土工試驗(yàn)基礎(chǔ)與應(yīng)知應(yīng)會(huì)

1、土工試驗(yàn)的四個(gè)階段土工試驗(yàn)可分為四個(gè)階段（個(gè)人觀點(diǎn)）第一階段目標(biāo)：熟練掌握各項(xiàng)試驗(yàn)的操作，儀器設(shè)備的使用；熟悉基礎(chǔ)理 論知識(shí)和基本概念，熟悉各指標(biāo)的計(jì)算、換算及基本單位。（入門階段）本階段要點(diǎn)：基本概念及計(jì)算。第二階段目標(biāo)：掌握各項(xiàng)試驗(yàn)的操作要點(diǎn)及儀器設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)；掌握試 驗(yàn)數(shù)據(jù)的匯總處理及試驗(yàn)結(jié)果的初步評(píng)價(jià)；了解不同規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的差異；形成試驗(yàn) 報(bào)告。（獨(dú)立完成報(bào)告編制審核）本階段要點(diǎn)：結(jié)果處理及評(píng)價(jià)。第三階段目標(biāo)：掌握儀器設(shè)備的配置、安裝、調(diào)試；了解不同地區(qū)不同土 層土的特點(diǎn)以及不同土層相同性質(zhì)土的差異；能對(duì)試驗(yàn)報(bào)告進(jìn)行評(píng)價(jià)。（完成報(bào)告審批、試驗(yàn)室的組建運(yùn)行）本階段要點(diǎn)：土的地區(qū)及土層特點(diǎn)。

2、第四階段目標(biāo)：具備發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題和應(yīng)對(duì)檢查認(rèn)證的能力；具備開(kāi) 發(fā)新項(xiàng)目的能力；歸納總結(jié)，有一整套屬于自己的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)；了解相關(guān)專業(yè)的基 本知識(shí)。（專家級(jí)）都是要點(diǎn)。四個(gè)階段都應(yīng)熟悉相應(yīng)的質(zhì)量管理知識(shí)一、土質(zhì)由于土的非均質(zhì)性，各向異性，因地而異，帶來(lái)其學(xué)科特點(diǎn)：綜合性強(qiáng)， 經(jīng)驗(yàn)性強(qiáng)，實(shí)踐性強(qiáng)和地區(qū)性強(qiáng)。土是地殼母巖在大氣中經(jīng)長(zhǎng)期強(qiáng)烈風(fēng)化作用，使其崩解和破碎而形成的大 小不同的松散物質(zhì)。包括巖石碎塊、礦物顆粒和粘土礦物，它的主要特征：碎散 性、多相性和自然變異性。物理風(fēng)化后的土可以當(dāng)成只是顆粒大小上量的變化。 化學(xué)風(fēng)化的結(jié)果，形成十分細(xì)微的土顆粒，最主要的為粘土顆粒以及大量的可溶 性鹽類，南方平

3、原地區(qū)由于地下水長(zhǎng)期浸泡， 可溶性鹽基本都溶于水中，北方地 區(qū)由于缺水，地下水位很低，土中（特別是濕陷性黃土中）可溶性鹽類含量就很 高。土是一種特殊的材料，既非剛性體，又非彈性體，是一門復(fù)雜又不很成熟 的學(xué)科（學(xué)科形成時(shí)間短）。二、土的三相組成土的三相組成是指土由固體土粒、液體水和氣體三部分組成。土中的固體 礦物構(gòu)成土的骨架，骨架之間貫穿著大量孔隙，孔隙中充填著液體水和氣體。土 體三相比例不同，土的狀態(tài)和工程性質(zhì)也隨之各異。 特殊情況下為兩相（干土和 飽和土）或四相（有固體水）體。土中固體顆粒是土的三項(xiàng)組成中的主體，其粒度成分、礦物成分決定著土 的工程性質(zhì)。土是由大小不同的顆粒組成的，土粒的大

4、小稱為粒度。天然土的粒 經(jīng)一般是連續(xù)變化的，把大小相近的土粒合并為組，稱為粒組，每個(gè)粒組的區(qū)間 內(nèi)，以其粒徑的上下限給粒組命名。不同粒組以不同數(shù)量配合，稱為顆粒級(jí)配。土中液體包括：結(jié)合水（結(jié)構(gòu)水）根據(jù)其與土顆粒表面結(jié)合的緊密程度可 分為吸著水（強(qiáng)結(jié)合水）和薄膜水（弱結(jié)合水），其中薄膜水對(duì)粘性土的影響最 大；自由水和氣態(tài)水、固態(tài)水。土中氣體指土的固體礦物之間的孔隙中，沒(méi)有被水充填的部分。這種含氣 體的土稱為非飽和土。表示土的三相之間關(guān)系的指標(biāo)，稱為土的基本物理指標(biāo)。含水率、密度、比重是直接用實(shí)驗(yàn)方法測(cè)定的，通常稱為實(shí)驗(yàn)指標(biāo)。已知 這三個(gè)基本指標(biāo)就可以用公式算出下面一些指標(biāo) -計(jì)算指標(biāo)。干密度、重

