土工試驗(yàn)與原理固結(jié)

土工試驗(yàn)與原理固結(jié)2023/4/51第1頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四七、固結(jié)試驗(yàn)常規(guī)固結(jié)試驗(yàn)快速固結(jié)試驗(yàn)固結(jié)系數(shù)的計(jì)算

黃土濕陷試驗(yàn)膨脹試驗(yàn)靜止側(cè)壓力系數(shù)K0試驗(yàn)2023/4/52第2頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四

（一）土的壓縮機(jī)理和有效應(yīng)力原理壓縮機(jī)理由于土是固體顆粒的集合體，具有碎散性，因而土的壓縮性比鋼材、混凝土等其他材料大得多，并具有下列兩個(gè)特點(diǎn)

:(1)土體的壓縮變形主要是由于孔隙的減小所引起的。(2)飽和土的壓縮需要一定時(shí)間才能完成，這個(gè)過程稱為土的滲流固結(jié)。

2023/4/53第3頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四有效應(yīng)力原理

對于飽和土，如果在土中某點(diǎn)截取某一水平截面，截面上由土體的重力、靜水壓力及外荷載所產(chǎn)生的應(yīng)力，稱為總應(yīng)力σ?？倯?yīng)力σ一部分是由土顆粒間的接觸面承擔(dān)，稱為有效應(yīng)力σ’；另一部分是由土體孔隙內(nèi)的水承擔(dān)，稱為孔隙水壓力u。

σ=σ’+u這個(gè)關(guān)系式稱為有效

應(yīng)力公式。

2023/4/54第4頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四壓縮變形Δh與孔隙比變化Δe的關(guān)系在實(shí)際地基常遇到的壓力范圍內(nèi)，土顆粒本身的壓縮量很小，故常忽略不計(jì)。土樣的壓縮變形為孔隙體積的減小，可建立壓縮變形Δh與孔隙比變化Δe的關(guān)系為

2023/4/55第5頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四根據(jù)工程需要，固結(jié)試驗(yàn)可以進(jìn)行如下方法的試驗(yàn)：(1)標(biāo)準(zhǔn)固結(jié)試驗(yàn)；(2)快速固結(jié)試驗(yàn)；(3)應(yīng)變控制連續(xù)加荷固結(jié)試驗(yàn)。應(yīng)變控制連續(xù)加荷固結(jié)試驗(yàn)，是在試樣上連續(xù)加荷，并隨時(shí)測定試樣的變形量和底部孔隙水壓力。要求試驗(yàn)過程中，試樣底部的孔隙水壓力不超過軸向壓力的某一值。控制標(biāo)準(zhǔn)是使試驗(yàn)時(shí)的任何時(shí)間內(nèi)，試樣底部產(chǎn)生的孔隙水壓力為同時(shí)施加軸向荷重的3%~20%。(二)固結(jié)試驗(yàn)2023/4/56第6頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四應(yīng)變控制連續(xù)加荷固結(jié)試驗(yàn)儀2023/4/57第7頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四通過固結(jié)試驗(yàn)，可以測定：試樣在側(cè)限與軸向排水條件下的變形與壓力的關(guān)系；試樣孔隙比與壓力的關(guān)系及變形與時(shí)間的關(guān)系；確定土的壓縮系數(shù)av、壓縮模量Es、體積壓縮系數(shù)mv、壓縮指數(shù)Cc、回彈指數(shù)Cs、豎向固結(jié)系數(shù)cv以及先期固結(jié)壓力pc。

