土工试验报告材料.docx
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土工试验报告材料
土工试验报告
班级_______________________
组号_______________________
姓名_______________________
同组人
成绩
河北工业大学土木工程学院
201年月日
试验一土的基本物理指标的测定
(一)记录
土样编号_________________班组_________________
试验日期_________________姓名_________________
1.密度试验记录表(环刀法)
环刀号
环刀质量
/g
环刀加土质量
/g
土质量
/g
环刀容积
/cm3
密度
/g/cm3
平均重度
/kN/m3
332
43.68
175.54
131.86
60
2.20
22.14
301
42.98
176.52
133.63
60
2.23
2.含水率试验记录表(烘干法)
盒号
盒质量
/g
盒加湿
土质量
/g
盒加干
土质量
/g
水质量
/g
干土
质量
/g
含水率
/%
平均
含水率
/%
1401
16.39
39.89
36.45
3.44
20.06
17.15
18.60
1100
16.25
39.60
35.70
3.90
19.45
20.05
3液、塑限联合测定法试验记录表
圆锥下沉深度
/mm
盒号
盒质量
/g
盒加湿
土质量
/g
盒加干
土质量
/g
水质量
/g
干土
质量
/g
含水率
/%
液限
/%
塑限
/%
3.9
15.98
27.45
25.38
2.07
9.40
22.02
8.7
16.39
28.43
26.04
2.39
9.65
24.77
15.6
15.68
27.61
24.58
3.03
8.90
34.04
注:
圆锥下沉深度与含水率的双对数坐标关系曲线绘制于图1之中。
(二)试验成果汇总和计算
1.试验测定数据
=kN/m3
w=%
wL=%
wp=%
图1
WP=16.98WL10=25.13WL17=30.99.
根据备注表1,由wL查表得
ds=
2.用试验结果进行下列计算
(1)e=
(2)Sr=
(3)IP=
(4)IL=
3.依上述计算结果判定
(1)土的分类名称
(2)试验土样所处的状态
(三)思考与分析
1.土样烘干时,为什么要控制温度为105~110C?
该温度是土样脱水温度,有机质不致分解导致失重,另外一些矿物质不致氧化而导致增重。
因此,此温度是土样烘干的温度。
2.环刀尺寸(直径、高度、壁厚、容积)对试验成果有何影响?
3.试分析搓条法的理论依据及存在的主要问题。
备注:
土粒比重与土的矿物成分有关,其值一般为2.65~2.75,由于土粒比重的测定方法较为复杂。
且同一地区、同类土的比重变化不大,故除重大建筑物外,一般可不做比重试验,而采用地区的经验值。
当缺乏地区的经验值时,对于黏性土,可取ds=2.70~2.75;对于砂土可取ds=2.65。
天津地区液限wL和比重ds关系如备注表1所示。
备注表1天津地区液限wL和比重ds关系表(录自天津市勘察院资料)
wL/%
<26
2628.6
28.730.6
30.734.2
34.336.2
36.337.6
37.745
45.151.4
>51.4
ds
2.69
2.70
2.71
2.72
2.73
2.74
2.75
2.76
2.77
试验二颗粒分析试验(密度计法)
(一)颗粒分析试验记录
土样编号_______________________班组_______________________
试验日期_______________________姓名_______________________
干土质量_____30g_______________密度计号_______________________
小于0.075mm土质量百分数_________量筒号_______________________
试样处理说明___________________烧瓶号_______________________
土粒比重_____6.72______________比重校正系数CG_0.985____
下
沉
时
间
t
/min
悬
液
温
度
T/C
密度计读数
土粒
落距
L
/cm
粒
径
d
/mm
小于某
粒径
土质量
百分数
X
/%
小于
某粒径
总土质量
百分数
/%
密度
计读
数
R
刻度及弯液面校正值
n
温度
校正值mT
分散剂校正值
CD
1
33.5
13.2
0
5.05
-0.5
18.55
17.88
18.11
0.06571
58.69
58.69
2
33.5
9.5
0
5.25
-0.5
13.56
13.43
19.39
0.06885
45.36
45.36
5
35.5
4.6
0
4.95
-0.5
9.98
10.47
20.36
0.06808
34.12
34.12
15
35.5
2.6
0
5.1
-0.5
7.65
7.86
21.1
0.06900
25.63
25.63
30
34
1.8
0
5.2
-0.5
7.13
7.09
21.24
0.08146
23.65
23.65
60
33.5
0.9
0
5.15
-0.5
6.52
6.45
21.41
0.08027
21.42
21.42
120
33.4
0
0
5.1
-0.5
5.45
5.63
21.67
0.07025
19.15
19.15
(二)绘图和计算
以小于某粒径的试样质量占试样总质量的百分数为纵坐标,颗粒粒径为横坐标,在单对数坐标上绘制颗粒大小分布曲线(见图2),并根据颗粒分布曲线完成填写表2。
(三)思考和分析
1.用密度计作颗粒分析时只是测定密度计浮泡中心处的悬液密度,为何可以代表全部悬液相应的密度?
