土工试验教程.
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土的塑性指标——SL237-007-1999《界限含水率试验》 土的有机质含量——SL237-066-1999《有机质试验》
2.2 土的渗透性
土的渗透性：
土具有使水通过其孔隙流动的性能称为土的渗透性。渗 透性是土的重要力学性质之一，它对工程设计、施工都 具有重要意义
渗透的危害：
渗漏，造成水量损失 改变建筑物地基或土坝、边坡等的稳定条件。
意义：
提高水利工程质量
不符合质量要求的缺陷改正在产品形成过程中，提交合格的工程 提高工程的效益 准确的检测数据，为工程质量的优劣提供可靠的依据 使管理者增强紧迫感和危机感，采取切实有效的措施，把产品质
量、工程质量和服务质量提高到一个新的水平
1.2 室内土工试验分类
大致可以分为以下五类：
土的物理性质试验：包括土的含水率试验、密度试
局部的真正水头损失。 土中水的实际流程是十分弯曲
的，比试样长度大得多，而且也无法知道。
2.3 达西定律
达西定律表达式当水流是层流的时候，水力梯度与土中
水的流速之间呈线性关系。
v ki
这个关系称为达西定律，比例系数 k 为土的渗透系数，其
物理意义是当水力梯度等于1时的渗透速度
2.4 土的压缩性
2.2 土的渗透性
了解土的渗透性的重要意义 建筑物稳定和安全的要求：渗流将细土粒或局部土体 冲走，使土体发生渗透变形，土体的稳定条件变坏， 甚至危及整个建筑物的安全；或因渗透力过大会引起
土坡发生滑动或坍塌。
研究建筑物或地基沉降的需要：饱和土地基在建筑物
荷载作用下产生压缩（固结）变形需经过一定时间才
能稳定，而经历时间的长短与土的渗透性直接有关 开挖基坑时估算涌水量
2.3 达西定律
基本假设：
达西采用了以整个土样断面积计算的假想渗流速度，
或单位时间内土样通过单位总面积的流量，而不是土
样孔隙流体的真正速度。实际上土试样断面内，仅土 颗粒骨架间的孔隙是渗水的，而沿试样长度的各个断 面，其孔隙大小和分布是不均匀的。 达西考虑了以试样长度计算的平均水力梯度，而不是
2
•2.1 土的工程分类 •2.2 土的渗透性 •2.3 达西定律 •2.4 土的压缩性
2.1 土的工程分类
分类总体思路与规定：
土的分类体系就是根据土的工程性质差异将土划分成一定的类 别。以土的特性指标为依据，分类简明，反映不同类工程用土的 主要不同性质。
特性指标：
土颗粒组成及其特性——SL237-006-1999《颗粒分析试验》
p Vv＝e0
p
s
Vv＝e
H0 H0/(1+e0)
Vs＝1
H1 H1/(1+e)
Vs＝1
土样在压缩前后变 形量为s，整个过 程中土粒体积和底 面积不变
e e0 s (1 e0 ) H0
土粒高度在受压前 后不变
其中
整理 H0 H1 1 e0 1 e G (1 w0 ) w e0 ＝ s 1
2.4 土的压缩性
压缩试验：研究土的压缩性大小及其特征的室内试验方法，
亦称固结试验
三联固结仪
2.4 土的压缩性
• 压缩仪示意图
荷载 加压活塞 透水石 环刀
刚性护环
注意：土样在竖直压
力作用下，由于环刀 和刚性护环的限制，
土样
只产生竖向压缩，不
产生侧向变形
透水石
底座
2.4 土的压缩性
• e -p 曲线 研究土在不同压力作用下，孔隙比变化规律
验、土粒比重试验，颗粒分析试验、界限含水率试验（液
限、塑限和缩限试验）
土的力学性质试验：包括土的固结试验、抗剪强度
试验、击实试验、静止侧压力系数K0试验、流变试验
1.2 室内土工试验分类
土的水理性质试验：包括土的渗透试验、湿化试验
土的动力性质试验：包括土的振动三轴试验、共振
柱试验、动单剪试验
土的压缩性：是指土在压力作用下体积缩小的特性
压缩量的组成 固体颗粒的压缩 土中水的压缩 空气的排出 水的排出
占总压缩量的1/400不到， 忽略不计
压缩量主要组成部分
说明：土的压缩被认为只是由于孔隙体积减小的结果
土的固结：是对饱和土而言，饱和土孔隙中充满水，在荷载作
