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土力学固结实验(实验三)讲解


五、实验结果的整理
1. 计算实验前孔隙比e0
e0

Gs w (1 0.01w0 ) 0
1
式中: Gs —— 土粒的比重;

ρ ω —— 水的密度,一般取(ρ ω =1克/厘米3);

w 0 —— 实验开始时试样的含水率(%);

ρ 0 —— 实验开始时试样的密度(克/厘米3)。
2. 计算各级压力下固结稳定时的孔隙比ei:
注意放置砝码时,开口错位,轻拿轻放,以 免伤人。
百分表很容易损害,请同学们一定要按实验 操作方法爱惜使用。
天平为精密仪器,只能用来称环刀加土重, 一律不得称其他的东西。
放置环刀时,切记环刀口朝下。 实验做完后请将环刀和试样从固结仪中拿出。
固结实验录像
荷载
透水石 环刀
土样
注意:土样在竖直 压力作用下,由于 环刀和刚性护环的 限制,只产生竖向 压缩,不产生侧向 变形
透水石
底座
四、常规固结试验的主要步骤
1.根据工程需要,切取原状土样(注意切土的 方向与自然地层中的上下方向一致)或由实验室 提供制备好的扰动土样一块。
2.用切取试样时修下的土测定含水率( w0), 平行测定,取算术平均值。
3.称环刀的质量、环刀及试样的总质量,扣除 环刀质量后即得湿试样质量,计算出土的密度 (ρ 0)。
4.将土样安装入固结容器内。在固结容器内放 置护环、透水板和湿润滤纸,将带有环刀的试样, 小心装入护环(注意环刀刀口向下),然后在试样 上放湿润滤纸、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(首先将百分 表固定,提起表杆,旋转至加力框架上方,并调节 其距离不小于8毫米的量程,检查百分表是否灵活和 垂直)。
三、实验仪器
1、固结仪:包括压缩容器和加压设备两部分。 2、环刀:内径Ф 61.8mm,高20mm,面积
30cm2。 3、透水石:透水系数大于试样的渗透系数。 4、变形量测设备:百分表,量程10mm,
精度0.01mm。 5、其他:天平、秒表、钢丝锯、烘箱、削
土刀、凡士林、铝盒等。
固结仪示意图
加压上盖 刚性护环
固结试验
土的压缩性是指土体在外力作用下体积缩小的 特点,土的压缩性主要有两个特点:(1)土的压缩 主要是由于空隙体积减少而引起的;(2)由于空隙 水的排出而引起的压缩对于饱和粘性土来说是需 要时间的,土的压缩随时间增长的过程称为土的固 结.
研究土沉降计算就必须了解土的压缩性. 反映土的压缩性主要是两个指标:压缩系数a和 压缩模量Es. 室内测定土的压缩性最基本的方法是固结试验。
H0 H0/(1+e0)
土粒高度在受
H0 H1
压前后不变
1 e0 1 e
整理
s e e0 H 0 (1 e0 )
其中
e0=Gs
(1
w0
0
)

w
1
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,根据压缩曲线可以得到两个压缩性 指标:压缩系数a;压缩模量Es
一、实验目的
测定试样在侧限与轴向排水条件下的变形 和压力、根据试验结果绘制出孔隙比与压力 的关系曲线(压缩曲线),由曲线确定土在 指定荷载变化范围内的压缩系数和压缩模量。
二、实验基本原理
Vv=e0
Vs=1 (土粒)
H1
s
H1/(1+e)
p
Vv=e Vs=1 (土粒)
在侧限条件下土样 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
5. 为保证试样与仪器上下各部件之间接 触良好,施加1KPa的预压压力,然后调整百 分表,转动百分表表盖,使长针调零(短针 是用来记录长针转动的圈数,不需调零)。
6.确定需要施加的各级压力。荷载等级一般为 12.5、25、50、100、200、400、800KPa等。本实 验荷载等级取为50、100、200、400KPa。加砝码 时应避免冲击和摇晃,在加上砝码同时立即开动 秒表。加砝码时要注意安全,防止砝码因放置不 稳定而砸伤人。

ei

e0
——实验前试样孔隙比;

△hi——某级压力下试样高度变化(mm)。

h0 ——试样原始高度(即环刀高20mm)。
4. 以P为横坐标,e为纵坐标,绘制e~p曲线。
e0
孔隙比e
50
0
100
200
300
400
垂直压力P(kPa)
5.计算压缩系数a
e
1.0
a
e P
0.9
0.8 e P
0.7
0.6 0 100 200 300 400
e - P曲线
a1-2(即P为100KPa、 200KPa时计算的压
缩系数)常用作比
较土的压缩性大小
土的类别 a1-2 (MPa-1)
高压缩性土
0.5
中压缩性土 0.1-0.5
低压缩性土
<0.1
注意事项
7.记下第一级荷载下固结稳定后的读数(考虑时 间问题我们每荷载10分钟)。每级荷载经1分、5分、 10分钟分别记下百分表读数,读数精确到0.01mm。 然后再施加下一级荷载,以此类推直到第四级荷载 施加完毕,记录百分表读数R1、R2、R3、R4。
8.实验结束后,必须先移开百分表。然后卸 掉砝码,升起加压框架,移出固结仪容器,取出 带环刀的试样,测定其质量和含水率,最后将仪 器擦干净。
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