土工試驗(yàn)報(bào)告

1、土 工 試 驗(yàn) 報(bào) 告班 級(jí)： 學(xué) 號(hào)： 姓 名： 組 號(hào)： 1目錄目 錄一、固結(jié)實(shí)驗(yàn)二、直接剪切實(shí)驗(yàn)三、三軸壓縮實(shí)驗(yàn)四、個(gè)人感想固結(jié)試驗(yàn)一、固結(jié)試驗(yàn)（一）試驗(yàn)?zāi)康耐恋墓探Y(jié)試驗(yàn)可測(cè)定試樣在側(cè)限與軸向排水條件下的變形與壓力的關(guān)系、孔隙比與壓力的關(guān)系及變形與時(shí)間的關(guān)系，并可以測(cè)定土的壓縮系數(shù)以及先期固結(jié)壓力，為計(jì)算分析土的變形特性提供依據(jù)。（二）儀器設(shè)備固結(jié)容器：由環(huán)刀、護(hù)環(huán)、透水板、水槽、加壓上蓋組成；加壓設(shè)備：加壓臺(tái)、質(zhì)量片若干；變形測(cè)量設(shè)備：最大量程10mm，最小分度值0.01mm百分表（三）試驗(yàn)步驟1、按工程需要選擇切土環(huán)刀（30cm2），用環(huán)刀取試樣。2、測(cè)定土樣密度，并在余土中取代表性

2、土樣測(cè)定其含水率，然后用圓玻璃片將環(huán)刀兩端蓋上，防止水分蒸發(fā)。3、在固結(jié)儀的固結(jié)容器內(nèi)裝上帶有試樣的切土環(huán)刀（刀口向下），在土樣兩端應(yīng)貼上潔凈而潤(rùn)濕的濾紙，放上透水石，然后放加壓導(dǎo)環(huán)和加壓板及定向鋼球。4、檢查各部分連接處是否轉(zhuǎn)動(dòng)靈活；然后平衡加壓部分（此項(xiàng)工作由實(shí)驗(yàn)室代做）。即轉(zhuǎn)動(dòng)平衡錘，目測(cè)上杠桿水平時(shí)，將裝有土樣的壓縮部件放到框架內(nèi)上橫梁下，直至壓縮部件之球柱與上橫梁壓帽之圓弧中心微接觸。5、橫梁與球柱接觸后，插入活塞桿，裝上測(cè)微表，使測(cè)微表表腳接觸活塞桿頂面，并調(diào)節(jié)表腳，使其上的短針正好對(duì)準(zhǔn)6字，再將測(cè)微表上的長(zhǎng)針調(diào)整到零，讀測(cè)微表初讀數(shù)。6、加載等級(jí)為八級(jí)；即25、50、100、20

3、0、300、400、800、1200Kpa（1Kpa=0.001N/mm2）八級(jí)荷重系累計(jì)數(shù)值），加砝碼時(shí)要注意安全，防止砝碼放置不穩(wěn)定而受傷。7、每級(jí)荷載經(jīng)10分鐘記下測(cè)微表讀數(shù)，讀數(shù)精確到0.01mm。然后再施加下一級(jí)荷載，以此類推直到第八級(jí)荷載施加完畢，記錄測(cè)微表讀數(shù)R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8。8、試驗(yàn)結(jié)束后，必須先卸下測(cè)微表，然后卸掉砝碼，升起加壓框架，移出壓縮儀器，取出試樣后將儀器擦洗干凈。（四）實(shí)驗(yàn)記錄以及數(shù)據(jù)分析表1 密實(shí)黏土固結(jié)實(shí)驗(yàn)記錄表質(zhì)量（土樣+環(huán)刀）（g）環(huán)刀質(zhì)量（g)土樣質(zhì)量m(g)土粒比重Gs含水率試樣直徑d（mm）試樣高度h0（mm）密度0(g/

