土力學實驗報告

1、土力學實驗報告 土 工 試 驗 報 告 班 級： 組 號： 姓 名： 同組人: 成 績: 河北工業(yè)大學土木工程學院 16 年 月 日 試驗一 土得基本物理指標得測定 (一)記錄 土樣編號_ 班 組_ 試驗日期_ 姓 名_ 1密度試驗記錄表（環(huán)刀法） 環(huán)刀號 環(huán)刀質量 g 環(huán)刀加土質量 土質量 / g 環(huán)刀容積 / c 密 度 / gcm 平均重度 / n/m 3 402 43、3 168、 12、7 60 2、07 0、5 238 43、57 169、6 126、 6 、10 2。含水率試驗記錄表(烘干法) 盒號 盒質量 / g 盒加濕土質量 g 盒加干土質量 / 水質量 / g 干 土 質量

2、 / 含水率 % 平均含水率 / 3 16、92 4、60 4、69 、91 24、77 7、9 8、1 118 1、 0、19 、5 7、62 27、02 28、2 3。界限含水率試驗 液限試驗記錄表(圓錐儀液限試驗) 盒號 盒質量 / g 盒加濕土質量 / g 盒加干土質量 / 水質量 g 干 土 質量 / g 液限 / % 液限平均值 / % 14 15、8 2、13 37、3 、7 21、5 、22 、21 07 15、1 25、8 23、 1、68 8、29 、20 塑限試驗記錄表(滾搓法) 盒號 盒質量 / 盒加濕土質量 / 盒加干土質量 / g 水質量 g 干 土 質量 / g

3、塑限 % 塑限平均值 / % 18 6、64 41、7 5、0 、7 18、36 0、36 、36 7 1、33 2、00 、46 、54 26、3 0、36 液、塑限聯(lián)合測定法試驗記錄表 圓錐下沉 深度 mm 盒號 盒質 量 / g 盒加濕土質量 / g 盒加干土質量 / 水質 量 g 干土質量 / g 含水率 % 液限 / % 塑限 / % 、2 a64 16、05 5、20 4、98 7、22 32、93 21、9 22 10mm 14 15、7 、13 7、37 4、6 21、5 22、1 7、9 118 5、55 、9 42、7 7、2 2、02 28、2 28、 a3 16、92

4、4、0 4、6 、1 4、77 27、9 17m 1、 07 6、33 52、00 、6 9、5 、 36、5 36、7 128 16、64 41、77 35、00 、77 18、 36、9 注：圓錐下沉深度與含水率得雙對數(shù)坐標關系曲線繪制于圖 1 之中。 含水率 / % 圖 1 圓錐入土深度與含水率關系曲線 (二)試驗成果匯總與計算 1。試驗測定數(shù)據(jù) = 20、5 n/m 3 w = 28、 w l 3 % p = 21 % 根據(jù)備注表 1,由 w 查表得 d s 2、7 2。計算參數(shù) e= (1+w)d s w / 1= 、6 r wd 、1 i p = w l w = 1 i l = (

5、 l ) i =0、527 3。依上述計算結果判定 土得分類名稱:粘性土 試驗土樣所處得狀態(tài): 可塑狀態(tài) （三)思考與分析 1。土樣烘干時,為什么要控制溫度為 0110? 避免把強吸著水蒸發(fā) .環(huán)刀尺寸(直徑、高度、壁厚、容積)對試驗成果有何影響? 環(huán)刀得直徑越大，高度越小,容積越大，實驗得誤差越小 3。試分析搓條法得理論依據(jù)及存在得主要問題。 存在主要問題:不容易掌握其方法,就是要依據(jù)多年得經(jīng)驗來判斷. 備注:土粒比重與土得礦物成分有關，其值一般為 2、6、75,由于土粒比重得測定方法較為復雜。且同一地區(qū)、同類土得比重變化不大,故除重大建筑物外，一般可不做比重試驗,而采用地區(qū)得經(jīng)驗值。 當缺

