土工实验报告

土工试验报告

班级：建工三班

专业：建筑工程技术

组号：第五组

姓名：路兆兆刘昕

刘势豪刘向辉

2014年12月

试验四 压缩试验（杠杆式压缩仪法）

一、试验目的

测定试样在侧限与轴向排水条件下的变形和压力或空隙比和压力的关系曲线。并根据孔隙比与压力的关系曲线计算出压缩系数和压缩模量等土的压缩性指标，以便判断土的压缩性和计算基础沉降时用。

二、试验方法

快速固结试验法

三、仪器设备

（1）固结容器；由环刀（内径61.8mm ，高度为20mm ），护环，透水版，水槽，加压上盖等组成。

（2）加压设备；可采用量程为5~10KN 的杠杆式，磅秤式或其他加压设备。

（3）变形量测设备；可采用量程为10mm ，最小分度值为0.01的百分表，也可采用准确度为全量程0.2%的位移传感器。

（4）其他；刮土刀，钢丝锯，天平，秒表，滤纸等。

四、操作步骤

（1）根据工程需要，切取原状土试样或人工制备扰动土的试样。

（2）从固结容器中取出环刀，按密度实验方法切取试样，然后称环刀和式样的总质量，扣除环刀质量既得湿式样的质量，并计算出土的密度。 （3）用切去试样时修下的土测定含水率。

（4）在固结容器内放置呼唤，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，试样上依次放上博型滤纸，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。 （5）检查加压设备是否灵活。

（6）施加1KN 的预压力使试样与仪器上下各部件之间接触，将百分表或传感器调整到零位或测度初读数。

（7）确定需要施加的各级压力，压力等级宜为12.5,25,50,100,200,400,800,1600,3200KPA 。第一等级压力的大小应使土的软硬程度而定，宜为12.5,25，或50KPA 。最后一级压力应大于土的自重应力与附加应力之和。只需测定压缩系数时，最大压力不小于400KPA. （1）四、试验注意事项

1．首先装好试样，再安装量表。在装量表的过程中，小指针需调至整数位，大指针调至零，量表杆头要有一定的伸缩范围，固定在量表架上。

2．加荷时，应按顺序加砝码；试验中不要震动实验台，以免指针产生移动。

五、成果整理

1.按下式计算试样的初始孔隙比e 0

1

)1(e 0

00-+ρρW

S W G ＝

式中：S G — 土粒的比重； 0

W — 压缩前试样的含水量；

W ρ— 水的密度（g/cm 3）

；

0ρ— 压缩前试样的密度（g/cm 3）

。

2.计算试样的颗粒（骨架）净高h s

00

s e 1h h +＝ 式中：h0 — 试样初始高度（mm ） 3.计算某级压力下变形稳定后的孔隙比e i s

i

0i h h

－

e ＝e ∑∆

式中：

∑∆hi — 某级压力下试样高度的累计变形量，mm ；

4.计算某级压力下的压缩系数a 1-2和压缩模量Es

i 1i 1

i i 21p p e e a -++-－＝

（MPa -1）

21i

s a e 1-+＝

E （MPa -1） 式中 P i — 某一级荷重值，MPa 。

求压缩系数a 1-2时，统一规定：P 1=100KPa ，P 2=200KPa 。

5.作孔隙比e 和压力p 的关系曲线，并将计算结果填入成果表中。

以孔隙比e 为纵坐标，压力p 为横坐标，绘制孔隙比与压力的关系曲线。

注意：最后为压力与孔隙比的曲线，以平滑曲线连接。Y 轴孔隙比无需从0开始，下为图例

试验四压缩试验记录（杠杆式压缩仪法）

班级组别姓名日期

压缩试验记录

土样号

试样原始高度h020mm

初始孔隙比e0

加荷间隔时间（min）压力（kPa）

试样压缩后总变形量

Δh（mm）

孔隙比e i

0 0 / 填写初始孔隙比

e0

60 25 60 50 60 100 60 200 60 400

e ~p 关系曲线

压缩系数

a 1-2= MPa -1

属 压缩性土（判定方法见P36页）

50 100 200 300 400 pKa

试验五 直接剪切试验

一、试验目的

土的抗剪强度是在土的外力作用下其一部分土体对于另外一部分土体滑动时所具有的抗剪切的极限强度。测定土的抗剪强度，可以提供计算地基强度和地基稳定性用的基本指标，即土的内聚力和内摩擦角。 二、试验方法

