土工試驗(yàn)培訓(xùn)1127

試驗(yàn)室培訓(xùn)記錄表單位：北京鐵研建設(shè)監(jiān)理有限責(zé)任公司成貴鐵路CGJL-2標(biāo)監(jiān)理站中心試驗(yàn)室培訓(xùn)時(shí)間2014年11月27日培訓(xùn)地點(diǎn)中心試驗(yàn)室培訓(xùn)主題土工試驗(yàn)培訓(xùn)教師參加人員培訓(xùn)內(nèi)容：土工試驗(yàn)培訓(xùn)目前工程地質(zhì)勘察中，室內(nèi)土工試驗(yàn)及野外原位測(cè)試是取得地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)參數(shù)的主要手段，由于野外施工條件與設(shè)備等的限制，往往只能靠室內(nèi)土工試驗(yàn)的指標(biāo)供基礎(chǔ)設(shè)計(jì)。所以，對(duì)于巖土勘察工程來(lái)說(shuō)，土工實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性是至關(guān)重要的，土工實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)包括了密度、含水量、液限、塑限壓縮性、抗剪強(qiáng)度以及壓縮系數(shù)等等，其中每一項(xiàng)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性都和工程勘察的質(zhì)量有著直接的關(guān)系。本次土工試驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)主要分為兩大塊：一是各項(xiàng)試驗(yàn)的原理、試驗(yàn)方法及步驟、另一個(gè)是關(guān)于如何合理安排土的試驗(yàn)項(xiàng)目。主要目的是大家相互學(xué)習(xí)、相互交流、提高，有不對(duì)的地方希望各位同事能夠及時(shí)指正。各項(xiàng)試驗(yàn)的試驗(yàn)步驟及原理1.1含水率試驗(yàn)（烘干法）本試驗(yàn)方法適應(yīng)于粗粒土、細(xì)粒土、有機(jī)質(zhì)土和凍土。試驗(yàn)步驟：⑴稱取有代表性的樣品15～30g或用環(huán)刀中的試樣，對(duì)于砂類土、淤泥（質(zhì)）土或有機(jī)質(zhì)土應(yīng)適當(dāng)增加取樣質(zhì)量。用調(diào)土刀將土樣攪拌均勻，同時(shí)應(yīng)剔除樣品中不具代表性的少數(shù)粗大顆粒，如大塊姜石、卵石、碎石、結(jié)核、碎貝殼等。放入鋁盒內(nèi)，蓋上盒蓋，稱濕土質(zhì)量，準(zhǔn)確至0.01g。⑵打開(kāi)稱量過(guò)的試樣鋁盒蓋，將試樣和鋁盒一起放入烘箱，在105℃～110℃溫度下烘至恒重。粘性土烘干時(shí)間不少于8～10小時(shí)，砂類土、粉土烘干時(shí)間不少于6小時(shí)。對(duì)有機(jī)質(zhì)土，應(yīng)將溫度控制在65℃～70℃的恒溫下烘干至恒重，烘干時(shí)間不少于10小時(shí)。⑶將烘干樣品從烘箱中取出稍冷后，蓋上鋁盒蓋放入干燥器中冷卻（空氣濕度較低時(shí)，亦可待蓋好鋁盒后置于空氣中冷卻）。試樣冷卻至室溫后，用天平準(zhǔn)確稱取鋁盒中干土質(zhì)量，方法和精度應(yīng)與濕土稱量一致。計(jì)算方法：ω=(m0/ma-1)×100式中：m0—濕土質(zhì)量(g)；ma—干土質(zhì)量(g)；ω—土的含水率（%）。1.2密度試驗(yàn)（環(huán)刀法）本試驗(yàn)方法適用于細(xì)粒土。試驗(yàn)步驟：⑴取有代表性試樣，高度3cm左右，用鋼絲鋸切平其兩端，并將試樣削成略大于環(huán)刀直徑的土柱。將環(huán)刀刀口向下放在試樣上。⑵將環(huán)刀垂直下壓，邊壓邊削，直至土樣完全伸出環(huán)刀為止。將環(huán)刀兩端余土切去修平，將環(huán)刀外壁擦拭干凈。⑶在天平放砝碼的一端放一等重量環(huán)刀，直接稱量出濕土質(zhì)量，準(zhǔn)確至0.1g，做好記錄。