固结试验
标准固结试验实验报告
一、实验模块土力学实验二、实验标题标准固结试验三、实验日期2023年10月15日四、实验操作者张三五、实验目的1. 了解土的固结试验原理和操作方法。
2. 测定土的压缩系数、压缩模量、体积压缩系数、压缩指数、回弹指数、竖向固结系数、水平向固结系数以及先期固结压力。
3. 分析土的变形特性，为工程设计和施工提供依据。
六、实验原理土在外荷载作用下，其空隙间的水和空气逐渐被挤出，土的骨架颗粒之间相互挤紧，封闭气泡的体积也将缩小，从而引起土体的压缩变形。
本实验采用标准固结试验方法，通过测定土样在不同压力下的变形情况，计算出土的固结参数。
七、实验仪器1. 小型固结仪：包括压缩容器和加压设备两部分，环刀（内径61.8mm，高20mm，面积30cm2），单位面积最大压力4kg/cm2；杠杆比1：10。
2. 测微表：量程10mm，精度0.01mm。
3. 天平，最小分度值0.01g及0.1g各一架。
八、实验步骤1. 按工程需要选择面积为30cm2的切土环刀取土样。
2. 在固结仪的固结容器内装上带有试样的切土环刀（刀口向下），在土样两端应贴上洁净而润湿的滤纸，放上透水石，然后放入加压导环和加压板以及定向钢球。
3. 检查各部分连接处是否转动灵活；然后平衡加压部分。
4. 横梁与球柱接触后，插入活塞杆，装上测微表，并使其上的短针正好对准6字，再将测微表上的长针调整到零，读测微表初读数R0。
5. 对土样进行分级加压，每个压力等级下固结24小时。
6. 在土样固结过程中，记录不同压力等级下的变形量。
7. 解除压力，观察土样的回弹情况，记录回弹量。
8. 重复步骤5-7，直至达到最大压力等级。
9. 将实验数据整理成表格，进行计算分析。
九、实验过程1. 实验开始前，对实验仪器进行检查，确保其正常工作。
2. 按照实验步骤进行操作，记录实验数据。
3. 在实验过程中，注意观察土样的变形情况，确保实验数据准确可靠。
4. 实验结束后，对实验数据进行整理和分析。
固结试验
的全过程，称为土 的固结。
工程实例
左部：1709年 右部：1622年 地基：20多米厚粘土
问题： 沉降2.2米，且左 右两部分存在明显 的沉降差。左侧建 筑物于1969年加固
墨西哥某宫殿
工程实例
Kiss
由于沉降相互影响，两栋相邻的建筑物上部接触
三、试样的制备
一、准备程序 １.土样描述：如颜色、初步分类、气味、杂物等。如有 需要，拌匀后测定土样含水率。拌匀的方法可采用将土放 于橡皮板上用木碾或碎土器碾散（切勿压碎颗粒）。对配 制含水率的土样，可先风干或烘干后碾散；
2.土样过筛：据试验所需试样数量，将碾散后土样过筛。 用于物理性试验（如液限、塑限等试验）的土样需过 0.5mm筛；力学性质试验用土样需过2mm筛；击实试验 土样需过5mm筛。过筛后土样，取筛下土用四分法或分 砂器，取出足够数量的代表性试验用土，分别装入玻璃缸 内，贴上标签；以备试验之用。对风干土，需测定风干含 水率。
室内压缩试验： 单向压缩试验
三轴压缩试验： 原位试验：载荷试验
真三轴 12 3
常规三轴 12 3
1、实验目的与原理
压缩试验的目的是获得土体体积的变化与所受外力的 关系，在一维模型中，用压缩曲线来表示。在e～p曲线 上，可得到压缩系数av，在ｅ～lgp曲线上可得压缩指数 Cc、回弹指数Cs。
固结试验的目的是获得在一定大小的外力作用下土体 体积的变化与外力作用时间的关系，在 一维固结模型中， 采用太沙基一维固结理论描述时，为压缩量与时间的关系， 得到固结系数 Cv。
中压三联固结仪 碟式饱和器
电子天平 修土刀
鼓风干燥箱
内径61.8mm环刀
固结试验指标
固结试验指标摘要：一、固结试验概述二、固结试验指标分类1.压缩指数2.回弹指数3.固结系数三、固结试验指标计算与分析1.压缩指数计算2.回弹指数计算3.固结系数计算四、固结试验指标应用1.土体性质评估2.地基设计3.工程监测与维护正文：一、固结试验概述固结试验是研究土体在垂直压力作用下体积变形和孔隙比变化规律的一种室内试验方法。
通过固结试验，可以了解土体在施工荷载作用下的变形特性、固结过程以及土体内部应力分布状况。
固结试验主要包括压缩试验、回弹试验和固结试验等。
二、固结试验指标分类1.压缩指数：压缩指数是指土体在垂直压力作用下，单位压力增量引起的孔隙比变化率。
它反映了土体在压缩过程中的变形特性。
2.回弹指数：回弹指数是指土体在卸载过程中，回弹变形与卸载压力之间的关系。
它反映了土体在卸载过程中的变形特性。
3.固结系数：固结系数是指土体在垂直压力作用下，单位压力增量引起的体积变形率。
它反映了土体在固结过程中的变形特性。
三、固结试验指标计算与分析1.压缩指数计算：压缩指数的计算公式为：压缩指数= （孔隙比变化值）/（单位压力增量）2.回弹指数计算：回弹指数的计算公式为：回弹指数= （回弹变形值）/（卸载压力）3.固结系数计算：固结系数的计算公式为：固结系数= （体积变形值）/（单位压力增量）四、固结试验指标应用1.土体性质评估：通过固结试验指标，可以评估土体的压缩性、回弹性和固结性等性质，为地基设计和工程监测提供依据。
2.地基设计：根据固结试验指标，可以合理选择地基处理方法，优化地基设计，提高地基承载力和稳定性。
3.工程监测与维护：在工程建设过程中，通过监测固结试验指标的变化，可以及时了解土体的变形状况，为工程维护和调整提供依据。
综上所述，固结试验指标在土体性质评估、地基设计和工程监测等方面具有重要的应用价值。
