土力學(xué)實驗二固結(jié)實驗

1、實驗二結(jié)實驗A、實驗?zāi)康墓探Y(jié)實驗的目的是測定試樣在側(cè)限與軸向排水條件下的變形和壓力或孔隙 比和壓力的關(guān)系曲線，并根據(jù)孔隙比和壓力關(guān)系曲線3-p曲線）計算出壓縮系 數(shù)和壓縮模量等土的壓縮性指標(biāo)，以便判斷土的壓縮性和計算基礎(chǔ)沉降時間。此 外，由飽和粘性土的壓縮實驗也可得到在某一壓力下變形與時間的關(guān)系曲線，從 而估算土的固結(jié)系數(shù)和滲透系數(shù)。B、實驗要求1、由實驗室提供土樣一份，要求學(xué)生在側(cè)限壓縮儀中測定土的壓縮性，繪 制壓縮曲線（。-p曲）。2、求出a 12和E. 2，并判斷該土樣的壓縮性。3、仔細(xì)觀察土的變形與時間關(guān)系這一重要特性（可以繪制出每一級荷載作 用下的S-曲線）。C、實驗方法一、基本原理

2、和方法土的固結(jié)就是土在外部壓力作用下壓縮隨時間增長的過程。本實驗是將土樣 放在固結(jié)儀上的金屬容器內(nèi)，在有側(cè)限的條件下施加壓力，測定試樣在側(cè)限及軸 向排水條件下的變形和壓力（或孔隙比和壓力）的關(guān)系，變形和時間的關(guān)系，測 求土的單位沉降量、壓縮系數(shù)、壓縮指數(shù)、壓縮模量、固結(jié)系數(shù)及原狀土的先期 固結(jié)壓力，了解土的壓縮特性，作為設(shè)計計算的依據(jù)。本實驗采用法用砝碼通過杠桿加壓，每一級荷重的施加，是在前一級荷重下 壓縮至穩(wěn)定后施加的，穩(wěn)定是相對的，按穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)的不同通常壓縮試驗分為三類。1、穩(wěn)定壓縮。在每級荷重下24小時內(nèi)土樣厚度不再變化，百分表讀數(shù)不變， 即不認(rèn)為穩(wěn)定，繼續(xù)加一級荷重。這種方法所需時間太長

3、，一般不太采用。2、假穩(wěn)定壓縮。一小時內(nèi)土樣壓縮量不超過0.05mm即認(rèn)為穩(wěn)定，或以24 小時為標(biāo)準(zhǔn)，然后壓力以下一級荷重，試驗證明，實驗結(jié)果符合規(guī)程規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。3、快速壓縮。在各級荷重下，壓縮一小時后，不管變化如何即加一級壓力， 但在最后一級荷重下，除測讀一小時的變形量外，還應(yīng)繼續(xù)測試達(dá)到假穩(wěn)定為準(zhǔn)。 計算時，根據(jù)最后一級變形量核正前幾級荷重下的變形量，當(dāng)精度要求不高時， 一般采用此方法可以大大縮短實驗時間。本試驗采用上述第三種方法進(jìn)行快速壓 縮操作。二、儀器設(shè)備1、中壓三聯(lián)固結(jié)儀（如下圖，由主機(jī)包括固定于其上的零部件，容器包括 可供30cm2和50 cm2兩種實驗的護(hù)環(huán)、導(dǎo)環(huán)、環(huán)刀、傳壓板

4、、上下透水石等及由杠桿部件包括水平調(diào)節(jié)、平衡裝置等組成，荷載由四等標(biāo)準(zhǔn)砝碼傳遞）百分表表架.上橫梁固定螺母-掛盤平衡杠桿升降桿下橫梁立桿. 小平板容器.-面板蝸輪箱 平衡錘平衡架身一一上下調(diào)節(jié)桿-F _-水準(zhǔn)泡杠桿手輪2、測含水率和密度所用設(shè)備三、操作步驟1、切取原狀土樣或制備所需濕度密度的擾動土樣，切取時應(yīng)使試樣在實驗 時的受壓情況與天然土層受荷方向一致。2、用鋼絲鋸將土樣修成略大于環(huán)刀直徑的土柱，然后用手輕輕將環(huán)刀垂直 下壓，邊壓邊修，直至環(huán)刀裝滿土樣為止，然后用刮土刀修平兩端，同時注意刮 平試樣時，不得用刮刀往復(fù)涂抹上面，在切削過程中應(yīng)細(xì)心觀察試樣并記錄其層 次、顏色荷有無雜質(zhì)等。3、擦