如果用電子天平或其連接數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)稱量，先將等重量環(huán)刀質(zhì)量放在電子天平上去皮清零，再直接稱量出濕土質(zhì)量，準(zhǔn)確至0.1g，記錄好試樣質(zhì)量。計(jì)算方法：按下式計(jì)算試樣密度與干密度：式中：—密度，準(zhǔn)確至0.01g/cm3；—干密度，準(zhǔn)確至0.01g/cm3；—濕土，g；—環(huán)刀體積，cm3；—含水率，％。按下式計(jì)算試樣重度與干重度：—干重度，準(zhǔn)確至0.1kN/m3；—取9.80m/s2。1.3顆粒分析試驗(yàn)本試驗(yàn)方法適用于粒徑≤60mm，＞0.075mm的土；對(duì)于最大粒徑不同的各種土樣采樣應(yīng)具備代表性，建議取樣數(shù)量如下表：土的最大粒徑(mm)建議取樣量(g)≤2100～300≤10300～1000≤201000～2000≤402000～4000＞40≥4000試驗(yàn)步驟：1．對(duì)無(wú)粘性的砂類土的篩分析按下列步驟進(jìn)行：⑴按上表要求稱取風(fēng)干土樣，準(zhǔn)確至0.1g，試樣數(shù)量超過(guò)500g時(shí)，準(zhǔn)確至1g。⑵將試樣分批過(guò)2mm篩。當(dāng)篩下試樣質(zhì)量小于總質(zhì)量的10%時(shí)，可不作細(xì)篩分析；當(dāng)篩上試樣質(zhì)量小于試樣總質(zhì)量的10%時(shí)，可不作粗篩分析。⑶取2mm篩上試樣倒入依次疊好的粗篩的最上層篩中；取2mm篩下試樣倒入依次疊好的細(xì)篩的最上層篩中，進(jìn)行篩析,并稱量記錄各級(jí)篩的留篩質(zhì)量。⑷如果2mm篩下土量過(guò)多，可將其混和均勻再用四分法縮分至100～300g。將試樣倒入依次疊好的最上層篩中，進(jìn)行篩析,并稱量記錄各級(jí)篩的留篩質(zhì)量。⑸各細(xì)篩上及底盤(pán)內(nèi)土的質(zhì)量總和與篩前所取2mm篩下試樣質(zhì)量之差不得大于1%。并且粗篩上及2mm篩的土質(zhì)量總和與篩前試樣總質(zhì)量的誤差也不大于1%。⑹按下式計(jì)算小于某粒徑的試樣質(zhì)量占樣品總質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)：x=式中，x--小于某粒徑的試樣質(zhì)量占樣品總質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)；mA--小于某粒徑的試樣質(zhì)量(g)；mB--試樣總質(zhì)量(g)；dX--小于2mm的試樣占試樣總質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)；⑺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)，粒徑（mm）為橫坐標(biāo)，繪制粒度分析曲線，并按下列公式計(jì)算土的不均勻系數(shù)和曲率系數(shù)：Cu=d60/d10Cc=d302/(d60×d10)式中，Cu—不均勻系數(shù)，Cc—曲率系數(shù)；d60—限制粒徑，即土中小于該粒徑的顆粒質(zhì)量占總土質(zhì)量的60%的粒徑；d10—有效粒徑，即土中小于該粒徑的顆粒質(zhì)量占總土質(zhì)量的10%的粒徑；d30—中間粒徑，即土中小于該粒徑的顆粒質(zhì)量占總土質(zhì)量的30%的粒徑；2．對(duì)含細(xì)粒土的砂礫土按下列步驟進(jìn)行：⑴按表中規(guī)定的取樣數(shù)量稱取風(fēng)干樣品。⑵將試樣置于盛有清水的容器中，充分?jǐn)嚢?，使粗?xì)顆粒完全分離。⑶將容器中的試樣懸液通過(guò)2mm篩，并用清水反復(fù)沖洗，至篩上僅剩大于2mm的顆粒為止，將篩上試樣烘干稱重，然后進(jìn)行粗篩分析。⑷將2mm篩下的土懸液用研杵研磨，充分研散后，并通過(guò)0.075mm篩。反復(fù)沖洗研磨，至篩上僅剩大于0.075mm的顆粒。將篩上土烘干至恒重，稱量烘干試樣的質(zhì)量并記錄，再進(jìn)行細(xì)篩分析。