土工試驗規(guī)程SD

1、土工試驗規(guī)程SD 128-87前 言粗粒土的土樣制備SD128-028-87粗粒土相對密度試驗SD128-029-87（試行）粗粒土擊實試驗SD12803087粗粒土滲透試驗SD128-031-87（試行）無粘性土擾動試樣從下向上滲透變形試驗SD12803287無粘性土擾動試樣水平管涌試驗SD12803387反濾料試驗SD12803487原狀土滲透變形試驗SD12803587（參考試行）粗粒土固結(jié)試驗SD12803687粗粒土直接剪切試驗SD12803787粗粒土三軸剪切試驗SD128-038-87粗粒土多級加荷三軸剪切試驗SD128-038a-87（試行）中華人民共和國水利部、能源部關(guān)于頒發(fā)

2、土工試驗規(guī)程(SD12887)第三分冊的通知水利科教19882號能源技19883號各流域機構(gòu)，水利、水電、電力規(guī)劃設(shè)計院，部直屬各科研院、所、高校，各工程局，各省（自治區(qū)、直轄市）水利、水電、電力廳（局）： 根據(jù)原水電部科技司（82）技字第251號文，由水利水電科學(xué)研究院負責(zé)組織有關(guān)單位，對SDS01-79（下冊）中有關(guān)粗粒土試驗部分進行修訂，1987年9月委托中國水利學(xué)會巖土力學(xué)專業(yè)委員會對送審搞進行了審查。這次修訂的規(guī)程以土工試驗規(guī)程（SD12887）第三分冊（粗粗土試驗部分）名稱頒發(fā)，自公布之日起，代替土工試驗規(guī)程SDS0179下冊中土-033-79土-036-79和土-05279土-0

3、5879部分，并分別按正式和試行兩類項目執(zhí)行。 各單位在執(zhí)行過程中的意見和建議，請告水利水電科學(xué)研究院和南京水利科學(xué)研究院。 本規(guī)程由水利電力出版社出版。 1988年5月13日前 言本試驗規(guī)程包括：粗粒土的土樣制備，粗粒土相對密度試驗，粗粒土擊實試驗，粗粒土滲透試驗，無粘性土擾動試樣從下向上滲透變形試驗，無粘性土擾動試樣水平管涌試驗，反濾料試驗，原狀土滲透變形試驗，粗粒土固結(jié)試驗，粗粒土直接剪切試驗，粗粒土三軸剪切試驗及粗粒土多級加荷三軸剪切試驗等12個試驗項目。 規(guī)程的修改是根據(jù)水利電力部科學(xué)技術(shù)司（82技）251號文的要求，在原有土工試驗規(guī)程SDS01-79（下冊）的基礎(chǔ)上，對其中有關(guān)粗粒

4、土部分的試驗規(guī)程，參照國際通行的標準及我國的實踐經(jīng)驗進行修改，在修改過程中，廣泛征求意見，反復(fù)修改后提出送審稿。水利電力部科學(xué)技術(shù)司委托中國水利學(xué)會巖土力學(xué)專業(yè)委員會于1987年9月在四川省成都市召開了審查會，根據(jù)審查會的意見，又作了一次修改和加工整理。1988年5月報水利部、能源部批準頒發(fā)。 本規(guī)程由水利水電科學(xué)研究院主持修改。參加的單位有水利電力部昆明勘測設(shè)計院科學(xué)研究所、水利電力部成都勘測設(shè)計院科學(xué)研究所、四川省水利水電勘測設(shè)計院、南京水利科學(xué)研究院、水利電力部西北水利科學(xué)研究所、水利電力部西北勘測設(shè)計院科學(xué)研究所。 參加各試驗項目規(guī)程修改和編寫的人員如下： 粗粒土的土樣制備 SD128

5、-028-87 主編寫人 尹承瑤 （水利電力部昆明勘測設(shè)計院科學(xué)研究所） 粗粒土相對密度試驗 SD128-029-87（試行） 主編寫人 史彥文（水利電力部西北水利利學(xué)研究所） 粗粒土擊實試驗 SD128-030-87 主編寫人 王繼莊 （水利電力部昆明勘測設(shè)計院科學(xué)研究所） 粗粒土滲透試驗 SD128-031-87（試行） 主編寫人 鄭克恒（四川省水利水電勘測設(shè)計院） 無粘性土擾動試樣從下向上滲透變形試驗 SD128-032-87 主編寫人 沙金煊 （南京水利科學(xué)研究院） 修 改 人 王 韋（南京水利科學(xué)研究院） 無粘性土擾動試樣水平管涌試驗 SD128-033-87 主編寫入 沙金煊 （南

