天津大學(xué)巖土工程復(fù)試土工試驗(yàn)總結(jié)

1、前 言土力學(xué)教學(xué)試驗(yàn)課是土力學(xué)與地基課程的重要組成部分，其目的在于通過(guò)試驗(yàn)加深對(duì)課堂所學(xué)知識(shí)的理解，熟悉試驗(yàn)設(shè)備，掌握必要的試驗(yàn)技術(shù)，培養(yǎng)學(xué)生試驗(yàn)研究的基本技能與獨(dú)立工作能力，豐富對(duì)土的感性認(rèn)識(shí)，明確土力學(xué)試驗(yàn)在土工建筑中的作用和重要性。土工試驗(yàn)的項(xiàng)目雖然繁多（具體項(xiàng)目可參看有關(guān)土工試驗(yàn)規(guī)程），但歸納起來(lái)可大體分為三類(lèi)：一、土的物理性質(zhì)試驗(yàn)包括含水率、密度、比重、顆粒分析、液限、塑限、天然稠度、濕化、相對(duì)密度、毛管水上升高度、天然坡角等試驗(yàn)。二、土的力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)包括擊實(shí)、滲透、壓縮、三軸剪切、無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度、直剪、前期固結(jié)壓力等試驗(yàn)。三、土的化學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)包括有機(jī)水溶鹽測(cè)定等試驗(yàn)。我們的教學(xué)試驗(yàn)

2、只是其中一部分，但卻是重要的基本部分，具體內(nèi)容是參照水利出版社的土工試驗(yàn)規(guī)程根據(jù)教學(xué)要求而擬定的，對(duì)于不同專(zhuān)業(yè)，試驗(yàn)內(nèi)容可有所取舍。學(xué)生在進(jìn)行教學(xué)試驗(yàn)前，必須做到：1.試驗(yàn)前要做好預(yù)習(xí)2.進(jìn)入試驗(yàn)室后，要認(rèn)真聽(tīng)取教師講解，掌握試驗(yàn)課要點(diǎn)及有關(guān)內(nèi)容。3.試驗(yàn)時(shí)要嚴(yán)肅認(rèn)真、積極主動(dòng)，既要獨(dú)立思考，又要互相配合，嚴(yán)格按照試驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)的要求和規(guī)定完成試驗(yàn)。4.試驗(yàn)結(jié)束后，應(yīng)做好儀器設(shè)備的清理和清潔工作，經(jīng)指導(dǎo)教師或試驗(yàn)室人員檢查合格后，方能離開(kāi)試驗(yàn)室。5.試驗(yàn)報(bào)告書(shū)應(yīng)在指定時(shí)間內(nèi)交上，繪圖書(shū)寫(xiě)要清楚工整，不合要求需重做。試驗(yàn)一 顆粒大小分析試驗(yàn)（密度計(jì)法）一、試驗(yàn)?zāi)康念w粒大小分析試驗(yàn)的目的在于通過(guò)測(cè)定土

3、中各種顆粒占該土總重的百分?jǐn)?shù)的方法，了解土的顆粒大小分配情況，供土的分類(lèi)、判斷土的工程性質(zhì)及建材選料之用。顆粒大小分析有篩析法和密度計(jì)法等，本試驗(yàn)只做細(xì)顆粒（小于0.075毫米的土）的密度計(jì)法。二、試驗(yàn)原理密度計(jì)法是使一定顆粒分布重量的土樣在水內(nèi)充分分散，并加以攪拌制成均勻的懸液見(jiàn)圖1-1(a)，停止攪拌后，土顆粒在水中自由下沉。圖1-1 土粒下沉情況示意圖按照司篤克(Stokers)定律，粒徑愈大的顆粒下沉愈快，粒徑愈小的下沉愈慢，見(jiàn)圖1-1(b)。此時(shí)，除最靠近筒底部外，從上到下懸液密度逐漸增加，不同時(shí)間放密度計(jì)于量筒中即可測(cè)讀懸液某深度處的密度，直到懸液接近澄清為止。根據(jù)密度計(jì)的讀數(shù)，用

4、量得L深度處懸液比重與原來(lái)懸液的比重相比較，就可以計(jì)算出小于某粒徑的顆粒在全部顆粒中所占的重量百分比數(shù)。同時(shí)在不同時(shí)間內(nèi)量測(cè)L深處（L為一變數(shù)）的密度，即可找出不同粒徑的數(shù)量，以繪出顆粒大小分配曲線。密度計(jì)在試驗(yàn)中的作用，一是量測(cè)懸液的密度，二是量測(cè)土粒沉降的距離。不難看出，用密度計(jì)法分析顆粒徑大小的分布是根據(jù)下述三個(gè)假定進(jìn)行的。1.試驗(yàn)開(kāi)始時(shí)土的顆粒大小均勻地分布于水中；2.運(yùn)用了司篤克(Stokes)定律；（見(jiàn)附錄一）3.所用的量筒直徑要比密度計(jì)的直徑大很多三、試驗(yàn)儀器及設(shè)備圖1-2 密度計(jì)1.密度計(jì)1個(gè)如圖1-2密度計(jì)有兩種，即甲種密度計(jì)和乙種密度計(jì)，甲種密度計(jì)的刻度單位以攝氏20時(shí)每1

5、000ml懸液內(nèi)所含干比重的克數(shù)表示。從060，最小刻度單位為1.0。乙種密度計(jì)刻度單位以攝氏20時(shí)懸液的比重表示，自0.9951.050，最小刻度單位為0.001，本試驗(yàn)采用乙種密度計(jì)。2.量筒兩個(gè)容積1000ml，高約45cm，直徑約6cm。3.溫度計(jì)一個(gè)刻度050，最小刻度單位為0.54.攪拌器一個(gè)輪徑50mm，孔徑約3mm。5.其他：細(xì)篩、烘箱、碾土器、電熱器、三角燒瓶、冷凝管、六偏磷酸鈉、天平（感量0.01g）、蒸餾水等。該部分儀器主要供試驗(yàn)室制備懸液準(zhǔn)備工作用。四、試驗(yàn)方法及步驟1.制備土樣試驗(yàn)應(yīng)采用天然含水率的土樣進(jìn)行，若土樣在分析前無(wú)法保持其天然水率時(shí)，允許用風(fēng)干或烘干土樣，風(fēng)

6、干（或烘干）土樣制備如下：取代表性的土樣100300g，用碾土器研散，將研散后的土過(guò)2mm細(xì)篩，再將篩上的土粒研散再過(guò)篩，直至篩上僅留下大于2mm的顆粒為止，將篩下的土樣放入烘箱，烘至恒重。2.制備懸液將烘至恒重的土樣拌和均勻，稱(chēng)取30g，準(zhǔn)確至0.01g，裝入三角燒瓶中（裝瓶時(shí)切勿使土粒散失），在三角燒瓶中注入約200ml蒸餾水，浸泡時(shí)間不少于18小時(shí)（對(duì)于砂性較大，易于分散的土，可適當(dāng)減少浸泡時(shí)間）。然后將瓶稍加搖晃，放在電熱器上，用連接冷凝管下端的橡皮塞塞緊瓶口，進(jìn)行煮沸，煮沸時(shí)間從水沸騰開(kāi)始，粘土和不易分散的土，一般1小時(shí)左右，其他土可酌量減少，但不得少于半小時(shí)，待懸液冷卻后，將其倒入

