塑封压缩直剪试验Word格式.docx

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2．测微表（最大量程为l0mm、

最小分辨力为0.0lmm的百分表）；

3．含水量、密度、比重试验、

真空饱和设备等；

4．其他（毛玻璃板、圆玻璃片、

滤纸、切土刀、钢丝锯和凡

士林或硅油等）。

图4.1单轴向固结仪示意图

四、实验步骤：

（本实验介绍标准固结法和快速固结法试验步骤以供选做）

（一）标准固结法试验步骤：

1．按需要选择50cm2或30cm2切土环刀，环刀内侧涂一薄层的凡士林，刀口向下放在原状土或人工制备的扰动土上，切取原状土样时应与天然状态时的垂直方向一致。

2.小心地边压边削，注意避免环刀偏心入土，使整个土样进入环刀并从另一边凸出环刀为止。

然后用钢丝锯（软土）或用修土刀（较硬的或硬土），将环刀两端余土修平，擦净环刀外壁。

3．测定土样密度，并在余土中取代表性土样测定其含水量。

4．在压缩仪的固结容器内装入装有试样的环刀（刀口向下），土样两端应贴上洁净而湿润的滤纸，再将导向环置于固结容器内，然后放上透水石和传压活塞以及定向钢球。

5．将装有土样的固结容器准确地放在加荷横梁的中心，杠杆加荷式压缩仪应调整杠杆平衡，并为保证试样与容器上下各部件之间接触良好（可施加不超过lkPa预压荷重同时使各部件之间密合）。

6．调整百分表初读数，按工程需要确定加荷等级和测定项目以及试验方法。

7．一般工程的加荷等级可采用50，100，200，400，800，1600，3200kPa，最后一级荷重应大于土层的自重应力与附加应力之和的100～200kPa。

对于特殊要求的试验，如高层建筑、重型厂房、海洋工程、较大的水土建筑和深层地基等，加荷等级可用12．5，25，50，100，200，300，400，600，800，1600，3200，…Ida，必要时，可再增加到6400kPa和10000kPa，或12800kPa。

当需要作回弹试验时，回弹荷重可由超过自重应力或超过先期固结压力的下一级荷重顺次卸荷至25kPa，然后再顺次加荷，一直加至最后一级荷重为止。

试验方法原则以24h施加一级荷重。

卸荷和再加荷的时间，因考虑到固结已经完成，稳定较快，因此可采用12h或更短的时间。

如果由于工期紧迫而需缩短试验周期时，也可以选择快速试验法，并进行必要修正。

8．当需要预估建筑物对于时间与变形（沉降）关系时，测定固结系数Cv。

时间读数可按6″（5″），15″，30″，1′，2′15″，4′，6′15″，9′，12′15″，16′，20′15″，25′，30′15″，36′，42′15″，149′，64′，100′，200′，400′，直到23h和24h为止或稳定。