5、度、 孔隙比、孔隙率、飽和度等。土的三相圖如下，圖中m為質(zhì)量，v為體積土的基本物理性質(zhì)指標(biāo)的表達(dá)式分別是：密度 m/v、干密度ms /v、含水 率mw /ms、孔隙比Vv / vs、飽和度Vw / vv、孔隙率Vv / v。飽和土表示va為零?；竟剑篏s （1+O.OIw）GsX we =-1Sr =-pe三、土的物理狀態(tài)土的物理狀態(tài)，對(duì)于粗粒土，是指土的密實(shí)程度（很難取到原狀樣，一般用 標(biāo)貫擊數(shù)區(qū)分）；對(duì)于細(xì)粒土，指土的軟硬程度或稱稠度。含水率對(duì)粘性土所處的狀態(tài)影響很大，隨著含水率的增加，粘性土可從固 體狀態(tài)經(jīng)過(guò)塑性狀態(tài)變?yōu)榱鲃?dòng)狀態(tài)。塑性：粘性土在外力作用下可以塑成任何形狀而不發(fā)生裂縫，

6、并且在外力解 除后保持已有的變形而不恢復(fù)原狀的一種性質(zhì)。粘性土的稠度， 反映土粒之間的聯(lián)結(jié)強(qiáng)度隨著含水率高低而變化的性質(zhì)。 其 中各不同狀態(tài)之間的界限含水率具有重要的意義。液限：粘性土呈液態(tài)與塑態(tài)之間的界限含水率。塑限：粘性土呈塑態(tài)與半固態(tài)之間的界限含水率。 塑性指數(shù)：細(xì)顆粒土體處于可塑狀態(tài)下，含水率變化的最大區(qū)間，等于液限 和塑限的差值。 一種土的塑性指數(shù)大， 表明該土能吸附結(jié)合水多， 但仍處于可塑 狀態(tài)，亦即該土粘粒含量高或礦物成分吸水能力強(qiáng)。塑性指數(shù)的大小主要與土內(nèi)所含粘土粒組多少有關(guān)。土中含粘土粒組越多， 則其塑性指數(shù)就越大，表示土處于塑性狀態(tài)的含水率范圍就越大。液性指數(shù)是將土的天然含

7、水率與液限及塑限相比較， 以表明含水率是靠近液 縣還是塑限來(lái)反映土的軟硬不同。 根據(jù)液性指數(shù)所判定的稠度狀態(tài)， 是以室內(nèi)擾 動(dòng)土樣測(cè)定的，未考慮土的結(jié)構(gòu)影響，故只能作參考。四、地基土的分類土的工程分類中最常用的指標(biāo)是粒度成分和反映塑性的指標(biāo)。 土分類的一般 原則是：粗粒土按粒度成分；細(xì)粒土按塑性指數(shù)、液性指數(shù)和孔隙比；含有機(jī)質(zhì) 土按有機(jī)質(zhì)含量。1、巖石：在自然狀態(tài)下顆粒間牢固聯(lián)接，呈整體或具有節(jié)理裂隙的巖體稱 為巖石。根據(jù)巖石的堅(jiān)固性分為硬質(zhì)巖石和軟質(zhì)巖石。 根據(jù)風(fēng)化程度分為微風(fēng)化、 中風(fēng)化和強(qiáng)風(fēng)化。根據(jù)成因分為巖漿巖（火成巖） 、沉積巖（水成巖）和變質(zhì)巖 （原巖變了性質(zhì)）。2、碎石土：粒徑大