6、京水利科學(xué)研究院） 修 改 人 王 韋 （南京水利科學(xué)研究院） 反濾料試驗 SD128034-87 主編寫人 沙金煊 （南京水利科學(xué)研究院） 修 改 人 王 韋 （南京水利科學(xué)研究院） 原狀土滲透變形試驗 SD128-035-87（參考試行） 主編寫人 沙金煊 （南京水利科學(xué)研究院） 修 改 人 王 韋 （南京水利科學(xué)研究院） 粗粒土固結(jié)試驗 SD128-036-87 主編寫人 尹承瑤 （水利電力部昆明勘測設(shè)計院科學(xué)研究所） 粗粒土直接剪切試驗 SD128-037-87 主編寫人 劉磷德 （水利電力部成都勘測設(shè)計院科學(xué)研究所） 粗粒土三軸剪切試驗 SD128-038-87 主編寫人 郭慶國 （

7、水利電力部西北勘測設(shè)計院科學(xué)研究所） 粗粒土多級加行三軸剪切試驗 SD128-038a-87（試行） 主編寫人 郭慶國 （水利電力部西北勘測設(shè)計院科學(xué)研究所） 本規(guī)程由水利水電科學(xué)研究院朱思哲負責(zé)主持修改和編輯。四川省水利水電勘測設(shè)計院鄭克恒參加了部分校閱工作。 對本規(guī)程在實行中的意見和建議，請寄北京車公莊西路10號水利水電科學(xué)研究院巖土工程研究所。 1989年2月15日粗 粒 土 的 土 樣 制 備SD128-028-871 目的和適用范圍11 目的：土樣制備是將有代表性的粗粒土，經(jīng)過必要的制備程序為各項試驗提供試驗用料。12 適用范圍：根據(jù)不同性質(zhì)的土類，有如下兩種土樣制備方法。 121

8、A法粘性粗粒土的土樣制備。 122 B法無粘性粗粒土的土樣制備。2 儀器設(shè)備21 孔篩： 2. 1. 1 粗篩：孔徑為100、80、60、40、20、10、5mm。 2. 1. 2 細篩：孔徑為 2、1、0.5、0.25、0.125、0.075mm。22 臺秤：稱量100kg或50kg，感量50g；稱量10kg，感量5g。天平：稱量5000g，感量1g；稱量200g，感量0.01g。23 其他：碎石機、振篩機、烘箱、木錘、橡皮板、鐵鏟、盛土盤、噴霧器、恒濕器等。3 操作步驟31 A法： 311 風(fēng)干土樣制備，將全部土樣置于橡皮板上風(fēng)干，用木錘將土塊及附著在粗粒土的細粒土碾散。應(yīng)避免破壞土的天然

9、顆粒，將全部土樣依次過篩，按大于100、10080、8060、6040、4020、2010、105、小于5mm，分組并稱其質(zhì)量，計算各粒組含量百分數(shù)，測定大于5mm粗粒及小于5mm細粒風(fēng)干含水量。 312 天然含水量土樣制備，應(yīng)在保持天然含水量不變的情況下，將全部土樣拌和均勻。根據(jù)含礫量多少，按以下規(guī)定取代表性土樣，測定其天然含水量。 粗、細?；旌蠘?20005000g 大于5mm粗粒 20003000g 小于5mm細粒 100200g 根據(jù)各項試驗所需總質(zhì)量，用四分法分別取所需土樣質(zhì)量（務(wù)使粗粒分配均勻），裝入恒濕器內(nèi)，以防含水量變化。32 B法：將全部土樣依次過粗篩，分組稱重，必要時取小于