固结试验指标
固结试验指标
【实用版】
目录
1.固结试验的定义和目的
2.固结试验的主要指标
3.固结试验的操作步骤
4.固结试验的应用领域
5.固结试验的意义和影响
正文
【1.固结试验的定义和目的】
固结试验，是一种用来测定土壤在受到外力作用下，其结构和性质发生变化的实验。
这种试验的目的在于获取土壤在固结过程中的各种数据，以了解土壤的固结性质，并为土壤改良、基础工程、水利工程等领域的设计和施工提供科学依据。
【2.固结试验的主要指标】
固结试验的主要指标包括：固结系数、固结指数、固结密度、固结应力等。
这些指标都是通过实验过程中测量和计算得出的，能够反映土壤在固结过程中的性质变化。
【3.固结试验的操作步骤】
固结试验的操作步骤主要包括：试验准备、试验操作和试验数据处理。
试验准备阶段，需要选择合适的土壤样本，并进行土壤的物理和化学性质分析。
试验操作阶段，需要按照预定的试验方案，对土壤样本进行加压处理，并观测土壤的固结过程。
试验数据处理阶段，需要对实验数据进行整理和分析，计算出固结试验的主要指标。
【4.固结试验的应用领域】
固结试验的应用领域非常广泛，包括土壤改良、基础工程、水利工程、地质勘探等。
在这些领域中，固结试验都能够提供重要的科学依据。
【5.固结试验的意义和影响】
固结试验对于土壤工程学的研究和实践具有重要的意义。
通过固结试验，我们可以了解土壤的固结性质，为土壤改良和基础工程的设计和施工提供科学依据。
固结试验
固结试验一、试验目的测定试样在完全侧限与轴向排水条件下，变形和压力的关系或孔隙比与压力关系，变形和时间的关系，以便计算土的压缩系数、压缩指数、压缩模量等。
二、试验原理土在外荷载作用下，水和空气逐渐被挤出，土骨架颗粒之间相互挤密，封闭气体的体积缩小，从而引起土的固结变形。
三、试验方法1.快速固结法：规定试样在各级压力下的固结时间为1小时，仅在最后一级压力下除测记1小时的量表读数外，还应测读达压缩稳定时的量表读数，一般为24小时。
2.标准固结法：各级荷载以24小时为稳定标准，按照规定时间：6s、15s、1min、2min15s、4min、6min15s、9min、12 min 15s…….24h，至稳定为止。
读数计算沉降量。
四、仪器设备①三联固结仪；②环刀（高=2cm，面积=30cm2）、刮土刀、天平、秒表等。
五、试验步骤1.将环刀内侧涂上一层凡士林，刀刃相下放在土样上。
2.用刮土刀将环刀均匀压入土样，高出环刀上沿1-2mm为宜，然后用钢丝锯和刮土刀将土样两端刮平。
3.擦干净环刀外层称其质量，取贴近环刀的余土测含水率。
4.将土样放入固结容器内，试样上依次放置护环、滤纸、透水板、加压盖。
5.将固结容器放置于固结仪加压框中，安装百分表并施加1kPa预压力后百分表调零。
6.按照试验方案加初级荷载，加荷后按6s、15s、1min、2min15s、4min、6min15s、9min…时间顺序读数。
7.固结稳定后，施加下一级荷载并按上述时间读数直至加荷结束。
8.试验结束后，拆除试验，清理试验仪器。
六、成果整理1.计算公式1.试验记录表i 、i 、Es 公式：0(1)e 1s d w ρ+=- 2.71s d （其中取） 0001e e i i e h h +=-∆ 0h =20mm ，i h ∆为各级压力9min 读数之差。
11i i i i i e e a p p ++-=-1is ie E a +=3.判断土的压缩性。
土力学固结实验报告
土力学固结实验报告通过固结试验，研究土壤在施加一定固结应力下的固结变形规律，并获得土体的固结曲线和固结参数。
实验原理：土体的固结是指土体在外界荷载作用下体积发生减小的过程，主要包括剪切刚性、孔隙水压力变化和土壤框架应变变化。
固结曲线则描述土体固结程度的曲线。
固结参数主要包括固结压缩模量、固结指数和固结系数。
实验步骤：1.准备样品：采用孔隙比较大的细骨料和黏土，按一定比例混合制备试样。
2.装置试验仪器：将试样放入固结仪器中，仪器上设置有负荷框架、测量器等。
3.施加固结应力：根据试验要求，施加一定固结应力在试样上。
4.收集数据：记录不同应力下的固结变形和时间，并计算孔隙比和固结指数等参数。
5.绘制固结曲线：根据实验数据绘制固结曲线图，并进行数据分析。
实验结果及分析：通过实验观测和数据处理，得到如下结果：随着施加应力的增加，试样的体积逐渐减小，固结变形逐渐发展。
通过绘制固结曲线，可以得到固结指数和固结压缩模量等参数，进一步分析土壤的固结性质。
实验结论：1.土壤在受到一定固结应力作用下，会产生固结变形，体积缩小。
固结变形的程度与施加的应力大小有关。
2.通过绘制固结曲线和计算固结指数等参数，可以描述土壤的固结性质和压缩特性。
3.固结试验可以为土壤工程提供重要的参考数据，对土壤的固结特性和工程设计有一定的指导作用。
实验中可能存在的误差：1.试样制备过程中可能存在混合不均匀的情况，导致试样的固结性质不准确。
2.仪器的测量误差可能会对实验结果造成一定影响。
3.实验条件的限制和操作技巧的不熟练可能对实验结果产生一定的误差。
改进方案：1.在制备试样时，应尽量保证混合均匀，避免试样中存在明显的非均质性。
2.在使用仪器时，应校准并考虑测量误差，尽量减小误差对实验结果的影响。
3.在进行实验时，应加强操作技巧的培训，提高实验的准确性和可靠性。
总结：通过土力学固结实验，可以研究土壤的固结变形规律，获得固结曲线和固结参数，为土壤工程的设计和施工提供重要的参数和参考依据。