8、于 2mm 的顆粒含量超過(guò)總重的 50%的土稱為碎石土。 根據(jù)粒組含量及顆粒形狀不同，可分為漂石、塊石、卵石、碎石、圓礫、角礫。密實(shí)度可根據(jù)野外鑒別方法劃分為密實(shí)、中密和稍密。3、砂土：粒徑大于 2mm 的顆粒含量小于或等于全重的50%，粒徑大于0.075mm 的顆粒超過(guò)全重 50%的土稱為砂土。根據(jù)粒組含量可分為礫砂、粗砂、 中砂、細(xì)砂和粉砂。碎石土和砂土定名時(shí)應(yīng)根據(jù)粒組含量由大到小以最先符合者確定。4、粉土：塑性指數(shù)小于或等于 10，粒徑大于 0.075mm 的顆粒含量不超過(guò)全 重50%的土稱為粉土。（粘粒含量小于10或Ip V 7稱為砂質(zhì)粉土，粘粒含量大于 10 或 Ip=7-10 稱為

9、粘質(zhì)粉土）粉土的物理狀態(tài)介于粘性土和砂土之間，其狀態(tài)分類參照粘性土和砂土。5、粘性土：塑性指數(shù)大于 10 的土稱為粘性土。 按塑性指數(shù)可分為粘土和粉質(zhì)粘土。按工程地質(zhì)特性分為一般粘性土、淤泥和淤泥質(zhì)土及紅粘土。一般粘性土：通常壓縮性較低，強(qiáng)度較高。軟土一般指天然含水率大，壓縮 性高，承載能力低的軟塑到流塑狀態(tài)的土。淤泥和淤泥質(zhì)土： 在靜水或緩慢的流水中沉積， 經(jīng)生物化學(xué)作用形成。 天然 含水率大于液限（流塑）；天然孔隙比大于1.0 （1.0-1.5淤泥質(zhì)土，1.5淤泥）。 為壓縮性高、強(qiáng)度低、透水性低的不良地基。紅粘土：碳酸鹽巖系出露區(qū)的巖石， 經(jīng)紅土化作用形成的高塑性粘土。 液限 大于 50

10、，上硬下軟，具明顯的收縮性，裂隙發(fā)育。次生紅粘土為經(jīng)再搬運(yùn)后仍 保留紅粘土的基本特征，液限大于 45的土，常含粗顆粒。6、人工填土：人工填土是指由于人類活動(dòng)而堆填的土。根據(jù)組成和成因可 分為：素填土：由碎石土、砂土、粉土、粘性土等組成的填土，經(jīng)分層壓實(shí)者統(tǒng)稱 為壓實(shí)填土。雜填土：含有建筑垃圾、工業(yè)廢料、生活垃圾等雜物的填土。 沖填土：由水力沖填泥砂形成的填土。土的物理狀態(tài)按液性指數(shù)可分為堅(jiān)硬、硬塑、硬可塑、可塑、軟塑和流塑。五、操作應(yīng)知應(yīng)會(huì)和注意事項(xiàng)1 、開(kāi)土 開(kāi)土?xí)r應(yīng)對(duì)土樣性質(zhì)、狀態(tài)、顏色、層次、結(jié)構(gòu)、包含物和均勻性等進(jìn)行描 述，注意土樣上下方向。土樣性質(zhì)和狀態(tài)靠手感（經(jīng)驗(yàn)積累） 、層位、切

11、面光澤度（側(cè)光照看） 、顆粒 感、地區(qū)經(jīng)驗(yàn)等。看密度大小是區(qū)分的一種重要輔助方法， 由于本地區(qū)基本都是飽和土， 根據(jù) 基本公式，密度和含水率密切相關(guān)（ 1.6-60； 1.7-50； 1.8-40； 1.9-30； 2.0-22）， 也即根據(jù)密度可推算出含水率的大概數(shù)值，而液限和塑限之間也有密切相關(guān)性（ 29-18； 31-19； 33-20； 35-21； 37-22； 39-23； 42-24； 44-25； 46-26； 48-27； 50-28； 52-29； 54-30，基本上除了液限 39到 42外，液限每增加 2，塑限增加 1）， 可依據(jù)推算出的含水率及液塑限之間的相關(guān)性判斷土的

12、性質(zhì)和狀態(tài)， 特別是淤泥 和淤泥質(zhì)土的區(qū)分（界限一般在密度 1.67，此時(shí)含水率 55左右，孔隙比 1.5左 右，可判斷密度大于 1.67為淤泥質(zhì)土，小于 1.67為淤泥）和淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土和 流塑狀粉質(zhì)粘土的區(qū)分 （界限一般在密度 1.85，此時(shí)含水率 36左右， 孔隙比 1.0 左右，可判斷密度大于 1.85為流塑狀粉質(zhì)粘土，小于 1.85為淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土） ， 此方法也可用于液塑限結(jié)果的處理。 應(yīng)注意這個(gè)方法只適用于常規(guī)類型的粘性土（不包括粉土），對(duì)灰色和黃色的土效果尤其好，對(duì)有機(jī)質(zhì)土和深部（相對(duì)）的 淺灰色、淺黃色、 全風(fēng)化土以及紅粘土等不適用。 有些全風(fēng)化的土指標(biāo)達(dá)到了淤 泥，但不能定

