快速固结试验实施细则

土工作业指导书快速固结试验实施细则

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快速固结试验实施细则

1. 目的

为了规范标准固结试验中的各个环节，特制定本细则。

2. 适用范围

本试验方法适用于：对渗透性较大的细粒土，若计算沉降要求精度不高，且不需要求固结系数时，可采用本快速固结试验法。

快速法规定试样在各级压力下的固结时间为1h，仅在最后一级压力下，除测记1h 的量表读数外，还应测读达压缩稳定时的量表读数。稳定标准为量表读数每小时变化不大于0.005mm。

3. 引用文件

SL237-1999 土工试验规程。

4. 检测设备

本试验所用的主要仪器设备，应符合下列规定：

1、固结容器：由环刀、护环、透水板、加压上盖和量表架等组成。

（1）环刀：内径为61.8mm和79.8mm，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，宜涂一薄层硅脂或聚四氟乙烯。

（2）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。

2、加压设备：可采用量程为5～10kN的杠杆式、磅秤式或其他加压设备。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/T15406-94的规定。

3、变形量测设备：百分表量程10mm，最小分度值为0.01mm的百分表或准确度为

全量程0.2%的位移传感器。

4、其他：刮土刀、钢丝锯、天平、秒表等。

5、固结仪及加压设备应定期校准，并应作仪器变形校正曲线，具体操作见有产品标准。

1）环刀：应按SL110-95规定的方法进行校验。

2）透水板：应按SL111-95规定的方法进行校验。

3）加荷设备：参照SL114-95的方法进行校验。

4）百分表：应按JJG34-84《百分表检定规程》进行检定。

5）固结仪：固结仪变形校正应按SL114-95的附《固结仪变形校正》方法进行。5．操作步骤进行：

5．1原状土试样制备：

5．1．1将原土样筒按标明的上下方向放置，剥去蜡封和胶带，开启土样筒取出土样。检查土样结构，当确定土样已受扰动或取土质量不符合规定时，不应制备力学性质试验的试样。5．1．2根据试验要求用环刀切取试样时，应在环刀内壁涂一薄层凡士林，刃口向下放在土样上，将环刀垂直下压，并用切土刀沿环刀外侧切削土样，边压边削至土样高出环刀，根据试样的软硬采用钢丝锯或切土刀整平环刀两端土样，擦净环刀外壁，称环刀和土的总质量。5．1．3切削试样时，应对土样的层次、气味、颜色、夹杂物、裂缝和均匀性进行描述，对低塑性和高灵敏度的软土，制样时不得扰动。

5．1．4 测定试样的含水率和密度，取切下的余土测定土粒比重：对均质和含有机质的土样，宜采用天然含水率状态下代表性土样，供颗粒分析、界限含水率试验。对非均质土应根据试验项目取足够数量的土样，置于通风处凉干至可碾散为止。对砂土和进行比重试验的土样宜在105～110℃温度下烘干，对有机质含量超过5%的土、含石膏和硫酸盐的土，应在65～70℃温度下烘干。

5．2试样需饱和时制备：

5．2．1抽气饱和法试样制备，应选用叠式或框式饱和器和真空饱和装置。在叠式饱和器下夹板的正中，依次放置透水板、滤纸、带试样的环刀、滤纸、透水板，如此顺序重复，由下

向上重叠到拉杆高度，将饱和器上夹板盖好后，拧紧拉杆上端的螺母，将各个环刀在上、下夹板间夹紧。

5．2．2将装有试样的饱和器放入真空缸内，真空缸和盖之间涂一薄层凡士林，盖紧。将真空缸与抽气机接通，启动抽气机，当真空压力表读数接近当地一个大气压力值时（抽气时间不少于1h），微开管夹，使清水徐徐注入真空缸，在注水过程中，真空压力表计数宜保持不变。

5．2．3待水淹没饱和器后停止抽气。开管夹使空气进入真空缸，静止一段时间，细粒土宜为10h，使试样充分饱和。

5．2．4打开真空缸，从饱和器内取出带环刀的试样，称环刀和试样总质量，并计算饱和度。当饱和度低于95%时，应继续抽气饱和。

饱和度计算公式

()

e

G

S

d

s

d

ar

r.

ρ

ρ-

ρ

=或

e

G

S s

ar

r

ω

=

试中

r

S------试样的饱和度(%)；

ar

ω------试样饱后的含水率（%）；

ar

ρ------试样饱和后的密度（g/cm3）；

s

G------土粒比重；

e------试样的孔隙比。

5.3在固结容器内放置护环、透水板和薄滤纸，将带有环刀的试样，小心装入护环，然后在试样上放薄滤纸、透水板和加压盖板，置于加压框架下，对准加压框架的正中，安装量表。

注：如试样为饱和土，上、下透水板应事先浸水饱和；对非饱和状态的试样，透水板的湿度应尽量与试样湿度接近。

5.4为保证试样与仪器上下各部件之间接触良好，应施加1kPa的预压压力，然后调整量表，使指针读数为零。

5.5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、3200kPa 。最后一级的压力应大于上覆土层的计算压力100～200kPa 。

5.6第1级压力的大小视土的软硬程度分别采用12.5、25.0或50.0kPa （第1级实加压力减去预压压力）。

5.7如系饱和试样，则在施加第1级压力后，立即向水槽中注水至满。如系非饱和试样，须用湿棉围住加压盖板四周，避免水分蒸发。

5.8试验结束后，迅速拆除仪器各部件，取出带环刀的试样。如系饱和试样，则用干滤纸吸去试样两端表面上的水，取出试样，测定试验后的含水率。

5.9对快迅法所得试验结果，如需要校正时则按下式计算各级压力下试样校正后的总变形量： t i n T n t i i h K t

h h h h )()()()(Δ∑== 式中 i h Δ∑------某一压力下校正后的变形量，mm ；

t i h )(------某一压力固结1h 的总变形量减去该压力下的仪器变形量，mm ；

t h n )(------最后一级压力下固结1h 的总变形量减去该压力下的仪器变形量，

mm ；

T n h )(------最后一级压力下达到稳定标准的总变形量减去该压力下的仪器变形

量，mm

K------校正系数。

6．计算结果：

6．1计算试样的初始孔隙比e 0

1-ρ)ω01.01(ρ0

0ω0+=s G e 6.2计算各级压力下固结稳定后的孔隙比e i

00Δ)1(-h h e e e i i += 6.3计算某一压力范围内的压缩系数a v