6、乏地區(qū)得經(jīng)驗值時,對于黏性土,可取d s = 2、7、75;對于砂土可取d s = 2、65。天津地區(qū)液限 w l 與比重 s 關系如備注表 1 所示. 備注表 1 天津地區(qū)液限 w l 與比重 d s 關系表(錄自天津市勘察院資料) w / % 6 262、6 28、730、6 3、734、 4、 6、37、6 37、7 4、51、 51、 s 2、69 、70 2、71 2、2 2、73 2、74 2、75 2、6 、77 試驗二 顆粒分析試驗（密度計法） （一)顆粒分析試驗記錄 土樣編號_ 班 組_ 試驗日期_ 姓 名_ 干土質量_0g_ 密度計號 7 小于 0、075m 土質量百分數(shù)1

7、00% 量 筒 號 7 試樣處理說明_ 燒 瓶 號 土粒比重_、7_ 比 重 校 正 系 數(shù) c g _0、985_ 下沉時間 t /m 懸液溫度 t /c 密 度 計 讀 數(shù) 土粒落距 l 粒徑 d /mm 小于某粒徑土質量百分數(shù) x / % 小于 某粒徑總土質量百分數(shù) / 密度計讀數(shù) 刻度及彎液面校正值 n 溫度校正值 分散劑校正值 c d r m = +n+ mc = r g 1 21 2 0 +0、3 0、5 20、8 20、488 1、899 0、0510 68、29 6、9 2 13 0、3 -0、5 12、8 1、68 17、147 0、038 2、03 42、3 2 7、 0

8、+、3 0、5 7、3 7、90 1、60 0、056 23、97 2、97 15 21 4 0 0、 0、 3、8 3、43 1、680 0、17 12、48 1、48 3 2 +0、 0、5 1、 1、77 20、20 0、7 5、91 5、91 0 1 2 +0、 0、 1、8 1、5 2、4 0、0054 5、25 5、5 繪圖與計算 以小于某粒徑得試樣質量占試樣總質量得百分數(shù)為縱坐標，顆粒粒徑為橫坐標,在單對數(shù)坐標上繪制顆粒大小分布曲線(見圖 2),并根據(jù)顆粒分布曲線完成填寫表 . 思考與分析 1. 用密度計作顆粒分析時只就是測定密度計浮泡中心處得懸液密度,為何可以代表全部懸液相應得

9、密度? 懸液得整體沉降得趨勢就是相同得與浮泡中心懸液密度變化基本相同，再加上溫度校正、分散劑修正、刻度修正等,所以測定密度計浮泡中心處得懸液密度可以代表全部懸液相應得密度。 .密度計法作顆粒分析試驗得誤差原因分析，請選擇。 （1)系統(tǒng)誤差：由理論假設、所用儀器與規(guī)定得試驗方法步驟不完善造成。 土粒剛開始下沉時為加速運動, v 常數(shù) 土粒并不就是球形 土粒比重 ds 常數(shù) 密度計泡體積過大，影響土粒下沉 土粒下沉過程中互相干擾,且受器壁影響 用浮泡所排開范圍內之懸液密度,代替密度計浮泡中心液面密度就是近似得 （2)偶然誤差:由試驗操作不當造成 土粒稱量不準或有損失 土粒分散不完全 攪拌不均勻 讀

10、數(shù)有誤（r、t、t） 要求仔細體會，明白者在后面畫(）、否則畫() 土粒直徑 mm 圖 2 顆粒級配曲線 表 2 顆粒組成 顆 粒 組 成 / % 限制粒徑 有效粒徑 不均勻系數(shù) 土得類別 0、075 0、05、05 0、50、005 、05 d 6 d 10 / d 0 4 53 0、006 、0024 0、03 4、61 均粒土 試驗三 固結試驗 記錄 土樣編號_ 班 組_ 試驗日期_ 姓 名_ 1。含水率試驗記錄表 土樣情況 盒號 盒質量 g 盒加濕土質量 g 盒加干土質量 / 水質量 / g 干土質量 / g 含水率 / % 平均含水率 / % 試驗前 a64 16、5 6、 48、8