13、為淤泥。此外，顏色也是判斷狀態(tài)的一個(gè)參考因素， 一般灰色的土很少有硬塑和硬可 塑的（深部土層有），帶黃色的土也很少有流塑的，帶青、綠和紅色的土一般都 較硬（有青灰色和灰綠色的淤泥） ，這跟成因有關(guān)。相同性質(zhì)的土隨深度增加手 感和力學(xué)指標(biāo)都隨之增大， 表層土尤其偏軟， 這是由于固結(jié)壓密程度不同的緣故。 因?yàn)槲锢碇笜?biāo)基本都是擾動(dòng)后做的， 而力學(xué)指標(biāo)都是原狀時(shí)做的。 描述時(shí)可做一 些記號(hào)區(qū)分上中下限（尤其是吃不準(zhǔn)時(shí)） ，以便于資料整理時(shí)能更好把握。顏色一般把主色放在后面。 層次和結(jié)構(gòu)包括層狀、 夾薄層、夾層、擾動(dòng)情況、 松散程度、上下部不一致等。包含物包括有機(jī)質(zhì)、貝殼、朽木、鈣結(jié)核、鐵錳質(zhì) 結(jié)核、植

14、物根須、礫砂等試樣制備時(shí)應(yīng)在環(huán)刀內(nèi)側(cè)涂一薄層凡士林， 環(huán)刀應(yīng)垂直于土樣。 切土?xí)r切土 刀沿環(huán)刀外側(cè)切削土樣， 邊壓邊削至土樣高出環(huán)刀， 整平環(huán)刀兩端。 切削土樣時(shí)， 要防止擾動(dòng)。2、含水率烘干法適用于各種類型的土。含水量應(yīng)該是土體中所含的水量， 而含水率是水質(zhì)量和干土質(zhì)量的比值， 用 百分率表示，結(jié)果保留一位小數(shù)。公式：（m/m s）-1） x 100%代表性試樣選?。簯?yīng)在切取試樣環(huán)刀的上下兩面選取土樣， 取15-30g。稱量 精度要求 0.01g。試驗(yàn)溫度：105-110C，這是因?yàn)槿Q于土的水理性質(zhì)。土中水一般分為強(qiáng) 結(jié)合水、弱結(jié)合水和自由水三種，為不使強(qiáng)結(jié)合水不斷析出及有機(jī)質(zhì)不斷損失，

15、烘干溫度不宜過(guò)高。 在烘干過(guò)程中有的有機(jī)質(zhì)會(huì)逐漸分解而不斷減輕質(zhì)量， 有的 因氧化而增加質(zhì)量，因此，有機(jī)質(zhì)含量超過(guò) 5%的土，烘干溫度采用65-70 Eo烘干時(shí)間：對(duì)粘性土取15-30g，烘干時(shí)間不少于8小時(shí)是根據(jù)多年比較試驗(yàn) 而確定的。砂性土持水性差，可不少于 6小時(shí)。試樣應(yīng)先在干燥缸內(nèi)冷卻至室溫再稱量，一是避免天平受熱不均影響精度， 二是防止熱土吸收空氣中的水分。平行差值：采用平行試驗(yàn)， 含水率在 40%以下，允許差值 1%，含水率大（等） 于40%，允許差值2%o目的是避免操作中發(fā)生錯(cuò)誤，同時(shí)可進(jìn)一步了解含水率 的均勻程度。3、密度環(huán)刀法適用于細(xì)粒土。 土的密度定義為單位體積質(zhì)量，結(jié)果保

16、留兩位小數(shù)，單位：g/ cm3。公式：m/v,稱量精度要求0.1g。環(huán)刀法適用于細(xì)粒土。 環(huán)刀：考慮到與剪切、固結(jié)等項(xiàng)試驗(yàn)所用環(huán)刀相配合, 一般選用內(nèi)徑 61.8mm, 高20mm即容積為60cm3的環(huán)刀。環(huán)刀壁厚一般為 2mm,刃口厚度0.3mm。平行試驗(yàn)允許誤差： 0.03g/ cm3 4、比重比重瓶法適用于粒徑小于 5mm 的各類土。土粒比重定義為土粒在105-110C溫度下烘至恒重時(shí)的質(zhì)量與同體積4 C時(shí)純水質(zhì)量的比值。無(wú)量綱。比重瓶法適用于粒徑小于 5mm 的各類土,稱量精度要求 0.001g。 一般土粒的比重用純水測(cè)定, 對(duì)含有可溶鹽、 親水性膠體或有機(jī)質(zhì)的土, 須用中 性液體（如