固结试验实验报告
一、实验目的本实验旨在通过土的固结试验，测定土的压缩系数、压缩模量、体积压缩系数、压缩指数、回弹指数、竖向固结系数、水平向固结系数以及先期固结压力，为计算分析土的变形特性提供依据。
二、实验原理土在外荷载作用下，其空隙间的水和空气逐渐被挤出，土的骨架颗粒之间相互挤紧，封闭气泡的体积也将缩小，从而引起土体的压缩变形。
本实验采用固结试验方法，通过施加不同压力，观察土样的压缩变形，从而确定土的压缩性指标。
三、实验仪器1. 小型固结仪：包括压缩容器和加压设备两部分，环刀（内径61.8mm，高20mm，面积30cm2），单位面积最大压力4kg/cm2；杠杆比1：10。
2. 测微表：量程10mm，精度0.01mm。
3. 天平，最小分度值0.01g及0.1g各一架。
4. 环刀刀片切割器。
5. 环刀夹具。
6. 滤纸、透水石、加压导环、加压板、定向钢球等。
四、实验步骤1. 准备工作（1）将土样取出，置于实验室内自然风干，然后用环刀刀片切割器切割成30cm2的土样。
（2）将切割好的土样放入环刀夹具中，调整环刀夹具使其与水平面垂直。
（3）用天平称量土样的质量，记录数据。
2. 安装试样（1）将环刀刀口向下，放入固结仪的压缩容器内。
（2）在土样两端贴上洁净而润湿的滤纸，放入透水石。
（3）将加压导环和加压板放在透水石上，然后将定向钢球放在加压板上。
3. 施加压力（1）将横梁与球柱接触，插入活塞杆。
（2）装上测微表，并使其上的短针正好对准6字。
（3）将测微表上的长针调整到零，读测微表初读数R0。
（4）逐渐增加压力，每隔一定时间读取测微表读数，记录数据。
4. 数据处理（1）根据测微表读数，计算土样的压缩变形量。
（2）根据土样的压缩变形量，计算土的压缩系数、压缩模量、体积压缩系数、压缩指数、回弹指数、竖向固结系数、水平向固结系数以及先期固结压力。
五、实验结果与分析1. 土的压缩系数通过实验数据，计算出土的压缩系数为0.12cm-1。
固结试验
七、固结试验（标准固结试验）基本原理土的压缩性是指土在压应力作用下发生压缩变形，体积被压缩变小的性能。
饱水土在压应力作用下，由于孔隙水的不断排出而引起的压缩过程称为渗透固结。
因此，饱水土的压缩试验亦称固结试验。
固结试验是将土样放在金属器内，在有侧限的条件下施加压力，观察土在不同压力下的压缩变形量，以测定土的压缩系数、压缩模量、压缩指数、固结系数、前期固结压力等有关压缩性指标，作为工程设计计算的依据。
1 本试验方法适用于饱和的粘土。
当只进行压缩时，允许用于非饱和土。
2 本试验所用的主要仪器设备，应符合下列规定：1 固结容器：由环刀、护环、透水板、水槽、加压上盖组成1)环刀：内径为61．8mm和79．8mm，高度为20mm。
环刀应具有一定的刚度，内壁应保持较高的光洁度，宜涂一薄层硅脂或聚四氟乙烯。
2)透水板：氧化铝或不受腐蚀的金属材料制成，其渗透系数应大于试样的渗透系数。
用固定式容器时，顶部透水板直径应小于环刀内径O．2～O．5mm；用浮环式容器时上下端透水板直径相等，均应小于环刀内径。
2 加压设备：应能垂直地在瞬间施加各级规定的压力，且没有冲击力，压力准确度应符合现行国家标准《土工仪器的基本参数及通用技术条件》GB／T15406的规定。
3变形量测设备：量程10mm，最小分度值为0．01mm的百分表或准确度为全量程0．2％的位移传感器。
3 固结仪及加压设备应定期校准，并应作仪器变形校正曲线，具体操作见有关标准。
4 试样制备应按有关标准的规定进行。
并测定试样的含水率和密度，取切下的余土测定土粒比重。
试样需要饱和时，应按有关标准步骤的规定进行抽气饱和。
5 固结试验应按下列步骤进行：(1) 在固结容器内放置护环、透水板和薄型滤纸，将带有试样的环刀装入护环内，放上导环、试样上依次放上薄型滤纸、透水板和加压上盖，并将固结容器置于加压框架正中，使加压上盖与加压框架中心对准，安装百分表或位移传感器。
注：滤纸和透水板的湿度应接近试样的湿度。
压缩(固结)试验
第七章 压缩(固结)试验
• (三)压缩试验及压缩性指标 • 1.压缩试脸 • 在试验室用侧限压缩仪(亦称固结仪)进行压缩试验，是研究土压缩
性最基本的方法。试验仪器示意图如图7. 1所示。 试验时，用金属环 刀取天然土样，并放于刚性很大的压缩环内，来限制土样的侧向变 • 形;在土样的上、下表面垫两块透水石，以便在压缩过程中土中水能 顺利排出。 由于土样受到环刀、刚性护环的约束，在压缩过程中只 能发生竖向变形，不能发生侧向变形，所以这种试验方法称为侧限压 缩试验。 • 试验时，荷载是分级施加的。直到压力增加时，土样变形几乎没有 变化为止，如此可得到土样各级荷载下的压缩量。
曲线，如图7. 3 (b)所示。从图7. 3 (b)可以看出，用半对数坐标绘制
的曲线，在后半部出现明显的直线段，这已被大量的试验所证实。
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第七章 压缩(固结)试验
• 3.压缩性指标
• (1)压缩系数a。对于地基土，在修建建筑物之前就存在有效自重应
力 到
e e 。建筑物修建后，地基中的应力发生了变化，增加 ，相应的孔隙比由原来的 1减少到 2 ，如图7.4
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第七章 压缩(固结)试验
