土木工程實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、實(shí)驗(yàn)一 土得顆粒分析試驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?測(cè)定干土中各種粒組所占該土總質(zhì)量得百分?jǐn)?shù)，借以明了顆粒大小分布及級(jí)配組成。2供土分類(lèi)及概略判斷土得工程性質(zhì)及作建筑材料用。二、試驗(yàn)內(nèi)容對(duì)粒徑大于0、075mm且粒徑大于2 mm得顆粒不超過(guò)總質(zhì)量得 1 0 %得無(wú)粘性土用標(biāo) 準(zhǔn)細(xì)篩進(jìn)行篩分試驗(yàn)。三、實(shí)驗(yàn)儀器與設(shè)備1 標(biāo)準(zhǔn)細(xì)篩：孔徑為 2mm、1mm、0.5mm、0。25mm、0。075mm、底盤(pán)；2 電子天平淋量200g,感量0。01g;稱(chēng)量1 0 0 0 g,感量0。1g;3搖篩機(jī)、恒溫烘箱；4其她:毛刷、匙、瓷盤(pán)、瓷杯、白紙 .四、實(shí)驗(yàn)方法與步驟1取有代表性得風(fēng)干土樣或烘干冷卻至室溫得土樣2005 00

2、g,稱(chēng)量準(zhǔn)確至0。1g。2將標(biāo)準(zhǔn)細(xì)篩依孔徑大小順序疊好，孔徑大得在上，最下面為底盤(pán)，將稱(chēng)好得土樣倒入最上層篩中，蓋好上蓋.進(jìn)行篩析。標(biāo)準(zhǔn)細(xì)篩放在寸§篩機(jī)上震搖與約10分鐘左右。3檢查各篩內(nèi)就是否有團(tuán)粒存在 ，若有則碾散再過(guò)篩。4由最大孔徑篩開(kāi)始，將各篩取下，在白紙上用手輕叩搖晃，如有土粒漏下，應(yīng)繼續(xù)輕叩 搖晃，至去土粒漏下為止。漏下得砂粒應(yīng)全部放入下級(jí)篩內(nèi)。逐次檢查至盤(pán)底。5并將留在各篩上得土樣分別分別倒在白紙上，用毛刷將走色中砂粒輕輕刷下，再分別倒入瓷杯內(nèi)，稱(chēng)量準(zhǔn)確至 0. 1 g。6各細(xì)篩上及底盤(pán)內(nèi)砂土質(zhì)量總與與篩前稱(chēng)量得砂土樣總質(zhì)量之差不得大于1 %。五、試驗(yàn)數(shù)據(jù)整理1按下式計(jì)

3、算小于某粒徑得試樣質(zhì)量占總質(zhì)量得百分?jǐn)?shù)：式中x小于某粒徑得試樣質(zhì)量占試樣總質(zhì)量得百分?jǐn)?shù)（）;皿1-小于某粒徑得t明#質(zhì)量（g）;m B-用標(biāo)準(zhǔn)細(xì)篩分析時(shí)所取得試樣質(zhì)量（g）。2以小于某粒徑得試樣質(zhì)量占試樣總質(zhì)量得百分?jǐn)?shù)為縱坐標(biāo)，以粒徑（mm）為對(duì)數(shù)橫坐標(biāo),繪制顆粒大小分布曲線。3計(jì)算級(jí)配指標(biāo)按下式計(jì)算顆粒大小分布曲線得不均勻系數(shù)：式中 C u 不土勻系數(shù)；d 6 0-限制粒徑，在粒徑分布曲線上小于該粒徑得土含量占總土質(zhì)量得6 0 %得粒徑；d1 0 有效粒徑，在粒徑分布曲線上小于該粒徑得土含量占總土質(zhì)量得10%得粒徑。按下式計(jì)算顆粒大小分布曲線得曲率系數(shù)：式中C c -曲率系數(shù)；d 30-在粒

