土工创新实验报告解读.docx
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土工创新实验报告解读
实验课程名称:
土工创新性试验
院系部:
建筑工程学院
专业班级:
土木13-3班
学生姓名:
试验日期:
指导教师:
目录
第一部分
土工创新试验试验任务及指导书
一、试验目的
不同含盐量、不同粉煤灰含量和水泥含量对土的强度、固结特性、最大干密度和最优含水量的影响。
二、试验题目
一组由5-6人组成,每组人员自由结合,每组选定一个题目,题目选定,在土工创新试验周内完成,完成成果以试验报告为主,结合考勤和试验操作综合考评,具体题目如下所示:
试验用土以粉质黏土为主,要求含水量24%,密度2.0g/cm3,加粉煤灰,含粉煤灰量是0,20%,40%的黏土,测定其在固结快剪和快剪试验中的强度指标(黏聚力和内摩擦角),要求绘出剪切位移与剪应力关系曲线和抗剪强度与法向应力关系曲线,最终总结两种直剪试验对土的强度指标的影响,需要做的试验有含水量的测定、液塑限、直剪试验,荷载等级50、100、200和400kPa,固结荷载间隔时间1小时,要求一组人员
三、试验要求
试验报告要求有试验目的、试验原理、试验所用仪器、试验记录和试验结果,要求试验记录完整、详细,试验记录表格不够的自行加页。
试验数据处理要求用电脑软件精确绘图。
第二部分
土工创新试验试验报告
一、含水量测定试验
1、试验目的:
用烘干法测定土的含水率。
2、试验原理:
土的含水量是在105-110℃下烘至恒量时所失去的水分质量和达恒量后干土质量的比值,以百分数表示。
3、试验仪器:
筛子:
孔径为0.5mm。
烘箱:
可采用电热烘箱或温度能保持105-110℃的其他能源烘箱,也可用红外线烘箱。
天平:
感量0.001g。
称量盒
4、试验数据记录:
表1含水量测定试验记录表
试验日期12月30日试验者计算者校核者
盒号
1
2
3
4
盒质量/g
23.630
23.622
23.640
23.716
盒+湿土质量/g
71.926
66.325
61.662
66.696
盒+干土质量/g
71.412
65.883
61.269
66.253
湿土质 量/g)
48.296
42.703
38.02
42.98
土质量/g
47.782
42.261
37.629
42.537
水的质量/g
0.514
0.442
0.393
0.443
含水率/%
1.0757
1.0459
1.0444
1.0414
平均含水率/%
1.0608
1.0429
4、试验结果及评价
实验结果:
在室温下,采用的土的粒径为0.5mm,放置在烘箱内,经过12个小时的烘干,取出,计算得:
1盒和2盒的平均含水率为1.0608%,3盒和4盒的平均含水率为1..0429%。
评价:
在做该试验的过程中,我们遵循着严谨的原则,但是难免还是会有一定的误差,经过我们的认真分析,我们得出了一些可能产生误差的原因:
1.读数误差。
2.在烘干的过程中,可能因为称量盒的盖子没有打开,导致土没有完全烘干。
3.称量盒从烘箱里拿出来后,放置在空气中时间过长,导致有水分进入土中。
二、粘性土的流缩限试验
1、试验目的:
联合测定土的液限和塑限,为划分土类、计算天然稠度、塑性指数,供公路工程设计和施工使用。
2、试验原理:
粘性土随着含水量变化,其物理状态和力学性质发生明显的变化。
重塑土处于液态时在自重作用下不能保持其形状,发生类似于液体的流动;土体处于可塑状态,在重力作用下能保持形状,在外力作用下将发生塑性变形而不断裂,外力消失后能保持外力消失前一时刻的形状而不变,有一定的抗剪强度。
通过给予试样一个小的外力,在一定时间内变形达到规定值时的含水量。
塑限试验利用土体处于可塑时,在外力下产生任意变形而不发生断裂;土体处于半固态时,当变形达到一定值(或受力较大)时发生断裂底特点。
试验时给予一定外力,使试样变形达到规定刚好出现裂缝时所对应底含水量作为塑限含水量。
3、试验仪器:
液、塑限联合测定仪,毛玻璃刀,调土刀,纯水,恒温烘箱,天平,铝盒。
4、试验数据记录:
表2液塑限联合测定试验记录表
试验日期12月29日试验者计算者校核者
圆锥下沉深度
4.0
8.3
15.7
盒号
1
2
3
4
5
6
盒质量/g
23.650
23.640
23.630
23.640
23.527
23.705
盒+湿土质量/g
271.770
264.620
287.910
289.670
286.446
271.251
