土壤三轴压密排水试验(CID Test)

1.目的：

利用三轴试验设备，求得土壤於饱和压密排水状态下，承受不同围压时反映出之最大应力。利用此最大应力配合相对应围压大小绘出各阶段有效应力莫尔圆及其破坏包络线，并藉以求得其强度参数C'、φ'值。

2.设备：

a.三轴抗压主机：采用英国Wykeham Farrance公司制造之机械式抗压主机，负载能力5吨以上。

b.三轴室及其压力控制系统：采用中联计测科技股份有限公司制造之土壤三轴室及气压式压力系统，最大负载能力8kg/cm2。

c.资料量测系统：包括冲程5.0cm、精度0.01mm，量测轴向变位之变位计(LVDT)，负载荷重1吨以上、精度0.1kg量测轴向荷重之荷重计(Load Cell)，负载应力5kg/cm2、精度0.01kg/cm2之孔水压计及容量50cm3、精度0.01cm3之差压计含其讯号放大器及撷取系统各一组。

d.土样修整设备：截土环、药刀、钢丝锯等。

e.其他：顶土机、顶土器及土壤物理性质试验设备等。

3.试验方法：

a.利用顶土机将土样顶入已知内径、高度之截土环中，并修整试体上下平面。

b.取部份修整所剩之土样进行物理性质试验。

c.将试体由截土环中顶出加装上、下滤纸及透水石，并於外部套以不透水橡皮膜後，装设於三轴室中央底座上，并使用O形橡胶环将橡皮膜与上下封闭於上下承座。当土样为细粒土壤时，则另於土样表面加贴格条形滤纸以加速排水。 d.将清水由室压№门注入三轴室中，同时将空气由上方排气№排出至清水完全充满三轴室止。

e.将准备好之三轴室装设於三轴抗压主机上，并把上下排水№及室压№门联接至三轴压力系统上。

f.将围压及反水压以0.05~0.10kg/cm2之压差分阶段加至2.10~4.00 kg/cm2令试体进行饱和，饱和时间至少12小时以上或进行B-Check 饱和度达95%以上为止。

g.提升围压至设计压力，打开室压及上下排水№使试体於稳定围压下进行压密，压密时间至少12小时以上或至上下排水№於2小时内不再排水为止。压密进行同时，由自动撷取系统同步记录排水量对应时间关系。

h.打开上下排水№後，启动三轴抗压机。依据土壤种类不同选择加轴差应力过程中不致激发超额孔　水压之加压速率使试体承受轴向应力。

i.利用讯号量测系统自动撷取并记录试体轴向变形量、轴向荷重值及试体排水量，至轴向应力下降或轴向应变达15%为止。

j.采用多段式试验时，於该级轴差完成後改加下一级围压重复g~j步骤至试验完成为止。

k.采用单段式试验时，则重复a~i步骤至试验完成为止。

4.试验结果：

藉由试体承受不同围压时所得应力~应变曲线中之最大应力值，配合相对应之围压大小绘出各阶段莫尔圆。由於CID试验过程中并无超额孔　水压产生，因此所得莫尔圆可视为该土样於饱和压密排水状态下之有效应力莫尔圆，而各莫尔圆之回归切线所对应之截距及斜率即为其有效应力凝聚力(C')及内摩角(φ')。