4、徑分布曲線上小于該粒徑得土含量占總土質(zhì)量得3 0 %得粒徑。4 對(duì)試樣土料分類(lèi)并作出級(jí)配良好與否得判斷依據(jù)土得分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)土樣進(jìn)行分類(lèi)，定名為粗砂、中砂、細(xì)砂、粉砂等;當(dāng)顆粒大小分布曲線得CuA5且Cc=13，則級(jí)配良好，否則為級(jí)配不良.實(shí)驗(yàn)二 土得固結(jié)壓縮試驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、測(cè)定試樣在側(cè)限與軸向排水條件下得變形與壓力得關(guān)系, 或孔隙比與壓力得關(guān)系, 變形與時(shí)間得關(guān)系。2、由測(cè)得得各關(guān)系曲線計(jì)算土得壓縮系數(shù)av、壓縮模量 Es、壓縮指數(shù) Cc、回彈指數(shù)Cs、固結(jié)系數(shù)Cv、地基得滲透系數(shù) k及土得先期固結(jié)壓力Pc等，測(cè)定項(xiàng)目視工程需要而定。3、利用壓縮試驗(yàn)所得得參數(shù)計(jì)算地基基礎(chǔ)得變形量,預(yù)估地基承

5、載力。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備、儀器1、壓縮固結(jié)儀：由環(huán)刀、護(hù)環(huán)、透水板、加壓上蓋、量表架等組成；2、加壓設(shè)備：采用量程為510kN得杠桿式加壓設(shè)備；3、變形量測(cè)設(shè)備：百分表量程10mm,分度值為0.01mm;4、其她：快速烘箱(300° C350°C)、電子天平(稱(chēng)量100 0g，感量0.01g)、測(cè)容重用環(huán) 刀、刮土刀、鋼絲鋸、鋁盒、玻璃板、秒表、凡士林、盛水盆、濾紙等三、試驗(yàn)步驟1、按要求取原狀樣或制備擾動(dòng)土樣。2、取環(huán)刀樣，測(cè)試驗(yàn)前得密度與含水量。3、取壓縮儀內(nèi)得環(huán)刀 ,內(nèi)壁擦抹凡士林使其光滑少摩擦。環(huán)刀刃口向下對(duì)準(zhǔn)制備得圓柱土樣中心，慢慢垂直下壓且邊壓邊削土樣,使土樣成錐臺(tái)形

6、.直至土樣伸出環(huán)刀頂面為止,將環(huán)刀兩邊余土削去修平，擦凈環(huán)刀外壁。4、在壓縮容器內(nèi)放置透水石、濾紙與下護(hù)環(huán)，將帶有環(huán)刀得試樣小心裝入護(hù)環(huán)，然后在環(huán)刀試樣上放薄濾紙、上護(hù)環(huán)、透水板與加壓蓋板，置于加壓框架下，并對(duì)準(zhǔn)加壓桿， 使加壓桿與加壓蓋板中心凹槽對(duì)正。5、安裝百分表，為保證試樣與儀器上下各部分之間接觸良好，應(yīng)施加1 k Pa得預(yù)壓壓 力，然后調(diào)整百分表，使百分度指針歸零(表得毫米指針應(yīng)控制在51 0 mm之間，以保證有足夠得量程測(cè)定試樣得壓縮量) 。6、加荷。按 50、100、2 0 0、4 00 (kp a)四級(jí)荷重加荷，每級(jí)荷載歷時(shí)1 0分鐘，即 每級(jí)荷重加上10 分鐘時(shí) ,記測(cè)微表讀數(shù)

7、一次,然后加下一級(jí)荷載,依些類(lèi)推,直到第四級(jí)荷載施加完畢為止四、注意事項(xiàng)1首先裝好試樣, 再安裝量表。在裝量表得過(guò)程中，小指針需調(diào)至整數(shù)位,大指針調(diào)至零,量表?xiàng)U頭要有一定得伸縮范圍，固定在量表架上。2。壓縮容器內(nèi)放置得透水石、濾紙濕度盡量與試樣濕度接近。3加荷時(shí)，應(yīng)按順序加砝碼；試驗(yàn)中不要震動(dòng)實(shí)驗(yàn)臺(tái),以免指針產(chǎn)生移動(dòng)五、試驗(yàn)數(shù)據(jù)整理1 、 按下式計(jì)算試樣得初始孔隙比e0:式中e O -土樣得初始孔隙比；Gs一、土粒比重，本實(shí)驗(yàn)取Gs = 2、7;P0 土樣得初始密度（g / cm3）,由試驗(yàn)測(cè)定；p b4°C水得密度，為1 g/cm3;聞一土樣得初始含水量（）,由試驗(yàn)測(cè)定。2 .計(jì)算

