岩土工程专业土工试验报告

④将变水头管中的水位变换高度，待水位稳定再进行测记水头和时间变化，重复5～6次，当不同开始水头下测定的渗透系数在允许差值范围内时，结束试验。
1.4
变水头渗透系数应按下式计算：
(1)
式中：A——变水头管的断面积（cm2）；
2.3——ln和log的变换因数；
L——渗径，即试样高度（cm）；
t1，t2——分别为测读水头的起始和终止时间（s）；
2.3.10测压管水位稳定后，记录测压管水位。计算各测压管间的水位差。
2.3.11开动秒表，同时用量筒接取经一定时间的渗透水量，并重复1次。接取渗透水量时，调节管口不可没入水中。
2.3.12降低调节管管口至试样中部及下部处，以改变水力坡降。按10和11规定重复进行测定。
2.4
表2常水头试验数据及处理
经过
时间/s
开始水头h1/cm
终了水头
h2/cm
2.3（a/A）(L/t)/cm/s
Log(h1/h2)
水温T时的渗透系数Kt/cm/s
水温20时
渗透系数K20/cm/s
平均
渗透系数/cm/s
1.12
83.5
73.5
0.065714
0.055399
0.003641
0.003182
0.003025
1.36
0.61
100
213.7
2.1
211.6
1.325
2.24
1.16
200
332.3
3.8
328.5
1.173
1.52
1.71
400
476.7
6.0
470.7
0.988
0.92
2.81
800
602.7
8.0
594.7
0.827
0.40
6.45
1600
721.5
9.0
712.5
0.674
0.19
13.58
2.3
2.3.1装好仪器并检查各管路接头处是否漏水，将调节管与供水管连通，由仪器底部充水至水位略高于金属孔板，关止水夹。
2.3.2取具有代表性的风干试样2500g，称量准确至1.0g。
2.3.3将试样分层装入圆筒，每层厚2-3cm，用木锤轻轻击实到一定厚度，以控制其孔隙比。
2.3.4每层试样装好后连接供水管和调节管，并由调节管中进水，微开止水夹使试样逐渐饱和。当水面与试样顶面齐平，关止水夹。饱和时水流不应过急，以免冲动试样。
（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。
图1固结试验装置示意图
3.3
（1）试样制备。先在环刀内外侧都涂上一薄层凡士林，用环刀在待测土体上取样，取样过程中用钢丝锯从中间向四周缓慢切削周围多余土体。
环刀：内径为61.8mm，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，本次试验时涂一薄凡士林。
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0.2～0.5mm；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。
土工试验
课程试验报告
指导老师：XX
姓名：XXX
学号：XXXXXX
专业年级：2012级岩土工程
小组成员：XXXXXXXXXX
试验日期：2013年6月19日
1
1.1
土具有被水透过的性能称为土的渗透性。渗透性质是土体的重要的工程性质，决定土体的强度性质和变形、固结性质，渗透问题是土力学的三个重要问题之一，与强度问题、变形问题合成土力学的主要三大问题。渗透试验主要是测定土体的渗透系数，渗透系数的定义是单位水力坡降的渗透流速，常以cm/s作为单位。
0.203
2'15"
0.235
0.028
0.207
4'
0.237
0.028
0.209
6'15"
0.238
0.028
0.210
9'
0.239
0.028
0.211
12'15"
0.240
0.028
0.212
16'
0.240
0.028
0.212
20'15"
0.240
0.028
0.212
25'
0.240
0.028
63.5
53.5
0.043550
0.074420
0.003241
0.002833
2
2.1
土具有被水透过的性能称为土的渗透性。渗透试验主要是测定土体的渗透系数，即单位水力坡降的渗透流速，常以cm/s作为单位。
2.2
常水头渗透仪，筒内径应大于试样最大粒径的10倍；玻璃测压管内径为0.6cm，分度值为0.1cm；天平，量程4000g，分度值1g；木锤及秒表等。
1.
