土工試驗的基本知識及操作流程解讀課件

土工試驗的基本知識

及操作流程土工試驗的基本知識

及操作流程一、土的演變及與工程的關(guān)系二、土的組成及基本物理指標三、土工試驗項目四、試驗前的準備五、試驗的操作六、試驗認識的誤區(qū)七、試驗的一些經(jīng)驗性總結(jié)土工試驗的基本知識及操作流程一、土的演變及與工程的關(guān)系土工試驗的基本知識及操作流程目錄目錄一、土的演變及與工程的關(guān)系1.土的形成土是巖石風化的產(chǎn)物。物理風化------巖石暴露在大氣層內(nèi)，受風、霜、雨、雪的侵蝕，以及受溫度升降變化的影響，裂隙水結(jié)冰等原因，使巖石崩解成塊?；瘜W風化-------這些碎塊再與水、二氧化碳、氧氣接觸發(fā)生化學作用。生物風化-------巖石在風化過程中與自然界的生物發(fā)生相互作用。一、土的演變及與工程的關(guān)系1.土的形成一、土的演變及與工程的關(guān)系2、土與工程的關(guān)系地基-----作為建筑物(橋涵、樓房等)或構(gòu)筑物(路基等)的地基，如承載力、變形；填料-----作為土工構(gòu)筑物(路基、堤壩等)的填料；介質(zhì)-----作為構(gòu)筑物(渠道、黃土隧道等)的周圍介質(zhì)，如基坑支護、降水、滲漏等。一、土的演變及與工程的關(guān)系2、土與工程的關(guān)系一、土的演變及與工程的關(guān)系3、土工試驗的重要意義土用于地基，會出現(xiàn)地基的變形和穩(wěn)定問題；用作填料，存在土的壓實和變形問題；用于介質(zhì)，需考慮土的滲流和抗?jié)B穩(wěn)定性問題。研究解決以上問題，涉及到土的物理、力學、化學性能。要評價土的以上性能，須通過土工試驗來獲取土的各項性能指標。尤其在研究不良地基處理方案時，實測的試驗指標是優(yōu)選技術(shù)措施的重要依據(jù)。一、土的演變及與工程的關(guān)系3、土工試驗的重要意義二、土的組成及基本物理指標

1、土的三相體概念土是由固體顆粒、水分和空氣三相組成。其中每種成分的質(zhì)量、體積的相對比例有所增減，都會引起土的物理力學性質(zhì)的變化。二、土的組成及基本物理指標

1、土的三相體概念二、土的組成及基本物理指標

2、土的基本物理指標及換算關(guān)系土的基本物理指標有九項,他們是：密度、顆粒密度、含水率、干密度、飽和密度、有效重度、孔隙比、孔隙率及飽和度。其中前三項是直接檢測出來的，后六項是計算出來的。前3項中密度最關(guān)鍵，試驗方法簡單，最能代表土的特性。密度越大，空隙比越小，土的力學性質(zhì)越好，濕陷性越低，反之相反。二、土的組成及基本物理指標

2、土的基本物理指標及換算關(guān)系二、土的組成及基本物理指標

2、土的基本物理指標及換算關(guān)系只要記住兩個換算公式，其它的公式均好推導，這兩個公式是:（1）已知密度和含水率推導干密度公式（2）干密度推導孔隙比公式其它的指標均可快速推導，二、土的組成及基本物理指標

2、土的基本物理指標及換算關(guān)系二、土的組成及基本物理指標

2、土的基本物理指標及換算關(guān)系二、土的組成及基本物理指標

2、土的基本物理指標及換算關(guān)系三、土工試驗項目

土工試驗項目應(yīng)根據(jù)土的用途決定，試驗項目包括物理、力學、化學、動力特性等性能試驗，具體試驗項目的確定稍后會專門介紹。三、土工試驗項目

土工試驗項目應(yīng)根據(jù)土的用途決定，試驗項目包三、土工試驗項目

1.物理性質(zhì)土的物理性能試驗：含水率、密度、顆粒密度、界限含水率（液限、塑限）、顆粒分析、滲透、砂的相對密度、擊實等，前五項試驗統(tǒng)稱常規(guī)物理五項。試驗成果用于土的工程分類，土的狀態(tài)的判定，滲透計算，砂的相對密度包括砂的最大和最小孔隙比的測定，由此確定砂的相對密度，判定砂的疏密狀態(tài)，用于填土工程施工方法的選擇和碾壓質(zhì)量控制。三、土工試驗項目

1.物理性質(zhì)三、土工試驗項目

2.力學性質(zhì)（變形與強度）土的變形試驗：包括固結(jié)、壓縮、濕陷性和膨脹性等。這些試驗為工程設(shè)計提供變形參數(shù)：壓縮系數(shù)、壓縮模量、體積壓縮系數(shù)、壓縮指數(shù)、回彈指數(shù)、前期固結(jié)壓力、固結(jié)系數(shù)、濕陷系數(shù)、自重濕陷系數(shù)、膨脹率、膨脹力等。變形這些指標主要用于承載力評價、沉降計算、穩(wěn)定性分析等。三、土工試驗項目

2.力學性質(zhì)（變形與強度）三、土工試驗項目

2.力學性質(zhì)（變形與強度）土的強度試驗：包括直接剪切試驗、反復直接剪切試驗、三軸壓縮試驗、無側(cè)限抗壓強度試驗等。這些試驗為設(shè)計提供土的抗剪指標參數(shù)(粘聚力、內(nèi)摩擦角)、無側(cè)限抗壓強度、靈敏度。強度這些指標主要用于基坑支護、承載力計算、穩(wěn)定性評價。三、土工試驗項目

2.力學性質(zhì)（變形與強度）三、土工試驗項目

3.化學性質(zhì)土的化學性試驗：易溶鹽、中溶鹽（石膏）和難溶鹽（碳酸鈣）。包括粘土礦物鑒定、有機質(zhì)和鹽漬土試驗等。粘土礦物成分是決定土的物理化學性質(zhì)的重要因素，主要是膨脹土；有機質(zhì)試驗提供土中有機質(zhì)含量，區(qū)分泥炭土、有機質(zhì)土和淤泥質(zhì)土；鹽漬土是土中易溶鹽含量大于5%的土，鹽漬土試驗指標供地基評價、采取工程措施或選料之用。此外，還存在污染土，由于致污物質(zhì)不同，性狀與試驗方法也不同。三、土工試驗項目

3.化學性質(zhì)三、土工試驗項目

4.動力特性包括動三軸、動單剪或共振柱試驗，屬于地震動參數(shù)指標，主要用于分析液化和震陷，地震安評中可能涉及該指標。三、土工試驗項目

4.動力特性四、試驗前的準備1、取樣數(shù)量（1）土1）易溶鹽的土樣不小于0.5kg。2）常規(guī)試驗原狀樣1筒，如果剪切和壓縮均做需取原狀樣2筒。3）黃土濕陷性試驗需取原狀樣2筒，試樣直徑不宜小于120mm，如果剪切和壓縮均做需取原狀樣2筒（高度為20cm）。四、試驗前的準備1、取樣數(shù)量四、試驗前的準備1、取樣數(shù)量（1）土4)顆分試驗的取樣數(shù)量需滿足下表1：5)軟土試驗需用專門的軟土取土器取樣,取樣長度不宜少于50cm；如不是軟土取土器取土，取樣數(shù)量不宜少于3筒(高度為20cm)。6）一個配比的改良土試驗需取樣60Kg,每增加一個配比需多取樣30Kg；并按配比計算的量取相應(yīng)的摻合料。四、試驗前的準備1、取樣數(shù)量四、試驗前的準備1、取樣數(shù)量（2）水每組水樣均需兩桶，一桶2.5L,一桶250mL(加大理石粉1～2g)。（3）巖樣1）抗壓強度試驗取樣數(shù)量為每組6節(jié)，每節(jié)的高徑比必須大于2：1。2）自由膨脹率試驗的取樣數(shù)量為1000g.3)膨脹率、膨脹力試驗的巖樣必須用樣筒包裝并蠟封。四、試驗前的準備1、取樣數(shù)量四、試驗前的準備2、包裝運輸（1）土1）樣品取好后，蠟封并粘貼樣簽。原狀樣標簽可牢固粘貼于樣筒上，擾動樣要將樣品標簽用塑料袋與樣品隔開放置。2）原狀樣不應(yīng)倒置，更不宜長距離運輸，尤其是黃土和軟土及易碎散巖樣，更要做好防震措施。3）樣品送樣時應(yīng)按鉆孔分開，以便及時核對數(shù)量。如樣品不多，也可按工點送樣。4）運輸樣品時應(yīng)有專門的運輸箱，防止土樣震動、晃動。搬運和裝卸時盡量輕拿輕放，以免樣品損壞。四、試驗前的準備2、包裝運輸四、試驗前的準備2、包裝運輸（2）水1）盛水容器應(yīng)用耐酸堿的干凈塑料容器，大桶需標識2.5kg的長×寬×高---0.2×0.1×0.3(m)新塑料桶，小桶可用洗干凈的250-500ml礦泉水瓶或新塑料桶。2）水樣不可盛滿，須留15～20ml的孔隙，以防擠破。3）水樣取好后，蓋好瓶塞，先用膠布粘再用石蠟密封瓶口。按要求填寫樣品標簽并貼牢，特別注意要注明哪桶水加了大理石粉（一般小桶中加大理石粉）。同時應(yīng)保證送至試驗室后標簽內(nèi)容清晰。四、試驗前的準備2、包裝運輸2、包裝運輸