5、凈環(huán)刀外壁，稱環(huán)刀與土合重，準(zhǔn)確至0.1克，并取環(huán)刀兩面修下的 土樣測定其含水量。4、在固結(jié)容器內(nèi)裝上切土環(huán)刀(刀口向下)，兩端應(yīng)貼上潔凈而濕潤的濾紙， 再用提環(huán)螺絲將導(dǎo)環(huán)置于固結(jié)容器，然后放上透水石和傳壓活塞及定向鋼球。5、將固結(jié)容器置于加壓框架中，密合傳壓活塞及橫梁，預(yù)加1.0Kpa壓力， 使固結(jié)儀內(nèi)務(wù)部分緊密接觸，裝好測微表，并調(diào)整讀數(shù)至零。6、去掉預(yù)壓負(fù)荷，立即加第一級荷載。加砝碼時應(yīng)避免沖擊和搖晃，在加 砝碼的同時，立即開動秒表。土樣加荷順序可參照下表。7、荷載加上后每隔30min記載微表讀數(shù)一次。讀數(shù)精確至0.01mm，兩次 讀數(shù)變化不超過0.01mm，快速壓縮應(yīng)無限制，即認(rèn)為沉降

6、穩(wěn)定允許加次一級荷 載。8、如系飽和試樣，則在施加第一級荷載后，立即向容器內(nèi)注水至滿。如系 非飽和試樣須以濕棉紗圍住上下透水面四周，避免水分蒸發(fā)。9、如需確定沉降土的前期固結(jié)壓力時，荷載率宜小于1，可采用0.5或0.25 倍，最后一級荷載應(yīng)大于1000Kpa，使e-lgp曲線下端出現(xiàn)直線段。10、如需測定沉降速率、固結(jié)系數(shù)等指標(biāo)，一般施加每一級壓力后宜按下表所列時間順序記測微表讀數(shù)：15s，1min，2min15s，4min，6min15s，9min，12min15s， 16min，20min15s，25min，30min15s，36min，42min15s，60min，120min， 直到穩(wěn)

7、定為止，再加下一級荷載，當(dāng)不需要測定沉降速率時，則施加每一級壓力 后24h，測記試樣高度變化作為穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)試樣的滲透系數(shù)大于10-5cm/s時， 允許以主固結(jié)完成作為相對穩(wěn)定的標(biāo)準(zhǔn)。試樣面積加壓順序砝碼重是 (Kg)砝碼數(shù)量砝碼累計重量 (Kg)固結(jié)壓力 (Kpa)30cm210.31910.31912.520.31910.6382530.63711.2755041.27512.5510052.54915.09920065.09815.09920075.098220.39380085.098440.785160050cm210.31910.53112.50.212120.31911.0622

8、50.212130.63712.124500.425141.27514.2451000.846152.54918.4972001.703165.098117.0014003.406175.098234.0098003.406211、需要進(jìn)行回彈實驗時，可在某級壓力（大于上覆壓力）下固結(jié)穩(wěn)定后退壓，直到退到第一級壓力，每次退壓至24h后測定試樣的回彈量。12、實驗結(jié)束后吸去容器內(nèi)的水，迅速拆除儀器各部件，取出試樣，測含水量。四、成果整理：1、2、3、按下式計算初始孔隙化：e =幺（1 +氣）-10 P計算單位沉降量：S =l x 1000(mm / m)i h 0 S計算各級荷重下變形穩(wěn)定后的也

9、隙比：e = e - （1 + e ）ji 00 10004、計算各級荷得下的壓縮系數(shù)a :e e (S S )(1 + e )/1000 a = ii+ = i+1i0P PP Pi+1ii+1i5、計算各級及荷重范圍內(nèi)的壓縮橫量E : sE =P廣 P.二*(S. S )/1000 1 + e0式中：e0初始空隙比d土粒密度（比重）g/cm3P0試樣初始密度（容重）g/cm3一一試樣初始含水量 0h0試樣初始高度（mm） Ah 某一級荷重下土樣變形量（mm） iS單位沉降量（mm/m）e某一級荷重下的孔隙比a壓縮系數(shù)（KPa-1）P某一級荷重值（KPa） iE 壓縮模量（KPa）6、將計算

10、成果填實驗報告表中，作e p曲線。實驗報告三工程名程實驗者實驗日期校核者實驗記錄一含水量實驗試樣情況盒+濕土質(zhì)量（g）盒+干土質(zhì)量（g）盒質(zhì)量（g）水質(zhì)量（g）干土質(zhì)量（g）含水量（%）(1)(2)(3)(4)(5)(6)(1)(2)(3)(1)-(2)(2)-(3)(4) : (5)X100實驗、八 刖飽和前飽和后（或 飽和土）實驗后密度實驗試樣情況環(huán)刀+質(zhì)量（g）環(huán)刀質(zhì)量（g）土質(zhì)量（g）試樣體積 （cm3）密度（g/cm3）(1)(2)(3)(4)(5)(1)(2)(1)-(2)(3)(4)實飽和前驗飽和后（或前飽和土）實驗后孔隙比及飽和度計算試樣情況實驗前實驗后含水量(%)密度密度（g/cm3）孔隙比飽和度(%)實驗記錄二壓力（KPa）12.5255010020040080016000min0.25min1min2.25min4min6.25min9min12.5min16min20.25min25min30.2