①渗透容器：由环刀、透水石、套环、上盖和下盖组成。环刀内径61.8mm，高40mm；透水石的渗透系数应大于10-3cm/s）。
②变水头装置；由渗透容器、变水头管、供水瓶、进水管等组成。变水头管的内径应均匀，管径不大于lcm，管外壁应有最小分度为1.0mm的刻度，长度宜为2m左右。
1.
①将装有试样的环刀装入渗透容器，用螺母旋紧，要求密封至不漏水不透气。对不易透水的试样，按《土工试验方法标准》（GB/T 50123-1999）第3.2.4条的规定进行抽气饱和；对饱和试样和较易透水的试样，直接用变水头装置的水头进行试样饱和。
73.5
63.5
0.054118
0.063514
0.003437
0.003004
1.41
63.5
53.5
0.052199
0.074420
0.003885
0.003395
1.45
87.5
77.5
0.050759
0.052706
0.002675
0.002338
0.92
77.5
67.5
0.080000
0.059998
2.3.5依上述步骤逐层装试样，至试样高出上测压孔3-4cm止。在试样上端放置金属孔板作缓冲层，待最后一层试样饱和后，继续使水位缓缓上升至溢水孔，当有水溢出时，关止水夹。
2.3.6试样装好后，量测试样顶部至仪器上口的剩余高度，计算试样净高。称剩余试样质量准确至1g，计算装入试样总质量。
2.3.7静置数分钟后，检查各测压管水位是否与溢水孔齐平。如不齐平，说明试样中或测压管接头处有集气阻隔，用吸水球进行吸水排气处理。
0.004800
0.004195
1.53
67.5
57.5
0.048105
0.069636
0.003350
0.002928
1.49
83.5
73.5
0.049396
0.055399
0.002736
0.002392
1.38
73.5
63.5
0.053333
0.063514
0.003387
0.002961
1.69
（5）为确定原状土的先期固结压力时，初始段的荷重率应小于1，可采用0.5或0.25。施加的压力应使测得的e—logp曲线下段出现直线段。对超固结土，应进行卸压、再加压来评价其再压缩特性。
（6）对于饱和试样，施加第一级压力后应立即向水槽中注水浸没试样。非饱和试样进行压缩试验时，须用湿棉纱围住加压板周围。
1.010
0.882
8
10
250
222
187
31.5
3.15
32
1.016
0.888
9
10
250
222
187
31.5
3.15
32
1.016
0.888
3
3.1
试验时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，进而得出土体的固结系数以及前期固结压力。
3.2
（1）固结容器：由环刀、护环、透水板、水槽、加压上盖组成如图1。
②将渗透容器的进水口与变水头管连接，利用供水瓶中的纯水向进水管注满水，并渗入渗透容器，开排气阀，排除渗透容器底部的空气，直至溢出水中无气泡，关排水阀，放平渗透容器，关紧水管夹。
③向变水头管注纯水。使水升至预定高度，水头高度根据试样结构的疏松程度确定，一般不应大于2m，待水位稳定后切断水源，开进水管夹，使水通过试样，当出水口有水滥出时开始测记变水头管中起始水头高度和起始时间，按预定时间间隔测记水头和时间的变化，并测记出水口的水温。
此部分属于高压固结试验步骤，上接步骤（1）-（3）
（4）确定需要施加的各级压力。第一级压力的大小应视土的软硬程度而定，宜用12．5kPa、25kPa或50kPa。最后一级压力应大于土的自重压力与附加压力之和,需要测定压缩系数时，最大压力不小于400kPa。本次试验的压力等级为12.5、25、50、100、200、400、800、1600、3200kPa。
0.929
3
10
254
235
213
20.5
2.05
21.8
1.063
0.929
4
10
252
227
198
27
2.7
27.8
1.030
0.900
5
10
252
227
198
27
2.7
28
1.037
0.906
6
10
252
227
198
27
2.7
28
1.037
