土工試驗詳細步驟

實驗一土的密度(環(huán)刀法、臘封法)土的密度是指土的單位體積的質量。若用天然狀態(tài)原狀土樣測得的密度，稱天然密度。一般常用環(huán)刀法或蠟封法測定粘性土的密度，兩者的主要區(qū)別在于測定土的體積的方法不同。環(huán)刀法適用于較均一、可塑的粘性土。蠟封法適用于土中含有粗粒，或者堅硬易碎難以用環(huán)刀切割的土或者試樣量少，只有小塊、形狀不規(guī)則的土樣時使用。對于飽和松散土、淤泥、飽和軟粘土，不易取出原狀樣的土，可采用放射性同位素在現(xiàn)場測定其天然密度。砂土、礫石土，可在現(xiàn)場挖坑用灌砂法測定。一、環(huán)刀法基本原理環(huán)刀法是用已知質量及容積的環(huán)刀，切取土樣。使土樣的體積與環(huán)刀容積一致，這樣環(huán)刀的容積即為土的體積；稱量后，減去環(huán)刀的質量就得土的質量。然后計算得土的密度。儀器設備⑴環(huán)刀：內徑為68cm,高為2cm；(⑵天平：感量為°?ig；測徑卡尺；切土刀、鋼絲鋸、凡士林油及玻璃板等。3.操作步驟測定環(huán)刀的質量及體積用測徑卡尺測量環(huán)刀的內徑及高度，計算得環(huán)刀的體積；然后，將環(huán)刀置于天平上稱得環(huán)刀質量m1。切取土樣在環(huán)刀內壁上涂以薄層凡士林，將環(huán)刀刃口向下放在土樣表面上，用修土刀把土樣削成略大于環(huán)刀的土柱，然后垂直向下輕壓環(huán)刀，邊壓邊削，至土樣高出環(huán)刀為止。先削平環(huán)刀上端之余土，使土面與環(huán)刀邊緣齊平，再置于玻璃板上；然后削環(huán)刀刃口一端的余土，使與環(huán)刀刃口齊平。若兩面的土有少量剝落，可用切下的碎土輕輕補上。測定環(huán)刀和土樣之質量擦凈環(huán)刀外壁，稱量環(huán)刀和土樣的質量m2,準確至°?ig。計算土的密度m2mb~V式中：土的密度，g/cm3；m2—環(huán)刀與土樣之質量，g；mi—環(huán)刀的質量，g；V――土的體積，cm3。計算準確至0.01g/cm3。平行測定本試驗須進行兩次平行測定，取其結果的算術平均值，其平行差值不得大于o.03g/cmt4.注意事項用環(huán)刀切取土樣時，必須嚴格按實驗步驟操作，不得急于求成，用力過猛或圖省事不削成土柱，這樣就易使土樣開裂擾動，結果事倍功半。修平環(huán)刀兩端余土時，不得在試樣表面往返壓抹。對于較軟的土，宜先用鋼絲鋸將土樣鋸成幾段，然后用環(huán)刀切取二、蠟封法1.基本原理蠟封法是將已知質量的土塊浸入融化的石蠟中，使試樣有一層蠟的外殼，保持其完整外形，通過分別稱得帶有蠟殼的土樣在空氣中和水中的重量，根據(jù)阿基米德原理，計算出試樣體積，便可以求得土的密度。2儀器設備石蠟及融蠟設備(電爐和鍋)；(2)天平：感量為0.01g;其它：切土刀、燒杯、細線、溫度計和針等。操作步驟(1)切取土樣切取體積約30cm3土樣，削去松浮表土和尖銳棱角，使其成為較整齊的形狀；系上細線，置于天平盤上稱得試樣的質量m。O(2)封蠟持線將試樣徐徐浸入剛過熔點(溫度為5070C)的蠟中，待全部浸沒后即將試樣提出，重復23次，使試樣表面復以一薄層蠟膜。注意檢查蠟膜中有無氣泡；若有用燒熱之針刺破，再用蠟涂平孔口。(3)測定試樣體積將封蠟試樣放在天平上稱量，得該試樣之質量mj；用細線將試樣吊在天平之一端，并浸沒于盛蒸餾水的燒杯中(圖1),稱其在水中的質量m'。將試樣從水中取出，擦干蠟封薄膜表面水分?置于天平上稱量?檢查是否有水進入土樣中。若此時試樣質量大于浸水前之封蠟試樣質量.并超過0.03g,則試驗應重做。圖1稱封臘試樣在水中的質量(4)計算土的密度a■計算試樣的體積：VVV式中：V試樣體積，cm3；V「封蠟試樣體積，V凹一，cm3；V2蠟膜體w積，V2匹』，cm3；m'——封蠟試樣在水中的質量，g；mi--封蠟試樣的質量,ng;m-----試樣質量，g;W水的密度，g/cm3；n—石蠟的密度，常采用0.92g/cm3。