土木工程實驗報告

1、實驗一 土得顆粒分析試驗一、實驗目得1測定干土中各種粒組所占該土總質量得百分數(shù)，借以明了顆粒大小分布及級配組成。2供土分類及概略判斷土得工程性質及作建筑材料用。二、試驗內容對粒徑大于0、075mm且粒徑大于2 mm得顆粒不超過總質量得 1 0 %得無粘性土用標 準細篩進行篩分試驗。三、實驗儀器與設備1 標準細篩：孔徑為 2mm、1mm、0.5mm、0。25mm、0。075mm、底盤；2 電子天平淋量200g,感量0。01g;稱量1 0 0 0 g,感量0。1g;3搖篩機、恒溫烘箱；4其她:毛刷、匙、瓷盤、瓷杯、白紙 .四、實驗方法與步驟1取有代表性得風干土樣或烘干冷卻至室溫得土樣2005 00

2、g,稱量準確至0。1g。2將標準細篩依孔徑大小順序疊好，孔徑大得在上，最下面為底盤，將稱好得土樣倒入最上層篩中，蓋好上蓋.進行篩析。標準細篩放在寸§篩機上震搖與約10分鐘左右。3檢查各篩內就是否有團粒存在 ，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，應繼續(xù)輕叩 搖晃，至去土粒漏下為止。漏下得砂粒應全部放入下級篩內。逐次檢查至盤底。5并將留在各篩上得土樣分別分別倒在白紙上，用毛刷將走色中砂粒輕輕刷下，再分別倒入瓷杯內，稱量準確至 0. 1 g。6各細篩上及底盤內砂土質量總與與篩前稱量得砂土樣總質量之差不得大于1 %。五、試驗數(shù)據(jù)整理1按下式計

3、算小于某粒徑得試樣質量占總質量得百分數(shù)：式中x小于某粒徑得試樣質量占試樣總質量得百分數(shù)（）;皿1-小于某粒徑得t明#質量（g）;m B-用標準細篩分析時所取得試樣質量（g）。2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，以粒徑（mm）為對數(shù)橫坐標,繪制顆粒大小分布曲線。3計算級配指標按下式計算顆粒大小分布曲線得不均勻系數(shù)：式中 C u 不土勻系數(shù)；d 6 0-限制粒徑，在粒徑分布曲線上小于該粒徑得土含量占總土質量得6 0 %得粒徑；d1 0 有效粒徑，在粒徑分布曲線上小于該粒徑得土含量占總土質量得10%得粒徑。按下式計算顆粒大小分布曲線得曲率系數(shù)：式中C c -曲率系數(shù)；d 30-在粒

4、徑分布曲線上小于該粒徑得土含量占總土質量得3 0 %得粒徑。4 對試樣土料分類并作出級配良好與否得判斷依據(jù)土得分類標準對土樣進行分類，定名為粗砂、中砂、細砂、粉砂等;當顆粒大小分布曲線得CuA5且Cc=13，則級配良好，否則為級配不良.實驗二 土得固結壓縮試驗一、實驗目得1、測定試樣在側限與軸向排水條件下得變形與壓力得關系, 或孔隙比與壓力得關系, 變形與時間得關系。2、由測得得各關系曲線計算土得壓縮系數(shù)av、壓縮模量 Es、壓縮指數(shù) Cc、回彈指數(shù)Cs、固結系數(shù)Cv、地基得滲透系數(shù) k及土得先期固結壓力Pc等，測定項目視工程需要而定。3、利用壓縮試驗所得得參數(shù)計算地基基礎得變形量,預估地基承

5、載力。二、實驗設備、儀器1、壓縮固結儀：由環(huán)刀、護環(huán)、透水板、加壓上蓋、量表架等組成；2、加壓設備：采用量程為510kN得杠桿式加壓設備；3、變形量測設備：百分表量程10mm,分度值為0.01mm;4、其她：快速烘箱(300° C350°C)、電子天平(稱量100 0g，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、試驗步驟1、按要求取原狀樣或制備擾動土樣。2、取環(huán)刀樣，測試驗前得密度與含水量。3、取壓縮儀內得環(huán)刀 ,內壁擦抹凡士林使其光滑少摩擦。環(huán)刀刃口向下對準制備得圓柱土樣中心，慢慢垂直下壓且邊壓邊削土樣,使土樣成錐臺形

6、.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、在壓縮容器內放置透水石、濾紙與下護環(huán)，將帶有環(huán)刀得試樣小心裝入護環(huán)，然后在環(huán)刀試樣上放薄濾紙、上護環(huán)、透水板與加壓蓋板，置于加壓框架下，并對準加壓桿， 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，應施加1 k Pa得預壓壓 力，然后調整百分表，使百分度指針歸零(表得毫米指針應控制在51 0 mm之間，以保證有足夠得量程測定試樣得壓縮量) 。6、加荷。按 50、100、2 0 0、4 00 (kp a)四級荷重加荷，每級荷載歷時1 0分鐘，即 每級荷重加上10 分鐘時 ,記測微表讀數(shù)