2023/4/58第8頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四標(biāo)準(zhǔn)固結(jié)試驗(yàn)將天然狀態(tài)下的原狀土或人工制備的擾動(dòng)土，制備成一定規(guī)格的土樣；在側(cè)限與軸向排水條件下測定土在不同荷載下的壓縮變形；試樣在每級(jí)壓力下的固結(jié)穩(wěn)定時(shí)間為24小時(shí)。2023/4/59第9頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四1．儀器設(shè)備(1)固結(jié)容器由環(huán)刀、護(hù)環(huán)、透水板、加壓上蓋等組成土樣面積30cm2(內(nèi)徑6.18cm)或50cm2(內(nèi)徑7.98cm)，高度2cm。2023/4/510第10頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四(2)加荷設(shè)備可采用量程為5~10kN的杠桿式、磅秤式或氣壓式等加荷設(shè)備。GDG-4S三聯(lián)高壓固結(jié)儀WG系列三聯(lián)固結(jié)儀2023/4/511第11頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四KTG-BY氣壓式固結(jié)儀KTG-GY氣壓式高壓固結(jié)儀2023/4/512第12頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四氣壓式固結(jié)儀2023/4/513第13頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四(3)變形量測設(shè)備采用最大量程10mm、最小分度值0.01mm的百分表，也可采用準(zhǔn)確度為全量程0.2%的位移傳感器及數(shù)字顯示儀表或計(jì)算機(jī)。2023/4/514第14頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四(4)其他毛玻璃板、圓玻璃片、濾紙、切土刀、鋼絲鋸和凡士林或硅油等。2023/4/515第15頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四2．試驗(yàn)步驟第1步按工程需要選擇面積為30cm2或50cm2的切土環(huán)刀；環(huán)刀內(nèi)側(cè)涂上一層薄薄的凡士林或硅油；刀口向下放在原狀土或人工制備的擾動(dòng)土上；切取原狀土樣時(shí)應(yīng)按天然狀態(tài)時(shí)垂直方向一致。1制備土樣2023/4/516第16頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四第2步小心地邊壓邊削，注意避免環(huán)刀偏心入土；使整個(gè)土樣進(jìn)入環(huán)刀并凸出環(huán)刀為止；用鋼絲鋸(軟土)或用修土刀(較硬的土或硬土)，將環(huán)刀兩端余土修平，擦凈環(huán)刀外壁。第3步測定土樣密度；在余土中取代表性土樣測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)。2023/4/517第17頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四第4步在固結(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)；在土樣兩端貼上潔凈而濕潤的濾紙用提環(huán)螺絲將導(dǎo)環(huán)置于固結(jié)容器；然后放上透水石和傳壓活塞以及定向鋼球。2023/4/518第18頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四2打開固結(jié)儀器的壓力盒第19頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四3壓力盒中底部放入透水石和潮濕的濾紙第20頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四4將制備好的環(huán)刀土樣韌口朝下放入壓力盒中第21頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四5放平土樣第22頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四6放上護(hù)環(huán)第23頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四7土樣上面放上潮濕的濾紙第24頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四8再放上透水石第25頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四9放上加壓蓋板第26頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四10土樣裝好第27頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四第5步將裝有土樣的固結(jié)容器，準(zhǔn)確地放在加荷橫梁的中心；對于杠桿式固結(jié)儀，應(yīng)調(diào)整杠桿平衡，為保證試樣與容器上下各部件之間接觸良好，應(yīng)施加1kPa預(yù)壓荷載；對于采用氣壓式壓縮儀，可按規(guī)定調(diào)節(jié)氣壓力，使之平衡，同時(shí)使各部件之間密合。第6步調(diào)整百分表或位移傳感器至“0”讀數(shù)；按工程需要確定加壓等級(jí)、測定項(xiàng)目以及試驗(yàn)方法。