4、cm³)水的密度w(g/cm³)初始孔隙比e0167.2543.06124.192.7435.00%61.820.02.0710.786荷載(逐級(jí)加載）壓力（kpa）位移表（mm）logphi(mm)hi（mm）孔隙比e壓縮系數(shù)v（Mp¹)壓縮模量Es(Mp)0.31912.54.5001.0970.78600.319254.4001.3980.10.10.77700.7172.4920.637504.3301.6990.070.170.77080.2507.1431.2751004.2322.0000.0980.2680.76200.17510.2042.552

5、004.1182.3010.1140.3820.75190.10217.5442.553004.0382.4770.080.4620.74470.07125.0002.554003.9722.6020.0660.5280.73880.05930.30310.28003.7622.9030.210.7380.72010.04738.09510.212003.6353.0790.1270.8650.70870.02862.9922圖1 密實(shí)黏土e-p曲線圖圖2 密實(shí)黏土e- logp 曲線圖3表2 軟黏土固結(jié)實(shí)驗(yàn)記錄表質(zhì)量（土樣+環(huán)刀）（g）環(huán)刀質(zhì)量（g)土樣質(zhì)量m(g)土粒比重Gs含水率試樣直徑

6、d（mm）試樣高度h0（mm）密度0(g/cm³)水的密度w(g/cm³)初始孔隙比e0163.8543.06120.792.7445%61.8202.0110.972荷載(逐級(jí)加載）壓力（kpa）位移表（mm）logphi(mm)hi（mm）孔隙比e壓縮系數(shù)v（Mp¹)壓縮模量Es(Mp)0.31912.54.8501.0970.9720.319254.6081.3980.2420.2420.9481.8881.0440.637504.3201.6990.2880.530.9201.1361.7361.2751004.0302.0000.290.820.8910

7、.5723.4482.552003.6822.3010.3481.1680.8570.3435.7472.553003.4502.4770.2321.40.8340.2298.6212.554003.2402.6020.211.610.8130.2079.52410.28002.7342.9030.5062.1160.7640.12515.81010.212002.4303.0790.3042.420.7340.07526.3164圖3 軟黏土e-p曲線圖圖4 軟黏土e-logp曲線圖5表3 松砂固結(jié)實(shí)驗(yàn)記錄表質(zhì)量（土樣+環(huán)刀）（g）環(huán)刀質(zhì)量（g)土樣質(zhì)量m(g)土粒比重Gs含水率試樣直徑d（

8、mm）試樣高度h0（mm）密度0(g/cm³)水的密度w (g/cm³)初始孔隙比e0134.1943.1291.072.6730%61.820.01.5191.01.285荷載(逐級(jí)加載）壓力（kpa）位移表（mm）logphi(mm)hi（mm）孔隙比e壓縮系數(shù)v（Mp¹)壓縮模量Es(Mp)0.31912.54.31.0971.2850.319254.2421.3980.0580.0581.2790.5014.560.637504.1751.6990.0670.1251.2710.3067.461.2751004.1032.0000.0720.1971.26

9、30.16513.892.552004.0142.3010.0890.2861.2530.10222.472.553003.9582.4770.0560.3421.2460.06435.712.554003.9052.6020.0530.3951.2400.06137.7410.28003.7832.9030.1220.5171.2260.03565.5710.212003.6853.0790.0980.6151.2150.02881.636圖5 松砂e-p曲線圖圖6 松砂e-logp曲線圖7表4 密砂固結(jié)實(shí)驗(yàn)記錄表質(zhì)量（土樣+環(huán)刀）（g）環(huán)刀質(zhì)量（g)土樣質(zhì)量m(g)土粒比重Gs含水率試樣直

10、徑d（mm）試樣高度h0（mm）密度0(g/cm³)水的密度w (g/cm³)初始孔隙比e0116.2743.1273.152.6528%61.820.01.2201.01.780荷載(逐級(jí)加載）壓力（kpa）位移（mm）logphi(mm)hi（mm）孔隙比e壓縮系數(shù)v（Mp¹)壓縮模量Es(Mp)0.31912.54.8051.0971.7800.319254.6881.3980.1170.1171.7641.2642.200.637504.5471.6990.1410.2581.7450.7843.551.2751004.4022.0000.1450.403