⑸當(dāng)粒徑小于0.075mm的試樣質(zhì)量超過(guò)試樣總質(zhì)量的10%時(shí)，應(yīng)用密度計(jì)法測(cè)定小于0.075mm的顆粒組成。⑹計(jì)算、繪制曲線。3．密度計(jì)法⑴取代表性風(fēng)干樣品約200g碾散。⑵若土中大于2mm的顆粒質(zhì)量超過(guò)試樣總質(zhì)量的10%時(shí)，應(yīng)先進(jìn)行篩分析。⑶按規(guī)范稱取經(jīng)風(fēng)干或烘干土樣（若采用風(fēng)干樣品，則需要測(cè)定其風(fēng)干含水率）。將試樣倒入容積500mL錐形燒瓶中，加入200～300mL蒸餾水，浸泡過(guò)夜。然后將其置于恒溫砂浴烘箱或其它煮沸設(shè)備上煮沸，煮沸時(shí)間持續(xù)40分鐘到60分鐘。（粘粒較高的樣品宜適當(dāng)延長(zhǎng)煮沸時(shí)間，砂性土可適當(dāng)縮短至30分鐘左右）。⑷將冷卻后的試樣懸液通過(guò)0.075mm篩移入1000mL試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)量筒，并用橡皮研杵反復(fù)研磨，用蒸餾水反復(fù)沖洗至篩上僅余粒徑大于0.075mm的顆粒。多次沖洗過(guò)篩后，懸液總量不能超過(guò)990mL。將篩上土移至蒸發(fā)皿中，沉淀后倒去清水。放入烘箱中烘干至恒重，稱量后進(jìn)行細(xì)篩分析，并計(jì)算各級(jí)顆粒占試樣總質(zhì)量的百分比。⑸向量筒中加入4%的六偏磷酸鈉10mL，再注入蒸餾水至1000mL刻線。⑹用攪拌器從量筒液面至筒底上下攪拌約1分鐘，往返約30次，取出攪拌器，立即開(kāi)動(dòng)秒表計(jì)時(shí)。在規(guī)定讀數(shù)的前20秒左右，將密度計(jì)輕輕放入懸液中，并使密度計(jì)相對(duì)靜止，不能接觸筒壁。測(cè)定記錄密度計(jì)歷時(shí)1、5、30、120、1440分鐘時(shí)密度計(jì)的讀數(shù)，并測(cè)定當(dāng)時(shí)懸液溫度，估讀至0.1℃。每次讀數(shù)完畢立即取出密度計(jì)放入盛有純水的量筒中。每次放入或取出密度計(jì)時(shí)，應(yīng)盡量減少懸液的擾動(dòng)。注：a.TM85密度計(jì)讀數(shù)以彎液面上緣為準(zhǔn).b.根據(jù)試樣情況或客戶實(shí)際需要，可增加密度計(jì)讀數(shù)或縮短最后一次讀數(shù)的時(shí)間。⑺按下式計(jì)算小于某粒徑的試樣質(zhì)量占總土質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)：x=100/md×CG×(Rm+T+n-CD)×dx式中，md--試樣干土質(zhì)量；Rm--密度計(jì)讀數(shù)；T--溫度校正值；n—刻度及彎液面校正，對(duì)于TM85土壤密度計(jì)，該值為0；CD--分散劑校正值；dx--密度計(jì)法的試樣取自小于某孔徑篩時(shí)，小于該孔徑試樣占土樣總質(zhì)量百分?jǐn)?shù)；CG--顆粒密度校正系數(shù)。查表或按下式計(jì)算：CG=ρS/(ρS-ρW20)×(2.65-ρW20)/2.65式中，ρS-顆粒密度；ρW20-20℃時(shí)水的密度；⑻按下式計(jì)算土粒粒徑：d=式中，d--土粒直徑(mm)；η--水的動(dòng)力粘滯系數(shù)(10-6kPa.s)；ρW4--4℃時(shí)水的密度(g/cm3)；GS--土粒比重；GWT--溫度T℃時(shí)的水的比重；g--重力加速度(cm/s2)；t--沉降時(shí)間(s)；L--某一時(shí)間內(nèi)土的沉降距離(cm)，按下式計(jì)算：L=a-b.R注：密度計(jì)法試驗(yàn)的計(jì)算及繪制過(guò)程現(xiàn)由計(jì)算機(jī)（或編程計(jì)算器）編程完成，操作者應(yīng)了解其計(jì)算原理。1.4液限試驗(yàn)本試驗(yàn)方法適用于粒徑小于0.5mm以及有機(jī)質(zhì)含量不大于試樣質(zhì)量5%的土。試驗(yàn)步驟：⑴本試驗(yàn)宜采用天然含水率試樣。當(dāng)土樣不均勻時(shí)，采用風(fēng)干試樣，當(dāng)試樣中含粒徑大于0.5mm的土粒和雜物時(shí)，應(yīng)過(guò)0.5mm篩。