盒+干土质量/g
230.004
227.028
240.164
241.384
232.465
220.606
湿土质 量/g)
248.120
240.980
264.280
266.030
262.919
247.546
土质量/g
208.354
203.388
216.534
217.744
208.938
196.901
水的质量/g
39.766
37.592
47.746
48.286
53.981
50.645
含水率/%
19.086
18.483
22.050
22.176
25.836
25.721
平均含水率/%
18.7845
22.113
25.7785
4、试验结果:
(绘图)
(22.113-18.7845)/(8.3-4)=0.774
(25.7785-22.113)/(15.7-8.3)=0.495
(25.7785-18.7845)/(15.7-4)=0.598
(0.774+0.495+0.598)/3=0.622
1塑限:
Wp=18.7845-0.662*(4-2)=17.4605%
2液限:
Wl=25.785+0.662*(17-15.7)=26.6456
3塑性指数土的类别:
Ip=Wl-Wp
Ip=26.6456-17.4605=9.1851
三、直接剪切试验试验(快剪)
1、试验目的:
土的直接剪切试验通过采用三种含粉煤灰率不同的试样(0%、20%、40%),含水率均为24%,每种试样在不同的垂直压力(50kpa、100kpa、200kpa、400kpa)的作用下,施加水平剪切力进行剪切,测出破坏时的剪应力,然后根据库伦定律确定土的抗剪强度指标:
内摩擦角ψ和粘聚力c。
2、试验原理:
土的破坏都是剪切破坏,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。
土体的一部分对 于另一部分移动时,便认为该点发生了剪切破坏。
无粘性土的抗剪强度与法 向应力成正比;粘性土的抗剪强度除和法向应力有关外,还决定于土的粘聚力。
土的摩擦角φ、粘聚力c是土压力、地基承载力和土坡稳定等强度计算必不可少的指标。
3、试验仪器:
1.应变控制式直剪仪:
由剪切容器、垂直加压设备、水平力推力座、量力 环等组成。
2.其它辅助设备:
百分表、天平、环刀、秒表、饱和器、透水石、削土刀 等。
4、试验数据记录:
表3.含粉煤灰0%黏性土快剪实验数据记录
试样编号:
KJ-1-1固结时间:
0小时仪器编号:
A360压缩量:
0mm手轮转速:
12转/分剪切历时:
3.5分钟垂直压力:
50kPa量力环率定系数1.6807kPa.0.01mm抗剪强度:
28.57kPa
手轮转数n
量力环百分表读数R(0.01mm)
剪切位移△L=20n-R(0.01mm)
剪应力R
手轮转数n
量力环百分表读数R(0.01mm)
剪切位移△L=20n-R(0.01mm)
剪应力R
0
0
0
0.00
36
17
703
28.57
2
5
35
8.40
38
17
743
28.57
4
6.2
73.8
10.42
40
17
783
28.57
6
7.5
112.5
12.61
42
17
823
28.57
8
8.9
151.1
14.96
10
10.2
189.8
17.14
12
11.2
228.8
18.82
14
13.3
266.7
22.35
16
13.1
306.9
22.02
18
14.1
345.9
23.70
20
14.8
385.2
24.87
22
15.1
424.9
25.38
24
15.8
464.2
26.56
26
16.1
503.9
27.06
28
16.5
543.5
27.73
30
16.9
583.1
28.40
32
17
623
28.57
34
17
663
28.57
表4.含粉煤灰0%黏性土快剪实验数据记录
试样编号:
KJ-1-2固结时间:
0小时仪器编号:
A360压缩量:
0mm手轮转速:
12转/分剪切历时:
4分钟垂直压力:
100kPa量力环率定系数:
1.6807kPa.0.01mm抗剪强度:
59.16kPa
手轮转数n
量力环百分表读数R(0.01mm)
剪切位移△L=20n-R(0.01mm)
剪应力R
手轮转数n
量力环百分表读数R(0.01mm)
剪切位移△L=20n-R(0.01mm)
剪应力R
0
0
0
0.00
36
33.2
686.8
55.80
2
8.9
31.1
14.96