11、1.7240.4036.902.552004.2262.3010.1760.5791.7000.24511.362.553004.1102.4770.1160.6951.6840.16117.242.554003.9822.6020.1280.8231.6660.17815.6210.28003.7412.9030.2411.0641.6330.08433.2010.212003.5933.0790.1481.2121.6120.05154.058圖7 密砂e-p曲線圖圖8 密砂e-logp曲線圖9直接剪切試驗(yàn)二、直接剪切試驗(yàn)（一）概述 直接剪切試驗(yàn)就是直接對(duì)試樣進(jìn)行剪切的試驗(yàn)，簡(jiǎn)稱直剪試驗(yàn)，

12、是測(cè)定土的抗剪強(qiáng)度的一種常用方法。試驗(yàn)所使用的儀器稱為直接剪切儀，一般分為應(yīng)變控制式和應(yīng)力控制式兩種前者對(duì)試樣采用等速剪應(yīng)變測(cè)定相應(yīng)的剪應(yīng)力，后者則是對(duì)試樣分級(jí)施加剪應(yīng)力測(cè)定相應(yīng)的剪切位移。我國(guó)一般普遍采用應(yīng)變控制式直剪儀。試樣通常采用4個(gè)試樣，分別在不同的垂直壓力下，施加水平剪切力，測(cè)得試樣破壞時(shí)的剪應(yīng)力，然后根據(jù)庫(kù)侖定律確定土的抗剪強(qiáng)度參數(shù)內(nèi)摩擦角和粘聚力c。（二）儀器設(shè)備1、直剪儀：采用應(yīng)變控制式直剪儀，如圖1所示，由剪切盒、垂直加壓設(shè)備、剪切傳動(dòng)裝置、測(cè)力計(jì)以及位移量測(cè)系統(tǒng)等組成。加壓設(shè)備采用杠桿傳動(dòng)。2、測(cè)力計(jì)：采用應(yīng)變?nèi)Γ勘頌榘俜直怼?、環(huán)刀：內(nèi)徑6.18cm，高2.0cm。4、

13、其他：切土刀、濾紙、毛玻璃板等。（三）操作步驟1、將試樣表面削平，用環(huán)刀切取試件，測(cè)密度，每組試驗(yàn)取三個(gè)試樣，各級(jí)垂直荷載的大小根據(jù)工程實(shí)際和土的軟硬程度而定，一般可按100kPa，200kPa，300kP施加。2、檢查下盒底下兩滑槽內(nèi)鋼珠是否分布均勻，在上下盒接觸面上涂抹少許潤(rùn)滑油，對(duì)準(zhǔn)剪切盒的上下盒，插入固定銷釘，在下盒內(nèi)順次放潔凈透水石一塊及濕潤(rùn)濾紙一張。3、將盛有試樣的環(huán)刀平口朝下，刀口朝上，在試樣面放濕潤(rùn)濾紙一張及透水石一塊，對(duì)準(zhǔn)剪切盒的上盒，然后將試樣通過透水石徐徐壓入剪切盒底，移去環(huán)刀，并順次加上傳壓板及加壓框架。4、在量力環(huán)的安裝水平測(cè)微表，裝好后應(yīng)檢查測(cè)微表是否裝反，表腳是否