17、煤油）測(cè)定。用真空抽氣法代替煮沸法排除土中空氣。經(jīng)驗(yàn)法：比重變化范圍小,與塑性指數(shù)關(guān)系密切,允許試驗(yàn)誤差大（0.02）,有經(jīng)驗(yàn)的地區(qū)可采用經(jīng)驗(yàn)法。粉細(xì)砂： 2.68 砂質(zhì)粉土： 2.69 粘質(zhì)粉土： 2.70 粉質(zhì)粘土 2.71-2.74 粘土 2.74-2.77 紅粘土 2.75-2.85,泥炭質(zhì)土和有機(jī)質(zhì)土不適 用。5、界限含水率細(xì)粒土的狀態(tài)隨著土中水量的變化而變化, 土有一個(gè)處于塑性狀態(tài)的含水率 范圍,界限含水率就是這個(gè)范圍的量度值。聯(lián)合測(cè)定法適用于粒徑小于 0.5mm 有機(jī)質(zhì)含量不大于 5%的土。當(dāng)試樣中含 有粒徑大于 0.5mm 的土粒時(shí),應(yīng)過(guò) 0.5mm 篩。試樣用純水調(diào)成均勻膏狀

18、,浸潤(rùn) 過(guò)夜。三點(diǎn)入土深度宜為 3-4, 7-9, 15-17mm,鐵路規(guī)范3-5, 9-11, 16-18mm。兩 點(diǎn)間間距 10 mm 以下不小于 3 mm, 10 mm 以上不小于 4 mm。圓錐質(zhì)量76g,錐角30度，試樣杯內(nèi)徑40-50mm,高度30-40mm。圓錐入 土 5 秒后讀數(shù)（盡可能避免蠕動(dòng)對(duì)粉土的影響） ,取土 10g 以上測(cè)含水率（鐵路 取雙份）。三點(diǎn)在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)上連成直線, 2mm 深度對(duì)應(yīng)的含水率為塑限, 10mm 深 度對(duì)應(yīng)的含水率為液限, 17mm 深度對(duì)應(yīng)的含水率為 17mm 液限。 若三點(diǎn)不在一 條直線上時(shí)，通過(guò)高含水率的點(diǎn)與其他兩點(diǎn)連成兩條直線，在 2mm

19、 處查的相應(yīng) 的兩個(gè)含水率，當(dāng)兩個(gè)含水率相差小于 2%時(shí)，取平均值與高含水率的點(diǎn)連成直 線，當(dāng)兩個(gè)含水率相差大于等于 2%時(shí)，應(yīng)重做試驗(yàn)。由于入土深度最小的點(diǎn)離 塑限較近， 所以這個(gè)點(diǎn)是否調(diào)勻?qū)λ芟藿Y(jié)果影響較大， 如這個(gè)點(diǎn)離塑限太遠(yuǎn) （深 度偏大），直線延長(zhǎng)距離太大，稍有偏差就會(huì)對(duì)試驗(yàn)結(jié)果有較大影響。試驗(yàn)結(jié)果 保留一位小數(shù) 。6、顆粒分析試驗(yàn)篩析法適用于粒徑小于等于 60mm,大于0.075mm的土。密度計(jì)法適用于 粒徑小于0.075mm的土。分析篩： 60、40、20、10、5、2、1、0.5、0.25、0.075mm稱量精度要求0.1g，試樣數(shù)量超過(guò)500g時(shí)，應(yīng)精確至1g。 密度計(jì)法試驗(yàn)

20、宜采用風(fēng)干試樣,當(dāng)易溶鹽含量超過(guò)0.5%時(shí),應(yīng)洗鹽。加入4%六偏磷酸鈉 10 毫升，作為分散劑。攪拌時(shí)間 1 分鐘，測(cè)記時(shí)間： 0 . 5、 1 、2、 5、 1 5、30、60、 1 20、 1 440分鐘， 每次讀數(shù)應(yīng)在預(yù)定時(shí)間 10-20 秒前，把密度計(jì)放入懸液中接近讀數(shù)的深度，保持 穩(wěn)定后讀數(shù)。用天然狀態(tài)下的試樣比風(fēng)干和烘干試樣所測(cè)得的粘粒含量均較高， 因?yàn)檎惩?中往往有非可溶性的膠體物質(zhì)，經(jīng)過(guò)干燥后細(xì)顆粒能膠結(jié)成團(tuán)，難以再度分散， 所以，用天然濕度狀態(tài)下的試樣分析更符合實(shí)際。 標(biāo)準(zhǔn)中建議采用風(fēng)干試樣 （介 于烘干和天然之間） 。試樣中含鹽時(shí)，若未洗鹽，粘粒含量會(huì)偏低（鹽類對(duì)粘粒有集聚

