土工試驗(yàn)詳細(xì)步驟

實(shí)驗(yàn)一土的密度(環(huán)刀法、臘封法)土的密度是指土的單位體積的質(zhì)量。若用天然狀態(tài)原狀土樣測得的密度，稱天然密度。一般常用環(huán)刀法或蠟封法測定粘性土的密度，兩者的主要區(qū)別在于測定土的體積的方法不同。環(huán)刀法適用于較均一、可塑的粘性土。蠟封法適用于土中含有粗粒，或者堅(jiān)硬易碎難以用環(huán)刀切割的土或者試樣量少，只有小塊、形狀不規(guī)則的土樣時使用。對于飽和松散土、淤泥、飽和軟粘土，不易取出原狀樣的土，可采用放射性同位素在現(xiàn)場測定其天然密度。砂土、礫石土，可在現(xiàn)場挖坑用灌砂法測定。一、環(huán)刀法基本原理環(huán)刀法是用已知質(zhì)量及容積的環(huán)刀，切取土樣。使土樣的體積與環(huán)刀容積一致，這樣環(huán)刀的容積即為土的體積；稱量后，減去環(huán)刀的質(zhì)量就得土的質(zhì)量。然后計(jì)算得土的密度。儀器設(shè)備⑴環(huán)刀：內(nèi)徑為68cm,高為2cm；(⑵天平：感量為°?ig；測徑卡尺；切土刀、鋼絲鋸、凡士林油及玻璃板等。3.操作步驟測定環(huán)刀的質(zhì)量及體積用測徑卡尺測量環(huán)刀的內(nèi)徑及高度，計(jì)算得環(huán)刀的體積；然后，將環(huán)刀置于天平上稱得環(huán)刀質(zhì)量m1。切取土樣在環(huán)刀內(nèi)壁上涂以薄層凡士林，將環(huán)刀刃口向下放在土樣表面上，用修土刀把土樣削成略大于環(huán)刀的土柱，然后垂直向下輕壓環(huán)刀，邊壓邊削，至土樣高出環(huán)刀為止。先削平環(huán)刀上端之余土，使土面與環(huán)刀邊緣齊平，再置于玻璃板上；然后削環(huán)刀刃口一端的余土，使與環(huán)刀刃口齊平。若兩面的土有少量剝落，可用切下的碎土輕輕補(bǔ)上。測定環(huán)刀和土樣之質(zhì)量擦凈環(huán)刀外壁，稱量環(huán)刀和土樣的質(zhì)量m2,準(zhǔn)確至°?ig。計(jì)算土的密度m2mb~V式中：土的密度，g/cm3；m2—環(huán)刀與土樣之質(zhì)量，g；mi—環(huán)刀的質(zhì)量，g；V――土的體積，cm3。計(jì)算準(zhǔn)確至0.01g/cm3。平行測定本試驗(yàn)須進(jìn)行兩次平行測定，取其結(jié)果的算術(shù)平均值，其平行差值不得大于o.03g/cmt4.注意事項(xiàng)用環(huán)刀切取土樣時，必須嚴(yán)格按實(shí)驗(yàn)步驟操作，不得急于求成，用力過猛或圖省事不削成土柱，這樣就易使土樣開裂擾動，結(jié)果事倍功半。修平環(huán)刀兩端余土?xí)r，不得在試樣表面往返壓抹。對于較軟的土，宜先用鋼絲鋸將土樣鋸成幾段，然后用環(huán)刀切取二、蠟封法1.基本原理蠟封法是將已知質(zhì)量的土塊浸入融化的石蠟中，使試樣有一層蠟的外殼，保持其完整外形，通過分別稱得帶有蠟殼的土樣在空氣中和水中的重量，根據(jù)阿基米德原理，計(jì)算出試樣體積，便可以求得土的密度。2儀器設(shè)備石蠟及融蠟設(shè)備(電爐和鍋)；(2)天平：感量為0.01g;其它：切土刀、燒杯、細(xì)線、溫度計(jì)和針等。操作步驟(1)切取土樣切取體積約30cm3土樣，削去松浮表土和尖銳棱角，使其成為較整齊的形狀；系上細(xì)線，置于天平盤上稱得試樣的質(zhì)量m。O(2)封蠟持線將試樣徐徐浸入剛過熔點(diǎn)(溫度為5070C)的蠟中，待全部浸沒后即將試樣提出，重復(fù)23次，使試樣表面復(fù)以一薄層蠟?zāi)?。注意檢查蠟?zāi)ぶ杏袩o氣泡；若有用燒熱之針刺破，再用蠟涂平孔口。(3)測定試樣體積將封蠟試樣放在天平上稱量，得該試樣之質(zhì)量mj；用細(xì)線將試樣吊在天平之一端，并浸沒于盛蒸餾水的燒杯中(圖1),稱其在水中的質(zhì)量m'。將試樣從水中取出，擦干蠟封薄膜表面水分?置于天平上稱量?檢查是否有水進(jìn)入土樣中。若此時試樣質(zhì)量大于浸水前之封蠟試樣質(zhì)量.并超過0.03g,則試驗(yàn)應(yīng)重做。圖1稱封臘試樣在水中的質(zhì)量(4)計(jì)算土的密度a■計(jì)算試樣的體積：VVV式中：V試樣體積，cm3；V「封蠟試樣體積，V凹一，cm3；V2蠟?zāi)んww積，V2匹』，cm3；m'——封蠟試樣在水中的質(zhì)量，g；mi--封蠟試樣的質(zhì)量,ng;m-----試樣質(zhì)量，g;W水的密度，g/cm3；n—石蠟的密度，常采用0.92g/cm3。b?計(jì)算土的密度：mmm,m'mimyV2wn(5)平行測定本實(shí)驗(yàn)須做兩次平行測定，取其結(jié)果的算術(shù)平均值，平行誤差不得大于0.03g/cm34.