土力学实验报告材料(最终版)

《土力学与基础工程》

土

工

实

验

报

告

书

学院：环资学院

班级：地质1301班姓名：郑

学号：20131140 时间：2015.11.24

目录

实验一侧限压缩实验 (5)

1实验目的 (5)

2实验原理 (5)

3仪器设备 (5)

4操作步骤 (5)

5实验数据整理 (6)

实验二直接剪切实验 (11)

1土的抗剪强度及实验方法 (11)

1.1 土的抗剪强度 (11)

1.2实验目的 (11)

1.3实验原理 (11)

2 直接剪切实验步骤 (11)

2.1 仪器设备 (11)

2.2 操作步骤 (12)

2.3 实验数据整理 (12)

三、三轴压缩实验 (16)

1实验目的 (16)

2实验原理 (16)

3实验设备 (16)

4实验步骤 (16)

5计算与绘图 (16)

6实验记录 (18)

四、实验总结 (18)

实验一侧限压缩实验

1实验目的

通过测定变形和压力的关系或者孔隙比与压力的关系、变形和时间的关系，进而计算单位沉降量i s、压缩系数v 、压缩指数c C、压缩模量s E。

2实验原理

实验基于构成土骨架的矿物颗粒在土体变形过程中保持刚性且竖向变形是连续的假设前提。3仪器设备

（1）固结仪：试样面积302

cm,高为2cm；

（2）加压设备：称量500kg~1000kg。感量为0.2kg~0.5kg的磅秤。

（3）百分表：量程10mm，分度值为0.01mm；

（4）其它：钢丝锯、天平、环刀、刮土刀等。

4操作步骤

（1）制备式样：取面积为302

cm的环刀抹上适量的凡士林并称量，记录读数为42.9g，取原状土按一定的含水量制备试样，用环刀切取土样并用天平称量，记录数据为162.0g；

（2）土样装入固结仪器中：先装入下透水石，再将带有环刀的试样小心装入护环，在装入固结仪容器内，然后放上透水石和加压盖板，至于加压框下，对准加压框架的正中，安装量表。（透水石的湿度应尽量与试样保持一致）；

（3）为保证试样与仪器上下各部件之间接触良好，应施加1KPa预压荷载，然后调整量表归零；

（4）对试样施加压力，加压等级分别为50.0、100、200、300、400、1600KPa；

（5）需要确定原状土的先期固结压力时，加压率应小于1，可采用0.5或0.25倍。最后一级压力应大于1000KPa；

（6）第一级压力的大小取决于土的软硬程度，此次实验采取50KPa ；

（7）加荷后按下列时间顺序计量表读数：6”、15”、1’、2’15”、4’、6’15”、9’、12’15”、16’、20’15”、25’、30’15”、36’、42’15”、49’、64’、100’、200’、400’、23h 和24h ，至稳定为止。（中间加压等级只读数0’’、60’’即可）；

（8）固结稳定标准规定为每级压力下压缩24h ； （9）整理设备，清理实验仪器。

5实验数据整理

按下式计算各级荷载下对应的孔隙比：

ω

ωρωρρωρ000)

1(1)1(H H e s s +∆--+=

按下式计算压缩系数v α：

1

22

1p p e e v --=

α

按下式计算压缩模量s E ：

v

s e E α1

1+=

按下式计算压缩指数c C ：

1

22

1lg lg p p e e C c --=

侧限压缩实验记录表

工程名称试验者土样编号计算者实验日期校核者

试样原始高度:22mm ds=2.73

实验前孔隙比:0.660

实验二直接剪切实验

1土的抗剪强度及实验方法

1.1 土的抗剪强度

土的抗剪强度是指土体对于外荷载所产生的剪应力的极限抵抗能力。

直接剪切实验是测定土的抗剪强度的一种常用的方法。通常采用四个试样，分别在不同的垂直压力P下，施加水平剪切力进行剪切，求得破坏时的剪应力τ，然后根据库仑定律确定土的抗剪强度参数：内摩擦角φ和凝聚力C。

直接剪切实验分为快剪、固结快剪和慢剪三种。快剪是在试样上施加垂直压力后，立即施加水平剪切力进行剪切；固结快剪是在试样上施加垂直压力后，待排水固结稳定后，施加水平剪切力进行剪切；慢剪是在试样上施加垂直压力及水平剪切力的过程中均需排水固结。

此次实验用实验一中测压实验后土样采取快剪实验。

1.2实验目的

了解快剪实验的的工作原理并测定土体的内摩擦角φ和凝聚力C。

1.3实验原理

库仑定律。四个试样要在四种不同的垂直压力P下进行剪切实验：一个要相当于现场压力、一个要大于现场压力、另外两个要小于现场压力。

2 直接剪切实验步骤

2.1 仪器设备

（1）应变控制直接剪切仪：试样面积302

cm，高为2cm；

（2）加压设备：称量500kg~1000kg。感量为0.2kg~0.5kg的磅秤或杠杆式加压设备；

（3）百分表：量程10mm，分度值为0.01mm；

（4）其它：环刀、秒表等。

2.2 操作步骤

快剪实验

（1）制备式样：取实验一后所得土样；

（2）对准上下盒，插入固定销。在下盒内先后放置透水石和不透水塑料薄膜。将装有试样的环刀平口向下，对准剪切盒口，在试样上先后放置不透水塑料薄膜和透水石，然后将试样徐徐推入剪切盒内，移去环刀（透水石的湿度应尽量与试样保持一致）；

（3）转动手轮，使上盒前端钢珠刚好与量力环接触，调整量力环中量表归零。顺次加上加压盖板、钢珠、压力框架、垂直量表并记录起始读数；

（4）对试样施加垂直压力后，立即拔去固定销，开动秒表，以每分钟4~12转的均匀速率旋转手轮，使试样在3~5min内剪坏。如果量力环中量表指针不再前进或有显著后退，表示试样已剪坏。但一般宜剪至剪切变形达到4mm。如果量力环中量表指针继续前进，则剪切变形应达到6mm为止；

（5）剪切结束后，吸去剪切盒中的积水，倒转手轮，尽快移去垂直压力，框架，钢珠和加压板等。取出试样，测定剪切面附近土的含水量。

（5）整理设备，清理实验仪器。

2.3 实验数据整理

2.3.1计算、制图

按下式计算所测试样的剪应力及剪切位移：

τ

=

CR

=

∆20

l-

n

R

式中：

C量力环定率系数，mm

KPa01

.0/；R量力环量表读数，0.01mm

l∆剪切位移，0.01mm；n手轮转数。