土質(zhì)學與土力學綜合性實驗

《土質(zhì)學與土力學》——設計性實驗報告題目：探究不同粒徑與不同含水量抗剪強度參數(shù)c、Ψ值探究不同粒徑不同含水量的砂土對土的直剪的影響設計思路直接剪切試驗是測定土的抗剪強度的一種常見的方法。取烘干的砂利用篩分法篩出不同粒徑的砂樣。分別對四種砂樣進行試驗，試驗中將每種砂樣分為四組，把該粒徑的砂配制成不同的含水量，每組采用四個試樣，分別在不同的垂直壓力P下，施加水平剪切力進行剪切，求得破壞使得剪切力，然后根據(jù)庫倫定律確定土的抗剪強度參數(shù)：內(nèi)摩擦角?和粘聚力C。實驗儀器設備電動等應變直剪儀測微表百分表或千分表秒表、濾紙細篩要求一套，孔徑分別為2、1、0.5、0.25、0.075mm天平（量程5千克、分度0.1千克、最小量程30克）、修土刀、瓷盤、量筒20ml、燒杯、膠頭滴管實驗步驟準備試樣：含水量為10%的四個試樣。調(diào)試彈性鋼環(huán)與剪切容器和端承支架接緊，保持橫向和豎向傳力桿水平等。準備試樣：含水量為10%的四個試樣。調(diào)試彈性鋼環(huán)與剪切容器和端承支架接緊，保持橫向和豎向傳力桿水平等。第一次含水量為：12%第二次含水量為：12%第三次含水量為：15%第一次含水量為：12%第二次含水量為：12%第三次含水量為：15%第四次含水量為：18%第五次含水量為：22%將上下盒用固定銷固定后，盒內(nèi)依次放入透水石和濾紙后將試樣加入剪切盒中，然后在其上依次放入濾紙和透水石，再依次加上活塞，鋼球和加壓框架。加壓：垂直壓力分別為100、200、300、400kpa,加上垂直壓力后，立即拔出固定銷，松開杠桿搭扣，同時開動秒表，并開始加水平剪力加壓：垂直壓力分別為100、200、300、400kpa,加上垂直壓力后，立即拔出固定銷，松開杠桿搭扣，同時開動秒表，并開始加水平剪力。剪切時，開動應變式直剪儀，每轉(zhuǎn)動一圈記錄測微表讀數(shù)一次，直至土樣剪斷，并且記錄最終測微表讀數(shù)以及首輪轉(zhuǎn)數(shù)。剪切時，開動應變式直剪儀，每轉(zhuǎn)動一圈記錄測微表讀數(shù)一次，直至土樣剪斷，并且記錄最終測微表讀數(shù)以及首輪轉(zhuǎn)數(shù)。四、原始數(shù)據(jù)五、實驗分析下面各圖分別為含水量為10%，12%，15%，18%，22%的剪應力—剪切位移關(guān)系曲線及抗剪強度—垂直壓力關(guān)系曲線。從抗剪強度—垂直壓力關(guān)系曲線圖中得出如下數(shù)據(jù)：含水量w（%）內(nèi)聚力c（Kpa）內(nèi)摩擦角Ψ（°）106.716.2125.514.1154.912.9183.314221.816.1結(jié)論：1、砂樣中含水，使得內(nèi)聚力不為零2、隨著含水量的增大，砂樣的內(nèi)聚力隨之下降，且變化幅度較大，因而可以認為含水量的變化對砂樣的內(nèi)聚力影響較大3、含水量的變化與內(nèi)摩擦角的變化無直接關(guān)系，且內(nèi)摩擦角變化幅度較小，可以認為含水量的變化對砂樣內(nèi)摩擦角的變化影響不大理論解釋：實驗中沙土體現(xiàn)出的粘聚力是在豎向壓力下的摩擦力，由于水的作用，容易在沙粒的表面形成水膜，且水的存在一定程度上使沙粒間相互間的吸附力有所改變，隨著含水量的增加，水膜產(chǎn)生和增厚使沙粒間的摩擦減小，沙的整體抗剪能力減弱，更容易在橫向