7、標(biāo)明號(hào)碼的量筒內(nèi)，并將燒瓶中剩留的懸液，分次用少量蒸餾水完全洗凈倒入量筒內(nèi)，4%的濃度的六偏磷酸鈉約10ml倒入量筒溶液中，注水入量筒，使筒內(nèi)懸液恰達(dá)1000ml。以上土樣懸液制備由試驗(yàn)室完成，同學(xué)不做。3.攪拌與量測(cè)將攪拌器置于盛懸液的量筒中，沿整個(gè)懸液深度上下攪拌約一分鐘，往復(fù)約30次，使懸液內(nèi)土粒均勻分布（注意攪拌時(shí)勿使懸液濺出筒外）。取出攪拌器，同時(shí)立即開(kāi)動(dòng)秒表，將密度計(jì)小心地放入懸液中，直到手上感覺(jué)不出密度計(jì)重量時(shí)，再輕輕松手，測(cè)記開(kāi)動(dòng)秒表后1、5、30、120和1440分鐘的密度計(jì)讀數(shù)。每次讀數(shù)均在預(yù)定時(shí)間前1020秒鐘將密度計(jì)放入懸液中，測(cè)記讀數(shù)后取出。取出密度計(jì)后，立刻測(cè)記懸液

8、溫度，準(zhǔn)確至0.5。注意一密度計(jì)讀數(shù)均以彎液面上緣為準(zhǔn)，（甲種密度計(jì)應(yīng)準(zhǔn)確至1，估讀至0.1，乙種密度計(jì)要準(zhǔn)確至0.001，估讀至0.0001）。注意二取出或放入密度計(jì)時(shí)，應(yīng)盡量減少懸液的擾動(dòng)，每次取出后應(yīng)將密度計(jì)放于盛清水的量筒中，不得放在桌面上，以防滾落；不得橫持密度計(jì)，以防折斷。五、計(jì)算與制圖1.計(jì)算小于某粒徑的土重百分?jǐn)?shù)：（乙種密度計(jì)）式中：V懸液總體積（=1000ml）；WS分析用1000毫升懸液中的干土總質(zhì)量，g；C¢s比重校正系數(shù)；rw2020時(shí)水的密度，0.998232g/cm3,同學(xué)可取1.0g/cm3；rs土粒密度，g/cm3；m¢溫度校正值；n

9、2;刻度及彎液面校正值；R¢乙種密度計(jì)讀數(shù)；C¢D分散劑校正值。m¢、n¢、CD取值見(jiàn)附錄。2.按司篤克公式計(jì)算顆粒直徑，d(mm)式中：rwo4時(shí)水的密度，g/cm3；h水的動(dòng)力粘滯系數(shù)，KPa×s´10-6；L某一時(shí)間t內(nèi)的土粒有效沉降距離，cm(可查試驗(yàn)室給出的圖表)Gs土粒比重；GwT溫度為T(mén)時(shí)水的比重；t沉降時(shí)間，secg重力加速度，（981cm/s2）為了簡(jiǎn)化計(jì)算，可用司篤克公式列線圖，求得粒徑d值。3.用小于某粒徑的土粒重百分?jǐn)?shù)X（%）為縱坐標(biāo)，顆粒直徑d（mm）的對(duì)數(shù)值為橫坐標(biāo)，繪制顆粒大小級(jí)配曲線（見(jiàn)試驗(yàn)報(bào)告）。附錄

10、一、司篤克(Stokes)定律及懸液中等于或小于某粒徑d的土粒重量百分?jǐn)?shù)的計(jì)算1.司篤克定律一八四五年司篤克研究得出在無(wú)限伸展的靜止的液體介質(zhì)中，一剛性表面光滑球體下沉，其所受的力只有重力及水的粘滯力，若液體的抵抗力等于某重力時(shí)，球體則以等速下降。球體的重力 流體對(duì)球體的浮力 球體重力減去液體的浮力為球體在液體中下降的力量。設(shè)此力量為F2，則球體在液體中下降時(shí)，由于液體粘性，因此必然發(fā)生摩擦，設(shè)球體上所受摩擦力為Rf，則 式中f為阻力系數(shù)，與Re雷諾數(shù)（球體）有關(guān)，司篤克的研究認(rèn)為：故 Rf=3pdhV當(dāng)球體開(kāi)始沉降時(shí)v甚小，故Rf亦甚小，但由于重力加速度作用，僅在數(shù)秒鐘內(nèi)，V迅速增大，即可使

11、Rf值增大至與F2相等。則當(dāng)Rf=F2時(shí)，球體受力平衡，于是等速下降。因此式中d球體直徑，cmrs球體密度，g/cm3rw液體密度，g/cm3h液體動(dòng)力粘滯系數(shù)，KPa×s´10-6；V球體下降速度；g/secg重力加速度(=981)，cm/sec2由于 故2.懸液中等于及小于某粒徑d的土粒質(zhì)量占土?？傎|(zhì)量的百分?jǐn)?shù)的計(jì)算：設(shè) Ws懸液中土粒的總質(zhì)量，g；V懸液的總體積，cm3Gs土粒比重；rw2020時(shí)水的密度，g/cm3則試驗(yàn)開(kāi)始時(shí)在單位體積的懸液里：土粒質(zhì)量=土粒體積=水的質(zhì)量=故試驗(yàn)開(kāi)始時(shí)單位體積內(nèi)的懸液密度為 經(jīng)過(guò)t秒后，在深度L厘米以上的懸液中粒徑大于d的顆粒已消

12、失沉下，因?yàn)槌寥胪翗优c通過(guò)L面單位體積內(nèi)土粒數(shù)量相等，所以直徑小于dmm的顆粒分布情況和試驗(yàn)開(kāi)始時(shí)一樣，故此時(shí)單位體積內(nèi)小于土粒直徑d的土粒質(zhì)量Wst與總土質(zhì)量Ws 之比為：即單位體積內(nèi)小于直徑d的土粒質(zhì)量為。故經(jīng)過(guò)時(shí)間t后在深度L處單位體積內(nèi)：土粒的體積=水的體積=水的質(zhì)量=懸液的密度故在任何時(shí)間t、任何深度L處1000mm懸液內(nèi)所含土重克數(shù)，或懸液的密度(rst)t經(jīng)測(cè)定后，即可算得小于某粒徑d的土重百分?jǐn)?shù)：附錄二 密度計(jì)校正1.刻度及彎液面校正值（n）密度計(jì)制造時(shí)，刻度往往不易準(zhǔn)確，因此使用前必須經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)及校正，同時(shí)試驗(yàn)時(shí)密度計(jì)讀數(shù)均以彎液面頂為準(zhǔn)，而刻度以彎液面底為準(zhǔn)，故得進(jìn)行校正，校

13、正方法是：(a)用蒸餾水配制不同濃度的硫酸溶液，并用比重瓶得其比重，用以校正相應(yīng)的密度計(jì)刻度。(b)彎液面校正方法是將密度計(jì)放于清水中，測(cè)讀彎液面上下緣讀數(shù)，讀數(shù)之差即為彎液面校正值。彎液面校正見(jiàn)圖1-3。2.溫度校正值m¢圖1-3 彎液面校正圖密度計(jì)刻度是20時(shí)刻制的（令rw20的刻度為1.0000），若試驗(yàn)時(shí)懸液溫度不等于20，則懸液的密度及密度計(jì)浮泡的體積都有變化，故必須校正，校正值見(jiàn)下表。懸液溫度溫度校正值懸液溫度溫度校正值懸液溫度溫度校正值10.0-0.001217.0-0.000524.0+0.000811.0-0.001218.0-0.000325.0+0.001012