（2）水

4）采集的水樣應(yīng)及時送往試驗室分析，自取好樣后七日內(nèi)必須寄到試驗室，過期不接收。以驗證為目的的水樣，3日內(nèi)必須送達。5）水樣必須用木箱托運，水樣應(yīng)垂直裝入木箱，并用紙屑或泡沫塞緊，防止擠壓漏水。2、包裝運輸

（2）水

4）采集的水樣應(yīng)及時送往試驗室分析，四、試驗前的準備2、包裝運輸（3）巖樣1）不能用膠帶大量直接粘貼于巖石上，使巖石無法做飽水試驗?？蓪r石放入塑料袋中，再將巖樣標簽用膠帶牢固粘貼于塑料袋上。2）用木箱裝運。木箱板材厚度不小于20mm，裝釘牢固可靠，便于長途運輸，每箱重量不宜大于40Kg。3）木箱應(yīng)統(tǒng)一編號，在木箱頂面應(yīng)清晰注明工點名稱、標段、送樣單位、其內(nèi)樣品的孔號及樣品數(shù)量。巖樣應(yīng)水平裝入木箱，并用紙屑塞緊，防止運送過程中受震損壞。4）最好一孔一箱，箱內(nèi)并用紙屑或者泡沫塞緊，防止運送過程中受震損壞。5）當同一批次的樣品有多箱時，要對箱子按順序進行編號，委托書上應(yīng)寫明箱號。四、試驗前的準備2、包裝運輸四、試驗前的準備3、試驗委托書的填寫一般的巖土試驗，可按標準的、通用的方法進行。但是，巖土工程師必須注意到巖土性質(zhì)和現(xiàn)場條件中存在的許多復雜情況，包括應(yīng)力歷史、應(yīng)力場、邊界條件、非均質(zhì)性、非等向性、不連續(xù)性等等，使巖土體與巖土試樣的性狀之間存在不同程度的差別。試驗時應(yīng)盡可能模擬實際，使用試驗成果時不要忽視這些整別。委托書的填寫就顯得至關(guān)重要。四、試驗前的準備3、試驗委托書的填寫四、試驗前的準備3、試驗委托書的填寫（1）紙質(zhì)委托書應(yīng)與樣品應(yīng)同時送達，委托書必須有地質(zhì)組人員的簽字。（2）試驗委托書應(yīng)有工程名稱、試驗項目、土樣編號、試驗方法、鉆孔編號、取土深度、取樣日期、地下水位高程、土樣現(xiàn)場定名、要求試驗完成的日期、聯(lián)系方式等。（3）原狀土進行力學性試驗應(yīng)明確試樣是在天然含水率狀態(tài)下還是飽和狀態(tài)下進行試驗。1）固結(jié)試驗應(yīng)明確固結(jié)的最大荷重，求哪一級荷重或某一個干密度孔隙比下的固結(jié)系數(shù)或濕陷滲透系數(shù)；黃土壓縮試驗須提出設(shè)計荷重。2）三軸或直剪：需明確剪切試驗方法,如快剪、固快、不固結(jié)不排水、固結(jié)不排水等。3）滲透試驗是垂直還是水平方向。（4）擾動土樣的力學性試驗要提出初步設(shè)計干密度和施工現(xiàn)場可能達到的平均含水率等指標。（5）試驗單位接到土樣后應(yīng)按試驗委托書驗收，驗收中需查明土樣數(shù)量是否有誤，編號是否相符；所送土樣是否滿足試驗項目和試驗方法的要求；必要時可抽驗土樣質(zhì)量驗收后登記編號。登記內(nèi)容應(yīng)包括工程名稱委托單位送樣日期土樣室內(nèi)編號和野外編號取土地點和取土深度試驗項目的要求以及要求提出成果的日期等。（6）土樣送交試驗單位驗收登記后，即將土樣按順序妥善存放，應(yīng)將原狀土樣和保持天然含水率的擾動土樣置于陰涼的地方盡量防止擾動和水分蒸發(fā)，土樣從取樣之日起至開始試驗的時間不應(yīng)超過3周。土樣經(jīng)過試驗之后余土應(yīng)貯存于適當容器內(nèi)，并標記工程名稱及室內(nèi)土樣編號妥善保管以備審核。試驗成果一般保存到試驗報告提出3個月以后，委托單位對試驗報告未提出任何疑義時方可處理。前4條是地質(zhì)人員需明確，后2條需試驗人員明確。四、試驗前的準備3、試驗委托書的填寫四、試驗前的準備4、樣品質(zhì)量等級決定試驗項目根據(jù)試驗過程中土樣情況可將樣品質(zhì)量分為四個等級。Ⅰ級樣品：不擾動，保持天然結(jié)構(gòu)和天然含水狀態(tài)，形態(tài)和尺寸完整，取樣回收率hs≥95%，沒有失水現(xiàn)象?？晒┳鋈课锢砹W性試驗項目。hs=h1/h2式中hs——土樣回收率（%）h1——土樣平均長度（四個方向長度的平均）（cm）或土樣平均周長（丈量部位為距土樣頂、底部5cm和10cm處）h2——土樣盒長度（cm）或土樣盒內(nèi)周長Ⅱ級樣品：有輕微擾動，結(jié)構(gòu)變形，形狀尺寸稍有改變，但土樣回收率仍有hs≥95%，沒有失水現(xiàn)象。可供做含水率、密度和液塑限試驗。Ⅲ級樣品：土樣出現(xiàn)明顯結(jié)構(gòu)擾動，土樣回收率hs＜95%，形狀尺寸明顯改變（如土樣直徑不夠、上下端缺土較多、自重下變形等），但仍保持天然含水狀態(tài)、沒有失水現(xiàn)象。只供做含水率和液塑限試驗。Ⅳ級樣品：完全擾動，不僅完全失去天然結(jié)構(gòu)狀態(tài)而且出現(xiàn)明顯失水現(xiàn)象。只能做液塑限試驗。四、試驗前的準備4、樣品質(zhì)量等級決定試驗項目四、試驗前的準備4、樣品質(zhì)量等級決定試驗項目四、試驗前的準備4、樣品質(zhì)量等級決定試驗項目土工試驗的基本知識及操作流程解讀課件五、試驗的操作五、試驗的操作五、試驗的操作1、含水率（1）試驗?zāi)康模和恋幕疚锢碇笜酥?，是計算干密度、孔隙比、飽和度、液性指?shù)等指標的基本數(shù)據(jù)，用于評價土的工程性質(zhì)。（2）檢測方法：a.烘干法：適用于各類土。本法為測定含水率的標準方法，粘性土、粉土烘干時間不少于8h，砂類土不少于6h，礫、碎石類土不少于4h。但當土中有機質(zhì)含量超過5%或含石膏或硫酸鹽時，應(yīng)控制溫度在65-70℃。b酒精燃燒法：適用于不含有機制的砂類土、粉土和粘性土。c.碳化鈣減量法：適用于各類土。d.核子射線法：適用于現(xiàn)場原位測定填料為細粒土和砂類土的含水率五、試驗的操作1、含水率五、試驗的操作2、密度（1）試驗?zāi)康模簻y定土的密度，用于計算土的干密度、壓實度、孔隙比、孔隙率、飽和度等指標。（2）檢測方法及適用范圍：a、環(huán)刀法：適用于粉土和粘性土。b、蠟封法：適用于環(huán)刀難以切削并易碎裂的土。c、灌砂法、氣囊法：適用于現(xiàn)場測定最大粒徑小于20mm的土密度。d、灌水法：適用于現(xiàn)場測定最大粒徑小于60mm的土密度。e、核子射線法：適用于現(xiàn)場測定填料為細粒土、砂類土的壓實密度。五、試驗的操作2、密度五、試驗的操作3、顆粒密度（比重）（1）檢測目的：測定土的顆粒密度，用于計算土的孔隙比、孔隙度、飽和度等指標。（土體內(nèi)固體顆粒質(zhì)量與顆粒體積之比值，即為顆粒密度）（2）檢測方法及適用范圍：a、比重瓶法：粒徑小于5mm的土；b、浮稱法：粒徑大于、等于5mm的土，且其中大于20mm的顆粒含量應(yīng)小于總土質(zhì)量的10%。c、虹吸法：粒徑大于、等于5mm的土，且其中大于20mm的顆粒含量應(yīng)大于總土質(zhì)量的10%。顆粒密度一般可采用經(jīng)驗值。五、試驗的操作3、顆粒密度（比重）五、試驗的操作5、界限含水量（1）概述a.液限。土從塑態(tài)向流態(tài)過渡的界限含水量，或土處于可塑狀態(tài)的上限含水量。以“%”表示。b.塑限。土從半固態(tài)向塑態(tài)過渡的界限含水量，或土處于可塑狀態(tài)的下限含水量。以“%”表示c.塑性指數(shù)。Ip=WL-WP,粘性土處于可塑狀態(tài)時的含水量變化范圍。Ip越大，可塑性越高，大壓縮性土。d.液性指數(shù)。IL,土的相對稠度。即土的天然含水量與界限含水量的關(guān)系。IL=（W-WP）/（WL-WP）e.縮限。當土達到塑限后繼續(xù)變干，土的體積隨之減小，當收縮達到某一含水量后土的體積不再收縮，此時的含水量為縮限。（2）試驗的目的：根據(jù)WL、WP計算Ip、IL，為土的分類、工程設(shè)計、施工提供依據(jù)。（3）適用范圍：粒徑<0.5mm，有機質(zhì)<5%。（4）檢測方法：液限：聯(lián)合測定法、碟式儀法塑限：聯(lián)合測定法、搓條法（5）聯(lián)合測定法儀器設(shè)備：試錐76g,錐角30°。五、試驗的操作5、界限含水量五、試驗的操作6、相對密度（1）概念。相對密度即無黏性土處于最松散狀態(tài)孔隙比與天然狀態(tài)（或給定）孔隙比之差和最松散狀態(tài)孔隙比與最緊密狀態(tài)孔隙比之差的比值。