⑵當(dāng)采用天然含水率土樣時(shí)，取代表性土樣250g;采用風(fēng)干試樣時(shí)，取過(guò)0.5mm篩的代表性土樣200g，將試樣放在橡皮板上用純水將土樣調(diào)成均勻膏狀，放入調(diào)土皿，浸潤(rùn)過(guò)夜。⑶將制備的試樣充分調(diào)拌均勻，填入試樣杯中，填樣時(shí)不應(yīng)留有空隙，對(duì)較干的樣應(yīng)充分搓揉均勻，密實(shí)地填入試樣杯中，填滿后刮平表面。⑷將試樣杯放在液限測(cè)定儀的升降座上，在圓錐上抹一薄層凡士林，接通電源，使電磁鐵吸住圓錐。⑸調(diào)整升降座，使圓錐尖剛好接觸試樣表面，圓錐在自重下沉入試樣，經(jīng)5s后測(cè)讀圓錐下沉深度剛好為10mm，此時(shí)的含水率為10mm液限。取出試樣杯，挖去錐尖入土處的凡士林，取錐體附近的試樣不少于10g，放入稱量盒內(nèi)，測(cè)定含水率。⑹如果圓錐下沉的深度大于或小于10mm，應(yīng)加干土或濕土，重復(fù)本條3至5款的步驟，直至下沉深度剛好為10mm方可稱量。計(jì)算方法：與含水率的計(jì)算方法相同：ω=(m0/ma-1)×100式中：m0—濕土質(zhì)量(g)；ma—干土質(zhì)量(g)；ω—土的液限含水率（%）。塑性指數(shù)應(yīng)按下式計(jì)算：液性指數(shù)應(yīng)按下式計(jì)算：1.5塑限試驗(yàn)（滾搓法）本試驗(yàn)方法適用于粒徑小于0.5mm的土。試驗(yàn)步驟：⑴取0.5mm篩下的代表性試樣100g，放在盛土皿中加純水拌勻，濕潤(rùn)過(guò)夜。⑵將制備好的試樣在手中揉捏至不粘手，捏扁，當(dāng)出現(xiàn)裂縫時(shí)，表示其含水率接近塑限。⑶取接近塑限含水率的試樣8~l0g，用手搓成橢圓形，放在毛玻璃板上用手掌滾搓，滾搓時(shí)手掌的壓力要均勻地施加在土條上，不得使土條在毛玻璃板上無(wú)力滾動(dòng)，土條不得有空心現(xiàn)象，土條長(zhǎng)度不宜大于手掌寬度。⑷當(dāng)土條直徑搓成3mm時(shí)產(chǎn)生裂縫，并開(kāi)始斷裂，表示試樣的含水率達(dá)到塑限含水率。當(dāng)土條直徑搓成3mm時(shí)不產(chǎn)生裂縫或土條直徑大十于3mm時(shí)開(kāi)始斷裂，表示試樣的含水率高于塑限或低于塑限，都應(yīng)重新取樣進(jìn)行試驗(yàn)。⑸取直徑3mm有裂縫的土條3~5g,測(cè)定土條的含水率。計(jì)算方法：同天然含水率的計(jì)算方法。1.6變水頭滲透試驗(yàn)變水頭滲透試驗(yàn)適用于細(xì)粒土。試驗(yàn)步驟：⑴將裝有試樣的環(huán)刀裝入滲透容器，用螺母旋緊，要求密封至不漏水不漏氣。對(duì)不易透水的試樣，需進(jìn)行抽氣飽和；對(duì)飽和試樣和較易透水的試樣，直接用變水頭裝置的水頭進(jìn)行試樣飽和。⑵將滲透容器的進(jìn)水口與變水頭管連接，利用供水瓶中的純水向進(jìn)水管注滿水，并滲入滲透容器，開(kāi)排氣閥，排除滲透容器底部的空氣，直至溢出水中無(wú)氣泡，關(guān)排水閥，放平滲透容器，關(guān)進(jìn)水管夾。⑶向變水頭管注純水。使水升至預(yù)定高度，水頭高度根據(jù)試樣結(jié)構(gòu)的疏松程度確定，一般不應(yīng)大于2m，待水位穩(wěn)定后切斷水源，開(kāi)進(jìn)水管夾，使水通過(guò)試樣，當(dāng)出水口有水溢出時(shí)開(kāi)始測(cè)記變水頭管中起始水頭高度和起始時(shí)間，按預(yù)定時(shí)間間隔測(cè)記水頭和時(shí)間的變化，并測(cè)記出水口的水溫。⑷將變水頭管中的水位變換高度，待水位穩(wěn)定再進(jìn)行測(cè)記水頭和時(shí)間變化，重復(fù)試驗(yàn)5~6次。當(dāng)不同開(kāi)始水頭下測(cè)定的滲透系數(shù)在允許差值范圍內(nèi)時(shí)，結(jié)束試驗(yàn)。