土木工程實(shí)驗(yàn)報(bào)告材料

1、1%。mm）為對數(shù)60%的10%的實(shí)驗(yàn)一 土的顆粒分析試驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?測定干土中各種粒組所占該土總質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)，借以明了顆粒大小分布及級(jí)配組成。2供土分類及概略判斷土的工程性質(zhì)及作建筑材料用。二、試驗(yàn)容對粒徑大于 0.075mm且粒徑大于 2mm的顆粒不超過總質(zhì)量的 10%的無粘性土用標(biāo)準(zhǔn) 細(xì)篩進(jìn)行篩分試驗(yàn)。三、實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備1 標(biāo)準(zhǔn)細(xì)篩：孔徑為 2mm、1mm、0.5mm、0.25mm、0.075mm、底盤;2電子天平：稱量 200g，感量0.01g；稱量1000g，感量0.1g；3搖篩機(jī)、恒溫烘箱；4其他：毛刷、匙、瓷盤、瓷杯、白紙。四、實(shí)驗(yàn)方法與步驟1取有代表性的風(fēng)干土樣或烘干冷卻至室溫

2、的土樣200500g,稱量準(zhǔn)確至0.1g。2將標(biāo)準(zhǔn)細(xì)篩依孔徑大小順序疊好，孔徑大的在上，最下面為底盤，將稱好的土樣倒 入最上層篩中，蓋好上蓋。進(jìn)行篩析。標(biāo)準(zhǔn)細(xì)篩放在搖篩機(jī)上震搖與約10分鐘左右。3檢查各篩是否有團(tuán)粒存在，若有則碾散再過篩。4由最大孔徑篩開始，將各篩取下，在白紙上用手輕叩搖晃，如有土粒漏下，應(yīng)繼續(xù) 輕叩搖晃，至去土粒漏下為止。漏下的砂粒應(yīng)全部放入下級(jí)篩。逐次檢查至盤底。5并將留在各篩上的土樣分別分別倒在白紙上，用毛刷將走色中砂粒輕輕刷下，再分 別倒入瓷杯，稱量準(zhǔn)確至0.1g。6各細(xì)篩上及底盤砂土質(zhì)量總和與篩前稱量的砂土樣總質(zhì)量之差不得大于五、試驗(yàn)數(shù)據(jù)整理1按下式計(jì)算小于某粒徑的試

3、樣質(zhì)量占總質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)：x ma m 100%式中x小于某粒徑的試樣質(zhì)量占試樣總質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)（%）;?小于某粒徑的試樣質(zhì)量（g）;mB 用標(biāo)準(zhǔn)細(xì)篩分析時(shí)所取的試樣質(zhì)量（g ）。2以小于某粒徑的試樣質(zhì)量占試樣總質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)為縱坐標(biāo)，以粒徑（ 橫坐標(biāo)，繪制顆粒大小分布曲線。3計(jì)算級(jí)配指標(biāo)按下式計(jì)算顆粒大小分布曲線的不均勻系數(shù)：Cu d 60 d 10式中Cu不均勻系數(shù)；d60限制粒徑，在粒徑分布曲線上小于該粒徑的土含量占總土質(zhì)量的 粒徑；d10有效粒徑，在粒徑分布曲線上小于該粒徑的土含量占總土質(zhì)量的 粒徑。按下式計(jì)算顆粒大小分布曲線的曲率系數(shù)：Ccd 30 d 60 d 10式中Cc曲率系數(shù)；30