• (二)研究土压缩性的意义 • 从工程意义上来说，地基沉降有均匀沉降和不均匀沉降之分。在不 • 均匀或软弱地基上修建建筑物时，必须考虑土的压缩性和地基变形等
方面的问题。对于道路和桥梁工程，一般来说，均匀沉降对路桥工程 的上部结构危害较小，但过量的均匀沉降会导致路面标高降低、桥下 净空减少，从而影响正常使用;不均匀沉降会造成路堤开裂、路面不 平，对超静定结构桥梁产生较大附加应力等工程问题。为了确保路桥 工程的安全和正常使用，既需要确定地基土的最终沉降量，也需要了 解和估计沉降量随时间的发展及其趋于稳定的可能性。 在工程设计 和施工中，如能事先预估并妥善考虑地基的变形而加以控制或利用， 是可以防止地基变形所带来的不利影响。
1、土的力学性质试验(固结试验、直剪试验、三轴剪切试验、无侧限抗压强度试验、砂层的振动液化试验)
土的力学性质试验（固结试验、直剪试验、三轴剪切试验、无侧限抗压强度试验、砂层的振动液化试验）（一）固结试验1、试验目的本试验的目的是测定试样在侧限与轴向排水条件下的变形和压力或孔隙比和压力的关系，变形和时间的关系，以便计算土的单位沉降量、压缩系数Av、压缩指数Cc、回弹指数Cs 、压缩模量Es 、固结系数Cv 及原状土的先期固结压力等。
测定项目视工程需要而定。
2、适用范围本试验适用于饱和的黏质土或无黏性土，最大粒径60mm。
当试样为非饱和土时，可按此作压缩试验。
3、引用标准及主要质量指标检测方法标准SL 237、SD 128、GB 50021、GB / T 50123、SD 191、SL 110、GB 4935、SL 114、GB / T 154064、试验条件、成果整理与计算和参数选取（1）成果整理与计算。
参见有关章节的固结试验部分。
（2）试验条件与参数选取。
当采用压缩模量进行沉降计算时，固结试验施加的最大压力应大于土的有效自重压力与附加压力之和，试验成果可用 e –p 曲线的形式整理。
压缩系数和压缩模量的计算应取自土的有效自重压力至土的有效自重压力与附加压力之和的压力段；当考虑深基坑开挖卸荷和再加荷影响时，应进行回弹试验，其压力的施加应模拟实际的加、卸荷状态。
当考虑土的应力史进行沉降计算时，试验成果应按 e –lgp 曲线整理，确定先期固结压力并计算压缩指数和回弹指数。
施加的最大压力应满足绘制完整的e – lgp 曲线。
为计算回弹指数，应在估计的先期固结压力之后，进行一次卸荷回弹；再继续加荷，直至完成预定的最后一级压力。
当需进行沉降历时关系分析时，应选取部分土试样在土的有效压力与附加压力之和的压力下，作详细的固结历时记录，并计算固结系数。
对厚层高压缩性软土上的一级建筑物，宜取一定数量的土试样测定次固结系数，用以计算次固结沉降及其历时关系。
（二）直剪试验1、试验目的直接剪切试验是测定土的抗剪强度的一种常用方法。
固结试验
5．如系饱和试样，则在施加第一级荷载 后，立即向容器中注水至满。 如系非饱
和试样，须以湿棉纱围住上下透水面四周， 以免水分蒸发。
6．如需确定原状土的先期固结压力时， 荷载率宜小于1，可采用0.5或0.25倍，最 后一级荷载应大于1000 KPa,使—曲线下 端出现直线段。
7．如须测定沉降速度、固结系数等指标， 一般按 15s,1min,2min15s,4min,6min15s,9min,1 2min15s,16min,20min15s,25min,30min1 5s,36min,49min,64min,100min,200min,4 00min,23h,24h,直至稳定为止。
试验结果整理
.1、按下式计算试验前土样的孔隙比：
e0
s 1 1
0
2、按下式计算各级荷载压缩稳定后，单 位沉降量：
si
hi h0
1000mm/ m
3、按下式计算各级荷载下变形稳定后的 孔隙比：
ei e0
hi h0
1
e0
3绘制压缩曲线。 4按下式计算某一荷载范围的压缩系数:
3．将压缩容器置于加压框架正中，密合传压 活塞及横梁。预加1.0KPa压力，使固结仪各部 分紧密接触，装好百分试表，并调整读数至零。
4．去掉预压荷载，立即加第一级荷载，加砝 码时应避免冲击和摇晃，在加砝码的同时立即 开动秒表。 荷载等级一般规定为50 KPa、100 KPa、200 KPa、300 KPa、400 KPa。有时可 以根据土的软硬程度，第一级荷载可考虑用25
3. 擦净环刀外壁，称环刀与土总质量，准 确至0.1g，并取环刀两面修下的土样测定 含水量。若试样需要饱和时，应进行抽气 饱和。
固结试验资料
固结试验固结试验是土力学中常用的试验方法之一，用于研究土壤在加载过程中的变形特性。
固结试验通过施加不同的压力载荷，观察土壤在不同固结应力下的压缩变形情况，从而了解土壤的固结性质和压缩特征。
1.试验目的固结试验的主要目的是通过施加不同的固结应力载荷，研究土壤在不同固结状态下的变形特性，包括压缩变形、固结指数、固结应力与固结应变之间的关系等，为工程土壤的设计和施工提供依据。
2.试验原理固结试验主要包括一维固结试验和三维固结试验两种。
一维固结试验是在垂直方向上施加固结应力，通过测量土壤的压缩量和应力-应变关系曲线来研究土壤的固结性质；三维固结试验则考虑到土壤在所有方向上的变形情况，通过不同方向上的固结应力来研究土壤的固结性质。
3.试验装置固结试验需要专门的试验装置，一般包括固结箱、压实器、变形测量仪器等。
固结箱用于放置土样，通过压实器施加固结应力；变形测量仪器用于测量土壤的压缩变形情况。
4.试验步骤进行固结试验的步骤如下：1.准备土样：选取代表性的土样，进行标准湿度和密实度处理。
