آزمون سه محوری (Triaxial)
استاندارد : ASTM D4767-88 & D2850-87
هدف این آزمایش نیز تعیین پارامترهای مقاومت برشی خاک است آزمایش سه محوری نسبت به آزمایشهای دیگر روش پیچیده تر و قابل اعتمادتری برای تعیین مقاومت برشی خاکها می باشد . دلیل آن اینست که در آزمایش برش مستقیم خاک به اجبار از محل درزبین دو قسمت جعبه گسیخته می شود ولی در آزمایش سه محوری خاک از محل ضعیفترین صفحه خود گسیخته می شود.
این آزمایش به سه نحو به شرح ذیل انجام می گیرد:
الف: درحالت تحکیم یافته زهکشی شده (CD)
ب: درحالت تحکیم یافته زهکشی نشده(CU)
ج: درحالت تحکیم نیافته زهکشی نشده(UU)
روند کلی این آزمایش به این صورت است که یک نمونه خاک که اغلب ارتفاع آن دو برابر قطر آن است درون محفظه ای قرار گرفته و سپس تحت تاثیر یک فشار همه جانبه قرار می گیرد که دراین حالت اگر قصد تحکیم نمونه را داشته باشیم شیرهای خروج آب بازنگداشته می شود تا نمونه تحکیم شود و فشار منفذی به صفر برسد. پس از این مرحله با اعمال بار قائم نمونه به گسیختگی می رسد دراین حالت اختلاف بار قائم و بار همه جانبه که به تنش انحرافی معروف است باعث گسیختگی نمونه می شود درصورتی که قصد زهکشی نمونه وجود داشته باشد در این مرحله نیز شیرهای خروج آب باز نگه داشته می شود.
این آزمایش نیز با فشارهای جانبی مختلف انجام می شود سپس دوایر موهر حاکم بر هرکدام از آزمایشها در یک دستگاه مختصات ترسیم شده و پوش این دوایر رسم می شود، شیب این خط زاویه اصطکاک داخلی خاک وعرض از مبداء آن چسبندگی خاک می باشد.
همچنانکه در توضیحات آزمایش برش مستقیم گفته شد. این آزمایش هم بر اساس تئوری موهر کلمب قرار دارد با این تفاوت که این آزمایش تشابه بسیار زیادی با رفتار خاک در محل داشته و گسیختگی در ضعیفترین سطح اتفاق می افتد.
در این آزمایش. فشار همه جانبه نماینده فشار جانبی خاک در محل واقعیش است و معمولا معادل مقدار تقریبی K0γz انتخاب می شود که K0 ضریب فشار جانبی خاک در حالت سکون γ وزن مخصوص المان خاک و z عمق المان در این آزمایش است. در این آزمایش نمونه أی از خاک با مشخصات استاندارد برداشته شده. یک غشاء ظریف و نازک دور ان کشیده می شود و سپس در داخل محفظه استوانه شکلی از جنس پلاستیک یا شیشه که معمولا مملو از آب یا گلیسیرین است. قرار می گیرد (البته گاهی نیز از هوا استفاده می شود.) برای آنکه نمونه تحت برش گسیخته شود. یک تنش محوری از طریق یک بازوی قائم که برای اعمال بار نصب شده، به نمونه اعمال می شود. این تنش ، تنش انحرافی نمام دارد. به طور کلی آزمایشها به دو صورت انجام می‌گیرد :
1- کنترل تنش (با اضافه کردن وزنه‌هایی با گام مساوی تا لحظه گسیختگی نمونه)
2- کنترل کرنش (اعمال تغییر شکل با سرعت ثابت به وسیله پرس هیدرولیک تا لحظه گسیختگی نمونه).
در این روش مقدار بار محوری وارده مربوط به یک تغییر شکل محوری مشخص با یک حلقه یا سلول اندازه‌گیری نیرو که بر روی بازوی دستگاه نصب شده است، اندازه‌گیری می‌شود.
دستگاه سه محوری ساخت کشور ELE انگلیس
دستگاه سه محوری خاک – برای تعیین مقدار چسبندگی و زاویه اصطحکاک سنگ یا خاک و تعیین مقاومت فشار سه محوری-این دستگاه دارای تجهیزات ضمیمه تابلوی سه محوری جهت تعیین درصد اشباع و فشار منفذی و کلیه دستگاه های نمونه گیری و قالب گیری نمونه خاک سه محوری است.
انواع آزمایش سه محوری
نوع آزمایش سه محوری که باید انجام شود ، بستگی به نوع و چگونگی مساله مورد مطالعه دارد. در آزمایشگاههای مکانیک خاک معمولا آزمایشهای زیر صورت می‌گیرند:
آزمایش CD بر روی خاکهای دانهای (ماسه‌ها) برای بررسی رفتار دراز مدت خاکهای چسبنده، آزمایشهای UU و CU در شرایط اشباع همراه با اندازه‌گیری فشار منفذی برای بررسی رفتار خاکهای ریزدانه در شرایط زهکشی نشده و آزمایش UU در شرایط نیمه اشباع جهت بررسی دفتار خاکریز حین ساخت.آزمایشهای سه محوری بسته به اینکه شیر خروج جریان منفذی باز یا بسته باشد به سه صورت انجام می‌گیرد: