學生實驗報告2141

1、第16頁 共16頁學生實驗報告-2141學生實驗報告土力學實驗指導書學年第學期姓名組長：年級/ / 專業(yè)：學號：指導老師：同組成員姓名/ / 學號：實驗日期：實驗總評成績：建筑工程 學院制一、液塑限測定試驗一、 實驗目的：學會用光電式液塑限測定儀測定土的液限、塑限。二、 實驗步驟：使用與操作1、調節(jié)儀器底腳螺母，使工作面程度。2、接通電，放上測試土樣，再使電磁頭吸住圓錐儀，使微分尺垂直于光軸。3、調節(jié)投影物鏡，使微分尺影像明晰，再調零線調節(jié)旋鈕，使屏幕上的零線與微分尺零線的影像重合。出廠前已調好。4、轉動平臺升降螺母，當錐尖剛與土面接觸，計時指示管亮，圓錐儀即自由落下，延時 5 秒，讀數指示管

2、亮，即可讀數。假如手動操作，可以把開關扳向“手動”一側，當錐尖與土面接觸時，接觸指示管亮，而錐儀不下落，需按手動鈕，圓錐儀才自由落下。5、讀數后，要按復位按鈕，以便下次進展試驗。6、調試土樣含水量，屢次試驗，試驗方法標準規(guī)定沉入深度 17mm 所對應的含水量為 17mm 液限，10mm 所對應的含水量為 10mm 液限，沉入深度 2mm 所對應的含水量為塑限。7、含水量測定，首先取三個鋁盒測其質量，分別取局部 17mm 液限，10mm 液限，2mm 塑限土樣至鋁盒，先測得鋁盒 +濕土質量，烘干后，再測得鋁盒+干土質量，由此可得相應的土中水質量。用式樣：W=m w /m s _100%計算相應的

3、含水量。三、工作條件與考前須知：1、環(huán)境周圍不應有風吹，震動及強磁場，以免影響園錐儀自由落下。相對濕度不大于 85%。2、儀器使用后應放入箱內或蓋好，置于陰涼、枯燥、無腐蝕的地方。3、光學元件嚴禁用手和不干凈、不柔軟的物品擦抹，鏡面和微分尺如有污穢、塵土，可用脫脂棉稍沾無水乙醇擦拭。4、檢驗圓錐磨損時，把圓錐儀倒插在檢驗座上，整個座放上平臺，適當調節(jié)高度，及檢驗座的前后、左右和角度，使圓錐影像與屏幕上的角度重合，這時，角度的兩平衡線間隔 相應于圓錐的 0.3mm.。5、如屏幕零線與微分尺零線影像不重合，可旋動調節(jié)旋鈕，使其重合，如發(fā)現不平行，那么旋動反射調節(jié)螺桿，使儀器內反射鏡轉動，即可平行，

4、再轉動調節(jié)旋鈕使其重合。6、如圓錐儀落入土中后，微分尺象不明晰，或影象不在原來位置，這時可左右或前后挪動園錐與平衡桿的位置。7、如光燈泡壞了，可逆時針旋動燈座調節(jié)螺母把燈座旋出，換上新燈泡再回原位置。四、含水量試驗數據圓錐下沉次數 1 2 圓錐下沉深度 h鋁盒號鋁盒質量g鋁盒+濕土質量g鋁盒+干土質量g土中水的質量 m w g土粒的質量 m s g含水量 W=m w /m s _100%備注：土中水的質量 m w =鋁盒+濕土質量-鋁盒+干土質量g土粒的質量 m s =鋁盒+干土質量-鋁盒質量 g二、直接剪切試驗一、概述1、試驗時使土樣在不同垂直荷載下，受到程度剪切力進展剪切，測得土樣剪破時的

