通常发生在施工刚结束时，即不排水条件，即不排水抗剪强度基本等于黏聚力(c)，表示为:

然后，随着时间的推移，土体中的孔隙水逐渐消散，粒间应力增大，因此必须使用排水抗剪强度s = c + s 'tan f。式中s ' =垂直于剪切面作用的粒间压力;s ' = (s - u)， s =总压力，u =孔隙水压力;C’和φ’为排水抗剪强度参数。试验14给出了排水抗剪强度参数的确定

设备：

压缩装置，负荷和变形千分表，样品修整设备，天平，水分罐。

无侧限压缩试验程序：

1. 从谢尔比管取样器中挤出土样。切割土样，使比率（L/d）大约在2和2.5之间。
   式中，L为土样长度，d为土样直径。
2. 在相隔120°的三个位置测量试样顶部的准确直径，然后在试样底部进行相同的测量。平均测量值，并将平均值作为直径记录在数据表上。
3. 在相隔120°的三个位置测量试样的准确长度，然后平均测量值，并将平均值作为长度记录在数据表上。
4. 称量样品并将质量记录在数据表上。
5. 计算15%应变(ε)对应的变形(∆L)。
   式中，L0=原始试样长度（如第3步所测）。
6. 小心地将试样放入压缩装置中，并将其置于底板中心。调整装置，使上板刚好与试样接触，并将载荷和变形刻度盘设置为零。
7. 施加载荷，使装置以每分钟0.5%到2.0%的速率产生轴向应变，然后在变形表盘上每隔20到50个刻度将载荷和变形表盘读数记录在数据表上。
8. 继续施加荷载，直到（1）试样上的荷载（荷载刻度盘）显著减小，（2）荷载至少保持四个变形刻度盘读数不变，或（3）变形显著超过步骤5中确定的15%应变。
9. 画一个草图来描述样本故障。
10. 从压缩装置中取出样品，并获得用于测定水含量的样品。测定含水量。

无侧限压缩试验分析:

1. 将刻度盘读数转换为适当的载荷和长度单位，并在数据表的“变形”和“总载荷”列中输入这些值(确认转换正确，特别是证明百分表读数转换为负载）
2. 计算样品横截面积
3. 计算应变
4. 计算出校正后的面积，
5. 用A'计算试样应力，
6. 计算含水量w%。
7. 绘制应力与应变关系图。将qu表示为试验的峰值应力(或15%应变时)。一定要把应变标绘在横坐标上。看到示例数据。
8. 绘制莫尔圆使用上一步中的qu表示不排水抗剪强度，su=c（或内聚力）=qu/2。参见示例数据。