无侧限抗压强度试验方法.doc
无机稳定土无侧限抗压强度实验
2）用游标卡尺量试件的高度，准确到 0.1mm 3)将试件放到路面材料强度试验仪的升降 台上（台上放一扁球座），进行抗压试 验。实验过程中，应试试件的变形等速 增加，并保持速率约为1mm/min，记录 试件破坏时的最大压力P。 4）从试件内部取有代表性的样品，打破 ，测定其含水率。
五、结果整理
1）试件的无侧限抗压强度Rc用下列的相 应公式计算：对于小试件 Rc=P/A=0.00051P(Mpa) 式中：P-试件破坏时的最大压力（N） A-试件的截面积(=πD2/4,D试件直 径，mm) （2）精密度或允许差：若干次平行试验 的偏差系数Cv应符合下列规定：小试件 不大于10%
（三）实验准备
1、取实训楼地下室的风干土试样过 5mm筛，每组制1个试件，约需干土 210g. 2、在预定做实验的前一天，取有代表 性的试样测定其风干含水率（7%） ，对细粒土试样应不少于100g，用 击实试验法确定无机结合料混合料 的最佳含水率(15%)和最大干密度（ 1.85g/cm3) （依据经验给出一假定 值）。
（3）抗压强度小于2.0MPa时，采用2位 小数，并用偶数表示，抗压强度大于 2.0MPa时，采用1位小数。 六、填写试验记录表
例：称量（筒+土）重为14615g， 筒重为10kg,筒体积为2177cm3， 求土样湿密度？
ρ ＝ m/v= （ 14615-10000 ） /2177=2.12g/cm3
水1
拌和过程中，还应加入离最佳含水率 13%少3%的水量，m水2=210*（15%-
5%）+210*5/95*15%-11.83=6.3g，使混 合料的含件，超过1h的试件应该作废。其他结合
料稳定土？ （4）按预定的干密度制件，需要的混合 料质量m1混合料= ρ V（1+ω）=1.85*3.14*2.5*2.5*5*（1+18%
无侧限抗压强度试验
项目三基础设计
土 力 学 与 地 基 基 础
项目三基础设计
土 力 学 与 地 基 基 础
qu
地 基
f
cu
qu 2
基
cu 不排水抗剪强度
础
用于测饱和软 粘土的强度
四、十字板剪切试验（了解）
土
力 学
f
cu
2M
D2 H D
与
3
地
基 基
f
qu 2
础
饱和粘性土的抗剪强度
土 一、不固结不排水抗剪强度
力
用于粘土和排水不
学
良且赶工期
u 0
与
f
f 50.5 0.521
所以
c 50.5kPa
arctan(0.521) 27.5a）
项目三基础设计
直剪试验
140
回归得：
120
100
f 5 0.295
80
故 c 5kPa
60
40
arctan(0.295) 16.44
础 水压力。
三轴试验
土 力 学 与 地 基 基 础
三轴试验原理
土 力 学 3 与 地 3 基 基 础
3
1=3+1
3
3
1=3+1
土 力 学 与 地 基 基 础
土 力 学 与 地 基 基 础
土 力 学 与 地 基 基 础
三轴试验类型
土 按剪切前的固结程度和剪切过程中的排水条件 力 三轴试验可分为三种类型： 学 与 1、不固结不排水试验（UU） 地 基 2、固结不排水试验（CU） 基 础 3、固结排水试验（CD）
土的无侧限抗压强度试验[3页]
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实验四 土的无侧限抗压强度试验无侧限抗压强度是试样在无侧向压力条件下，抵抗轴向压力的极限强度。
（一）实验目的测定饱和软粘土的无侧限抗压强度及灵敏度。
（二）实验方法采用应变式无侧限压力仪对土样在在侧向不受限制的条件下所受到的轴向压力至试样破损。