變水頭滲透裝置1一滲透容器；2一進(jìn)水管夾；3一變水頭管；4一供水瓶；5一接水源管；6一排氣水管；7一出水管計(jì)算方法：變水頭滲透系數(shù)應(yīng)按下式計(jì)算：1.7固結(jié)試驗(yàn)（標(biāo)準(zhǔn)固結(jié)試驗(yàn)）本試驗(yàn)方法適用于飽和的粘上。當(dāng)只進(jìn)行壓縮時(shí)，允許用于非飽和土。步驟：⑴在固結(jié)容器內(nèi)放置護(hù)環(huán)、透水板和薄型濾紙，將帶有試樣的環(huán)刀裝入護(hù)環(huán)內(nèi)，放上導(dǎo)環(huán)、試樣上依次放上薄型濾紙、透水板和加壓上蓋，并將固結(jié)容器置于加壓框架正中，使加壓上蓋與加壓框架中心對(duì)準(zhǔn)，安裝白分表或位移傳感器。注：濾紙和透水板的濕度應(yīng)接近試樣的濕度。⑵施加1kPa的預(yù)壓力使試樣與儀器上下各部件之間接觸，將百分表或傳感器調(diào)整到零位或測(cè)讀初讀數(shù)。⑶確定需要施加的各級(jí)壓力，壓力等級(jí)為；12.5、25、50、100、200、400、800、1600、3200kPa。第一級(jí)壓力的大小應(yīng)視土的軟硬程度而定，宜用12.5、25kPa或50kPa。最后一級(jí)壓力應(yīng)大于土的自重壓力與附加壓力之和。只需測(cè)定壓縮系數(shù)時(shí)，最大壓力不小于400kPa。⑷需要確定原狀土的先期固結(jié)壓力時(shí)，初始段的荷重率應(yīng)小于1，可采用0.5或0.25。施加的壓力應(yīng)使測(cè)得的e-logp曲線下段出現(xiàn)直線段。對(duì)超固結(jié)土，應(yīng)進(jìn)行卸壓、再加壓來(lái)評(píng)價(jià)其再壓縮特性。⑸對(duì)于飽和試樣，施加第一級(jí)壓力后應(yīng)立即向水槽中注水浸沒(méi)試樣。非飽和試樣進(jìn)行壓縮試驗(yàn)時(shí)，須用濕棉紗圍住加壓板周?chē)?。⑹需要測(cè)定沉降速率、固結(jié)系數(shù)時(shí)，施加每一級(jí)壓力后宜按下列時(shí)間順序測(cè)記試樣的高度變化。時(shí)間為6s、15s、1min、2minl5s、4min、6minl5s、9min、12min15s、16min、20min15s、25min、30min15s、36min、42min15、49min、64min、100min、200min、400min、23h、24h，至穩(wěn)定為止。不需要測(cè)定沉降速率時(shí)，則施加每級(jí)壓力后24h測(cè)定試樣高度變化作為穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)，只需測(cè)定壓縮系數(shù)的試樣，施加每級(jí)壓力后，每小時(shí)變形達(dá)0.01mm時(shí)，測(cè)定試樣高度變化作為穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)。按此步驟逐級(jí)加壓至試驗(yàn)結(jié)束。注：測(cè)定沉降速率僅適用飽和土。⑺需要進(jìn)行回彈試驗(yàn)時(shí)，可在某級(jí)壓力下固結(jié)穩(wěn)定后退壓，直至退到要求的壓力，每次退壓至24h后測(cè)定試樣的回彈量。⑻試驗(yàn)結(jié)束后吸去容器中的水，迅速拆除儀器各部件，取出整塊試樣，測(cè)定含水率。計(jì)算方法：1）試樣的初始孔隙比，應(yīng)按下式計(jì)算：2）各級(jí)壓力下試樣固結(jié)穩(wěn)定后的單位沉降量，應(yīng)按下式計(jì)算：3）各級(jí)壓力下試樣固結(jié)穩(wěn)定后的孔隙比，應(yīng)按下式計(jì)算：4）某一壓力范圍內(nèi)的壓縮系數(shù)，應(yīng)按下式計(jì)算：5）某一壓力范圍內(nèi)的壓縮模量，應(yīng)按下式計(jì)算：6）某一壓力范圍內(nèi)的體積壓縮系數(shù)，應(yīng)按下式計(jì)算：7）壓縮指數(shù)和回彈指數(shù)，應(yīng)按下式計(jì)算：8）以孔隙比為縱坐標(biāo)，壓力為橫坐標(biāo)繪制孔隙比與壓力的關(guān)系曲線，如下圖：圖關(guān)系曲線9）以孔隙比為縱坐標(biāo)，以壓力的對(duì)數(shù)為橫坐標(biāo)，繪制孔隙比與壓力的對(duì)數(shù)關(guān)系曲線，如下圖：圖曲線求示意圖10）原狀土試樣的先期固結(jié)壓力，應(yīng)按下列方法確定。