注意事項(xiàng)在封蠟時，應(yīng)將土樣徐徐浸入蠟中并立即提上以免蠟?zāi)ぎa(chǎn)生氣泡，并防止土樣擾動。以平衡線的同時應(yīng)排除附在其以平衡線的同時應(yīng)排除附在其(4)在稱封蠟土樣水中質(zhì)量時，應(yīng)注意勿使封蠟試樣與燒杯壁接觸，周圍的氣泡。實(shí)驗(yàn)二測定土的含水率(烘干法)1基本原理含水率是指土中水分質(zhì)量與干土質(zhì)量之比值。濕土在溫度為100105C的長時間烘烤下，土中水分完全被蒸發(fā)，土樣減輕的質(zhì)量與完全干燥后土樣的質(zhì)量之比值，即為濕土的含水率，以百分?jǐn)?shù)表示。測定含水率的方法很多，其區(qū)別是使士樣干燥的方法不同，常用的有下列幾種方法。烘干法：將土樣置于烘箱中烘烤除去水分。烘干法只能在實(shí)驗(yàn)室中有烘箱設(shè)備的條件下進(jìn)行，一般適用于有機(jī)質(zhì)含量小于5%的土，若有機(jī)質(zhì)含量為5%10%，仍允許用此法，但需注明有機(jī)質(zhì)含量。酒精燃燒法：將酒精倒入土樣中，燃燒除去其水分。此法適用于野外勘測及施工等大量測定含水率的情況。酒精燃燒法的測定速度較快，故又稱快速法。砂土炒干法：砂土中結(jié)合水少，可以將它放在鋁盒中置于電爐上炒干，直至完全干燥，測其含水率。2儀器設(shè)備(1)鋁盒2個；天平：感量為0.01g;烘箱；干燥器。操作步驟測濕土的質(zhì)量先稱得鋁盒的質(zhì)量m。后選取代表性的土樣約15g，放人鋁盒內(nèi)，蓋緊盒蓋，稱鋁盒加濕土的壬曰.質(zhì)量mi。(2)烘干土樣打開盒蓋，將盛有土樣的鋁盒放入烘箱，在溫度100105C下烘6h以上至恒重。測干土的質(zhì)量自烘箱中取出鋁盒，蓋上盒蓋，立即放入干燥器中，冷卻后稱盒加干土的質(zhì)量m2,減去鋁盒質(zhì)量m0即得干土質(zhì)量。按下式計(jì)算含水率mm2—

--100%m2m0式中：一一土的含水率，%mi――鋁盒加濕土的質(zhì)量，g；m2――鋁盒加干土的質(zhì)量，g;mo-----鋁盒的質(zhì)量，g,計(jì)算準(zhǔn)確至0?1%。平行測定每一土樣須做兩次平行測定，取其結(jié)果的算術(shù)平均值。允許平行誤差值如下:含水率允許平行誤差值<10%0.5%1040%1.0%>40%2.0%試驗(yàn)記錄試驗(yàn)記錄工程編號鉆孔編號土樣說明試驗(yàn)者計(jì)算者校核者^含水量盒號盒+土(g)盒+干土盒(g)濕土(g)干土(g)水⑼含水量(g/cm3)平均含水量(1)(2)(3)⑷=(1)-(3)(5)=(2)-(3)(6)=(4)-(5)(7)=(6)/(5)5.注意事項(xiàng)打開土樣后，應(yīng)立即取樣稱濕土質(zhì)量，以免水分蒸發(fā)。土樣必須按要求烘至恒重，否則影響測試精度。烘干的試樣應(yīng)冷卻后稱量，防止熱土吸收空氣中的水分，并避免天平受熱不均影響稱量精度實(shí)驗(yàn)三土的液限和塑限（錐式儀法和搓條法）5）和從塑態(tài)過渡p5）和從塑態(tài)過渡p），是表示土的塑性在界限含水率中，意義最大的是從粘流狀態(tài)過渡到粘塑狀態(tài)的液限到半固態(tài)的塑限（p）。土的塑性指數(shù)是液限與塑限之差"pL強(qiáng)弱的指標(biāo)。從理論上講，液限時，土出現(xiàn)一定的流動阻力，即有最小可量度的抗剪強(qiáng)度。國內(nèi)外測定液限的方法，使用兩種不同儀器，即瓦氏錐式儀和卡氏碟式儀。前者是前蘇聯(lián)A.M瓦西里耶夫研制的。他經(jīng)多次試驗(yàn)認(rèn)為，錐角30。、重76g的圓錐體，沉入土體的深度為10mm西里耶夫研制的。他經(jīng)多次試驗(yàn)認(rèn)為，錐角時的含水率就是液限。后者是美國卡薩格蘭德專門研制的半圓形銅碟。實(shí)驗(yàn)時，將土平鋪碟中，用劃刀分成兩半，以每秒2次的速率將碟由10mr高度落下。當(dāng)下落擊數(shù)為25次時，原來被劃刀分成兩半的土在碟底的合攏長度恰好達(dá)到13mm時的含水率就是液限。通過計(jì)算，對同一種土，用錐式儀測得液限土的抗剪強(qiáng)度為8.4kPa,用碟式儀測得液限土的抗剪強(qiáng)度為2.7kpa。國內(nèi)外學(xué)者多數(shù)認(rèn)為，碟式儀液限的抗剪強(qiáng)度值符合基本物理意義，但其手續(xù)較繁瑣，強(qiáng)度帶有擾動的性質(zhì)，方法有改善的必要。錐式儀液限的抗剪強(qiáng)度過大，所得含水率偏小，但強(qiáng)度屬靜力性質(zhì)，測試簡易，適當(dāng)改進(jìn)可以推廣運(yùn)用。