14、.0-0.001119.0-0.000226.0+0.001313.0-0.001020.0-0.000027.0+0.001514.0-0.000921.0+0.000228.0+0.001815.0-0.000822.0+0.000429.0+0.002116.0-0.000623.0+0.000630.0+0.00233.分散劑校正值CD¢注蒸餾水入量筒，然后加分散劑，品種和用量與試驗(yàn)時(shí)相同，使量筒溶液達(dá)1000毫升，用攪拌器在量筒內(nèi)沿整個(gè)深度上下攪拌均勻，恒溫至20，然后將密度計(jì)放入溶液中，測(cè)記密度計(jì)讀數(shù)。此時(shí)密度計(jì)的讀數(shù)與在20時(shí)蒸餾水中讀數(shù)之差，即為分散劑校正值。 式中：

15、 加入分散劑溶液乙種密度計(jì)讀數(shù) 乙種密度計(jì)20/20的準(zhǔn)確讀數(shù)（20/20代表密度計(jì)是在20時(shí)刻制的，同時(shí)也采用20時(shí)水的密度作為懸液比重的標(biāo)準(zhǔn)）即 為密度計(jì)在20蒸餾水中的讀數(shù)。4土粒沉降距離校正測(cè)定密度計(jì)浮泡體積Vb,倒適量清水于量筒內(nèi)，測(cè)記水面讀數(shù)，將密度計(jì)放入筒內(nèi)，使水面達(dá)密度計(jì)最下刻度，再測(cè)記水面讀數(shù)，二者之差即為密度計(jì)浮泡體積Vb。如圖1-4。圖1-4 土粒有效沉降距離校正圖測(cè)定量筒斷面面積，量出刻度100ml至1000ml間的距離L。則則 按下式計(jì)算土粒有效沉降距離。式中：L土粒有效沉降距離，cm； Vb浮泡體積，cm3； L¢密度計(jì)讀數(shù)；5.土粒比重校正Cs密度計(jì)刻度

16、系假定懸液內(nèi)土粒比重為2.65。六、思考題1.簡(jiǎn)要回答密度計(jì)法分析土的組成的基本原理。2.用密度計(jì)法分析土的顆粒組成時(shí)，把懸液攪拌均勻后隔不同的時(shí)間ti測(cè)讀密度計(jì)讀數(shù)，問(wèn)每次測(cè)得的Li是常量還是變量？為什么？3.用密度計(jì)法做顆分試驗(yàn)可能產(chǎn)生誤差與錯(cuò)誤的因素很多，大致可分為兩大類(lèi)：a.由于密度計(jì)法的理論假設(shè)，所用的儀器設(shè)備，規(guī)定的試驗(yàn)步驟不完善所帶來(lái)的，因此在每次試驗(yàn)中都會(huì)出現(xiàn)，主要有：土粒開(kāi)始沉落的片刻是加速度運(yùn)動(dòng)，但密度計(jì)法卻假設(shè)一開(kāi)始就是等速下沉。土粒并非球形，細(xì)顆粒常為扁狀、鱗片或針狀，用司篤克公式算出的d值只是與土顆粒水力性質(zhì)相同（下沉速度相同）的小球體的直徑。代入司篤克公式的rs是加

17、權(quán)平均值，同一土中粗細(xì)顆粒的礦物組成不同，其rs也不同，所以沉落速度不但是粒徑的函數(shù)，也是rs的函數(shù)。無(wú)數(shù)顆粒同時(shí)下沉，相互干擾，且受容器壁的影響。密度計(jì)氣泡體積很大，放入懸液中影響顆粒下沉。密度計(jì)讀數(shù)是浮泡所排出的懸液的平均密度，用它來(lái)代表浮泡中心處懸液的密度有誤差。b.試驗(yàn)操作過(guò)程中所形成的，例如：土樣的稱(chēng)量不準(zhǔn)確，或試驗(yàn)過(guò)程中有損失。未按規(guī)定要求加分散劑煮沸，顆粒未能充分分散。攪拌不充分，懸液不均勻；密度計(jì)讀數(shù)、溫度、時(shí)間有錯(cuò)誤等。以上各條完全領(lǐng)會(huì)理解了畫(huà)號(hào)，尚未領(lǐng)會(huì)理解的畫(huà)´號(hào)，本次試驗(yàn)中出現(xiàn)的畫(huà)號(hào)。試驗(yàn)二 液限、塑限試驗(yàn)液限（平衡錐法）塑限（搓條法）試驗(yàn)一、試驗(yàn)?zāi)康臏y(cè)定粘性

18、土的液限、塑限含水率，進(jìn)而計(jì)算其塑性指數(shù)及液性指數(shù)，用以進(jìn)行土的分類(lèi)、確定粘性土所處的狀態(tài)，估計(jì)地基承載力。二、試驗(yàn)原理粘性土在含水率不同時(shí)可呈固態(tài)、半固態(tài)、可塑狀態(tài)和流動(dòng)狀態(tài)。這是由于顆粒和顆粒之間存在電分子引力，含水率不同，土中水對(duì)土性質(zhì)的影響也不同。當(dāng)土粒間距離較遠(yuǎn)，中間為自由水隔開(kāi)時(shí)，土就處于流動(dòng)狀態(tài)。當(dāng)水分減少到多數(shù)土粒為弱結(jié)合水隔開(kāi)時(shí)，土粒在外力作用下可相互滑動(dòng)而不產(chǎn)生顆粒間聯(lián)系的破壞，這時(shí)土處于可塑狀態(tài)。當(dāng)弱結(jié)合水含量減少，粘滯性增大，土就向半固態(tài)轉(zhuǎn)化。當(dāng)土中主要含強(qiáng)結(jié)合水，處于固體狀態(tài)。土由流動(dòng)狀態(tài)變成可塑狀態(tài)的界限含水率稱(chēng)為液限。用WL表示，由可塑狀態(tài)變?yōu)榘牍腆w狀態(tài)的界限含水

19、率稱(chēng)為塑限，用wP表示。液限與塑限之差稱(chēng)塑性指數(shù)。根據(jù)液限、塑限及天然含水率就可求出液性指數(shù)。三、試驗(yàn)儀器及設(shè)備1.錐式液限儀，如圖2-1所示。圖2-1 錐式液限儀1 錐身 2 手柄 3 平衡裝置 4 試杯 5 底座主要由三部分組成（1）平衡錐錐身由不銹鋼制成，頂角30°，高2.5cm，距錐尖10mm處刻有環(huán)狀刻線，錐上有手柄，兩側(cè)有平衡球，平衡錐共重76g；(2)試杯(3)底座2.調(diào)土碗、調(diào)土刀、鋁盒、凡士林3.毛玻璃板一塊，3mm直徑鐵棒一根，（對(duì)比搓條直徑用）4.天平、吹風(fēng)機(jī)、烘箱四、試驗(yàn)方法及步驟液限用園錐式液限儀測(cè)定法，塑限用搓條法。1.液限試驗(yàn)(1)選取天然含水率的土約1