2023/4/528第28頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四11放壓力盒入固結(jié)儀加壓框第29頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四12調(diào)杠桿水平第30頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四13調(diào)整百分表內(nèi)圈小針初讀數(shù)第31頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四14旋轉(zhuǎn)百分表外圈調(diào)零第32頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四15百分表調(diào)整完畢第33頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四16加荷載第34頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四17穩(wěn)定后讀數(shù)第35頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四第7步加壓等級(jí)可采用12.5、25、50、100、200、400、800、1600、3200kPa；第一級(jí)壓力的大小視土的軟硬程度，分別采用12.5、25kPa或50kPa；最后一級(jí)壓力應(yīng)大于土層的自重應(yīng)力與附加應(yīng)力之和，或大于上覆土層的計(jì)算壓力100~200kPa，但最大壓力不應(yīng)小于400kPa。2023/4/536第36頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四第8步當(dāng)需要確定原狀土的先期固結(jié)壓力時(shí)，初始段的荷重率應(yīng)小于1，可采用0.5或0.25；最后一級(jí)壓力應(yīng)使測得的e~logp曲線下段出現(xiàn)直線段；對于超固結(jié)土，應(yīng)采用卸壓、再加壓方法來評(píng)價(jià)其再壓縮特性。2023/4/537第37頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四第9步當(dāng)需要做回彈試驗(yàn)時(shí)，回彈荷重可由超過自重應(yīng)力或超過先期固結(jié)壓力的下一級(jí)荷重依次卸壓至25kPa，然后再依次加荷，一直加至最后一級(jí)荷重為止。卸壓后的回彈穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)與加壓相同，即每次卸壓后24小時(shí)測定試樣的回彈量。對于再加荷時(shí)間，因考慮到固結(jié)已完成，穩(wěn)定較快，因此可采用12小時(shí)或更短的時(shí)間。2023/4/538第38頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四第10步對于飽和試樣，在試樣受第一級(jí)荷重后，應(yīng)立即向固結(jié)容器的水槽中注水浸沒試樣；對于非飽和土樣，須用濕棉紗或濕海綿覆蓋于加壓蓋板四周，避免水分蒸發(fā)。2023/4/539第39頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四第11步當(dāng)需要預(yù)估建筑物對于時(shí)間與沉降的關(guān)系，需要測定豎向固結(jié)系數(shù)cv，或?qū)τ趯永順?gòu)造明顯的軟土需測定水平向固結(jié)系數(shù)cH時(shí)，應(yīng)在某一級(jí)荷重下測定時(shí)間與試樣高度變化的關(guān)系。讀數(shù)時(shí)間為6秒、15秒、1分、2分15秒、4分、6分15秒、9分、12分15秒、16分、20分15秒、25分、30分15秒、36分、42分15秒、49分、64分、100分、200分、400分、23小時(shí)、24小時(shí)，直至穩(wěn)定為止。當(dāng)測定cH時(shí)，需具備水平向固結(jié)的徑向多孔環(huán)，環(huán)的內(nèi)壁與土樣之間應(yīng)貼有濾紙。2023/4/540第40頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四第12步當(dāng)不需要測定沉降速率時(shí)，則施加每級(jí)壓力后24小時(shí)測定試樣高度變化作為穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)；對于需測定壓縮系數(shù)的試樣，施加每級(jí)壓力后，每小時(shí)變形達(dá)0.01mm時(shí)，測定試樣高度變化作為穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)。第13步當(dāng)試驗(yàn)結(jié)束時(shí)，應(yīng)先排除固結(jié)容器內(nèi)水分；然后拆除容器內(nèi)各部件，取出帶環(huán)刀的土樣；必要時(shí)，揩干試樣兩端和環(huán)刀外壁上的水分，測定試驗(yàn)后的密度和含水率。2023/4/541第41頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四3.固結(jié)試驗(yàn)成果整理計(jì)算試樣的初始孔隙比：計(jì)算試樣的顆粒(骨架)凈高：計(jì)算某級(jí)壓力下固結(jié)穩(wěn)定后土的孔隙比：2023/4/542第42頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四繪制e~p壓縮曲線。繪制半對數(shù)直角坐標(biāo)系統(tǒng)的e~lgp曲線

。2023/4/543第43頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四壓縮性指標(biāo)在一般的壓力變化范圍內(nèi),用一段割線近似地代替該段曲線,割線的斜率稱為土的壓縮系數(shù)a,

單位為

MPa-1。工程實(shí)用上常以p=100~200kPa時(shí)的壓縮系數(shù)a1-2

作為評(píng)價(jià)土層壓縮性的標(biāo)準(zhǔn)。

2023/4/544第44頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四根據(jù)e～p曲線，可以得到另一個(gè)重要的壓縮指標(biāo)——壓縮模量，用Es來表示。壓縮模量定義：土在完全側(cè)限的條件下豎向應(yīng)力增量與相應(yīng)的應(yīng)變增量的比值，單位為