研究表明，瓦氏圓錐儀下沉17mm時的含水率，大致相當(dāng)于用卡氏碟式儀測得的液限，可以等效碟式儀液限。因此，在使用液限時，應(yīng)標(biāo)明是用何種儀器測得的。目前，我國所測得的液限有三種：①錐式儀液限（下沉10mm）②錐式儀液限（下沉L7mm）等效碟式儀液限；③碟式儀液限。我國一直廣泛使用10mr錐式液限儀，積累了大量資料沒有特別注明的液限均屬于此種液限。塑限的測定依據(jù)主要是根據(jù)土處于塑態(tài)時土的塑態(tài)與固態(tài)間的界限含水率稱土的塑限塑限的測定依據(jù)主要是根據(jù)土處于塑態(tài)時可塑成任意形狀且不產(chǎn)生裂紋；處于固態(tài)時則很難搓成任意形狀，若勉強(qiáng)為之，則土面要發(fā)生裂紋或斷折等現(xiàn)象。以這兩種物理狀態(tài)為特征，確定塑態(tài)和固態(tài)的界限。也就是說當(dāng)土被搓成一定粗細(xì)的土條且表面開始出現(xiàn)裂紋時的含水率，即為塑限。此外，我國還采用圓錐式液塑限聯(lián)合測定儀測定液限和塑限。它是用瓦氏圓錐儀在專門的儀器上測定土在不同含水率時的圓錐人土深度，水率的關(guān)系直線。在直線上分別查得圓錐入土深度為即為碟式儀液限（的儀器上測定土在不同含水率時的圓錐人土深度，水率的關(guān)系直線。在直線上分別查得圓錐入土深度為即為碟式儀液限（等效）、錐式儀液限和塑限。在雙對數(shù)坐標(biāo)紙上繪成圓錐入土深度與含17mm10mm和2mm時的相應(yīng)含水率,￡t1手柄；2錐體￡t1手柄；2錐體圖2鏈?zhǔn)揭合迌x;3F衡錘；4試杯；5底座；6試樣2.錐式液限儀測液限(一）儀器設(shè)備(1)鋁盒、調(diào)十杯及調(diào)十刀;⑵錐式液限儀（圖2）;⑶天平：感量為0.01g⑷篩：孔徑為0.5mm磁缽和橡皮頭研棒；⑹烘箱；⑺干燥器。（二J操作步驟C1）制備土樣取天然含水率的土樣50g捏碎過篩；若天然土樣已風(fēng)干，則取樣80g研碎，并過0?5mm篩；加蒸餾水調(diào)成糊狀，蓋上濕布或置保濕器內(nèi)12h以上，使水分均勻分布。（2）裝土樣于調(diào)土杯中將備好的土樣再仔細(xì)拌勻一次，然后分層裝入試杯中；用手掌輕拍試杯，使杯中空氣逸出；待土樣填滿后，用調(diào)土刀抹平土面，使之與杯緣齊平。（3）放錐在平衡錐尖部分涂上一薄層凡士林，以姆指和食指執(zhí)錐柄，使錐尖與試樣面接觸，并保持錐體垂直，輕輕松開手指，使錐體在其自重作用下沉入土中；注意放錐時要平穩(wěn)，避免產(chǎn)生沖擊力。放錐15s后，觀察錐體沉入土中的深度，以土樣表面與錐接觸處為準(zhǔn)；若恰為10mm錐上有刻度標(biāo)志），則認(rèn)為這時的含水率就為液限。若錐體入土深度大于或小于10mm寸，表示試樣含水率大于或小于液限；此時，應(yīng)挖去沾有凡士林的土，取出全部試樣放在調(diào)土杯中，使水分蒸發(fā)或加蒸餾水重新調(diào)勻，直至錐體下沉深度恰為10mm時為止。有些圓錐還刻有17mn的標(biāo)志，若錐體下沉深度恰為17mm此時的含水率即為17mr液限，等效碟式液限。（4）測液限含水率將所測得的合格試樣，挖出沾有凡士林的部分，取錐體附近試樣少許（約1520g）放入鋁盒中測定其含水率，此含水率即為液限。（5）平行測定本實(shí)驗(yàn)須做兩次平行測定，計(jì)算準(zhǔn)確至0.1%,取其結(jié)果的算術(shù)平均值；兩次實(shí)驗(yàn)的平行差值不得大于2%。（三）試驗(yàn)記錄試驗(yàn)記錄工程編號鉆孔編號土樣說明試驗(yàn)者計(jì)算者校核者盒號盒+土盒+干土⑼盒(g)濕土（g）干土（g）水⑼液限（％）平均(1)⑵(3)(4)=(1)-(3)(5)=(2)-(3)(6)=(4)-(5)(7)=(6)/(5)（四）注意事項(xiàng)（1）若調(diào)制的土樣含水率過大，只許在空氣中晾干或用吹風(fēng)機(jī)吹干，也可用調(diào)土刀攪拌或用手搓捏散發(fā)水量，切不能加干土或用電爐烘烤。（2）放錐時要平穩(wěn)，避免產(chǎn)生沖擊力。從調(diào)土杯中取出土樣時，必須將沾有凡士林的土棄掉，方能重新調(diào)制或者取樣測含水率3搓條法測塑限(一)儀器設(shè)備(1)鋁盒、調(diào)土刀、調(diào)土杯、滴瓶；(2)磁缽及橡皮頭研棒；(3)天平：感量為O.OIg;(4)烘箱、干燥器、電熱吹風(fēng)器；(5)篩：孔徑為0.5mm；(6)毛玻璃板：約300mmx200mm(二)操作步驟(1)制備土樣按液限試驗(yàn)制備試樣，但加的水分要少，使土團(tuán)不沾手。