11、 7、22 32、3 21、92 22、2 4 15、87 4、1 、37 4、76 21、5 22、13 2重度試驗記錄表 土樣情況 環(huán) 刀號 環(huán)刀質量 / 環(huán)刀+土質量 / g 土質量 / g 環(huán) 刀 容積 / cm 密度 / m 3 重度 kn/m 3 試驗前 416 4、9 16、1 14、2 60 2、07 0、7 3。壓縮試驗記錄 試樣初始高度 h 0 = 2 m 壓縮容器編號： 土粒比重 d s = 、59 計算初始孔隙比 =s ( w 0 ) 0、53 d 0 各級加荷歷時 / min 各級荷重下測微表讀數(shù) mm 50 kpa 00 kpa 0 kpa 300 ka 0 20

12、0 60 120 8 總變形量 s 1 / m 0、1 、 、38 0、4 儀器變形量 2 / mm 0、029 、0342 0、5 0、556 試樣變形量 s / mm 、851 0、165 、34 0、424 變形后孔隙比 、2 0、517 0、504 0、497 繪圖與計算 繪制壓縮曲線(圖 3) 垂直壓力 p k a 圖 3 試驗壓縮曲線 2。計算壓縮系數(shù) a 2 與壓縮模量 s12 ，并判定土得壓縮性。 a a 1 1 2 2 = e e1 e e 2 2 / p p 2 2 1 1、3 13 es 1 12 2 =1 1e e 1 1/ a a 1 12=11 2=11、 67m

13、a a 本土樣屬于中等壓縮土壓縮性土. 思考與分析 1.為什么加荷后要經(jīng)過很長時間(往往 2 小時以上）變形才會穩(wěn)定？ 答：在土得固結試驗中,加上荷載以后,試樣中會出現(xiàn)超靜孔水壓力,土得固結過程也就是超靜空隙水壓力得消散過程消散得速度與土得性質有關。而對于在試驗中所用得粘性土來說,這一過程需要很長得時間 2.固結儀中土樣得應力狀態(tài)與實際地基應力狀態(tài)比較有何不同?在什么情況下兩者大致相符,試舉例說明。 固結儀中土樣為完全側限條件只會發(fā)生橫向變形,而實際地基不能保證不出現(xiàn)橫向變形得情況. 在以下情況中兩者大致相符 水平向無限分布得均質土在自重應力作用下 水平向無限分布得均質土在無限均布荷載下 當?shù)?/p>

14、基可壓縮土層厚度與荷載作用平面尺寸相比相對較小 。試驗誤差原因分析 土樣代表性； 土樣結構擾動; 室內外土樣壓縮條件不同； 設備及操作誤差。 上述分析內容同學應仔細體會，明白者在后面畫（）,否則畫(）. 試驗四 直接剪切試驗 記錄 土樣編號_ 班 組_ 試驗日期_ 姓 名_ 試驗方法 試驗前重度試驗記錄表 垂直壓力 / kpa 環(huán)刀質量 / g 環(huán)刀土質量 / g 土質量 / g 環(huán)刀容積 m 3 密度 / /cm 3 重度 / k/m 備注 10 43、53 16、8 123、33 60 2、06 20、19 20 、5 168、26 124、9 60 、0 20、38 00 43、70 1

15、66、43 122、3 、05 20、09 400 42、88 66、46 123、5 60 、6 20、1 試驗成果 1.剪切試驗記錄表(見表 ). 2.繪制剪應力與剪切位移關系曲線(圖 )。 3。繪制抗剪強度與垂直壓力關系曲線（圖 )，并確定黏聚力 c 與內摩擦角 . 剪切位移 / 0 、01 圖 4 剪應力與剪切位移關系曲線 表 3 直接剪切試驗記錄表 儀器編號_ 手輪轉速_4_轉m 應變圈系數(shù) k_、2_kpa/0、0m 垂直壓力 p 100a 垂直壓力 p 300kpa 剪切歷時 4 分 5 秒 剪切歷時 5 分 15秒 抗剪強度 3、7kpa 抗剪強度 4、73kpa 手輪轉數(shù) (