（2）試驗?zāi)康模簻y定相對密度，用以判定砂類土或碎石類土的密實狀態(tài)，從而確定其工程特性，為設(shè)計和施工提供依據(jù)。（3）適用范圍：砂的相對密度試驗適用于顆粒粒徑小于5mm、且粒徑2～5mm的試樣質(zhì)量不大于試樣總質(zhì)量的15%及粒徑小于0.075mm的顆粒質(zhì)量不大于總土質(zhì)量的12%；礫和碎石類土的相對密度試驗適用于最大粒徑為60mm、且粗顆粒中小于0.075mm的顆粒含量不得大于12%。（4）注意事項：a.相對密度Dr的變化范圍在0～1之間,相對密度越大，越密實。b.砂類土尤其是碎石類土的顆粒級配不穩(wěn)定，其最大最小干密度也變化很大，在實際應(yīng)用中應(yīng)密切關(guān)注其變化。五、試驗的操作6、相對密度五、試驗的操作7、擊實（1）試驗?zāi)康模呵蟮米畲蟾擅芏群妥罴押?，用于指導路基填土施工和評價路基壓實質(zhì)量。（2）類型：輕型：Q1、Q2,重型：Z1、Z2、Z3（3）適用范圍：各種粗粒土和細粒土，最大粒徑有5mm、20mm、40mm三種五、試驗的操作7、擊實五、試驗的操作8、固結(jié)（壓縮）（1）固結(jié)試驗需提供每級壓力下的孔隙比、壓縮系數(shù)、壓縮模量、和e—p曲線。（2）固結(jié)試驗適用于飽和黏性土，當只進行壓縮試驗時，允許用于非飽和土。固結(jié)試驗加壓等級一般為50、100、200、300、400kPa。有特殊要求時，按地質(zhì)專業(yè)技術(shù)人員要求進行。穩(wěn)定標準為固結(jié)24h或每小時試樣變形量不大于0.005mm，另需提供固結(jié)系數(shù)、滲透系數(shù)（估算）。（3）對滲透性較大的非飽和土，主要為求壓縮系數(shù)和壓縮模量時，壓縮試驗可采用1h快速試驗方法。400kPa以內(nèi)的固結(jié)加壓等級為50、100、200、300、400；400kPa以上固結(jié)加壓等級為50、100、200、400、600、800、1200、1600kPa。（4）高壓固結(jié)試驗的加壓等級為12.5、25、50、100、200、400、800、1600、3200kPa，報告中需額外提供壓縮指數(shù)、前期固結(jié)壓力和e-log(p)曲線。（5）回彈試驗應(yīng)由地質(zhì)技術(shù)人員確定回彈壓力。地質(zhì)技術(shù)人員未確定回彈壓力時，回彈壓力不應(yīng)大于前期固結(jié)壓力且不宜大于400kPa。（6）次固結(jié)試驗的加壓等級一般為50、100、200、400kPa，加壓率不應(yīng)小于1。每級壓力下的固結(jié)時間一般為24小時或直至穩(wěn)定為止，加壓后按下列時間順序測記量表讀數(shù):6ｓ、15ｓ、1min、2.25min、4min、6.25min、9min、12.25min、16min、20.25min、25min、30.25min、36min、42.25min、49min、64min、100min、200min、400min、23h、24h。報告中需額外提供固結(jié)系數(shù)、次固結(jié)系數(shù)、滲透系數(shù)（估算）以及e—lg(t)曲線。（7）高壓固結(jié)試驗時應(yīng)注意，對于軸承式高壓固結(jié)儀，開始應(yīng)將加壓桿調(diào)至向上傾斜5°左右；對于刀口式高壓固結(jié)儀，應(yīng)在每級壓力的穩(wěn)定讀數(shù)讀完后，下一級壓力加壓之前，將加壓桿調(diào)整水平，以保證儀器的出力精度。（8）飽和試樣或工程上要求浸水的試樣，在施加第一級壓力后，應(yīng)立即向容器內(nèi)注水，使試樣在水下進行試驗。非飽和試樣，應(yīng)用濕棉紗圍住加壓蓋板四周，防止試驗過程中水分的蒸發(fā)。（9）固結(jié)儀應(yīng)進行儀器變形校正，某級壓力下土的變形量等于該壓力下總的變形量減去該壓力下儀器變形量的差。（10）用于固結(jié)試驗的試樣應(yīng)測定其密度和含水率，且密度差值不大于0.03g/cm3，含水率差值不大于2.0％。五、試驗的操作8、固結(jié)（壓縮）五、試驗的操作9直接剪切試驗（1）直剪試驗應(yīng)取4個環(huán)刀試樣，對剪切點離散的尚應(yīng)增加試樣個數(shù)，以保證抗剪強度與垂直壓力關(guān)系曲線呈線性。各實測點與直線上對應(yīng)點的抗剪強度之差不超過直線上對應(yīng)點抗剪強度的±5％。（2）直剪試驗最大加壓應(yīng)根據(jù)土的軟硬狀態(tài)確定。一般加壓等級為50、100、150、200kPa或50、100、200、300kPa。對于軟土，應(yīng)減小壓力，最小壓力宜為25kPa，避免試樣擠出。對于硬土，當取樣深度大于20m時，加壓等級為100、200、300、400kPa。（3）剪切速率快剪應(yīng)在0.8～1.2mm/min，慢剪應(yīng)為0.002mm/min。（4）固結(jié)快剪試驗應(yīng)使試樣固結(jié)穩(wěn)定后再進行剪切試驗。固結(jié)穩(wěn)定標準為每小時變形量：黏性土不大于0.005mm，粉土和砂類土不大于0.01mm。（5）剪切試驗記錄應(yīng)能夠反映試驗過程中抗剪強度值的變化情況，能夠確定峰值點或穩(wěn)定值，不能僅僅記錄一個峰值數(shù)據(jù)。對無明顯峰值的試樣，應(yīng)剪切至位移量達6mm為止，并取剪切位移4mm所對應(yīng)的剪應(yīng)力為抗剪強度。

