JPH10206303A - Triaxial testing device and its method - Google Patents

Triaxial testing device and its method

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JPH10206303A
JPH10206303A JP2606297A JP2606297A JPH10206303A JP H10206303 A JPH10206303 A JP H10206303A JP 2606297 A JP2606297 A JP 2606297A JP 2606297 A JP2606297 A JP 2606297A JP H10206303 A JPH10206303 A JP H10206303A
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JP
Japan
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specimen
stress
pressure
compressive stress
principal stress
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JP2606297A
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Japanese (ja)
Inventor
Shinji Fukushima
伸二 福島
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Fujita Corp
Original Assignee
Fujita Corp
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Publication date
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  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a triaxial testing device which can find a deformation characteristic and a strength parameter of earth in a three-dimensional stress condition close to a stress condition applied to an earth element in an actual earth structure by controlling a triaxial directional stress condition and whose structure and test operation are simple. SOLUTION: A cubic specimen 10 is arranged in a triaxial cell TC, and one among two main stress directions orthogonal to its horizontal direction is set to the intermediate main stress direction, and a load by an intermediate main stress control system 30 is imparted. The other is also to the minimum main stress direction, and pressure by a cell liquid is imparted. The vertical direction is set to the maximum main stress direction, and a vertical load is imparted by a vertical compressive load device VL. A deformation characteristic and a strength parameter in a three-dimensional stress condition between a triaxial compressive stress condition, a plane strain compressive stress condition and a triaxial elongation stress condition close to a stress condition applied to an earth element in an actual earth structure, are found by controlling intermediate main stress by the intermediate main stress control system 30.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、三軸圧縮応力状態
から三軸伸張応力状態の間の任意の中間主応力状態にあ
る土の変形特性や強度定数を調べるための中間主応力制
御型三軸試験装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an intermediate principal stress control type for examining deformation characteristics and strength constant of soil in an arbitrary intermediate principal stress state between a triaxial compressive stress state and a triaxial elongation stress state. It relates to an axis test device.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、土質材料の変形特性や強度定
数を調べるには、中実円柱形の供試体を用いる三軸圧縮
試験あるいは三軸伸張試験が一般的に使用されている。
この三軸圧縮試験装置は、円柱形の供試体の周面に側圧
として既知の液圧を加えておき、これに主応力差として
軸方向に圧力を加えて圧縮し、試料を剪断破壊させたと
きの応力、ひずみ、間隙水圧、体積変化等を測定するも
のである。
2. Description of the Related Art Conventionally, a triaxial compression test or a triaxial extension test using a solid cylindrical specimen has been generally used to examine the deformation characteristics and strength constant of a soil material.
In this triaxial compression test apparatus, a known liquid pressure was applied as a lateral pressure to the peripheral surface of a cylindrical specimen, and a pressure was applied in the axial direction as a main stress difference to compress the specimen, thereby causing the sample to shear and break. It measures the stress, strain, pore water pressure, volume change, etc. at that time.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述の三軸
圧縮試験装置では、円柱形の供試体の周面に均一な圧力
を加えて軸方向に剪断破壊させて試験するものであるた
め、この装置により求められる変形特性や強度定数は、
供試体が全周面にわたって均一な応力状態にあるよう
な、いわゆる軸対称応力状態におけるものに限られる。
すなわち、土質材料の変形特性や強度特性は、その土要
素が置かれた応力状態に強く依存しているので、可能な
限り原位置の応力状態に近い条件で試験を行うことが不
可欠であり、上述した三軸圧縮試験装置では、実際にそ
の土要素が置かれた応力状態との乖離を有する場合が多
い。
In the above-described triaxial compression test apparatus, the test is performed by applying uniform pressure to the peripheral surface of a cylindrical test specimen to cause shearing fracture in the axial direction. Deformation characteristics and strength constants required by the device are:
It is limited to a so-called axisymmetric stress state in which the specimen is in a uniform stress state over the entire peripheral surface.
In other words, since the deformation characteristics and strength characteristics of the soil material strongly depend on the stress state in which the soil element is placed, it is essential to perform the test under conditions as close as possible to the in-situ stress state, The above-described triaxial compression test apparatus often has a deviation from the stress state in which the soil element is actually placed.

【0004】これに対し、例えば図13に示すように、
フィルダム等のような実際の土構造物内の土の要素10
0が受ける応力状態では、長手方向に変位のない平面ひ
ずみ状態で理想化できることが多い。しかし、厳密に
は、長手方向の変位が全くない訳ではなく、図13の例
では、伸び変位が発生しており、この状態は三軸圧縮状
態と平面ひずみ圧縮状態の間の応力状態に相当してお
り、三次元応力状態にある。しかしながら、現状では、
上述のような実際の土構造物内の土の要素が受けている
三軸圧縮状態と平面ひずみ圧縮状態の間の応力状態での
試験は、特殊な研究用途以外にほとんど実施されていな
かった。これは、中間主応力を制御できる試験装置が特
殊な研究用途以外のものがなく、また、特殊な研究用途
に用いる装置も、構造や試験操作が複雑で、試験費用も
高いものとなるため、一般的な実務で使用できなかった
ためである。
On the other hand, for example, as shown in FIG.
Soil elements 10 in actual soil structures such as fill dams
In a stress state where 0 is applied, it is often possible to achieve idealization in a plane strain state where there is no displacement in the longitudinal direction. However, strictly speaking, it does not mean that there is no displacement in the longitudinal direction at all, and in the example of FIG. 13, an elongation displacement occurs, and this state corresponds to a stress state between the triaxial compression state and the plane strain compression state. And is in a three-dimensional stress state. However, at present,
Tests in stress conditions between triaxial compression and plane strain compression in which soil elements in actual soil structures as described above are undergoing have rarely been performed except for special research applications. This is because there is no test equipment other than special research applications that can control the intermediate principal stress, and the equipment used for special research applications has complicated structure and test operation, and the test cost is high, This is because it could not be used in general business.

【0005】そこで本発明は、以上のような実情に鑑
み、実際の土構造物内の土要素が受けている応力状態に
近い三軸圧縮応力状態と平面ひずみ圧縮状態の間の三次
元応力状態下での土の変形特性や強度定数を求めること
ができ、また、一般の使用にも適用しやすいように、構
造や試験操作が簡単な中間主応力制御型三軸試験装置を
提供することを目的とする。
In view of the above circumstances, the present invention provides a three-dimensional stress state between a triaxial compressive stress state and a plane strain compressive state close to a stress state received by an earth element in an actual earth structure. It is necessary to provide an intermediate principal stress control type triaxial testing device whose structure and test operation are simple so that the deformation characteristics and strength constant of the soil below can be obtained, and it can be easily applied to general use. Aim.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
本発明は、互いに直交する第1主応力方向、第2主応力
方向及び第3主応力方向の応力を、それら3つの主応力
方向の夫々に対して垂直な3対の側面を有する略々直方
体形状の供試体の夫々の側面に加えて試験を行う三軸試
験装置において、前記供試体を内部に配設する圧力室
と、前記圧力室の外部の載荷手段が発生する力を前記供
試体へ伝達することによって前記供試体に第1主応力方
向の圧縮応力を加えるための、一対の挟持体を含んでな
る第1圧縮応力印加手段と、前記供試体に第2主応力方
向の圧縮応力を加えるための、一対の挟持体を含んでな
る第2圧縮応力印加手段と、前記圧力室の内部に圧力を
発生させ、その圧力をもって、前記供試体に加わる第3
主応力方向の圧縮応力とするための、圧力発生手段とを
備え、前記第2圧縮応力印加手段が、第2主応力方向の
圧縮応力を制御するための応力制御手段を装備している
ことを特徴とする。
In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides a method in which stresses in a first principal stress direction, a second principal stress direction, and a third principal stress direction, which are orthogonal to each other, are reduced. In a triaxial test apparatus for performing a test in addition to each side of a substantially rectangular parallelepiped specimen having three pairs of sides perpendicular to each other, a pressure chamber in which the specimen is disposed, A first compressive stress applying means including a pair of holding bodies for applying a compressive stress in a first principal stress direction to the specimen by transmitting a force generated by a loading means outside the chamber to the specimen; And a second compressive stress applying means including a pair of sandwiching members for applying a compressive stress in a second principal stress direction to the test specimen, and a pressure generated inside the pressure chamber, Third to be added to the specimen
Pressure generating means for obtaining a compressive stress in the main stress direction, wherein the second compressive stress applying means is provided with a stress control means for controlling the compressive stress in the second main stress direction. Features.

【0007】また本発明は、前記応力制御手段が、第2
主応力方向の圧縮応力の大きさを少なくとも第1主応力
方向の圧縮応力の大きさと第3主応力方向の圧縮応力の
大きさとの間の範囲で制御し得ることを特徴とする。ま
た本発明は、前記供試体が略々立方体形状であることを
特徴とする。また本発明は、前記第1圧縮応力印加手段
の前記一対の挟持体の一方は、前記圧力室に対して相対
的に第1主応力方向に移動可能なキャップであり、前記
第1圧縮応力印加手段の前記一対の挟持体の他方は、前
記圧力室に対して相対的に固定されたベデスタルであ
り、前記供試体は、一端が前記キャップに止着され他端
が前記ベデスタルに止着された可撓性スリーブに封入さ
れた土質材料であることを特徴とする。
Further, according to the present invention, the stress control means may include a second
The magnitude of the compressive stress in the main stress direction can be controlled at least in a range between the magnitude of the compressive stress in the first principal stress direction and the magnitude of the compressive stress in the third principal stress direction. Further, the present invention is characterized in that the specimen has a substantially cubic shape. Further, in the present invention, one of the pair of holding members of the first compressive stress applying means is a cap movable in a first principal stress direction relative to the pressure chamber, and The other of the pair of holding bodies of the means is a pedestal fixed relative to the pressure chamber, and the specimen has one end fixed to the cap and the other end fixed to the pedestal. It is a soil material enclosed in a flexible sleeve.