2.密度计法作颗粒分析试验的误差原因分析,请选择。
(1)系统误差:
由理论假设、所用仪器和规定的试验方法步骤不完善造成。
①土粒刚开始下沉时为加速运动,V≠常数
②土粒并不是球形
③土粒比重ds≠常数
④密度计泡体积过大,影响土粒下沉
⑤土粒下沉过程中互相干扰,且受器壁影响
⑥用浮泡所排开范围内之悬液密度,代替密度计浮泡中心液面密度是近似的
(2)偶然误差:
由试验操作不当造成
①土粒称量不准或有损失
②土粒分散不完全
③搅拌不均匀
④读数有误(R、T、t)
要求仔细体会,明白者在后面画(√)、否则画(×)
小于某粒径土质量占总土质量百分数/%
土粒直径(mm)
图2颗粒级配曲线
表2颗粒组成
颗粒组成/%
限制粒径
有效粒径
不均匀系数
土的分类名称
≥0.075
0.075~0.05
0.05~0.005
≤0.005
d60
d10
d60/d10
试验三固结试验
(一)记录
土样编号_______________________班组_______________________
试验日期_______________________姓名_______________________
1.含水率试验记录表
土样情况
盒号
盒质量
/g
盒加湿
土质量
/g
盒加干
土质量
/g
水质量
/g
干土
质量
/g
含水率
/%
平均
含水率
/%
试验前
730
16.23
39.59
35.79
3.89
19.56
19.89
19.15
653
16.50
39.41
35.85
3.56
19.35
18.40
2.重度试验记录表
土样情况
环刀号
环刀质量
/g
环刀+土质量
/g
土质量
/g
环刀容积
/cm3
密度
/g/cm3
重度
/kN/m3
试验前
365
42.35
183.40
141.05
60
2.35
23.5
342
42.65
176.46
133.81
60
2.23
22.3
3.压缩试验记录
试样初始高度H0=20mm压缩容器编号:
土粒比重ds=计算初始孔隙比
0.490
各级加荷历时
/min
各级荷重下测微表读数/mm
50kPa
100kPa
200kPa
300kPa
0
1.8
3.6
5.9
7.9
20
3.2
5.1
7.6
9.5
总变形量S1/mm
1.4
1.5
1.7
1.6
仪器变形量S2/mm
0.031
0.042
0.056
0.062
试样变形量S/mm
1.289
1.332
1.710
1.501
变形后孔隙比(e)
0.358
0.362
0.346
0.358
(二)绘图与计算
图3试验压缩曲线
1.绘制压缩曲线(图3)
2.计算压缩系数a1-2和压缩模量Es1-2,并判定土的压缩性。
(三)思考与分析
1.为什么加荷后要经过很长时间(往往24小时以上)变形才会稳定?
2.固结仪中土样的应力状态与实际地基应力状态比较有何不同?