b?計算土的密度：mmm,m'mimyV2wn(5)平行測定本實驗須做兩次平行測定，取其結果的算術平均值，平行誤差不得大于0.03g/cm34.注意事項在封蠟時，應將土樣徐徐浸入蠟中并立即提上以免蠟膜產(chǎn)生氣泡，并防止土樣擾動。以平衡線的同時應排除附在其以平衡線的同時應排除附在其(4)在稱封蠟土樣水中質量時，應注意勿使封蠟試樣與燒杯壁接觸，周圍的氣泡。實驗二測定土的含水率(烘干法)1基本原理含水率是指土中水分質量與干土質量之比值。濕土在溫度為100105C的長時間烘烤下，土中水分完全被蒸發(fā)，土樣減輕的質量與完全干燥后土樣的質量之比值，即為濕土的含水率，以百分數(shù)表示。測定含水率的方法很多，其區(qū)別是使士樣干燥的方法不同，常用的有下列幾種方法。烘干法：將土樣置于烘箱中烘烤除去水分。烘干法只能在實驗室中有烘箱設備的條件下進行，一般適用于有機質含量小于5%的土，若有機質含量為5%10%，仍允許用此法，但需注明有機質含量。酒精燃燒法：將酒精倒入土樣中，燃燒除去其水分。此法適用于野外勘測及施工等大量測定含水率的情況。酒精燃燒法的測定速度較快，故又稱快速法。砂土炒干法：砂土中結合水少，可以將它放在鋁盒中置于電爐上炒干，直至完全干燥，測其含水率。2儀器設備(1)鋁盒2個；天平：感量為0.01g;烘箱；干燥器。操作步驟測濕土的質量先稱得鋁盒的質量m。后選取代表性的土樣約15g，放人鋁盒內，蓋緊盒蓋，稱鋁盒加濕土的壬曰.質量mi。(2)烘干土樣打開盒蓋，將盛有土樣的鋁盒放入烘箱，在溫度100105C下烘6h以上至恒重。測干土的質量自烘箱中取出鋁盒，蓋上盒蓋，立即放入干燥器中，冷卻后稱盒加干土的質量m2,減去鋁盒質量m0即得干土質量。按下式計算含水率mm2—

--100%m2m0式中：一一土的含水率，%mi――鋁盒加濕土的質量，g；m2――鋁盒加干土的質量，g;mo-----鋁盒的質量，g,計算準確至0?1%。平行測定每一土樣須做兩次平行測定，取其結果的算術平均值。允許平行誤差值如下:含水率允許平行誤差值<10%0.5%1040%1.0%>40%2.0%試驗記錄試驗記錄工程編號鉆孔編號土樣說明試驗者計算者校核者^含水量盒號盒+土(g)盒+干土盒(g)濕土(g)干土(g)水⑼含水量(g/cm3)平均含水量(1)(2)(3)⑷=(1)-(3)(5)=(2)-(3)(6)=(4)-(5)(7)=(6)/(5)5.注意事項打開土樣后，應立即取樣稱濕土質量，以免水分蒸發(fā)。土樣必須按要求烘至恒重，否則影響測試精度。烘干的試樣應冷卻后稱量，防止熱土吸收空氣中的水分，并避免天平受熱不均影響稱量精度實驗三土的液限和塑限（錐式儀法和搓條法）5）和從塑態(tài)過渡p5）和從塑態(tài)過渡p），是表示土的塑性在界限含水率中，意義最大的是從粘流狀態(tài)過渡到粘塑狀態(tài)的液限到半固態(tài)的塑限（p）。土的塑性指數(shù)是液限與塑限之差"pL強弱的指標。從理論上講，液限時，土出現(xiàn)一定的流動阻力，即有最小可量度的抗剪強度。國內外測定液限的方法，使用兩種不同儀器，即瓦氏錐式儀和卡氏碟式儀。前者是前蘇聯(lián)A.M瓦西里耶夫研制的。他經(jīng)多次試驗認為，錐角30。、重76g的圓錐體，沉入土體的深度為10mm西里耶夫研制的。他經(jīng)多次試驗認為，錐角時的含水率就是液限。后者是美國卡薩格蘭德專門研制的半圓形銅碟。實驗時，將土平鋪碟中，用劃刀分成兩半，以每秒2次的速率將碟由10mr高度落下。當下落擊數(shù)為25次時，原來被劃刀分成兩半的土在碟底的合攏長度恰好達到13mm時的含水率就是液限。通過計算，對同一種土，用錐式儀測得液限土的抗剪強度為8.4kPa,用碟式儀測得液限土的抗剪強度為2.7kpa。國內外學者多數(shù)認為，碟式儀液限的抗剪強度值符合基本物理意義，但其手續(xù)較繁瑣，強度帶有擾動的性質，方法有改善的必要。