土力学新论：土体摩擦角真三轴试验结果

常规三轴试验产生的三个应力是σ1>σ2=σ3的特殊状态。平面应变试验虽然产生了σ1>σ2≠σ3的三轴应力，但是中间主应力的大小不能随意变化，一般平面应变试验产生的中间主应力。

为了研究其他应力状态时的土体强度，人们在20世纪60年代进行平面应变试验研究的同时，也进行了真三轴试验机的研制和各种土体真三轴试验。图1.22（a）是Procter和Barden[25]以及Reades和Green[26]对两种砂土在真三轴条件下得到的砂土内摩擦角的变化。图中纵坐标为摩擦角φ，横坐标为应力状态参数。

图1.22　国内外学者通过真三轴试验得到的不同材料的内摩擦角(www.xing528.com)

图b中，曲线①—⑩分别为：①Procter和Barden（密砂，1969）；②Sutherl和Mesdary（密砂，1969）；③Sutherl和Mesdary（松砂，1969）；④Lade（密砂，1972）；⑤Lade（松砂，1972）；⑥Lomiza（砂，1969）；⑦Ramamurty和Rawat（密砂，l973）；⑧A1-Ani和Quasi（密砂，l975）；⑨Ergun（密砂，l976）；⑩Ergun（松砂，l976）

可以看到，在各种不同应力状态下得出的摩擦角φ都比莫尔-库仑强度理论的大。图中应力状态参数时的中间主应力为σ2=σ3，即轴对称三轴试验的应力状态。中间主应力σ2逐步增大，应力状态参数也逐步增大，应力状态参数相当于中间主应力相当于中间主应力σ2=σ1。莫尔-库仑强度理论所预计的结果是相应的水平线。从真三轴试验的结果可以看到，除了时（相当于轴对称三轴试验）的结果外，其他各种应力状态下得到的摩擦角φ都大于轴对称三轴试验的结果。Procter和Barden得出的摩擦角比莫尔-库仑强度理论的大5°左右；Reades和Green得出的摩擦角比莫尔-库仑强度理论的大2.6°。由此可见，莫尔-库仑强度理论与试验结果有较大的误差。

国内外学者进行的真三轴试验都得到类似的结果，如图1.22（b）所示。