用下，土体中孔隙水排出、孔隙比减小而使土逐渐被压密的过程 称为土的固结。
a1-2＜0.1MPa-1 低压缩性土
0.1MPa-1≤a1-2＜0.5MPa-1 中压缩性土
a1-2≥0.5MPa-1 高压缩性土
2.4 土的压缩性
2.压缩模量Es
土在侧限条件下竖向压应力与竖向总应变的比值，或称为侧限模量
Es
1 e1 a
说明：土的压缩模量Es与土的的压缩系数a成反比， Es愈 大， a愈小，土的压缩性愈低
3.变形模量E0
水利工程质检员考试
土工
目录
1 2 3 4
概述 土的工程性质的相关知识 土样取样和制备 土的物理、化学性质指标 土的力学性质指标
5
第1章 概述
1
•1.1 水利工程质量检测的目的和意义 •1.2 室内土工试验的分类
•1.3 试验人员应掌握的知识
1.1 水利工程质量检测的目的和意义
目的：
发现问题、减少偏差、防止缺陷、将以上三项内容从速解决。
土的特殊性质试验：包括非饱和土试验、黄土湿限
试验、膨胀率试验、膨胀力试验、收缩试验、有机质试验
1.3 试验人员应掌握的基本知识
试验要达到什么目的，依据什么原理
使用的仪器设备，方法步骤
试验应获得那些数据，得出什么结论
试验中的注意事项和误差分析
分析试验设计与实际问题的联系
第2章 工程性质相关知识
根据不同压力p作用下，达到稳定的孔隙比e，绘制e-p曲线 ，为压缩曲线
0
2.4 土的压缩性
e
e0
曲线A
曲线B 曲线A压缩性＞曲线B压缩性
ห้องสมุดไป่ตู้
e
p
p
e-p曲线 压缩性指标 压缩性不同的土，曲线形状不同，曲线愈陡，说明在相同压力 增量作用下，土的孔隙比减少得愈显著，土的压缩性愈高
根据压缩曲线可以得到三个压缩性指标 1.压缩系数a 2.压缩模量Es 3.变形模量E0
2.4 土的压缩性
• 1.压缩系数a
土体在侧限条件下孔隙比减少量与竖向压应力增量的比值
e e0
e1
e2
M1
斜率a
M2
e e1 e2 ＝ p p2 p1
△e △p
p1
p2 e-p 曲线
p
《规范》用p1＝100kPa、 p2＝200kPa对应的压缩系数a1-2评价土的压缩性
2.2 土的渗透性
土的渗透性：
土具有使水通过其孔隙流动的性能称为土的渗透性。渗 透性是土的重要力学性质之一，它对工程设计、施工都 具有重要意义
渗透的危害：
渗漏，造成水量损失 改变建筑物地基或土坝、边坡等的稳定条件。
意义：
提高水利工程质量
不符合质量要求的缺陷改正在产品形成过程中，提交合格的工程 提高工程的效益 准确的检测数据，为工程质量的优劣提供可靠的依据 使管理者增强紧迫感和危机感，采取切实有效的措施，把产品质
量、工程质量和服务质量提高到一个新的水平
1.2 室内土工试验分类
大致可以分为以下五类：
土的物理性质试验：包括土的含水率试验、密度试
局部的真正水头损失。 土中水的实际流程是十分弯曲
的，比试样长度大得多，而且也无法知道。
2.3 达西定律
达西定律表达式当水流是层流的时候，水力梯度与土中
水的流速之间呈线性关系。
v ki
这个关系称为达西定律，比例系数 k 为土的渗透系数，其
物理意义是当水力梯度等于1时的渗透速度
2.4 土的压缩性
2.2 土的渗透性
了解土的渗透性的重要意义 建筑物稳定和安全的要求：渗流将细土粒或局部土体 冲走，使土体发生渗透变形，土体的稳定条件变坏， 甚至危及整个建筑物的安全；或因渗透力过大会引起
土坡发生滑动或坍塌。
研究建筑物或地基沉降的需要：饱和土地基在建筑物
荷载作用下产生压缩（固结）变形需经过一定时间才
能稳定，而经历时间的长短与土的渗透性直接有关 开挖基坑时估算涌水量
2.3 达西定律
基本假设：
达西采用了以整个土样断面积计算的假想渗流速度，
或单位时间内土样通过单位总面积的流量，而不是土
样孔隙流体的真正速度。实际上土试样断面内，仅土 颗粒骨架间的孔隙是渗水的，而沿试样长度的各个断 面，其孔隙大小和分布是不均匀的。 达西考虑了以试样长度计算的平均水力梯度，而不是
