一(yi)維應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)狀(zhuang)態(tai)和平面應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)狀(zhuang)態(tai)在自然界中(zhong)很(hen)難(nan)遇到，而三(san)維應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)在土(tu)(tu)木工(gong)程中(zhong)是普遍存在的。但(dan)三(san)維應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)的測(ce)試(shi)一(yi)直(zhi)存大(da)困難(nan)，因此人(ren)們常常將(jiang)三(san)維應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)狀(zhuang)態(tai)理想(xiang)化為一(yi)維應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)狀(zhuang)態(tai)，并用單向土(tu)(tu)壓(ya)力(li)盒(he)測(ce)試(shi)。在地(di)基承(cheng)載力(li)、邊坡穩(wen)定性和土(tu)(tu)體變形(xing)研究等巖土(tu)(tu)工(gong)程問題中(zhong)，人(ren)們往往將(jiang)三(san)維應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)簡化為二維應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)或其他(ta)特殊應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)。這(zhe)種簡化主(zhu)要基于現有測(ce)試(shi)手(shou)段(duan)的局限性，必(bi)將(jiang)降(jiang)低人(ren)們的認識(shi)水平和解決問題的能力(li)。

物理(li)量的(de)存在是客(ke)(ke)觀(guan)的(de)，但(dan)物理(li)量的(de)表示是主(zhu)(zhu)觀(guan)的(de)。客(ke)(ke)觀(guan)存在的(de)應(ying)(ying)力(li)其表示方(fang)法也是主(zhu)(zhu)觀(guan)的(de)，常規的(de)三維應(ying)(ying)力(li)表示方(fang)法是3個正應(ying)(ying)力(li)+3個剪應(ying)(ying)力(li)。對于各向同性材料來說，既可(ke)以(yi)(yi)用(yong)3個主(zhu)(zhu)應(ying)(ying)力(li)表示，也可(ke)以(yi)(yi)用(yong)八面體應(ying)(ying)力(li)表示，還可(ke)以(yi)(yi)用(yong)P、Q、應(ying)(ying)力(li)羅(luo)德角的(de)形式表示。

基于對3個(ge)(ge)正應(ying)力(li)(li)(li)+3個(ge)(ge)剪(jian)應(ying)力(li)(li)(li)的三(san)維(wei)應(ying)力(li)(li)(li)可以用(yong)6個(ge)(ge)正應(ying)力(li)(li)(li)表示(shi)的認識。我們(men)發現通過測(ce)(ce)試6個(ge)(ge)不同方(fang)向上(shang)的正應(ying)力(li)(li)(li)就(jiu)可以得到這3個(ge)(ge)正應(ying)力(li)(li)(li)和(he)(he)3個(ge)(ge)剪(jian)應(ying)力(li)(li)(li)。并根據(ju)此三(san)維(wei)土(tu)壓(ya)力(li)(li)(li)測(ce)(ce)試原理，已經開發出多種(zhong)型號的三(san)維(wei)土(tu)壓(ya)力(li)(li)(li)盒，分別適用(yong)于模型實驗和(he)(he)原位測(ce)(ce)試等不同應(ying)用(yong)場景。

例如：

1、三(san)維土壓(ya)力(li)測試技(ji)術在循環(huan)加(jia)卸載中(zhong)的(de)應(ying)(ying)用(yong)。將三(san)維土壓(ya)力(li)盒應(ying)(ying)用(yong)到一(yi)個(ge)(ge)模型(xing)實驗中(zhong)。通過(guo)6個(ge)(ge)相同(tong)梯度、8個(ge)(ge)相同(tong)循環(huan)的(de)加(jia)卸載試驗，得到了土中(zhong)連續的(de)三(san)維應(ying)(ying)力(li)。可以(yi)看出，雖然每次的(de)荷載條件一(yi)樣，但土中(zhong)的(de)三(san)維應(ying)(ying)力(li)測試值并不一(yi)樣。說(shuo)明土中(zhong)應(ying)(ying)力(li)不但與(yu)外(wai)部荷載有(you)關(guan)，還(huan)與(yu)土的(de)性質(zhi)有(you)關(guan)。在此(ci)(ci)基礎上，可以(yi)非常方(fang)便的(de)得到相應(ying)(ying)的(de)主應(ying)(ying)力(li)和主方(fang)向(xiang)。此(ci)(ci)外(wai)，還(huan)可進(jin)一(yi)步整(zheng)理出側向(xiang)應(ying)(ying)力(li)與(yu)豎向(xiang)應(ying)(ying)力(li)的(de)關(guan)系(xi)(xi)，以(yi)及不同(tong)方(fang)向(xiang)上的(de)側壓(ya)力(li)系(xi)(xi)數。