錐式儀液限的抗剪強度過大，所得含水率偏小，但強度屬靜力性質，測試簡易，適當改進可以推廣運用。研究表明，瓦氏圓錐儀下沉17mm時的含水率，大致相當于用卡氏碟式儀測得的液限，可以等效碟式儀液限。因此，在使用液限時，應標明是用何種儀器測得的。目前，我國所測得的液限有三種：①錐式儀液限（下沉10mm）②錐式儀液限（下沉L7mm）等效碟式儀液限；③碟式儀液限。我國一直廣泛使用10mr錐式液限儀，積累了大量資料沒有特別注明的液限均屬于此種液限。塑限的測定依據(jù)主要是根據(jù)土處于塑態(tài)時土的塑態(tài)與固態(tài)間的界限含水率稱土的塑限塑限的測定依據(jù)主要是根據(jù)土處于塑態(tài)時可塑成任意形狀且不產(chǎn)生裂紋；處于固態(tài)時則很難搓成任意形狀，若勉強為之，則土面要發(fā)生裂紋或斷折等現(xiàn)象。以這兩種物理狀態(tài)為特征，確定塑態(tài)和固態(tài)的界限。也就是說當土被搓成一定粗細的土條且表面開始出現(xiàn)裂紋時的含水率，即為塑限。此外，我國還采用圓錐式液塑限聯(lián)合測定儀測定液限和塑限。它是用瓦氏圓錐儀在專門的儀器上測定土在不同含水率時的圓錐人土深度，水率的關系直線。在直線上分別查得圓錐入土深度為即為碟式儀液限（的儀器上測定土在不同含水率時的圓錐人土深度，水率的關系直線。在直線上分別查得圓錐入土深度為即為碟式儀液限（等效）、錐式儀液限和塑限。在雙對數(shù)坐標紙上繪成圓錐入土深度與含17mm10mm和2mm時的相應含水率,￡t1手柄；2錐體￡t1手柄；2錐體圖2鏈式液限儀;3F衡錘；4試杯；5底座；6試樣2.錐式液限儀測液限(一）儀器設備(1)鋁盒、調十杯及調十刀;⑵錐式液限儀（圖2）;⑶天平：感量為0.01g⑷篩：孔徑為0.5mm磁缽和橡皮頭研棒；⑹烘箱；⑺干燥器。（二J操作步驟C1）制備土樣取天然含水率的土樣50g捏碎過篩；若天然土樣已風干，則取樣80g研碎，并過0?5mm篩；加蒸餾水調成糊狀，蓋上濕布或置保濕器內12h以上，使水分均勻分布。（2）裝土樣于調土杯中將備好的土樣再仔細拌勻一次，然后分層裝入試杯中；用手掌輕拍試杯，使杯中空氣逸出；待土樣填滿后，用調土刀抹平土面，使之與杯緣齊平。（3）放錐在平衡錐尖部分涂上一薄層凡士林，以姆指和食指執(zhí)錐柄，使錐尖與試樣面接觸，并保持錐體垂直，輕輕松開手指，使錐體在其自重作用下沉入土中；注意放錐時要平穩(wěn)，避免產(chǎn)生沖擊力。放錐15s后，觀察錐體沉入土中的深度，以土樣表面與錐接觸處為準；若恰為10mm錐上有刻度標志），則認為這時的含水率就為液限。若錐體入土深度大于或小于10mm寸，表示試樣含水率大于或小于液限；此時，應挖去沾有凡士林的土，取出全部試樣放在調土杯中，使水分蒸發(fā)或加蒸餾水重新調勻，直至錐體下沉深度恰為10mm時為止。有些圓錐還刻有17mn的標志，若錐體下沉深度恰為17mm此時的含水率即為17mr液限，等效碟式液限。（4）測液限含水率將所測得的合格試樣，挖出沾有凡士林的部分，取錐體附近試樣少許（約1520g）放入鋁盒中測定其含水率，此含水率即為液限。（5）平行測定本實驗須做兩次平行測定，計算準確至0.1%,取其結果的算術平均值；兩次實驗的平行差值不得大于2%。（三）試驗記錄試驗記錄工程編號鉆孔編號土樣說明試驗者計算者校核者盒號盒+土盒+干土⑼盒(g)濕土（g）干土（g）水⑼液限（％）平均(1)⑵(3)(4)=(1)-(3)(5)=(2)-(3)(6)=(4)-(5)(7)=(6)/(5)（四）注意事項（1）若調制的土樣含水率過大，只許在空氣中晾干或用吹風機吹干，也可用調土刀攪拌或用手搓捏散發(fā)水量，切不能加干土或用電爐烘烤。（2）放錐時要平穩(wěn)，避免產(chǎn)生沖擊力。