（三）仪器及工具1、应变式无侧限压力仪：包括测力计、加压框架及升降螺杆等。
应根据土的软硬程度选用不同量程的测力计，见附*介绍部分;2、位移计（百分表）：量程10mm ，分度值0.01mm ；3、重塑筒：筒身可以拆成两半，内径40cm ，高10mm ；4、天平：称量200g ，最小分度值0.01 g ；5、其他：秒表、铜垫板（厚约0.8cm ）、卡尺、直尺、刮土刀、薄塑料布、凡士林等。
附*应变式无侧限压力仪（规格：量力环量表：10mm 、0.01mm ；轴向位移量表：30mm 、0.01mm ）结构示意图1、加压框架2、横梁3、量力环4、百分表5、上加压板6、试样7、升降板8、螺杆9、调速箱 10、手动摇把 11、按钮开关 12、电动机 13、离合器 14百分表（30mm ）（四）实验步骤1、准备好试验土样。
2、将原状土样按天然层次方向放在桌上，用削土刀或钢丝锯削成稍大于试件直径的土柱，放入切土盘的上下盘之间，再用削土刀或钢丝锯沿侧面自上而下细心切削。
同时边转动圆盘直至达到要求的直径为止，取出试件，按要求的高度削平两端。
端面要平整，且与侧面垂直，上下均匀。
如试件表面有砾石或其他杂物而成空洞时，允许用土填补。
试件的直径和高度应与重塑筒直径和高度相同，一般直径为40~50mm,高为100~120mm.3、将切好的试件立即称重，准确至0.1g 。
同时取切削下的余土测定含水率。
用卡尺测定其高度及上中下各部位直径，按下式计算其平均值D 0：4D +2D +D =3210D 式中：D 0-----试件平均直径（cm);D1、D2、D3-----试件上中下各部位直径（cm)。
无侧限抗压强度
（一）试验目的一般用于测定饱和软粘土的无侧限抗压强度及灵敏度。
（二）试验原理无侧限抗压试验是三轴压缩试验的一个特例，将试样置于不受侧向限制的条件下进行的强度试验，此时试样小主应力为零，而大主应力的极限值为无侧限抗压强度。
即周围压力σ3＝0的三轴试验。
由于试样侧面不受限制，这样求得的抗剪强度值比常规三轴不排水抗剪强度值略小。
（三）试验设备1．应变控制式无侧限压缩仪：2．其它：量表、切土盘、重塑筒等（四）试验步骤1．试样制备：按三轴试验中原状试样制备进行。
试样直径可采用3.5~4.0cm，试样高度与直径之比按土样的软硬情况采用2.0~2.5。
2．安装试样：将试样两端抹一层凡士林，在气候干燥时，试样周围亦需抹一层薄凡士林，防止水分蒸发。
将试样放在底座上，转动手轮，使底座缓慢上升，试样与传压板刚好接触，将测力计调零。
3．测记读数：每分钟轴向应变为1％～3％的速度转动手轮，使升降设备上升而进行试验。
每隔一定应变，测记测力计读数，试验宜在8～10min内完成。
当测力计读数出现峰值时，停止试验，当读数无峰值时，试验进行到应变达20％为止。
4．重塑试验：当需要测定灵敏度时，应立即将破坏后的试样除去涂有凡士林的表面，加少许余土，包于塑料薄膜内用手搓捏，破坏其结构，放入重塑筒内，用金属垫板，将试样塑成与原状土样相同，然后按上述步骤进行试验。
（五）试验注意事项1．测定无侧限抗压强度时，要求在试验过程中含水率保持不变。
2．在试验中如果不具有峰值及稳定值，选取破坏值时按应变15％所对应的轴向应力为抗压强度。
3．需要测定灵敏度，重塑试样的试验应立即进行。
1．按下式计算轴向应变：（六）计算及制图e1－轴向应变，％；ho—试样起始高度，cm；△h—轴向变形，cm。
式中：2．按下式计算试样平均数面积：式中：Aa－校正后试样面积， cm3；Ao—试样初始面积，cm3。
3．按下式计算试样所受的轴向应力：式中：σ—轴向应力，kPa；C－测力计率定系数，N/0.01mm；R－测力计读数，0.01mm；10—单位换算系数。
无侧限抗压强度试验.