10、5mm細粒土過篩，計算各粒組含量百分數(shù)。按粒組分別存放備用。a 垂直圓柱試樣安裝 3114 將試樣倒置于不透水的平板上，將容器筒套上橡皮膜并抽氣，使橡皮膜緊貼容器筒內(nèi)壁。然后將容器筒套在試樣外面，放開抽氣夾，使橡皮膜緊貼試樣。 3115 在試樣面上鋪厚約25cm粗砂（至容器筒齊平），輕輕擊實，拂平。然后在粗砂面上再依次鋪濾布，透水板、下墊環(huán)、最后裝上進水段。 3116 裝上進水段后，連同平板和試樣一起翻轉(zhuǎn)裝上出水段，擰緊壓緊螺栓（或密封套環(huán)）。 3. 1. 1. 7 向容器筒壁充氣孔充氣，充氣壓力p等于水頭壓力加上30kPa氣壓（也可根據(jù)需要增加），使橡皮膜緊貼試樣，即可進行試驗。b 水平方形

11、試樣安裝 3118 先在容器箱底面鋪厚約4cm膨脹快凝水泥砂漿（下簡稱：砂漿），然后將試樣放在砂漿面上（上、下方向與取樣應(yīng)一致），輕輕下壓，使試樣與砂漿充分結(jié)合。隨后填裝兩側(cè)砂漿。填裝時兩端面用不透水的平板封擋，以免砂漿外溢。 3119 待砂漿凝固后，抽去兩端擋板，放入透水板和濾布。在濾布與土樣之間的空間用粗砂填實。然后在試樣（連同砂）頂面鋪砂漿，裝蓋板，待24h后進行試驗。B 有膠結(jié)性的無粘性粗粒土 31110 在取樣地點按水流方向和試樣尺寸要求細心地削成一個四面凌空的土塊（方或圓），除去土塊表面的擾動土。 31111 環(huán)繞土樣底部四周的水平地面上平整地鋪墊一層隔層（油氈、砂或細土）。 31

12、112 水平試樣安裝先在上下游兩個端面用不透水板封堵，并在試樣頂面均勻地澆注一層砂漿，厚約4cm。然后將容器筒套在土樣外面，再在兩面?zhèn)缺跐沧⑸皾{。垂直試樣安裝：將容器筒套住試樣，使四周間隙大致相等，并澆注砂漿。 31113 待砂漿養(yǎng)護24h后，小心地切斷土柱。然后，垂直試樣，按本試驗中3.1.1.5和3.1.1.6方法，安裝進出水段，即可進行試驗；水平試樣，按本試驗3.1.1.9方法安裝和澆注砂漿，待24h后進行試驗。 312 擾動土試樣的制備： 3121 按本規(guī)程SD128-028-87粗粒土試樣制備的規(guī)定備料。根據(jù)要求的密度、含水量和試樣體積，計算并稱取已制備好的試樣。均分為34份。 31

13、22 根據(jù)試樣性質(zhì)，確定試樣安裝方法（垂直試樣安裝與水平試樣安裝的步驟大致相同，下面以垂直試樣安裝方法為例）。 粘性粗粒土：垂直滲透容器內(nèi)依次安放墊環(huán)、透水板、濾布，裝上測壓管（容器內(nèi)不成橡皮膜），鋪墊厚約25cm的粗砂。再分層裝填試料，并分層擊實至預(yù)定的高度，用深度游標卡尺測量高度。結(jié)合層的表面應(yīng)刨毛。然后按本試驗3.1.1.5的方法進行其余步驟。 無粘性粗粒土：在垂直滲透容器內(nèi)壁套上橡皮膜（厚2mm）。安裝上進水段，分層裝填試料并擊實至預(yù)定的高度。如試料含細粒較多，則底部應(yīng)鋪墊粗砂。試料裝填至與容器頂齊平，接上出水段，然后開始試驗。 對于有棱角易破碎的無粘性粗粒土，宜用風(fēng)干試料，分層振實。

14、應(yīng)避免粗細顆粒分離，減少顆粒破碎，使之粗細顆粒分布均勻。34 按本規(guī)程SD12803287中的3.9步驟飽和排氣。35 進行滲流由上向下試驗時，下游溢水箱水面應(yīng)高于或平被保護土與濾層的接觸面。36 試驗開始時，以相應(yīng)于0.10.2的滲流坡降的水頭作為第一級水頭進行試驗，以后每隔1h加一級水頭。37 每抬高一級水頭后，隔3Omin讀數(shù)一次。每級水頭應(yīng)測讀兩次，并記錄。流量也應(yīng)進行兩次測量，取其平均值。38 若試樣未發(fā)生任何變化，流量未隨時間增大，測壓管無變化，無細粒移動和水色變渾等跡象，即可進行下一級水頭的試驗。以后各級水頭，大致按0.3、0.5、1.0、1.5、2.0、3.0、4.0、的坡降逐