9．试验结束后，拆除容器内各部件，取出带环刀的土样。

必要时，应揩干试样两端和环刀外壁上的水分，尽快测定试验后的密度和含水量。

注：

当土样处于地下水位以下或需要浸水时，在试样受第一级荷重后应注水浸没，而对于非饱和土样，须用湿棉纱或湿海绵覆盖于容器上面，避免水分蒸发。

（二）快速固结法试验步骤：

1．试验步骤基本同标准固结试验法步骤，只是在测记时间上仅记录每小时的沉降值和最后一级增加一次24小时稳定测记值。

2．对快速试验所得试验结果，进行必要沉降值修正。

五、实验成果：

（一）标准固结法的成果整理：

1．按下式计算试样的初始孔隙比e0、各级压力下稳定固结后的孔隙比ei：

（4－1）

2．按下式计算某一压力范围内的压缩系数av、压缩模量Es：

（4－2）

式中：

Gs―――土粒比重；

av―――某一压力范围的压缩系数MPa-1

Es―――某一压力范围的压缩模量MPa

e0、ei、ei+1―――初级、某级压力下的孔隙比

ρw―――水的密度g/cm3

ρ0―――试样的初始密度

w0―――试验的初始含水量%

∑△hi―――某级压力下试样的累计变化量cm

h0―――试样的初始高度cm

pi，pi+1―――某级压力值MPa

3．以孔隙比e为纵坐标，压力p为横坐标，绘制孔隙比～压力的关系曲线图：

（二）快速固结法的成果整理：

1．按下式计算试样的初始孔隙比e0、各级压力下稳定固结后的孔隙比ei：

（4－3）

（4－4）

Gs―――土粒比重；

av―――某一压力范围的压缩系数MPa-1

Es―――某一压力范围的压缩模量MPa

ρw―――水的密度g/cm3

w0―――试验的初始含水量%

∑△hi―――某级压力下试样的累计变化量修正后值cm

hi―――某一压力下固结1小时的试样变形量mm

（hn）T―――最后一级压力下达到稳定标准的变形量mm

（hn）t―――最后一级压力下固结1小时试样的变形两mm

K―――校正系数

（同上图）

六、实验记录表、绘图纸：

密度、含水量记录表

标准固结试验密度、含水量试验记

环刀号

环刀加湿土重g

环刀重g

湿密度g/cm3

盒号

盒重g

盒加湿土重g

盒加干土重g

含水量％

备注

试验前

饱和前

饱和后

试验后

快速固结试验密度、含水量试验记录

标准固结实验记录表

试样起始高度ho=20mm试验前土样孔隙比e0土样比重Gs

时间

（min）

压力P（KPa）

百分表读数（0.01mm）

0.25

1

2.25

4

6.25

9

12.25

16

20.25

25

30.25

36

42.25

60

1380

1440

总变形量（0.01mm）

仪器变形量（0.01mm）

土样变形量Σ△hi（0.01mm）

孔隙比ei

压缩系数av（MPa-1）

压缩模量Es（MPa）

快速固结实验记录表

环刀编号:

试样起始高度ho=20mm,试验前孔隙比eo=,土样比重GsK=（hn）T/（hn）t=

加荷

压力

Pi

百分表读数

R

仪器校正

校正前试样总变形量hi

校正后试样总变形量∑△（hi）

压缩后试样高度

压缩系数

av

压缩模量Es

小时

kPa

0.01mm

mm

MPa-1

MPa

稳定

绘图纸：

七、实验要求：

通过试验了解实验目的及工程应用，了解实验方法、步骤，记录原始数据，并进行数值计算、绘图、结果处理分析。

实验五直接剪切实验

土的抗剪强度是土在外力作用下，其一部分土体对于另一部分土体滑动时所具有的抵抗剪切的极限强度。

测定土的抗剪强度，提供计算地基强度和稳定用的基本指标（内摩擦角和内聚力）。

内摩擦角和内聚力与抗剪强度之间的关系可以用库仑公式表示：

（式中τ为抗剪强度，即破坏剪应力；

P为法向应力；

φ为破坏角度；

c为内聚力）。

在实际工程中本试验的强度指标常用来评价地基稳定性，计算地基承载力，计算分析土坡、挡土墙压力及稳定性等。

试验方法有固结慢剪法、固结快剪法和快剪法等。

本实验进行快剪法试验。

1．固结慢剪法先使土样在某一级垂直压力作用下，排水固结变形稳定后，再以缓慢施加水平剪应力（在施加剪应力过程中，使土样内始终不产生孔隙水压力）。

用3～4个土样在不同垂直压力下进行固结慢剪，得到有效应力下的抗剪强度参数值。

此方法宜于用盒式直接剪切仪进行试验，历时较长。

2．固结快剪法先使土样在某荷重下固结（排水变形稳定），再以较快速度施加剪力，直至剪坏，一般在3～5min内完成。

由于时间短促，剪力所产生的超静水压力不会转化为粒间的有效应力；

用几个土样在不同的p作用下进行试验，求得值称为总应力法强度参数。

3．快剪法采用原状土样（接近现场情况），在较短时间内完成试验。

一般在3～5min内完成，此试验将使粒间有效应力维持原状，不受试验时外力的影响，但由于这种粒间有效应力的数值无法求得，所以，试验结果只能得出（ptanφ+c）的混合值。

快速法适用于测定粘性土天然强度，但φ角将会偏大。

1．剪力仪应变控制盒式直接剪切仪（上、下盒均不固定，下盒受推杆作用可以水平方向移动，上盒随下盒向量力环方向水平移动。

土样一半在下盒里，一半在上盒里。

下盒放在钢珠上，以减少摩擦力）。

（见下图8）

图5.1应变控制式直剪仪简图

2．其他：