20、80g加蒸餾水調(diào)成均勻濃糊狀(2)將制備好的土樣再用調(diào)土刀徹底調(diào)拌均勻，分層裝入試杯中，裝時(shí)注意邊裝邊壓，勿使試杯中存在空隙或氣泡，待完全裝滿(mǎn)后，用調(diào)土刀將多余的土刮去使與杯口齊平，刮余土?xí)r不得用調(diào)土刀在土面上反復(fù)涂抹，以免影響試驗(yàn)結(jié)果。(3)錐尖涂抹一薄層凡士林，提住錐體上端手柄，放在試樣表面中心，至錐尖與土樣表面接觸時(shí)，輕輕放手，使錐體在自重作用下沉入土中，經(jīng)15秒，觀察錐體下沉深度。(4)當(dāng)沉入深度小于或大于錐體刻度時(shí)，均需把試杯中的土樣取出，去掉沾有凡士林的部分，放入調(diào)土碗中加水繼續(xù)攪拌（含水率小時(shí)），或不加水?dāng)嚢瑁顾舭l(fā)（含水率大時(shí)）。重復(fù)以上試驗(yàn)步驟，當(dāng)錐體下沉深度恰為10mm（

21、經(jīng)15秒）取出平衡錐，去掉沾有凡士林的土，從錐孔周?chē)〕黾s1015g土樣，測(cè)定其含水率（準(zhǔn)確至0.01g）即為液限，不同粘性土錐體刻度線下沉標(biāo)準(zhǔn)如圖2-2。圖2-2 錐式液限儀沉入土體中的幾種情況(5)按上述步驟做平行試驗(yàn)兩次，結(jié)果的平均值為所求的液限含水率，但平行誤差不得超過(guò)2%。2.塑限試驗(yàn)(1)選取做液限試驗(yàn)的土樣約30g，用手搓捏至不沾手為止。(2)取大約1cm3的土樣，捏成橢園形后，用手掌在毛玻璃板上滾搓成土條。當(dāng)土條直徑達(dá)3mm，不產(chǎn)生中空現(xiàn)象，并在數(shù)處產(chǎn)生裂縫及斷裂時(shí)為合格，此時(shí)取合格的土條35g，測(cè)定其含水率，即為塑限。(3)做二次平行測(cè)定，取算術(shù)平均值為塑限，精確至0.1%，

22、平行試驗(yàn)的誤差高液限的粘質(zhì)土及粉質(zhì)土（CH、CI、MH）不得大于2%，低液限粉質(zhì)土（OL、MI、ML）不得大于1%。(4)搓條過(guò)程中應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：(a)在滾搓土條過(guò)程中必須以手掌施加微小而均勻壓力于土條上，不得將土條在玻璃板上進(jìn)行無(wú)壓力的滾動(dòng)，土條長(zhǎng)度不宜大于手掌寬度。(b)當(dāng)土條搓到3mm時(shí)未發(fā)生裂縫或斷裂，說(shuō)明土樣含水率大于塑限，需用吹風(fēng)機(jī)吹一下土樣使水分略有蒸發(fā)，重新捏搓。若土條未到3mm時(shí)已經(jīng)斷開(kāi)，說(shuō)明土樣含水率低于塑限，應(yīng)棄去，重新取土試驗(yàn)。搓后土條如圖2-3。圖2-3五、計(jì)算1.按下式計(jì)算液限或塑限 式中： wL液限，% wp塑限； W濕土質(zhì)量，g Ws干土質(zhì)量，g2.按下式計(jì)算

23、塑性指數(shù) 3.按下式計(jì)算液性指數(shù)。 式中：IL液性指數(shù) w天然含水率(B)液限、塑限聯(lián)合試驗(yàn)一、試驗(yàn)?zāi)康臏y(cè)定粘性土的液限和塑限二、試驗(yàn)原理通過(guò)光電式液、塑限聯(lián)合測(cè)定儀測(cè)定液限和塑限，基本原理同平衡錐法和搓條法，唯試驗(yàn)儀器不同，方法不同，（塑限不經(jīng)搓條）三、儀器設(shè)備1.光電式液塑限聯(lián)合測(cè)定儀，如圖2-4。2.其他：同液限試驗(yàn)四、試驗(yàn)方法步驟1.按前述液限試驗(yàn)制備土樣的要求，取300g代表性土樣，分放在三個(gè)調(diào)土皿中，加蒸餾水調(diào)制成三種不同含水率的土膏，并靜置浸潤(rùn)。三種不同含水率的加水要求是：一種含水率接近塑限，一種含水率接近液限；另一種含水率介于二者之間，力求使三個(gè)土樣的園錐入土深度在310mm范

24、圍內(nèi)。圖2-4 光電式液、塑限聯(lián)合試驗(yàn)儀示意圖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(kāi)關(guān) 13水準(zhǔn)器 14線路板2.將土膏用調(diào)土刀攪拌均勻，密實(shí)地填入試杯，刮去高出試杯口的余土，用刮土刀刮平，隨即將試杯放在升降底座上。3.取園錐儀，在錐體上抹以薄層凡士林（或潤(rùn)滑油），接通電源，使電磁鐵吸穩(wěn)園錐儀。4.轉(zhuǎn)動(dòng)升降座，待試杯上升至土面剛好與園錐儀錐尖相接觸。調(diào)節(jié)屏幕準(zhǔn)線，使初始讀數(shù)為零位刻線，關(guān)斷電流，使電磁鐵失磁，園錐儀在自重下沉入土內(nèi)，約經(jīng)15秒測(cè)讀園錐入土深度。然后取出試樣，測(cè)定其含水率。5.重復(fù)上述步驟，測(cè)

25、試另兩種含水率土膏的園錐入土深度及含水率。6.將三種含水率與相應(yīng)園錐入土深度數(shù)據(jù)，繪于雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)紙上，三點(diǎn)接近一直線，如圖2-5中A線。如果三點(diǎn)不在一直線上，通過(guò)高含水率的一點(diǎn)與其余兩點(diǎn)連一根直線，在園錐入土深度為2mm處查得相應(yīng)的兩個(gè)含水率。如果兩個(gè)含水率的差值不超過(guò)2%，用該兩含水率的平均值的點(diǎn)與高含水率的測(cè)點(diǎn)作一直線如圖2-5 B線。若含水率差值超過(guò)2%，則應(yīng)補(bǔ)點(diǎn)。圖2-5 圓錐下沉深度與含水率關(guān)系曲線五、計(jì)算按下式計(jì)算含水率式中：w圓錐入土任意深度下試樣的含水率，%W濕土質(zhì)量，gWs干土質(zhì)量，g計(jì)算至0.1%。六、確定塑限、液限在得到的圓錐入土深度與含水率的關(guān)系直線上（雙對(duì)數(shù)座標(biāo)），查