4、%的粒徑。d30在粒徑分布曲線上小于該粒徑的土含量占總土質(zhì)量的4對試樣土料分類并作出級(jí)配良好與否的判斷依據(jù)土的分類標(biāo)準(zhǔn)對土樣進(jìn)行分類，定名為粗砂、中砂、細(xì)砂、粉砂等；當(dāng)顆粒大小分布曲線的 Cu > 5且Cc =13，則級(jí)配良好，否則為級(jí)配不良。實(shí)驗(yàn)二土的固結(jié)壓縮試驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、測定試樣在側(cè)限與軸向排水條件下的變形與壓力的關(guān)系，或孔隙比與壓力的關(guān)系， 變形與時(shí)間的關(guān)系。2、 由測得的各關(guān)系曲線計(jì)算土的壓縮系數(shù)av、壓縮模量Es、壓縮指數(shù) Cc、回彈指數(shù) Cs、固結(jié)系數(shù) Cv、地基的滲透系數(shù) k及土的先期固結(jié)壓力 Pc等，測定項(xiàng)目視工程需要而3、利用壓縮試驗(yàn)所得的參數(shù)計(jì)算地基基礎(chǔ)的變形量

5、，預(yù)估地基承載力。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備、儀器1、壓縮固結(jié)儀：由環(huán)刀、護(hù)環(huán)、透水板、加壓上蓋、量表架等組成；2、加壓設(shè)備：采用量程為 510kN的杠桿式加壓設(shè)備；3、 變形量測設(shè)備：百分表量程10mm，分度值為0.01mm;4、 其他：快速烘箱（300 ° C350 °C）、電子天平（稱量 1000g，感量0.01g）、測容 重用環(huán)刀、刮土刀、鋼絲鋸、鋁盒、玻璃板、秒表、凡士林、盛水盆、濾紙等。三、試驗(yàn)步驟1、按要求取原狀樣或制備擾動(dòng)土樣。2、取環(huán)刀樣，測試驗(yàn)前的密度與含水量。3、取壓縮儀的環(huán)刀，壁擦抹凡士林使其光滑少摩擦。環(huán)刀刃口向下對準(zhǔn)制備的圓柱土 樣中心，慢慢垂直下壓且邊壓邊削

6、土樣，使土樣成錐臺(tái)形。直至土樣伸出環(huán)刀頂面為止， 將環(huán)刀兩邊余土削去修平，擦凈環(huán)刀外壁。4、在壓縮容器放置透水石、濾紙和下護(hù)環(huán)，將帶有環(huán)刀的試樣小心裝入護(hù)環(huán)，然后在 環(huán)刀試樣上放薄濾紙、上護(hù)環(huán)、透水板和加壓蓋板，置于加壓框架下，并對準(zhǔn)加壓桿，使 加壓桿與加壓蓋板中心凹槽對正。5、安裝百分表，為保證試樣與儀器上下各部分之間接觸良好，應(yīng)施加1kPa的預(yù)壓壓力，然后調(diào)整百分表，使百分度指針歸零（表的毫米指針應(yīng)控制在510mm之間，以保證有足夠的量程測定試樣的壓縮量）。6、 加荷。按50、100、200、400 （ kpa）四級(jí)荷重加荷，每級(jí)荷載歷時(shí)10分鐘，即每 級(jí)荷重加上10分鐘時(shí)，記測微表讀數(shù)一

7、次，然后加下一級(jí)荷載，依些類推，直到第四級(jí)荷載施加完畢為止。四、注意事項(xiàng)1 首先裝好試樣，再安裝量表。在裝量表的過程中，小指針需調(diào)至整數(shù)位，大指針調(diào) 至零，量表?xiàng)U頭要有一定的伸縮圍，固定在量表架上。2 壓縮容器放置的透水石、濾紙濕度盡量與試樣濕度接近。3加荷時(shí)，應(yīng)按順序加砝碼；試驗(yàn)中不要震動(dòng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)，以免指針產(chǎn)生移動(dòng)。五、試驗(yàn)數(shù)據(jù)整理1、按下式計(jì)算試樣的初始孔隙比e0:e0wGs 1 0.01 Wo0 1式中e0土樣的初始孔隙比；Gs 土粒比重，本實(shí)驗(yàn)取 Gs =2.7 ；Q土樣的初始密度（g/cm3）,由試驗(yàn)測定；P 4 °C水的密度，為 1 g/cm3 ；Cl0 土樣的初始含水量（

