三軸剪切試驗,試樣為圓柱形,所謂的三向受力狀態(tài),只是中主應力和小主應力(σ2=σ3)相等狀態(tài)。而在實際工程中,遇到的多數(shù)情況是σ2≠σ3,故要求研究在有中主應力作用情況下,即σ1≠σ2≠σ3條件下土體的強度特性,因此需要進行平面應變或真三軸試驗。
一、平面應變試驗驗
平面應變試驗采用的試樣多是長方體,也可是立方體。在三向受力狀態(tài)σ1≠σ2≠σ3中,中主應力方向有剛性壁的約束,不產(chǎn)生側(cè)向應變(ε2=0),中主應力和大主應力之間在原則上符合σ2=Κσ1
式中:Κ----側(cè)壓力系數(shù);σ2----中主應力;σ1----大主應力。
試驗中的大主應力和小主應力由壓力設備施加,中主應力是當施加大主應力后,因中主應力方向的應變受到約束,產(chǎn)生側(cè)壓力,此側(cè)壓力即中主應力,它將在中主應力測力計上反映出來。
二、真三軸試驗
真三軸試驗和一般三軸剪切試驗不同之處是有中主應力的作用,和平面應變試驗不同之處是在中主應力方向產(chǎn)生應變。它的試樣一般為正方體。
試驗中先是根據(jù)工程特點和土體的受力條件,確定出幾個對應σ3、σ2值,每一個σ3、σ2對應一個試樣進行試驗,如同三軸剪切試驗時一個試驗有一個常量σ3一樣。但在通常試驗中,雖然不同試樣采用的σ3、σ2值的大小不同,而幾個試樣采用的R=σ2/σ3是相同的。