21、作用） ，所 以應(yīng)洗鹽（用濾紙過(guò)濾，純水洗濾） 。7、擊實(shí)試驗(yàn)輕型擊實(shí)試驗(yàn)適用于粒徑小于 5mm 的粘性土。試樣風(fēng)干碾碎，過(guò) 5mm 篩。 預(yù)估最優(yōu)含水率（接近塑限） ，制備 5 個(gè)不同含水率的試樣，相鄰兩個(gè)含水 率的差值宜為 2%，其中兩個(gè)大于塑限，兩個(gè)小于塑限，一個(gè)接近塑限。將水均 勻噴灑于土樣上，攪拌均勻后浸潤(rùn)一晝夜。輕型擊實(shí)分三層擊實(shí)，每層 25 擊。每層高度宜相等，兩層交界處刨毛，擊實(shí)完成后超出擊實(shí)筒頂?shù)脑嚇痈叨葢?yīng)小于6mm。超出高度過(guò)大，測(cè)出的干密度就不再是一定功能下的干密度，試驗(yàn)結(jié)果的誤差會(huì)增大。當(dāng)干密度和含水率關(guān)系曲線不能繪出峰值點(diǎn)時(shí)，應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)點(diǎn)。 土樣制備方法不同， 所得結(jié)果

22、不同。 最大干密度以烘干土最大， 風(fēng)干土次之， 天然土最小。最優(yōu)含水率烘干土最低。這種現(xiàn)象粘土最明顯，粘粒含量越高，影 響越大，這是因?yàn)楹娓捎绊懥四z粒性質(zhì)， 故粘土不宜用烘干土。 一般干法用烘干 土，可用低于 60 度烘干的土。土樣重復(fù)使用， 由于部分顆粒因反復(fù)擊實(shí)而破碎， 改變了土的級(jí)配， 也由于 試樣被擊實(shí)后要恢復(fù)到原來(lái)的松散狀態(tài)比較困難， 特別是粘土， 再加水時(shí)更難以 浸透，因而影響試驗(yàn)結(jié)果。試樣中大顆粒土的存在， 對(duì)試驗(yàn)結(jié)果有一定影響， 由于儀器尺寸限制， 所以 要將試樣過(guò) 5mm 篩。當(dāng)粒徑大于 5mm 顆粒的土含量小于 30%時(shí)，輕型擊實(shí)試 驗(yàn)要對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行校正，如果超過(guò) 30%

23、，只能使用重型擊實(shí)。8、滲透試驗(yàn) 變水頭法適用于細(xì)粒土。 試驗(yàn)應(yīng)使用純水，試驗(yàn)前用抽氣或煮沸法脫水，水溫宜高于室溫 3-4 度。環(huán)刀內(nèi)徑61.8mm,高40mm,透水石滲透系數(shù)應(yīng)大于10-3cm/s,變水頭管內(nèi) 徑不大于1cm，高度刻度最小分度1mm,長(zhǎng)度2m左右。試驗(yàn)前應(yīng)對(duì)試樣進(jìn)行飽和,當(dāng)出水口有水溢出時(shí)開(kāi)始測(cè)記起始高度和時(shí)間, 按預(yù)定間隔測(cè)記水頭高度和時(shí)間變化,重復(fù)試驗(yàn) 5-6 次,取 3-4 個(gè)允許誤差范圍 內(nèi)（2X 10-n）的試驗(yàn)結(jié)果的平均值為滲透系數(shù)。結(jié)果用科學(xué)計(jì)數(shù)法表示，數(shù)值保 留兩位小數(shù)，單位cm/s，試驗(yàn)結(jié)果換算成標(biāo)準(zhǔn)溫度（20度）下的滲透系數(shù)。水中含氣時(shí)由于水中氣體分離會(huì)形