在什么情况下两者大致相符,试举例说明。
3.试验误差原因分析
①土样代表性
②土样结构扰动
③室内外土样压缩条件不同
④设备及操作误差
上述分析内容同学应仔细体会,明白者在后面画(√),否则画(×)。
试验四直接剪切试验
(一)记录
土样编号_____________班组____________________
试验日期_____________姓名____________________
试验方法
试验前重度试验记录表
垂直压力
/kPa
环刀质量
/g
环刀+土质量
/g
土质量
/g
环刀容积
/cm3
密度
/g/cm3
重度
/kN/m3
备注
100
43.02
173.51
130.49
60
2.17
21.7
333
200
43.01
169.39
126.38
60
2.11
21.1
414
300
42.89
166.09
123.20
60
2.05
20.5
425
400
42.96
166.89
126.93
60
2.12
21.2
413
(二)试验成果
1.剪切试验记录表(见表3)
2.绘制剪应力与剪切位移关系曲线(图4)
3.绘制抗剪强度与垂直压力关系曲线(图5),并确定黏聚力c与内摩擦角。
剪应力/kPa
剪切位移△L/0.01mm
图4剪应力与剪切位移关系曲线
表3直接剪切试验记录表
仪器编号_______________手轮转速___________4__转/min
应变圈系数K_1.6______________kPa/0.01mm
第1页
垂直压力p
100kPa
垂直压力p
200kPa
剪切历时
分秒
剪切历时
分秒
抗剪强度
kPa
抗剪强度
kPa
手轮
转数
(n)
①
百分表读
数(R)
/0.01mm
②
剪切位移
(△L)
/0.01mm
20①-②
剪应力
()
/kPa
K②
手轮
转数
(n)
①
百分表读
数(R)
/0.01mm
②
剪切位移
(△L)
/0.01mm
20①-②
剪应力
(R)
/kPa
K②
1
2.5
8.5
14.63
1
5.5
9.5
17.60
2
3
22.6
18.65
2
15.5
24.5
24.80
3
7
45
19.52
3
24.5
36.5
37.60
4
10
63.8
22.30
4
27.5
52.5
44.00
5
13.5
79.4
25.65
5
29
71
46.40
6
16.5
99.6
27.69
6
32.5
88
51.20
7
18.5
123
31.25
7
35
105
56.00
8
21
139.5
32.80
8
37
123
59.20
9
23
149.5
33.25
9
38.5
141.5
61.60
10
26
175
35.36
10
40.5
159.5
64.80
11
28
189
38.45
11
41.5
178
67.20
12
30
209
39.68
12
44
196
70.40
13
32
232
40.06
13
45
215
72.00
14
34
265
40.80
14
47
233
75.20
15
36
275.5
40.80
15
48
253.5
75.20
16
37.5
288.5
41.00
16
49
271
78.40
17
39
299
41.96
17
49
291
78.40
18
40.5
336
43.00
18
51
309
81.60
19
42
349
45.50
19
51
329
81.60
20
43
375.5
39.20
20
52.5
347.5
84.00
21
44
382.5
38.69
21
52.5
367.5
84.00
22
45
396.5
38.65
22
52.5
387.5
84.00
23
466
411
38.00
23
53
407
84.80
24
46
420
38.69
24
53.5
426.5
87.50
续表3直接剪切试验记录表
仪器编号_______________手轮转速________4_____转/min
应变圈系数K________1.6_______kPa/0.01mm
第2页
垂直压力p
300kPa
垂直压力p
400kPa
剪切历时
分秒
剪切历时
分秒
抗剪强度
kPa
抗剪强度
kPa
手轮
转数
(n)
①
百分表读
数(R)
/0.01mm
②
剪切位移
(△
)
/0.01mm
20①-②
剪应力
()
/kPa
K②
手轮
转数
(n)
①
百分表读
数(R)
/0.01mm
②
剪切位移
(△
)
/0.01mm
20①-②
剪应力
(R)
/kPa
K②
1
12
13
17.50
1
14
9
20.60
2
21.5
19.5
33.60
2
25.5
13.5
43.60
3
28
32
43.30
3
36.5
32
55.50
4
32.5
47.5
50.30
4
45
35
72.00
5
37
63
59.20
5
54
46
86.40
6
41
79
65.60
6
59
61
94.40
7
44
96
70.40
7
64
76
102.40
8
47
113
75.20
8
69
91
110.40
9
50.5
130
80.00
9
71
109
113.60
10
52.5
147
84.80
10
74
126
118.40
11
55
165
88.00
11
79
141
126.40
12
58
182
92.80
12
81
159
129.60
13
61
199
97.60
13
83
177
132.80
14
63
217
100.80
14
86
194
137.60
15
66
234
105.60
15
89
211
142.40
16
67
253
107.20
16
92
228
147.20
17
69
271
110.40
17
95
245
152.00
18
70
290
112.00
18
97
263
155.20
19
72
308
115.20
19
98
282
156.80
20
74
326
118.40
20
100
300
160.00
21
75
345
120.00
21
102.5
317
164.80
22
76.5
364
121.60
22
105
335
168.10
23
79
382
124.80
23
106
354
168.60
24
80.5
400
130.00
24
112.5
371
169.50
Y=0.365x+45.02
抗剪强度/kPa
垂直压力p/kPa
图5抗剪强度与垂直压力关系曲线
黏聚力c=1.35kPa
内摩擦角=°
(三)思考与分析
1.快剪、固结快剪、慢剪有什么区别?
