大工12春《土木工程實(shí)驗(yàn)》(一)輔導(dǎo)資料二

1、土木工程實(shí)驗(yàn)(一輔導(dǎo)資料二主 題:“土的壓縮實(shí)驗(yàn)”輔導(dǎo)資料學(xué)習(xí)時(shí)間:2012年4月30日-5月27日內(nèi) 容:地基土的沉降變形在建筑工程中是所要關(guān)注的重要部分,而沉降變形設(shè)計(jì)計(jì)算的直接依據(jù)是土的壓縮曲線,即土的孔隙比和所受壓力的關(guān)系曲線。它可以通過(guò)土的壓縮試驗(yàn)獲得。本周我們主要學(xué)習(xí)土的壓縮試驗(yàn)。一、學(xué)習(xí)要求學(xué)習(xí)要求及需要掌握的重點(diǎn)內(nèi)容如下:1、掌握土的壓縮實(shí)驗(yàn)的目的;2、掌握土壓縮實(shí)驗(yàn)主要的儀器和設(shè)備;3、掌握土壓縮實(shí)驗(yàn)的整個(gè)實(shí)驗(yàn)步驟;4、掌握實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方法。二、主要內(nèi)容1、實(shí)驗(yàn)的目的 通過(guò)土的壓縮試驗(yàn)得到試樣在側(cè)限與軸向排水條件下的孔隙比和壓力的關(guān)系,即壓縮曲線e p 曲線,并以此計(jì)算土的

2、壓縮系數(shù)a 1-2,判斷土的壓縮性, 固結(jié)容器:環(huán)刀、護(hù)環(huán)、透水板、水槽、加壓上蓋。環(huán)刀:內(nèi)徑為61.8mm ,高度為20mm ;護(hù)環(huán):保證試樣側(cè)面不變形,即滿足側(cè)限條件;透水板:其滲透系數(shù)大于試樣的滲透系數(shù)。加壓設(shè)備:由壓力框架、杠桿及砝碼組成。 體,土中孔隙含量的大小可以用孔隙所占的體積與固體顆粒所占的體積之比(即孔隙比來(lái)衡量。在受到一般工程荷載時(shí)固體顆粒和孔隙中的水本身通常認(rèn)為是不可壓縮的,但在土的壓縮試驗(yàn)中是允許排水的,孔隙中的水和氣體可以排出。因此土的壓縮變形就是孔隙中水的排出和氣體的壓縮與排出引起的,也就是孔隙的變化引起的。由此,可以通過(guò)試驗(yàn)測(cè)出土在某一壓力作用下的壓縮變形量來(lái)計(jì)算

3、土的孔隙比。反過(guò)來(lái),如果知道了土體在壓力作用下的孔隙比變化(即壓縮曲線,就可以計(jì)算在某一工程荷載下的壓縮變形量。對(duì)于試驗(yàn)土樣,需要先計(jì)算加壓力之前的初始孔隙比。試樣的初始孔隙比,按下式計(jì)算:0s w 00(11w G e +=- (1式中:0e 試樣的初始孔隙比0w 試樣的天然含水量,本試驗(yàn)中直接給出s G 土粒比重,本試驗(yàn)中直接給出0試樣的初始密度,本試驗(yàn)中直接給出各級(jí)壓力下試樣固結(jié)變形穩(wěn)定后的孔隙比,按公式(2計(jì)算:000(1i i e e e h h +=- (2式中:i e 各級(jí)壓力下試樣固結(jié)穩(wěn)定后的孔隙比0h 試樣的初始高度i h 試樣在各級(jí)壓力下的壓縮變形量i h =i h -i

4、(3 式中:i h 試驗(yàn)測(cè)出某一級(jí)壓力下的總變形量i 某一級(jí)壓力下儀器的壓縮量(已事先標(biāo)定好通過(guò)試驗(yàn)得到各級(jí)壓力下試樣固結(jié)穩(wěn)定后的孔隙比,可以作出圖1所示的壓縮曲線。 圖1 土的壓縮曲線e p 曲線從圖中,可以計(jì)算土的壓縮系數(shù)a 1-2(MPa -1,由公式(3計(jì)算:壓縮系數(shù)a 1-2常用作比較土的壓縮性大小。如表1所示,根據(jù)a 1-2大小,可將土分為以下幾類:121-221-=-p -p pe e e = (4e(kPa 其計(jì)算如公式(5所示。0s1-21-21+e E =(54、實(shí)驗(yàn)步驟(1在固結(jié)容器內(nèi)放置護(hù)環(huán)、透水板和薄型濾紙,將帶有試樣的環(huán)刀裝入護(hù)環(huán)內(nèi),放上導(dǎo)環(huán)、試樣上依次放上薄型濾紙

5、、透水板和加壓上蓋,并將固結(jié)容器置于加壓框架正中,使加壓上蓋與加壓框架中心對(duì)準(zhǔn),安裝百分表。(2施加1kPa 的預(yù)壓力使試樣與儀器上下各部件之間接觸,然后將百分表調(diào)整到合適的位置并記錄初始讀數(shù)。屏幕顯示百分表讀數(shù),并說(shuō)明由于百分表回彈讀數(shù)的特點(diǎn),即隨著土樣壓縮變形,百分表讀數(shù)會(huì)越來(lái)越小,為了留有足夠的量程來(lái)測(cè)讀土樣的變形,百分表初始讀數(shù)要在6mm 以上。(3加載讀數(shù):本次壓力荷載共分為四級(jí)施加,這四級(jí)壓力大小分別為50kPa ,100kPa ,200kPa ,400kPa 。第一級(jí)壓力50kPa :找到對(duì)應(yīng)的砝碼并加載,施加第一級(jí)壓力后應(yīng)立即向水槽中注水浸沒(méi)試樣,經(jīng)過(guò)24小時(shí)后讀百分表的讀數(shù),并記錄到土的壓縮實(shí)驗(yàn)記錄表中第一行對(duì)應(yīng)的欄目下。第二級(jí)壓力100kPa :找到對(duì)應(yīng)的砝碼并加載,經(jīng)過(guò)24小時(shí)后讀百分表讀數(shù),并記錄到土的壓縮實(shí)驗(yàn)記錄表中第一行對(duì)應(yīng)的欄目下。第三級(jí)壓力200kPa :找到對(duì)應(yīng)的砝碼并加載,經(jīng)過(guò)24小時(shí)后讀百分表讀數(shù),并記錄到土的壓縮實(shí)驗(yàn)記錄表中第一行對(duì)應(yīng)的欄目下。第四級(jí)壓力400kPa :找到對(duì)應(yīng)的砝碼并加載,經(jīng)過(guò)24小時(shí)后讀百分表讀數(shù),并記錄到土的壓縮實(shí)驗(yàn)記錄表中第一行對(duì)應(yīng)的欄目下。(4試驗(yàn)結(jié)束卸除試樣。5、實(shí)驗(yàn)報(bào)告整理按土的壓縮實(shí)驗(yàn)記錄表中的格式和要求記錄和整理試驗(yàn)數(shù)據(jù)。首先按前面介紹