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•2.1 土的工程分类 •2.2 土的渗透性 •2.3 达西定律 •2.4 土的压缩性
2.1 土的工程分类
分类总体思路与规定：
土的分类体系就是根据土的工程性质差异将土划分成一定的类 别。以土的特性指标为依据，分类简明，反映不同类工程用土的 主要不同性质。
特性指标：
土颗粒组成及其特性——SL237-006-1999《颗粒分析试验》
p Vv＝e0
p
s
Vv＝e
H0 H0/(1+e0)
Vs＝1
H1 H1/(1+e)
Vs＝1
土样在压缩前后变 形量为s，整个过 程中土粒体积和底 面积不变
e e0 s (1 e0 ) H0
土粒高度在受压前 后不变
其中
整理 H0 H1 1 e0 1 e G (1 w0 ) w e0 ＝ s 1
2.4 土的压缩性
压缩试验：研究土的压缩性大小及其特征的室内试验方法，
亦称固结试验
三联固结仪
2.4 土的压缩性
• 压缩仪示意图
荷载 加压活塞 透水石 环刀
刚性护环
注意：土样在竖直压
力作用下，由于环刀 和刚性护环的限制，
土样
只产生竖向压缩，不
产生侧向变形
透水石
底座
2.4 土的压缩性
• e -p 曲线 研究土在不同压力作用下，孔隙比变化规律
验、土粒比重试验，颗粒分析试验、界限含水率试验（液
限、塑限和缩限试验）
土的力学性质试验：包括土的固结试验、抗剪强度
试验、击实试验、静止侧压力系数K0试验、流变试验
1.2 室内土工试验分类
土的水理性质试验：包括土的渗透试验、湿化试验
土的动力性质试验：包括土的振动三轴试验、共振
柱试验、动单剪试验
土的压缩性：是指土在压力作用下体积缩小的特性
压缩量的组成 固体颗粒的压缩 土中水的压缩 空气的排出 水的排出
占总压缩量的1/400不到， 忽略不计
压缩量主要组成部分
说明：土的压缩被认为只是由于孔隙体积减小的结果
土的固结：是对饱和土而言，饱和土孔隙中充满水，在荷载作
用下，土体中孔隙水排出、孔隙比减小而使土逐渐被压密的过程 称为土的固结。
a1-2＜0.1MPa-1 低压缩性土
0.1MPa-1≤a1-2＜0.5MPa-1 中压缩性土
a1-2≥0.5MPa-1 高压缩性土
2.4 土的压缩性
2.压缩模量Es
土在侧限条件下竖向压应力与竖向总应变的比值，或称为侧限模量
Es
1 e1 a
说明：土的压缩模量Es与土的的压缩系数a成反比， Es愈 大， a愈小，土的压缩性愈低
3.变形模量E0
水利工程质检员考试
土工
目录
1 2 3 4
概述 土的工程性质的相关知识 土样取样和制备 土的物理、化学性质指标 土的力学性质指标
5
第1章 概述
1
•1.1 水利工程质量检测的目的和意义 •1.2 室内土工试验的分类
•1.3 试验人员应掌握的知识
1.1 水利工程质量检测的目的和意义
目的：
发现问题、减少偏差、防止缺陷、将以上三项内容从速解决。
土的特殊性质试验：包括非饱和土试验、黄土湿限
试验、膨胀率试验、膨胀力试验、收缩试验、有机质试验
1.3 试验人员应掌握的基本知识
试验要达到什么目的，依据什么原理
使用的仪器设备，方法步骤
试验应获得那些数据，得出什么结论
试验中的注意事项和误差分析
分析试验设计与实际问题的联系
第2章 工程性质相关知识
根据不同压力p作用下，达到稳定的孔隙比e，绘制e-p曲线 ，为压缩曲线
0
2.4 土的压缩性
e
e0
曲线A
曲线B 曲线A压缩性＞曲线B压缩性
ห้องสมุดไป่ตู้
e
p
p
e-p曲线 压缩性指标 压缩性不同的土，曲线形状不同，曲线愈陡，说明在相同压力 增量作用下，土的孔隙比减少得愈显著，土的压缩性愈高
根据压缩曲线可以得到三个压缩性指标 1.压缩系数a 2.压缩模量Es 3.变形模量E0
2.4 土的压缩性
• 1.压缩系数a
土体在侧限条件下孔隙比减少量与竖向压应力增量的比值
e e0
e1
e2
M1
斜率a
M2
e e1 e2 ＝ p p2 p1
△e △p
p1
p2 e-p 曲线
p
《规范》用p1＝100kPa、 p2＝200kPa对应的压缩系数a1-2评价土的压缩性