【0008】また本発明は、前記第2圧縮応力印加手段
が更に、浮動状態で前記圧力室に支持されたキャリパブ
ラケットを有し、前記第2圧縮応力印加手段の前記一対
の挟持体の一方は、ピストン・シリンダ機構を介して前
記キャリパブラケットに第2主応力方向に移動可能に取
付けられ前記供試体の前記可撓性スリーブに当接する押
圧板をから成り、前記第2圧縮応力印加手段の前記一対
の挟持体の他方は、前記押圧板に対向して前記キャリパ
ブラケットに実質的に固定され前記供試体の前記可撓性
スリーブに当接する反力板から成り、前記第2圧縮応力
印加手段が更に、前記ピストン・シリンダ機構に供給す
る圧力を制御する圧力制御手段を有することを特徴とす
る。また本発明は、前記第2圧縮応力印加手段の前記一
対の挟持体の一方は、浮動状態で前記圧力室に支持され
前記供試体の前記可撓性スリーブに当接する押圧板から
成り、前記第2圧縮応力印加手段の前記一対の挟持体の
他方は、前記押圧板に対向して浮動状態で前記圧力室に
支持され前記可撓性スリーブに当接する反力板から成
り、前記第2圧縮応力印加手段が更に、前記圧力室に固
定されたピストン・シリンダ機構と、前記押圧板の第1
主応力方向の移動を許容するように前記ピストン・シリ
ンダ機構と前記押圧板とを連結する連結機構と、前記ピ
ストン・シリンダ機構に供給する圧力を制御する圧力制
御手段とを有し、前記第2圧縮応力印加手段が更に、前
記圧力室に固定された位置調節機構と、前記反力板の第
1主応力方向の移動を許容するように前記位置調節機構
と前記反力板とを連結し前記位置調節機構で前記反力板
の第2主応力方向の位置を定めることができるようにす
る連結機構とを有することを特徴とする。
Further, in the present invention, the second compressive stress applying means further includes a caliper bracket supported by the pressure chamber in a floating state, and one of the pair of holding members of the second compressive stress applying means is provided. A pressure plate attached to the caliper bracket via a piston-cylinder mechanism so as to be movable in a second principal stress direction, and a pressing plate abutting on the flexible sleeve of the specimen. The other of the pair of holding members is formed of a reaction plate substantially fixed to the caliper bracket opposite to the pressing plate and abutting on the flexible sleeve of the test sample, and the second compressive stress applying means is provided. Further, it is characterized by having pressure control means for controlling the pressure supplied to the piston / cylinder mechanism. Also, in the present invention, one of the pair of holding members of the second compressive stress applying means is formed of a pressing plate supported by the pressure chamber in a floating state and abutting on the flexible sleeve of the specimen, (2) The other of the pair of holding members of the compressive stress applying means comprises a reaction plate which is supported by the pressure chamber in a floating state opposite to the pressing plate and abuts on the flexible sleeve, An applying means further comprising: a piston / cylinder mechanism fixed to the pressure chamber;
A connection mechanism for connecting the piston / cylinder mechanism and the pressing plate so as to allow movement in the main stress direction, and pressure control means for controlling a pressure supplied to the piston / cylinder mechanism; The compressive stress applying means further connects the position adjusting mechanism fixed to the pressure chamber with the position adjusting mechanism and the reaction force plate so as to allow the reaction force plate to move in the first principal stress direction. A connection mechanism that enables the position adjusting mechanism to determine the position of the reaction force plate in the second principal stress direction.

【0009】また本発明は、前記キャップ及び前記ベデ
スタルは、前記供試体に臨む端部が該供試体の形状に対
応した矩形状に形成されて供試体押圧部を成していると
共に、中途部が断面円形に形成されて前記可撓性スリー
ブを固定するためのスリーブ固定部を成していること特
徴とする。また本発明は、前記キャップ及び前記ベデス
タルの各々と前記供試体との間に摩擦を軽減する矩形板
を介挿したことを特徴とする。また本発明は、前記第2
圧縮応力印加手段の前記一対の挟持体の各々と前記可撓
性スリーブとの間に接触面に滑動剤を塗布したことを特
徴とする。また本発明は、前記可撓性スリーブに封入さ
れた土質材料の間隙水を前記圧力室の外部へ排出させる
ための間隙水排出手段と、その間隙水排出手段を介して
出入りする間隙水の量に基づいて前記供試体の体積変化
量を計測する計測手段とを備えたことを特徴とする。
Further, according to the present invention, the cap and the pedestal may have an end facing the specimen formed in a rectangular shape corresponding to the shape of the specimen to form a specimen pressing portion, and Are formed in a circular cross section to form a sleeve fixing portion for fixing the flexible sleeve. Further, the present invention is characterized in that a rectangular plate for reducing friction is interposed between each of the cap and the pedestal and the specimen. The present invention also relates to the second aspect,
A lubricant is applied to a contact surface between each of the pair of holding members of the compressive stress applying means and the flexible sleeve. The present invention also provides a pore water discharging means for discharging pore water of the soil material sealed in the flexible sleeve to the outside of the pressure chamber, and an amount of pore water flowing in and out through the pore water discharging means. Measuring means for measuring the volume change of the specimen based on

【0010】また本発明は、前記供試体の第1主応力方
向の荷重を計測する計測手段と前記供試体の第2主応力
方向の荷重を計測する計測手段とを備えたことを特徴と
する。また本発明は、前記供試体の第1主応力方向の変
形量を計測する計測手段と前記供試体の第2主応力方向
の変形量を計測する計測手段とを備えたことを特徴とす
る。また本発明は、互いに直交する第1主応力方向、第
2主応力方向及び第3主応力方向の応力を、それら3つ
の主応力方向の夫々に対して垂直な3対の側面を有する
略々直方体形状の供試体の夫々の側面に加えて試験を行
う三軸試験方法において、前記供試体を圧力室の内部に
配設し、前記圧力室の外部の載荷手段が発生する力を、
一対の挟持体を含んでなる第1圧縮応力印加手段を介し
て前記供試体へ伝達することによって、前記供試体に第
2主応力方向の圧縮応力を加え、一対の挟持体を含んで
なる第2圧縮応力印加手段によって、前記供試体に第2
主応力方向の圧縮応力を加え、前記圧力室の内部に圧力
を発生させ、前記第1圧縮応力印加手段から前記供試体
に加わる圧縮応力と該圧力室内圧力とによって前記供試
体の第1主圧力方向の圧縮応力が決定され、前記第2圧
縮応力印加手段から前記供試体に加わる圧縮応力と該圧
力室内圧力とによって前記供試体の第2主圧力方向の圧
縮応力が決定され、該圧力室内圧力によって前記供試体
の第3主応力方向の圧縮応力が決定されるようにし、前
記第2圧縮応力印加手段から前記供試体に加わる圧縮応
力を制御することにより、前記供試体の圧縮状態を、三
軸圧縮状態と三軸伸張状態との間の、平面ひずみ圧縮状
態を含めた任意の圧縮状態として試験を行うことを特徴
とする。
Further, the present invention is characterized in that it comprises a measuring means for measuring a load of the specimen in a first principal stress direction and a measuring means for measuring a load of the specimen in a second principal stress direction. . Further, the invention is characterized in that it comprises a measuring means for measuring a deformation amount of the specimen in a first principal stress direction and a measuring means for measuring a deformation amount of the specimen in a second principal stress direction. Further, in the present invention, the stresses in the first principal stress direction, the second principal stress direction, and the third principal stress direction, which are orthogonal to each other, are substantially formed by three pairs of side surfaces perpendicular to each of the three principal stress directions. In a triaxial test method for performing a test in addition to each side surface of a rectangular parallelepiped specimen, the specimen is disposed inside a pressure chamber, and a force generated by a loading unit outside the pressure chamber is
By transmitting to the specimen through the first compressive stress applying means including a pair of clamping bodies, a compressive stress in a second principal stress direction is applied to the specimen, and the first specimen includes a pair of clamping bodies. 2 A second compressive stress is applied to the specimen by
A compressive stress in a main stress direction is applied to generate a pressure inside the pressure chamber, and a first main pressure of the specimen is determined by a compressive stress applied to the specimen from the first compressive stress applying means and the pressure in the pressure chamber. The compressive stress in the second main pressure direction of the specimen is determined by the compressive stress applied to the specimen from the second compressive stress applying means and the pressure in the pressure chamber. By determining the compressive stress in the third principal stress direction of the specimen by the above, and controlling the compressive stress applied to the specimen from the second compressive stress applying means, the compression state of the specimen is reduced to three. The test is performed as an arbitrary compression state between the axial compression state and the triaxial extension state, including the plane strain compression state.

【0011】本発明に係る三軸試験装置ないし三軸試験
方法によれば、略々直方体形状の供試体を使用して、そ
の供試体の互いに直交する第1主応力方向、第2主応力
方向及び第3主応力方向の夫々の圧縮応力の間の関係を
任意に設定することができるため、実際の土構造物内の
土要素が受けている応力状態に近い三軸圧縮応力状態と
平面ひずみ圧縮応力状態と三軸伸張応力状態の間の三次
元応力状態下での土の変形特性や強度定数を簡易に求め
ることができる。また、従来の三軸圧縮試験装置に類似
した構造および手順によって試験を実施することがで
き、構造や試験操作が簡単で、一般の使用にも適用しや
すいものとなる。
According to the triaxial test apparatus or the triaxial test method according to the present invention, a substantially rectangular parallelepiped specimen is used, and the first principal stress direction and the second principal stress direction of the specimen are orthogonal to each other. And the relationship between the respective compressive stresses in the third principal stress direction can be arbitrarily set, so that the triaxial compressive stress state and the plane strain close to the stress state received by the soil element in the actual soil structure The deformation characteristics and strength constant of the soil under the three-dimensional stress state between the compression stress state and the triaxial extension stress state can be easily obtained. In addition, the test can be performed by a structure and a procedure similar to those of the conventional triaxial compression test apparatus, so that the structure and the test operation are simple and easily applicable to general use.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】次に、本発明における三軸試験装
置の実施の形態例について説明する。図1は、本発明に
よる三軸試験装置の全体的な構成例を示す正面断面図で
ある。この三軸試験装置は、載荷フレームLFの内部に
セル水を貯留する三軸セル(圧力室)TCを配置し、三
軸セルTC内に設置された供試体10に鉛直荷重を付与
する鉛直荷重載荷装置VLを設けたものである。鉛直荷
重載荷装置VLは、スクリュージャッキあるいはシリン
ダ等よりなり、装置の本体部VLaが載荷フレームLF
の上部に設けられている。また、本体部VLaより垂下
されたロッド部VLbが、載荷フレームLFの挿通孔L
Faより挿入され、その先端部に載荷シャフト12が連
結されている。この載荷シャフト12の上端に設けたフ
ランジ部12aと載荷フレームLFとの間には、変位計
16が設けられおり、供試体10の鉛直方向の変形を計
測するようになっている。また、載荷シャフト12は、
三軸セルTCの上面に設けた軸受け部18を通して三軸
セルTC内に垂下されている。
Next, an embodiment of a triaxial test apparatus according to the present invention will be described. FIG. 1 is a front sectional view showing an overall configuration example of a three-axis test apparatus according to the present invention. This triaxial test apparatus arranges a triaxial cell (pressure chamber) TC for storing cell water inside a loading frame LF and applies a vertical load to a specimen 10 installed in the triaxial cell TC. It is provided with a loading device VL. The vertical load loading device VL is composed of a screw jack or a cylinder, etc., and the main body VLa of the device is loaded with a loading frame LF.
It is provided on the upper part. Further, the rod portion VLb suspended from the main body portion VLa is inserted into the insertion hole L of the loading frame LF.
The loading shaft 12 is connected to the distal end of the loading shaft 12. A displacement gauge 16 is provided between the flange portion 12a provided at the upper end of the loading shaft 12 and the loading frame LF, and measures the deformation of the specimen 10 in the vertical direction. Also, the loading shaft 12
It is suspended in the triaxial cell TC through a bearing 18 provided on the upper surface of the triaxial cell TC.