2.校准仪器：校准压实器和变形测量仪器。
3.放置土样：将土样放入固结箱中并进行初次压实。
4.施加固结应力：施加不同的固结应力载荷，记录相应的变形数据。
5.测量变形：使用变形测量仪器测量土壤的变形情况。
6.分析结果：根据实验数据，绘制应力-应变曲线，计算固结指数等参数。
5.试验结果分析通过固结试验获得的结果可以分析土壤的固结特性、固结指数、固结应力与固结应变的关系等。
这些数据对于土壤工程设计和施工具有重要意义，能够帮助工程师更好地选择合适的土壤和施工方法。
6.总结固结试验是土壤力学中重要的实验方法之一，通过固结试验可以研究土壤在固结应力作用下的变形特性，为土壤工程设计提供科学依据。
在进行固结试验时，需要严格按照试验步骤操作，并对实验数据进行仔细分析，以确保实验结果的准确性和可靠性。
固结试验指标
固结试验指标摘要：一、固结试验指标简介1.固结试验的定义2.固结试验的目的二、固结试验的主要指标1.固结指数2.固结速率3.固结程度三、固结试验指标的应用1.在地质工程中的应用2.在土壤改良中的应用3.在基础建设中的应用四、固结试验指标的局限性及改进方向1.指标的局限性2.改进方向正文：固结试验指标是一种用于评价固结过程的量化方法，对于研究地质工程、土壤改良和基础建设等领域具有重要意义。
一、固结试验指标简介固结试验是一种通过模拟实际工程条件，测量地基或土壤在荷载作用下的变形和应力的试验。
固结试验的目的是评估地基或土壤的固结性能，为工程设计和施工提供依据。
二、固结试验的主要指标固结试验的主要指标包括固结指数、固结速率和固结程度。
1.固结指数：反映固结过程中地基或土壤的变形特性，可通过计算固结变形量与应力增量之比得到。
2.固结速率：表示固结过程的快慢程度，通常用单位时间内固结变形量表示。
3.固结程度：衡量固结过程中地基或土壤的变形程度，可通过计算固结变形总量与总应力增量之比得到。
三、固结试验指标的应用固结试验指标在地质工程、土壤改良和基础建设等领域具有广泛应用。
1.在地质工程中，固结试验指标可用于评价岩体的稳定性，预测地质灾害的发生概率。
2.在土壤改良中，固结试验指标可用于评估改良措施的有效性，指导土壤改良工程的实施。
3.在基础建设中，固结试验指标可用于评估地基的承载能力，为设计方案提供依据。
四、固结试验指标的局限性及改进方向尽管固结试验指标在工程实践中发挥了重要作用，但仍存在一些局限性。
例如，试验结果受试验方法、设备精度等因素影响较大；部分指标难以直接反映地基或土壤的固结性能。
固结试验各项指标计算公式
固结试验各项指标计算公式固结试验是土壤力学中的重要实验之一，用于研究土壤的变形特性和固结性质。
在进行固结试验时，需要测定一系列指标来评估土壤的力学性质。
本文将介绍固结试验中常用的各项指标计算公式，以便读者更好地理解这些指标的含义和计算方法。
1. 最大干密度（γdmax）的计算公式：最大干密度是指土壤在最佳固结状态下的干密度，通常以克/立方厘米（g/cm³）为单位。
最大干密度的计算公式为：γdmax = (M / V) × (1 + w)。
其中，M为土壤的干重（克），V为土壤的体积（立方厘米），w为土壤的含水率（%）。
通过测定土壤的干重、体积和含水率，可以计算出最大干密度。
2. 最小干密度（γdmin）的计算公式：最小干密度是指土壤在最松散状态下的干密度，通常以克/立方厘米（g/cm³）为单位。
最小干密度的计算公式为：γdmin = (M / V) / (1 + e)。
其中，M为土壤的干重（克），V为土壤的体积（立方厘米），e为土壤的孔隙度（%）。
通过测定土壤的干重、体积和孔隙度，可以计算出最小干密度。
3. 固结指数（Ip）的计算公式：固结指数是指土壤的固结程度，通常以百分比（%）表示。
固结指数的计算公式为：Ip = (w2 w1) / (log10(P2/P1))。
其中，w1和w2分别为两个含水率的值（%），P1和P2分别为两个应力状态下的固结指数。
通过测定不同应力状态下的含水率，可以计算出固结指数。
4. 压缩指数（Cc）的计算公式：压缩指数是指土壤在固结过程中的压缩性，通常以百分比（%）表示。
压缩指数的计算公式为：Cc = (log10(P2/P1)) / (w2 w1)。
其中，P1和P2分别为两个应力状态下的固结指数，w1和w2分别为两个含水率的值（%）。
通过测定不同应力状态下的固结指数和含水率，可以计算出压缩指数。
5. 压缩模量（E）的计算公式：压缩模量是指土壤在固结过程中的变形模量，通常以千帕（kPa）为单位。
固结实验实验报告
固结实验实验报告固结实验实验报告引言：固结是土壤力学中的重要概念，指的是土壤颗粒在外部荷载作用下发生的沉降和变形过程。
固结实验是研究土壤固结性质和特性的一种重要手段，通过对土壤样品施加荷载并测量其沉降变形，可以得到土壤的固结曲线和固结指数等参数，为土壤工程设计提供依据。
本实验旨在通过对土壤样品进行固结实验，探究土壤的固结特性和变形规律。
材料与方法：1. 实验材料：本实验选取了一种黏性土作为实验样品。
2. 实验仪器：固结仪、压力计、变形计等。
3. 实验步骤：a. 准备土壤样品：从野外取得土壤样品，并进行干燥、筛分等预处理。
b. 制备土壤样品：将预处理后的土壤样品与适量的水混合，制备成一定含水量的土样。
c. 装样与固结：将土样装入固结仪中，施加一定的荷载，使土样发生固结。
d. 测量与记录：在固结过程中，定期测量土样的沉降量和变形量，并记录相关数据。