MPa。2023/4/545第45頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四當(dāng)采用半對數(shù)的直角坐標(biāo)來繪制室內(nèi)壓縮試驗(yàn)e～p關(guān)系時(shí)，就得到了e～lgp曲線，可以看到，在壓力較大部分，e～lgp關(guān)系接近直線，這是這種表示方法區(qū)別于e～p曲線的獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)試驗(yàn)時(shí)以較小的壓力開始，采用小增量多級(jí)加荷，并加到較大的荷載為止，一般為12.5、25、50、100、200、400、800、1600、3200kPa。2023/4/546第46頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四將e～lgp曲線直線段的斜率用Cc來表示，稱為壓縮指數(shù)，無量綱。壓縮指數(shù)Cc與壓縮系數(shù)a不同，a值隨壓力變化而變化，而Cc值在壓力較大時(shí)為常數(shù)，不隨壓力變化而變化。2023/4/547第47頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四2023/4/548第48頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四2023/4/549第49頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四2023/4/550固結(jié)系數(shù)的計(jì)算

①時(shí)間平方根法對于某一級(jí)壓力，以試樣的變形為縱坐標(biāo)，時(shí)間平方根為橫坐標(biāo)，繪制變形與時(shí)間平方根關(guān)系曲線(見圖4-3)。延長曲線開始段的直線，交縱坐標(biāo)于ds(理論零點(diǎn))，過ds作另一直線，令其另一端的橫坐標(biāo)為前一直線橫坐標(biāo)的1.15倍。第50頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四2023/4/5511.根據(jù)單向固結(jié)理論，在U<60%之前，U與

成直線關(guān)系，大致可用來表示，若將這直線延長至U=90%，則可得=0.798；2.若按理論曲線上的U=90%直接從公式可算出3.兩者之比0.920/0.798=1.15，這一關(guān)系是時(shí)間平方根法的主要依據(jù)令其另一端的橫坐標(biāo)為前一直線橫坐標(biāo)的1.15倍后一直線與變形~時(shí)間平方根關(guān)系曲線交點(diǎn)所對應(yīng)的時(shí)間的平方即為試樣固結(jié)度達(dá)90%所需的時(shí)間t90延長曲線開始段的直線，交縱坐標(biāo)于ds(理論零點(diǎn))第51頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四①時(shí)間平方根法1.15倍的直線與變形~時(shí)間平方根關(guān)系曲線交點(diǎn)所對應(yīng)的時(shí)間的平方即為試樣固結(jié)度達(dá)90%所需的時(shí)間t90；該級(jí)壓力下的垂直向固結(jié)系數(shù)Cv按下式計(jì)算：2023/4/552第52頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四2023/4/553②時(shí)間對數(shù)法對于某一級(jí)壓力，以試樣的變形為縱坐標(biāo)，時(shí)間的對數(shù)為橫坐標(biāo)，在半對數(shù)紙上繪制變形與時(shí)間對數(shù)關(guān)系曲線(見圖4-4)。該曲線的首段部分接近為拋物線，中部一段為直線，末段部分隨著固結(jié)時(shí)間的增加而趨于一直線。第53頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四2023/4/554t50該曲線的首段部分接近為拋物線，中部一段為直線，末段部分隨著固結(jié)時(shí)間的增加而趨于一直線。第54頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四2023/4/555②時(shí)間對數(shù)法在變形與時(shí)間對數(shù)關(guān)系曲線的開始段拋物線上，任選一時(shí)間t1，查得相對應(yīng)的變形值d1，再取時(shí)間t2＝4t1，查得相對應(yīng)的變形值d2，則2d2-d1即為d01。另取時(shí)間按同樣方法可求得d02、d03、d04等，取其平均值作為平均理論零點(diǎn)ds。延長曲線中部的直線段和通過曲線尾部切線的交點(diǎn)即為固結(jié)度U=100%的理論終點(diǎn)dl00。第55頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四2023/4/556②時(shí)間對數(shù)法根據(jù)ds和dl00即可定出相應(yīng)于固結(jié)度U=50%的縱坐標(biāo)d50＝(d0+d100)/2對應(yīng)于d50的時(shí)間即為試樣固結(jié)度U=50%所需的時(shí)間t50，對應(yīng)的時(shí)間因數(shù)為Tv=0.197。某級(jí)壓力下的垂直向固結(jié)系數(shù)可按下式計(jì)算：在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，宜先用時(shí)間平方根法，如不能準(zhǔn)確定出開始的直線段，則用時(shí)間對數(shù)法。

第56頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四2023/4/557先期固結(jié)壓力及判斷先期固結(jié)壓力pc