五、試驗的操作9直接剪切試驗五、試驗的操作10三軸試驗必須制備4個以上性質(zhì)相同的試樣，在不同圍壓下進行試驗，圍壓大小要與工程的實際荷載相適應(yīng)，盡可能使最大周圍壓力與土體最大實際荷載大致相等。一般要求2個樣品的圍壓必須大于自重，固結(jié)樣品的固結(jié)壓力必須有2級大于土體自重壓力，最后二級壓力要分別大于自重壓力50、150kPa。軟弱土可采用50、100、150、200kPa（圍壓以不破壞土體為原則）。不固結(jié)不排水（UU）試驗：天然狀態(tài)下的直接裝樣進行試驗,需要抽氣飽和的樣品按要求抽氣飽和，再以0.5％/min的剪切速率進行試驗。施加的垂直壓力必須有2級大于自重壓力且要求土體必須剪損。試驗結(jié)束后，將原始數(shù)據(jù)從采集器保存到計算機，采用數(shù)據(jù)處理軟件，以主應(yīng)力差的峰值作為破壞點，無峰值時以15%軸向應(yīng)變所對應(yīng)的主應(yīng)力差作為破壞點繪制破損應(yīng)力圓，求取Cuu、Φuu。固結(jié)不排水（CU）試驗：天然狀態(tài)下的直接進行固結(jié)，需要抽氣飽和的樣品先按要求抽氣飽和，再對樣品進行固結(jié)（固結(jié)壓力與試驗采用的圍壓相同），固結(jié)（固結(jié)度大于95％）完成后，黏性土以0.05%/min的剪切速率進行試驗，粉土以0.8%/min的剪切速率進行試驗，施加的垂直壓力大于土體自重的剪切數(shù)據(jù)不少于2個且要求必須剪損。試驗結(jié)束后通過處理軟件，以主應(yīng)力差的峰值作為破壞點，無峰值時以15%軸向應(yīng)變所對應(yīng)的主應(yīng)力差作為破壞點繪制破損應(yīng)力圓，求取總應(yīng)力強度指標Ccu、Φcu，同時對孔隙水壓力量測，以破壞時的有效應(yīng)力繪制有效破損應(yīng)力圓，求取有效應(yīng)力強度指標C′、Φ′。（有效應(yīng)力路徑確定強度參數(shù)按下列步驟進行：先繪制有效應(yīng)力路徑曲線，以曲線上密集點或轉(zhuǎn)折點作為破壞點，將破壞點連成一條直線，通過直線斜率與截距反算出有效強度指標C′、Φ′）。五、試驗的操作10三軸試驗六、試驗認識的誤區(qū)1.試驗數(shù)據(jù)作為野外分層的唯一依據(jù)，沒有試驗數(shù)據(jù)不能分層。地層情況錯綜復雜，取的樣品不具代表性，土工試驗不能正確反映土的分布情況。野外描述才是分層的主要依據(jù)，只有具有代表性土樣的試驗結(jié)果才能用于驗證野外描述的正確性。六、試驗認識的誤區(qū)1.試驗數(shù)據(jù)作為野外分層的唯一依據(jù)，沒有試六、試驗認識的誤區(qū)2.試驗數(shù)量越多，分析統(tǒng)計越準確。大自然中的地層千變?nèi)f化，本來地層就存在著，有的地區(qū)成層的規(guī)律并不太明顯，巖土工程師根據(jù)物理力學性質(zhì)和經(jīng)驗分出不同的地層，由于個人經(jīng)驗、試驗數(shù)據(jù)誤差、規(guī)范限制、取樣代表性、鉆探工藝等差別，不同的人會對地層有不同的分層。規(guī)范中規(guī)定塑性指數(shù)為9.8為粉土，塑性指數(shù)為10.2為粉質(zhì)粘土，兩種土物理力學性質(zhì)相似，不可能精確的劃分土層。試驗數(shù)量越大，這種交錯出現(xiàn)的數(shù)據(jù)較多，硬生生的分層會使剖面中地層信息混亂。分層依據(jù)主要靠野外檢定，按統(tǒng)計的塑性指數(shù)平均值確定定名，塑性指數(shù)平均值上下浮動1可列為同一層，對統(tǒng)計表中的其它異常數(shù)據(jù)進行分析，然后劃定亞層。此外，試驗數(shù)量較大、工期較緊時會使試驗室不按正常試驗周期進行試驗，更有甚者進行數(shù)據(jù)造價，這樣的試驗數(shù)據(jù)再多也僅是擺設(shè)。正常的試驗周期如下：物理性質(zhì)需要2天，4級荷重的固結(jié)需要4天，直剪試驗可當天完成，1臺三軸儀3天可以做UU試驗12組，CU試驗1組。一個具有8人熟練試驗員，配備50組固結(jié)儀、1組4聯(lián)的直剪儀、3組三軸儀的全自動儀器的試驗室，一周（周末不休息）最多可完成常規(guī)物理試驗和壓縮試驗約400組，7級荷重的固結(jié)試驗50組，快剪試驗100組，三軸UU試驗24組，三軸CU試驗2組。委托書要求完成日期可參照此周期。六、試驗認識的誤區(qū)2.試驗數(shù)量越多，分析統(tǒng)計越準確。六、試驗認識的誤區(qū)3.委托書中試驗項目填寫未結(jié)合工程特性所有委托書千篇一律，缺乏針對性。原狀土物理試驗（含水率、密度、比重、液限、塑限）一般均需委托，擾動樣可委托定名、顆分（篩分及粘粒含量）、級配曲線、擊實等試驗。擾動土的力學試驗需重塑，重塑時需要提密度、含水量等條件。剪切試驗包括直剪和三軸剪切，按剪切前的固結(jié)程度和剪切時的排水條件，都可以分為快剪、固結(jié)快剪和慢剪三種。三軸中快剪（不固結(jié)不排水）可簡寫為UU；固結(jié)快剪（固結(jié)不排水、固結(jié)不排水側(cè)孔壓）CU、CU’；慢剪（固結(jié)排水剪）CD。應(yīng)根據(jù)工況和施工時間長短確定試驗項目，具體如下：UU試驗適用于工期短、排水條件差的地層，如地鐵區(qū)間、高層建筑物地基等工點。CU試驗適用于工期長、排水條件好的地層，如地鐵車站、超高層建筑物地基等工點。CD試驗適用于工期很長、排水一般的地層，如大壩等水利工程。剪切試驗主要用于穩(wěn)定性驗算和承載力驗算，開挖地段、基坑范圍內(nèi)及穩(wěn)定影響范圍內(nèi)做此試驗。目前由于試驗儀器所限，無地下水地段直剪僅能模擬20米范圍內(nèi)的地層，三軸可模擬50米范圍內(nèi)地層；地表為地下水地段直剪僅能模擬40米范圍內(nèi)的地層，三軸可模擬100米范圍內(nèi)地層。超過該深度的直剪和三軸數(shù)據(jù)均無效，剪切試驗的數(shù)量需結(jié)合工程特點、統(tǒng)計需要、試驗條件模擬等各種條件綜合確定。如樁基處理的特大橋剪切試驗做至60米，從上到下一直剪切壓縮到底的這種委托書必定會鬧出笑話。六、試驗認識的誤區(qū)3.委托書中試驗項目填寫未結(jié)合工程特性六、試驗認識的誤區(qū)3.委托書中試驗項目填寫未結(jié)合工程特性，所有委托書千篇一律，缺乏針對性。六、試驗認識的誤區(qū)3.委托書中試驗項目填寫未結(jié)合工程特性，所六、試驗認識的誤區(qū)4、固結(jié)和壓縮兩個概念混淆。固結(jié)是一般是飽和樣，壓縮一般針對非飽和樣。固結(jié)：指的是在荷載或其他因素作用下，土體孔隙中水分逐漸排出、體積壓縮、密度增大、有效應(yīng)力增大的現(xiàn)象?，F(xiàn)在大部分試驗?zāi)Ｐ途⒃陲柡屯猎囼災(zāi)Ｐ蜕?，非飽和土理論研究?guī)律性不強。固結(jié)試驗可求固結(jié)系數(shù)、前期固結(jié)壓力、壓縮指數(shù)、再壓縮指數(shù)、回彈指數(shù)，可推算滲透系數(shù)。壓縮試驗只可求壓縮系數(shù)和壓縮模量。試驗方法不同，主要目的也不同，試驗時間相差很大。六、試驗認識的誤區(qū)4、固結(jié)和壓縮兩個概念混淆。六、試驗認識的誤區(qū)5、改良土的委托書由地質(zhì)人員填寫改良土是鐵路或公路工程由于缺少填料或填料不符合要求時而產(chǎn)生的一種對土性的改良。改良分為物理改良和化學改良。改良屬于路基設(shè)計范疇，地質(zhì)專業(yè)不需要填改良土委托書。六、試驗認識的誤區(qū)5、改良土的委托書由地質(zhì)人員填寫六、試驗認識的誤區(qū)6.顆粒分析及級配情況的誤區(qū)顆粒分析分為篩分和細顆分（比重計顆分），分界粒徑為0.075（粉粒和粘粒的界限），目的不同，篩分主要是定名，細顆分主要是測定粘粒含量，由此可判定液化及膨脹性，也可用于隧道或地鐵施工。級配情況工程上主要用于填料分組及判斷河流的上中下游等情況，包括篩分和細顆分。六、試驗認識的誤區(qū)6.顆粒分析及級配情況的誤區(qū)六、試驗認識的誤區(qū)7.液限使用誤區(qū)在不同的規(guī)范中定義不同，不可混淆，填委托書時一定要寫清規(guī)范要求，以免用錯。鐵路、工民建、水利上用的液限均為76g錐入土深度為10mm液限液限。《公路土工試驗規(guī)程》中液限為76g錐入土深度為17mm液限，等同于100g錐入土深度為20mm液限，國外則主要采用卡氏蝶式儀測定儀器。六、試驗認識的誤區(qū)7.液限使用誤區(qū)六、試驗認識的誤區(qū)8.一組多樣的樣品委托書誤區(qū)一組兩桶的樣品盡量寫成一個樣委托，在備注中寫明一組兩桶，取樣深度寫成兩桶的深度，以免被委托單位鉆了空子，這種失誤這幾年屢有發(fā)生，花的冤枉錢較多，尤其是特殊試驗！六、試驗認識的誤區(qū)8.一組多樣的樣品委托書誤區(qū)六、試驗認識的誤區(qū)9.巖石試驗的認識誤區(qū)巖石試驗破壞后還有強度，巖石抗壓強度并不能量化力學參數(shù)，僅能定性分析能采取巖心的巖石均為完整巖石，試驗強的分散性也較大，試驗僅做出來的是無側(cè)限的強度，不能測定原始應(yīng)力的強度，故試驗數(shù)據(jù)僅能參考定性硬質(zhì)巖還是軟質(zhì)巖，強度主要受軟弱面和周圍環(huán)境確定。六、試驗認識的誤區(qū)9.巖石試驗的認識誤區(qū)六、試驗認識的誤區(qū)六、試驗認識的誤區(qū)七、試驗的一些經(jīng)驗性總結(jié)