【0013】そして、三軸セルTC内には、載荷シャフ
ト12に連結されて、供試体10の上面に矩形板22A
を介して配置されるキャップ20と、供試体10の下面
に矩形板22Bを介して配置されるベデスタル24と、
供試体10の水平方向の中間主応力を制御する中間主応
力制御システム30と、この中間主応力制御システム3
0を支持する支持装置26と、載荷シャフト12とキャ
ップ20との連結部に装着されて鉛直荷重を測定するロ
ードセル14とが設けられている。また、三軸セルTC
の周辺には、三軸セルTC内の供試体10へセル圧(σ
0)を付与するためのセル圧負荷装置40と、セル圧を
測定するためのブルドンゲージ50と、供試体10内の
排水条件を制御する制御回路60と、供試体10の体積
変化測定システム70と、供試体10内の過剰間隙水圧
を測定する圧力変換器80が設けられている。以下、各
部の構成について順次詳細に説明する。
In the triaxial cell TC, a rectangular plate 22A is connected to the loading shaft 12 and
And a pedestal 24 arranged on the lower surface of the specimen 10 via a rectangular plate 22B,
An intermediate principal stress control system 30 for controlling an intermediate principal stress in the horizontal direction of the specimen 10;
0, and a load cell 14 which is mounted on a connection between the loading shaft 12 and the cap 20 and measures a vertical load. In addition, triaxial cell TC
Around the cell pressure (σ) on the specimen 10 in the triaxial cell TC.
0 ), a Bourdon gauge 50 for measuring cell pressure, a control circuit 60 for controlling drainage conditions in the specimen 10, and a volume change measuring system 70 for the specimen 10. And a pressure transducer 80 for measuring the excess pore water pressure in the specimen 10. Hereinafter, the configuration of each unit will be sequentially described in detail.

【0014】図2は、この三軸試験装置で用いる供試体
10の例を示す斜視図である。図示のように、この供試
体10には、長方体形状でしかも長さ(L)、幅
(W)、高さ(H)の3つの辺が略々等しい略々立方体
形状のものを使用する。これは、上述するように、中間
主応力の制御に便利な形状とするためである。また、こ
の供試体10は、後述するゴムスリーブ2等の可撓性ス
リーブに包囲された土質材料であり、三軸セルTC内に
配置される。そして、本例においては、図2に示す供試
体10の高さH方向(第1主応力方向)の応力σ1 が、
鉛直荷重載荷装置VLによる荷重に対する最大主応力で
あり、長さL方向(第2主応力方向)の応力σ2 が、中
間主応力制御システム30によって付与される荷重に対
する中間主応力であり、幅W方向(第3主応力方向)の
応力σ3 が、セル圧に対する最小主応力である。これら
3つの主応力方向は互いに直交している。
FIG. 2 is a perspective view showing an example of the test specimen 10 used in this triaxial test apparatus. As shown in the figure, the specimen 10 has a rectangular shape and a substantially cubic shape having three sides of length (L), width (W), and height (H) substantially equal. I do. This is to make the shape convenient for controlling the intermediate principal stress as described above. The specimen 10 is a soil material surrounded by a flexible sleeve such as a rubber sleeve 2 described later, and is disposed in the triaxial cell TC. In this example, the stress σ 1 in the height H direction (first principal stress direction) of the specimen 10 shown in FIG.
The maximum principal stress with respect to the load by the vertical load loading device VL, the stress σ 2 in the length L direction (second principal stress direction) is the intermediate principal stress with respect to the load applied by the intermediate principal stress control system 30, and the width is The stress σ 3 in the W direction (third principal stress direction) is the minimum principal stress with respect to the cell pressure. These three principal stress directions are orthogonal to each other.

【0015】次に、図3(1)および(2)は、前記キ
ャップ20の構造を示す正面図および底面図である。ま
た、図4(1)および(2)は、前記ベデスタル24の
構造を示す上面図および正面図である。さらに、図5
は、供試体10とキャップ20およびベデスタル24と
の組み立て状態を示す断面図であり、図6は、供試体1
0への中間主応力制御システム30の組み立て状態を示
す断面図である。このキャップ20とベデスタル24
は、上述のように矩形板22A、22Bを介して供試体
10の上下面に配置されるものである。矩形板22A、
22Bは、フィルタ層としてのポーラス板、あるいは摩
擦を軽減するための工夫、例えばアクリル板にグリース
を塗布して薄いゴムシートを貼り付けたものである。
Next, FIGS. 3A and 3B are a front view and a bottom view showing the structure of the cap 20. FIG. FIGS. 4A and 4B are a top view and a front view showing the structure of the pedestal 24, respectively. Further, FIG.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing an assembled state of the test piece 10, the cap 20, and the pedestal 24. FIG.
It is sectional drawing which shows the assembly state of the intermediate | middle principal stress control system 30 to 0. This cap 20 and pedestal 24
Are arranged on the upper and lower surfaces of the specimen 10 via the rectangular plates 22A and 22B as described above. Rectangular plate 22A,
22B is a porous plate as a filter layer or a device for reducing friction, for example, a device in which grease is applied to an acrylic plate and a thin rubber sheet is attached.

【0016】また、キャップ20およびベデスタル24
の供試体10に接する側の端面は、供試体10の面形状
に対応する正方形断面部20A、24Aとして形成され
ている。ただし、一辺の長さ(L’×W’)は、供試体
10の一辺の長さ(L×W)よりやや小さいものとなっ
ている(L>L’、W>W’)。これは、供試体10が
圧密過程中の体積変化により、キャップ20とベデスタ
ル24の断面より小さくならないようにするためであ
る。また、キャップ20およびベデスタル24の供試体
10と反対側の部分は、ゴムスリーブ2を使用した場合
に、図5に示すように、ゴムスリーブ2をOリング4
A、4B等により密閉状態で固定しやすいように円形断
面部20B、24Bとなっている。なお、この例では、
一般に普及した薄肉円筒状のゴムスリーブ2を使用した
場合を示しているが、矩形筒状のゴムスリーブを使用す
ることも可能である。また、キャップ20およびベデス
タル24には、供試体(土質材料)10内の間隙水を排
水する排水孔20a、24aが形成されており、これら
排水孔20a、24aは、図1に示すように、接続管6
A、6Bを介して排水条件の制御回路60に接続され、
さらに供試体10の体積変化測定システム70および圧
力変換器80に接続されている。
The cap 20 and the pedestal 24
The end surface of the side in contact with the specimen 10 is formed as square cross sections 20A and 24A corresponding to the surface shape of the specimen 10. However, the length of one side (L ′ × W ′) is slightly smaller than the length of one side (L × W) of the specimen 10 (L> L ′, W> W ′). This is to prevent the specimen 10 from becoming smaller than the cross section of the cap 20 and the pedestal 24 due to a volume change during the consolidation process. When the rubber sleeve 2 is used, the portion of the cap 20 and the pedestal 24 on the opposite side of the specimen 10 is connected to the O-ring 4 as shown in FIG.
A, 4B and the like have circular cross sections 20B and 24B so as to be easily fixed in a sealed state. In this example,
Although the case where a thin cylindrical rubber sleeve 2 that is widely used is used is shown, a rectangular cylindrical rubber sleeve may be used. The cap 20 and the pedestal 24 are formed with drain holes 20a and 24a for draining pore water in the specimen (soil material) 10, and the drain holes 20a and 24a are formed as shown in FIG. Connection pipe 6
A, 6B is connected to the drainage condition control circuit 60,
Further, it is connected to a volume change measuring system 70 and a pressure transducer 80 of the specimen 10.

【0017】制御回路60は、バルブの制御等により、
供試体10からの排水流量を制御するものであり、体積
変化測定システム70は、試験中の供試体からの水の出
入り量を示すビュレット72の水位を差圧計74により
測定するものである。また、圧力変換器80は、供試体
10内の過剰間隙水圧(非排水条件)を測定するもので
ある。また、このような排水経路を開閉するためのコッ
ク82、84が設けられている。また、図1に示すセル
圧負荷装置40は、圧力調整レギュレータ42によりコ
ンプレッサ等の圧力源HPからの空気圧(σ0 )を所定
の値に制御して三軸セルTC内に加え、この三軸セルT
C内に貯留したセル水により水圧に変換して、供試体1
0に加えるものである。また、このようなセル圧負荷装
置40によるセル圧(σ0 )は、ブルドンゲージ50に
よって測定される。
The control circuit 60 controls the valve, etc.
The volume change measuring system 70 controls the water flow rate of the burette 72 indicating the amount of water flowing in and out of the test specimen under test by the differential pressure gauge 74. The pressure transducer 80 measures the excess pore water pressure in the specimen 10 (non-draining condition). Also, cocks 82 and 84 for opening and closing such a drainage path are provided. The cell pressure load device 40 shown in FIG. 1 controls the air pressure (σ 0 ) from a pressure source HP such as a compressor to a predetermined value by a pressure adjustment regulator 42 and applies the air pressure (σ 0 ) to a triaxial cell TC. Cell T
Specimen 1 converted to water pressure by cell water stored in C
It is added to 0. The cell pressure (σ 0 ) of the cell pressure load device 40 is measured by a Bourdon gauge 50.