搓條取一小塊試樣在手中揉捏至不沾手，用手指捏成橢球形，置于毛玻璃板上，用手掌輕輕搓滾；手掌用力要均勻，土條長度不能超過手掌寬度，土條不能出現(xiàn)空心現(xiàn)象；當(dāng)土條被搓至直徑為3mm.且產(chǎn)生裂紋并開始斷裂時，此時的含水率恰為塑限。若土條被搓至3mr仍未產(chǎn)生裂紋，表示該試樣含水率高于塑限，應(yīng)將土條重新揉捏，再搓滾之。若土條直徑大于3mr就斷裂，表示其含水率低于塑限，應(yīng)棄去，重新取土揉捏搓滾，直至達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)為止。每搓好一合格的土條后，應(yīng)立即將它放在鋁盒里，蓋上盒蓋，避免水分蒸發(fā)，直到土條重達(dá)35g為止。測塑限含水率將放在鋁盒中的土條稱重，烘干后再稱干土的質(zhì)量，計(jì)算含水率。平行測定本試驗(yàn)須做兩次平行測定，取其結(jié)果的算術(shù)平均值，計(jì)算準(zhǔn)確至值，粘土、粉0.1%;兩次結(jié)果的差質(zhì)粘土不得大于2%;粉土不得大于1%。成果用測得之液限與塑限值計(jì)算塑性指數(shù)，并按塑性指數(shù)分類定出土名，應(yīng)用測得之液限、塑限、天然含水率計(jì)算液性指數(shù)，并評價土所處的稠度狀態(tài)。(三)試驗(yàn)記錄試驗(yàn)記錄工程編號鉆孔編號土樣說明試驗(yàn)者計(jì)算者校核者盒號盒+土(g)盒+干土盒(g)濕十(g)干土(g)水⑼液限(％)平均(1)(2)⑶(4)=(1)-(3)(5)=(2)-(3)(6)=(4)-(5)(7)=(6)/(5)(四)注意事項(xiàng)(1)搓滾土條時，必須用力均勻，以手掌輕壓，不得作無壓滾動；應(yīng)防止土條產(chǎn)生中空現(xiàn)象，搓滾前土團(tuán)必須經(jīng)過充分的揉捏，(2)土條須在數(shù)處同時產(chǎn)生裂紋始達(dá)塑限；如僅有一條裂紋，可能是用力不均所致，產(chǎn)生的裂紋必須呈螺紋狀。附聯(lián)合測定儀測定液限和塑限1儀器設(shè)備⑴液塑限聯(lián)合測定儀(質(zhì)量有76g和100g之分)分析天平：感量O.OIg，稱量200go烘箱，干燥器，篩(孔徑0.5mm),研缽。其它：鋁盒，調(diào)十刀，毛玻璃板，碗，滴管，電吹風(fēng)，凡士林等；1圖3；1圖3液塑限聯(lián)合測定儀1—屏幕；2—零線調(diào)節(jié)螺絲；3—聚光鏡；4—光源；5—微分儀；6—圓錐儀；7—升降座；8—盛土杯；9—放大鏡；10—電磁鐵；11—反射鏡；12-指示燈及開關(guān)；13—水準(zhǔn)器；14線路板2.操作步驟300g300g，分放在三個調(diào)土12h以上。三種不同密實(shí)后，填入求，取代表性土樣約皿中，加蒸餾水調(diào)制成三種不同含水率的土膏，并蓋上濕布，靜置含水率分別控制圓錐入土深度大致在17mm、10mm3mm附近。裝土進(jìn)杯：將任一含水率的調(diào)土皿中的土膏用調(diào)土刀充分?jǐn)嚢杈鶆蛘{(diào)土杯中，填滿后刮平表面；將杯放在聯(lián)臺測定儀的升降杯座上。放錐入土；在圓錐上抹一薄層凡士林，接通電源，使電磁鐵吸住圓錐；調(diào)整升降座，使圓錐尖接觸試樣面；調(diào)節(jié)讀數(shù)零點(diǎn)。關(guān)斷電源，使圓錐失磁而自重下沉土中；約5秒后，測讀圓錐入土深度。測含水率：取下調(diào)土杯，取部分試樣測定含水率。重復(fù)以上步驟，再測定另兩試樣的圓錐入土深度及含水率。繪制曲線：以含水率為橫坐標(biāo)，以圓錐入土深度為縱坐標(biāo)，在雙對數(shù)坐標(biāo)紙上繪制關(guān)系曲線，三點(diǎn)應(yīng)在一直線上。當(dāng)三點(diǎn)不在一直線上時，將高含水率的點(diǎn)與其余兩點(diǎn)連成直線，并在入土深度為2mm處查得相應(yīng)兩個含水率；當(dāng)兩個含水率差值小于2%時，應(yīng)以該兩點(diǎn)含水率的平均值與高含水率的點(diǎn)連成一直線，作為關(guān)系直線；否則，應(yīng)對低含水率的點(diǎn)重做。確定液、塑限：在關(guān)系直線上查得入土深度為17mm所對應(yīng)的含水率即為17mr液限(等效碟式儀液眼)，深度為10mm所對應(yīng)的含水率為10mr液限(即習(xí)慣的錐式儀液限)，深度為2mn所對應(yīng)的含水率為塑限，取值至整教。

匸魁騎門

官7634工匸魁騎門