1.土的液限越高，塑限也越高，少數(shù)土有例外。具體參見我的論文《蘇北鹽城上岡地區(qū)液限和塑限的關(guān)系》。2.濕陷性黃土跟物理性質(zhì)密切相關(guān)，密度大于1.8，含水率大于20%，黃土基本試驗不出濕陷性，所以土的物理狀態(tài)很重要。3.新黃土的壓縮曲線為先陡后緩，老黃土的壓縮曲線為先緩后陡，參見論文《不同黃土的壓縮變形特性分析》。4.聯(lián)合測定法測定粘性土的液塑限比較準確，測定粉土受很多因素干擾，而且使用的理論也不成立，故粉土的液塑限一般做的不太準確，往往會是塑性指數(shù)偏大。砂質(zhì)粉土做成粘質(zhì)粉土，粘質(zhì)粉土做成粉質(zhì)粘土。5.氯鹽漬土的力學強度的總趨勢是隨著總含鹽量的增大，力學性質(zhì)越好。當含鹽量在10%范圍內(nèi)，增加不大；超過10%時，強度會明顯提高。硫酸和亞硫酸鹽漬土的總含鹽量對力學強度的影響與鹽漬土相反。七、試驗的一些經(jīng)驗性總結(jié)

1.土的液限越高，塑限也越高，少數(shù)謝謝大家！謝謝大家！土工試驗的基本知識

及操作流程土工試驗的基本知識

及操作流程一、土的演變及與工程的關(guān)系二、土的組成及基本物理指標三、土工試驗項目四、試驗前的準備五、試驗的操作六、試驗認識的誤區(qū)七、試驗的一些經(jīng)驗性總結(jié)土工試驗的基本知識及操作流程一、土的演變及與工程的關(guān)系土工試驗的基本知識及操作流程目錄目錄一、土的演變及與工程的關(guān)系1.土的形成土是巖石風化的產(chǎn)物。物理風化------巖石暴露在大氣層內(nèi)，受風、霜、雨、雪的侵蝕，以及受溫度升降變化的影響，裂隙水結(jié)冰等原因，使巖石崩解成塊?；瘜W風化-------這些碎塊再與水、二氧化碳、氧氣接觸發(fā)生化學作用。生物風化-------巖石在風化過程中與自然界的生物發(fā)生相互作用。一、土的演變及與工程的關(guān)系1.土的形成一、土的演變及與工程的關(guān)系2、土與工程的關(guān)系地基-----作為建筑物(橋涵、樓房等)或構(gòu)筑物(路基等)的地基，如承載力、變形；填料-----作為土工構(gòu)筑物(路基、堤壩等)的填料；介質(zhì)-----作為構(gòu)筑物(渠道、黃土隧道等)的周圍介質(zhì)，如基坑支護、降水、滲漏等。一、土的演變及與工程的關(guān)系2、土與工程的關(guān)系一、土的演變及與工程的關(guān)系3、土工試驗的重要意義土用于地基，會出現(xiàn)地基的變形和穩(wěn)定問題；用作填料，存在土的壓實和變形問題；用于介質(zhì)，需考慮土的滲流和抗?jié)B穩(wěn)定性問題。研究解決以上問題，涉及到土的物理、力學、化學性能。要評價土的以上性能，須通過土工試驗來獲取土的各項性能指標。尤其在研究不良地基處理方案時，實測的試驗指標是優(yōu)選技術(shù)措施的重要依據(jù)。一、土的演變及與工程的關(guān)系3、土工試驗的重要意義二、土的組成及基本物理指標

1、土的三相體概念土是由固體顆粒、水分和空氣三相組成。其中每種成分的質(zhì)量、體積的相對比例有所增減，都會引起土的物理力學性質(zhì)的變化。二、土的組成及基本物理指標

1、土的三相體概念二、土的組成及基本物理指標

2、土的基本物理指標及換算關(guān)系土的基本物理指標有九項,他們是：密度、顆粒密度、含水率、干密度、飽和密度、有效重度、孔隙比、孔隙率及飽和度。其中前三項是直接檢測出來的，后六項是計算出來的。前3項中密度最關(guān)鍵，試驗方法簡單，最能代表土的特性。密度越大，空隙比越小，土的力學性質(zhì)越好，濕陷性越低，反之相反。二、土的組成及基本物理指標

2、土的基本物理指標及換算關(guān)系二、土的組成及基本物理指標

2、土的基本物理指標及換算關(guān)系只要記住兩個換算公式，其它的公式均好推導，這兩個公式是:（1）已知密度和含水率推導干密度公式（2）干密度推導孔隙比公式其它的指標均可快速推導，二、土的組成及基本物理指標

2、土的基本物理指標及換算關(guān)系二、土的組成及基本物理指標

2、土的基本物理指標及換算關(guān)系二、土的組成及基本物理指標

2、土的基本物理指標及換算關(guān)系三、土工試驗項目

土工試驗項目應(yīng)根據(jù)土的用途決定，試驗項目包括物理、力學、化學、動力特性等性能試驗，具體試驗項目的確定稍后會專門介紹。三、土工試驗項目

土工試驗項目應(yīng)根據(jù)土的用途決定，試驗項目包三、土工試驗項目

1.物理性質(zhì)土的物理性能試驗：含水率、密度、顆粒密度、界限含水率（液限、塑限）、顆粒分析、滲透、砂的相對密度、擊實等，前五項試驗統(tǒng)稱常規(guī)物理五項。試驗成果用于土的工程分類，土的狀態(tài)的判定，滲透計算，砂的相對密度包括砂的最大和最小孔隙比的測定，由此確定砂的相對密度，判定砂的疏密狀態(tài)，用于填土工程施工方法的選擇和碾壓質(zhì)量控制。三、土工試驗項目