654374213 天平：称量500 g ，分度值0.1 g 。
4 其他：切土盘、重塑筒、秒表、0.1 mm 精度卡尺、切土刀、钢丝锯、凡士林等。
19.0.4 试验操作应按下列步骤进行：1 按本规程第18.3节制备试样。
试样直径宜为35~50 mm ，高径比宜为2.0~2.5。
2 将已制备的试样置于下传压板上，开始转动转轮，使试样与上传压板刚好接触，并将轴向测力计和轴向位移计的读数均调整到零。
3 以每分钟1％~3%的应变速度（每分钟约5~15转）转动转轮，使整个试验在8~10 min 内完成。
4 轴向应变小于3％时，每增加0.5%记录测力计和位移计读数一次；轴向应变到达3％以后，每增加1％记录测力计和位移计读数一次。
5 测力计读数达到峰值或稳定值以后，应继续转动转轮，再继续进行3％~5％的应变值，即可停止试验。
当读数无稳定值时，则试验应进行到轴向应变达20％为止。
6 试验结束后，迅速反转转轮，取出试样，并描述破坏后试样的形状。
7 当需测定灵敏度时，应将已破坏后的试样刮掉表面上的凡士林，再加入少量切削下来的余土，包以塑料布，用手搓捏，以破坏其原来结构。
按本规程第3.2节制成与原状试样密度相等的重塑试样。
然后按上述步骤进行试验。
19.0.5 试验结果应按下列公式计算及制图： 1 轴向应变：10001⨯∆=h hε （19.0.5-1） 式中1ε——轴向应变(%)；h ∆——轴向变形(mm)； h 0——试样的初始高度(mm)。
2 校正后的试样面积：101.01ε-a A A =（19.0.5-2）式中 A a ——校正后试样面积(cm 2)；A 0——试样初始面积(cm 2)。
3 试样所受的轴向应力：10a⨯⋅=A RC σ （19.0.5-3） 式中 σ——轴向应力(kPa)；C ——测力计率定系数(N/0.01mm)；5 灵敏度：uut q q S '=（19.0.5-4）式中S t——灵敏度；q u——原状试样的无侧限抗压强度(kPa)；q'——重塑试样的无侧限抗压强度(kPa)。
无侧限抗压强度试验
无侧限抗压强度试验无侧限抗压强度，是指试样在无侧向压力条件下，抵抗轴向压力的极限应力。
无侧限抗压试验的强度值常作为土体（特别是软粘土）的天然强度值，也是确定土体灵敏度指标（土的灵敏度是指原状土的无侧限抗压强度与重塑后的无侧限抗压强度之比值）的主要方法。
一、试验目的用来确定地基土的天然强度及其参数和灵敏度。
二、仪器设备应变控制式无侧限压力仪，也称应变控制式允许膨胀压缩仪。
量力环，百分表（位移10～30mm，分度值0．01mm），上加压板，下加压板，螺杆，加压框架，手柄。
此外，还需要切土器，重塑简，托盘天平，停表等设备。
三、操作步骤1．将原状土样按天然土层的方向置于切土器中，用切主刀或钢丝锯细心切削，边转边削，直至切成所需的直径为止。
2．从切土器中取出试件在承模筒中削去两端多余的土样，原则上按直径为3．91cm、高为8cm的试样尺寸标准控制制作。
3．将切好的试样立即称重，并测定试件的上、中、下段的直径和高度，另取切割下的余主测定含水量。
4．将试样小心地置于无例限压力仪的加压板上，转动手轮使土样上下两端加压板恰好与土样接触为止，调整量力环和位移量表的起姣零点。
5．以每分钟轴向应变为1％～3％的速度转动手轮，使试验在8～20分钟内完成。
6．试验技0．5％的应变测读和记录轴向压力即量力环的变形量，直至应变值达20％，后停止试验。
7．试验结束后反转手轮，取下试样，描述破坏后试样形状及滑动面的夹角。
8．若需测定灵敏度，可将破坏后的试样放在塑料袋或薄膜塑料布上充分辗磋扰动，然后放在重塑筒中定型，制成与原状试件相同尺寸的重塑土样，按上述第4至第7步骤进行试验。