官7634工20會術(shù)儕贈tf,%實(shí)驗(yàn)四土的壓縮性指標(biāo)(一)(杠桿式壓縮儀法)―、基本原理土的壓縮性是指土在壓應(yīng)力作用下發(fā)生壓縮變形，體積被壓縮變小的性能。飽水土在壓應(yīng)力作用下，由于孔隙水的不斷排出而引起的壓縮過程稱為滲透固結(jié)。因此，飽水土的壓縮試驗(yàn)亦稱固結(jié)試驗(yàn)。固結(jié)試驗(yàn)是將土樣放在金屬器內(nèi)，在有側(cè)限的條件下施加壓力，觀察土在不同壓力下的壓縮變形量，以測定土的壓縮系數(shù)、壓縮模量、壓縮指數(shù)、固結(jié)系數(shù)、前期固結(jié)壓力等有關(guān)壓縮性指標(biāo)，作為工程設(shè)計(jì)計(jì)算的依據(jù)?！銐嚎s儀有杠桿式和磅秤式兩種。杠桿式壓縮儀是用砝碼通過杠桿加壓，壓力僅為0.40.6MPa基本上能滿足一般工程要求，且數(shù)臺儀器可裝在一個試驗(yàn)臺架上，占地面積小，便于管理，目前被廣泛采用。磅秤式壓縮儀是通過帶有加壓框架的磅秤施加壓力，儀器壓力可達(dá)5MPa適用于較大工程，可以用來測定壓縮指數(shù)和前期固結(jié)壓力、固結(jié)系數(shù)等指標(biāo)，本實(shí)驗(yàn)采用杠桿式壓縮儀。固結(jié)試驗(yàn)中，后一級壓力的施加均是在前一級荷重下壓縮至穩(wěn)定后施加的。按穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)的不同，通常將固結(jié)試驗(yàn)分為兩類：穩(wěn)定壓縮：每級壓力下持續(xù)24h為壓縮穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)；測記試樣高度變化后，即可施加下級壓力。這是各類規(guī)范的常規(guī)標(biāo)準(zhǔn)。對某些滲透系數(shù)大于1°_5cm/s的粘性土.允許以1h內(nèi)試樣變形量不大于0.005mmf乍為相對穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)果能夠滿足工程要求?？焖賶嚎s：在各級壓力下，壓縮時間規(guī)定為1h,僅在最后一級壓力下，除測記1h變形量外，還測讀到穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)(24h)時的變形量。在整理資料時，根據(jù)最后一級變形量，校正前幾級壓力下的變形量。當(dāng)試驗(yàn)要求精度不高時，可采用快速壓縮法。二、儀器設(shè)備(1)杠桿式固結(jié)儀(圖4)：包括加壓及測壓裝置、壓縮容器和測微表(圖5)；(2)測含水率和密度所需的設(shè)備；⑶其它：濾紙、鐘表等?！騣rzTi!圖4◎irzTi!圖4杠桿式壓縮儀裝置示意圖圖5壓縮容器示意圖I-測微表；2-上部橫粱；3-壓縮容器；I-測微表；2-加壓蓋；3—固定環(huán)；4—環(huán)刀；5-4-水平臺；5-上部固定螺絲；6-下部固定螺絲；7-透水石；6—透水底板；7一容器外殼平衡錘；8—杠桿；9-砝碼盤三、操作步驟試樣制備：按工程要求取原狀土或制備所需狀態(tài)的擾動土樣，按測定土的密度的方法用環(huán)刀切取土樣，測定土的密度，并同時取土測定土的含水率和土粒密度。安裝環(huán)刀：將裝有土樣的環(huán)刀外壁涂上凡士林油后，刃口向下套上護(hù)環(huán)，按圖5安裝容器；首先將底板放在容器內(nèi)，底板上順次放潔凈濕潤的透水石和濾紙各—；再借提環(huán)螺絲將護(hù)環(huán)(內(nèi)有環(huán)刀及試樣)放到容器內(nèi)，然后再在試樣頂上順次放入潔凈潤濕的濾紙和透水石，最后放上加壓導(dǎo)環(huán)和傳壓活塞。檢查設(shè)備：檢查加壓設(shè)備是否靈敏，調(diào)整平衡錘使杠桿水平.然后用下部支撐螺絲頂住。安置容器：將裝好試樣的壓縮容器放到水平臺固定位置，再將上部加壓框架放上，安置測微表。施加預(yù)壓：為保證試樣與儀器上下各部件之間接觸良好，應(yīng)施加1kPa的預(yù)壓荷重。調(diào)整測微表讀數(shù)至零點(diǎn)。加壓觀測：加第—級荷重，其大小視土的軟硬程度分別采用0.0125、0.025和0.05MPa同時記錄加荷時間；在試驗(yàn)過程中，應(yīng)始終保持加荷杠桿水平加壓時將砝碼輕放在砝碼盤上。如系飽和試樣，則在施加第—級荷重后，立即向容器中注水至滿，如系非飽和試樣，須以濕紗布圍住上下透水石四周，避免水分蒸發(fā)。加荷后每隔lh讀測微表—次，以壓縮滿24h為標(biāo)準(zhǔn)，或每小時變形量不大于0.005mm寸即認(rèn)為變形穩(wěn)定。測記讀數(shù)后，施加下—級荷重。依此逐級加荷.至試驗(yàn)終止。荷重級增量不宜過大.視土的軟硬程度及工程情況而定，—般順序?yàn)?.025、0.05、0.1、0.2,0.3Mpa,或按設(shè)計(jì)要求模擬實(shí)際加荷情況適當(dāng)調(diào)整。最后一級荷重應(yīng)大土層計(jì)算壓力的0.10.2MPa33.按下式計(jì)算各級荷重下變形穩(wěn)定后的孔隙比e⑤