24、成氣泡堵塞土的孔隙,使?jié)B透系數(shù)減小, 所以試驗(yàn)用水要先脫氣。 低溫的水進(jìn)入較高溫度的試樣時(shí)， 會(huì)因溫度升高而分解 出氣泡堵塞孔隙，所以規(guī)定水溫應(yīng)高于室溫。土的飽和度越小， 土的孔隙內(nèi)殘留氣體越多， 使土的有效滲透面積減小， 同 時(shí)由于氣體因孔隙水壓力變化而脹縮， 使飽和度的影響成為一個(gè)不定因素， 所以 要求對(duì)試樣進(jìn)行飽和。水的動(dòng)力粘滯系數(shù)隨溫度而變化， 滲透系數(shù)與水的動(dòng)力粘滯系數(shù)成反比， 因 此在任一溫度下測(cè)定的滲透系數(shù)要換算成標(biāo)準(zhǔn)溫度下的滲透系數(shù)， 使試驗(yàn)結(jié)果有 可比性。9、固結(jié)試驗(yàn) 土在壓力作用下體積減小的特性稱為土的壓縮性。土的壓縮可看作是由于 孔隙中水和空氣被擠出， 使土中孔隙體積減小

25、產(chǎn)生的。 壓縮變形過(guò)程表現(xiàn)為土的 孔隙比隨著作用其上的壓應(yīng)力增加而逐漸減小的關(guān)系。 飽和土壓縮時(shí)， 隨著孔隙 體積的減小，土中孔隙水被擠出，這種現(xiàn)象稱為固結(jié)。固結(jié)試驗(yàn)適用于飽和的粘性土，當(dāng)只進(jìn)行壓縮試驗(yàn)時(shí)，允許用于非飽和土，但不得測(cè)定固結(jié)系數(shù)和先期固結(jié)壓力百分表量程10mm,最小分度值0.01mm。壓力計(jì)算：砝碼質(zhì)量（kg）x重力加速度x杠桿比*試樣面積（cm3）x 10=試驗(yàn)壓力如:2.55X 9.8 x 12- 30x 10=100 （ Kpa）固結(jié)試驗(yàn)的目的是測(cè)定試樣在有側(cè)限與軸向排水條件下的變形與壓力, 或孔 隙比與壓力的關(guān)系,變形與時(shí)間的關(guān)系,以便計(jì)算土的壓縮系數(shù)、壓縮模量、壓 縮指

26、數(shù)、回彈指數(shù)、 固結(jié)系數(shù)以及先期固結(jié)壓力等指標(biāo)。 這些指標(biāo)反映土的壓縮 特性,它們與土的性質(zhì)、狀態(tài)、應(yīng)力條件及測(cè)試方法有關(guān)。加荷時(shí)要輕放,不要有沖擊。常規(guī)固結(jié)試驗(yàn)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)加荷時(shí)間為 24 小時(shí)一 級(jí),加荷率為 1 ,即每級(jí)壓力為前級(jí)壓力的 1 倍。只需測(cè)定壓縮系數(shù)時(shí),以每小 時(shí)變形小于0.01mm作為穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)（鐵路0.005）。計(jì)算各級(jí)壓力下的孔隙比 （加壓后水和空氣擠出, 土中孔隙減小, 孔隙比相 應(yīng)減小,壓力越大,減小越多） ,以孔隙比為縱坐標(biāo),壓力為橫坐標(biāo)繪制關(guān)系曲 線（ e-p 曲線）,或以孔隙比為縱坐標(biāo), 壓力的對(duì)數(shù)為橫坐標(biāo)繪制關(guān)系曲線 （ e-log p 曲線）。e-p曲線中某一壓

27、力范圍內(nèi)（一般采用 0.1-0.2Mpa）曲線的斜率為壓縮系 數(shù)，（1+6D）/av為壓縮模量（注意不同規(guī)范的區(qū)別，鐵路為 （1+e）/av）。測(cè)定固結(jié)系數(shù)一般采用時(shí)間平方根法, 施加每一級(jí)壓力后按規(guī)定的時(shí)間 （一 般為整數(shù)和半數(shù)時(shí)間的平方） 測(cè)記試樣的高度變化, 以試樣變形為縱坐標(biāo), 時(shí)間 的平方根（規(guī)定讀數(shù)時(shí)間的原因）為橫坐標(biāo)繪制關(guān)系曲線,計(jì)算固結(jié)系數(shù)?？焖俜ǔ闪⒌睦碛墒?對(duì)于 2cm 厚的試樣,在壓力作用下 1 小時(shí)的固結(jié)度 可達(dá) 90%以上,按此速率進(jìn)行試驗(yàn), 對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行校正, 可得到與常規(guī)固結(jié)試 驗(yàn)近似的結(jié)果, 可以縮短試驗(yàn)歷時(shí), 所以得到廣泛應(yīng)用。 快速法由于沒(méi)有理論依 據(jù),只