在e-logP曲線上找出最小曲率半徑Rmin的點(diǎn)O，過(guò)O點(diǎn)做水平線OA，切線OB及∠AOB的平分線OD，OD與曲線下段直線段的延長(zhǎng)線交于E點(diǎn)，則對(duì)應(yīng)于E點(diǎn)的壓力值即為該原狀上試樣的先期固結(jié)壓力。11）固結(jié)系數(shù)應(yīng)按下列方法確定：⑴時(shí)間平方根法：對(duì)某一級(jí)壓力，以試樣的變形為縱坐標(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)系曲線如下圖，延長(zhǎng)曲線開(kāi)始段的直線，交縱坐標(biāo)于ds為理論零點(diǎn)，過(guò)ds作另一直線，令其橫坐標(biāo)為前一直線橫坐標(biāo)的1.15倍，則后一直線與d—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)應(yīng)按下式計(jì)算：圖時(shí)間平方根法求t90⑵時(shí)間對(duì)數(shù)法:對(duì)某一級(jí)壓力，以試樣的變形為縱坐標(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)系曲線如下圖，在關(guān)系曲線的開(kāi)始段，選任一時(shí)間t1，查得相對(duì)應(yīng)的變形值dl，再取時(shí)間t2=t1/4，查得相對(duì)應(yīng)的變形值d2，則2d2一dl即為d01，另取一時(shí)間依同法求得d03、d04、d05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)度達(dá)50%所需的時(shí)間t50，某一級(jí)壓力下的固結(jié)系數(shù)應(yīng)按下式計(jì)算：圖時(shí)間對(duì)數(shù)法求t501.8三軸試驗(yàn)本驗(yàn)方法適用于細(xì)粒土和粒徑小于20mm的粗粒土。主要儀器：⑴應(yīng)變控制式三軸儀（如下圖）：由壓力室、軸向加壓設(shè)備、周?chē)鷫毫ο到y(tǒng)、反壓力系統(tǒng)、孔隙水壓力量測(cè)系統(tǒng)、軸向變形和體積變化量測(cè)系統(tǒng)組成。應(yīng)變控制式三軸儀1一周?chē)鷫毫ο到y(tǒng);2一周?chē)鷫毫﹂y;3一排水閥;4一體變管;5一排水管;6一軸向位移表;7一測(cè)力計(jì);8一排氣孔;9一軸向加壓設(shè)備;10一壓力室;11一孔壓閥；12一量管閥;13一孔壓傳感器;14一量管;15一孔壓量測(cè)系統(tǒng);16一離合器;17手輪⑵附屬設(shè)備：包括擊樣器、切土器、原狀土分樣器、切土盤(pán)（如下圖）、承膜筒（如下圖）和對(duì)開(kāi)圓膜等。切土盤(pán)承膜筒1—軸；2—上盤(pán)；3—下盤(pán)1—壓力室底座；2—透水板；3—試樣；4—承膜筒；5—橡皮膜；6—上帽；7—吸氣孔試樣制備1）本試驗(yàn)采用的試樣最小直徑為35mm，最大直徑為l0lmm，試樣高度宜為試樣直徑的2～2.5倍，試樣的允許最大粒徑應(yīng)符合下表規(guī)定。對(duì)于有裂縫、軟弱面和構(gòu)造面的試樣，試樣直徑宜大于60mm。試樣的土粒最大粒徑（mm）試樣直徑允許最大粒徑<100試樣直徑的1/10>100試樣直徑的1/52）原狀土試樣制備⑴對(duì)于較軟的土樣，先用鋼絲鋸或切土刀切取一稍大于規(guī)定尺寸的土柱，放在切土盤(pán)上下圓盤(pán)之間，用鋼絲鋸或切土刀緊靠側(cè)板，由上往下細(xì)心切削，邊切削邊轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤(pán)，直至土樣被削成規(guī)定的直徑為止。試樣切削時(shí)應(yīng)避免擾動(dòng)，當(dāng)試樣表面遇有礫石或凹坑時(shí)，允許用削下的余土填補(bǔ)。