從調土杯中取出土樣時，必須將沾有凡士林的土棄掉，方能重新調制或者取樣測含水率3搓條法測塑限(一)儀器設備(1)鋁盒、調土刀、調土杯、滴瓶；(2)磁缽及橡皮頭研棒；(3)天平：感量為O.OIg;(4)烘箱、干燥器、電熱吹風器；(5)篩：孔徑為0.5mm；(6)毛玻璃板：約300mmx200mm(二)操作步驟(1)制備土樣按液限試驗制備試樣，但加的水分要少，使土團不沾手。搓條取一小塊試樣在手中揉捏至不沾手，用手指捏成橢球形，置于毛玻璃板上，用手掌輕輕搓滾；手掌用力要均勻，土條長度不能超過手掌寬度，土條不能出現(xiàn)空心現(xiàn)象；當土條被搓至直徑為3mm.且產(chǎn)生裂紋并開始斷裂時，此時的含水率恰為塑限。若土條被搓至3mr仍未產(chǎn)生裂紋，表示該試樣含水率高于塑限，應將土條重新揉捏，再搓滾之。若土條直徑大于3mr就斷裂，表示其含水率低于塑限，應棄去，重新取土揉捏搓滾，直至達到標準為止。每搓好一合格的土條后，應立即將它放在鋁盒里，蓋上盒蓋，避免水分蒸發(fā)，直到土條重達35g為止。測塑限含水率將放在鋁盒中的土條稱重，烘干后再稱干土的質量，計算含水率。平行測定本試驗須做兩次平行測定，取其結果的算術平均值，計算準確至值，粘土、粉0.1%;兩次結果的差質粘土不得大于2%;粉土不得大于1%。成果用測得之液限與塑限值計算塑性指數(shù)，并按塑性指數(shù)分類定出土名，應用測得之液限、塑限、天然含水率計算液性指數(shù)，并評價土所處的稠度狀態(tài)。(三)試驗記錄試驗記錄工程編號鉆孔編號土樣說明試驗者計算者校核者盒號盒+土(g)盒+干土盒(g)濕十(g)干土(g)水⑼液限(％)平均(1)(2)⑶(4)=(1)-(3)(5)=(2)-(3)(6)=(4)-(5)(7)=(6)/(5)(四)注意事項(1)搓滾土條時，必須用力均勻，以手掌輕壓，不得作無壓滾動；應防止土條產(chǎn)生中空現(xiàn)象，搓滾前土團必須經(jīng)過充分的揉捏，(2)土條須在數(shù)處同時產(chǎn)生裂紋始達塑限；如僅有一條裂紋，可能是用力不均所致，產(chǎn)生的裂紋必須呈螺紋狀。附聯(lián)合測定儀測定液限和塑限1儀器設備⑴液塑限聯(lián)合測定儀(質量有76g和100g之分)分析天平：感量O.OIg，稱量200go烘箱，干燥器，篩(孔徑0.5mm),研缽。其它：鋁盒，調十刀，毛玻璃板，碗，滴管，電吹風，凡士林等；1圖3；1圖3液塑限聯(lián)合測定儀1—屏幕；2—零線調節(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-指示燈及開關；13—水準器；14線路板2.操作步驟300g300g，分放在三個調土12h以上。三種不同密實后，填入求，取代表性土樣約皿中，加蒸餾水調制成三種不同含水率的土膏，并蓋上濕布，靜置含水率分別控制圓錐入土深度大致在17mm、10mm3mm附近。裝土進杯：將任一含水率的調土皿中的土膏用調土刀充分攪拌均勻調土杯中，填滿后刮平表面；將杯放在聯(lián)臺測定儀的升降杯座上。放錐入土；在圓錐上抹一薄層凡士林，接通電源，使電磁鐵吸住圓錐；調整升降座，使圓錐尖接觸試樣面；調節(jié)讀數(shù)零點。關斷電源，使圓錐失磁而自重下沉土中；約5秒后，測讀圓錐入土深度。測含水率：取下調土杯，取部分試樣測定含水率。重復以上步驟，再測定另兩試樣的圓錐入土深度及含水率。繪制曲線：以含水率為橫坐標，以圓錐入土深度為縱坐標，在雙對數(shù)坐標紙上繪制關系曲線，三點應在一直線上。當三點不在一直線上時，將高含水率的點與其余兩點連成直線，并在入土深度為2mm處查得相應兩個含水率；當兩個含水率差值小于2%時，應以該兩點含水率的平均值與高含水率的點連成一直線，作為關系直線；否則，應對低含水率的點重做。確定液、塑限：在關系直線上查得入土深度為17mm所對應的含水率即為17mr液限(等效碟式儀液眼)，深度為10mm所對應的含水率為10mr液限(即習慣的錐式儀液限)，深度為2mn所對應的含水率為塑限，取值至整教。

匸魁騎門