5、剪應力，據以繪制sigma;-tau;f 線，其目的是確定土的抗剪強度指標phi;及 c 值。2、每組試驗至少取四個試樣，各級垂直荷載的大小，按估計荷載的大小而定，學生可用 100、20_、300、400Kpa 四級。同一組試樣。對于原狀土，其密度差值不宜大于0.03克/厘米3, 含水量差值不宜大于2%;對于擾動土,其密度和含水量與制備標準之差值應分別要求在plusmn;0.02克/厘米3 和plusmn;1%范圍以內,且各試樣之間差值分別要求在 0.02 克/厘米3和plusmn;1%以內。3、本試驗用應變控制式直剪儀?？梢暪こ绦枰x用快剪、固結快剪、慢剪三種方法，以下介紹應變控制式直剪儀快

6、剪法。二、儀器設備1、 應變控制式直剪儀其裝置見書：試樣裝在上盒及下盒之間，垂直荷載是用砝碼通過杠桿、加壓框架、鋼珠、傳壓板施加于試樣。剪切力借轉動手輪推動下盒而施加給試樣，手輪每轉動一圈，下盒向前推移 0.2 毫米。通過量雕測上盒連接的量力環(huán)的變形值，便可據之以算出剪力的大小。2、 測微表：精度 0.01 毫米。3、 天平：感量 0.1 克和 0.01 克各一架。4、 秒表。5、 其他：土盒、蠟紙、削土刀、鋼絲鋸等。三、操作步驟1、 工程需要用浸透試驗的備樣方法制備試樣。2、檢查下盒底下兩滑道內的鋼珠是否分布均勻。在上下盒接觸面上涂抹少許潤滑油。對準上下盒，插入固定銷。在下盒內順次放入干凈透

7、水石及蠟紙或塑料片各一。3、盛有試樣的環(huán)刀平口朝下對準剪力盒口，在試樣上順次放干凈蠟紙或塑料片及透水石，然后平穩(wěn)推壓透水石，將試樣漸漸送到盒底，取走空環(huán)刀。4、在量力環(huán)內安裝程度測微表。裝好后應檢查測微表是否裝反，表腳是否靈敏和程度。然后按順時針方向徐徐轉動手輪，使上盒前端的鋼珠恰好與量力環(huán)接觸即量力環(huán)中測微表指針剛被觸動。再調整測微表讀數為零。5、心地加上傳壓板、鋼珠、加壓框架和 1 kg/cm2的砝防止撞擊和搖幌。6、施加垂直壓力后立即拔去固定銷此項工作切勿忘記，開動秒表同時以每分種 4-12 轉的均勻速率轉動手輪學生可用 6 轉/分，轉動過程不應中途停頓或時快時慢，使試樣在 3-5 分鐘

8、內剪破。手輪每轉一圈應測記測微表讀數一次，直至量力環(huán)中的測微表指針不再前進或后退，即說明試樣已經剪破。如測微表指針一直緩慢前進，說明不出現峰值和終值，那么試驗應進展至剪切變形到達 4 毫米手輪轉 20 轉為止。7、剪切完畢后，吸去剪力盒中積水，倒轉手輪，盡快移去砝碼、加壓框架、傳壓板等。取出試樣，測定剪切面附近的剪后含水量。8、裝試樣，重復以上步驟，測定其它三種荷載下的抗剪強度。四、計算及記錄。1、 抗剪強度計算：tau; f =C 0 _R 式中R-量力環(huán)中測微表最大讀數，或位移為 4 毫米時的讀數，準確至 0.01毫米； C 0 -量力環(huán)校正系數，kg/cm2 _0。01mm；C0 值由試

