固结实验

(en )t —— 最后一级压力下试样固结 1 小时的孔隙比；
(en )T —— 最后一级压力下试样固结 24 小时的孔隙比。 3．绘制 e - p 曲线 以孔隙比 e 为纵坐标，以压力 p 为横坐标，作孔隙比与压力的关系曲线（ e - p 曲线）。
4．计算某一压力范围内压缩系数 av （MPa −1 ）
压力
读数 时间
各级荷重 压缩时间
测微表 读数
压缩量
孔隙比 缩减量
校正前孔隙比 校正后孔隙比
PT
t
Ri
∑ ∆hi
∆ei
=
∑ ∆hi hs
ei = e0 − ∆ei
ei = e0 − k∆ei
KPa 时分 小时
mm
mm
13
∑ ∆hi —— 某一压力下试样高度的累计变形量 mm。
4．绘制 e - p 曲线 以孔隙比 e 为纵坐标，以压力 p 为横坐标，作孔隙比与压力的关系曲线（ e - p 曲线）。
5．计算某一压力范围内压缩系数 av （MPa −1 ）
av
=
ei − ei+1 pi+1 − pi
式中： pi —— 某一压力值 MPa；
实验四 固 结 实 验
一、地基土在外荷载作用下，水和空气逐渐被挤出，土的骨架颗粒相互挤紧，因而引起土 层的压缩变形，土在外力作用下体积缩小的这种特性称为土的压缩性。
二、实验目的：测定土的压缩系数 av ，用以计算压缩模量、固结系数，估计渗透和控制建
筑物的沉降量。 三、实验方法: 标准固结实验、快速固结实验和应变控制连续加荷固结实验。
ei —— 相应于压力 pi 时的孔隙比。
七、实验名称_________________
实验者__________________
取土深度_________________
计算者__________________
试验日期_________________
校核者__________________
计算者__________________
实验日期________________
校核者__________________
密度 ρ =_______g/ cm3
比重 G =________
含水率 w =_________%
实验前孔隙比 e0 =_______
颗粒净高 hs =________
校正系数 k = e0 − (en )T =_______ e0 − (en )t
10．当不需要测定沉降速率时，稳定标准规定为每级压力下固结 24h。测记稳定读数后， 再施加第二级压力。依次逐级加压至试验结束。只需测定压缩系数的试样，施加每级压 力后，每小时变形达 0.01mm 时，测记稳定读数作为稳定标准。
11． 需要作回弹试验时，可在某级压力下固结稳定后卸压，直至卸至第一级压力。每次卸 压后的回弹稳定标准与加压相同，即每次卸压后 24h 测定试样的回弹量。但对于再加压 时间，因考虑到固结已完成，稳定较快，因此可采用 12h 或更短的时间。
固结实验记录表（二）
实验者____________________ 计算者____________________ 校核者____________________
密度 ρ =_______g/ cm3
比重 G =________
含水率 w =_________%
实验前孔隙比 e0 =_________
11
快速固结实验
凡渗透性较高的粘性土地基，且建造在它上面的建筑物对于沉降要求不高时，可依照 本方法测定土的压缩性。 一、仪器设备
本实验需要的仪器设备与标准固结实验相同。 二、操作步骤
本实验的操作步骤与标准固结实验相同，但各级压力下的压缩时间一般为 1~2 小时， 最后一级压力下加读 24 小时读数。 三、计算与制图 1．按标准固结实验的“计算与制图”第 1 条及第 2 条分别计算试验开始时试样的孔隙
av
=
ei − ei+1 pi+1 − pi
式中： pi —— 某一压力值 MPa；
ei —— 相应于压力 pi 时的孔隙比。
12
四、实验记录（见下页）
快速固结实验记录表（三）
工程名称________________
实验者__________________
土样编号________________
7
压力应使 e - lg p 曲线下段出现较长的直线段。
8．对于饱和试样，施加第一级压力后，应立即向固结容器的水槽内注水浸没试样。非饱和 试样，则须用湿棉纱围在加压上盖周围，避免水分蒸发。