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官7634工20會術儕贈tf,%實驗四土的壓縮性指標(一)(杠桿式壓縮儀法)―、基本原理土的壓縮性是指土在壓應力作用下發(fā)生壓縮變形，體積被壓縮變小的性能。飽水土在壓應力作用下，由于孔隙水的不斷排出而引起的壓縮過程稱為滲透固結。因此，飽水土的壓縮試驗亦稱固結試驗。固結試驗是將土樣放在金屬器內，在有側限的條件下施加壓力，觀察土在不同壓力下的壓縮變形量，以測定土的壓縮系數(shù)、壓縮模量、壓縮指數(shù)、固結系數(shù)、前期固結壓力等有關壓縮性指標，作為工程設計計算的依據(jù)?！銐嚎s儀有杠桿式和磅秤式兩種。杠桿式壓縮儀是用砝碼通過杠桿加壓，壓力僅為0.40.6MPa基本上能滿足一般工程要求，且數(shù)臺儀器可裝在一個試驗臺架上，占地面積小，便于管理，目前被廣泛采用。磅秤式壓縮儀是通過帶有加壓框架的磅秤施加壓力，儀器壓力可達5MPa適用于較大工程，可以用來測定壓縮指數(shù)和前期固結壓力、固結系數(shù)等指標，本實驗采用杠桿式壓縮儀。固結試驗中，后一級壓力的施加均是在前一級荷重下壓縮至穩(wěn)定后施加的。按穩(wěn)定標準的不同，通常將固結試驗分為兩類：穩(wěn)定壓縮：每級壓力下持續(xù)24h為壓縮穩(wěn)定標準；測記試樣高度變化后，即可施加下級壓力。這是各類規(guī)范的常規(guī)標準。對某些滲透系數(shù)大于1°_5cm/s的粘性土.允許以1h內試樣變形量不大于0.005mmf乍為相對穩(wěn)定標準，結果能夠滿足工程要求?？焖賶嚎s：在各級壓力下，壓縮時間規(guī)定為1h,僅在最后一級壓力下，除測記1h變形量外，還測讀到穩(wěn)定標準(24h)時的變形量。在整理資料時，根據(jù)最后一級變形量，校正前幾級壓力下的變形量。當試驗要求精度不高時，可采用快速壓縮法。二、儀器設備(1)杠桿式固結儀(圖4)：包括加壓及測壓裝置、壓縮容器和測微表(圖5)；(2)測含水率和密度所需的設備；⑶其它：濾紙、鐘表等?！騣rzTi!圖4◎irzTi!圖4杠桿式壓縮儀裝置示意圖圖5壓縮容器示意圖I-測微表；2-上部橫粱；3-壓縮容器；I-測微表；2-加壓蓋；3—固定環(huán)；4—環(huán)刀；5-4-水平臺；5-上部固定螺絲；6-下部固定螺絲；7-透水石；6—透水底板；7一容器外殼平衡錘；8—杠桿；9-砝碼盤三、操作步驟試樣制備：按工程要求取原狀土或制備所需狀態(tài)的擾動土樣，按測定土的密度的方法用環(huán)刀切取土樣，測定土的密度，并同時取土測定土的含水率和土粒密度。安裝環(huán)刀：將裝有土樣的環(huán)刀外壁涂上凡士林油后，刃口向下套上護環(huán)，按圖5安裝容器；首先將底板放在容器內，底板上順次放潔凈濕潤的透水石和濾紙各—；再借提環(huán)螺絲將護環(huán)(內有環(huán)刀及試樣)放到容器內，然后再在試樣頂上順次放入潔凈潤濕的濾紙和透水石，最后放上加壓導環(huán)和傳壓活塞。檢查設備：檢查加壓設備是否靈敏，調整平衡錘使杠桿水平.然后用下部支撐螺絲頂住。安置容器：將裝好試樣的壓縮容器放到水平臺固定位置，再將上部加壓框架放上，安置測微表。施加預壓：為保證試樣與儀器上下各部件之間接觸良好，應施加1kPa的預壓荷重。調整測微表讀數(shù)至零點。加壓觀測：加第—級荷重，其大小視土的軟硬程度分別采用0.0125、0.025和0.05MPa同時記錄加荷時間；在試驗過程中，應始終保持加荷杠桿水平加壓時將砝碼輕放在砝碼盤上。如系飽和試樣，則在施加第—級荷重后，立即向容器中注水至滿，如系非飽和試樣，須以濕紗布圍住上下透水石四周，避免水分蒸發(fā)。加荷后每隔lh讀測微表—次，以壓縮滿24h為標準，或每小時變形量不大于0.005mm寸即認為變形穩(wěn)定。測記讀數(shù)后，施加下—級荷重。依此逐級加荷.至試驗終止。荷重級增量不宜過大.視土的軟硬程度及工程情況而定，—般順序為0.025、0.05、0.1、0.2,0.3Mpa,或按設計要求模擬實際加荷情況適當調整。最后一級荷重應大土層計算壓力的0.10.2MPa33.按下式計算各級荷重下變形穩(wěn)定后的孔隙比e⑤