8、試樣得顆粒（骨架）凈高 h s式中：h0 一試樣初始高度（mm）3、計(jì)算某級(jí)壓力下變形穩(wěn)定后得孔隙比ei式中：ei-某級(jí)壓力下土樣得孔隙比；-某級(jí)壓力下試樣高度得累計(jì)變形量，mm;4、計(jì)算某級(jí)壓力下得壓縮系數(shù)a i- i +1與壓縮模量E s式中Pi某一級(jí)荷重值，MPa。根據(jù)上覆壓力確定i , 一般建筑物得上覆壓力在100- 2 00k P a之間，故取a1-2來(lái)表達(dá)圖得壓縮系數(shù).5、作孔隙比e與壓力p得關(guān)系曲線以孔隙比e為縱坐標(biāo)，壓力p為橫坐標(biāo)，繪制孔隙比與壓力得關(guān)系曲線。實(shí)驗(yàn)三土得直接剪切試驗(yàn)一、試驗(yàn)?zāi)康?、測(cè)定土得抗剪強(qiáng)度指標(biāo)c與 ，為計(jì)算地基承載力、擋墻土壓力、驗(yàn)算地基及土坡穩(wěn)定提供

9、基本參數(shù)。2、了解應(yīng)變式直接剪切試驗(yàn)測(cè)定土得抗剪強(qiáng) 度指標(biāo)得方法。分為：快剪（Q）、固結(jié)快剪 （CQ）、慢剪（S）三種試驗(yàn)方法。3、明了直接剪切試驗(yàn)得特點(diǎn)。二、實(shí)驗(yàn)方法快剪：在試樣上施加垂直壓力后立即快速施加 水平剪應(yīng)力。固結(jié)快剪：在試樣上施加垂直壓力，待試樣排水 固結(jié)穩(wěn)定后，快速施加水平剪應(yīng)力。慢剪:在試樣上施加垂直壓力及水平剪應(yīng)力得過(guò)程中 本次實(shí)驗(yàn)內(nèi)容只進(jìn)行快剪試驗(yàn) .三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備，均使試樣排水固結(jié)1、應(yīng)變控制式直剪儀：主要包括：剪切盒（水槽、上剪切盒、下剪切盒 ，垂直加壓框架測(cè)力環(huán)，推動(dòng)機(jī)構(gòu)，臺(tái)板，杠桿式加壓設(shè)備.2、位移計(jì)或百分表：量程 510mm ,分度值0、01 m m。3、環(huán)刀：

10、與直剪儀配套得至少 3個(gè)；內(nèi)徑618mm，高度20mm。4、其她：削土刀，秒表，玻璃板，推土器，臘紙或塑料膜 四、實(shí)驗(yàn)步驟20 0 m1、制備土樣：制備給定干密度與含水量范圍得擾動(dòng)土樣，土樣為土樣為直徑約 m,高約1 0 0 mm得土柱。（實(shí)際工程中，切取原狀土樣）。2、切取土樣：用與直剪儀配套得環(huán)刀切取土樣。環(huán)刀刃口向下對(duì)準(zhǔn)圓柱土樣中心，慢慢垂直下壓，邊壓邊削切土樣使土樣成錐臺(tái)形.直至土樣伸出環(huán)刀頂面為止，將環(huán)刀兩邊余土削去修平，擦凈環(huán)刀外壁。3、安裝土樣：對(duì)準(zhǔn)上下剪切盒，插入固定插銷(xiāo)。在下盒內(nèi)放不透水板，在放入，然后用推土器將試樣徐徐推入剪切盒內(nèi)，移去環(huán)刀。再順次放入另一張同直徑得蠟紙或塑

