17.3　固结不排水试验（CU）

17.3.1　固结不排水试验应按下列步骤进行：

1　打开孔隙压力阀，使压力室底座充水排气，然后关孔隙压力阀。将煮沸过的透水板滑入压力室底座上，然后放上湿滤纸和试样，试样上端也放一湿滤纸及透水板。在试样周围贴上7条～9条浸湿的滤纸条，宽度为试样直径的1/5～1/6，滤纸条两端与透水石连接。如要施加反压力饱和试样，所贴的滤纸条中间应断开约1/4试样高度，或自底部向上贴至3/4试样高度处。

2　将橡皮膜套到试样上，用橡皮圈将橡皮膜扎紧在压力室底座上。

3　用软刷子或双手自下向上轻轻按抚试样，以排除试样与橡皮膜之间的气泡。对于饱和软黏土，可开孔隙压力阀，使水徐徐流入试样与橡皮膜之间，以排除夹气，然后关闭。

4　打开排水管阀，使水从试样帽徐徐流出以排除管路中气泡，并将试样帽置于试样顶端。排除顶端气泡，将橡皮膜扎紧在试样帽上。

5　降低排水管，使其水面至试样中心高程以下20cm～40cm，吸出试样与橡皮膜之间多余水分，然后关排水管阀。

6　装上压力室罩并注满水，关排气阀，使排水管水面与试样中心高度齐平，并测记其水面读数，关排水管阀。

7　关闭排水阀，根据设定的参数施加周围压力，并调整负荷传感器（或测力计）和轴向位移传感器（或位移计）读数。

8　打开孔隙压力阀，测记稳定后的孔隙压力读数，打开排水管阀的同时开动秒表，按0min、0.25min、1min、4min、9min……时间测记排水管水面及孔隙压力计读数。排水管水面应置于试样中心高度处。固结度应达到95％。绘制固结排水量与时间平方根曲线（图17.3.1-1）。绘制固结排水量与时间对数曲线（图17.3.1-2）。

9　开体变管阀，让试样通过体变管排水，固结稳定标准是1h内固结排水量的变化不大于试样总体积的1/1000或孔隙水压力消散度达到95％以上。孔隙水压力消散度应按式（17.3.1）计算，结果应精确至0.1％。

式中：U——排水开始后某一时刻的孔隙水压力消散度（％）；

ut——排水开始后某一时刻的孔隙水压力（kPa）；

ui——本级周围压力下的初始孔隙水压力（kPa）。

10　固结完成后，关排水管阀或体变管阀，记下体变管或排水管和孔隙压力的读数。应按本规程表17.2.1规定的速率进行剪切。

11　若采用全自动三轴仪应按本条第1款～第10款的要求进行参数设置，开始试验后自动采集数据。

12　应按本条第1款～第11款的规定进行其余试样的试验。

17.3.2　试验结果整理应符合下列规定：

1　试样的高度、面积、体积及剪切时的面积计算应按本规程表17.2.2的规定进行。

2　主应力差计算应按式17.2.2进行。

3　有效主应力比应按式（17.3.2-1）计算，结果应精确至0.01：

式中：——有效大主应力和有效小主应力（kPa）；

σ1、σ3——大主应力与小主应力（kPa）；

u——孔隙水压力（kPa）。

4　孔隙压力系数B和A应按式（17.3.2-2）、式（17.3.2-3）计算，结果应精确至0.01：

式中：u——试样在周围压力下产生的初始孔隙压力（kPa）；

ud——试样在主应力差（σ1-σ3）下产生的孔隙压力（kPa）。

5　分别绘制主应力差（σ1-σ3）与轴向应变ε1的关系曲线（图17.2.2-1）；有效主应力比与轴向应变ε1的关系曲线（图17.3.2-1）。孔隙水压力u与轴向应变ε1的关系曲线（图17.3.2-2）。以为纵坐标，为横坐标，绘制有效应力路径曲线（图17.3.2-3）。

6　破坏点的取值应以（σ1-σ3）或的峰点值作为破坏点。如（σ1-σ3）和均无峰值，应以应力路径的密集点或按一定轴向应变（一般可取ε1=15％，经过论证也可根据工程情况选取破坏应变）相应的（σ1-σ3）或作为破坏强度值。

7　强度包线绘制应符合下列规定：

1）固结不排水剪切试验，以法向应力σ为横坐标，剪应力τ为纵坐标。在横坐标上以为圆心，为半径（f注脚表示破坏时的值），绘制破坏总应力圆后，作诸圆包线（图17.3.2-4）。该包线的倾角为内摩擦角φcμ，包线在纵轴上的截距为黏聚力ccu。

2）在固结不排水剪切中测孔隙压力，则可确定试样破坏时的有效应力。以有效应力σ′为横坐标，剪应力为τ为纵坐标。在横坐标轴上以为圆心，以为半径，绘制不同周围压力下的有效破坏应力圆后，作诸圆包线（图17.3.2-4）。包线的倾角为有效内摩擦角φ′，包线在纵轴上的截距为有效黏聚力c′。

3）如各应力圆无规律，难以绘制各圆的强度包线，可按应力路径取值，即以作纵坐标，作横坐标，绘制应力圆，做通过各圆顶点的平均直线（图17.3.2-5），根据直线的倾角及在纵坐标上的截距，应按式（17.3.2-4）和式（17.3.2-5）计算φ′和c′：

式中：α——平均直线的倾角（°）；

d——平均直线在纵轴上的截距（kPa）。

17.3.3　固结不排水试验记录应按表17.2.3-1、表17.2.3-2和表17.2.3-3填列。