加下一級荷重；縮穩(wěn)定時為止(24h)?？焖俜ǎ诿啃r觀察測微表讀數(shù)后即但最后一級荷重.應觀察到壓如需作卸荷膨脹試驗，可于最后一級荷重下變形穩(wěn)定后卸荷卸完為止。每次卸荷后的膨脹變形穩(wěn)定標準與加荷同，每次卸去兩級荷重，直至并測記每級荷重及最后無荷時的膨脹穩(wěn)定變形量。(7)拆除儀器:退去荷重后，拆去測微表，排除儀器中水分按與安裝相反的順序拆除各部件，取出帶環(huán)刀的試樣。必要時，測定試樣的試驗后的含水率(8)儀器變形校正:考慮壓縮儀器本身及濾紙變形所產(chǎn)生的變形影響將儀器擦凈.涂油放好。應做壓縮量的校正。校正方法按下述步驟進行:以與試樣相同大小的金屬塊代替土樣放入容器中驗土樣步驟一樣，分別在金屬塊上加同等壓力，每隔十秒鐘加荷一次,表讀數(shù)；加至最大荷重記下測微表讀數(shù)后，按與加荷相反的次序，每記測微表讀數(shù).⑤

加下一級荷重；縮穩(wěn)定時為止(24h)?？焖俜ǎ诿啃r觀察測微表讀數(shù)后即但最后一級荷重.應觀察到壓如需作卸荷膨脹試驗，可于最后一級荷重下變形穩(wěn)定后卸荷卸完為止。每次卸荷后的膨脹變形穩(wěn)定標準與加荷同，每次卸去兩級荷重，直至并測記每級荷重及最后無荷時的膨脹穩(wěn)定變形量。(7)拆除儀器:退去荷重后，拆去測微表，排除儀器中水分按與安裝相反的順序拆除各部件，取出帶環(huán)刀的試樣。必要時，測定試樣的試驗后的含水率(8)儀器變形校正:考慮壓縮儀器本身及濾紙變形所產(chǎn)生的變形影響將儀器擦凈.涂油放好。應做壓縮量的校正。校正方法按下述步驟進行:以與試樣相同大小的金屬塊代替土樣放入容器中驗土樣步驟一樣，分別在金屬塊上加同等壓力，每隔十秒鐘加荷一次,表讀數(shù)；加至最大荷重記下測微表讀數(shù)后，按與加荷相反的次序，每記測微表讀數(shù).然后與試測記各級荷重下測微10min退荷一次.測至荷重完全卸除為止。按壓縮試驗步驟拆除儀器，重新安裝，重復以上步驟再進行校正，荷重下儀器的變形量，其平行差值不得超過0.01mm在生產(chǎn)實踐中，對每個儀器都須事先作好變形校正曲線。步驟可以在正式試驗前作好。取其平均值作為各級初學者為練習儀器的使用，此四、成果整理1.計算各級荷重下的試樣變形量(1)穩(wěn)定壓縮法：某一荷重下壓縮穩(wěn)定后的總變形量h,為該荷重下測微表讀數(shù)減去儀器變形量。(2)重下試樣校正后的變形量快速壓縮法:按下式計算某荷h:式中:hi(hi)t(hn)TnT(hn)th某何重下校正后的變形量,mmt某荷重下壓縮lh的總變形量減去該荷重下的儀器變形量，mm(hn)t――最后一級荷重下壓縮lh的總變形量減去該荷重下的儀器變形量mm(hn)T――最后一級荷重下達到穩(wěn)定標準時的總變形量減去該荷重下的儀器變形量，mm2.按下式計算試樣的初始孔隙比e0式中：s--土粒密度,eog/cm；s(10--試樣初始密度，g/cm9°--試樣初始含水率，以小數(shù)計。eeo(1eo)和壓縮模量Es式中：h0試樣初始高度，和壓縮模量Es?按下式計算各級荷重下的壓縮系數(shù)Pa圖6圖6壓縮曲線EsUo(MPa)式中：Pj某一級荷重值，MPa〉5-成果將計算成果填入成果表中?并作孔隙比e與壓力P的關系曲線，如圖6五、注意事項切削試樣時，應十分耐心操作，盡量避免破壞土的結構，不允許直接將環(huán)刀壓入土中。在削去環(huán)刀兩端余土時，不允許用刀來回涂抹土面避免孔隙被堵塞。(2)不要振碰壓縮臺及周圍地面，加荷或卸荷時均應輕放(取)砝碼。