9、驗室給出。在校正試驗時，C 0 =T/AR=tau;f/RT、A 分別為環(huán)所加荷載和試樣受剪面積。2、 以抗剪強度為縱橫坐標，垂直壓力為橫坐標，繪出坐標點注意：縱坐標比例尺應一致，根據這些點繪一視測的直線，即為強度包線，該線的傾角即為土的內摩擦角，該線在縱坐標軸上的截距即為土的粘聚力 C。五、試驗說明1、關于試驗方法由于教學時間所限，故本試驗僅進展快剪試驗，但慢剪、固結快剪更為工程所常用的試驗方法，快剪與固結慢剪試驗方法上的區(qū)別是：快剪試驗是在加上垂直荷載后，立即快速剪切。而對于固結快剪和慢剪，都應在施加垂直荷載后，通過垂直方向的測微表，觀測垂直壓縮量變化情況，至每小時壓縮量不超過 0.005

10、 毫米時，才可以認為試樣固結穩(wěn)定，方能進展剪切。固結快剪與慢剪的剪切速率有較大差異：固結快剪所用剪切速率與快剪一樣，而慢剪切速率每分鐘小于 0.02 毫米，使土樣在剪切過程是不產生孔隙水壓力?？旒粼囼灋榭紫端M量不排出的條件，試樣上下面均應鋪的金屬片、塑料片或蠟紙與透水石隔開，而固結快剪和慢剪那么用濾紙。當用飽和試樣進展慢剪或固結快剪時，應在施加垂直荷載 5 分鐘后，在剪切盒的邊槽內注水，并在承壓板周圍包以濕棉花，如系非飽和土，僅在承壓板周圍包經濕棉花，以防止水分蒸發(fā)。2、直接剪切儀鑒定問題新的直剪儀或用久了的直剪儀，由于制造時的缺點，運送過程的振動，以及使用過程的磨損等原因，致使各臺直剪儀雖

11、然試驗條件一樣，而其結果往往相差較大，故對新的或用久的直剪儀應進展鑒定和校正工作，鑒定和校正的方法見土工試驗規(guī)程。六、 記錄：手輪=轉/分量力環(huán)校正系數 C 0 =kg/cm2垂直壓力 p kPa量力環(huán)內測微表讀數 R0.01mm抗剪強度CR Kpa10020_300400四、成果整理1、按式3-1計算抗剪強度：CR 3-1式中R-量力環(huán)中測微表最大讀數，或位移 4mm 時的讀數。準確至 0.01mm。C-量力環(huán)校正系數，N/mm2/0.01mm。2、按式3-2計算剪切位移：0.2 L n R 3-2式中0.2 -手輪每轉一周，剪切盒位移 0.2mm；n-手輪轉數。3 0 02 0 01 0

12、0 線 抗剪強度與垂直壓力關系曲線 10020_300400垂直壓力 pkPa三、壓縮試驗一、概述1、 試驗是在側限與軸向排水條件下測定試樣受荷時的最終壓縮量及其在某一荷載下的過程，繪制壓縮曲線和固結曲線。其目的在于確定土的壓縮系數 a、壓縮指數 C 0 、固結系數 C V 以及原狀土的先期固結壓力 P 0 。2、 目前常用的壓縮試驗儀器，有磅稱式和杠桿式兩種。下面主要介紹杠桿式1：12壓縮儀的試驗方法。試驗測定的工程視工程需要而定。學生使用止前常用的杠桿式壓縮儀進展試驗時，因受所能施加的最大垂直壓力所限，只要求測定各級試驗荷載下的最終壓縮量，繪制孔隙比與壓力關系曲線壓縮曲線，由于曲線確定土在

13、指定荷載變化范圍內的壓縮系數 a；測定某一荷載下的固結過程，繪制相應的固結曲線，以求得固結系數 C V 。如使用磅稱式壓縮儀可考慮求壓縮指數 C 0 及先期固結壓力P 0 。對于天然在基采用原狀土樣進展試驗；對于填土那么按要求的密度與含水量 ，用規(guī)定方法制備試樣進展試驗。試驗應根據土的實際工作條件，在飽和的情況下進展。如試樣不飽和，那么不必測定固結過程。二、儀器設備1、 壓縮儀：壓縮儀包括壓縮容器及加壓設備兩局部。切取試樣用的環(huán)刀內徑一般為 6.4cmS=32.17cm2 或 6.18cmS=30cm 2 環(huán)刀高度為 2cm。環(huán)壁應經常保持較高的光潔度，以減小磨擦的影響。磅稱式加壓設備的最大稱