2、三(san)維土壓(ya)力測(ce)(ce)試技術(shu)還可應(ying)用于研(yan)究基(ji)(ji)坑(keng)(keng)(keng)開挖(wa)相關問題。比如：用以測(ce)(ce)試毗鄰地(di)鐵隧道的基(ji)(ji)坑(keng)(keng)(keng)開挖(wa)對隧道和(he)地(di)下設施的影響(xiang)。在基(ji)(ji)坑(keng)(keng)(keng)和(he)隧道之間設置了(le)兩列六個測(ce)(ce)孔，每孔分(fen)別在7.5m和(he)15m處布置三(san)維土壓(ya)力盒，以監測(ce)(ce)基(ji)(ji)坑(keng)(keng)(keng)開挖(wa)的影響(xiang)。同時，在基(ji)(ji)坑(keng)(keng)(keng)內(nei)部和(he)隧道內(nei)部設置位移(yi)監測(ce)(ce)點(dian)。通過(guo)2個月左(zuo)右的監測(ce)(ce)，得到(dao)了(le)所有測(ce)(ce)點(dian)三(san)維應(ying)力狀態變化過(guo)程，并(bing)在此基(ji)(ji)礎(chu)上得到(dao)了(le)大(da)主(zhu)(zhu)應(ying)力、中主(zhu)(zhu)應(ying)力和(he)小主(zhu)(zhu)應(ying)力變化規律及其路徑。

3、三維土壓(ya)力測試技術還(huan)可應(ying)用于測試沖擊(ji)荷(he)載引起的三維應(ying)力變化。比(bi)如(ru)：可用于測試夯擊(ji)作用下土中的應(ying)力反應(ying)，以評估(gu)夯擊(ji)效果。

4、三維土(tu)壓(ya)力(li)測試技(ji)術還(huan)可(ke)(ke)應(ying)用(yong)于測試碾壓(ya)過程(cheng)中土(tu)中應(ying)力(li)反應(ying)。根據(ju)應(ying)力(li)反應(ying)，可(ke)(ke)評(ping)價路(lu)基(ji)(ji)碾壓(ya)效果，也可(ke)(ke)用(yong)于研究路(lu)基(ji)(ji)的長期應(ying)力(li)演化規律以及路(lu)基(ji)(ji)的健(jian)康狀況和穩定(ding)性。

5、三(san)維(wei)土壓力測試技術還可應(ying)用(yong)于測試山嶺隧道掘(jue)進(jin)(jin)對(dui)周(zhou)圍巖土體(ti)的(de)(de)影響和掘(jue)進(jin)(jin)之后的(de)(de)應(ying)力松弛(chi)和演變過程。2022年將三(san)維(wei)土壓力盒應(ying)用(yong)于鄭萬(wan)高鐵興山老林崗(gang)隧道，包括超(chao)前埋(mai)設和掘(jue)后埋(mai)設兩種方(fang)案共4個斷面、12個孔位、24個測點。在測試過程中由于各個三(san)維(wei)土壓力盒的(de)(de)局(ju)部坐(zuo)標系與整體(ti)坐(zuo)標系均不相同(tong)，因此(ci)需要事先確定坐(zuo)標轉換和應(ying)力轉換關系。經過半個月的(de)(de)監測，得到了(le)掘(jue)進(jin)(jin)過程中周(zhou)圍巖土體(ti)的(de)(de)應(ying)力演化(hua)以(yi)及掘(jue)進(jin)(jin)之后的(de)(de)應(ying)力松弛(chi)過程。

6、三維土(tu)壓力測試(shi)技術(shu)還可應用于地下爆(bao)炸引起的土(tu)體應力測試(shi)。

7、三維土壓力測(ce)試技(ji)術還可(ke)應用樁基施(shi)工對環境影響(xiang)研究，比如：旋噴樁施(shi)工對周圍土體(ti)的影響(xiang)。

8、三維(wei)土(tu)壓(ya)(ya)力測(ce)(ce)試技術還可(ke)用于(yu)低溫(wen)環境和凍(dong)脹效應(ying)測(ce)(ce)試。但要(yao)注意，應(ying)用于(yu)低溫(wen)環境時要(yao)進行溫(wen)度(du)校正。原(yuan)因在于(yu)土(tu)壓(ya)(ya)力盒測(ce)(ce)試數據(ju)受溫(wen)度(du)變(bian)化影響較大，這一點與一維(wei)土(tu)壓(ya)(ya)力盒是一樣的(de)，比(bi)如：電阻(zu)式、振弦式、壓(ya)(ya)電式土(tu)壓(ya)(ya)力盒應(ying)用于(yu)低溫(wen)環境時，必(bi)須進行溫(wen)度(du)校正。