實驗五測定土的壓縮性指標(二)(高壓固結儀法)―、基本原理本試驗是測定試樣在側限和軸向排水條件下的變形和壓力、變形和時間的關系，以便計算壓縮指數(shù)、回彈指教、固結系數(shù)和前期固結壓力等壓縮性指標，了解土的壓縮特性。實驗四用壓力較小(0.40.6MPa)的壓縮儀測得的壓縮性指標，基本上能滿足一般工程的要求。但隨著工程建筑規(guī)模的增大，土體所受的壓力愈來愈大?為測得較大壓力條件下的壓縮性指標，需使用壓力較大的儀器(高壓固結儀)實驗，施加壓力一般可達1.05.OMPa加荷形式可有杠桿式、磅秤式和氣壓式等。二、儀器設備(1)高壓固結儀；測土的含水率和密度所用的設備;其它：濾紙、鐘表等。三、操作步驟切取安裝試樣：按試驗四的方法制備并切取土樣?放置于壓縮容器中。加荷觀測：按不同加壓設備的要求加各級荷重，荷重級不宜過大，視土的硬軟程度和工程情況而定，一般順序是0.0125、0.025、0.05、0.1、0.2、0.4、0.6、0.8、1.2、1.6、3.2MPa

最后一級荷重應大于土層的計算壓力的0.10.2MPa如系飽和試樣，則在施加第一級荷重后，須立即向水槽內注水，浸沒試樣；如系非飽和試樣，需用濕棉紗圍住加壓蓋板四周，避免水分蒸發(fā)。如需測定沉降速率時，則在每級荷重加荷后接下列時間記錄測微表讀數(shù)：6s、12s、1min、2minl5s、4min、6minl5s、9min、12minl5s、16min、20minl5s、25min、30min15s、36min.49min、64min、100min,200min,400min、23h,24h。如不需測定沉降速率，可每1h記錄測徽表讀數(shù)一次至24h.到穩(wěn)定為止。對某些滲透性較強的土，可觀測到每小時變化不大于0.005mrB寸為止。卸荷觀測；如需測定回彈指數(shù).則可在最后一級荷重穩(wěn)定后卸荷，每次卸去兩級荷重，直至卸完為止。每次卸荷后的膨脹變形穩(wěn)定標準與加荷相同，并測記每次卸荷后的膨脹穩(wěn)定變形量。拆除儀器：卸完荷重后.拆去測微表，排除儀器中水分，按與安裝時相反的順序拆除各部件.取出環(huán)刀中的試樣，用干濾紙吸去土樣兩端表面的水分，測試驗后的含水率。將儀器各部件擦凈，涂油放好。四、成果整理.按下式計算試樣的初始孔隙比e0e0Se0S(i0)彳式中，S、0、0分別為試樣原始的土粒密度、土的密度和含水率。.按下式計算試樣在各級荷重壓縮穩(wěn)定后的孔隙比式中hi和h。分別為校正后的變形量和試樣原始高度。作e-lgP曲線以孔隙比e為縱坐標以IgP為橫坐標，繪制關系曲線(圖6)。eiei1lgPJgpeiei1lgPJgpCs就是回彈曲線的平均斜率Cc(或Cs)式中，Cc就是e-lgp曲線中直線段的斜率，.按下式確定前期固結壓力Pc在e-lgp在e-lgp曲線上(圖6)，先找出相應于最小曲率半徑Rnin的點O,過0點作該曲線的切線0A和水平線OB作/AOB勺分角線和水平線OB作/AOB勺分角線OD延長曲線后段的直線部分與的壓力Pc即為土的前期周結壓力。.按下列兩法之一求固結系數(shù)Cv時間平方根法：對于某一荷重。以測微表讀數(shù)O［線相交于C點，則C點對應d(mm)為縱坐標，以時間平方根J(min)為橫坐標，繪制dt曲線(如圖I-15)；延長dA曲線開始的直線段，與曲線交于d°(理論零點)。過d。繪制另一直線，令其橫坐標為前一直線橫坐標的1.15倍，則后—直線與d-交于d°(理論零點)。過d。繪制另一直線，令其橫坐標為前一直線橫坐標的1.15倍，則后—直線與d-t線交點所對應的時聞的平方，即為試樣周結度達90炳釋的時間t90,圖8用時間平均根法求t90圖7前期固結壓力的確定按式1-25計算該荷重下的固結系數(shù)Cv0&48h(cmi/s)(2)時間對數(shù)法：對于某一荷重，以測微表讀數(shù)d(mm)為縱坐標，以時間對數(shù)Igt(min)為橫坐標，繪制d—Igt曲線，如圖9示。在d.