【0018】また、図7、図8は、中間主応力制御シス
テム30を示す図であり、図7(1)は、正面断面図、
図7(2)は、左側面図、図7(3)は、右側面図、図
7(4)は、図7(4)の−線断面図である。ま
た、図8は、図7(1)の−平断面図である。この
中間主応力制御システム30は、供試体10の長さL方
向、すなわち中間主応力方向の応力を制御するものであ
り、図7において、供試体10の左側に配置される押圧
体ユニット300と、右側に配置される反力体ユニット
330とを有する。そして、押圧体ユニット300に対
し、図1に示す圧力制御装置360によって後述するピ
ストン機構による荷重を制御することにより、中間主応
力を制御するものである。
7 and 8 are views showing an intermediate principal stress control system 30. FIG. 7 (1) is a front sectional view,
7 (2) is a left side view, FIG. 7 (3) is a right side view, and FIG. 7 (4) is a cross-sectional view taken along line-in FIG. 7 (4). FIG. 8 is a cross-sectional plan view of FIG. The intermediate principal stress control system 30 controls the stress in the length L direction of the specimen 10, that is, the stress in the intermediate principal stress direction. In FIG. 7, the pressing body unit 300 is disposed on the left side of the specimen 10. , A reaction force unit 330 disposed on the right side. Then, the intermediate main stress is controlled by controlling the load applied to the pressing body unit 300 by a piston mechanism described later by the pressure control device 360 shown in FIG.

【0019】押圧体ユニット300は、供試体10の側
面に対向配置されるベース部材302と、このベース部
材302に組み込まれたピストン機構304と、このピ
ストン機構304によって支持され、上述したゴムスリ
ーブ2を介して供試体10の側面に当接する押圧板30
6とを有する。ベース部材302は、供試体10との対
向面側に開口したシリンダ部308を有し、ピストン・
シリンダ機構304のピストンヘッド310がスライド
可能に嵌合している。また、ベース部材302の供試体
10と反対側には、ピストンヘッド310に連結された
ピストンロッド312がスライド可能に嵌合する軸受け
部314が設けられている。なお、ベース部材302の
内壁とピストンヘッド310およびピストンロッド31
2の外周面との間は、Oリング等によりシーリングされ
ている。そして、このようなベース部材302のシリン
ダ部308の内部には、供給路316を通して、圧力制
御装置360による水圧PA が供給されるようになって
いる。また、押圧板306は、ピストンヘッド310の
先端に固着されている。この押圧板306の供試体10
と対向する面は平坦に形成され、供試体10の一側面を
完全に覆う大きさを有している。
The pressing body unit 300 includes a base member 302 disposed opposite to the side surface of the specimen 10, a piston mechanism 304 incorporated in the base member 302, and supported by the piston mechanism 304. Press plate 30 abutting on the side surface of specimen 10 through
6. The base member 302 has a cylinder portion 308 that is open on the side facing the specimen 10.
The piston head 310 of the cylinder mechanism 304 is slidably fitted. On the opposite side of the base member 302 from the specimen 10, there is provided a bearing 314 into which a piston rod 312 connected to the piston head 310 is slidably fitted. The inner wall of the base member 302 and the piston head 310 and the piston rod 31
2 is sealed with an O-ring or the like. Then, inside the cylinder portion 308 of such a base member 302, through the supply passage 316, the pressure P A by the pressure controller 360 are supplied. Further, the pressing plate 306 is fixed to the tip of the piston head 310. Specimen 10 of this pressing plate 306
Is formed flat and has a size to completely cover one side surface of the test sample 10.

【0020】また、圧力制御装置360は、図1に示す
ように、精密レギュレータ362により制御した空気圧
を水圧タンクWT内で水圧PA に変換して、上述したシ
リンダ部308に供給し、ピストンヘッド310への圧
力を制御するものである。なお、本例のように、空気圧
を水圧に変換してシリンダ部308に供給するのではな
く、空気圧をそのまま供給する構成であってもよいし、
水圧タンクWTの代わりに、油圧タンクを設けて油圧を
供給する構成としてもよい。また、反力体ユニット33
0は、供試体10の側面に対向配置されるベース部材3
32と、このベース部材332に支持され、上述したゴ
ムスリーブ2を介して供試体10の側面に当接する反力
板334とを有する。また、ベース部材332と反力板
334との間には、中間主応力方向の荷重を測定するロ
ードセル336が設けられている。
Further, the pressure control device 360, as shown in FIG. 1, is converted to water pressure P A of the air pressure controlled by a precision regulator 362 in the pressure tank WT, were supplied to a cylinder unit 308 described above, the piston head It controls the pressure on 310. In addition, instead of converting the air pressure to the water pressure and supplying the same to the cylinder unit 308 as in the present example, the configuration may be such that the air pressure is supplied as it is,
Instead of the hydraulic tank WT, a hydraulic tank may be provided to supply hydraulic pressure. Also, the reaction force unit 33
Reference numeral 0 denotes a base member 3 which is arranged to face the side surface of the test piece 10.
32, and a reaction plate 334 supported by the base member 332 and abutting on the side surface of the specimen 10 via the rubber sleeve 2 described above. Further, between the base member 332 and the reaction plate 334, a load cell 336 for measuring a load in an intermediate principal stress direction is provided.

【0021】また、上述した押圧体ユニット300と反
力体ユニット330の各ベース部材302、332は、
水平方向の4本の連結ロッド320により連結され、そ
れによって、浮動状態で圧力室に支持されたキャリパブ
ラケットが構成されている。すなわち、連結ロッド32
0は、各ベース部材302、332のコーナ部の間に架
設されており、図8に示すように、反力体ユニット33
0側の端部がベース部材332に設けた挿着孔332a
に圧入固着され、押圧体ユニット300側の端部がベー
ス部材302に設けた挿通孔を貫通して、その貫通端部
に形成したネジ部にナット322が螺合している。した
がって、このナット322を締め付け調整することで、
各ベース部材302、332の間隔を調整できるように
なっている。また、押圧板306と反力板334には、
それぞれ上方に延出された延出部306a、334a
に、水平方向に変位計340が架設されており、押圧板
306と反力板334の間隔の変化を計測できるように
なっている。
The base members 302 and 332 of the pressing body unit 300 and the reaction force body unit 330 are
The caliper bracket is connected by four horizontal connecting rods 320, and is thereby supported in a floating state by the pressure chamber. That is, the connecting rod 32
Numeral 0 is installed between the corners of the base members 302 and 332, and as shown in FIG.
An insertion hole 332a whose end on the 0 side is provided in the base member 332
, The end on the pressing body unit 300 side penetrates an insertion hole provided in the base member 302, and a nut 322 is screwed into a screw portion formed at the penetrating end. Therefore, by tightening and adjusting the nut 322,
The distance between the base members 302 and 332 can be adjusted. In addition, the pressing plate 306 and the reaction force plate 334 include:
Extension portions 306a, 334a respectively extended upward
A displacement gauge 340 is installed in the horizontal direction so that a change in the interval between the pressing plate 306 and the reaction force plate 334 can be measured.

【0022】また、押圧体ユニット300と反力体ユニ
ット330の各ベース部材302、332は、三軸セル
TCの底板部44上に設けた浮動システム90によって
鉛直方向には移動可能な状態で支持されている。この浮
動システム90は、三軸セルTCの底板部44の上面に
配置される4本のスプリングロッド92と、これらスプ
リングロッド92の外周部に装着される圧縮コイルスプ
リング94とを有する。一方、各ベース部材302、3
32の下面には、図7(4)に示すように、垂直方向の
装着孔370が一対ずつ形成されており、これらの装着
孔370に設けたリニアモーションベアリング96にス
プリングロッド92が嵌合している。また、圧縮コイル
スプリング94は、各ベース部材302、332の下面
とスプリングロッド92の基端に設けたフランジ部92
aの間に介在している。
The base members 302 and 332 of the pressing body unit 300 and the reaction body unit 330 are supported by the floating system 90 provided on the bottom plate 44 of the triaxial cell TC so as to be movable in the vertical direction. Have been. This floating system 90 has four spring rods 92 arranged on the upper surface of the bottom plate portion 44 of the triaxial cell TC, and a compression coil spring 94 mounted on the outer periphery of these spring rods 92. On the other hand, each base member 302, 3
As shown in FIG. 7 (4), a pair of vertical mounting holes 370 are formed on the lower surface of each of the holes 32, and a spring rod 92 is fitted into a linear motion bearing 96 provided in each of the mounting holes 370. ing. Further, the compression coil spring 94 includes a flange portion 92 provided on the lower surface of each of the base members 302 and 332 and the base end of the spring rod 92.
a.

【0023】また、図5に示すように、ゴムスリーブ2
は、供試体10、矩形板22A、22B、キャップ20
およびベデスタル24の正方形断面部20A、24Aを
包囲する状態で装着され、キャップ20およびベデスタ
ル24の円形断面部20B、24BにてOリング4A、
4Bにより固定され、供試体10を密閉状態で包囲して
いる。なお、押圧板306および反力板334とゴムス
リーブ2との接触面、および、ゴムスリーブ2と供試体
10との接触部には、グリース等による滑動剤を塗布し
て、供試体10が変位する際の摩擦抵抗を軽減するよう
にしている。
Further, as shown in FIG.
Are the specimen 10, the rectangular plates 22A and 22B, the cap 20
And the O-ring 4A, which is attached so as to surround the square cross-sections 20A and 24A of the pedestal 24, and the cap 20 and the circular cross-sections 20B and 24B of the pedestal 24.
4B, and surrounds the specimen 10 in a sealed state. A lubricant such as grease is applied to a contact surface between the pressing plate 306 and the reaction plate 334 and the rubber sleeve 2 and a contact portion between the rubber sleeve 2 and the specimen 10 so that the specimen 10 is displaced. When trying to reduce the frictional resistance.