15、次升高，每升高一次水頭，均應(yīng)按本試驗3.7的方法進行測讀。39 在本級水頭下，如發(fā)現(xiàn)細粒通過接觸面跑入濾層，或發(fā)現(xiàn)濾層中的測壓管水頭差不斷增大時，則本級水頭和以后步驟中的每一級水頭試驗持續(xù)時間需延長到34h。310 在下列情況下：滲入濾層中細粒停止移動；位于濾層中的測壓管水頭差不再繼續(xù)增大。應(yīng)繼續(xù)升高水頭，進行下一級水頭的試驗，不宜中斷。311 有下列情況之一者，可以結(jié)束試驗： 3111 當升高水頭后，流量不斷變大，被保護土中的滲流坡降減小。 3112 濾層中的滲流坡降等于被保護土中的滲流坡降。 3113 被保護土為粘性土，滲流坡降大于50100時，被保護土為無粘性土，滲流坡降大于10時，被保

16、護土仍未破壞。312 試驗結(jié)束后，應(yīng)緩慢降低水箱水位。以防止上層細粒在停水過程中掉入下層，或通過透水板掉入下漏斗。313 儀器中水放完后，分層取樣，進行顆粒分析。在分層取樣時，記錄下列現(xiàn)象：濾層淤填厚度；接觸帶變化情況；被保護土中細粒流失粒徑，流失部位，深度等。314 試驗后，土樣妥為保存，直至資料分析結(jié)束后，才可丟棄。315 資料整理應(yīng)與試驗同時進行，以便及時發(fā)現(xiàn)問題，及時解決。4 計算和制圖4. 1 資料整理包括下列內(nèi)容： 計算試驗開始時，每層土料的干密度和孔隙率。 計算每一級水頭下，被保護土和濾層的滲流坡降、滲流速度、滲透系數(shù)。 繪制被保護土的iv曲線和vt曲線。 在同一顆粒大小分析曲線

17、紙上，繪制被保護土和漏層在試驗前后的顆料分析曲線，用以確定被保護土中帶出的土量和濾層內(nèi)的淤填量。4. 2 試驗結(jié)束后，應(yīng)放水沖洗儀器。43 滲流方向為水平的濾層試驗可在水平管涌儀內(nèi)進行，試驗可參考本規(guī)程SD128033-87進行。4. 4 本試驗記錄格式同本規(guī)程SD12803287中的5表321。3 操作步驟31 擾動試樣制備： 311 按本規(guī)程SD128028一87中的有關(guān)規(guī)定制備試樣。取制備好的土樣拌勻，均分為23份，注意勿使粗粒集中。 312 將帶套環(huán)的固結(jié)容器內(nèi)壁涂一層潤滑脂，安裝在放有透水板的底盤上。容器下墊以墊塊。適水板上放一層濾紙，分層均勻裝料。粘性粗粒土用擊實法，無粘性粗粒土用

18、振動法，將試樣分層壓實至要求的干密度。除去套環(huán)，整平表面，其上放一層濾紙，順次放透水板和傳壓板。32 原狀樣試作制備： 321 將粘性粗粒土原狀樣置于平整地方，拆除包裝后，細心檢查土樣是否擾動，有無裂縫等，并將四周可能松動的土削去。整平端面。 322 將固結(jié)容器涂一層潤滑脂，下端加一內(nèi)徑與容器相同的有刃口的切土環(huán)。然后放在土樣上。小心地用切土刀或鋼鋸將土樣修成略大于容器外徑的土柱，邊修邊壓，直至土樣頂面高出容器為止。邊緣若有礫石1可以剔除，用較小的礫石細土填補。取去切立環(huán)，將容器兩端余土削平。擦凈容器外壁，稱質(zhì)量；測定端面削下余土的含水量。 323 在切削過程中，應(yīng)仔細觀察試樣情況，并描述層次