9．需要测定沉降速率、固结系数时，施加每一级压力后宜按下列时间顺序测记测微表读数。 时间为 6s、15s、1min、2min15s、4min、6min15s、9min、12min15s、16min、20min15 25min、30min15s、36min、42min15s、49min、64min、100min、200min、400min、23h、 24h，至稳定为止。
ρ 0 —— 实验开始时试样的密度 g/ cm3 。
2．计算试样中颗粒净高 hs mm ：
hs
= h0 1 + e0
式中： h0 —— 实验开始时试样高度（等于环刀高度）mm；
3．计算某一压力下固结稳定后土的孔隙比 ei ：
ei
= e0
−
∑ ∆hi hs
8
式中：
ei —— 某一压力下固结稳定后土的孔隙比；
12． 实验结束后，应先吸去固结容器内的水，迅速拆除仪器各部件，取出带环刀的试样。 对于饱和试样，则用干滤纸吸去试样两端表面上的水，取出试样，测定实验后的含水率。
六、计算与制图
1．计算实验开始时的孔隙比 e0 ：
e0
=
GS
(1 + 0.01w0 ) ρ0
−1
式中： Gs —— 颗粒比重；
w0 —— 实验开始时试样的含水率 %；
比 e0 及试样中的骨架净高 hs 。
2．计算某一压力下固结稳定后土的校正后孔隙比 ei ：
ei
=
e0
−
k
⋅
∑ ∆hi hs
式中： ei —— 某一压力下固结稳定后土的孔隙比；
∑ ∆hi —— 某一压力下固结 1h 后试样高度的累计变形量 mm。
k —— 校正系数 ， k = e0 − (en )T e0 − (en )t
扰动土，整平土样两端。在环刀内壁抹一薄 层凡士林，刀口向下，放在土样上。 2．将环刀垂直下压，若为软土可一直压下去， 否则应边压边削，直至土样凸出环刀为止， 然后修去环刀两端的余土，将其刮平，擦净 环刀外壁。 注意：① 刮平环刀两端余土时，不得用刀反复
涂抹，以免土面孔隙堵塞，或使土面 折水。 ② 切得土样得四周应与环刀密合，且保持完整，如不合要求时，应重取。 3．称取环刀加土的质量，准确至 0.1g。测定土样密度。并在余土中取代表性土样测定其含 水率。 4．将护环放入固结容器内，在固结容器的底板上顺次放上洁净而湿润的透水石和滤纸各 一，将切好试样的环刀，刀口向下放在护环内，在试样上再置洁净而湿润的滤纸和透水 石各一，最后放下导环和加压上盖。 5．将装有试样的固结容器，准确地放在加压横梁的正中，使加压梁横上的螺栓与加压上盖 上的凹部小孔密合，然后装上测微表。为保证试样与仪器上下各部件之间接触良好，应 施加 1 Kpa 的预压压力，然后调整测微表，使指针读数不小于 8mm 的量程。 6．确定需要施加的各级压力。加压等级一般为 12.5、25.0、50.0、100、200、400、800、 1600、3200 Kpa。第一级压力的大小应视土的软硬程度而定，宜用 12.5、25.0 或 50.0Kpa。 （第一级实加压力应减去预压压力）。最后一级的压力应大于上覆土层的计算压力 100~200 Kpa。只需测定压缩系数时，最大压力不小于 400 Kpa。 7．需要确定原状土的先期固结压力时，加压率宜小于 1，可采用 0.5 或 0.25 倍。最后一级
压力 KPa
50
100
200
300
400
600
读经
读经
读经
读经
读经
读经
数过读数过读数过读数过读数过读数过读
时时
时时
时时
时时
时时
时时
间间数间间数间间数间间数间间数间间数
时 间 及 读 数
总变形量 （mm） 仪器变形量 （mm） 试样变形量 （mm）
10
工程名称__________________ 土样编号__________________ 实验日期__________________
标准固结实验
四、仪器设备 1．固结仪：见图，环刀内径 61.8mm，高 2cm； 2．杠杆加压设备：力比为 1：12； 3．天平：感量 0.01g 及 0.1g； 4．测微表：最大量距 10mm，精度 0.01mm； 5．其他：秒表、修土刀、钢丝锯、滤纸和凡士
林等。 五、操作步骤： 1．按工程需要，取原状土或制备成所需状态的
实验前试样高度 h0 =_________ 颗粒净高 hs =________mm
压力 试样变形量 压缩后试样高度
KPa
mm
∑ △ h1 −
△ h2
h = ho −
p
(∑ ∆h1 − ∆h2 )
孔隙比
e= h −1 hs
孔隙比变化
压力变化 KPa
∆p = ∆e = e1 − e2 p2 − p1
压缩系数 MPa −1