-t曲線的開始線段選任一時間t1,與其相對應的測做表讀數(shù)為d1,再取時間t2=t1/4，與其相對應的讀數(shù)為d2,則2d2d!之值為d01。如此再選取另一時間依同法取得do2、d°3、d°4等，取其平均值即為理圖9用時間對i10IOPItHWI數(shù)法Ii10IOPItHWI求t90論零點d。。延長dlgP曲線中部的直線段和過曲線尾部數(shù)點作一切線，兩線的交點即為dd理論終點di00,則d500苜頑。對應于d50的時間即為固結度達50%所需的時間t50。然后，按下式求在該荷重下的固結系數(shù)Cv22用上述兩法都可求算出法較好。c0.197hCVt50用上述兩法都可求算出法較好。c0.197hCVt50((cmi/sCv,根據(jù)經(jīng)驗，當荷重小于Pc時用前法較好；荷重大于Pc時，用后實驗六土的抗剪強度指標直接剪切試驗法）一、基本原理直接剪切試驗是測定土的抗剪強度的一種常用方法。試驗的原理是根據(jù)庫倫定律，土的內摩擦力與剪切面上的法向壓力成正比。將土制備成幾個土樣，分別在不同的法向壓力下，沿固定的剪切面直接施加水平剪力進行剪切，得其剪壞時的剪應力，即為抗剪強度f。然后，根據(jù)剪切定律確定土的抗剪強度指標和Co直接剪切儀，按施加剪力的方式不同，分為應變控制式和應力控制式兩種。應變控制式是通過彈性鋼環(huán)變形控制剪切位移的速率；應力控制式是通過杠桿用砝碼控制施加剪應力的速率，測相應的剪切位移。目前，多用應變控制式；應力控制式，施加砝碼時易引起沖擊力，使用不多只適宜作慢剪或長期強度試驗。按土樣在荷重作用下壓縮及受剪時的排水情況不同，試驗方法可分三種：（1）快剪法（或稱不排水剪）：即在試樣上施加垂直壓力后，立即加水平剪切力，在整個試驗中.不允許試樣的原始含水率有所改變（試樣兩端敷以隔水紙），即在試驗過程中孔隙水壓力保持不變（35min內剪壞）。（2）慢剪法（或稱排水剪）：即在加垂直荷重后.使其充分排水（試樣兩端敷以濾紙），在土樣達到完全固結時再加水平剪力；每加一次水平剪力后.均需經(jīng)過一段時間，待土樣因剪切引起的孔隙水壓力完全消失后，再繼續(xù)加下一次水平剪力。（3）固結快剪法：在垂直壓力下土樣完全排水固結穩(wěn)定后，以很快速度施加水平剪力。在剪切過程中不允許排水（規(guī)定在35min內剪壞）。由于上述三種實驗方法的受力條件不同.所得抗剪強度值也不同。因此.必須根據(jù)土所處的實際應力情況來選擇試驗方法。直接剪切試驗不能嚴格控制排水條件.以土樣所受的總應力為計算標準，故所得強度為總應力強度。施加某一垂直壓力后.逐漸施加水平剪應力同時測得相應的剪切位移L直至土樣被剪壞為止。通常以剪應力的最大值（峰值）或穩(wěn)定值作為抗剪強度f如無明顯變化?以剪切位移等于4mm（土樣直徑為64mm的剪應力值作為土的抗剪強度。二、儀器設備（1）直接剪切儀：應變控制式直剪儀（圖10）或應力控制式直剪儀（圖11）。（1）其它：天平、修土刀、環(huán)刀、推土器、凡士林、濾紙或蠟紙、秒表、直尺、測角器圖10應變控制式直剪儀示意圖1—輪軸；2—底座；3—透水石；4—測微表；5—活塞；6—上盒；7—土樣;8—下盒；9—測微表；108—下盒；9—測微表；10—量力環(huán)IK_>i圖11應力控制式直剪儀示意圖1—測微表；2—透水石；3—帶孔壓板；4—銷釘；5—剪切面；6—剪切系統(tǒng)；7—壓力系統(tǒng)三、操作步驟1.切取土樣按工程的需要，用已知質量、高度和面積的環(huán)刀取相同試樣45個，并測其密度，其密度差不應大于0.03g/cm3,取余土測含水率。2.檢查儀器檢查豎向和橫向傳力杠桿是否水平；如不平衡時，調節(jié)平衡錘使之水平；上下銷釘和升降螺絲是否失靈；檢查測微表靈敏性；將上下盒間接觸面及盒內表面涂薄層凡士林，以減少摩阻力對應變控制式直剪儀，尚需檢查彈性鋼環(huán)兩端是否能與剪切容器和端承支點接緊；將手輪逆時針方向旋轉，使推進器與容器離開，然后將推進