38
33.7
726.3
56.64
4
11.9
68.1
20.00
40
34.2
765.8
57.48
6
13.8
106.2
23.19
42
34.5
805.5
57.98
8
16.1
143.9
27.06
44
34.8
845.2
58.49
10
18
182
30.25
46
35
885
58.82
12
19.5
220.5
32.77
48
35.2
924.8
59.16
14
21
259
35.29
16
21.5
298.5
36.14
18
25.5
334.5
42.86
20
26.9
373.1
45.21
22
27.4
412.6
46.05
24
28.7
451.3
48.24
26
29.8
490.2
50.08
28
30.6
529.4
51.43
30
31.2
568.8
52.44
32
32
608
53.78
34
32.6
647.4
54.79
表5.含粉煤灰0%黏性土快剪实验数据记录
试样编号:
KJ-1-3固结时间:
0小时仪器编号:
A360压缩量:
0mm手轮转速:
12转/分剪切历时:
3.7分钟
垂直压力:
200kPa量力环率定系数:
1.6807kPa.0.01mm
抗剪强度:
136.14kPa
手轮转数n
量力环百分表读数R(0.01mm)
剪切位移△L=20n-R(0.01mm)
剪应力R
手轮转数n
量力环百分表读数R(0.01mm)
剪切位移△L=20n-R(0.01mm)
剪应力R
0
0
0
0.00
36
79
641
132.78
2
9
31
15.13
38
79
681
132.78
4
21
59
35.29
40
79
721
132.78
6
33
87
55.46
42
80
760
134.46
8
38
122
63.87
44
81
799
136.14
10
43
157
72.27
12
48
192
80.67
14
53
227
89.08
16
56
264
94.12
18
60
300
100.84
20
63
337
105.88
22
66
374
110.93
24
70
410
117.65
26
72
448
121.01
28
75
485
126.05
30
77
523
129.41
32
79
561
132.78
34
79
601
132.78
表6.含粉煤灰0%黏性土快剪实验数据记录
试样编号:
KJ-1-4固结时间:
0小时仪器编号:
A360压缩量:
0mm手轮转速:
12转/分剪切历时:
分钟
垂直压力:
400kPa量力环率定系数:
1.6807kPa.0.01mm
抗剪强度:
119.33kPa
手轮转数n
量力环百分表读数R(0.01mm)
剪切位移△L=20n-R(0.01mm)
剪应力R
手轮转数n
量力环百分表读数R(0.01mm)
剪切位移△L=20n-R(0.01mm)
剪应力R
0
0
0
0.00
36
68.9
651.1
115.80
2
0.2
39.8
0.34
38
69.9
690.1
117.48
4
1
79
1.68
40
70.4
729.6
118.32
6
13.5
106.5
22.69
42
71
769
119.33
8
29.5
130.5
49.58
44
71
809
119.33
10
36.1
163.9
60.67
46
71
849
119.33
12
41
199
68.91
14
45.6
234.4
76.64
16
49.3
270.7
82.86
18
52.1
307.9
87.56
20
55.3
344.7
92.94
22
58.7
381.3
98.66
24
60.9
419.1
102.35
26
61.7
458.3
103.70
28
63.9
496.1
107.40
30
65.2
534.8
109.58
32
66.7
573.3
112.10
34
68
612
114.29
4、试验结果:
(绘图)
1粘聚力c:
2内摩擦角φ:
3试验结果评价:
表7.含20%粉煤灰黏土快剪切试验记录
试样编号:
KJ-2-1固结时间:
0小时仪器编号:
A360压缩量:
0mm手轮转速:
12转/分剪切历时:
3.3分钟垂直压力:
50kPa量力环率定系数:
1.6807kPa.0.01mm抗剪强度:
26.56kPa
手轮转数n
量力环百分表读数R(0.01mm)
剪切位移△L=20n-R(0.01mm)