8、%）,由試驗(yàn)測定。2. 計(jì)算試樣的顆粒（骨架）凈高 hsh h°hs1 e式中：hO 試樣初始高度（mm）3、計(jì)算某級(jí)壓力下變形穩(wěn)定后的孔隙比 eihiei =eo式中:ei某級(jí)壓力下土樣的孔隙比；h 某級(jí)壓力下試樣高度的累計(jì)變形量，mm;4、計(jì)算某級(jí)壓力下的壓縮系數(shù)a i-i+1和壓縮模量EsPi i Pi1 eiai i 1式中Pi某一級(jí)荷重值，MPa。根據(jù)上覆壓力確定 i，一般建筑物的上覆壓力 在1OO-2OOkPa之間，故取 a1-2來表達(dá)圖的壓縮系 數(shù)。5、作孔隙比e和壓力p的關(guān)系曲線以孔隙比e為縱坐標(biāo)，壓力 p為橫坐標(biāo)，繪制 孔隙比與壓力的關(guān)系曲線。實(shí)驗(yàn)三土的直接剪切試驗(yàn)

9、一、試驗(yàn)?zāi)康?、測定土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo) c和，為計(jì)算地基承載力、擋墻土壓力、驗(yàn)算地基及土坡 穩(wěn)定提供基本參數(shù)。2、 了解應(yīng)變式直接剪切試驗(yàn)測定土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)的方法。分為：快剪（Q）、固結(jié) 快剪（CQ）、慢剪（S）三種試驗(yàn)方法。3、明了直接剪切試驗(yàn)的特點(diǎn)。二、實(shí)驗(yàn)方法快剪：在試樣上施加垂直壓力后立即快速施加水平剪應(yīng)力。固結(jié)快剪：在試樣上施加垂直壓力，待試樣排水固結(jié)穩(wěn)定后，快速施加水平剪應(yīng)力。慢剪：在試樣上施加垂直壓力及水平剪應(yīng)力的過程中，均使試樣排水固結(jié)。本次實(shí)驗(yàn)容只進(jìn)行快剪試驗(yàn)。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備1、 應(yīng)變控制式直剪儀：主要包括：剪切盒（水槽、上剪切盒、下剪切盒），垂直加壓 框架，測力環(huán)，推動(dòng)機(jī)構(gòu)，

10、臺(tái)板，杠桿式加壓設(shè)備。2、位移計(jì)或百分表：量程 510mm，分度值0.01mm。3、 環(huán)刀：與直剪儀配套的至少 3個(gè)；徑618mm，高度20mm。4、其他：削土刀，秒表，玻璃板，推土器，臘紙或塑料膜四、實(shí)驗(yàn)步驟1、 制備土樣：制備給定干密度和含水量圍的擾動(dòng)土樣，土樣為土樣為直徑約200mm , 高約100mm的土柱。（實(shí)際工程中，切取原狀土樣）。2、切取土樣：用與直剪儀配套的環(huán)刀切取土樣。環(huán)刀刃口向下對準(zhǔn)圓柱土樣中心，慢 慢垂直下壓，邊壓邊削切土樣使土樣成錐臺(tái)形。直至土樣伸出環(huán)刀頂面為止，將環(huán)刀兩邊 余土削去修平，擦凈環(huán)刀外壁。3、安裝土樣：對準(zhǔn)上下剪切盒，插入固定插銷。在下盒放不透水板，在放