e. 数据处理：根据测量数据计算土壤的固结指数和固结曲线。
结果与讨论：1. 沉降量与荷载关系：通过实验测量得到的沉降量与施加荷载之间的关系曲线，可以反映土壤的固结性质。
通常情况下，随着荷载的增加，土样的沉降量也会增加，但增幅逐渐减小，直至趋于稳定。
2. 变形规律与时间关系：土样在固结过程中会发生不可逆的变形，通过测量变形量与时间之间的关系，可以了解土壤的变形规律。
一般来说，土样的变形量在初始阶段迅速增加，后期增幅逐渐减小，直至趋于稳定。
3. 固结指数与含水量关系：土壤的固结性质与其含水量密切相关。
通过实验测量，可以得到不同含水量下的固结指数，进而分析土壤的固结特性。
一般来说，含水量越高，土壤的固结指数越小，固结性越弱；反之，含水量越低，土壤的固结指数越大，固结性越强。
结论：通过本实验的固结实验，我们对土壤的固结特性和变形规律有了一定的了解。
通过测量土样的沉降量和变形量，我们得到了土壤的固结曲线和固结指数等参数，为土壤工程设计提供了重要的参考依据。
在实际工程中，合理评估土壤的固结性质对于工程的安全和稳定具有重要意义，因此固结实验在土壤工程中具有广泛的应用前景。
固结试验
按规范方法求固结系数和确定原状土的先 期固结压力 。
注意事项
1．固结试验的成果对土样是否扰动是非 常敏感的，因此，原状土样在切削过程中 必须仔细耐心，尽可能使土样的原有结构 不受破坏。但试样的切削工作也应尽快完 成，以免水分蒸发。
2．必须注意仪器的调整工作，在进行试 验前必须重点检查仪器的加压设备，加压 框架的横梁必须水平，竖杆必须垂直，各 部位必须转动灵活自由。仪器一般每年须 校正一次。
a ei ei1 pi1 pi
5、按下式计算某一荷载范围内的压缩模 量Es：
s
pi1 pi 1 ei a
si1 si /1000 1 e0
6、按下式计算压缩指数Cc及回弹指数Cs：
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱCs
lg
ei ei1 pi1 lg
pi
土的压缩主要是孔隙体积的减小，所以关 于土的压缩变形常以其孔隙比的变化来表 示。试验资料整理时，可根据试样压缩前 后的体积变化求出压缩变形和孔隙比的关 系，绘制e—p曲线，也可整理成e—lgp曲 线。
试验目的和适用范围
本试验的目的是测定土的单位沉降量，以 便确定土的压缩系数、压缩模量、压缩指 数、回弹指数、固结系数以及原状土的先 期固结压力等。
本试验适用于饱和的粘性土，只进行压缩 时允许用非饱和土。
仪器设备
1．固结仪：试样面积30cm2，高度 20mm。
2．环刀：直径为61.8mm和79.8mm，高 度为20mm。环刀应具有一定的刚度，内 壁应保持较高的光洁度，宜涂一薄层硅脂 或聚四氟乙烯。
仪器设备
3. 透水石：由氧化铝或不受土腐蚀的金属 材料组成，其透水系数应大于试样的渗透 系数。用固定式容器时，顶部透水石直径 小于环刀内径0.2～0.5mm；当用浮环式 容器时，上下部透水石直径相等。
实验六------固结试验
实验六固结试验一、试验目的：固结试验是测定土体在外力作用下排水、排气、气泡压缩性质的一种测试方法。
在一般情况下，土体承受三个主应力的作用，发生三相应变。
压缩试验的目的在于测定试样在侧限和轴向排水条件下的变形和压力、变形和时间以及空隙比和压力间的关系，以便绘制压缩曲线，求得土的压缩系数a V、压缩模量E S、，以便来判断土的压缩性和进行变形计算。
二、实验方法：正常慢固结试验、快速固结试验。
本试验因时间关系用快速固结试验法。
三、试验原理：试样装在厚壁金属容器内，上下各放透水石一块，然后在试样上分级施加垂直压力P。
记录加压后不同时间的垂直变形量，绘制不同荷载下垂直变形量Δh与时间t的关系曲线；垂直变形Δh与相应荷载P的关系曲线；空隙比e与荷载P的关系曲线。
由于试样受金属厚壁容器的限制，不可能产生侧向膨胀，土样只有垂直变形，故该试验称为侧限压缩试验。
通过记录加压前后土样空隙比的变化，建立变形和空隙比的关系，然后计算地基的压缩模量。
四、仪器设备：目前常用的压缩试验仪分杠杆加压式和磅称式两种。
本试验用杠杆加压式。
常用型号WG—1B三联中压固结仪、WG—1C三联低压固结仪。
1、压缩仪〔土样面积30cm2，土样高度2cm〕，固结压力应满足、、、、、、、、、的等级荷载，杠杆比1：12。
2、测微表〔最大量程为10mm、最小分辨率为的百分表〕。
3、透水石试样上下放透水石，以便于土样受压后土中空隙水排除。
五、操作步骤1、环刀选用按工程需要选择(大环刀)50cm2或(小环刀)30cm2切土环刀〔本试验用50cm2切土环刀〕，调整天平平衡，称量环刀的重量m1，计算初始密度ρ0，填入表1中。
2、套切试样前环刀内壁涂一薄层凡士林，以减少试样与环刀壁的摩擦及对试样的扰动。
整平试样两端用环刀套切试样。
3、试样制备切取原状土样时刀口朝下，土层受压方向应与天然土层受压方向一致，并观察土样的层次、颜色、有无杂质等，如有杂质时取出并用余土填补空缺处，小心地边压边削，注意防止环刀偏心入土，将土样修成略大于环刀的土柱，直至试样突出环刀为止，用钢丝锯拉断土样，然后修去上下两端余土，再修平试样两端外表，擦净环刀外壁，称环刀与湿土的质量m2，求得实验前的湿密度ρ0，立即用玻璃板将环刀两端盖上，防止水分蒸发。
固结试验
固结试验（快速法）（一）试验目的测定试样在侧限与轴向排水条件下的压缩变形△h和荷载P的关系，以便计算土的单位沉降量S1、压缩系数a v和压缩模量E s等。