7、一次,然后加下一級荷載,依些類推,直到第四級荷載施加完畢為止四、注意事項1首先裝好試樣, 再安裝量表。在裝量表得過程中，小指針需調至整數(shù)位,大指針調至零,量表桿頭要有一定得伸縮范圍，固定在量表架上。2。壓縮容器內放置得透水石、濾紙濕度盡量與試樣濕度接近。3加荷時，應按順序加砝碼；試驗中不要震動實驗臺,以免指針產生移動五、試驗數(shù)據(jù)整理1 、 按下式計算試樣得初始孔隙比e0:式中e O -土樣得初始孔隙比；Gs一、土粒比重，本實驗取Gs = 2、7;P0 土樣得初始密度（g / cm3）,由試驗測定；p b4°C水得密度，為1 g/cm3;聞一土樣得初始含水量（）,由試驗測定。2 .計算

8、試樣得顆粒（骨架）凈高 h s式中：h0 一試樣初始高度（mm）3、計算某級壓力下變形穩(wěn)定后得孔隙比ei式中：ei-某級壓力下土樣得孔隙比；-某級壓力下試樣高度得累計變形量，mm;4、計算某級壓力下得壓縮系數(shù)a i- i +1與壓縮模量E s式中Pi某一級荷重值，MPa。根據(jù)上覆壓力確定i , 一般建筑物得上覆壓力在100- 2 00k P a之間，故取a1-2來表達圖得壓縮系數(shù).5、作孔隙比e與壓力p得關系曲線以孔隙比e為縱坐標，壓力p為橫坐標，繪制孔隙比與壓力得關系曲線。實驗三土得直接剪切試驗一、試驗目得1、測定土得抗剪強度指標c與 ，為計算地基承載力、擋墻土壓力、驗算地基及土坡穩(wěn)定提供

9、基本參數(shù)。2、了解應變式直接剪切試驗測定土得抗剪強 度指標得方法。分為：快剪（Q）、固結快剪 （CQ）、慢剪（S）三種試驗方法。3、明了直接剪切試驗得特點。二、實驗方法快剪：在試樣上施加垂直壓力后立即快速施加 水平剪應力。固結快剪：在試樣上施加垂直壓力，待試樣排水 固結穩(wěn)定后，快速施加水平剪應力。慢剪:在試樣上施加垂直壓力及水平剪應力得過程中 本次實驗內容只進行快剪試驗 .三、實驗設備，均使試樣排水固結1、應變控制式直剪儀：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)，推動機構，臺板，杠桿式加壓設備.2、位移計或百分表：量程 510mm ,分度值0、01 m m。3、環(huán)刀：

10、與直剪儀配套得至少 3個；內徑618mm，高度20mm。4、其她：削土刀，秒表，玻璃板，推土器，臘紙或塑料膜 四、實驗步驟20 0 m1、制備土樣：制備給定干密度與含水量范圍得擾動土樣，土樣為土樣為直徑約 m,高約1 0 0 mm得土柱。（實際工程中，切取原狀土樣）。2、切取土樣：用與直剪儀配套得環(huán)刀切取土樣。環(huán)刀刃口向下對準圓柱土樣中心，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：對準上下剪切盒，插入固定插銷。在下盒內放不透水板，在放入，然后用推土器將試樣徐徐推入剪切盒內，移去環(huán)刀。再順次放入另一張同直徑得蠟紙或塑

11、料膜、上透 水石、加壓蓋板與鋼珠.4、調試儀器：安裝加壓框架，轉動手輪，使上剪切盒前端鋼珠剛好與測力環(huán)接觸。調整測力環(huán)百分表讀數(shù)為零。對需要測記垂直變形量得，安裝垂直位移計或百分表。5、施加垂直壓力：轉動手輪，使上盒前端鋼珠剛好與測力計接觸，調整測力計中得量表 讀數(shù)為零。順次加上蓋板、鋼珠壓力框架。每組四個試樣，分別在四種不同得垂直壓力下 進行剪切。在教學上，可取四個垂直壓力分別為100、20 0、4 00 kPa.6、進行剪切：施加垂直壓力后，立即拔出固定銷釘，開動秒表，以每分鐘46轉得均勻速率旋轉手輪（在教學中可采用每分鐘6轉）。使試樣在35分鐘內剪破。如測力計中得量 表指針不再前進，或有