土層歷史上所曾經(jīng)承受過的最大固結(jié)壓力稱為先期固結(jié)壓力pc，也就是土體在固結(jié)過程中所受的最大有效應(yīng)力，先期固結(jié)壓力pc是一個(gè)了解土層應(yīng)力歷史的重要指標(biāo)。目前確定pc的主要方法仍是通過室內(nèi)壓縮試驗(yàn)作出e-lgp曲線,再用一種簡便的作圖方法確定pc，這一方法是由卡薩格蘭德于1936年提出的，一直沿用至今。

第57頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四2023/4/558第58頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四土層天然固結(jié)狀態(tài)判斷通過先期固結(jié)壓力pc與土層自重應(yīng)力p0(即自重作用下固結(jié)穩(wěn)定的有效豎向應(yīng)力)狀態(tài)的比較，可將天然土層劃分為正常固結(jié)土、超固結(jié)土和欠固結(jié)土三類固結(jié)狀態(tài)，并用超固結(jié)比OCR＝pc/

p0去判別：(1)如果土層的自重應(yīng)力p0等于前期固結(jié)壓力pc，也就是說土的自重應(yīng)力就是該土層歷史上受過的最大的有效應(yīng)力，這種土稱為正常固結(jié)土，則OCR=1。

2023/4/559第59頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四(2)如果土層的自重應(yīng)力p0小于前期固結(jié)壓力pc，也就是說該土層歷史上受過的最大的有效壓力大于土自重應(yīng)力，這種土稱為超固結(jié)土，如覆蓋的土層由于被剝蝕等原因，使得原來長期存在于土層中的豎向有效壓應(yīng)力減小了，則OCR>1。(3)如果土層的前期固結(jié)壓力pc小于土層的自重應(yīng)力p0，也就是說該土層在自重作用下的固結(jié)尚未完成，這種土稱為欠固結(jié)土，如新近沉積粘性土、人工填土等，由于沉積的時(shí)間短，在自重作用下還沒有完全固結(jié)，則OCR<1。2023/4/560第60頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四快速固結(jié)試驗(yàn)對于沉降計(jì)算精度要求不高，而滲透性又較大的土，且不需要求固結(jié)系數(shù)時(shí)，可采用快速固結(jié)試驗(yàn)方法，僅最后一級(jí)壓力延長至24小時(shí)?？焖俟探Y(jié)試驗(yàn)法規(guī)定，當(dāng)固結(jié)壓力小于等于400kPa時(shí)，在各級(jí)壓力下的固結(jié)時(shí)間為1小時(shí)；當(dāng)固結(jié)壓力大于400kPa時(shí)，在各級(jí)壓力下的固結(jié)時(shí)間為2小時(shí)。當(dāng)固結(jié)壓力小于等于400kPa時(shí)，以等比例綜合固結(jié)度進(jìn)行修正。當(dāng)固結(jié)壓力大于400kPa時(shí)，以次固結(jié)增量方法進(jìn)行修正。2023/4/561第61頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四等比例綜合固結(jié)度校正法校正系數(shù)的計(jì)算計(jì)算某級(jí)壓力下固結(jié)穩(wěn)定后(即修正后)的土的孔隙比：或2023/4/562第62頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四4.37/4.24=1.0312023/4/563第63頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四次固結(jié)增量校正法2023/4/564第64頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四次固結(jié)壓縮指數(shù)壓縮指數(shù)次固結(jié)壓縮指數(shù)Cα與相應(yīng)荷重下的壓縮指數(shù)Cc成線性關(guān)系2023/4/565第65頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四2023/4/566第66頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四2023/4/567第67頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四2023/4/568第68頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四最終荷重下2h與24h孔隙比之差各荷重點(diǎn)分別作切線，求出Cα用公式(3)計(jì)算Δei2023/4/569第69頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四（三）黃土濕陷試驗(yàn)?zāi)康模簻y定黃土的大孔隙比和相對下沉系數(shù)儀器設(shè)備：同單軸固結(jié)儀2023/4/570第70頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四（三）黃土濕陷試驗(yàn)試驗(yàn)步驟：對試樣施加不同荷載，并在每級(jí)荷載下測讀不同時(shí)間的試樣變形量，直至達(dá)到沉降穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)(每小時(shí)變形量不超過0.01mm)。在某壓力下達(dá)到穩(wěn)定沉降后，自試樣頂面加水，求其在該荷載下的大孔隙比及相對下沉系數(shù)。