（二）试验原理土的压缩性主要是由于孔隙体积减少而引起的。
在饱和土中，水具有流动性，在外力作用下沿着土中孔隙排出，从而引起土体积减少而发生压缩，试验时由于金属环刀及刚性护环所限，土样在压力作用下只能在竖向产生压缩，而不可能产生侧向变形，故称为侧限压缩。
（三）仪器设备1．固结仪：如附图8－1所示，试样面积30cm2，高2cm。
2．量表：量程10mm，最小分度0.01mm。
3．其它：刮土刀、电子天平、秒表。
（四）操作步骤（1）切取试样：用环刀切取原状土样或制备所需状态的扰动土样。
（2）测定试样密度：取削下的余土测定含水率，需要时对试样进行饱和。
（3）安放试样：将带有环刀的试样安放在压缩容器的护环内，并在容器内顺次放上底板、湿润的滤纸和透水石各一，然后放入加压导环和传压板。
（4）检查设备：检查加压设备是否灵敏，调整杠杆使之水平。
·16·（5）安装量表：将装好试样的压缩容器放在加压台的正中，将传压钢珠与加压横梁的凹穴相连接。
然后装上量表，调节量表杆头使其可伸长的长度不小于8mm，并检查量表是否灵活和垂直（在教学试验中，学生应先练习量表读数）。
（6）施加预压：为确保压缩仪各部位接触良好，施加1kPa的预压荷重，然后调整量表读数至零处。
（7）加压观测：1）荷重等级一般为50、100、200、400kPa。
2）如系饱和试样，应在施加第一级荷重后，立即向压缩容器注满水。
如系非饱和试样，需用湿棉纱围住加压盖板四周，避免水分蒸发。
3）压缩稳定标准规定为每级荷重下压缩24小时，或量表读数每小时变化不大于0.005 mm认为稳定（教学试验可另行假定稳定时间）。
测记压缩稳定读数后，施加第二级荷重。
依次逐级加荷至试验结束。
4）试验结束后迅速拆除仪器各部件，取出试样，必要时测定试验后的含水率。
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4．加压。一般按照0.05、0.1、0.2、0.3、 0.4MPa顺序加压，每级按15min读数一次（此为按 学时数灵活掌握），在每次加压后应立即调整杠 杆之水平。 5．当实验结束以后，先退去荷载，后拆除百分表， 再取出土样，并将仪器擦净。
五、计算及试验误差
计算试样的初始孔隙比e0 (1 w0 ) e s 1
一维固结压缩实验
主讲：肖
斌
主要内容
1、 实验目的和原理 2、 实验的操作 2.1 试样制备 2.3 实验步骤 3、 实验注意事项
引言 一、基本概念
土的压缩性(compressibility)：是指土在压力作用下体积缩小的
特性。 •固体土颗粒被压缩；
•土中水及封闭气体被压缩；
•水和气从孔隙中被挤出；
二、实验仪器设备
主要设备：固结仪，如下图所示：
其他：环刀（面积50cm2、高2cm）、天平、测微 表、秒表、烘箱、修土刀、称量盒、滤纸等。
中压三联固结仪 电子天平
碟式饱和器
修土刀
鼓风干燥箱
内径61.8mm环刀
铝盒
钢丝锯
试样制备仪器
１．分析筛：孔径5、2、0.5mm； ２．洗筛：孔径0.1mm或0.075mm； ３．台秤：称量10~40kg ４．天平：称量1000g，感量0.1g；称量200g，感量0.01g；
2.切样过程中对土样进行描述：层次、颜色、初步定名、 杂质、气味、均匀性、是否含有机质和有无裂缝等；
3.将剩余土样用蜡纸包好，置于保湿器内，以备补作试验 之用，切削余土用作物理性质试验。 四、试样饱和 土的孔隙逐渐被水填充的过程称为饱和，当孔隙被水 充满时的土，称为饱和土。 原状土试样和扰动土试样根据工程需要或试验要求需 进行饱和时，可采用下述方法：
3.为配制一定含水率的土样：取过筛后的风干土1~5kg， 测量风干含水率w0，设需配制成含水率为w1的土样备用， 则需加水质量为：
m0 mw 0.01w1 w0 1 0.01w0
mw—制备试样所需要的加水量g；m0—风干土的质 量g。 加水前，将土样平铺在不吸水的盘内，计算出的需加 水量，静置一段时间，拌和均匀后密封装入玻璃缸内盖紧， 湿润一昼夜后备用；
（1）稳定压缩：每级压力下持续24h为压缩稳 定标准；测记试样高度变化后，即可施加下级压 力。这是各类规范的常规标准。对某些渗透系数 大于10-5cm/s的粘性土，以1h内试样变形量不大 于0.005mm作为相对稳定标准，结果能够满足工 程要求。 （2）快速压缩：在各级压力下，压缩时间规定 为1h，仅在最后一级压力下，除测记1h变形量外， 还需测读达到稳定标准(24h)时的变形量。在整理 资料时，根据最后一级变形量，校正前几级压力 下的变形量。当试验要求精度不高时，可采用快 速压缩法。
四、操作步骤
1．首先检查压缩容器及设备是否齐全，然后将大 护环、大透水石下护环按顺序放好，将滤纸放上， 把切好的土样连同环刀放入压缩盒内（环刀刃口 朝下）在套上小护环放滤纸及透水石加压缩盒盖。 2．检查仪器是否灵敏，后将装好土样的压缩盒放 入仪器内，调整杠杆水平，装上百分表。 3．施加予压，以保证试样与仪器上下之间各个部 位接触良好（施加1kPa的预压或手指轻点击）， 然后调整百分表至零位。
0
0
式中： ρw——水的密度，g/cm3 GS——土的比重； ρ0——试样的初始密度，g/cm3 W0——试样初始含水量。
五、计算及试验误差
各级荷载下的孔隙比ei
ei e0 (1 e0 )
h
h0
i
式中：h0试样的高度为20mm。
压缩系数av: a
压缩模量Es
ei ei 1 ( MPa1 ) pi 1 pi
0.8
0.1-0.5