12、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4mm。若量表指針再繼續(xù)增加，則剪切變形應達6 m m為止。手輪每轉一圈，同時測記測力計量表讀 數(shù)，直到試樣剪破為止。（注：手輪每轉一圈推進下盒 0、2毫米）。7、拆卸試樣：剪切結束后，吸去剪切盒中得積水，倒轉手輪，盡快移去垂直壓力、框架、上蓋板，取出試樣。試驗注意事項1、先安裝試樣，再裝量表。安裝試樣時要用透水石把土樣從環(huán)刀推進剪切盒里，試驗前量表中得大指針調至零。2、加荷時，不要搖晃祛碼；剪切時要拔出銷釘 五、試驗數(shù)據(jù)整理1、按下式計算各級垂直壓力下所測得抗剪強度：式中：°f 一 土得抗剪強度，kPa;C 測力計率定系數(shù)，kPa

13、/0 .0 1mm；R 測力計量表最大讀數(shù)，或位移4毫米時得讀數(shù)（0、01 毫米），0、01mm。2、繪制 （T曲線UU ）、固結不排水剪切（CU）以抗剪強度。為縱坐標，垂直壓力b為橫坐標，繪制 抗剪強度T與垂直壓力b得關系曲線.根據(jù)圖上各點，繪制一條視測得直線.則直線得傾角為土得內摩擦角，直線在縱坐標軸上得截距為土得粘聚力C .?實驗四土得三軸剪切試驗一、試驗目得三軸剪切試驗就是在三向應力狀態(tài)下，測定土得抗剪強度參數(shù)得一種剪切試驗方法。通常用34個圓柱體試O(KPa)樣，分別在不同得恒定圍壓下 ，施加軸向壓力，進行剪切，直 至破壞；然后根據(jù)極限應力圓包絡線，求得抗剪強度參數(shù). 二、實驗方法根

14、據(jù)排水條件不同，三軸剪切試驗分為不固結不排水試驗（與固結排水試驗(CD).本試驗只作部固結不排水剪切試驗三、實驗設備1、應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)與主機組成。2、附屬設備:包括擊實器、飽與器、切土器、分樣器、切土盤、承膜筒與對開圓模。3、天平：秤量200g,感量0。0 1g;稱量1 000g,感量0。1g。4、橡皮膜：應具有彈性，厚度應小于橡皮膜直徑得1 /100,不得有漏氣孔。四、試驗步驟1、試樣制備(1)本試驗需要3 4個試樣，分別在不同周圍壓力下進行試驗。(2)試樣尺寸：最小直徑為。35mm,最大直徑為。10 1mm，試樣高度宜為試樣直徑得22

15、、 5 倍。對于有裂縫、軟弱面與構造面得試樣,試樣直徑宜大于60mm.(3)原狀試樣制備,應將土切成圓柱形試樣,試樣兩端應平整并垂直于試樣軸,當試樣側面或端部有小石子或凹坑時,允許用削下得余土修整,試樣切削時應避免擾動,并取余土測定試樣得含水量。(4)擾動試樣制備，應根據(jù)預定得干密度與含水量，在擊實器內分層擊實，粉質土宜35層,粘質土宜為5 8層，各層土料數(shù)量應相等，各層接觸面應刨毛。(5)對制備好得試樣，應量測其直徑與高度。試樣得平均直徑應按下式計算：(式中D 1,D2,D3分別為試樣上、中、下部位得直徑 )取余土 ,測定含水率。2、 試樣得安裝( 1) 在壓力室底座上依次放上不透水板、試樣

16、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，向壓力室內注滿純水，關排氣閥,壓力室內不應有殘留氣泡。并將活塞對準千分表與試樣頂部。(3)關排水閥，開周圍壓力閥 ,施加周圍壓力，周圍壓力值應與工程實際荷重相適應,最大一級周圍壓力與最大實際荷重大致相等.(4)轉動手輪使試樣帽與活塞及千分表接觸,裝上變形指示計,將千分表與變形指示計讀數(shù)調至零位。3、 剪切試樣(1)開動電機，接上離合器，剪切應變速率宜為每分鐘應變0、51、0%進行。(2)剪切開始階段，試樣每產生0、30、4%得軸向應變，測記一次千分表讀數(shù)與軸向應變值.當軸向應變大于3%以后，每隔0、70、8 %得應變值測記一次讀數(shù).(3)當千分表讀數(shù)出現(xiàn)峰值時,剪切應繼續(xù)進行，超過5得軸向應變?yōu)橹?若當千分表讀數(shù)無峰值時,剪切應進行到軸向應變?yōu)?1520。(4)試驗結束，關電動機,關周圍壓力閥 ,開排氣閥,排除壓力室內得水，拆除壓力室外罩，取出試樣,描述破壞特征,稱試樣質量，并測定含水率。(5)對其余幾個試樣，在不同圍壓下重復上述步驟進行剪切試驗。五、試驗數(shù)