岩土力学物理力学参数测试报告

1粉煤灰的级配组成

颗粒分析按《土工试验方法标准》的要求进行试验，对于粒径大于0.075mm 的粉煤灰颗粒用筛分试验来测定，对粒径小于0.075mm 的粉煤灰颗粒用密度计法测定。

选取200g 的试验土样，选用直径分别为2mm,1mm,0.5mm,0.25mm,0.075mm 的筛子，按直径从大到小从上到下依次排列，将试验土样缓慢均匀的倒入最上层，均匀摇晃20min 左右，测量留在各个筛子上土样的质量并记录。

小于某粒径的试样质量占试样总质量的百分比可按式1.1计算，即

A s B

m X d m

（1.1）

式中X ——小于某粒径的试样占总质量的百分比（%）；

A m ——小于某粒径的试样质量（g ）；

B m ——当细筛分析时或用密度计分析时为所取的试样质量（g ）； s d ——粒径小于2mm 的试样质量占试样总质量的百分比（%）。 试验结果如表1.1所示，粉煤灰颗粒大小分布曲线如图2.1所示。

表1.1筛分结果分析表

图1.1颗粒级配曲线

不均匀系数按式1.2计算：

60

10

u d C d =

（1.2） 60100.28

3.080.091

u d C d =

== 曲率系数按式1.3计算：

230

1060c d C d d =

⨯ （1.3） 22

3010600.16 1.000.0910.28

c d C d d ===⨯⨯

式中u C ——不均匀系数；

c C ——曲率系数；

60d ——限制粒径，即土中小于该粒径的颗粒质量为60%的粒径（mm ）； 30d ——即土中小于该粒径的颗粒质量为30%的粒径（mm ）

；

10d ——有效粒径，即土中小于该粒径的颗粒质量为10%的粒径（mm ）

。 我国《土的分类标准》规定：当Cu 错误！未找到引用源。<5时，为级配不良的土。可见，粉煤灰的级配不良。由试验结果可知，在0.075～2mm 范围内（砂粒组）有87.56%，在小于0.075mm 范围内（细粒组）有11.31%。 2尾矿的含水率

含水率是土的基本物理指标之一，它反映土的状态，它的变化将使土的一系列力学性质随之而异；它又是计算土的干密度、孔隙比、饱和度等项指标的依据，是检测土工构筑物施工质量的重要指标。烘干法一般采用能控制恒温的电热烘箱。烘干温度为105～110℃。

取10g 土样放入铝制称量盒内，盖上盒盖称量盒加土的质量。打开盒盖，将铝制盒和土放入烘箱中，在105℃左右恒温下烘烤8h 。将铝制称量盒盖上盒盖，冷却至室温，然后称量盒加干土质量。土样的含水率按式2.1计算得到，即：

100d

d

s ⨯-=

m m m ω （2.1） 式中ω——含水率（%）；

s m ——湿土质量（g ）；

d m ——干土质量（g ）。 试验结果如表2.1所示：

表2.1尾矿含水率

3粉煤灰的压缩特性（固结试验）

土体在受外力作用后，其体积变小的现象称为土的压缩。引起土体压缩的原因有三：

一是土粒本身的压缩；

二是土孔隙中的水和气体的压缩；

三是土孔隙中的水分与空气被挤出，土粒互相靠拢，孔隙变小。

根据研究，土粒和水本身的压缩量甚微，可以忽略不计。我们通常讲土的压缩，就是指土在某一压力作用下，其孔隙体积变小的现象。由前面的研究，粉煤灰也可视为土的一种，所以其固结特性的研究与其他土采用相同的方法。

试验步骤如下：

（1）环刀内壁抹凡士林，刃口向下放在土样上面，切取土样。要边削土边压入，不要一下将环刀压入土样过多，以防土样结构破坏（切取土样时，应使土样的受荷方向与天然土层受荷方向一致）；

（2）当整个环刀压入土样后，用直边刀将上下两端面多余土样削平，将环刀外壁擦净后上下两端面放圆玻璃板，称量（准确至0.1克），测定土样的密度；

（3）取切余下的土样（不沾有凡士林的土），用烘干法测定土样试验的含 ；

水率

（4）将透水石放入固结仪中，套上护环在透水石面上放湿润滤纸一张，然后将带有土样的环刀装入护环中，并在土样表面放湿润的滤纸一张后再依次加上透水石和加压盖。

（5）检查杠杆式加压设备杠杆是否转动灵活，用平衡砣调整杠杆至水平位置，然后将固结仪放入加压框架内，使横梁中心与传压板对中，插入量表导杆，装上测微表，使测微表的测杆与量表导杆顶面接触，并使表测杆缩入7～8毫米（以免土样压缩时测杆脱空，测不到变形量），把测微表调整至某一个毫米整数值。然后转动平衡锤，观察测微表读数稍有变化时，说明加压框架横梁与传压板已经接触好，重新调整测微表读数至毫米整数值，随即记录下来，作为试验前测微表的起始读数。

（6）开始加荷载。第一级荷载使土样承受50KPa的压力，在加上压力的同时，即开动秒表。分别在1、2、3、5、7、10分钟时记录测微表读数，假设读到10分钟时一级变形已稳定，接着再依次逐级加荷达100KPa、200KPa、400KPa，在每加上一级荷载后，都要测定变形量至稳定，然后才能加下一级荷载。

（7） 在最后一级荷重达稳定并读取变形读数后，即可松开测微表，卸除全部荷重，拆开固结仪，清除土样。

成果整理（计算与绘图）

（1） 按下式计算试样初始孔隙比e 0

s 000

d 1+

e =

1ω

ωρρ-（） （3.1）

（2） 某一压力范围内的压缩系数a i

i i+1

i i+1i

e -e a =

-P P （3.2） 式中：0e ——试样的初始孔隙比；

s d ——土粒比重；

ωρ——水的密度（3/g cm ）

； 0ω——试验前的含水率，%100)1(

0⨯-=d

m m ω； 0ρ——试验前土的密度，V

m '0

0=ρ（3/g cm ）；

i e ——某一压力下稳定孔隙比；1-=s i i h h e ，0

01e h

h s += i P ——某一压力值（KPa ）； 0m ——湿土质量（g ）； d m ——干土质量（g ）；

'

m ——环刀内湿土质量（g ）； V ——环刀体积，60cm 3；

i h ——固结后试样高度，i i h h h ∆∑-=0 0h ——试验前试样高度，20mm ；

i h ∆∑——试样固结后变形量（mm ）。

（3） 以孔隙比为纵坐标，压力为横坐标，绘制孔隙比与压力的关系曲线即压缩曲线，在压缩曲线上取P 1，P 2相应的e 1，e 2，计算压缩系数a 0和压缩模量E s ：