11、入，然后用 推土器將試樣徐徐推入剪切盒，移去環(huán)刀。再順次放入另一同直徑的蠟紙或塑料膜、上透 水石、加壓蓋板與鋼珠。4、調(diào)試儀器：安裝加壓框架，轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，使上剪切盒前端鋼珠剛好與測力環(huán)接觸。調(diào) 整測力環(huán)百分表讀數(shù)為零。對需要測記垂直變形量的，安裝垂直位移計(jì)或百分表。5、施加垂直壓力：轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，使上盒前端鋼珠剛好與測力計(jì)接觸，調(diào)整測力計(jì)中的量表讀數(shù)為零。順次加上蓋板、鋼珠壓力框架。每組四個(gè)試樣，分別在四種不同的垂直壓力 下進(jìn)行剪切。在教學(xué)上，可取四個(gè)垂直壓力分別為100、200、400kPa。6、 進(jìn)行剪切：施加垂直壓力后，立即拔出固定銷釘，開動(dòng)秒表，以每分鐘46轉(zhuǎn)的均勻速率旋轉(zhuǎn)手輪（在教學(xué)中可采

12、用每分鐘6轉(zhuǎn)）。使試樣在35分鐘剪破。如測力計(jì)中的量表指針不再前進(jìn)，或有顯著后退，表示試樣已經(jīng)被剪破。但一般宜剪至剪切變形達(dá)4mm。若量表指針再繼續(xù)增加，則剪切變形應(yīng)達(dá)6mm為止。手輪每轉(zhuǎn)一圈，同時(shí)測記測力計(jì)量表讀數(shù)，直到試樣剪破為止。（注：手輪每轉(zhuǎn)一圈推進(jìn)下盒0.2毫米）。7、拆卸試樣：剪切結(jié)束后，吸去剪切盒中的積水，倒轉(zhuǎn)手輪，盡快移去垂直壓力、框 架、上蓋板，取出試樣。試驗(yàn)注意事項(xiàng)1、先安裝試樣，再裝量表。安裝試樣時(shí)要用透水石把土樣從環(huán)刀推進(jìn)剪切盒里，試驗(yàn) 前量表中的大指針調(diào)至零。2、加荷時(shí)，不要搖晃砝碼；剪切時(shí)要拔出銷釘五、試驗(yàn)數(shù)據(jù)整理1、按下式計(jì)算各級(jí)垂直壓力下所測的抗剪強(qiáng)度：f CR

13、式中：t f 土的抗剪強(qiáng)度，kPa;C 測力計(jì)率定系數(shù)，kPa/0.01mm ;R測力計(jì)量表最大讀數(shù)，或位移4毫米時(shí)的讀數(shù)（0.01 毫米）,0.01mm。2、繪制Tb曲線以抗剪強(qiáng)度T為縱坐標(biāo)，垂直壓力b為橫坐標(biāo)，繪制 抗剪強(qiáng)度T與垂直壓力b的關(guān)系曲線。根據(jù)圖上各點(diǎn)，繪 制一條視測的直線。則直線的傾角為土的摩擦角,在縱坐標(biāo)軸上的截距為土的粘聚力 c。實(shí)驗(yàn)四土的三軸剪切試驗(yàn)一、試驗(yàn)?zāi)康娜S剪切試驗(yàn)是在三向應(yīng)力狀態(tài)下，測定土的抗剪強(qiáng)度參數(shù)的一種剪切試驗(yàn)方法。通 常用34個(gè)圓柱體試樣，分別在不同的恒定圍壓下，施加軸向壓力，進(jìn)行剪切，直至破壞； 然后根據(jù)極限應(yīng)力圓包絡(luò)線，求得抗剪強(qiáng)度參數(shù)。二、實(shí)驗(yàn)方法

14、根據(jù)排水條件不同，三軸剪切試驗(yàn)分為不固結(jié)不排水試驗(yàn)(UU )、固結(jié)不排水剪切(CU)和固結(jié)排水試驗(yàn)(CD)。本試驗(yàn)只作部固結(jié)不排水剪切試驗(yàn)。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備1、應(yīng)變控制式三軸剪切儀，由周圍壓力系統(tǒng)、反壓力系統(tǒng)、孔隙水壓力量測系統(tǒng)和主 機(jī)組成。2、附屬設(shè)備：包括擊實(shí)器、飽和器、切土器、分樣器、切土盤、承膜筒和對開圓模。3、天平：秤量 200g，感量O.OIg;稱量1000g,感量0.1g。4、 橡皮膜：應(yīng)具有彈性，厚度應(yīng)小于橡皮膜直徑的1/100,不得有漏氣孔。四、試驗(yàn)步驟1. 試樣制備(1) 本試驗(yàn)需要34個(gè)試樣，分別在不同周圍壓力下進(jìn)行試驗(yàn)。(2) 試樣尺寸：最小直徑為$35mm，最大直徑為$