加下一級荷重；縮穩(wěn)定時為止(24h)?？焖俜?，在每小時觀察測微表讀數(shù)后即但最后一級荷重.應(yīng)觀察到壓如需作卸荷膨脹試驗(yàn)，可于最后一級荷重下變形穩(wěn)定后卸荷卸完為止。每次卸荷后的膨脹變形穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)與加荷同，每次卸去兩級荷重，直至并測記每級荷重及最后無荷時的膨脹穩(wěn)定變形量。(7)拆除儀器:退去荷重后，拆去測微表，排除儀器中水分按與安裝相反的順序拆除各部件，取出帶環(huán)刀的試樣。必要時，測定試樣的試驗(yàn)后的含水率(8)儀器變形校正:考慮壓縮儀器本身及濾紙變形所產(chǎn)生的變形影響將儀器擦凈.涂油放好。應(yīng)做壓縮量的校正。校正方法按下述步驟進(jìn)行:以與試樣相同大小的金屬塊代替土樣放入容器中驗(yàn)土樣步驟一樣，分別在金屬塊上加同等壓力，每隔十秒鐘加荷一次,表讀數(shù)；加至最大荷重記下測微表讀數(shù)后，按與加荷相反的次序，每記測微表讀數(shù).⑤

加下一級荷重；縮穩(wěn)定時為止(24h)?？焖俜?，在每小時觀察測微表讀數(shù)后即但最后一級荷重.應(yīng)觀察到壓如需作卸荷膨脹試驗(yàn)，可于最后一級荷重下變形穩(wěn)定后卸荷卸完為止。每次卸荷后的膨脹變形穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)與加荷同，每次卸去兩級荷重，直至并測記每級荷重及最后無荷時的膨脹穩(wěn)定變形量。(7)拆除儀器:退去荷重后，拆去測微表，排除儀器中水分按與安裝相反的順序拆除各部件，取出帶環(huán)刀的試樣。必要時，測定試樣的試驗(yàn)后的含水率(8)儀器變形校正:考慮壓縮儀器本身及濾紙變形所產(chǎn)生的變形影響將儀器擦凈.涂油放好。應(yīng)做壓縮量的校正。校正方法按下述步驟進(jìn)行:以與試樣相同大小的金屬塊代替土樣放入容器中驗(yàn)土樣步驟一樣，分別在金屬塊上加同等壓力，每隔十秒鐘加荷一次,表讀數(shù)；加至最大荷重記下測微表讀數(shù)后，按與加荷相反的次序，每記測微表讀數(shù).然后與試測記各級荷重下測微10min退荷一次.測至荷重完全卸除為止。按壓縮試驗(yàn)步驟拆除儀器，重新安裝，重復(fù)以上步驟再進(jìn)行校正，荷重下儀器的變形量，其平行差值不得超過0.01mm在生產(chǎn)實(shí)踐中，對每個儀器都須事先作好變形校正曲線。步驟可以在正式試驗(yàn)前作好。取其平均值作為各級初學(xué)者為練習(xí)儀器的使用，此四、成果整理1.計(jì)算各級荷重下的試樣變形量(1)穩(wěn)定壓縮法：某一荷重下壓縮穩(wěn)定后的總變形量h,為該荷重下測微表讀數(shù)減去儀器變形量。(2)重下試樣校正后的變形量快速壓縮法:按下式計(jì)算某荷h:式中:hi(hi)t(hn)TnT(hn)th某何重下校正后的變形量,mmt某荷重下壓縮lh的總變形量減去該荷重下的儀器變形量，mm(hn)t――最后一級荷重下壓縮lh的總變形量減去該荷重下的儀器變形量mm(hn)T――最后一級荷重下達(dá)到穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)時的總變形量減去該荷重下的儀器變形量，mm2.按下式計(jì)算試樣的初始孔隙比e0式中：s--土粒密度,eog/cm；s(10--試樣初始密度，g/cm9°--試樣初始含水率，以小數(shù)計(jì)。eeo(1eo)和壓縮模量Es式中：h0試樣初始高度，和壓縮模量Es?按下式計(jì)算各級荷重下的壓縮系數(shù)Pa圖6圖6壓縮曲線EsUo(MPa)式中：Pj某一級荷重值，MPa〉5-成果將計(jì)算成果填入成果表中?并作孔隙比e與壓力P的關(guān)系曲線，如圖6五、注意事項(xiàng)切削試樣時，應(yīng)十分耐心操作，盡量避免破壞土的結(jié)構(gòu)，不允許直接將環(huán)刀壓入土中。在削去環(huán)刀兩端余土?xí)r，不允許用刀來回涂抹土面避免孔隙被堵塞。(2)不要振碰壓縮臺及周圍地面，加荷或卸荷時均應(yīng)輕放(取)砝碼。實(shí)驗(yàn)五測定土的壓縮性指標(biāo)(二)(高壓固結(jié)儀法)―、基本原理本試驗(yàn)是測定試樣在側(cè)限和軸向排水條件下的變形和壓力、變形和時間的關(guān)系，以便計(jì)算壓縮指數(shù)、回彈指教、固結(jié)系數(shù)和前期固結(jié)壓力等壓縮性指標(biāo)，了解土的壓縮特性。