16、n） 百分表讀數(shù)(r） / 0、1mm 剪切位移 ( ) / 、01mm 2 剪應力 （ ) / kp 手輪轉數(shù) (n) 百分表讀數(shù)(r) / 、01m 剪切位移 ( ) 0、01mm 2 剪應力 ( ) / ka 1、8 18、2 2、7 1 3、2 6、8 4、87 2 4、2 5、8 6、39 5、2 34、8 7、91 3 、2 53、8 9、44 3 、2 、8 9、4 4 8、2 71、8 12、48 4 7、7 72、3 11、72 5 9、3 90、7 14、15 5 9、2 90、8 1 6 1、2 108、 1、05 10、7 09、3 16、2 7 12、 12、2 19

17、、48 7 2、2 127、8 18、59 8 14、2 145、 21、6 8 14、 145、3 22、37 9 1、7 14、3 23、89 1、 163、3 25、4 1 1、7 18、3 25、 0 9、2 180、8 29、2 1 7、2 20、8 6、 11 21、 198、 3、27 12 8、7 221、 28、4 12 22、2 27、8 33、7 13 19、2 20、8 9、2 13 24、2 5、 36、3 1 0、2 259、 0、74 14 25、 254、8 3、35 15 2、2 279、 30、74 1 26、 73、8 39、 16 0、7 29、3 31

18、、51 2、2 22、 41、39 1 21、 318、 32、 7 8、2 31、 2、9 18 20、7 339、8 1、1 18 2、7 330、 45、2 19 21、2 3、8 32、27 9 2、7 350、 4、2 20 1、2 380、8 2、2 20 3、 369、8 45、96 21 18、2 411、8 7、7 21 0、7 38、36 46、73 2 、2 431 27、7 22 30、2 40、8 45、6 2 18、 451、3 8、46 2 0、 42、 45、96 24 8、2 471、8 、7 24 、2 449、8 、96 續(xù)表 3 直接剪切試驗記錄表 儀器

19、編號_ 手輪轉速_4_轉/min 應變圈系數(shù) k_、2/0、1 垂直壓力 p 400pa 垂直壓力 p ka 剪切歷時 4 分 5 秒 剪切歷時 分 秒 抗剪強度 56、62kpa 抗剪強度 kp 手輪轉數(shù) (n） 百分表讀數(shù)(r) / 0、01mm 剪切位移 （l） / 0、1m 20 - 剪應力 ( ） kpa 手輪轉數(shù) (n） 百分表讀數(shù)（r) / 、01mm 剪切位移 (l） / 、01mm 2 剪應力 （ ） / a 1 3、2 16、 、87 1 、2 34、8 、1 3 7、2 5、8 10、6 3 4 9、 7、 4 4 5 10、7 89、 16、2 5 6 13、 106、

20、3 20、5 7 6、7 、3 25、42 7 8 、2 139、8 0、74 9 2、7 157、3 34、 10 25、2 7、8 3、35 10 11 27、2 1、8 4、4 11 12 29、2 210、8 44、44 12 13 、 228、 47、49 14 33、2 6、8 5、5 14 15 34、 6、8 52、05 15 1 3、2 84、 5、57 16 1 36、2 303、8 55、09 17 1 36、7 323、3 55、3 19 37、2 3、 56、62 19 2 37、2 36、 56、62 0 1 7、2 32、8 56、62 21 2 7、 402、8

21、 56、2 2 3 7、 42、8 、62 23 24 3、2 442、8 6、6 4 垂直壓力 p / pa 圖 抗剪強度與垂直壓力關系曲線 黏聚力 2、273 ka 內摩擦角 =4、908 (三）思考與分析 ?？旒簟⒐探Y快剪、慢剪有什么區(qū)別？試舉例說明快剪指標得適用范圍？ 快剪 :豎向力施加后，立即施加水平力，剪切速度很快,35 分鐘后土樣剪切破壞，過程不排水。 固結快剪 :使土樣先在法向力作用下達到完全固結,之后施加水平力剪切土樣，過程不排水。 慢剪 : 使土樣先在法向力作用下得達到完全固結,之后慢速施加水平力,14 小時剪切破壞土樣,過程有排水時間 快剪指標得適用范圍 :適用于土體上施