1.物理性質(zhì)三、土工試驗項目

2.力學性質(zhì)（變形與強度）土的變形試驗：包括固結(jié)、壓縮、濕陷性和膨脹性等。這些試驗為工程設(shè)計提供變形參數(shù)：壓縮系數(shù)、壓縮模量、體積壓縮系數(shù)、壓縮指數(shù)、回彈指數(shù)、前期固結(jié)壓力、固結(jié)系數(shù)、濕陷系數(shù)、自重濕陷系數(shù)、膨脹率、膨脹力等。變形這些指標主要用于承載力評價、沉降計算、穩(wěn)定性分析等。三、土工試驗項目

2.力學性質(zhì)（變形與強度）三、土工試驗項目

2.力學性質(zhì)（變形與強度）土的強度試驗：包括直接剪切試驗、反復直接剪切試驗、三軸壓縮試驗、無側(cè)限抗壓強度試驗等。這些試驗為設(shè)計提供土的抗剪指標參數(shù)(粘聚力、內(nèi)摩擦角)、無側(cè)限抗壓強度、靈敏度。強度這些指標主要用于基坑支護、承載力計算、穩(wěn)定性評價。三、土工試驗項目

2.力學性質(zhì)（變形與強度）三、土工試驗項目

3.化學性質(zhì)土的化學性試驗：易溶鹽、中溶鹽（石膏）和難溶鹽（碳酸鈣）。包括粘土礦物鑒定、有機質(zhì)和鹽漬土試驗等。粘土礦物成分是決定土的物理化學性質(zhì)的重要因素，主要是膨脹土；有機質(zhì)試驗提供土中有機質(zhì)含量，區(qū)分泥炭土、有機質(zhì)土和淤泥質(zhì)土；鹽漬土是土中易溶鹽含量大于5%的土，鹽漬土試驗指標供地基評價、采取工程措施或選料之用。此外，還存在污染土，由于致污物質(zhì)不同，性狀與試驗方法也不同。三、土工試驗項目

3.化學性質(zhì)三、土工試驗項目

4.動力特性包括動三軸、動單剪或共振柱試驗，屬于地震動參數(shù)指標，主要用于分析液化和震陷，地震安評中可能涉及該指標。三、土工試驗項目

4.動力特性四、試驗前的準備1、取樣數(shù)量（1）土1）易溶鹽的土樣不小于0.5kg。2）常規(guī)試驗原狀樣1筒，如果剪切和壓縮均做需取原狀樣2筒。3）黃土濕陷性試驗需取原狀樣2筒，試樣直徑不宜小于120mm，如果剪切和壓縮均做需取原狀樣2筒（高度為20cm）。四、試驗前的準備1、取樣數(shù)量四、試驗前的準備1、取樣數(shù)量（1）土4)顆分試驗的取樣數(shù)量需滿足下表1：5)軟土試驗需用專門的軟土取土器取樣,取樣長度不宜少于50cm；如不是軟土取土器取土，取樣數(shù)量不宜少于3筒(高度為20cm)。6）一個配比的改良土試驗需取樣60Kg,每增加一個配比需多取樣30Kg；并按配比計算的量取相應(yīng)的摻合料。四、試驗前的準備1、取樣數(shù)量四、試驗前的準備1、取樣數(shù)量（2）水每組水樣均需兩桶，一桶2.5L,一桶250mL(加大理石粉1～2g)。（3）巖樣1）抗壓強度試驗取樣數(shù)量為每組6節(jié)，每節(jié)的高徑比必須大于2：1。2）自由膨脹率試驗的取樣數(shù)量為1000g.3)膨脹率、膨脹力試驗的巖樣必須用樣筒包裝并蠟封。四、試驗前的準備1、取樣數(shù)量四、試驗前的準備2、包裝運輸（1）土1）樣品取好后，蠟封并粘貼樣簽。原狀樣標簽可牢固粘貼于樣筒上，擾動樣要將樣品標簽用塑料袋與樣品隔開放置。2）原狀樣不應(yīng)倒置，更不宜長距離運輸，尤其是黃土和軟土及易碎散巖樣，更要做好防震措施。3）樣品送樣時應(yīng)按鉆孔分開，以便及時核對數(shù)量。如樣品不多，也可按工點送樣。4）運輸樣品時應(yīng)有專門的運輸箱，防止土樣震動、晃動。搬運和裝卸時盡量輕拿輕放，以免樣品損壞。四、試驗前的準備2、包裝運輸四、試驗前的準備2、包裝運輸（2）水1）盛水容器應(yīng)用耐酸堿的干凈塑料容器，大桶需標識2.5kg的長×寬×高---0.2×0.1×0.3(m)新塑料桶，小桶可用洗干凈的250-500ml礦泉水瓶或新塑料桶。2）水樣不可盛滿，須留15～20ml的孔隙，以防擠破。3）水樣取好后，蓋好瓶塞，先用膠布粘再用石蠟密封瓶口。按要求填寫樣品標簽并貼牢，特別注意要注明哪桶水加了大理石粉（一般小桶中加大理石粉）。同時應(yīng)保證送至試驗室后標簽內(nèi)容清晰。四、試驗前的準備2、包裝運輸2、包裝運輸

（2）水

4）采集的水樣應(yīng)及時送往試驗室分析，自取好樣后七日內(nèi)必須寄到試驗室，過期不接收。以驗證為目的的水樣，3日內(nèi)必須送達。5）水樣必須用木箱托運，水樣應(yīng)垂直裝入木箱，并用紙屑或泡沫塞緊，防止擠壓漏水。2、包裝運輸