四、数据整理与分析1．按下式计算试件的平均直径：式中：D0 、D1、D2、D3为试样的平均直径及试样上、中、下各部位的直径（cm）。
2．按下式计算试样轴向应变：式中：h0为试验前试样高度（mm），∆h为轴向变形（mm）。
3．试验过程中试样平均断面积为：4．按下式计算轴向应力：式中：σ为轴向应力（kPa），C为量力环系数（N／0.01mm）。
无侧限抗压强度试验步骤
无侧限抗压强度试验步骤(1)调试成型所需要的各种设备，检查是否运行正常；将成型用的模具擦拭干净，并涂抹机油。
成型中、粗粒土时，试模筒的数量应与每组试件的个数相配套。
上下垫块应与试模筒相配套，上下垫块能够刚好放入试筒内上下自由移动(一般来说，上下垫块直径比试筒内径小约0.2mm)且上下垫块完全放入试筒后，试筒内未被上下垫块占用的空间体积能满足径高比为1:1的设计要求。
(2)对于无机结合料稳定细粒土，至少应该制备六个试件；对于无机结合料稳定中粒土和粗粒土，至少应该分别制备九个和十三个试件。
(3)根据击实结果和无机结合料的配合比计算每份料的加水量、无机结合料的质量。
(4)将称好的土放在长方盘(约400mm×600mm×70mm)内。
向土中加水拌料、闷料。
石灰稳定材料、水泥和石灰综合稳定材料、石灰粉煤灰综合稳定材料、水泥粉煤灰综合稳定材料。
可将石灰或粉煤灰和土一起拌和，将拌和均匀后的试料放在密封容器或塑料袋(封口)内浸润备用。
对于细粒土(特别是黏性土),浸润时的含水率应比最佳含水率小3%;对于中粒土和粗粒土，可按最佳含水率加水；对于水泥稳定类材料，加水量应比最佳含水率小1%~2%。
浸润时间要求：黏质土12~24h,粉质土6~8h,砂类土、砂砾土、红土砂砾、级配砂砾等可以缩短到4h左右；含土很少的未筛分碎石、砂砾及砂石可以缩短到2h。
浸润时间一般不超过24h。
（5）在试件成型前Ih内，加入预定数量的水泥并拌和均匀。
在拌和过程中应将预留的水（对于细粒土为3%对于水泥稳定类为1%~2%）加入土中，使混合料达到最佳含水率。
拌和均匀的加有水泥的混合料应在Ih内按下述方法制成试件，超过Ih的混合料应该作废。
其他结合料稳定材料，混合料虽不受此限，但也应尽快制成试件。
（6）用反力架和液压千斤顶，或采用压力试验机之间。
将试模配套的下压块放入试模的下部，但外露2cm左右。
将称量的规定数量的稳定材料混合料分2~3次灌入试模中，每次灌入后用夯棒轻轻均匀插实。
无侧限抗压强度试验方法
1．取样频率：在现场按规定频率取样，按工地预定达到的压实度制备试件。试件数量每2000m2或每工作班：无论稳定细粒土、中粒土或粗粒土，当多次试验结果的偏差系数Cv≤10％时，可为6个试件；Cv=10％-15%时，可为9个试件；Cv＞15％时，则需13个试件。2、试件制备：1）试料准备：将具有代表性的风干试料过筛分类。2）按规范规定的方法确定无机结合料混合料的最佳含水量和最大干密度。 3）配制混合料：（1）对于无机结合料稳定细粒土，至少应该制6个试件；对于中粒土和粗粒土，至少分别应该制9个和13个试件。（2）称取一定数量的风干土并计算干土的质量，其数量随试件大小而变。（3）将称好的土放在长方盘内。向土中加水，对于细粒土（特别是粘性土）使其含水量较最佳含水量小3％，对于中粒土和粗粒土可按式加水。将土和水拌和均匀后放在密闭容器内浸润备用。如为石灰稳定土和水泥、石灰综合稳定土，可将石灰和土一起拌匀后进行浸润，粘性土12-24h粉性土6-8h；。含砾碎土2~4h（4）在浸润过的试料中，加入预定数量的水泥或石灰并拌和均匀。在拌和过程中，应将预留的3%的水（对于细粒土）加人土中，使混合料的含水量达到最佳含水量。并尽快制成试件。4）．