【0024】次に以上のような構成による三軸試験装置
による試験手順について説明する。まず、試験すべき土
試料の立方体形状の供試体10を準備する。この場合、
供試体の準備は、砂質土、粘性土により、あるいは原位
置から不撹乱状態で採取してきた場合等で異なるが、そ
れぞれに応じた方法で準備した供試体10を三軸セルT
Cに設置してゴムスリーブ2で包囲し、キャップ20お
よびベデスタル24の円形断面部20B、24BにてO
リング4A、4Bにより固定する。そして、供試体10
内に所定の負圧(σNE<0)を加えて自立させた状態ま
で進める(図5)。
Next, a description will be given of a test procedure performed by the three-axis test apparatus having the above configuration. First, a cubic specimen 10 of an earth sample to be tested is prepared. in this case,
The preparation of the test specimen differs depending on the sandy soil, the cohesive soil, or the case where the specimen is collected in an undisturbed state from the original position.
C, and is surrounded by the rubber sleeve 2, and the cap 20 and the circular cross sections 20B and 24B of the pedestal 24 are O
It is fixed by rings 4A and 4B. And the specimen 10
Then, a predetermined negative pressure (σ NE <0) is applied to the inside to advance to a self-standing state (FIG. 5).

【0025】次に、供試体10の寸法を測定し、上述し
た中間主応力σ2 が作用する両面(H×W面)に、ゴム
スリーブ2の上から摩擦除去のためのグリース等の滑動
剤を薄く塗り、中間主応力制御システム30の押圧体ユ
ニット300と反力体ユニット330を設置する(図
6)。この場合、押圧板306および反力板334と供
試体10との間に多少の透き間を残して設置する。次
に、セル円筒を設置して、三軸セルTC内にセル水を所
定の水位まで注水した後、三軸セルTCを組み立て、供
試体10内に加えた負圧(σNE)とセル圧(σ0 )とを
交換する(σ0 =|σNE|)。次に、三軸セルTCを載
荷フレームLFに設置する(図1)。そして、供試体1
0を所定の圧密圧力レベル、すなわち、原位置の応力状
態と対応した圧密圧力レベルまで圧密した後、載荷フレ
ームLFにより鉛直荷重(最大主応力)を供試体10に
加えて剪断する。
Next, the dimensions of the specimen 10 are measured, and a lubricant such as grease for removing friction from the rubber sleeve 2 is applied to both surfaces (H × W surfaces) on which the intermediate principal stress σ 2 acts. , And the pressing unit 300 and the reaction unit 330 of the intermediate principal stress control system 30 are installed (FIG. 6). In this case, the test piece 10 is installed with some clearance between the pressing plate 306 and the reaction force plate 334 and the test piece 10. Next, a cell cylinder is installed, and after pouring cell water into the triaxial cell TC to a predetermined water level, the triaxial cell TC is assembled, and the negative pressure (σ NE ) applied to the specimen 10 and the cell pressure are set. (Σ 0 ) and (σ 0 = | σ NE |). Next, the triaxial cell TC is installed on the loading frame LF (FIG. 1). And specimen 1
After consolidating 0 to a predetermined consolidation pressure level, that is, a consolidation pressure level corresponding to the stress state at the original position, a vertical load (maximum main stress) is applied to the specimen 10 by the loading frame LF and sheared.

【0026】この際、最小主応力(σ3 )であるセル圧
は一定として、中間主応力(σ2 )方向の荷重を加える
ことにより、中間主応力(σ2 )と最大主応力(σ1
との相対的な大きさを示す中間応力係数 b=(σ2 −σ3 )/(σ1 −σ3 ) が所定の値になるように制御する。具体的には、供試体
10に作用した鉛直方向荷重のロードセル14による測
定値は、 PH =(σ1 −σ3 )×L×W である。そして、中間主応力方向の荷重は、 PL =(σ2 −σ3 )×H×W であるので、供試体10が立方体(L=W=H)である
ことを考慮すれば、 b=(σ2 −σ3 )/(σ1 −σ3 )=PL /PH になる。したがって、中間主応力方向の荷重を中間主応
力制御システム30により、鉛直荷重に対し、 PL =b×PH になるように制御する。
At this time, the cell pressure, which is the minimum principal stress (σ 3 ), is kept constant and a load in the direction of the intermediate principal stress (σ 2 ) is applied, so that the intermediate principal stress (σ 2 ) and the maximum principal stress (σ 1) )
Is controlled so that the intermediate stress coefficient b = (σ 2 −σ 3 ) / (σ 1 −σ 3 ), which indicates the relative magnitude with respect to the above, becomes a predetermined value. Specifically, the measured value of the vertical load applied to the specimen 10 by the load cell 14 is P H = (σ 1 −σ 3 ) × L × W. Then, since the load in the direction of the intermediate principal stress is P L = (σ 2 −σ 3 ) × H × W, considering that the specimen 10 is a cube (L = W = H), b = (Σ 2 −σ 3 ) / (σ 1 −σ 3 ) = P L / P H Therefore, the load in the direction of the intermediate principal stress is controlled by the intermediate principal stress control system 30 so that P L = b × P H with respect to the vertical load.

【0027】そして、この中間主応力の大きさは、三軸
圧縮状態(b=0、σ2 −σ3 )〜平面ひずみ圧縮状態
(σ1 >σ2 >σ3 )〜三軸伸張状態(b=1.0、σ
1 =σ2 )の範囲で制御するが、供試体の中間主応力方
向の変形は、中間主応力の大きさにより伸び変形〜圧縮
変形と方向が変化する。すなわち、図9(1)(2)に
示すように、中間主応力が三軸圧縮〜平面ひずみ圧縮状
態の間にある時は、供試体は、伸び変形(ε2 ≦0)を
するので、押圧板306と反力板334の供試体10に
接する面の高さH’は、供試体10の高さHよりも大き
くしてもいいが(H<H’、図9(1))、逆に中間主
応力が平面ひずみ圧縮状態〜三軸伸張状態の間にある時
は、供試体10は圧縮変形(ε2≧0)をするので、押
圧板306と反力板334の供試体10に接する面の高
さH’は、供試体10の高さHよりも小さくして(H>
H’、図9(2))、供試体10が高さ方向に圧縮さ
れ、図9に示すδHのように変形した時に、押圧板30
6、反力板334、キャップ20およびベデスタル24
が衝突しないようにする必要がある。
The magnitude of the intermediate principal stress ranges from a triaxial compression state (b = 0, σ 2 −σ 3 ) to a plane strain compression state (σ 1 > σ 2 > σ 3 ) to a triaxial expansion state ( b = 1.0, σ
Although control is performed within the range of 1 = σ 2 ), the deformation of the specimen in the direction of the intermediate principal stress changes in the direction from elongation deformation to compression deformation depending on the magnitude of the intermediate principal stress. That is, as shown in FIGS. 9 (1) and (2), when the intermediate principal stress is between the triaxial compression state and the plane strain compression state, the specimen undergoes elongation deformation (ε 2 ≦ 0). The height H ′ of the surface of the pressing plate 306 and the reaction force plate 334 in contact with the test piece 10 may be larger than the height H of the test piece 10 (H <H ′, FIG. 9A). Conversely, when the intermediate principal stress is between the plane strain compression state and the triaxial extension state, the specimen 10 undergoes compressive deformation (ε 2 ≧ 0), and thus the specimen 10 of the pressing plate 306 and the reaction force plate 334. Is smaller than the height H of the specimen 10 (H>
H ′, FIG. 9 (2)), when the specimen 10 is compressed in the height direction and deformed as shown by δH shown in FIG.
6, reaction plate 334, cap 20, and pedestal 24
Need to avoid collisions.

【0028】また、剪断中の鉛直荷重、鉛直変位、中間
主応力方向の荷重と変位、体積変化(排水条件)あるい
は過剰間隙水圧(非排水条件)を計測、記録する。剪断
中の供試体10は、鉛直方向に圧縮されて変位し、押圧
板306および反力板334と供試体10との間には、
相対的な変位による摩擦が発生するが、それら押圧板及
び反力板も中間主応力制御システム30の浮動システム
90により変位するので、その摩擦の影響を減少でき
る。以上と同じ手順により、圧密圧力レベルの違う最低
2つ以上の供試体について試験を行い、各圧密圧力レベ
ルにおける変形特性(応力−ひずみ関係)と、試験を実
施した圧密圧力の範囲における試験土の強度定数を求め
る。
Further, the vertical load during the shearing, the vertical displacement, the load and the displacement in the direction of the intermediate principal stress, the volume change (drainage condition) or the excess pore water pressure (non-drainage condition) are measured and recorded. The specimen 10 being sheared is compressed and displaced in the vertical direction, and between the pressing plate 306 and the reaction force plate 334 and the specimen 10,
Although friction occurs due to the relative displacement, the pressure plate and the reaction plate are also displaced by the floating system 90 of the intermediate principal stress control system 30, so that the influence of the friction can be reduced. In accordance with the same procedure as above, at least two specimens with different consolidation pressure levels were tested, and the deformation characteristics (stress-strain relationship) at each consolidation pressure level and the test soil in the range of the consolidation pressure at which the test was performed were performed. Find the strength constant.