22、加與剪切過程中都不發(fā)生固結與排水現(xiàn)象得情況 。試分析應變式直剪儀得主要優(yōu)缺點與可能造成誤差得原因? 優(yōu)點 : 直剪儀構造簡單,操作方便 缺點 ： 剪切面上剪應力分布不均勻，土樣剪切破壞先從邊緣破壞,在邊緣發(fā)生應力集中現(xiàn)象. 2 試驗中不能嚴格控制排水條件。 3 剪切過程中,土樣剪切面逐漸減小,而計算剪切強度時卻按照原來截面面積計算. 試驗五 三軸壓縮試驗 三軸壓縮試驗記錄 試驗日期 土樣編號 班組 姓名 .不固結不排水三軸壓縮試驗記錄表 第 1 頁 試樣直徑 d 0 = 3、91cm 試樣高度 h 0 8、0 c 試樣面積 a 0 =12、28 cm 試樣體積 v 0 = 98、 cm 3 試

23、樣質量 m =18、4 g 試樣密度 =1、92 g/m 3 測力計系數(shù) c =13、7n0、mm 剪切速率 1、5 mm/m 周圍壓力 00 ka 序號 測力計讀數(shù) 0、01 軸向荷重 / n 軸向 變形 、1mm 軸向應變 / 應變減量 校正后 試樣面積 cm 主應力差 / a 軸向應力 / ka p = r h h a = 0 1 1 3 =p / a 1 1、5 20、55 0、 0、005 0、995 12、32233 16、61721 116、6717732 2 1、7 3、29 0、 0、005 、99 1、3727957 8、2355456 1、83546 3 、9 26、 0

24、、9 1、125 0、98875 12、41972187 20、9560138 0、95864 4 、 、4 1、2 1、5 0、985 12、4600508 24、178133 124、1843 5 2、4 2、88 1、5 1、875 、8125 12、516968 2、22087 126、73205 6 2、6 5、62 1、8 2、2 0、9775 1、5626585 2、3386808 128、35381 7 2、8 38、36 、1 2、65 、9375 12、61039 30、4177 3、4132 8 3 41、 、4 3 、97 2、6599381 32、498371 12、

25、49 9 3、3 45、 、7 0、 12、53、3536235、45 2 25 4415 24 10 、6 4、32 3、6 4、 0、95 2、85634 3、3346 38、35555 11 3、 53、4 4、2 5、5 0、95 2、96421 41、225096 141、2509 12 4、2 57、54 4、8 6 0、94 1、06382979 、 、052769 13 4、5 6、5 5、 6、7 、9325 13、1689008 46、148411 16、814412 14 、8 6、6 6 、5 0、925 1、27556 49、53420 149、3202 15 5、1

26、 6、8 6、6 8、2 、975 1、8419619 、23352 152、2033 6 5、3 72、 7、2 9 0、91 13、945059 5、8070469 13、00847 17 5、5 7、35 、 、75 0、95 13、6664 55、77421 15、37312 18 、7 7、 、4 10、 、895 13、72067039 、42866 16、91487 9 2、2 9 11、25 0、87 13、3661972 59、4757329 59、40753 0 6、2 84、94 9、6 2 0、8 1、554 0、86955 16、89055 21 6、4 8、10、

27、12、75 、 14、074、916、27068 8 725 857 8 22 6、6 90、2 10、8 13、5 0、 14、19651 6、69613 16、691614 23 7 95、9 11、4 14、2 0、875 14、32971 66、90016 16、9616 4 、 98、4 2 15 0、85 14、47582 8、2767296 1、276873 第 2 頁 試樣直徑 = 3、0m 試樣高度 h 0 8、0 cm 試樣面積 a 0 =12、25 2 試樣體積 0 = 9、0 cm 3 試樣質量 0 =89、00 g 試樣密度 =1、93g/cm 測力計系數(shù) c =13

28、、7/、0m 剪切速率 1、5 mm/min 周圍壓力 3 =20 kpa 序號 測力計讀數(shù) / 、1m 軸向荷重 n 軸向 變形 / 0、1mm 軸向應變 / 應變減量 校正后 試樣面積 / cm 2 主應力差 / kpa 軸向應力 pa r p = c h 1 a a = 0 1 1 3 =p / a 1 0、8 10、96 0、3 0、375 、9625 12、2961041 8、9 、9338 2 0、9 、33 0、6 0、7 0、992 12、356927 9、8981632 209、988163 1、 19、 0、 1、1 、875 2、338053 15、481 215、48