19、、顏色、層間結(jié)合、礫石風(fēng)化程度及分布情況等。 324 將裝有試樣的壓縮容器吊裝在儀器底盤上，順次放濾紙，透水板、傳壓板。33 如需飽和試樣，將蓄水槽安裝在固結(jié)儀底盤上，固結(jié)儀置于反力架中心，并連結(jié)供水裝置。對無粘性粗粒土，宜用水頭飽和；對粘性粗粒土宜用真空飽和。34 拆去容器的浮環(huán)墊塊，安裝變形量表或傳感器。35 施加35kPa的預(yù)壓力，使試樣與儀器各部之間接觸良好。將各量表或傳感器調(diào)整到零點或初始讀數(shù)。36 施加各級壓力，壓力等級一般為50、100、200、400、800、1600、3200、kPa，最后一級壓力應(yīng)大于最大預(yù)計壓力100200kPa。3. 7 如需要確定先期固結(jié)壓力時，施加的

20、壓力應(yīng)達到使試樣的elogP曲線下段呈較長的直線段。38 如需要測定沉降速率，則施加每一級壓力后，按下列時間順序測記試樣高度的變化：0.1、0.25、l、2.25、4、6.25、9、12.25、16、20.25、25、30.25、36、42.25、60min，此后每隔lh側(cè)記一次直至主固結(jié)完成，或延長至24h。按此步驟逐級加壓至試驗結(jié)束。39 如需作回彈試驗，可在施加某級壓力（大于上覆荷重）下，固結(jié)穩(wěn)定后逐級退壓，直至退到第一級壓力。每次退壓后測記試樣的回彈量，至穩(wěn)定為止。310 試驗結(jié)束后，排除容器中的水，拆除儀器各部件，將試樣從容器內(nèi)推出，取代表性試樣測定試驗后含水量。如要了解顆粒破碎情況

21、，應(yīng)對全部試樣進行顆粒分析試驗。4 計算和繪圖4. 1 計算方法：粗粒土三軸剪切試驗SD128-038-871 目的和適用范圍11 本試驗是測定粗粒土抗剪強度的一種方法。它通常用34個試樣，分別在不同恒定周圍壓力（即最小主應(yīng)力3 ）下，施加軸向壓力即主應(yīng)力差（1 3 ），進行剪切至破壞，然后按莫爾-庫侖強理論求得抗剪強度參數(shù)。12 本試驗適用于測定最大粒徑為60mm的粗粒土的總抗剪強度參數(shù)、有效抗剪強度參數(shù)和孔隙壓力系數(shù)。13 根據(jù)粗粒土的性質(zhì)，工程情況的不同和排水條件，本試驗分為不固結(jié)不排水剪（UU）、固結(jié)不排水剪（CU）、固結(jié)排水剪（CD）等三種試驗類型。2 儀器設(shè)備21 三軸剪力儀，如圖

22、381所示。主要由壓力室、軸向壓力系統(tǒng)（壓力機、測力計等）、周圍壓力系統(tǒng)、體變量測系統(tǒng)、孔隙壓力量測系統(tǒng)等部分組成。 試樣直徑D，試樣高度H與試樣最大粒徑dmax應(yīng)符合D大于或等于5dmax、 HD為22.5。22 附屬設(shè)備，包括對開成型筒。承膜筒、擊實錘或振搗器、橡皮膜、位移計、磅秤、托盤天平、鋼尺、秒表、瓷盤、烘箱等。2. 3 試驗前應(yīng)對三軸壓縮儀進行檢查： 231 軸向壓力系統(tǒng)，周圍壓力系統(tǒng)運行正常；根據(jù)工程要求確定周圍壓力3的最大值，按1大于53估算軸向壓力。軸向壓力測力計的精度不宜低于最大軸向壓力的l。 232 軸向壓力測力計，孔隙壓力傳感器等按期率定。 233 壓力室應(yīng)密封不泄漏；