14、靈活和水平，然后按順時(shí)針方向徐徐轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，使上盒兩端的鋼珠恰好與量力環(huán)按觸（即量力環(huán)中測(cè)微表指針被觸動(dòng)）。5、順次小心地加上傳壓板、鋼珠，加壓框架和相應(yīng)質(zhì)量的砝碼（避免撞擊和搖動(dòng)）。6、施加垂直壓力后應(yīng)立即拔去固定銷。開動(dòng)秒表，同時(shí)以每分鐘12轉(zhuǎn)的均勻速度轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，使試樣在35分鐘內(nèi)剪破，手輪每轉(zhuǎn)一圈應(yīng)測(cè)記測(cè)微表讀數(shù)一次，直至量力環(huán)中的測(cè)微表指針不再前進(jìn)或有后退，即說明試樣已經(jīng)剪破，如測(cè)微表指針一直緩慢前進(jìn)，說明不出現(xiàn)峰值，則試驗(yàn)應(yīng)進(jìn)行至剪切變形達(dá)到4mm為止。7、剪切結(jié)束后，吸去剪切盒中積水，倒轉(zhuǎn)手輪，盡快移去砝碼，加壓框架，傳壓板等，取出試樣，測(cè)定剪切面附近土的剪后含水率。8、另裝試樣，重

15、復(fù)以上步驟，測(cè)定其它三種垂直荷載（200kPa，300kPa）下的抗剪強(qiáng)度。（四）數(shù)據(jù)整理1、試驗(yàn)參數(shù)試樣號(hào)123試樣面積(cm2)60cm260cm260cm2試樣質(zhì)量(g)164g164g164g垂直壓力(kPa)100200kPa300kPa量力環(huán)最大變形（0.01mm）50.06990量力環(huán)號(hào)碼53#53#53#量力環(huán)系數(shù)k(kPa/0.01mm)1.311.311.312、原始數(shù)據(jù)剪切位移（0.01mm）圈數(shù)試樣1（100kPa）試樣2（200kPa）試樣3（300kPa）13.54.58.227.09.019.0312.013.518.0416.019.037.0519.522.2

16、44.2622.526.550.5726.030.056.5829.034.560.5931.237.864.51034.041.568.01135.544.571.01237.548.072.81340.050.075.71442.051.578.01544.055.081.01645.057.583.51746.060.085.01847.562.586.51948.266.088.02050.069.090.03、數(shù)據(jù)處理剪應(yīng)力（kPa）圈數(shù)試樣1（100kPa）試樣2（200kPa）試樣3（300kPa）14.65.910.729.211.824.9315.717.723.6421.0

17、24.948.5525.529.157.9629.534.766.2734.139.374.0838.045.279.3940.949.584.51044.554.489.11146.558.393.01249.162.995.41352.465.599.21455.067.5102.21557.672.1106.11659.075.3109.41760.378.6111.41862.281.9113.31963.186.5115.32065.590.4117.9用最小二乘法計(jì)算得：，9三軸壓縮試驗(yàn)三、三軸壓縮試驗(yàn)（一）試驗(yàn)?zāi)康娜S壓縮試驗(yàn)是室內(nèi)測(cè)定土體抗剪強(qiáng)度參數(shù)的一種主要試驗(yàn)方法。土的強(qiáng)度

18、參數(shù)是研究和計(jì)算地基承載力、土坡穩(wěn)定性和土壓力等絕大多數(shù)土工問題最基本，也是最關(guān)鍵的參數(shù)。試驗(yàn)旨在要求我們熟悉實(shí)驗(yàn)流程，通過自身操作掌握試驗(yàn)方法，為今后的學(xué)習(xí)和工作打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。（二）試驗(yàn)方法和儀器（1）固結(jié)不排水（CU）實(shí)驗(yàn)（2）實(shí)驗(yàn)儀器：應(yīng)變控制式三軸儀，主要由三軸壓力室、軸向加荷系統(tǒng)，軸向壓力量測(cè)系統(tǒng)、周圍壓力穩(wěn)定系統(tǒng)、孔隙水壓力量測(cè)系統(tǒng)、軸向變形量測(cè)系統(tǒng)，反壓力體變系統(tǒng)組成。附屬設(shè)備： 變形量測(cè)設(shè)備：量表，單位為0.01mm。固結(jié)容器。由環(huán)刀、護(hù)環(huán)、透水石、加壓上蓋等組成，土樣面積12cm2，高度8cm。其它：如擊實(shí)筒、承膜筒、乳膜薄膜、橡皮膜、橡皮筋、吸水球、濾紙、鋼絲鋸、飽和器、對(duì)

