三軸剪切試驗(yàn),試樣為圓柱形,所謂的三向受力狀態(tài),只是中主應(yīng)力和小主應(yīng)力(σ2=σ3)相等狀態(tài)。而在實(shí)際工程中,遇到的多數(shù)情況是σ2≠σ3,故要求研究在有中主應(yīng)力作用情況下,即σ1≠σ2≠σ3條件下土體的強(qiáng)度特性,因此需要進(jìn)行平面應(yīng)變或真三軸試驗(yàn)。
一、平面應(yīng)變?cè)囼?yàn)驗(yàn)
平面應(yīng)變?cè)囼?yàn)采用的試樣多是長(zhǎng)方體,也可是立方體。在三向受力狀態(tài)σ1≠σ2≠σ3中,中主應(yīng)力方向有剛性壁的約束,不產(chǎn)生側(cè)向應(yīng)變(ε2=0),中主應(yīng)力和大主應(yīng)力之間在原則上符合σ2=Κσ1
式中:Κ----側(cè)壓力系數(shù);σ2----中主應(yīng)力;σ1----大主應(yīng)力。
試驗(yàn)中的大主應(yīng)力和小主應(yīng)力由壓力設(shè)備施加,中主應(yīng)力是當(dāng)施加大主應(yīng)力后,因中主應(yīng)力方向的應(yīng)變受到約束,產(chǎn)生側(cè)壓力,此側(cè)壓力即中主應(yīng)力,它將在中主應(yīng)力測(cè)力計(jì)上反映出來(lái)。
二、真三軸試驗(yàn)
真三軸試驗(yàn)和一般三軸剪切試驗(yàn)不同之處是有中主應(yīng)力的作用,和平面應(yīng)變?cè)囼?yàn)不同之處是在中主應(yīng)力方向產(chǎn)生應(yīng)變。它的試樣一般為正方體。
試驗(yàn)中先是根據(jù)工程特點(diǎn)和土體的受力條件,確定出幾個(gè)對(duì)應(yīng)σ3、σ2值,每一個(gè)σ3、σ2對(duì)應(yīng)一個(gè)試樣進(jìn)行試驗(yàn),如同三軸剪切試驗(yàn)時(shí)一個(gè)試驗(yàn)有一個(gè)常量σ3一樣。但在通常試驗(yàn)中,雖然不同試樣采用的σ3、σ2值的大小不同,而幾個(gè)試樣采用的R=σ2/σ3是相同的。