11、料膜、上透 水石、加壓蓋板與鋼珠.4、調(diào)試儀器：安裝加壓框架，轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，使上剪切盒前端鋼珠剛好與測(cè)力環(huán)接觸。調(diào)整測(cè)力環(huán)百分表讀數(shù)為零。對(duì)需要測(cè)記垂直變形量得，安裝垂直位移計(jì)或百分表。5、施加垂直壓力：轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，使上盒前端鋼珠剛好與測(cè)力計(jì)接觸，調(diào)整測(cè)力計(jì)中得量表 讀數(shù)為零。順次加上蓋板、鋼珠壓力框架。每組四個(gè)試樣，分別在四種不同得垂直壓力下 進(jìn)行剪切。在教學(xué)上，可取四個(gè)垂直壓力分別為100、20 0、4 00 kPa.6、進(jìn)行剪切：施加垂直壓力后，立即拔出固定銷(xiāo)釘，開(kāi)動(dòng)秒表，以每分鐘46轉(zhuǎn)得均勻速率旋轉(zhuǎn)手輪（在教學(xué)中可采用每分鐘6轉(zhuǎn)）。使試樣在35分鐘內(nèi)剪破。如測(cè)力計(jì)中得量 表指針不再前進(jìn)，或有

12、顯著后退，表示試樣已經(jīng)被剪破。但一般宜剪至剪切變形達(dá)4mm。若量表指針再繼續(xù)增加，則剪切變形應(yīng)達(dá)6 m m為止。手輪每轉(zhuǎn)一圈，同時(shí)測(cè)記測(cè)力計(jì)量表讀 數(shù)，直到試樣剪破為止。（注：手輪每轉(zhuǎn)一圈推進(jìn)下盒 0、2毫米）。7、拆卸試樣：剪切結(jié)束后，吸去剪切盒中得積水，倒轉(zhuǎn)手輪，盡快移去垂直壓力、框架、上蓋板，取出試樣。試驗(yàn)注意事項(xiàng)1、先安裝試樣，再裝量表。安裝試樣時(shí)要用透水石把土樣從環(huán)刀推進(jìn)剪切盒里，試驗(yàn)前量表中得大指針調(diào)至零。2、加荷時(shí)，不要搖晃祛碼；剪切時(shí)要拔出銷(xiāo)釘 五、試驗(yàn)數(shù)據(jù)整理1、按下式計(jì)算各級(jí)垂直壓力下所測(cè)得抗剪強(qiáng)度：式中：°f 一 土得抗剪強(qiáng)度，kPa;C 測(cè)力計(jì)率定系數(shù)，kPa

13、/0 .0 1mm；R 測(cè)力計(jì)量表最大讀數(shù)，或位移4毫米時(shí)得讀數(shù)（0、01 毫米），0、01mm。2、繪制 （T曲線UU ）、固結(jié)不排水剪切（CU）以抗剪強(qiáng)度。為縱坐標(biāo)，垂直壓力b為橫坐標(biāo)，繪制 抗剪強(qiáng)度T與垂直壓力b得關(guān)系曲線.根據(jù)圖上各點(diǎn)，繪制一條視測(cè)得直線.則直線得傾角為土得內(nèi)摩擦角，直線在縱坐標(biāo)軸上得截距為土得粘聚力C .?實(shí)驗(yàn)四土得三軸剪切試驗(yàn)一、試驗(yàn)?zāi)康萌S剪切試驗(yàn)就是在三向應(yīng)力狀態(tài)下，測(cè)定土得抗剪強(qiáng)度參數(shù)得一種剪切試驗(yàn)方法。通常用34個(gè)圓柱體試O(KPa)樣，分別在不同得恒定圍壓下 ，施加軸向壓力，進(jìn)行剪切，直 至破壞；然后根據(jù)極限應(yīng)力圓包絡(luò)線，求得抗剪強(qiáng)度參數(shù). 二、實(shí)驗(yàn)方法根