26、得圓錐入土深度為10mm時(shí)的相應(yīng)含水率即為液限，而入土深度為2mm時(shí)的相應(yīng)含水率則為塑限。思考題1.土中水分哪幾類(lèi)，怎樣影響土的性質(zhì)，試用含水率變化、水與土顆粒相互作用說(shuō)明之。2.塑限試驗(yàn)過(guò)程中，如果施加的滾搓力不夠均勻，土條常會(huì)出現(xiàn)空心現(xiàn)象，試分析此現(xiàn)象的成因及不良影響。3.下表是三種土進(jìn)行顆分與液限、塑限試驗(yàn)的結(jié)果，試根據(jù)表中數(shù)據(jù)繪制粘粒含量與液限、塑限關(guān)系曲線，并在兩條曲線上根據(jù)塑性指數(shù)的大小對(duì)土進(jìn)行分類(lèi)。土樣編號(hào)粘粒含量<0.005mm液限（%）塑限（%）I304520II203015III10158試驗(yàn)三 擊實(shí)試驗(yàn)一、試驗(yàn)?zāi)康挠脫魧?shí)儀在一定擊實(shí)次數(shù)下對(duì)土進(jìn)行擊實(shí)，測(cè)定土的含水率

27、與密度的關(guān)系，從而確定該土的最優(yōu)含水率與相應(yīng)的最大干密度，借以了解土的壓實(shí)性質(zhì)。二、試驗(yàn)原理圖3-1 南實(shí)處型擊實(shí)儀1擊實(shí)筒 2護(hù)筒 3導(dǎo)筒4擊錘 5底板土的擊實(shí)程度與含水率，擊實(shí)功能以及擊實(shí)方法有著密切關(guān)系。當(dāng)擊實(shí)功能與擊實(shí)方法一定時(shí)，則土的干密度隨含水率而增加，當(dāng)干密度達(dá)到某一種最大值后，含水率的繼續(xù)增加反而使干密度減小。此最大值稱(chēng)最大干密度，其相應(yīng)的含水率稱(chēng)為最優(yōu)含水率。這是因?yàn)榧?xì)粒土在低含水率時(shí)，顆粒表面水膜薄，摩阻力大，不易壓實(shí)，隨著含水率逐漸增大，顆粒表面水膜逐漸變厚，水膜潤(rùn)滑作用也逐漸增大，因而表面摩阻力相應(yīng)減小，在外力作用下，較易壓實(shí)，但當(dāng)含水率超過(guò)某一值（最優(yōu)含水率）后，土顆

28、粒間孔隙內(nèi)的自由水逐漸增多（擊實(shí)功能被自由水吸收也愈多），同時(shí)孔隙體積也變大，土粒相對(duì)減少，故干密度相應(yīng)降低。三、試驗(yàn)儀器設(shè)備1.南實(shí)處型擊實(shí)儀，見(jiàn)圖3-1錘重2.5kg 高度15cm錘底直徑5.0cm 體積1000cm3落高46cm擊實(shí)筒直徑92.15cm每擊功能0.345kg-cm/cm2單位沖量0.039kg-s/cm22.天平：稱(chēng)重200g，感量0.01g3.臺(tái)稱(chēng)：稱(chēng)量10kg，感量5g4.篩：孔徑5mm5.其他：噴水設(shè)備，碾土器，推土器，修土刀，鋁盒及毛刷等。四、試驗(yàn)方法及步驟1.制備土樣：將具有代表性的風(fēng)干土樣或在低于60溫度下烘干的土樣放在橡皮板上用土碾碾散，過(guò)5mm篩拌勻后取1

29、520kg備用。測(cè)定土樣風(fēng)干含水率，按土的塑限估計(jì)其最優(yōu)含水率，擬定至少5個(gè)不同含水率，并使各含水率依次相差約2%，其中有兩個(gè)大于兩個(gè)小于最優(yōu)含水率，試樣所需加水量可按下式計(jì)算。式中：Ww所需的加水量，g Ww0含水率w0時(shí)土樣的質(zhì)量，g w0 土樣的風(fēng)干含水率，%w 要求達(dá)到的含水率，%按預(yù)定含水率分別制備試樣，每次取土2.5kg，平鋪于一不吸水的平板上，用噴水設(shè)備往土樣上均勻噴灑預(yù)定的水量并充分拌和，然后裝入土盆內(nèi)備用。以上步驟由試驗(yàn)室預(yù)先做好，同學(xué)不做。2.裝土擊實(shí)將擊實(shí)筒放在堅(jiān)實(shí)地面上，筒內(nèi)壁涂一層油，取制備好的試樣600-800g(其量應(yīng)使擊實(shí)后試樣略大于筒高的1/3)倒入筒內(nèi)，整平

30、其表面，然后按25擊（或15擊）擊數(shù)進(jìn)行擊實(shí)。擊實(shí)時(shí)，落錘應(yīng)自由垂直落下，落高為46cm。第一層擊實(shí)后，安裝套環(huán)，把土面刨成毛面，重復(fù)上述步驟進(jìn)行第二、第三層擊實(shí)，擊實(shí)后超出擊實(shí)筒的余土高度不得大于6mm。3.測(cè)定密度和含水率取下套環(huán)，注意勿將筒內(nèi)試樣帶出，齊筒頂細(xì)心削平試樣，拆除底板，試樣底面若有孔洞，則需補(bǔ)填，然后擦凈筒的外壁，稱(chēng)其質(zhì)量準(zhǔn)確至1g，已知擊實(shí)筒的體積及筒壁質(zhì)量，即可測(cè)得密度。從試樣中心處取出兩塊，各約15-30g的土，測(cè)定其含水率計(jì)算至0.1%。按（二）（三）步驟進(jìn)行其它不同含水率試樣的擊實(shí)試驗(yàn)，其平行誤差不得超過(guò)1%。五、計(jì)算與繪圖1.按下式計(jì)算出擊實(shí)后各點(diǎn)的密度式中：rd

31、干密度，g/cm3；r密度，g/cm3；w含水率；2.以干密度為縱坐標(biāo)，含水率為橫坐標(biāo)，繪制干密度與含水率的關(guān)系曲線，曲線上峰值的縱、橫坐標(biāo)分別表示土的最大干密度和最優(yōu)含水率，如圖3-2，如果曲線不能給出準(zhǔn)確峰值點(diǎn)，應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)點(diǎn)。3.按下式計(jì)算飽和含水率 式中：wsat飽和含水率 rw溫度4時(shí)水的密度，取1g/cm3 Gs土粒比重；計(jì)算數(shù)個(gè)干密度下土的飽和含水率w，以干密度為縱坐標(biāo)，含水率為橫坐標(biāo)，繪制飽和曲線如圖3-2。圖3-2 rd-w關(guān)系曲線六、思考題1.為什么繪制擊實(shí)曲線時(shí)需附帶繪制飽和曲線？2.為什么用干密度表示土的壓實(shí)狀況，而不用天然密度？3.施工要求達(dá)到干密度小于試驗(yàn)確定的最大干密

32、度時(shí)，最優(yōu)含水率如何選??？4.壓實(shí)粘性土?xí)r，為什么要求控制含水率？什么是粘性土的最優(yōu)含水率，哪些因素對(duì)它有重要影響？試驗(yàn)四 滲透試驗(yàn)一、試驗(yàn)?zāi)康牧私馑谕林袧B流的機(jī)理和特性，并測(cè)定土的滲透系數(shù)。二、試驗(yàn)原理土的滲透性，是土具有水流通過(guò)土孔隙的能力，土的孔隙大小和其通道的形狀決定著滲透系數(shù)大小，水通過(guò)土體發(fā)生流動(dòng)其流動(dòng)規(guī)律大多數(shù)情況下符合達(dá)西定律，即u=ki，因此知道了兩測(cè)壓管的水頭差、滲徑、試樣斷面積、時(shí)間和流量，就可求滲透系數(shù)k，利用k可判斷土的滲透性。三、試驗(yàn)儀器和設(shè)備1.南55型滲透儀，如圖4-1。圖4-1 滲透容器圖1套筒 2上蓋 3下蓋 4進(jìn)水管 5出水管6排氣管 7橡皮圈 8螺栓