實(shí)驗(yàn)四用壓力較小(0.40.6MPa)的壓縮儀測得的壓縮性指標(biāo)，基本上能滿足一般工程的要求。但隨著工程建筑規(guī)模的增大，土體所受的壓力愈來愈大?為測得較大壓力條件下的壓縮性指標(biāo)，需使用壓力較大的儀器(高壓固結(jié)儀)實(shí)驗(yàn)，施加壓力一般可達(dá)1.05.OMPa加荷形式可有杠桿式、磅秤式和氣壓式等。二、儀器設(shè)備(1)高壓固結(jié)儀；測土的含水率和密度所用的設(shè)備;其它：濾紙、鐘表等。三、操作步驟切取安裝試樣：按試驗(yàn)四的方法制備并切取土樣?放置于壓縮容器中。加荷觀測：按不同加壓設(shè)備的要求加各級荷重，荷重級不宜過大，視土的硬軟程度和工程情況而定，一般順序是0.0125、0.025、0.05、0.1、0.2、0.4、0.6、0.8、1.2、1.6、3.2MPa

最后一級荷重應(yīng)大于土層的計(jì)算壓力的0.10.2MPa如系飽和試樣，則在施加第一級荷重后，須立即向水槽內(nèi)注水，浸沒試樣；如系非飽和試樣，需用濕棉紗圍住加壓蓋板四周，避免水分蒸發(fā)。如需測定沉降速率時，則在每級荷重加荷后接下列時間記錄測微表讀數(shù)：6s、12s、1min、2minl5s、4min、6minl5s、9min、12minl5s、16min、20minl5s、25min、30min15s、36min.49min、64min、100min,200min,400min、23h,24h。如不需測定沉降速率，可每1h記錄測徽表讀數(shù)一次至24h.到穩(wěn)定為止。對某些滲透性較強(qiáng)的土，可觀測到每小時變化不大于0.005mrB寸為止。卸荷觀測；如需測定回彈指數(shù).則可在最后一級荷重穩(wěn)定后卸荷，每次卸去兩級荷重，直至卸完為止。每次卸荷后的膨脹變形穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)與加荷相同，并測記每次卸荷后的膨脹穩(wěn)定變形量。拆除儀器：卸完荷重后.拆去測微表，排除儀器中水分，按與安裝時相反的順序拆除各部件.取出環(huán)刀中的試樣，用干濾紙吸去土樣兩端表面的水分，測試驗(yàn)后的含水率。將儀器各部件擦凈，涂油放好。四、成果整理.按下式計(jì)算試樣的初始孔隙比e0e0Se0S(i0)彳式中，S、0、0分別為試樣原始的土粒密度、土的密度和含水率。.按下式計(jì)算試樣在各級荷重壓縮穩(wěn)定后的孔隙比式中hi和h。分別為校正后的變形量和試樣原始高度。作e-lgP曲線以孔隙比e為縱坐標(biāo)以IgP為橫坐標(biāo)，繪制關(guān)系曲線(圖6)。eiei1lgPJgpeiei1lgPJgpCs就是回彈曲線的平均斜率Cc(或Cs)式中，Cc就是e-lgp曲線中直線段的斜率，.按下式確定前期固結(jié)壓力Pc在e-lgp在e-lgp曲線上(圖6)，先找出相應(yīng)于最小曲率半徑Rnin的點(diǎn)O,過0點(diǎn)作該曲線的切線0A和水平線OB作/AOB勺分角線和水平線OB作/AOB勺分角線OD延長曲線后段的直線部分與的壓力Pc即為土的前期周結(jié)壓力。.按下列兩法之一求固結(jié)系數(shù)Cv時間平方根法：對于某一荷重。以測微表讀數(shù)O［線相交于C點(diǎn)，則C點(diǎn)對應(yīng)d(mm)為縱坐標(biāo)，以時間平方根J(min)為橫坐標(biāo)，繪制dt曲線(如圖I-15)；延長dA曲線開始的直線段，與曲線交于d°(理論零點(diǎn))。過d。繪制另一直線，令其橫坐標(biāo)為前一直線橫坐標(biāo)的1.15倍，則后—直線與d-交于d°(理論零點(diǎn))。過d。繪制另一直線，令其橫坐標(biāo)為前一直線橫坐標(biāo)的1.15倍，則后—直線與d-t線交點(diǎn)所對應(yīng)的時聞的平方，即為試樣周結(jié)度達(dá)90炳釋的時間t90,圖8用時間平均根法求t90圖7前期固結(jié)壓力的確定按式1-25計(jì)算該荷重下的固結(jié)系數(shù)Cv0&48h(cmi/s)(2)時間對數(shù)法：對于某一荷重，以測微表讀數(shù)d(mm)為縱坐標(biāo)，以時間對數(shù)Igt(min)為橫坐標(biāo)，繪制d—Igt曲線，如圖9示。在d.-t曲線的開始線段選任一時間t1,與其相對應(yīng)的測做表讀數(shù)為d1,再取時間t2=t1/4，與其相對應(yīng)的讀數(shù)為d2,則2d2d!之值為d01。如此再選取另一時間依同法取得do2、d°3、d°4等，取其平均值即為理圖9用時間對i10IOPItHWI數(shù)法Ii10IOPItHWI求t90論零點(diǎn)d。。