14、據(jù)排水條件不同，三軸剪切試驗(yàn)分為不固結(jié)不排水試驗(yàn)（與固結(jié)排水試驗(yàn)(CD).本試驗(yàn)只作部固結(jié)不排水剪切試驗(yàn)三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備1、應(yīng)變控制式三軸剪切儀, 由周?chē)鷫毫ο到y(tǒng)、反壓力系統(tǒng)、孔隙水壓力量測(cè)系統(tǒng)與主機(jī)組成。2、附屬設(shè)備:包括擊實(shí)器、飽與器、切土器、分樣器、切土盤(pán)、承膜筒與對(duì)開(kāi)圓模。3、天平：秤量200g,感量0。0 1g;稱(chēng)量1 000g,感量0。1g。4、橡皮膜：應(yīng)具有彈性，厚度應(yīng)小于橡皮膜直徑得1 /100,不得有漏氣孔。四、試驗(yàn)步驟1、試樣制備(1)本試驗(yàn)需要3 4個(gè)試樣，分別在不同周?chē)鷫毫ο逻M(jìn)行試驗(yàn)。(2)試樣尺寸：最小直徑為。35mm,最大直徑為。10 1mm，試樣高度宜為試樣直徑得22

15、、 5 倍。對(duì)于有裂縫、軟弱面與構(gòu)造面得試樣,試樣直徑宜大于60mm.(3)原狀試樣制備,應(yīng)將土切成圓柱形試樣,試樣兩端應(yīng)平整并垂直于試樣軸,當(dāng)試樣側(cè)面或端部有小石子或凹坑時(shí),允許用削下得余土修整,試樣切削時(shí)應(yīng)避免擾動(dòng),并取余土測(cè)定試樣得含水量。(4)擾動(dòng)試樣制備，應(yīng)根據(jù)預(yù)定得干密度與含水量，在擊實(shí)器內(nèi)分層擊實(shí)，粉質(zhì)土宜35層,粘質(zhì)土宜為5 8層，各層土料數(shù)量應(yīng)相等，各層接觸面應(yīng)刨毛。(5)對(duì)制備好得試樣，應(yīng)量測(cè)其直徑與高度。試樣得平均直徑應(yīng)按下式計(jì)算：(式中D 1,D2,D3分別為試樣上、中、下部位得直徑 )取余土 ,測(cè)定含水率。2、 試樣得安裝( 1) 在壓力室底座上依次放上不透水板、試樣

16、及試樣帽,將橡皮膜套在試樣外,并將橡皮膜兩端與底座及試樣帽分別扎緊。(2)裝上壓力室罩，向壓力室內(nèi)注滿(mǎn)純水，關(guān)排氣閥,壓力室內(nèi)不應(yīng)有殘留氣泡。并將活塞對(duì)準(zhǔn)千分表與試樣頂部。(3)關(guān)排水閥，開(kāi)周?chē)鷫毫﹂y ,施加周?chē)鷫毫Γ車(chē)鷫毫χ祽?yīng)與工程實(shí)際荷重相適應(yīng),最大一級(jí)周?chē)鷫毫εc最大實(shí)際荷重大致相等.(4)轉(zhuǎn)動(dòng)手輪使試樣帽與活塞及千分表接觸,裝上變形指示計(jì),將千分表與變形指示計(jì)讀數(shù)調(diào)至零位。3、 剪切試樣(1)開(kāi)動(dòng)電機(jī)，接上離合器，剪切應(yīng)變速率宜為每分鐘應(yīng)變0、51、0%進(jìn)行。(2)剪切開(kāi)始階段，試樣每產(chǎn)生0、30、4%得軸向應(yīng)變，測(cè)記一次千分表讀數(shù)與軸向應(yīng)變值.當(dāng)軸向應(yīng)變大于3%以后，每隔0、70、8 %得應(yīng)變值測(cè)記一次讀數(shù).(3)當(dāng)千分表讀數(shù)出現(xiàn)峰值時(shí),剪切應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行，超過(guò)5得軸向應(yīng)變?yōu)橹?若當(dāng)千分表讀數(shù)無(wú)峰值時(shí),剪切應(yīng)進(jìn)行到軸向應(yīng)變?yōu)?1520。(4)試驗(yàn)結(jié)束，關(guān)電動(dòng)機(jī),關(guān)周?chē)鷫毫﹂y ,開(kāi)排氣閥,排除壓力室內(nèi)得水，拆除壓力室外罩，取出試樣,描述破壞特征,稱(chēng)試樣質(zhì)量，并測(cè)定含水率。(5)對(duì)其余幾個(gè)試樣，在不同圍壓下重復(fù)上述步驟進(jìn)行剪切試驗(yàn)。五、試驗(yàn)數(shù)