19、開圓模、不透水板和2mm篩。（三）試驗(yàn)原理根據(jù)莫爾庫(kù)倫準(zhǔn)則，土體在各向主應(yīng)力的作用下，作用在某一應(yīng)力面上的剪應(yīng)力與法向應(yīng)力之比達(dá)到某一比值（即土的內(nèi)摩擦角正切值），土體就將沿該面發(fā)生剪切破壞，而與作用的各向主應(yīng)力的大小無(wú)關(guān)。一個(gè)試樣多級(jí)加載三軸試驗(yàn)，就是采用一個(gè)試樣多級(jí)（23級(jí)）施加周圍壓力和軸向壓力進(jìn)行剪切，記錄測(cè)力計(jì)讀數(shù)穩(wěn)定或出現(xiàn)倒退時(shí)的讀數(shù)，（一般一級(jí)荷載下軸向應(yīng)變達(dá)到5%8%，二級(jí)荷載下達(dá)到10%12%，三級(jí)荷載下達(dá)到15%18%）作為在該及破壞下的主應(yīng)力。分別根據(jù)大小主應(yīng)力繪制莫爾圓。做各莫爾圓的公切線，用直線擬合，該直線傾角即為內(nèi)摩擦角f，截距為粘聚力c。（四）試驗(yàn)步驟：（1）用擊

20、實(shí)器制備重塑土樣，分五層擊實(shí)，每層擊實(shí)致要求高度后，將表面刨毛，然后再加第二層，這樣能保證重塑土樣的連續(xù)性和完整性。（2）試樣安裝把已檢查過的乳膜薄膜套在承膜筒上，兩端翻起，用吸水球從氣嘴不斷吸氣使乳膜薄膜緊貼于筒壁，小心將它套在試樣外面；然后讓氣嘴放氣，使橡皮膜緊貼試樣周圍，翻起橡皮膜兩端，用橡皮筋圈將橡皮膜下端緊扎在底座上。打開與試樣帽連通的閥門，讓量水管中的水流入試樣帽，并連同透水石，濾紙放在試樣的上端，排盡試樣上端及量管系統(tǒng)的氣泡后關(guān)閉閥門，將橡皮膜上端翻貼在試樣帽上并用橡皮筋圈扎緊。裝上壓力室罩，此時(shí)，活塞應(yīng)放在最高位置，以免和試樣碰撞，擰緊壓力室罩密封螺帽，并使傳壓活塞于土樣帽接觸

21、。（3）試樣固結(jié)向壓力室內(nèi)施加試樣的周圍壓力，周圍壓力的大小一般應(yīng)等于和大于覆蓋壓力，但由于受儀器本身的限制，最大周圍壓力一般不超過0.6Mpa（低壓三軸儀） （4）試樣剪切轉(zhuǎn)動(dòng)細(xì)檔手輪使試樣帽與活塞及測(cè)力計(jì)接觸，裝上軸向變形指示計(jì)，調(diào)整量測(cè)軸向變行的位移計(jì)的初讀數(shù)和軸向壓力測(cè)力計(jì)的初讀數(shù)。開動(dòng)電機(jī)，剪切應(yīng)變速率為0.5mm/min。在試樣的剪切過程中記錄測(cè)力計(jì)讀數(shù)和軸向變形指示計(jì)的讀數(shù)。當(dāng)?shù)谝患?jí)加載完畢后，卸除圍壓，重新施加下一級(jí)圍壓，進(jìn)行排水固結(jié)，固結(jié)完成后繼續(xù)剪切；第二級(jí)加載完畢后，再施加第三級(jí)圍壓進(jìn)行固結(jié)不排水剪切，直到試驗(yàn)結(jié)束。（5）試驗(yàn)結(jié)束，關(guān)電動(dòng)機(jī)，卸除周圍壓力并取出試樣，描述試樣破壞時(shí)的形狀。（6）成果整理計(jì)算固結(jié)后的高度、面積和體積式中：，,-試樣固結(jié)前