⑵對(duì)較硬的土樣，先用切土刀切取一稍大于規(guī)定尺寸的土柱，放在切土架上，用切土器切削土樣，邊削邊壓切土器，直至切削到超出試樣高度約2cm為止。⑶取出試樣，按規(guī)定的高度將兩端削平，稱量。并取余土測(cè)定試樣的含水率。⑷對(duì)于直徑大于l0cm的土樣，可用分樣器切成3個(gè)土柱，按上述方法切取mm的試樣。不固結(jié)不排水試驗(yàn)（UU）：1）試樣的安裝，應(yīng)按下列步驟進(jìn)行：⑴在壓力室的底座上，依次放上不透水板、試樣及不透水試樣帽，將橡皮膜用承膜筒套在試樣外，并用橡皮圈將橡皮膜兩端與底座及試樣帽分別扎緊。⑵將壓力室罩頂部活塞提高，放下壓力室罩，將活塞對(duì)準(zhǔn)試樣中心，并均勻地?cái)Q緊底座連接螺母。向壓力室內(nèi)注滿純水，待壓力室頂部排氣孔有水溢出時(shí)，擰緊排氣孔，并將活塞對(duì)準(zhǔn)測(cè)力計(jì)和試樣頂部。⑶將離合器調(diào)至粗位，轉(zhuǎn)動(dòng)粗調(diào)手輪，當(dāng)試樣帽與活塞及測(cè)力計(jì)接近時(shí)，將離合器調(diào)至細(xì)位，改用細(xì)調(diào)手輪，使試樣帽與活塞及測(cè)力計(jì)接觸，裝上變形指示計(jì)，將測(cè)力計(jì)和變形指示計(jì)調(diào)至零位。⑷關(guān)排水閥，開(kāi)周?chē)鷫毫﹂y，施加周?chē)鷫毫Α?）剪切試樣應(yīng)按下列步驟進(jìn)行：⑴剪切應(yīng)變速率宜為每分鐘應(yīng)變0.5%～1.0%。⑵啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)，合上離合器，開(kāi)始剪切。試樣每產(chǎn)生0.3%～0.4%的軸向應(yīng)變(或0.2mm變形值)，測(cè)記一次測(cè)力計(jì)讀數(shù)和軸向變形植。當(dāng)軸向應(yīng)變大于3%時(shí)，試樣每產(chǎn)生0.7%～0.8%的軸向應(yīng)變(或0.5mm變形值)，測(cè)記一次。⑶當(dāng)測(cè)力計(jì)讀數(shù)出現(xiàn)峰值時(shí)，剪切應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行到軸向應(yīng)變?yōu)?5%～20%。⑷試驗(yàn)結(jié)束，關(guān)電動(dòng)機(jī)，關(guān)周?chē)鷫毫﹂y，脫開(kāi)離合器，將離合器調(diào)至粗位，轉(zhuǎn)動(dòng)粗調(diào)手輪，將壓力室降下，打開(kāi)排氣孔，排除壓力室內(nèi)的水，拆卸壓力室罩，拆除試樣，描述試樣破壞形狀，稱試樣質(zhì)量，并測(cè)定含水率。3）軸向應(yīng)變應(yīng)按下式計(jì)算：4）試樣面積的校正，應(yīng)按下式計(jì)算：5）主應(yīng)力差應(yīng)按下式計(jì)算：6）以主應(yīng)力差為縱坐標(biāo)，軸向應(yīng)變?yōu)闄M坐標(biāo)，繪制主應(yīng)力差與軸向應(yīng)變關(guān)系曲線(如下圖)。取曲線上主應(yīng)力差的峰值作為破壞點(diǎn)，無(wú)峰值時(shí)，取15%軸向應(yīng)變時(shí)的主應(yīng)力差值作為破壞點(diǎn)。主應(yīng)力差與軸向應(yīng)變關(guān)系曲線7）以剪應(yīng)力為縱坐標(biāo)，法向應(yīng)力為橫坐標(biāo)，在橫坐標(biāo)軸以破壞時(shí)的為圓心，以為半徑，在應(yīng)力平面上繪制破損應(yīng)力圓，并繪制不同周?chē)鷫毫ο缕茡p應(yīng)力圓的包線，求出不排水強(qiáng)度參數(shù)(如下圖)。不固結(jié)不排水剪強(qiáng)度包線固結(jié)不排水試驗(yàn)（CU）：1）試樣的安裝，應(yīng)按下列步驟進(jìn)行：⑴開(kāi)孔隙水壓力閥和量管閥，對(duì)孔隙水壓力系統(tǒng)及壓力室底座充水排氣后，關(guān)孔隙水壓力閥和量管閥。壓力室底座上依次放上透水板、濕濾紙、試樣、濕濾紙、透水板，試樣周?chē)N浸水的濾紙條7~9條。將橡皮膜用承膜筒套在試樣外，并用橡皮圈將橡皮膜下端與底座扎緊。