2023/4/571第71頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四大孔隙比和相對下沉系數(shù)計(jì)算(JTGE40-2007)ep——p(kPa)壓力時(shí)浸水前試樣的穩(wěn)定孔隙比；e’p——p(kPa)壓力時(shí)浸水后試樣的穩(wěn)定孔隙比；e0——試驗(yàn)開始時(shí)孔隙比。2023/4/572第72頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四2023/4/573第73頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四濕陷系數(shù)計(jì)算(GB/T50123-1999)(2008版)h1——pkPa壓力時(shí)浸水前試樣的穩(wěn)定高度；h2——pkPa壓力時(shí)浸水后試樣的穩(wěn)定高度；e0——試驗(yàn)開始時(shí)試樣的高度。2023/4/574第74頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四2023/4/575第75頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四（四）膨脹試驗(yàn)根據(jù)不同的試驗(yàn)?zāi)康暮瓦m用范圍，膨脹試驗(yàn)有四種試驗(yàn)方法1.自由膨脹率試驗(yàn)?zāi)康模鹤杂膳蛎浡蕿樗缮⒌暮娓赏亮Ｔ谒泻涂諝庵蟹謩e自由堆積的體積之差與在空氣中自由堆積的體積之比，用百分率表示，用以判定無結(jié)構(gòu)力的松散土粒在水中的膨脹特性。適用范圍：適宜于膨脹土2023/4/576第76頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四用于攪拌量筒內(nèi)懸液用于測量干土自由堆積體積2023/4/577第77頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四攪拌器漏斗量土杯支架自由膨脹率測定裝置2023/4/578第78頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四自由膨脹率計(jì)算：2023/4/579第79頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四土樣在量筒中不同時(shí)間的膨脹體積(16.8-10)/10=68%2023/4/580第80頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四2.無荷載膨脹量試驗(yàn)?zāi)康模簾o荷載膨脹量試驗(yàn)用于測定試樣在無荷載有側(cè)限條件下，浸水后在高度方向上的單向膨脹與原高度的比值，這一比值稱為膨脹量，以百分?jǐn)?shù)表示。適用范圍：適宜于測定原狀土和擊實(shí)土樣的無荷載膨脹量，供評(píng)價(jià)粘性土膨脹勢能時(shí)參考。儀器設(shè)備：膨脹儀或固結(jié)儀。2023/4/581第81頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四2023/4/582第82頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四WZ-2型膨脹儀2023/4/583第83頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四2023/4/584第84頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四(2.5-0)/20×100%=12.5%H0=20mm,R0=0R0為百分表初讀數(shù)2023/4/585第85頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四3.有荷載膨脹量試驗(yàn)?zāi)康模簽榱四M覆蓋壓力或某一特定荷載條件，可按實(shí)際荷載大小作有荷載有側(cè)限的膨脹量試驗(yàn)，或做不同荷載下的的膨脹量試驗(yàn)。適用范圍：適宜于測定原狀土和擊實(shí)粘質(zhì)土在特定荷載下的膨脹量，或測定荷載與膨脹的關(guān)系曲線。儀器設(shè)備：固結(jié)儀。2023/4/586第86頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四2023/4/587第87頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四2023/4/588第88頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四(2.5+0-0)/20×100%=12.5%H0=20mm,R0=0,Rp=0Rp為荷載P作用下儀器的壓縮變形量2023/4/589第89頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四4.膨脹力試驗(yàn)?zāi)康模号蛎浟κ峭馏w在吸水膨脹時(shí)所產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，膨脹力試驗(yàn)是測定試樣在體積不變時(shí)由于吸水膨脹而產(chǎn)生的豎向最大內(nèi)應(yīng)力。適用范圍：適用于原狀土和擊實(shí)土試樣，采用加荷平衡法。儀器設(shè)備：單向固結(jié)儀。2023/4/590第90頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四2023/4/591第91頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四4.0×12/30×10=16kPa注：12為加壓設(shè)備的杠桿比2023/4/592第92頁，共100頁，2023年，2月20日，星期四（五）靜止側(cè)壓力系數(shù)K0試驗(yàn)定義：土的靜止側(cè)壓力系數(shù)K0是指土體在無側(cè)向變形條