试验三 固 结 系 数 的 测 定
1.通过试验测定试样的固结系数,用以计算地基土体受荷载后的固结度及固结时间。
2.测定固结系数所用仪器设备与固结试验相同
3.试样的切取与安装与固结试验相同,加预压荷载后测微表调零。
4.进行试验
(1)施加第一级荷载,一般为25kPa 或50kPa ,加荷的同时,开动秒表,记录测微计读数,测记时间为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 ,24h ,至稳定为止。
(2)重复上述步骤继续加荷P 2=100kPa ,P 3=200kPa ,P 4=400kPa
(3)读数完成后拆除测微计,卸下砝码从固结容器内取出环刀与土样,用滤纸吸去附在土样表面及环刀外水份,称环刀加土质量以求试验后的密度。
(4)将环刀中的土样推出,从其中内部取两试样,测定试验后的含水率。
5.计算及绘图
(1)时间平方根法:
对P 1=100kPa ,以变形为纵坐标,时间平方根为横坐标,绘制变形与时间平方根关系曲线(如图3-1)。
延长曲线开始段的直线,交纵坐标于ds 。
ds 为理论零点,过ds 作另一直线,令其横坐标为前一直线横坐标的1.15倍,那么后一直线与t d
-曲线交点所对应的时间的平方即为试样固结度达90%。
所需的时间
t 90。
该级压力下的固结系数按下式计算:
式中:Cv —固结系数,cm 2/s h —最大排水距离,等于某级压力下试样的初始和终了高度的平均值,cm ;
图3-1 时间平方根法求t 90
(2)时间对数法:
对某一级压力,以变形为纵坐标,时间的对数为横坐标,绘制变形与时间对数关系曲线,(如图3-2)。
在曲线的开始段,选任一时间t 1,查得相应的变形值d 1,再取时间t 2=t 1/4,查得相对应的变形值d 2,则2d 2-d 1即d 01;另取一时间依同法求得d 02、d 03、d 04等,取其平均值为理论零点d s ,延长曲线中部的直线段和通过9028480t h .C v =
曲线尾部数点切线的交点即为理论终点d 100,则d 50=(ds+d 100)/2,对应于d 50的时间即为试样固结度达50%所需的时间t 50。
某一级压力下的固结系数接下式计算:
图3-2 固结曲线(时间对数法)
5021970t h .C v。