打開(kāi)孔隙水壓力閥和量管閥，使水緩慢地從試樣底部流入，排除試樣與橡皮膜之間的氣泡，關(guān)閉孔隙水壓力閥和量管閥。打開(kāi)排水閥，使試樣帽中充水，放在透水板上，用橡皮圈將橡皮膜上端與試樣帽扎緊，降低排水管，使管內(nèi)水面位于試樣中心以下20~40cm，吸除試樣與橡皮膜之間的余水，關(guān)排水閥。需要測(cè)定應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系時(shí)，應(yīng)在試樣與透水板之間放置中間夾有硅脂的兩層圓形橡皮膜，膜中間應(yīng)留有直徑為lcm的圓孔排水。⑵將壓力室罩頂部活塞提高，放下壓力室罩，將活塞對(duì)準(zhǔn)試樣中心，并均勻地?cái)Q緊底座連接螺母。向壓力室內(nèi)注滿純水，待壓力室頂部排氣孔有水溢出時(shí)，擰緊排氣孔，并將活塞對(duì)準(zhǔn)測(cè)力計(jì)和試樣頂部。⑶將離合器調(diào)至粗位，轉(zhuǎn)動(dòng)粗調(diào)手輪，當(dāng)試樣帽與活塞及測(cè)力計(jì)接近時(shí)，將離合器調(diào)至細(xì)位，改用細(xì)調(diào)手輪，使試樣帽與活塞及測(cè)力計(jì)接觸，裝上變形指示計(jì)，將測(cè)力計(jì)和變形指示計(jì)調(diào)至零位。⑷關(guān)排水閥，開(kāi)周?chē)鷫毫﹂y，施加周?chē)鷫毫Α?）試樣排水固結(jié)應(yīng)按下列步驟進(jìn)行：⑴調(diào)節(jié)排水管使管內(nèi)水面與試樣高度的中心齊平，測(cè)記排水管水面讀數(shù)。⑵開(kāi)孔隙水壓力閥，使孔隙水壓力等于大氣壓力，關(guān)孔隙水壓力閥，記下初始讀數(shù)。⑶將孔隙水壓力調(diào)至接近周?chē)鷫毫χ?，施加周?chē)鷫毫螅俅蜷_(kāi)孔隙水壓力閥，待孔隙水壓力穩(wěn)定測(cè)定孔隙水壓力。⑷打開(kāi)排水閥對(duì)試驗(yàn)進(jìn)行固結(jié)。固結(jié)完成后，關(guān)排水閥，測(cè)記孔隙水壓力和排水管水面讀數(shù)。⑸微調(diào)壓力機(jī)升降臺(tái)，使活塞與試樣接觸，此時(shí)軸向變形指示計(jì)的變化值為試樣固結(jié)時(shí)的高度變化。3）剪切試樣應(yīng)按下列步驟進(jìn)行：⑴剪切應(yīng)變速率粘上宜為每分鐘應(yīng)變0.05%～0.1%；粉土為每分鐘應(yīng)變0.1%～0.5%⑵將測(cè)力計(jì)、軸向變形指示計(jì)及孔隙水壓力讀數(shù)均調(diào)整至零。⑶啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)，合上離合器，開(kāi)始剪切。記錄測(cè)力計(jì)、軸向變形、孔隙水壓力讀數(shù)。⑷試驗(yàn)結(jié)束，關(guān)電動(dòng)機(jī)，關(guān)各閥門(mén)，脫開(kāi)離合器，將離合器調(diào)至粗位，轉(zhuǎn)動(dòng)粗調(diào)手輪，將壓力室降下，打開(kāi)排氣孔，排除壓力室內(nèi)的水，拆卸壓力室罩，拆除試樣，描述試樣破壞形狀，稱試樣質(zhì)量并測(cè)定試樣含水率。4）試樣固結(jié)后的高度，應(yīng)按下式計(jì)算：5）試樣固結(jié)后的面積，應(yīng)按下式計(jì)算：6）試樣面積的校正，應(yīng)按下式計(jì)算：7）主應(yīng)力差應(yīng)按下式計(jì)算：8）有效主應(yīng)力比應(yīng)按下式計(jì)算：⑴有效大主應(yīng)力：⑵有效小主應(yīng)力：⑶有效主應(yīng)力比：9）孔隙水壓力系數(shù)，應(yīng)按下式計(jì)算：⑴初始孔隙水壓力系數(shù)：⑵破壞時(shí)孔隙水壓力系數(shù)：10）主應(yīng)力差與軸向應(yīng)變關(guān)系曲線，應(yīng)按上述不固結(jié)不排水剪（UU）第6條繪制。11）以有效應(yīng)力比為縱坐標(biāo)，軸向應(yīng)變?yōu)闄M坐標(biāo)，繪制有效應(yīng)力比與軸向應(yīng)變曲線(如下圖)。有效