29、4 7、4 1、2 、5 0、985 1、4364822 22、 、031836 5 2、 32、88 1、5 1、875 0、9815 1、8407643 6、322、375 55102 1 6 2、6 35、6 、8 、5 0、75 2、39691 8、4233062 28、2330 7 2、9 39、7 、 2、65 、97375 2、823107 31、12592 31、8159 8 、1 42、7 、 3 0、9 12、628698 33、693012 233、29361 9 3、 49、32 、7 0、9625 、772773 38、75142857 28、514286 1 4 5

30、4、8 3、6 4、5 0、5 12、82253 42、76365 242、721637 11 、4 60、2 、 5、2 、9475 12、9287989 46、2473469 6、6247347 1 4、 65、6 4、 6 0、 13、03989 50、46073469 5、40347 13 5、1 9、87 、4 6、7 0、9325 1、672 3、1867551 253、6751 1 、 75、35 6 、5 0、2 13、232432 5、8993878 26、896938 5 5、 80、83 6、6 、25 0、9175 13、35149864 60、500204 6、540

31、24 1 6、2 84、7、2 0、1 3、63、 、0 94 4615384 857 17 、 90、42 7、 9、75 0、925 1、7407 66、61552 266、61551 8 6、9 94、53 8、4 10、5 0、89 13、671084 、 、75 19 7、2 9、 9 1、2 0、885 1、8028169 71、46647 271、636735 0 、5 1、7 9、6 0、8 13、9045455 3、8122449 273、82249 1 8 09、6 0、2 2、75 0、72 14、0411461 78、 、0620408 2 、1 1、9 1、8 13、

32、 0、865 1、6184971 7、5840816 27、358408 8、 115、08 11、4 1、25 0、8575 14、857129 8、56 2、556 24 、5 116、45 15 0、85 14、41176471 80、84082 280、8020 第 3 頁 試樣直徑 d 0 3、0cm 試樣高度 h 0 =8、0 cm 試樣面積 a 0 =12、2 cm 2 試樣體積 v 0 = 98、0 m 3 試樣質量 m 0 =8、6 g 試樣密度 0 =、91gc 3 測力計系數(shù) =3、7n/0、0m 剪切速率 1、5 mmmin 周圍壓力 0 kpa 序號 測力計讀數(shù) 0、

33、0mm 軸向荷重 / n 軸向 變形 / 0、m 軸向應變 % 應變減量 校正后 試樣面積 / m 主應力差 kpa 軸向應力 / kpa p c 1 1 = 1 = a 1 、1 42、47 0、3 0、37 0、92 12、29611041 34、533755 33、3976 3、7 50、9 0、6 0、5 、995 12、325697 4、06249 341、069249 、1 56、17 0、9 1、12 0、8875 12、38938053 45、37219 35、37213 4、 58、1 1、2 1、5 0、98 1、4365482 47、384898 347、3644 5 4

34、、6 63、2 1、5 1、7 0、98125 1、4840743 50、483012 350、403061 6 4、9 67、3 1、8 2、2 0、775 12、5319691 53、56 53、5 7 5、1 69、 2、 、6 0、737 12、803107 55、53952041 55、535204 5、3 72、61 、4 3 0、97 12、288 7、4952631 357、4253 9 、7 8、09 3 3、5 0、965 12、72727 1、3542857 36、356428 6 8、2 3、6 、5 、955 12、82213 4、 、082449 1 6、 86、3

35、1 4、2 、5 0、9475 2、92789 、7581428 366、7581429 1 6、6 0、2 4、 0、94 13、03191489 9、35102 39、38510 13 6、9 94、5 5、4 6、75 0、35 13、13672 7、9585512 37、555 14 、2 98、64 6 、5 0、925 3、432 74、4832651 74、42653 15 7、5 102、75 6、6 8、5 0、917 13、35149864 76、976306 376、576531 16 、7 105、9 7、2 9 、91 1、615346 8、364 378、364 17 7、9 08、3 7、8 9、75 0、902 3、7347 79、73652 379、7367959 8、1 110、 8、4 10、 0、89 13、6854 8、 、60408 19 8、 115、08 9 11、2 0、875 13、80