土壤力學實驗 試驗九 無圍壓縮試驗 楊全成 編著.

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1 土壤力學實驗 試驗九 無圍壓縮試驗 楊全成 編著

2 試驗九 無圍壓縮試驗 試驗規範 CNS 12384(A3282)、 ASTM D

3 (一)試驗目的 用以測定粘土無圍壓縮強度，以作為擋土牆、邊坡穩定分析及承載力計算之依據。

4 (二)試驗說明 無圍壓縮試驗(Unconfined Compression Test)的理論與三軸壓縮試驗相同，惟無包圍壓力的作用(σ3=0)，僅為單軸壓力(σ1)而已，有時稱為單軸壓縮試驗。

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6 粘性土壤之無圍壓縮試驗應力情形

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10 (三)試驗儀器 無圍壓縮試驗儀，刮刀，鐵錘，木樁，鏟子及薄管。 頂土機：頂出薄管內之試樣。 游標尺：量試體之高度直徑。
計時器：電子錶或有秒針之錶。

11 無圍壓縮試驗簡圖如下圖所示。加壓時之變形速率應維持在其軸向應變增加率為每分鐘0
無圍壓縮試驗簡圖如下圖所示。加壓時之變形速率應維持在其軸向應變增加率為每分鐘0.5~2%之間，同時試驗加壓過程在15分鐘以內，選定一定之時間間隔記錄載重、變形及時間，以繪出應力與應變曲線，通常需記錄10~15次。持續加壓直到應變值持續增加，但應力值減小，或應變達到15%為止。

12 無圍壓縮試驗簡圖

13 無圍壓縮試驗儀

14 無圍壓縮試驗儀

15 試驗之資料搜集器

16 雙端靜力壓實模

17 頂土機

18 (四)試驗步驟 無圍壓縮試驗流程圖

19 無圍壓縮試驗流程圖

20 試體頂出中

21 無圍壓縮試驗試體

22 用雙端靜力壓實模試體製作

23 試體安裝

24 無圍壓縮試驗試體受壓

25 試驗之資料搜集器

26 試體受壓破壞

27 α 試體破壞量破壞面角度

28 自動化之資料搜集

29 (五)試驗用表及結果整理範例 例題 某粘土樣之無圍壓縮試驗數據如下表所示，試繪製軸向應變與軸向應力之關係曲線，並求無圍壓縮強度值。

30 軸向應變與軸向應力

31 【解答】 (Ａ)軸向應變與軸向應力之關係曲線： 無圍壓垂直應變與軸向應力曲線 (Ｂ)無圍壓縮強度為2.30kg/cm2。

32 (補充) 十字片剪力試驗 於軟弱地盤，鑽探鑽取原狀土樣困難時，可於現地實施十字片剪力試驗(Vane Shear Test)。由於土壤之複雜性質，其強度測定不易，因之作試驗時，務使試驗之情況儘可能與實地情況相符合。土壤抗剪強度之試驗方法有室內試驗及工地試驗兩類。

33 十字形剪力片之高度為H，直徑為D，於地面施加一扭矩T(扭矩之施加應以每秒0.1度之速率進行)，假設上下二剪力面破壞時之剪應力呈均勻分佈，則：

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35 十字片剪力試驗示意圖

36 十字片剪力試驗儀器

37 十字片剪力試驗

38 例題 當十字片之高度為H=12cm，直徑為D=6cm，於地面施加一扭矩T=0.45kg-m，試求該粘土之不排水剪力強度。

39 Test09.xls應用說明:

40 Test09.xls應用說明: degree(2α) sin2α cos2α σα τα 0.00 1.00 0.77 5 0.09
0.00 1.00 0.77 5 0.09 0.03 10 0.17 0.98 0.76 0.07 15 0.26 0.97 0.10 20 0.34 0.94 0.75 0.13 25 0.42 0.91 0.73 0.16 30 0.50 0.87 0.72 0.19 35 0.57 0.82 0.70 0.22 40 0.64 0.68 0.25 45 0.71 0.66 0.27 50 0.63 0.29

41 (六)試驗問題

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45 (七)試驗討論問題 1.無圍壓縮試驗如何求出該土壤之凝聚力及內摩擦角? α

46 敬請指教