33、9 環(huán)刀 10 透水石2.水頭裝置本試驗(yàn)采用變水頭裝置，如圖4-2。圖4-2 變水頭滲透裝置1滲透容器 2進(jìn)水管夾 3變水頭管 4供水瓶5接水源管；6排氣水管；7出水管3.其他：切土器，100ml量筒，秒表、溫度計(jì)、削土刀、鋼絲鋸、凡士林等。四、試驗(yàn)方法與步驟用環(huán)刀切取試樣，根據(jù)要求可為原狀試樣或擊實(shí)試樣，并進(jìn)行充水飽和。（切土?xí)r，應(yīng)盡量避免結(jié)構(gòu)擾動(dòng)，并嚴(yán)禁用修土刀反復(fù)涂抹試樣表面，以免試樣表面由于擾動(dòng)而影響試驗(yàn)結(jié)果）。將容器套筒內(nèi)壁涂一薄層凡士林小心刮凈，裝好帶有透水石和墊圈的上下蓋，并用螺絲擰緊，避免漏氣漏水。把裝好試樣容器的進(jìn)水口與水頭裝置連接，擰緊水頭系統(tǒng)的止水夾，再使供水瓶裝滿(mǎn)水，直

34、至供水瓶的排氣孔有水溢出時(shí)為止。把容器側(cè)立，排氣孔向上，并打開(kāi)排氣管管夾，然后打開(kāi)止水夾及進(jìn)水口管夾，排除容器底部的空氣，直至水中無(wú)夾帶氣泡溢出為止，關(guān)閉排氣管管夾，平放好容器。當(dāng)容器上蓋出水管有水流出時(shí)，開(kāi)始測(cè)定。開(kāi)動(dòng)秒表，同時(shí)測(cè)記起始水頭h1，經(jīng)過(guò)時(shí)間t后，再記終止水頭h2（每次測(cè)記的水頭差應(yīng)大于10cm）。如此，連續(xù)測(cè)記23次后，再使水頭管水位回升至需要高度，再連續(xù)測(cè)記數(shù)次，前后需六次以上，試驗(yàn)終止，同時(shí)測(cè)記試驗(yàn)開(kāi)始時(shí)與終止時(shí)的水溫。五、計(jì)算1.按下式計(jì)算T時(shí)的滲透系數(shù)式中：a變水頭測(cè)壓管截面積，cm2 L滲徑，等于試樣高度，cm h1開(kāi)始時(shí)水頭，cm h2終止時(shí)水頭，cm A試樣斷面積

35、 cm2按下式計(jì)算20的滲透系數(shù)式中：hTT時(shí)水的動(dòng)力粘滯系數(shù)g-sec/cm2h2020時(shí)水的動(dòng)力粘滯系數(shù)，g-sec/cm22.在測(cè)得的結(jié)果中取3-4個(gè)允許誤差范圍內(nèi)數(shù)值。連續(xù)測(cè)定6次后，取同次方的A值（k=A´10-n時(shí)）最大與最小的差不大于2.0的四個(gè)以上的數(shù)值，求其平均值，作為該孔隙比的平均滲透系數(shù)。六、思考題1.何謂滲透定律？它對(duì)各種土的適用條件為何？2.影響土的滲透性的因素有哪些？附1 常水頭滲透試驗(yàn)1.適用范圍：適用于粗粒土。2.儀器設(shè)備試驗(yàn)使用70型滲透儀，如圖4-3圖4-3 常水頭滲透裝置1金屬圓筒；2金屬孔板；3測(cè)壓孔；4測(cè)壓管；5溢水孔；6滲水孔7調(diào)節(jié)管；8滑

36、動(dòng)架；9供水管；10止水夾；11溫度計(jì)；12礫石層；13試樣；14量杯；15供水管3.試驗(yàn)方法：常水頭法4.試驗(yàn)步驟(1)量測(cè)濾網(wǎng)至筒頂?shù)母叨?，將調(diào)節(jié)管和供水管相連，從滲水孔和量筒充水至高出濾網(wǎng)頂面。(2)取具有代表性的風(fēng)干土樣3-4kg，測(cè)定其風(fēng)干含水率。將風(fēng)干土樣分層裝入圓筒中，每層2-3cm，根據(jù)要求的孔隙比，控制試樣厚度。樣裝完后從滲水孔向圓筒充水至頂面，最后一層試樣應(yīng)高出試樣應(yīng)高出測(cè)壓管34cm，并在試樣頂面鋪2cm礫石作為緩沖層，當(dāng)水面高出試樣頂面時(shí)，應(yīng)繼續(xù)充水至溢水孔有水溢出。(3)量試樣頂面至筒高度，計(jì)算試樣高度，稱(chēng)剩余土樣的質(zhì)量，計(jì)算試樣質(zhì)量。(4)檢查測(cè)壓管水位，當(dāng)測(cè)壓管與

37、溢水孔水位不平時(shí)，用吸球調(diào)整測(cè)壓管水位，直至兩者水位齊平。(5)將調(diào)節(jié)管提高至溢水孔以上，將供水管放入圓筒內(nèi)，開(kāi)止水夾，使水由頂部注入圓筒，降低調(diào)節(jié)管至試樣上部1/3高度處，形成高度差使水滲入試樣，經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)管流出。調(diào)節(jié)供水管止水夾，使進(jìn)入圓筒的水量略多于溢出的水量，使水孔始終有水溢出，保持圓筒內(nèi)水位不變，試樣處于常水頭下滲透。(6)當(dāng)測(cè)壓管水位穩(wěn)定后，測(cè)記水位。并計(jì)算各測(cè)壓管之間的水位差，按規(guī)定時(shí)間記錄滲出水量，接取滲出水量時(shí)，調(diào)節(jié)管口不得浸入水中，測(cè)量進(jìn)水和出水處的水溫。(7)降低調(diào)節(jié)管管口至試樣中部及下部1/3處，以改變水力坡降，按上述步驟重復(fù)進(jìn)行測(cè)定。當(dāng)不同水力坡降下測(cè)定的數(shù)據(jù)接近時(shí)，結(jié)

38、束試驗(yàn)。5.計(jì)算(1)水溫T時(shí)滲透系數(shù)kT按下式計(jì)算式中：kT水溫為T(mén)時(shí)試樣的滲透系數(shù)，cm/s；Q時(shí)間t秒內(nèi)的滲出水量，cm3；L兩側(cè)壓管中心間的距離，cm；A試樣的斷面積，cm2；H平均水位差，cm；t時(shí)間，s；(2)標(biāo)準(zhǔn)溫度下的滲透系數(shù)k20式中：k20標(biāo)準(zhǔn)溫度時(shí)試樣的滲透系數(shù)，cm/s；hTT時(shí)水的動(dòng)力粘滯系數(shù)，kPa·s；h2020時(shí)水的動(dòng)力粘滯系數(shù)，kPa·s。粘滯系數(shù)比hT/h20查下表：表1 水的動(dòng)力粘滯系數(shù)、粘滯系數(shù)比、溫度校正值溫度（）動(dòng)力粘滯系數(shù)hkPa·s(10-6)hT/h20溫度校正值Tp溫度（）動(dòng)力粘滯系數(shù)hkPa·s(10

39、-6)hT/h20溫度校正值Tp5.01.5161.5011.178.01.3871.3731.285.51.4981.4781.198.51.3671.3531.306.01.4701.4551.219.01.3471.3341.326.51.4491.4351.239.51.3281.3151.347.01.4281.4141.2510.01.3101.2971.367.51.4071.3931.2710.51.2921.2791.3811.01.2741.2611.4020.50.9980.9881.7811.51.2561.2431.4221.00.9680.9761.8012.01.