【0029】以上のような本例の三軸試験装置において
は、次にような効果を得ることができる。 (1)上述した中間主応力制御システム30を設けたこ
とにより、立方体形状の供試体10に作用する3つの主
応力(σ1 、σ2 、σ3 )の内の中間主応力(σ2 )の
大きさを、三軸圧縮状態(b=0、σ2 =σ3 )〜平面
ひずみ圧縮状態(σ1 >σ2 >σ3 )〜三軸伸張状態
(b=1.0、σ1 =σ2 )の範囲で制御して、中間主
応力の影響を考慮した三次元応力状態での試験が可能で
ある。 (2)試験装置の構造や操作が簡単で、安価な中間主応
力の影響を考慮した三次元応力状態での試験が可能であ
る。 (3)実際の土構造物内の土の要素が受ける応力状態に
対応させて中間主応力を制御すれば、原位置の応力状態
により近い、三次元応力状態での土質材料の変形特性や
強度定数を求めることができる。 (4)したがって、より合理的な土構造物の挙動予測計
算や設計計算を行うことが可能である。
The following effects can be obtained in the three-axis test apparatus of the present embodiment as described above. (1) By providing the above-described intermediate principal stress control system 30, the intermediate principal stress (σ 2 ) of the three principal stresses (σ 1 , σ 2 , σ 3 ) acting on the cubic test piece 10 is obtained. From the triaxial compression state (b = 0, σ 2 = σ 3 ) to the plane strain compression state (σ 1 > σ 2 > σ 3 ) to the triaxial expansion state (b = 1.0, σ 1 = Control within the range of σ 2 ) enables a test in a three-dimensional stress state taking into account the influence of the intermediate principal stress. (2) The structure and operation of the test apparatus are simple, and a test in a three-dimensional stress state in consideration of the influence of inexpensive intermediate principal stress is possible. (3) If the intermediate principal stress is controlled in accordance with the stress state applied to the soil element in the actual soil structure, the deformation characteristics and strength of the soil material in a three-dimensional stress state closer to the in-situ stress state Constants can be obtained. (4) Therefore, it is possible to perform more rational behavior prediction calculation and design calculation of the earth structure.

【0030】なお、以上の例においては、中間主応力制
御システム30のピストン・シリンダ機構304を三軸
セルTCの内部に配置し、また、押圧体ユニット300
と反力体ユニット330を連結ロッド320によって位
置決めすることで、これらユニット300、330を完
全に三軸セルTC内に収容した構造について説明した
が、ピストン機構や各ユニット300、330の位置決
め機構を三軸セルTCに外部に設けるようにしてもよ
い。図10は、このようなセル外方式による中間主応力
制御システム30’を設けた場合の構成例を示す断面図
である。この中間主応力制御システム30’では、上述
した押圧体ユニット300の内部に組み込まれたピスト
ン・シリンダ機構304の代わりに、三軸セルTCの外
側に設けたピストン・シリンダ機構404によって中間
主応力方向の荷重を付与するものである。また、上述し
た連結ロッド320の代わりに、押圧体ユニット300
と反力体ユニット330を三軸セルTCの外側から調整
して位置決めするものである。
In the above example, the piston / cylinder mechanism 304 of the intermediate principal stress control system 30 is disposed inside the triaxial cell TC.
The structure in which these units 300 and 330 are completely accommodated in the triaxial cell TC by positioning the reaction force unit 330 with the connecting rod 320 has been described. However, the piston mechanism and the positioning mechanism of each unit 300 and 330 are described. It may be provided outside the triaxial cell TC. FIG. 10 is a cross-sectional view showing an example of a configuration in a case where such an intermediate main stress control system 30 ′ of the extra-cell type is provided. In this intermediate main stress control system 30 ', instead of the piston / cylinder mechanism 304 incorporated inside the pressing body unit 300 described above, a piston / cylinder mechanism 404 provided outside the triaxial cell TC provides an intermediate main stress direction. Is applied. Further, instead of the connecting rod 320 described above, the pressing body unit 300
And the reaction force unit 330 are adjusted and positioned from outside the triaxial cell TC.

【0031】まず、本例の押圧体ユニット400は、や
や厚肉に形成された押圧板402を有し、この押圧板4
02の背面にリニアモーションガイドベアリング406
を介して水平シャフト408が連結されている。また、
三軸セルTCの外周壁には、水平シャフト408を軸支
する軸受け部410が設けられており、この軸受け部4
10を貫通して水平シャフト408が三軸セルTCの外
部に突出している。なお、軸受け部410と水平シャフ
ト408との間にはOリング等によるシーリングが介在
されている。また、軸受け部410の外側には、取付け
部材412が設けられ、この取付け部材412に水平方
向に支持された複数の支持ロッド414を介して、空圧
シリンダ416が設けられている。詳しくは、空圧シリ
ンダ416の前端面に設けたフランジ部416Aに形成
した取付け孔に、支持ロッド414の先端部を挿着し、
この支持ロッド414の先端部に設けたネジ部に固定ナ
ット418を螺合することにより、空圧シリンダ416
は中間主応力方向に位置調整可能に取り付けられてい
る。
First, the pressing body unit 400 of this embodiment has a pressing plate 402 formed to be slightly thick.
02 on the back of linear motion guide bearing 406
The horizontal shaft 408 is connected via the. Also,
A bearing portion 410 that supports the horizontal shaft 408 is provided on the outer peripheral wall of the triaxial cell TC.
10, a horizontal shaft 408 projects outside the triaxial cell TC. Note that a sealing such as an O-ring is interposed between the bearing 410 and the horizontal shaft 408. A mounting member 412 is provided outside the bearing 410, and a pneumatic cylinder 416 is provided via a plurality of support rods 414 horizontally supported by the mounting member 412. Specifically, the tip of the support rod 414 is inserted into a mounting hole formed in a flange 416A provided on the front end surface of the pneumatic cylinder 416,
By screwing a fixing nut 418 into a thread provided at the tip of the support rod 414, the pneumatic cylinder 416 is
Are mounted so as to be adjustable in the direction of the intermediate principal stress.

【0032】また、水平シャフト408の中途部には、
水平シャフト408の位置を規制するためのストッパ4
20が設けられている。また、水平シャフト408の突
出側の端部には、ピストン・シリンダ機構404の空圧
シリンダ416のピストンロッド422が連結されてい
る。そして、空圧シリンダ416内に図示しない圧力制
御装置からの圧縮空気を供給することにより、中間主応
力方向の荷重を制御するものである。すなわち、上述し
た図1の例では、レギュレータにより制御した空気圧を
水圧に変換して供給するようにしたが、本例では、空気
圧をそのまま供給して、中間主応力方向の荷重を制御す
るものである。また、水平シャフト408の突出側の端
部には、垂直方向の検出片428が設けられ、この検出
片428には、中間主応力方向の変位を計測する変位計
426が設けられている。この変位計426により、供
試体10の中間主応力方向の変位を測定する。
In the middle of the horizontal shaft 408,
Stopper 4 for regulating the position of horizontal shaft 408
20 are provided. The piston rod 422 of the pneumatic cylinder 416 of the piston-cylinder mechanism 404 is connected to the end of the horizontal shaft 408 on the protruding side. Then, by supplying compressed air from a pressure control device (not shown) into the pneumatic cylinder 416, the load in the intermediate principal stress direction is controlled. That is, in the example of FIG. 1 described above, the air pressure controlled by the regulator is converted into the water pressure and supplied, but in this example, the air pressure is supplied as it is to control the load in the direction of the intermediate principal stress. is there. A vertical detecting piece 428 is provided at the protruding end of the horizontal shaft 408. The detecting piece 428 is provided with a displacement meter 426 for measuring the displacement in the direction of the intermediate principal stress. The displacement of the specimen 10 in the direction of the intermediate principal stress is measured by the displacement meter 426.

【0033】一方、本例の反力体ユニット430は、上
述した反力体ユニット330と同様の構造によるベース
部材432、反力板444およびロードセル446を有
しているが、上述した連結ロッド320の代わりに、三
軸セルTCの外側から調整可能な機構により位置決めさ
れるようになっている。すなわち、反力体ユニット43
0のベース部材432の背面には、リニアモーションガ
イドベアリング436を介して水平シャフト438が連
結されている。そして、三軸セルTCの外周壁には、水
平シャフト438を軸支する軸受け部440が設けられ
ており、この軸受け部440を貫通して水平シャフト4
38が三軸セルTCの外部に突出している。なお、軸受
け部440と水平シャフト438との間にはOリング等
によるシーリングが介在されている。また、水平シャフ
ト438の突出側の端部には、水平シャフト438の位
置を規制するためのストッパ442が設けられている。
On the other hand, the reaction force unit 430 of this embodiment has a base member 432, a reaction force plate 444, and a load cell 446 having the same structure as the reaction force unit 330 described above. Instead, the positioning is performed by a mechanism that can be adjusted from the outside of the triaxial cell TC. That is, the reaction force unit 43
A horizontal shaft 438 is connected to the rear surface of the base member 432 via a linear motion guide bearing 436. A bearing 440 that supports the horizontal shaft 438 is provided on the outer peripheral wall of the triaxial cell TC, and the horizontal shaft 4 extends through the bearing 440.
38 project outside the triaxial cell TC. A sealing such as an O-ring is interposed between the bearing 440 and the horizontal shaft 438. Further, a stopper 442 for regulating the position of the horizontal shaft 438 is provided at an end of the horizontal shaft 438 on the protruding side.

【0034】また、図1に示す例では、押圧体ユニット
300および反力体ユニット330の各ベース部材30
2、332を浮動システム90により支持したが、本例
では、反力体ユニット430については、ベース部材4
32を同様の構成による浮動システム90で支持してい
る。また、押圧体ユニット400については、ベース部
材を持たない構成であるので、押圧板402を同様の構
成による浮動システム90で支持している。しかし、浮
動システム90の機能としては、上述した例と同様であ
るので説明は省略する。また、その他の構成について
も、上述した図1の例と同様であるので、同一符号を付
して説明は省略する。
In the example shown in FIG. 1, each of the base members 30 of the pressing unit 300 and the reaction unit 330
2 and 332 are supported by the floating system 90. In this example, the reaction member unit 430 includes the base member 4
32 are supported by a similarly configured floating system 90. Further, since the pressing body unit 400 does not have the base member, the pressing plate 402 is supported by the floating system 90 having the same configuration. However, since the function of the floating system 90 is the same as that of the above-described example, the description will be omitted. In addition, other configurations are the same as those in the example of FIG. 1 described above, and thus, the same reference numerals are given and the description is omitted.