14、量為 500公斤，感量為 0.2kg。2、 天平：感量 0.01g 及 0.1g 各一架。3、 測微表：精度 0.01mm。4、 其他：秒表、烘箱、鋼絲鋸、削土刀、土盒等。三、 操作步驟 1、 按工程需要同于浸透試驗中的備樣方法制備試樣。切取原狀試樣時，應使試樣受荷方向與天然土層受荷方向一致，并描繪試樣的層次、顏色、有無雜質等。2、 取備樣修下的土樣，用液限試驗中的含水量測定其含水量。測定含水量的工作應盡快進展。以防止水份蒸發(fā)。3、 擦凈環(huán)刀外壁，稱環(huán)刀加試樣重，稱重至 0.1g。如試樣需要飽和時，按規(guī)定方法進展飽和。4、 將帶有環(huán)刀的試樣，刀口向下小心地裝入壓縮空器的護環(huán)內。5、 在壓縮容器

15、內，順次放上底板、干凈而潤濕的透水石和濾水紙各一，再用提環(huán)螺絲將帶有試樣和環(huán)刀的護環(huán)放入容器內，上覆直徑略小于試樣的干凈而潤濕的濾紙和透水石各一，然后放入加壓導環(huán)和傳壓板。6、 檢查加壓設備是否穩(wěn)固、靈敏和位置是否正確。松開杠桿上、下固定螺絲，利用平衡鉈將橫梁調整至程度位置。7、 輕輕抬起杠桿，將裝好試樣的壓縮容器放在壓臺的正中，使傳壓的鋼珠與加壓橫梁的凹穴剛相密合。然后裝上測微表，凋節(jié)表腳使用權其可伸長的長度不小于 8 毫米，并檢查測微表是否靈敏和垂直學生應先熟悉測微表如何讀數。8、 在砝碼吊盤上加相當于試樣受壓約為 0.01kg/cm2的預壓荷載，使壓縮儀的各部份嚴密接觸。然后調整測微表的

16、讀數使其大小指針對準零點或某一整數起始讀數，并記錄之。9、 施加第一級荷載，其大小可視土的軟硬程度分別采用 0.125、0.25、或0.5kg/cm2 學生一般可采用 0.5kg/cm 2 ；第一級實加荷載應減去預壓荷載。在加荷的同時開動秒表。加荷時將砝碼輕輕地放在砝碼上，防止因沖擊、搖幌而而樣產生意外變形和砝碼掉落傷人。10、 如系飽和試樣，應在施加第一級荷載后，立即向壓縮容器中注滿水。如系非飽和試樣，那么須以濕棉花圍護在傳壓板上面以防水份蒸發(fā)。11、 加荷后可按以下時間測記測微表讀數：10、20、60、120、23 小時、24 小時至壓縮穩(wěn)定為止。壓縮穩(wěn)定標準規(guī)定為每級荷載下壓縮 24 小

17、時對于某些高塑性土，小時后沒有較大的壓縮變形，以每小時壓縮量不大于0.00mm 為標準。測記讀數后，施加第二級荷載。依次逐級加荷至試驗終止。荷載級不宜過大，視土的軟硬程度及工程情況而定，最后一級荷 載應大于土層計算壓力kgcm 。12、 如需測定某一荷載下沉降速率，以求固結系數 Cv，那么需于加荷后以下時間順序測記測微表讀數：Prime;、15Prime;、prime;、prime;15Prime;、4prime;、6prime;15Prime;、9prime;、12prime;15Prime;、16prime;、20prime;15Prime;、25prime;、30prime;15Prime;、36prime;、42prime;15Prime;、49prime;、64prime;、100prime;.小時直至穩(wěn)定為止。13、 如