0.6
低压缩性土
<0.1
0
100
200 300
p(kPa)
e-lgp曲线
e
0.9
0.8 0.7 0.6
1
Cc
特点：在压力较大部分， 接近直线段 反映了土的应力历史 指标：
• 压缩指数Cc
100
1000
p(kPa，lg)
e Cc ( lgp)
侧限压缩模量： 土的试样单向受压，应 力增量与应变增量之比 土的一般化的压缩曲线
工程实例
地基的沉降及不均匀沉降
（墨西哥城）
意大利比萨斜塔
工程实例
基坑开挖，引起阳台裂缝
工程实例
新建筑引起原有建筑物开裂
工程实例
高层建筑物由于不均匀沉降而被爆破拆除
工程实例
建 筑 物 立 面 高 差 过 大
研究土的压缩性的实验方法
压缩试验：研究土的压缩性大小及其特征的室内试验方法称为
压缩试验，室内试验简单方便，费用较低；
' p
加载： Es
卸载和重加载： Ee
h1 h2 竖向应变： Z h1
1 Ee Es 1
则 Es
z
1 2
e0 ( 1 e0 )
h1 h1 h2 （3.11）
六、注意事项
1．切削试样时，应十分耐心操作，尽量避免破坏 土的结构，边削边压环刀，不允许直接将环刀压 入土中。 2．在削去环刀两端余土时不允许用刀来回涂抹土 面，避免孔隙被堵塞。 3．不要振碰压缩台及周围地面，加荷或卸荷时均 应轻放或轻取砝码，以避免冲击力。
土的固结(consolidation)：土体在外力作用下，压缩随时间增长
的全过程，称为土 的固结。
工程实例
左部：1709年 右部：1622年 地基：20多米厚粘土
问题降差。左侧建 筑物于1969年加固
墨西哥某宫殿
工程实例
Kiss
由于沉降相互影响，两栋相邻的建筑物上部接触
５．碎土器、击实器、饱和器； ６．抽气机（附真空压力表）； ７．其它：烘箱、干燥器、保湿器、研钵、木锤、木碾、橡 皮板、玻璃瓶、玻璃缸、修土刀、钢丝锯、凡士林、土样及 试样标签等。
三、试样的制备
一、准备程序 １.土样描述：如颜色、初步分类、气味、杂物等。如有 需要，拌匀后测定土样含水率。拌匀的方法可采用将土放 于橡皮板上用木碾或碎土器碾散（切勿压碎颗粒）。对配 制含水率的土样，可先风干或烘干后碾散； 2.土样过筛：据试验所需试样数量，将碾散后土样过筛。 用于物理性试验（如液限、塑限等试验）的土样需过 0.5mm筛；力学性质试验用土样需过2mm筛；击实试验 土样需过5mm筛。过筛后土样，取筛下土用四分法或分 砂器，取出足够数量的代表性试验用土，分别装入玻璃缸 内，贴上标签；以备试验之用。对风干土，需测定风干含 水率。
室内压缩试验： 单向压缩试验
三轴压缩试验： 真三轴 1 2 3 常规三轴 1 2 3 原位试验：载荷试验
1、实验目的与原理
压缩试验的目的是获得土体体积的变化与所受外力的 关系，在一维模型中，用压缩曲线来表示。在e～p曲线上， 可得到压缩系数av，在ｅ～lgp曲线上可得压缩指数Cc、 回弹指数Cs。 固结试验的目的是获得在一定大小的外力作用下土体 体积的变化与外力作用时间的关系，在 一维固结模型中， 采用太沙基一维固结理论描述时，为压缩量与时间的关系， 得到固结系数 Cv。
4.制备试样或试验前测定土样含水率，要求实测含水率与 制备含水率差值不超过±1％； 5.当用不同土层的土制备混合土样时，先按预定比例计算 规定配合比时各种土的比例，然后按上述制备扰动土样的 方法制备混合土样；
6.对砂及砂砾土，按四分法或分砂器得到足够的代表性土 样作颗粒分析。其它土样过5mm筛，筛上土和筛下土分 别储存作不同试验。
1 e0 Es ( MPa ) a
六、试验结果
压缩试验中 H t、H p、e-p
曲线
e-p曲线–压缩系数a
压缩系数a1-2常用作 比较土的压缩性大小
土的类别 高压缩性土 中压缩性土 a1-2 (MPa-1) >0.5
0.7
e
1.0 0.9
e
e a p
p
压缩系数：
1.砂土。可直接在仪器内侵水饱和。 2. 不易透水的粘性土。渗透系数小于10-4cm/s的粉土和粘 土，宜采用抽气真空饱和法；
3.较易透水的粘性土。渗透系数大于10-4cm/s的粉土可采 用毛细饱和法。
四、试样饱和
a框式 b叠式 1-夹板 2 -透水板 3-环刀 4-拉杆
毛细饱和法的步骤如下：将试样置于饱和器中，将装好试样的饱和器放入水 箱内，注入清水，水面不宜将试样淹没，使土中气体可以排除。借土的毛细 管作用使试样饱和；毛细饱和时间一般需3天左右； 真空抽气饱和法：将试样置于饱和器中，装好试样的饱和器放入真空缸内； 将真空缸与抽气机接通，当真空压力表读数接近一个大气压力时（抽气时间 不少于1h），微开管夹，将清水徐徐注入真空缸（保持真空压力读数不变）； 待水淹没饱和器后停止抽气，开管夹使空气进入真空缸，静止一段时间，细 粒土宜为10h，使试件充分饱和。
五、土样和试样保存 土的力学性质常受含水率控制，粘性土具有结构强度， 且结构一经破坏，即不可恢复成原状结构。因此根据不同用 1. 进行液限、塑限、比重和颗粒分析等物理指标试验，这与 含水率和结构无关，仅需取代表性试样放于试样盘中即可； 2.进行天然含水率试验、渗透试验、压缩试验、剪切试验等 项目时，需保持土的天然状态或预定的制备试样，故要求： 试验时才开启土样，试验前将土样妥善保存在土样间内，试 验过程中，制备好但还未开始进行试验用的试样应放于保湿 缸内； 3.试验余下的土样，应放于试样间的试样架上，保存至少3个 月以备查证。
p1
p1
高度
体积 高度
S
e1Vs
p1
体积
e2Vs
H