【0035】以上のような構成では、中間主応力を制御
しない段階では、押圧体ユニット400の押圧板402
および反力体ユニット430の反力板444と供試体1
0との間を開けておくが、供試体10に中間主応力を付
与する段階になると、三軸セルTCの外側から水平シャ
フト408、438の変位により、押圧板402と反力
板444の間隔を調整し、供試体10との隙間がない状
態に位置決めする。そして、反力体ユニット430側の
水平シャフト438だけをストッパ442により三軸セ
ルTCに固定する。この状態で、上述した例と同様の手
順により、中間主応力を制御した三次元応力状態での試
験を行う。
In the above configuration, when the intermediate principal stress is not controlled, the pressing plate 402 of the pressing body unit 400 is not controlled.
And the reaction force plate 444 of the reaction force unit 430 and the specimen 1
However, when the intermediate principal stress is applied to the specimen 10, the gap between the pressing plate 402 and the reaction force plate 444 is generated by the displacement of the horizontal shafts 408 and 438 from the outside of the triaxial cell TC. Is adjusted so that there is no gap with the specimen 10. Then, only the horizontal shaft 438 on the reaction force unit 430 side is fixed to the triaxial cell TC by the stopper 442. In this state, a test in a three-dimensional stress state in which the intermediate principal stress is controlled is performed by the same procedure as in the above-described example.

【0036】また、図1に示す例では、セル圧負荷装置
40によるセル圧(σ0 )をブルドンゲージ50で測定
するようにしたが、この代わりに、図11に示すよう
に、圧力変換器PTによって測定するようにしてもよ
い。また、図1に示す例では、鉛直荷重載荷装置VLに
よる鉛直荷重を測定するロードセル14を載荷シャフト
12とキャップ20との連結部に設けたが、この代わり
に、図12に示すように、鉛直荷重載荷装置VLのロッ
ド部VL2と載荷シャフト12との連結部にロードセル
14’を設けてもよい。
In the example shown in FIG. 1, the cell pressure (σ 0 ) by the cell pressure load device 40 is measured by the Bourdon gauge 50. Instead, as shown in FIG. You may make it measure by PT. Further, in the example shown in FIG. 1, the load cell 14 for measuring the vertical load by the vertical load loading device VL is provided at the connecting portion between the loading shaft 12 and the cap 20, but instead, as shown in FIG. A load cell 14 ′ may be provided at a connecting portion between the rod portion VL 2 of the load loading device VL and the loading shaft 12.

【0037】[0037]

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る三軸
試験装置ないし三軸試験方法によれば、略々直方体形状
の供試体を使用して、その供試体の互いに直交する第1
主応力方向、第2主応力方向及び第3主応力方向の夫々
の圧縮応力の間の関係を任意に設定することができるた
め、実際の土構造物内の土要素が受けている応力状態に
近い三軸圧縮応力状態と平面ひずみ圧縮応力状態と三軸
伸張応力状態の間の三次元応力状態下での土の変形特性
や強度定数を簡易に求めることができる。また、簡単な
構成および手順により、中間主応力を考慮した三軸試験
を実施することができ、安価で簡易な三軸試験を実現で
きる。したがって、より合理的な土構造物の挙動予測計
算や設計計算を容易に行うことが可能となる。
As described above, according to the triaxial test apparatus or the triaxial test method according to the present invention, a substantially rectangular parallelepiped specimen is used, and the first specimens which are orthogonal to each other are used.
Since the relationship between the respective compressive stresses in the principal stress direction, the second principal stress direction, and the third principal stress direction can be set arbitrarily, the stress state received by the soil element in the actual soil structure is reduced. The deformation characteristics and strength constant of the soil under the three-dimensional stress state between the near triaxial compressive stress state, the plane strain compressive stress state, and the triaxial elongation stress state can be easily obtained. Further, with a simple configuration and procedure, a triaxial test in consideration of an intermediate principal stress can be performed, and an inexpensive and simple triaxial test can be realized. Accordingly, it is possible to easily perform more rational behavior prediction calculation and design calculation of the earth structure.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明による三軸試験装置の構成例を示す断面
図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a configuration example of a triaxial test apparatus according to the present invention.

【図2】図1に示す三軸試験装置で用いる供試体の一例
を示す斜視図である。
FIG. 2 is a perspective view showing an example of a test piece used in the triaxial test apparatus shown in FIG.

【図3】図1に示す三軸試験装置におけるキャップの構
造を示す正面図および底面図である。
3 is a front view and a bottom view showing a structure of a cap in the triaxial test apparatus shown in FIG.

【図4】図1に示す三軸試験装置におけるベデスタルの
構造を示す上面図および正面図である。
4 is a top view and a front view showing a structure of a pedestal in the triaxial test apparatus shown in FIG.

【図5】図1に示す三軸試験装置における供試体とキャ
ップおよびベデスタルとの組み立て状態を示す断面図で
ある。
5 is a cross-sectional view showing an assembled state of a test piece, a cap, and a pedestal in the triaxial test apparatus shown in FIG.

【図6】図1に示す三軸試験装置における供試体に中間
主応力制御システムの押圧体ユニットと反力体ユニット
を組み付けた状態を示す断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a state where the pressing body unit and the reaction force body unit of the intermediate principal stress control system are assembled to the test specimen in the triaxial test apparatus shown in FIG.

【図7】図1に示す三軸試験装置における中間主応力制
御システムを示す正面図、両側面図および要部断面図で
ある。
FIG. 7 is a front view, a side view, and a cross-sectional view of a main part showing an intermediate principal stress control system in the triaxial test apparatus shown in FIG.

【図8】図7の−線断面図である。FIG. 8 is a sectional view taken along line − in FIG. 7;

【図9】図1に示す三軸試験装置における中間主応力制
御システムの押圧体ユニットの配置を説明する要部正面
図である。
9 is a front view of an essential part for explaining an arrangement of a pressing body unit of the intermediate principal stress control system in the triaxial test apparatus shown in FIG.

【図10】図1に示す三軸試験装置における中間主応力
制御システムの他の例を示す断面図である。
10 is a cross-sectional view showing another example of the intermediate principal stress control system in the triaxial test device shown in FIG.

【図11】図1に示す三軸試験装置におけるセル圧測定
装置の他の例を示す正面図である。
11 is a front view showing another example of the cell pressure measuring device in the triaxial test device shown in FIG.

【図12】図1に示す三軸試験装置における鉛直荷重の
測定装置の他の例を示す正面図である。
FIG. 12 is a front view showing another example of the vertical load measuring device in the triaxial test device shown in FIG.

【図13】土構造物内の土の要素が受ける応力状態を説
明する説明図である。
FIG. 13 is an explanatory diagram illustrating a stress state applied to a soil element in an earth structure.

【符号の説明】 LF 載荷フレーム TC 三軸セル(圧力室) VL 鉛直荷重載荷装置 2 ゴムスリーブ 10 供試体 12 載荷シャフト 14、14’、336、446 ロードセル、 20 キャップ 24 ベデスタル 30、30’ 中間主応力制御システム 40 セル圧負荷装置 50 ブルドンゲージ 60 排水条件制御回路 70 体積変化測定システム 90 浮動システム 300、400 押圧体ユニット 302、332、432 ベース部材 304、404 ピストン機構 306、402 押圧板 320 連結ロッド 330、430 反力体ユニット 334、444 反力板 360 圧力制御装置[Description of Signs] LF Loading Frame TC Triaxial Cell (Pressure Chamber) VL Vertical Load Loading Device 2 Rubber Sleeve 10 Specimen 12 Loading Shaft 14, 14 ', 336, 446 Load Cell, 20 Cap 24 Vedestal 30, 30' Stress control system 40 Cell pressure load device 50 Bourdon gauge 60 Drainage condition control circuit 70 Volume change measurement system 90 Floating system 300, 400 Press body unit 302, 332, 432 Base member 304, 404 Piston mechanism 306, 402 Press plate 320 Connecting rod 330, 430 reaction force unit 334, 444 reaction force plate 360 pressure control device