（2）水

4）采集的水樣應(yīng)及時送往試驗室分析，四、試驗前的準備2、包裝運輸（3）巖樣1）不能用膠帶大量直接粘貼于巖石上，使巖石無法做飽水試驗?？蓪r石放入塑料袋中，再將巖樣標簽用膠帶牢固粘貼于塑料袋上。2）用木箱裝運。木箱板材厚度不小于20mm，裝釘牢固可靠，便于長途運輸，每箱重量不宜大于40Kg。3）木箱應(yīng)統(tǒng)一編號，在木箱頂面應(yīng)清晰注明工點名稱、標段、送樣單位、其內(nèi)樣品的孔號及樣品數(shù)量。巖樣應(yīng)水平裝入木箱，并用紙屑塞緊，防止運送過程中受震損壞。4）最好一孔一箱，箱內(nèi)并用紙屑或者泡沫塞緊，防止運送過程中受震損壞。5）當同一批次的樣品有多箱時，要對箱子按順序進行編號，委托書上應(yīng)寫明箱號。四、試驗前的準備2、包裝運輸四、試驗前的準備3、試驗委托書的填寫一般的巖土試驗，可按標準的、通用的方法進行。但是，巖土工程師必須注意到巖土性質(zhì)和現(xiàn)場條件中存在的許多復雜情況，包括應(yīng)力歷史、應(yīng)力場、邊界條件、非均質(zhì)性、非等向性、不連續(xù)性等等，使巖土體與巖土試樣的性狀之間存在不同程度的差別。試驗時應(yīng)盡可能模擬實際，使用試驗成果時不要忽視這些整別。委托書的填寫就顯得至關(guān)重要。四、試驗前的準備3、試驗委托書的填寫四、試驗前的準備3、試驗委托書的填寫（1）紙質(zhì)委托書應(yīng)與樣品應(yīng)同時送達，委托書必須有地質(zhì)組人員的簽字。（2）試驗委托書應(yīng)有工程名稱、試驗項目、土樣編號、試驗方法、鉆孔編號、取土深度、取樣日期、地下水位高程、土樣現(xiàn)場定名、要求試驗完成的日期、聯(lián)系方式等。（3）原狀土進行力學性試驗應(yīng)明確試樣是在天然含水率狀態(tài)下還是飽和狀態(tài)下進行試驗。1）固結(jié)試驗應(yīng)明確固結(jié)的最大荷重，求哪一級荷重或某一個干密度孔隙比下的固結(jié)系數(shù)或濕陷滲透系數(shù)；黃土壓縮試驗須提出設(shè)計荷重。2）三軸或直剪：需明確剪切試驗方法,如快剪、固快、不固結(jié)不排水、固結(jié)不排水等。3）滲透試驗是垂直還是水平方向。（4）擾動土樣的力學性試驗要提出初步設(shè)計干密度和施工現(xiàn)場可能達到的平均含水率等指標。（5）試驗單位接到土樣后應(yīng)按試驗委托書驗收，驗收中需查明土樣數(shù)量是否有誤，編號是否相符；所送土樣是否滿足試驗項目和試驗方法的要求；必要時可抽驗土樣質(zhì)量驗收后登記編號。登記內(nèi)容應(yīng)包括工程名稱委托單位送樣日期土樣室內(nèi)編號和野外編號取土地點和取土深度試驗項目的要求以及要求提出成果的日期等。（6）土樣送交試驗單位驗收登記后，即將土樣按順序妥善存放，應(yīng)將原狀土樣和保持天然含水率的擾動土樣置于陰涼的地方盡量防止擾動和水分蒸發(fā)，土樣從取樣之日起至開始試驗的時間不應(yīng)超過3周。土樣經(jīng)過試驗之后余土應(yīng)貯存于適當容器內(nèi)，并標記工程名稱及室內(nèi)土樣編號妥善保管以備審核。試驗成果一般保存到試驗報告提出3個月以后，委托單位對試驗報告未提出任何疑義時方可處理。前4條是地質(zhì)人員需明確，后2條需試驗人員明確。四、試驗前的準備3、試驗委托書的填寫四、試驗前的準備4、樣品質(zhì)量等級決定試驗項目根據(jù)試驗過程中土樣情況可將樣品質(zhì)量分為四個等級。Ⅰ級樣品：不擾動，保持天然結(jié)構(gòu)和天然含水狀態(tài)，形態(tài)和尺寸完整，取樣回收率hs≥95%，沒有失水現(xiàn)象?？晒┳鋈课锢砹W性試驗項目。hs=h1/h2式中hs——土樣回收率（%）h1——土樣平均長度（四個方向長度的平均）（cm）或土樣平均周長（丈量部位為距土樣頂、底部5cm和10cm處）h2——土樣盒長度（cm）或土樣盒內(nèi)周長Ⅱ級樣品：有輕微擾動，結(jié)構(gòu)變形，形狀尺寸稍有改變，但土樣回收率仍有hs≥95%，沒有失水現(xiàn)象?？晒┳龊?、密度和液塑限試驗。Ⅲ級樣品：土樣出現(xiàn)明顯結(jié)構(gòu)擾動，土樣回收率hs＜95%，形狀尺寸明顯改變（如土樣直徑不夠、上下端缺土較多、自重下變形等），但仍保持天然含水狀態(tài)、沒有失水現(xiàn)象。只供做含水率和液塑限試驗。Ⅳ級樣品：完全擾動，不僅完全失去天然結(jié)構(gòu)狀態(tài)而且出現(xiàn)明顯失水現(xiàn)象。只能做液塑限試驗。四、試驗前的準備4、樣品質(zhì)量等級決定試驗項目四、試驗前的準備4、樣品質(zhì)量等級決定試驗項目四、試驗前的準備4、樣品質(zhì)量等級決定試驗項目土工試驗的基本知識及操作流程解讀課件五、試驗的操作五、試驗的操作五、試驗的操作1、含水率（1）試驗?zāi)康模和恋幕疚锢碇笜酥?，是計算干密度、孔隙比、飽和度、液性指?shù)等指標的基本數(shù)據(jù)，用于評價土的工程性質(zhì)。（2）檢測方法：a.烘干法：適用于各類土。本法為測定含水率的標準方法，粘性土、粉土烘干時間不少于8h，砂類土不少于6h，礫、碎石類土不少于4h。但當土中有機質(zhì)含量超過5%或含石膏或硫酸鹽時，應(yīng)控制溫度在65-70℃。b酒精燃燒法：適用于不含有機制的砂類土、粉土和粘性土。c.碳化鈣減量法：適用于各類土。d.核子射線法：適用于現(xiàn)場原位測定填料為細粒土和砂類土的含水率五、試驗的操作1、含水率五、試驗的操作2、密度（1）試驗?zāi)康模簻y定土的密度，用于計算土的干密度、壓實度、孔隙比、孔隙率、飽和度等指標。（2）檢測方法及適用范圍：a、環(huán)刀法：適用于粉土和粘性土。b、蠟封法：適用于環(huán)刀難以切削并易碎裂的土。c、灌砂法、氣囊法：適用于現(xiàn)場測定最大粒徑小于20mm的土密度。d、灌水法：適用于現(xiàn)場測定最大粒徑小于60mm的土密度。e、核子射線法：適用于現(xiàn)場測定填料為細粒土、砂類土的壓實密度。五、試驗的操作2、密度五、試驗的操作3、顆粒密度（比重）（1）檢測目的：測定土的顆粒密度，用于計算土的孔隙比、孔隙度、飽和度等指標。（土體內(nèi)固體顆粒質(zhì)量與顆粒體積之比值，即為顆粒密度）（2）檢測方法及適用范圍：a、比重瓶法：粒徑小于5mm的土；b、浮稱法：粒徑大于、等于5mm的土，且其中大于20mm的顆粒含量應(yīng)小于總土質(zhì)量的10%。c、虹吸法：粒徑大于、等于5mm的土，且其中大于20mm的顆粒含量應(yīng)大于總土質(zhì)量的10%。顆粒密度一般可采用經(jīng)驗值。五、試驗的操作3、顆粒密度（比重）五、試驗的操作5、界限含水量（1）概述a.液限。土從塑態(tài)向流態(tài)過渡的界限含水量，或土處于可塑狀態(tài)的上限含水量。以“%”表示。b.塑限。土從半固態(tài)向塑態(tài)過渡的界限含水量，或土處于可塑狀態(tài)的下限含水量。以“%”表示c.塑性指數(shù)。Ip=WL-WP,粘性土處于可塑狀態(tài)時的含水量變化范圍。Ip越大，可塑性越高，大壓縮性土。d.液性指數(shù)。IL,土的相對稠度。即土的天然含水量與界限含水量的關(guān)系。IL=（W-WP）/（WL-WP）e.縮限。當土達到塑限后繼續(xù)變干，土的體積隨之減小，當收縮達到某一含水量后土的體積不再收縮，此時的含水量為縮限。（2）試驗的目的：根據(jù)WL、WP計算Ip、IL，為土的分類、工程設(shè)計、施工提供依據(jù)。（3）適用范圍：粒徑<0.5mm，有機質(zhì)<5%。（4）檢測方法：液限：聯(lián)合測定法、碟式儀法塑限：聯(lián)合測定法、搓條法（5）聯(lián)合測定法儀器設(shè)備：試錐76g,錐角30°。五、試驗的操作5、界限含水量五、試驗的操作6、相對密度（1）概念。相對密度即無黏性土處于最松散狀態(tài)孔隙比與天然狀態(tài)（或給定）孔隙比之差和最松散狀態(tài)孔隙比與最緊密狀態(tài)孔隙比之差的比值。