养生：试件从试模内脱出并称量后，应立即放到密封湿气箱和恒温室内进行保温保湿养生7d，北方地区应保持20℃，在南方地区应保持25℃土2℃。养主期的最后一天，应该将试件浸泡在水中。3、无侧限抗压强度试验：（1）将已浸水一昼夜的试件从水中取出，用软的旧布吸试件表面的可见自由水，并称试件的质量m4。（2）用游标卡尺量试件的高度h1，准确到0.1mm。（3）将试件放到路面材料强度试验仪的升降台上（台上先放一扁球座），进行抗压试验。试验过程中，应使试件的形变等速增加，并保持速率约为lmm／min记录试件破坏时的最大压力P(N)。（4）从试件内部取有代表性的样品（经过打破）测定其含水量w1。（5）．计算试件的无侧限抗压强度Rc。Rc0.95(=Rc-1.645S)。允许误差：若干次平行试验的偏差系数Cv（%）应符合下列规定：小试件 不大于10％，中试件 不大于15％，大试件 不大于20%
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无侧限抗压强度试验方法
20.2.5.1 仪器设备
（1）圆孔筛：孔径为10mm、20mm、40mm。
（2）试模的尺寸（直径X高）：细粒土50mmX50mm、粗粒土100mmX100mm、碎石类土和掺水泥的级配碎石150mmX150mm。
（3）脱模器。
（4）液压千斤顶：0.2~1.0MN。
（5）反力框架：400kN以上。
（6）击锤和导筒：同表20.5中Z2的规定，同时击锤必须配备导筒，锤与导筒之间要有相应的间隙，使锤能自由落下，并设有排气孔。
击锤可用人工操作或机械操作，机械操作的击锤必须有控制落距的跟踪装置和锤击点按一定角度均匀分布的装置。
（7）恒温恒湿箱或混凝土标准养护箱。
（8）水槽：深度应比试件高50mm。
（9）材料试验机：大于200kN。
（10）天平：称量200g，分度值0.01g；台称称量10kg，分度值5g。
（11）其他设备：量筒，拌种工具，漏斗，烘箱，称量盒。
20.2.5.2 试料准备
（1）取具有代表性的风干试料，必要时，可在50℃烘箱内烘干，用木锤或木碾捣碎（不破坏原颗粒粒径），将试料过筛（细粒土应除去大于10mm的颗粒；粗粒土应除去大于20mm的颗粒；碎石类土应除去大于40mm的颗粒）备用，务用试料数量：细粒土（1.1~1.3）kg，碎石类土（74~78）kg。
在预定试验的前一天测定风干含水率。
所需风干试料的质量由下式计算。
m g=m dg(1+0.01w g) （20-6）
试中：m g：风干改良土试料质量（g）;
w g:改良土试样的风干含水率（%）；
m dg：改良土干试料的质量（g）。
（2）混合料的最优含水率和最大干密度应预先击实试验确定。
（3）同一改良土应制备相同状态的试件数量：细粒土不少于6个；粗粒土不少于9个；碎石类土不少于13个。
细粒土可以一次称取6个试件的试样，粗粒土可以一次称取3个试件的试料，碎石类土和掺和水泥的级配碎石一次只称取一个试件的试料。
（4）根据试模尺寸，每个试件所需干试料质量：小试件￠50mmX50mm约需180~210g；中试件￠100mmX100mm约需1700~1900g；大试件￠150mmX150mm约需5700~6000 g。
（5）将称取的干试料放入方盘（约40cmX60cmX70mm）内，按公式（20-6）计算应向试料中加的水量（细粒土使其含水率较最优含水率小于3%，粗粒和碎石类土按最优含水率计算），瘵试料与水拌和均匀后放入密封容器内浸润备用，石灰改良土和水泥、石灰改良土，可将石灰和土一起拌匀浸润。
浸润时间为生石灰不少于24h；黏性土12~24h；砂性土、砂砾土、红土砂砾，级配砂砾等约4h；含土很少的未筛分碎石、砂砾或砂约2h，掺水泥的级配碎石随拌随用。