23、傳壓活塞應(yīng)在軸套內(nèi)滑動正常；孔隙壓力量測設(shè)備的管道內(nèi)應(yīng)無氣泡；各管道、閥門、接頭等應(yīng)通暢不泄漏。檢查完畢后，關(guān)閉周圍壓力閥、排水閥、孔隙壓力閥等，以備使用。 234 橡皮膜試用前應(yīng)不漏水。3 操作步驟31 無粘性粗粒土三軸剪切試驗： 3. 1. 1 按SD128-028-87的規(guī)定，備好土料。根據(jù)試驗要求的干密度、含水量及試樣尺寸計算并稱取試驗所需的用料。 312 將備好的土料，按裝填層數(shù)分成幾等份。應(yīng)防止粗細顆粒分離，保證試樣的均勻性。粗粒土多級加荷三軸剪切試驗SD128-038a-87（試行）1 目的和適用范圍11 本試驗適用于用一個試樣，分級施加周圍壓力和軸向壓力進行剪切試驗，確定粗粒土

24、的抗剪強度參數(shù)C和。12本試驗適用于測定最大粒徑為60mm的粘性粗粒土和無粘性粗粒土。13根據(jù)排水條件，本試驗分為不固結(jié)不排水剪（uu）、固結(jié)不排水剪(Cu)、固結(jié)排水剪（CD）3種試驗類型。2 儀器設(shè)備 本試驗所用的試驗設(shè)備、附屬設(shè)備以及試驗前的儀器檢查皆與粗粒土三軸剪切試驗（本規(guī)程SD128-038-87）2.12.3相同。 在應(yīng)用中，試樣巨寸D、 H和試料最大粒徑間應(yīng)符合Ddmax大于或等于5， HD為22.5的規(guī)定。3 無粘性粗粒土多級加荷三軸剪切試驗31 試樣制備：按本規(guī)程SD12803887中3.1.13.l.8的步驟進行。32 試樣飽和：按本規(guī)程SD12803887中3.2.13

25、.2.4的步驟進行。33 不固結(jié)不排水剪（uu）： 331 試樣飽和后，關(guān)進水、排水閥，開周圍壓力閥施加第一級周圍壓力達到預(yù)定值，并保持恒定。 332 以軸向應(yīng)變?yōu)?.51.0的剪切速率進行剪切試驗。在剪切過程中，當試樣每產(chǎn)生軸向應(yīng)變0.10.4，測軸向壓力測力計、軸向變形計讀數(shù)各一次。若有特殊要求，可酌情減少或加密讀數(shù)次數(shù)。 333 當測力計讀數(shù)達到穩(wěn)定或趨于穩(wěn)定（主應(yīng)力差的增量不超過5kPa）、或讀數(shù)減小時，停止剪切。記錄測力計和軸向變形計讀數(shù)。 334 施加第二級周圍壓力至預(yù)定值。穩(wěn)定1020min后，將軸向測力計和軸向變形計的讀數(shù)調(diào)整至第一級剪切末了時的值，再按本試驗中3.3.2進行第

26、二級剪切試驗，直至軸向壓力測力計出現(xiàn)穩(wěn)定值或趨于穩(wěn)定（主應(yīng)力差的增量不超過5kPa）時停止剪切。 335 同樣按上述步驟進行第三級和第四級試驗。但最后一級的總應(yīng)變應(yīng)達到20為止。 336 試驗結(jié)束后，關(guān)周圍壓力閥，卸去軸向壓力、周圍壓力，排去壓力室水，盡快卸去壓力室罩，對試樣進行描述。34 固結(jié)不排水剪（Cu）（測孔隙水壓力）： 3. 4. 1 試樣飽和后按本試驗中3.3.l的步驟施加第一級周圍壓力。按本規(guī)程SD128-03887中3.4.l3.4.2的步驟，開排水閥，使試樣在周圍壓力下排水固結(jié)。 3. 4. 2 固結(jié)完成后，關(guān)排水閥，開孔隙壓力閥，按本規(guī)程SD12803887中3.4.3的步驟進行第一級剪切試驗，直至軸向壓力測力計讀數(shù)達到穩(wěn)定值或趨于穩(wěn)定（主應(yīng)力差的增量不超過5kPa）時停止剪切。 3. 4. 3 施加第二級周圍壓力至預(yù)定值。待穩(wěn)定后，測記孔隙壓力計，軸向壓力測力計和輪向變形計讀數(shù)。然后開排水閥，進行排水固結(jié)，直至孔限壓力消散95為止，關(guān)排水閥。開動壓力機，使壓力室內(nèi)試樣頂帽與活塞接觸（測力計讀數(shù)微動，表示已接觸