15、101mm ,試樣高度宜為試樣直徑的22.5倍。對于有裂縫、軟弱面和構(gòu)造面的試樣，試樣直徑宜大于60mm。(3) 原狀試樣制備，應(yīng)將土切成圓柱形試樣，試樣兩端應(yīng)平整并垂直于試樣軸，當(dāng)試 樣側(cè)面或端部有小石子或凹坑時(shí)，允許用削下的余土修整，試樣切削時(shí)應(yīng)避免擾動(dòng)，并取 余土測定試樣的含水量。(4) 擾動(dòng)試樣制備，應(yīng)根據(jù)預(yù)定的干密度和含水量，在擊實(shí)器分層擊實(shí)，粉質(zhì)土宜 35層，粘質(zhì)土宜為58層，各層土料數(shù)量應(yīng)相等，各層接觸面應(yīng)刨毛。(5) 對制備好的試樣，應(yīng)量測其直徑和高度。試樣的平均直徑應(yīng)按下式計(jì)算：D。D1 2 D 2 D34(式中D1 , D2 , D3分別為試樣上、中、下部位的直徑) 取余土

16、，測定含水率。2. 試樣的安裝(1) 在壓力室底座上依次放上不透水板、試樣及試樣帽，將橡皮膜套在試樣外，并將 橡皮膜兩端與底座及試樣帽分別扎緊。(2) 裝上壓力室罩，向壓力室注滿純水，關(guān)排氣閥，壓力室不應(yīng)有殘留氣泡。并將活 塞對準(zhǔn)千分表和試樣頂部。(3) 關(guān)排水閥，開周圍壓力閥，施加周圍壓力，周圍壓力值應(yīng)與工程實(shí)際荷重相適應(yīng), 最大一級(jí)周圍壓力與最大實(shí)際荷重大致相等。(4) 轉(zhuǎn)動(dòng)手輪使試樣帽與活塞及千分表接觸，裝上變形指示計(jì)，將千分表和變形指示 計(jì)讀數(shù)調(diào)至零位。3. 剪切試樣（1） 開動(dòng)電機(jī)，接上離合器，剪切應(yīng)變速率宜為每分鐘應(yīng)變0.51.0%進(jìn)行。（2） 剪切開始階段，試樣每產(chǎn)生0.30.4 %的軸向應(yīng)變，測記一次千分表讀數(shù)和軸向 應(yīng)變值。當(dāng)軸向應(yīng)變大于 3%以后，每隔0.70.8%的應(yīng)變值測記一次讀數(shù)。（3） 當(dāng)千分表讀數(shù)出現(xiàn)峰值時(shí)，剪切應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行，超過5 %的軸向應(yīng)變?yōu)橹埂Ｈ舢?dāng)千分表讀數(shù)無峰值時(shí)，剪切應(yīng)進(jìn)行到軸向應(yīng)變?yōu)?520%。（4）試驗(yàn)結(jié)束，關(guān)電動(dòng)機(jī)，關(guān)周圍壓力閥，開排氣閥，排除壓力室的水，拆除壓力室 外罩，取出試樣，描述破壞特征，稱試樣質(zhì)量，并測定含水率。（5）對其余幾個(gè)試樣，在不同圍壓下重復(fù)上述步驟進(jìn)行剪切試驗(yàn)。五、試驗(yàn)數(shù)據(jù)整理計(jì)算試樣剪切時(shí)的校正面積A 氏 1 0.0