（2）試驗?zāi)康模簻y定相對密度，用以判定砂類土或碎石類土的密實狀態(tài)，從而確定其工程特性，為設(shè)計和施工提供依據(jù)。（3）適用范圍：砂的相對密度試驗適用于顆粒粒徑小于5mm、且粒徑2～5mm的試樣質(zhì)量不大于試樣總質(zhì)量的15%及粒徑小于0.075mm的顆粒質(zhì)量不大于總土質(zhì)量的12%；礫和碎石類土的相對密度試驗適用于最大粒徑為60mm、且粗顆粒中小于0.075mm的顆粒含量不得大于12%。（4）注意事項：a.相對密度Dr的變化范圍在0～1之間,相對密度越大，越密實。b.砂類土尤其是碎石類土的顆粒級配不穩(wěn)定，其最大最小干密度也變化很大，在實際應(yīng)用中應(yīng)密切關(guān)注其變化。五、試驗的操作6、相對密度五、試驗的操作7、擊實（1）試驗?zāi)康模呵蟮米畲蟾擅芏群妥罴押浚糜谥笇坊钔潦┕ず驮u價路基壓實質(zhì)量。（2）類型：輕型：Q1、Q2,重型：Z1、Z2、Z3（3）適用范圍：各種粗粒土和細粒土，最大粒徑有5mm、20mm、40mm三種五、試驗的操作7、擊實五、試驗的操作8、固結(jié)（壓縮）（1）固結(jié)試驗需提供每級壓力下的孔隙比、壓縮系數(shù)、壓縮模量、和e—p曲線。（2）固結(jié)試驗適用于飽和黏性土，當只進行壓縮試驗時，允許用于非飽和土。固結(jié)試驗加壓等級一般為50、100、200、300、400kPa。有特殊要求時，按地質(zhì)專業(yè)技術(shù)人員要求進行。穩(wěn)定標準為固結(jié)24h或每小時試樣變形量不大于0.005mm，另需提供固結(jié)系數(shù)、滲透系數(shù)（估算）。（3）對滲透性較大的非飽和土，主要為求壓縮系數(shù)和壓縮模量時，壓縮試驗可采用1h快速試驗方法。400kPa以內(nèi)的固結(jié)加壓等級為50、100、200、300、400；400kPa以上固結(jié)加壓等級為50、100、200、400、600、800、1200、1600kPa。（4）高壓固結(jié)試驗的加壓等級為12.5、25、50、100、200、400、800、1600、3200kPa，報告中需額外提供壓縮指數(shù)、前期固結(jié)壓力和e-log(p)曲線。（5）回彈試驗應(yīng)由地質(zhì)技術(shù)人員確定回彈壓力。地質(zhì)技術(shù)人員未確定回彈壓力時，回彈壓力不應(yīng)大于前期固結(jié)壓力且不宜大于400kPa。（6）次固結(jié)試驗的加壓等級一般為50、100、200、400kPa，加壓率不應(yīng)小于1。每級壓力下的固結(jié)時間一般為24小時或直至穩(wěn)定為止，加壓后按下列時間順序測記量表讀數(shù):6ｓ、15ｓ、1min、2.25min、4min、6.25min、9min、12.25min、16min、20.25min、25min、30.25min、36min、42.25min、49min、64min、100min、200min、400min、23h、24h。報告中需額外提供固結(jié)系數(shù)、次固結(jié)系數(shù)、滲透系數(shù)（估算）以及e—lg(t)曲線。（7）高壓固結(jié)試驗時應(yīng)注意，對于軸承式高壓固結(jié)儀，開始應(yīng)將加壓桿調(diào)至向上傾斜5°左右；對于刀口式高壓固結(jié)儀，應(yīng)在每級壓力的穩(wěn)定讀數(shù)讀完后，下一級壓力加壓之前，將加壓桿調(diào)整水平，以保證儀器的出力精度。（8）飽和試樣或工程上要求浸水的試樣，在施加第一級壓力后，應(yīng)立即向容器內(nèi)注水，使試樣在水下進行試驗。非飽和試樣，應(yīng)用濕棉紗圍住加壓蓋板四周，防止試驗過程中水分的蒸發(fā)。（9）固結(jié)儀應(yīng)進行儀器變形校正，某級壓力下土的變形量等于該壓力下總的變形量減去該壓力下儀器變形量的差。（10）用于固結(jié)試驗的試樣應(yīng)測定其密度和含水率，且密度差值不大于0.03g/cm3，含水率差值不大于2.0％。五、試驗的操作8、固結(jié)（壓縮）五、試驗的操作9直接剪切試驗（1）直剪試驗應(yīng)取4個環(huán)刀試樣，對剪切點離散的尚應(yīng)增加試樣個數(shù)，以保證抗剪強度與垂直壓力關(guān)系曲線呈線性。各實測點與直線上對應(yīng)點的抗剪強度之差不超過直線上對應(yīng)點抗剪強度的±5％。（2）直剪試驗最大加壓應(yīng)根據(jù)土的軟硬狀態(tài)確定。一般加壓等級為50、100、150、200kPa或50、100、200、300kPa。對于軟土，應(yīng)減小壓力，最小壓力宜為25kPa，避免試樣擠出。對于硬土，當取樣深度大于20m時，加壓等級為100、200、300、400kPa。（3）剪切速率快剪應(yīng)在0.8～1.2mm/min，慢剪應(yīng)為0.002mm/min。（4）固結(jié)快剪試驗應(yīng)使試樣固結(jié)穩(wěn)定后再進行剪切試驗。固結(jié)穩(wěn)定標準為每小時變形量：黏性土不大于0.005mm，粉土和砂類土不大于0.01mm。（5）剪切試驗記錄應(yīng)能夠反映試驗過程中抗剪強度值的變化情況，能夠確定峰值點或穩(wěn)定值，不能僅僅記錄一個峰值數(shù)據(jù)。對無明顯峰值的試樣，應(yīng)剪切至位移量達6mm為止，并取剪切位移4mm所對應(yīng)的剪應(yīng)力為抗剪強度。

五、試驗的操作9直接剪切試驗五、試驗的操作10三軸試驗必須制備4個以上性質(zhì)相同的試樣，在不同圍壓下進行試驗，圍壓大小要與工程的實際荷載相適應(yīng)，盡可能使最大周圍壓力與土體最大實際荷載大致相等。一般要求2個樣品的圍壓必須大于自重，固結(jié)樣品的固結(jié)壓力必須有2級大于土體自重壓力，最后二級壓力要分別大于自重壓力50、150kPa。軟弱土可采用50、100、150、200kPa（圍壓以不破壞土體為原則）。不固結(jié)不排水（UU）試驗：天然狀態(tài)下的直接裝樣進行試驗,需要抽氣飽和的樣品按要求抽氣飽和，再以0.5％/min的剪切速率進行試驗。施加的垂直壓力必須有2級大于自重壓力且要求土體必須剪損。試驗結(jié)束后，將原始數(shù)據(jù)從采集器保存到計算機，采用數(shù)據(jù)處理軟件，以主應(yīng)力差的峰值作為破壞點，無峰值時以15%軸向應(yīng)變所對應(yīng)的主應(yīng)力差作為破壞點繪制破損應(yīng)力圓，求取Cuu、Φuu。固結(jié)不排水（CU）試驗：天然狀態(tài)下的直接進行固結(jié)，需要抽氣飽和的樣品先按要求抽氣飽和，再對樣品進行固結(jié)（固結(jié)壓力與試驗采用的圍壓相同），固結(jié)（固結(jié)度大于95％）完成后，黏性土以0.05%/min的剪切速率進行試驗，粉土以0.8%/min的剪切速率進行試驗，施加的垂直壓力大于土體自重的剪切數(shù)據(jù)不少于2個且要求必須剪損。試驗結(jié)束后通過處理軟件，以主應(yīng)力差的峰值作為破壞點，無峰值時以15%軸向應(yīng)變所對應(yīng)的主應(yīng)力差作為破壞點繪制破損應(yīng)力圓，求取總應(yīng)力強度指標Ccu、Φcu，同時對孔隙水壓力量測，以破壞時的有效應(yīng)力繪制有效破損應(yīng)力圓，求取有效應(yīng)力強度指標C′、Φ′。（有效應(yīng)力路徑確定強度參數(shù)按下列步驟進行：先繪制有效應(yīng)力路徑曲線，以曲線上密集點或轉(zhuǎn)折點作為破壞點，將破壞點連成一條直線，通過直線斜率與截距反算出有效強度指標C′、Φ′）。五、試驗的操作10三軸試驗六、試驗認識的誤區(qū)1.試驗數(shù)據(jù)作為野外分層的唯一依據(jù)，沒有試驗數(shù)據(jù)不能分層。地層情況錯綜復雜，取的樣品不具代表性，土工試驗不能正確反映土的分布情況。野外描述才是分層的主要依據(jù)，只有具有代表性土樣的試驗結(jié)果才能用于驗證野外描述的正確性。六、試驗認識的誤區(qū)1.試驗數(shù)據(jù)作為野外分層的唯一依據(jù)，沒有試六、試驗認識的誤區(qū)2.試驗數(shù)量越多，分析統(tǒng)計越準確。大自然中的地層千變?nèi)f化，本來地層就存在著，有的地區(qū)成層的規(guī)律并不太明顯，巖土工程師根據(jù)物理力學性質(zhì)和經(jīng)驗分出不同的地層，由于個人經(jīng)驗、試驗數(shù)據(jù)誤差、規(guī)范限制、取樣代表性、鉆探工藝等差別，不同的人會對地層有不同的分層。規(guī)范中規(guī)定塑性指數(shù)為9.8為粉土，塑性指數(shù)為10.2為粉質(zhì)粘土，兩種土物理力學性質(zhì)相似，不可能精確的劃分土層。試驗數(shù)量越大，這種交錯出現(xiàn)的數(shù)據(jù)較多，硬生生的分層會使剖面中地層信息混亂。分層依據(jù)主要靠野外檢定，按統(tǒng)計的塑性指數(shù)平均值確定定名，塑性指數(shù)平均值上下浮動1可列為同一層，對統(tǒng)計表中的其它異常數(shù)據(jù)進行分析，然后劃定亞層。此外，試驗數(shù)量較大、工期較緊時會使試驗室不按正常試驗周期進行試驗，更有甚者進行數(shù)據(jù)造價，這樣的試驗數(shù)據(jù)再多也僅是擺設(shè)。正常的試驗周期如下：物理性質(zhì)需要2