28、有對(duì)透水性較大的地基土, 或當(dāng)建筑物對(duì)地基變形要求不高, 不需要估算 沉降發(fā)展過(guò)程的過(guò)程,才可用此法。10、三軸壓縮試驗(yàn)本試驗(yàn)方法適用于細(xì)粒土和粒徑小于 20mm 的粗粒土。包括不固結(jié)不排水剪 （快剪UU ）、固結(jié)不排水剪（固結(jié)快剪CU）、固結(jié)排水剪（慢剪CD）。試樣切削時(shí)應(yīng)避免擾動(dòng), 試樣表面有礫石或凹坑時(shí), 允許用削下的余土填補(bǔ)。 對(duì)制備好的試樣,應(yīng)量測(cè)其上、中、下三個(gè)直徑和高度,并計(jì)算平均直徑。（D 上+2D 中+D 下）/4。試樣制飽和宜選用抽氣飽和、水頭飽和或反壓力飽和。剪切速率（每分鐘應(yīng)變）：快剪0.5%-1%，慢剪0.003-0.012%固結(jié)快剪 粘土 0.05-0.1%,粉土

29、0.1-0.5%。試驗(yàn)壓力：在只需提供土的強(qiáng)度指標(biāo)時(shí)，淺層土可采用 50、100、200、30010 米以下可采用 100、200、300、400Kpa。對(duì)不固結(jié)不排水剪， 因不測(cè)孔隙水壓力， 在通常的速率范圍內(nèi)對(duì)強(qiáng)度影響不 大。固結(jié)不排水剪， 考慮到孔隙水壓力的傳遞速度， 所以需要根據(jù)滲透系數(shù)不同 規(guī)定不同的剪切速率。 固結(jié)排水剪需要在剪切過(guò)程中孔隙水壓力完全消散， 所以 一定要選擇緩慢的剪切速率。三軸壓縮試驗(yàn)與直接剪切試驗(yàn)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)： 能控制試樣排水條件， 受 力狀態(tài)明確， 可以控制大小主應(yīng)力， 剪切面不固定， 能準(zhǔn)確地測(cè)定土的孔隙壓力 及體積變化。缺點(diǎn)是：主應(yīng)力方向固定不變，試驗(yàn)在

30、軸對(duì)稱情況下進(jìn)行，與工程 實(shí)際情況有所不同。橡皮膜對(duì)試驗(yàn)的影響： 一是它的約束作用使試樣強(qiáng)度增加， 二是膜的滲漏改 變?cè)嚇拥暮剩ㄋ砸欢ㄒo防止漏水） 。影響程度視土質(zhì)和橡皮膜本身性 質(zhì)而定。11、無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)適用于飽和粘土。試樣直徑宜為 35-50mm,高度與直經(jīng)比宜為 2.0-2.5。軸 向應(yīng)變速率宜為 1%-3%。試驗(yàn)時(shí)試樣兩端抹一薄層凡士林，目的是減小試樣傳 壓板之間發(fā)生的摩擦力（使試樣變成鼓形,應(yīng)力分布不均） 。百分表讀數(shù)乘測(cè)力計(jì)系數(shù)除校正后試樣面積 （破壞時(shí)試樣面積已增大） 為軸 向應(yīng)力, 軸向應(yīng)力的峰值為無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度。 無(wú)峰值時(shí), 取軸向應(yīng)變 15%所對(duì)應(yīng) 的軸向應(yīng)力作為無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度。重塑土試驗(yàn)應(yīng)將試樣結(jié)構(gòu)完全破壞后再重塑成圓柱形, 并將試樣塑成與原狀 時(shí)尺寸、密度相同的試樣,再進(jìn)行試驗(yàn)。靈敏度：重塑土無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度與原狀土無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度之比。 對(duì)于飽和軟粘土（主要是淤泥質(zhì)土） ,脆性破壞的破裂面一般不易出現(xiàn),當(dāng) 試樣破壞時(shí), 由于水分來(lái)不及排出, 摩擦力不發(fā)生作用, 在內(nèi)摩擦角約等于零的 情況下，可利用無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度間接計(jì)算土的不排水抗剪強(qiáng)度，即S=1/2qu。由于試樣側(cè)面不受限制,這樣求得的抗剪強(qiáng)度比三軸不