试举例说明快剪指标的适用范围?
快剪:
竖向力施加后,立即加水平力,剪切速度很快,3-5分钟,土样被剪破,试件受剪过程不排水。
固结快剪:
先使试样在法向力作用下达到完全固结,然后加水平力进行剪切快速的3-5分钟把试样剪破,剪切过程不让孔隙水排出。
慢剪:
先使试样在法向力作用下完全固结,然后慢速加水平力,(1-4h)将土样剪破,土样剪切的过程有时间排水。
2.试分析应变式直剪仪的主要优缺点和可能造成误差的原因?
优点:
操作简便缺点:
误差大
误差原因:
系统误差和偶然误差
试验五三轴压缩试验
(一)三轴压缩试验记录
试验日期___________土样编号___________班组姓名
1.不固结不排水三轴压缩试验记录表第1页
试样直径d0=3.91cm试样高度h0=8.0cm试样面积A0=12.01cm2
试样体积V0=cm3试样质量m0=g试样密度0=g/cm3
测力计系数C=5.66N/0.01mm剪切速率1.5mm/min周围压力3=100kPa
序号
测力计
读数
/0.01mm
轴向
荷重
/N
轴向
变形
/0.01mm
轴向
应变
/%
应变
减量
校正后
试样面积
/cm2
主应力差
/kPa
轴向
应力
/kPa
R
P=CR
1
1
3.6
20.376
0.3
0.00375
0.99625
12.04517
16.91633
116.9163
2
6.5
36.79
0.6
0.0075
0.9925
12.09068
30.4284
130.4284
3
7.5
42.45
0.9
0.01125
0.98875
12.13654
34.97703
134.977
4
8.5
48.11
1.2
0.015
0.985
12.18274
39.49029
139.4903
5
10.5
59.43
1.5
0.01875
0.98125
12.2293
48.59641
148.5964
6
10.8
61.128
1.8
0.0225
0.9775
12.27621
49.79385
149.7939
7
11.5
65.09
2.1
0.02625
0.97375
12.32349
52.81782
152.8178
8
12.2
69.052
2.4
0.03
0.97
12.37113
55.81703
155.817
9
12.7
71.882
3
0.0375
0.9625
12.46753
57.65535
157.6554
10
13.2
74.712
3.6
0.045
0.955
12.56545
59.4583
159.4583
11
14.2
80.372
4.2
0.0525
0.9475
12.66491
63.46039
163.4604
12
15.3
86.598
4.8
0.06
0.94
12.76596
67.8351
167.8351
13
15.9
89.994
5.4
0.0675
0.9325
12.86863
69.93284
169.9328
14
16.9
95.654
6
0.075
0.925
12.97297
73.73329
173.7333
15
17.1
96.786
6.6
0.0825
0.9175
13.07902
74.00096
174.001
16
18.5
104.71
7.2
0.09
0.91
13.18681
79.40508
179.4051
1.不固结不排水三轴压缩试验记录表
第2页
试样直径d0=cm试样高度h0=cm试样面积A0=cm2
试样体积V0=cm3试样质量m0=g
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