40、2391.2271.4421.50.9740.9641.8312.51.2231.2111.4622.00.9680.9581.8513.01.2061.1941.4822.50.9520.9431.8713.51.1881.1761.5023.00.9410.9321.8914.01.1751.1681.5224.00.9190.9101.9414.51.1601.1481.5425.00.8990.8901.9815.01.1441.13315.626.00.8790.8702.0315.51.1301.1191.5827.00.8590.8502.0716.01.1151.1041.60

41、28.00.8410.8332.1216.51.1011.0901.6229.00.8230.8152.1617.01.0881.0771.6430.00.8060.7982.2117.51.0741.0661.6631.00.7890.7812.2518.01.0611.0501.6832.00.7730.7652.3018.51.0481.0381.7033.00.7570.7502.3419.01.0351.0251.7234.00.7420.7352.3919.51.0221.0121.7435.00.7270.7202.4320.01.0101.0001.76試驗(yàn)五 固結(jié)試驗(yàn)一、試驗(yàn)

42、目的固結(jié)試驗(yàn)的目的在于繪制壓縮曲線，求得土的壓縮性指標(biāo)a、Es等，利用它們可進(jìn)行地基的變形等有關(guān)計(jì)算，以及判斷土的壓縮性。二、試驗(yàn)原理試樣裝在厚壁金屬容器內(nèi)，上下各放透水石一塊，然后在試樣上分級(jí)施加垂直壓力，如圖5-1（a）所示，測(cè)記加壓后不同時(shí)間的垂直變形，由壓縮前后土的體積變化，如圖5-1(b)可得：試樣裝在厚壁金屬容器內(nèi)，上下各放透水石一塊，然后在試樣上分級(jí)施加垂直壓力P，測(cè)記加壓后不同時(shí)間的垂直變形H，由壓縮前后土的體積變化，如圖可得： VV0VS0 H0VV1VS1H H1 土粒的壓縮?？珊雎圆挥?jì)，故VS0 =VS1 即壓縮前后固結(jié)顆粒的體積不變，代入上式得： 所以 圖5-1土粒的壓

43、縮?？珊雎圆挥?jì)，故Vs0=Vs1即壓縮前后固體顆粒的體積不變，代入上式得：若測(cè)得穩(wěn)定壓縮變形量H，則可由上式求得相應(yīng)的孔隙比e1，同樣，在P2、P3、P4作用下測(cè)得穩(wěn)定壓縮變形量，并求得相應(yīng)的e2、e3、e4等，這樣就可繪制e-P曲線，依此計(jì)算各指標(biāo)。三、試驗(yàn)設(shè)備及儀器1.壓縮（固結(jié)）儀，本試驗(yàn)采用杠桿加壓式（圖5-2）包括：（1）固結(jié)容器（2）加力及傳力設(shè)備：傳力杠桿、平衡錘、砝碼等；（3）切取試樣用的環(huán)刀，內(nèi)徑一般為8cm，面積為50cm2，高2cm。（4）測(cè)微計(jì)（精度1/100mm）圖5-2 壓縮儀示意圖1水槽 2護(hù)環(huán) 3環(huán)刀 4加壓上蓋 5透水石6 量表導(dǎo)桿 7量表架 8試樣（5）其他

44、：秒表、天平、烘箱、切土刀（或鋼絲鋸）、凡士林等。四、試驗(yàn)步驟1.整平土樣兩端，用環(huán)刀套切土樣，在切取土樣時(shí)應(yīng)注意下列幾點(diǎn)：(a)土層受壓方向應(yīng)與天然土層受壓方向一致。(b)環(huán)刀內(nèi)壁涂一薄層凡士林，以減少土樣與環(huán)刀壁的摩擦及土樣擾動(dòng)。(c)切土樣時(shí)，先將環(huán)刀刃向下壓入土樣少許，將土樣修成略大于環(huán)刀直徑的土樣，邊修邊壓，直至土樣突出環(huán)刀為止，然后修去上下兩端余土，刮平土樣表面。（注意不得來(lái)回涂抹）。在切削過(guò)程中，細(xì)心觀察土樣，進(jìn)行必要的描述。2.將環(huán)刀外壁擦凈，稱(chēng)環(huán)刀加土質(zhì)量準(zhǔn)確至0.1g，計(jì)算密度用。3.將金屬底板放入容器內(nèi)，在其上順序放上濕潤(rùn)而潔凈的透水石濾紙各一，將裝有土樣的環(huán)刀（刃口向下

45、）放在護(hù)環(huán)內(nèi)，將護(hù)環(huán)放入容器內(nèi)，再在試樣上放濾紙、透水石和傳壓蓋。4.將裝好的固結(jié)容器放在加壓設(shè)備正中，裝上測(cè)微表，并調(diào)節(jié)其可伸長(zhǎng)距離不小于8mm，然后檢查測(cè)微表是否靈敏和垂直。5.在砝碼盤(pán)上加初始荷重50g（土樣所受壓力1kPa），以便使儀器上下各部件之間接觸貼妥，然后轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)微表表盤(pán)，使指針對(duì)準(zhǔn)零點(diǎn)。6.加第一級(jí)荷重P1=50kPa，注意加砝碼要輕，避免發(fā)生沖擊。如系飽水試驗(yàn)，應(yīng)向固結(jié)容器內(nèi)注水，使土樣處在水下。7.在加荷的同時(shí)，開(kāi)動(dòng)秒表，記錄測(cè)微表讀數(shù)，測(cè)記時(shí)間一般為15²，1¢，2¢15²，4¢，6¢15²，9

46、2;，12¢15²，16¢（正規(guī)壓縮試驗(yàn)應(yīng)測(cè)到壓縮穩(wěn)定為止，穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)為每小時(shí)的壓縮量不超過(guò)0.005mm）。8.重復(fù)上述步驟繼續(xù)加荷P2=100kPa，P3=200kPa，P4=400kPa（正規(guī)壓縮試驗(yàn)的最終加荷量應(yīng)根據(jù)實(shí)際工程的需要而定）。9.在最后一級(jí)荷重下，除測(cè)記上述讀數(shù)外，還需測(cè)記加荷30¢讀數(shù)，然后拆除測(cè)微計(jì)，卸下砝碼從固結(jié)容器內(nèi)取出環(huán)刀與土樣，用濾紙吸去附在土樣表面及環(huán)刀外水份，稱(chēng)環(huán)刀加土質(zhì)量以求試驗(yàn)后的密度。10.將環(huán)刀中的土樣推出，從其內(nèi)部取兩試樣，測(cè)定試驗(yàn)后的含水率，用以計(jì)算壓縮的孔隙比。五、計(jì)算及繪圖1.計(jì)算（1）試驗(yàn)前土樣孔隙比e