剪应力R
手轮转数n
量力环百分表读数R(0.01mm)
剪切位移△L=20n-R(0.01mm)
剪应力R
0
0
0.00
0.00
36
15.7
704.30
26.39
2
0.5
39.50
0.84
38
15.8
744.20
26.56
4
2
78.00
3.36
40
15.8
784.20
26.56
6
5
115.00
8.40
8
7
153.00
11.76
10
9
191.00
15.13
12
9.5
230.50
15.97
14
10.9
269.10
18.32
16
12
308.00
20.17
18
12.9
347.10
21.68
20
13.9
386.10
23.36
22
14.5
425.50
24.37
24
14.9
465.10
25.04
26
15.1
504.90
25.38
28
15.3
544.70
25.71
30
15.5
584.50
26.05
32
15.6
624.40
26.22
34
15.7
664.30
26.39
表8.含20%粉煤灰黏土快剪切试验记录
试样编号:
KJ-2-2固结时间:
0小时仪器编号:
A360压缩量:
0mm手轮转速:
12转/分剪切历时:
3.8分钟垂直压力:
100kPa量力环率定系数:
1.6807kPa.0.01mm抗剪强度:
63.03kPa
手轮转数n
量力环百分表读数R(0.01mm)
剪切位移△L=20n-R(0.01mm)
剪应力R
手轮转数n
量力环百分表读数R(0.01mm)
剪切位移△L=20n-R(0.01mm)
剪应力R
0
0.0
0.00
0.00
36
36.5
683.50
61.35
2
0.4
39.60
0.67
38
36.8
723.20
61.85
4
7.0
73.00
11.76
40
37.1
762.90
62.35
6
13.3
106.70
22.35
42
37.1
802.90
62.35
8
17.8
142.20
29.92
44
37.2
842.80
62.52
10
19.0
181.00
31.93
46
37.5
882.50
63.03
12
22.0
218.00
36.98
14
25.0
255.00
42.02
16
27.1
292.90
45.55
18
29.0
331.00
48.74
20
30.5
369.50
51.26
22
31.6
408.40
53.11
24
32.6
447.40
54.79
26
33.7
486.30
56.64
28
34.9
525.10
58.66
30
35.7
564.30
60.00
32
36.0
604.00
60.51
34
36.3
643.70
61.01
表9.含20%粉煤灰黏土快剪切试验记录
试样编号:
KJ-2-3固结时间:
0小时仪器编号:
A360压缩量:
0mm手轮转速:
12转/分剪切历时:
3.5分钟垂直压力:
200kPa量力环率定系数:
1.6807kPa.0.01mm抗剪强度:
125.72kPa
手轮转数n
量力环百分表读数R(0.01mm)
剪切位移△L=20n-R(0.01mm)
剪应力R
手轮转数n
量力环百分表读数R(0.01mm)
剪切位移△L=20n-R(0.01mm)
剪应力R
0
0.0
0.00
0.00
36
72
648.00
121.01
2
6.0
34.00
10.08
38
73
687.00
122.69
4
14.5
65.50
24.37
40
74
726.00
124.37
6
29.0
91.00
48.74
42
74.8
765.20
125.72
8
34.9
125.10
58.66
10
40.0
160.00
67.23
12
45.0
195.00
75.63
14
49.8
230.20
83.70
16
54.3
265.70
91.26
18
58.0
302.00
97.48
20
60.9
339.10
102.35
22
63.0
377.00
105.88
24
64.9
415.10
109.08
26
67.0
453.00
112.61
28
68.6
491.40
115.30
30
69.3
530.70
116.47
32
69.9
570.10
117.48
34
70.9
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