延長dlgP曲線中部的直線段和過曲線尾部數(shù)點(diǎn)作一切線，兩線的交點(diǎn)即為dd理論終點(diǎn)di00,則d500苜頑。對應(yīng)于d50的時間即為固結(jié)度達(dá)50%所需的時間t50。然后，按下式求在該荷重下的固結(jié)系數(shù)Cv22用上述兩法都可求算出法較好。c0.197hCVt50用上述兩法都可求算出法較好。c0.197hCVt50((cmi/sCv,根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)荷重小于Pc時用前法較好；荷重大于Pc時，用后實(shí)驗(yàn)六土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)直接剪切試驗(yàn)法）一、基本原理直接剪切試驗(yàn)是測定土的抗剪強(qiáng)度的一種常用方法。試驗(yàn)的原理是根據(jù)庫倫定律，土的內(nèi)摩擦力與剪切面上的法向壓力成正比。將土制備成幾個土樣，分別在不同的法向壓力下，沿固定的剪切面直接施加水平剪力進(jìn)行剪切，得其剪壞時的剪應(yīng)力，即為抗剪強(qiáng)度f。然后，根據(jù)剪切定律確定土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)和Co直接剪切儀，按施加剪力的方式不同，分為應(yīng)變控制式和應(yīng)力控制式兩種。應(yīng)變控制式是通過彈性鋼環(huán)變形控制剪切位移的速率；應(yīng)力控制式是通過杠桿用砝碼控制施加剪應(yīng)力的速率，測相應(yīng)的剪切位移。目前，多用應(yīng)變控制式；應(yīng)力控制式，施加砝碼時易引起沖擊力，使用不多只適宜作慢剪或長期強(qiáng)度試驗(yàn)。按土樣在荷重作用下壓縮及受剪時的排水情況不同，試驗(yàn)方法可分三種：（1）快剪法（或稱不排水剪）：即在試樣上施加垂直壓力后，立即加水平剪切力，在整個試驗(yàn)中.不允許試樣的原始含水率有所改變（試樣兩端敷以隔水紙），即在試驗(yàn)過程中孔隙水壓力保持不變（35min內(nèi)剪壞）。（2）慢剪法（或稱排水剪）：即在加垂直荷重后.使其充分排水（試樣兩端敷以濾紙），在土樣達(dá)到完全固結(jié)時再加水平剪力；每加一次水平剪力后.均需經(jīng)過一段時間，待土樣因剪切引起的孔隙水壓力完全消失后，再繼續(xù)加下一次水平剪力。（3）固結(jié)快剪法：在垂直壓力下土樣完全排水固結(jié)穩(wěn)定后，以很快速度施加水平剪力。在剪切過程中不允許排水（規(guī)定在35min內(nèi)剪壞）。由于上述三種實(shí)驗(yàn)方法的受力條件不同.所得抗剪強(qiáng)度值也不同。因此.必須根據(jù)土所處的實(shí)際應(yīng)力情況來選擇試驗(yàn)方法。直接剪切試驗(yàn)不能嚴(yán)格控制排水條件.以土樣所受的總應(yīng)力為計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)，故所得強(qiáng)度為總應(yīng)力強(qiáng)度。施加某一垂直壓力后.逐漸施加水平剪應(yīng)力同時測得相應(yīng)的剪切位移L直至土樣被剪壞為止。通常以剪應(yīng)力的最大值（峰值）或穩(wěn)定值作為抗剪強(qiáng)度f如無明顯變化?以剪切位移等于4mm（土樣直徑為64mm的剪應(yīng)力值作為土的抗剪強(qiáng)度。二、儀器設(shè)備（1）直接剪切儀：應(yīng)變控制式直剪儀（圖10）或應(yīng)力控制式直剪儀（圖11）。（1）其它：天平、修土刀、環(huán)刀、推土器、凡士林、濾紙或蠟紙、秒表、直尺、測角器圖10應(yīng)變控制式直剪儀示意圖1—輪軸；2—底座；3—透水石；4—測微表；5—活塞；6—上盒；7—土樣;8—下盒；9—測微表；108—下盒；9—測微表；10—量力環(huán)IK_>i圖11應(yīng)力控制式直剪儀示意圖1—測微表；2—透水石；3—帶孔壓板；4—銷釘；5—剪切面；6—剪切系統(tǒng)；7—壓力系統(tǒng)三、操作步驟1.切取土樣按工程的需要，用已知質(zhì)量、高度和面積的環(huán)刀取相同試樣45個，并測其密度，其密度差不應(yīng)大于0.03g/cm3,取余土測含水率。2.檢查儀器檢查豎向和橫向傳力杠桿是否水平；如不平衡時，調(diào)節(jié)平衡錘使之水平；上下銷釘和升降螺絲是否失靈；檢查測微表靈敏性；將上下盒間接觸面及盒內(nèi)表面涂薄層凡士林，以減少摩阻力對應(yīng)變控制式直剪儀，尚需檢查彈性鋼環(huán)兩端是否能與剪切容器和端承支點(diǎn)接緊；將手輪逆時針方向旋轉(zhuǎn)，使推進(jìn)器與容器離開，然后將推進(jìn)