慢剪实验：土样在某一级垂直压力作用下，排水固结变形稳定后，在缓慢加水平剪应力剪切。

固结快剪试验：先使土样在某荷重下固结至排水变形稳定，在以较快速度施加剪力剪切。 快剪实验：在试样上施加垂直压力后，立即施加水平剪切力剪切，实验过程不发生固结排水情况。本次试验采用直剪快剪法 三、仪器设备

1．应变控制式直接剪切仪：如图1，有剪力盒、垂直加压框架、测力计等。 2．其它：量表、砝码等。

图1 应变控制式直剪仪结构示意图

0 e

1－垂直变形百分表；2－垂直加压框架；3－推动座；4－剪切盒；

5－试样；6－测力计；7－台板；8－杠杆；9－砝码

四、试验步骤

1.对准上下盒，插入固定销钉，在下盒内放洁净透水石一块及湿滤纸一张。

2.将称有试样的环刀，平口向下，刀口向上，对准剪切盒的上盒，在试样面放湿润滤纸一 张及透水石一块，然后将试样用透水石徐徐压入盒底。并顺次加上传压活塞及加压框架；

3.实验不少于取4个试样，分别施力口不同的垂直压力，其大小按实验方法和估计所受计算荷重的范围而定。一般可按25、50,、100、200、300、400、600....KPa 施加。加荷时应轻轻向上，但必须注意，如土质疏松。为防止被挤出，应分级施加，切不可一次加上；

4.如果是饱和试样，则在施加垂直压力5min 后，向剪切盒内注满水；如果试样是非饱和土试样，不必注水，但应在加压板周围包以湿棉纱，防止水份蒸发。

5.当在试样上施加垂直压力后，若每小时垂直变形不大于0.005mm ，则认为试样已达到固结稳定。

6.试样达到固结稳定后，安装测力计，徐徐转动手轮，使上盒前端的钢珠恰与测力计接触，测记测力计初读数。

7.松开外面四只螺杆，拔去里面固定销钉，然后开动发动机，使应变圈受压，观察测力计的读数，它将随下盒位移的增大而增大，当测力计读数不在增大或开始倒退时，即出现峰值，认为试样已破坏，记下破坏值，并继续剪切至位移4mm 停机；当剪切过程中测力计读数五峰值时，应剪切至剪切位移6mm 时停机。

8.剪切结束后，卸支剪切力和垂直压力，取出试样，并测定试样的含水量。 五、试验注意事项

1．先安装试样，再装量表。安装试样时要用透水石把土样从环刀推进剪切盒里，试验 前量表中的大指针调至零。

2．加荷时，不要摇晃砝码；剪切时要拔出销钉。 六、计算及制图

1．按下式计算各级垂直压力p 下所测的抗剪强度：

CR f =τ

式中：τf —土的抗剪强度，kPa ； C —测力计率定系数，kPa/0.01mm ；

R —测力计量表最大读数，或位移4毫米时的读数(0.01毫米)，0.01mm 2．绘制τf ～p 曲线

以垂直压力p 为横坐标，以抗剪强度τf 为纵坐标，纵横坐标必须同一比例，根据图中各点绘制τf ～p 关系曲线，该直线的倾角为土的内摩擦角φ，该直线在纵轴上的截距为土的凝聚力c 。

试验五 直接剪切试验记录