（6）交浸润过的试料，加入预定数量的水泥并拌和均匀，在拌和过程中将预留的3%水（细粒土）加入试料中，使混合料的含水率达到最优含水率（拌和均匀的加有水泥的混合料应在1h内按下述方法制成试件，超过1h的混合料作废，其他混合料可不受此限，但也应尽快制成试件）。
注：水泥或石灰的剂量按干土质量的百分率计。
20.2.5.3 试样的制备
（1）静力压实法：利用反力框架和液压千斤顶将混合试料压入试模中。
加入混合试料的数量，按预定的干密度和试模容积计算。
m Sg=ρdg V(1+0.01w Sg) (20-7)
试中：m Sg：应取浸润混合料的数量（g）;
w Sg:浸润混合料的含水率（%）；
ρdg：改良土试件的干密度（g/cm3）;
V:试模的容积。
先将试模内壁和上下压柱底部涂上一薄层润滑油，再将试模的下压柱放入试模的下部，约外露2cm。
将称取预定数量的浸润混合料分2~3次用漏斗灌入试模中，每次灌入后都用夯棒轻轻均匀插实。
然后将上压柱放入试模内，也外露2cm。
再将整个试模连同上下压柱，放到反力框架内的千斤顶上，千斤顶下应入一扁球座，施加压力直至上下压柱都压入试模为止。
维持1min后，解除压力，取出试模，拿去上压柱，放到脱模器上利用千斤顶和下压柱将试件推出试模，称取试件的质量，准确至小试件1g；中试件2g；大试件5g；最后用游标卡尺量试件高度，准确至0.1mm。
注：1。
小试件可以将试料一次倒入试模中，上下压柱露出试模外约2cm部分应相等。
2。
用水泥稳定具有黏结性的材料制成的试件可以立即脱模；用水泥稳定无黏结材料制成的试件最好过数小时后再脱模。
（2）锤击法：步骤同静力压实法，不同的是以击实试验用的击锤代替反力框架和千斤顶将上下压柱击入已放有试件的试模内。
压柱顶面应垫一块牛皮，以保护锤面和压柱顶面不受损伤。
20.2.5.4 试件养生
（1）试件脱模称量后应立即放入密封的恒温恒湿箱内进行养生，养生时中、大试件应先用塑料薄膜包复。
（2）养生时间视需要而定，通常取养生7天。
养生期间的温度应保持在20±3℃。
（3）养生期的最后一天，将试件再次称量。
如果试件需要浸水时，应将试件放入水中浸泡24h，水面应高出试件顶部2.5mm。
取出试件用柔软的抹布吸去试件表面的余水，称取试件的质量。
在养生期间试件质量的损失：小试件不得超过1g；中试件不超过4g；大试件不超过10g。
试件质量损失超过此规定的，应作废。
质量损失是指水分损失，试件掉粒或掉块，不作为水分损失。
20.2.5.5 试验操作步骤
（1）取养生后（或已浸泡24h）的试件用游标卡尺量取试件高度，准确至0.1mm。
（2）将试件安装在材料试验机的升降台上进行抗压试验。
在试验过程中，应使试件的变形等速增加，并保持速率约为1mm/min，记录试件被破坏时的最大压力。
20.2.5.6 试验结果计算
R C=P/A (20-8)
式中：R C：无侧限抗压强度（MPa）,小于2.0MPa计算至0.01MPa；大于2.0MPa计算至0.1 MPa；
P：试件破坏时最大荷载（N）；
A：试件面积（mm2）。
20.2.5.7 允许偏差
（1）无侧限抗压强度相对标准偏差：
1
R C=1/n ∑ R C (20-9)
i=1
1
S=√ 1/n ∑ (R C–R C)2 (20-10)
i=1
C V=(S/ R C)X100% (20-11)
式中:C V:相对相对标准偏差;
R C :无侧限抗压强度平均值(MPa);
S:无侧限抗压强度标准偏差(MPa);
n:无侧限抗压强度试验试件个数。
（2）允许相对标准偏差C V%：
小试件 C V不大于10%
中试件 C V不大于15%
大试件 C V不大于20%。