0.906
7
10
250
222
187
31.5
3.15
31.8
（2）试样安装。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。注意滤纸和透水板的湿度应接近试样的湿度。
（3）施加lkPa的预压力使试样与仪器上下各部件之间接触，将百分表调整到零位。
3200
822.1
12.9
809.2
0.548
0.08
33.09
稳定读数
832.5
12.9
819.6
0.535
0.01
307.69
备注：12.5Kpa对应的数据疑似有误，在做e-p曲线时没有使用。
图4高压固结试验e-lgp曲线
由表4中高压固结试验数据及处理结果可得e-lgp曲线如图4所示。根据e-lgp曲线，在曲线中找到曲率半径最小的点m，过m做水平线m1和切线m2，做∠1m2的平分线m3，向上延长曲线的直线段，与m3的交点对应的p值就是先期固结压力 ,
表4高压固结试验数据及处理
荷载（kpa）
变形量（0.01mm）
仪器变形量（0.01mm）
校正后变形量（0.01mm）
孔隙比
压缩系数（Mpa-1)
压缩模量(Mpa)
12.5
42.1
0.3
41.8
1.546
25
43.7
0.7
43.0
1.544
0.12
20.83
50
126.5
1.0
125.5
1.437
4.28
2.3.8提高调节管，使其高于溢水孔。然后将调节管与供水管分开，并将供水管置于金属圆筒内。开止水夹，使水由上部注入金属圆筒内。
2.3.9降低调节管口，使位于试样上部1/3处，造成水位差。水即渗过试样，经调节管流出。在渗透过程中应调节供水管夹，使供水管流量略多于溢出水量。溢水孔应始终有余水溢出以保持常水位。
试验次数
经过时间t (s)
测压管水位(cm)
水位差/cm
水位
坡降Leabharlann Baidu
渗透量
（cm^3）
渗透系数
(cm/s)
20℃时的渗透系数(cm/s)
平均渗透系数(cm/s)
I管
II管
Ⅲ管
1
10
254
235
213
20.5
2.05
21.8
1.063
0.929
0.907
2
10
254
235
213
20.5
2.05
21.8
1.063
（4）卸下预压力，施加50kpa的固结压力，注意在卸下预压力的时候百分表读数会有变动，这时不再调零。
（5）为测定固结系数，在施加固结压力后按下列时间顺序测记试样的高度变化。时间为：6s、1 5s、lmin、2minl5s、4min、6minl5s、9min、12minl5s、16min、20minl5s、25min、24h。当施加每级压力后，每小时变形达0.01mm时，测定试样高度变化作为稳定标准。
0.212
24h
0.262
0.028
0.234
利用时间平方根法，以量表读数（mm）为纵坐标，时间平方根 （min）为横坐标，绘制d~ 曲线如图2所示。
图2固结试验d~ 曲线图
由上图，延长曲线开始段的直线，交纵坐标于ds，直线过ds做另一条直线，另其横坐标为第一条直线的1.15倍，而后一条直线与曲线的交点所对应时间的平方即为试样固结度达到90%所需要的时间 ，由下图可得 =1.69s；试样初始高度H0=2cm，试样最终高度H1=1.766cm，可得 =（H0+ H1）/4=0.9415m，由公式 ，可得 =7.4 。
（7）施加每级压力后24h测定试样高度变化作为稳定标准。
（8）试验结束后吸去容器中的水，迅速拆除仪器各部件，取出整块试样，测定含水率。
3.4
表3固结试验试验结果
时间
读数（mm）
仪器变形（mm）
校正后变形量（mm）
6"
0.210
0.028
0.182
15"
0.218
0.028
0.190
1'
0.231
0.028
H1，H2_——起始和终止水头。
1.
表1变水头渗透试验记录
工程编号_____________试样面积___30 cm2_____试验者_崔涛，陈静，崔士平，郭冠群
试样编号____________试样高度______4cm____仪器编号_____ST4_______
测压管面积___0.24cm2__孔隙比___1.60_________