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 互いに直交する第1主応力方向、第2主
応力方向及び第3主応力方向の応力を、それら3つの主
応力方向の夫々に対して垂直な3対の側面を有する略々
直方体形状の供試体の夫々の側面に加えて試験を行う三
軸試験装置において、 前記供試体を内部に配設する圧力室と、 前記圧力室の外部の載荷手段が発生する力を前記供試体
へ伝達することによって前記供試体に第1主応力方向の
圧縮応力を加えるための、一対の挟持体を含んでなる第
1圧縮応力印加手段と、 前記供試体に第2主応力方向の圧縮応力を加えるため
の、一対の挟持体を含んでなる第2圧縮応力印加手段
と、 前記圧力室の内部に圧力を発生させ、その圧力をもっ
て、前記供試体に加わる第3主応力方向の圧縮応力とす
るための、圧力発生手段とを備え、 前記第2圧縮応力印加手段が、第2主応力方向の圧縮応
力を制御するための応力制御手段を装備している、 ことを特徴とする三軸試験装置。
1. A method according to claim 1, wherein the stresses in the first principal stress direction, the second principal stress direction, and the third principal stress direction, which are perpendicular to each other, are substantially equal to three pairs of side surfaces perpendicular to each of the three principal stress directions. In a three-axis test apparatus for performing a test in addition to each side surface of a rectangular parallelepiped specimen, a pressure chamber in which the specimen is disposed, and a force generated by a loading unit outside the pressure chamber are applied to the specimen. First compressive stress applying means including a pair of holding members for applying a compressive stress in a first principal stress direction to the specimen by transmitting the compressive stress to the specimen; A second compressive stress applying means including a pair of holding bodies for applying pressure, and generating a pressure inside the pressure chamber, and applying the pressure to the third main stress direction applied to the test piece. Pressure generating means for performing Compressive stress applying means, are equipped with stress control means for controlling the compressive stress of the second principal stress direction, triaxial test apparatus characterized by.
【請求項2】 前記応力制御手段が、第2主応力方向の
圧縮応力の大きさを少なくとも第1主応力方向の圧縮応
力の大きさと第3主応力方向の圧縮応力の大きさとの間
の範囲で制御し得ることを特徴とする請求項1記載の三
軸試験装置。
2. The stress control means according to claim 1, wherein the magnitude of the compressive stress in the second principal stress direction is in a range between at least the magnitude of the compressive stress in the first principal stress direction and the magnitude of the compressive stress in the third principal stress direction. The three-axis test apparatus according to claim 1, wherein the apparatus can be controlled by:
【請求項3】 前記供試体が略々立方体形状であること
を特徴とする請求項1または2項記載の三軸試験装置。
3. The three-axis test apparatus according to claim 1, wherein the specimen has a substantially cubic shape.
【請求項4】 前記第1圧縮応力印加手段の前記一対の
挟持体の一方は、前記圧力室に対して相対的に第1主応
力方向に移動可能なキャップであり、前記第1圧縮応力
印加手段の前記一対の挟持体の他方は、前記圧力室に対
して相対的に固定されたベデスタルであり、前記供試体
は、一端が前記キャップに止着され他端が前記ベデスタ
ルに止着された可撓性スリーブに封入された土質材料で
あることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項記
載の三軸試験装置。
4. One of said pair of holding members of said first compressive stress applying means is a cap which is movable in a first principal stress direction relative to said pressure chamber, and said first compressive stress applying means is a cap. The other of the pair of holding bodies of the means is a pedestal fixed relative to the pressure chamber, and the specimen has one end fixed to the cap and the other end fixed to the pedestal. The triaxial test apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the apparatus is a soil material sealed in a flexible sleeve.
【請求項5】 前記第2圧縮応力印加手段が更に、浮動
状態で前記圧力室に支持されたキャリパブラケットを有
し、前記第2圧縮応力印加手段の前記一対の挟持体の一
方は、ピストン・シリンダ機構を介して前記キャリパブ
ラケットに第2主応力方向に移動可能に取付けられ前記
供試体の前記可撓性スリーブに当接する押圧板をから成
り、前記第2圧縮応力印加手段の前記一対の挟持体の他
方は、前記押圧板に対向して前記キャリパブラケットに
実質的に固定され前記供試体の前記可撓性スリーブに当
接する反力板から成り、前記第2圧縮応力印加手段が更
に、前記ピストン・シリンダ機構に供給する圧力を制御
する圧力制御手段を有することを特徴とする請求項4記
載の三軸試験装置。
5. The second compressive stress applying means further includes a caliper bracket which is supported by the pressure chamber in a floating state, and one of the pair of holding members of the second compressive stress applying means is a piston. A pressure plate attached to the caliper bracket via a cylinder mechanism so as to be movable in a second principal stress direction, and configured to abut on the flexible sleeve of the specimen; The other of the bodies comprises a reaction force plate substantially fixed to the caliper bracket opposite to the pressing plate and abutting against the flexible sleeve of the test sample, and the second compressive stress applying means further comprises: 5. The three-axis test apparatus according to claim 4, further comprising pressure control means for controlling a pressure supplied to the piston / cylinder mechanism.
【請求項6】 前記第2圧縮応力印加手段の前記一対の
挟持体の一方は、浮動状態で前記圧力室に支持され前記
供試体の前記可撓性スリーブに当接する押圧板から成
り、前記第2圧縮応力印加手段の前記一対の挟持体の他
方は、前記押圧板に対向して浮動状態で前記圧力室に支
持され前記可撓性スリーブに当接する反力板から成り、
前記第2圧縮応力印加手段が更に、前記圧力室に固定さ
れたピストン・シリンダ機構と、前記押圧板の第1主応
力方向の移動を許容するように前記ピストン・シリンダ
機構と前記押圧板とを連結する連結機構と、前記ピスト
ン・シリンダ機構に供給する圧力を制御する圧力制御手
段とを有し、前記第2圧縮応力印加手段が更に、前記圧
力室に固定された位置調節機構と、前記反力板の第1主
応力方向の移動を許容するように前記位置調節機構と前
記反力板とを連結し前記位置調節機構で前記反力板の第
2主応力方向の位置を定めることができるようにする連
結機構とを有することを特徴とする請求項4記載の三軸
試験装置。
6. One of said pair of holding members of said second compressive stress applying means comprises a pressing plate which is supported by said pressure chamber in a floating state and abuts on said flexible sleeve of said specimen. (2) The other of the pair of holding members of the compressive stress applying means comprises a reaction plate which is supported by the pressure chamber in a floating state facing the pressing plate and abuts on the flexible sleeve,
The second compressive stress applying means further includes a piston / cylinder mechanism fixed to the pressure chamber, and the piston / cylinder mechanism and the pressing plate so as to allow the pressing plate to move in a first principal stress direction. A coupling mechanism for coupling, and pressure control means for controlling a pressure supplied to the piston / cylinder mechanism, wherein the second compressive stress applying means further comprises a position adjusting mechanism fixed to the pressure chamber; The position adjusting mechanism and the reaction force plate are connected so as to allow movement of the force plate in the first principal stress direction, and the position of the reaction force plate in the second principal stress direction can be determined by the position adjustment mechanism. The three-axis test apparatus according to claim 4, further comprising a connection mechanism configured to perform the operation.
【請求項7】 前記キャップ及び前記ベデスタルは、前
記供試体に臨む端部が該供試体の形状に対応した矩形状
に形成されて供試体押圧部を成していると共に、中途部
が断面円形に形成されて前記可撓性スリーブを固定する
ためのスリーブ固定部を成していること特徴とする請求
項4乃至6のいずれか1項記載の三軸試験装置。
7. An end of the cap and the pedestal facing the specimen is formed in a rectangular shape corresponding to the shape of the specimen to form a specimen pressing portion, and an intermediate portion has a circular cross section. The triaxial test apparatus according to any one of claims 4 to 6, wherein the three-axis test apparatus is formed as a sleeve fixing portion for fixing the flexible sleeve.
【請求項8】 前記キャップ及び前記ベデスタルの各々
と前記供試体との間に摩擦を軽減する矩形板を介挿した
ことを特徴とする請求項7記載の三軸試験装置。
8. A three-axis test apparatus according to claim 7, wherein a rectangular plate for reducing friction is interposed between each of said cap and said pedestal and said specimen.
【請求項9】 前記第2圧縮応力印加手段の前記一対の
挟持体の各々と前記可撓性スリーブとの間に接触面に滑
動剤を塗布したことを特徴とする請求項4乃至8のいず
れか1項記載の三軸試験装置。
9. A sliding agent is applied to a contact surface between each of the pair of holding members of the second compressive stress applying means and the flexible sleeve. 3. The three-axis test apparatus according to claim 1.
【請求項10】 前記可撓性スリーブに封入された土質
材料の間隙水を前記圧力室の外部へ排出させるための間
隙水排出手段と、その間隙水排出手段を介して出入りす
る間隙水の量に基づいて前記供試体の体積変化量を計測
する計測手段とを備えたことを特徴とする請求項4乃至
9のいずれか1項記載の三軸試験装置。
10. A pore water discharge means for discharging pore water of a soil material enclosed in the flexible sleeve to the outside of the pressure chamber, and an amount of pore water flowing in and out via the pore water discharge means. 10. The three-axis test apparatus according to claim 4, further comprising: a measuring unit configured to measure a volume change amount of the specimen based on the measurement.
【請求項11】 前記供試体の第1主応力方向の荷重を
計測する計測手段と前記供試体の第2主応力方向の荷重
を計測する計測手段とを備えたことを特徴とする請求項
1乃至10のいずれか1項記載の三軸試験装置。
11. The apparatus according to claim 1, further comprising: measuring means for measuring a load of the specimen in a first principal stress direction; and measuring means for measuring a load of the specimen in a second principal stress direction. The three-axis test apparatus according to any one of claims 10 to 10.
【請求項12】 前記供試体の第1主応力方向の変形量
を計測する計測手段と前記供試体の第2主応力方向の変
形量を計測する計測手段とを備えたことを特徴とする請
求項1乃至11のいずれか1項記載の三軸試験装置。
12. The apparatus according to claim 1, further comprising measuring means for measuring an amount of deformation of said specimen in a first principal stress direction and measuring means for measuring an amount of deformation of said specimen in a second principal stress direction. Item 12. The three-axis test apparatus according to any one of Items 1 to 11.
【請求項13】 互いに直交する第1主応力方向、第2
主応力方向及び第3主応力方向の応力を、それら3つの
主応力方向の夫々に対して垂直な3対の側面を有する略
々直方体形状の供試体の夫々の側面に加えて試験を行う
三軸試験方法において、 前記供試体を圧力室の内部に配設し、 前記圧力室の外部の載荷手段が発生する力を、一対の挟
持体を含んでなる第1圧縮応力印加手段を介して前記供
試体へ伝達することによって、前記供試体に第1主応力
方向の圧縮応力を加え、 一対の挟持体を含んでなる第2圧縮応力印加手段によっ
て、前記供試体に第2主応力方向の圧縮応力を加え、 前記圧力室の内部に圧力を発生させ、前記第1圧縮応力
印加手段から前記供試体に加わる圧縮応力と該圧力室内
圧力とによって前記供試体の第1主圧力方向の圧縮応力
が決定され、前記第2圧縮応力印加手段から前記供試体
に加わる圧縮応力と該圧力室内圧力とによって前記供試
体の第2主圧力方向の圧縮応力が決定され、該圧力室内
圧力によって前記供試体の第3主応力方向の圧縮応力が
決定されるようにし、 前記第2圧縮応力印加手段から前記供試体に加わる圧縮
応力を制御することにより、前記供試体の圧縮状態を、
三軸圧縮状態と三軸伸張状態との間の、平面ひずみ圧縮
状態を含めた任意の圧縮状態として試験を行う、 ことを特徴とする三軸試験方法。
13. A first principal stress direction orthogonal to a second direction,
The stress in the principal stress direction and the third principal stress direction is applied to each side of a substantially rectangular parallelepiped specimen having three pairs of sides perpendicular to each of the three principal stress directions. In the axial test method, the test piece is disposed inside a pressure chamber, and a force generated by a loading means outside the pressure chamber is applied to the test piece via a first compressive stress applying means including a pair of holding bodies. By transmitting the test piece to the test piece, a compressive stress in the first main stress direction is applied to the test piece, and the test piece is compressed in the second main stress direction by a second compressive stress applying means including a pair of holding members. A stress is generated, a pressure is generated inside the pressure chamber, and the compressive stress applied to the specimen from the first compressive stress applying means and the pressure in the pressure chamber reduce the compressive stress in the first main pressure direction of the specimen. Determined, and the second compressive stress applying means The compression stress in the second main pressure direction of the specimen is determined by the compression stress applied to the specimen and the pressure in the pressure chamber, and the compression stress in the third principal stress direction of the specimen is determined by the pressure in the pressure chamber. By controlling the compressive stress applied to the specimen from the second compressive stress applying means, the compression state of the specimen,
A triaxial test method, wherein the test is performed as an arbitrary compression state including a plane strain compression state between a triaxial compression state and a triaxial extension state.
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