47、0： 式中：環(huán)刀+濕土質(zhì)量，g =環(huán)刀質(zhì)量，gw試驗(yàn)前土樣的含水率，%V環(huán)刀容積，cm3Gs土粒比重。rd試樣干密度，g/cm3r試樣密度，g/cm3(2)試樣土骨架高度：式中：H試驗(yàn)前土樣高度，即環(huán)刀高度2cm。(3)各級(jí)荷載在加荷后的16¢及最后一級(jí)荷載30¢的土樣孔隙比e：H2各級(jí)荷載作用下儀器的變形。（試驗(yàn)室給出）H1各級(jí)荷載加荷后16¢與最后一級(jí)荷載加荷后30¢的測(cè)微計(jì)讀數(shù)(4)按下式計(jì)算壓縮系數(shù)，壓縮模量2.繪圖：(1)根據(jù)在不同荷載下，不同時(shí)間測(cè)微計(jì)的讀數(shù)（減去儀器變形）繪制土的變形H與時(shí)間t的關(guān)系曲線，見(jiàn)圖5-3。(2)根據(jù)各級(jí)荷載作用下

48、，經(jīng)過(guò)16¢分鐘的孔隙比繪出土的壓縮曲線即ep曲線，見(jiàn)圖5-4。圖5-3 圖5-43.校正：上述試驗(yàn)方法是教學(xué)用的快速壓縮試驗(yàn)，按正常方法進(jìn)行壓縮試驗(yàn)，每級(jí)荷載作用下一般需經(jīng)過(guò)24小時(shí)。但通過(guò)比較試驗(yàn)得知，厚度為2cm的試樣，在荷載作用下，一小時(shí)的固結(jié)度可達(dá)到0.9以上，因此土工試驗(yàn)規(guī)程中列有一小時(shí)快速壓縮試驗(yàn)法，即各級(jí)荷載作用下只讀到一小時(shí)僅在最后一級(jí)荷載下，除測(cè)記一小時(shí)的量表讀數(shù)外還應(yīng)測(cè)記24小時(shí)的量表讀數(shù)，然后對(duì)壓縮曲線進(jìn)行校正，可得與正常慢壓法近似的結(jié)果。而教學(xué)試驗(yàn)只采用的是16分鐘快速法，校正方法種類(lèi)很多，我們采用直線比例校正法。直線比例校正法假設(shè)：各級(jí)荷載Pn作用下，Pn

49、值與相應(yīng)一小時(shí)（或16¢）的 與相應(yīng)24小時(shí)（或30¢）的en的差值 之比 ，為一常數(shù)，見(jiàn)圖5-5。圖5-5(1)按下式求出校正后孔隙比e1，e2，e3P1: P2:已知：(2)繪圖(a)根據(jù)各級(jí)荷重下達(dá)穩(wěn)定時(shí)的孔隙比e，與其相應(yīng)的壓力繪出土的壓縮曲線，即e-P曲線，如圖5-4。六、思考題1.試分析壓縮儀中可能造成誤差的原因？2.土的壓縮系數(shù)a是常數(shù)還是變數(shù)？這個(gè)指標(biāo)有什么用途？3.為什么說(shuō)用單向分層總和法（使用e-p）曲線算出的沉降是最終沉降，試根據(jù)壓縮試驗(yàn)說(shuō)明之。4.試說(shuō)明利用e-p曲線計(jì)算變形引起誤差的原因。附1 固結(jié)系數(shù)的測(cè)定1.通過(guò)試驗(yàn)測(cè)定試樣的固結(jié)系數(shù)，用以計(jì)算

50、地基土體受荷載后的固結(jié)度及固結(jié)時(shí)間。2.測(cè)定固結(jié)系數(shù)所用儀器設(shè)備與固結(jié)試驗(yàn)相同3.試樣的切取與安裝與固結(jié)試驗(yàn)相同，加預(yù)壓荷載后測(cè)微表調(diào)零。4.進(jìn)行試驗(yàn)(1)施加第一級(jí)荷載，一般為25kPa或50kPa，加荷的同時(shí)，開(kāi)動(dòng)秒表，記錄測(cè)微計(jì)讀數(shù)，測(cè)記時(shí)間為6²，15²，1¢，2¢15²，4¢，6¢15²，9¢，12¢15²，16¢，20¢15²，25¢，30¢15²，36¢，42¢15²，49¢

51、;，64¢，100¢，200¢，400¢，23h，24h，至穩(wěn)定為止。(2)重復(fù)上述步驟繼續(xù)加荷P2=100kPa，P3=200kPa，P4=400kPa(3)讀數(shù)完成后拆除測(cè)微計(jì)，卸下砝碼從固結(jié)容器內(nèi)取出環(huán)刀與土樣，用濾紙吸去附在土樣表面及環(huán)刀外水份，稱(chēng)環(huán)刀加土質(zhì)量以求試驗(yàn)后的密度。(4)將環(huán)刀中的土樣推出，從其中內(nèi)部取兩試樣，測(cè)定試驗(yàn)后的含水率。5.計(jì)算及繪圖(1)時(shí)間平方根法：對(duì)P1=100kPa，以變形為縱坐標(biāo)，時(shí)間平方根為橫坐標(biāo)，繪制變形與時(shí)間平方根關(guān)系曲線（如圖5-6）。延長(zhǎng)曲線開(kāi)始段的直線，交縱坐標(biāo)于ds。ds為理論零點(diǎn)，過(guò)ds作另一直線，

52、令其橫坐標(biāo)為前一直線橫坐標(biāo)的1.15倍，那么后一直線與曲線交點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的時(shí)間的平方即為試樣固結(jié)度達(dá)90%。所需的時(shí)間t90。該級(jí)壓力下的固結(jié)系數(shù)按下式計(jì)算：式中：Cv 固結(jié)系數(shù)，cm2/s最大排水距離，等于某級(jí)壓力下試樣的初始和終了高度的平均值，cm；圖5-6 時(shí)間平方根法求t90(2)時(shí)間對(duì)數(shù)法：對(duì)某一級(jí)壓力，以變形為縱坐標(biāo)，時(shí)間的對(duì)數(shù)為橫坐標(biāo)，繪制變形與時(shí)間對(duì)數(shù)關(guān)系曲線，（如圖5-7）。在曲線的開(kāi)始段，選任一時(shí)間t1，查得相應(yīng)的變形值d1，再取時(shí)間t2=t1/4，查得相對(duì)應(yīng)的變形值d2，則2d2-d1即d01；另取一時(shí)間依同法求得d02、d03、d04等，取其平均值為理論零點(diǎn)ds，延長(zhǎng)曲線中部的直線段和通過(guò)曲線尾部數(shù)點(diǎn)切線的交點(diǎn)即為理論終點(diǎn)d100，則d50=(ds+d100)/2，對(duì)應(yīng)于d50的時(shí)間即為試樣固結(jié)度