土力学实验指导 $yu?.b
9H#
rv7{Ow_Y
一、环刀法密度和含水率实验 uQ/h'v
1． 适用范围 7%;_kFRV
本实验适用于各类工程的地基、路基、填筑以及其它路用的细粒土及无机结合料细粒土的现场取样检测密度及压实度(系数)。 }dYBces
2．检测用仪器设备 u:dx;*
2.1环刀：壁厚：1.5-2(mm)， 容积：200±0.8(cm3)、100±0.43(cm3)、内径6.18cm； {whvTN1#dh
2.2天平：感量：0.1g，最大称量应大于环刀加被取土的质量；感量：0.01g； N#ioJ^}n:
2.3铝盒及盒盖：有同一永久性编号，尺寸与环刀相配； f_=~H<j!
2.4烘箱：能准确控制温度在105-110℃； k)7{Y9_No
2.5取土器或带手柄环刀盖； # 07!-)Gv
2.6其他：锤、修土刀、钢丝锯、凡士林等。 _[h8P9YI4
3．试样尺寸 Z(GfK0vU
试样体积：200cm3 、100 cm3、60cm3； szmmu*F,U:
4．取样前准备工作 1/Zh^foG
4.1检查环刀壁，刀口是否完好，在环刀内壁涂一薄层凡士林； I#rubAl
4.2备齐带手柄环刀盖、取土器、修土刀、铝盒、铁铲、锤等。 z#6?8y2-
5．取样方法 -{jdn%Y7CK
5.1 手锤打入法 !L2 4+ $
5.1.1确定取样地点，记录该点的桩号及标高； j/!H$0PN
5.1.2将环刀刀口向下垂直放在土样上，将带手柄环刀盖盖在环刀刀背上； *d*,Hqn
5.1.3锤击环刀盖手柄使环刀垂直均匀地切入土样，当刀盖上小孔有土冒出时停止锤击； ;zH
HIdQ>-
5.1.4在距环刀150-200(mm)侧面用铁铲铲入，取出环刀； ]!
*[Q\
5.1.5擦净环刀外壁，用修土刀或钢丝锯削去环刀两端余土，并使土与环刀口齐平，在削土时不应将两端余土压入环刀内； 3n;K!L%zMT
5.1.6当环刀两端面有少量土不齐平时，可取适量土补齐但不得用力压入改变其原始状态.； z rfU QO
5.1.7 将记录有代表该样品桩号及标高的标签一同装入铝盒内，盖紧盒盖，带回试验室备用。 5h {`<W
6．室内检测 .u z|/Zy
6.1检测前准备工作 =O$M_1lp
6.1.1检查天平是否在检定有效周期内，调整水平及零位； "TOa=Tt{,
6.1.2打开烘箱电源，将温度控制设置在105℃； 5&!c7$K0
6.1.3将各试样代表的桩号及标高记录在原始记录表上。 |>
enp>
6.2检测步骤 # S u~ `]
6.2.1从铝盒中取出环刀及试样，用天平称取环刀及试样合计质量M1，准确至0.1g，将环刀号及称后质量记录在原始记录表上； tJ0NPI56yP
6.2.2取二只铝盒称取其质量m1、m2备用； mY7>(M{
6.2.3用修工刀去掉环刀一端面的表面土，从100cm3的环刀中取出15～30g的土置于铝盒中，作测定含水率用，在环刀另一端面重复以上操作，制成二份测定含水率用试样； ^Q}eatEn
6.2.4将环刀中余土全部去除，擦净内外刀壁，称取其质量M2，准确至0.1g，称后质量记录在原始记录表上； b #fTAC;<
6.2.5分别称取两个铝盒及试样的质量m3及m4准确至0.01g，将铝盒号及称后质量记录在原始记录表上； 8|^CK|m6*
6.2.6将铝盒及试样放入烘箱，在105℃的温度下不小于6小时，烘至恒重； 9jir* UI
6.2.7将烘干后的铝盒及试样放入干燥器内冷却，冷却后盖好盒盖； f!_
ctp
6.2.8称取冷却后的铝盒及试样质量m5 、m6 准确到0.01g记录在原始记录表中。 z@ 35NZn
7．计算 8V/L:h#7
7.1湿密度： 计算至0.01g / cm3 `'S0*kMT
式中： M1 - 环刀+土质量 (g) 2 ?q (cpsN
M2 - 环刀质量 (g) |CFRJN-J"
V - 环刀容积 (cm3) T^.Cc--c
ρ - 湿密度 (g / cm3 ) @.C{OSH E
7.2含水率： mN_Z7n;^eh
平均含水率： 计算至0.1% c a<"
式中： m1 ，m2 ..- 铝盒的质量 (g)； yYZxLJ='
m3 ，m4 - 烘干前铝盒及试样的质量 (g)； pv)`%<
m5 ，m6 - 烘干后铝盒及试样的质量 (g) RP4Ku9 hk
7.3本试验应进行二次平行测定， 二次平行测定方法。 eD?3"!c!
7.4干密度： 计算至0.01g / cm3 4,p;Km&
式中： ρ - 湿密度 (g / cm3) ； {Qu"%h.Al
- 平均含水率（%）； @ R|'X
ρd - 干密度 (g / cm3) eOT+'[3"
7.5本试验应进行二次平行测定， 二次平行测定结果之差不得大于0.03 g / cm3取二次平行测定值的平均值计算压实度（压实系数）。 RO(TvZ0pE
7.6压实度（压实系数） zbkMFD.{y
压实度 计算至0.1% }f} } A =
压实系数 计算至0.01 <If35Z)~
式中： K - 测试点的施工压实度（%）； @~td`Z?1 y
- 测试点的施工压实系数； iA
}vKQ
ρd - 试样的干密度（g / cm3）； ?/hZb"6W
ρc - 由击实试验得到的该试样的最大干密度（g / cm3） "2ru 7Y"
8．检测结束工作 ,M5}4E7L%s
8.1检测完毕应检查天平零位是否正常，关闭烘箱电源，擦净环刀、铝盒等工具； #dxgB:l)%l
8.2将检测后的土样撤离试验室，打扫环境。 +j14 Q$
!~i '
-4]
yY).mxRN
@C_KV0i
X;F8_+Np
q!~ -(&S
O `1!
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o +B:#@9?
二、液塑限联合测定 rZXrT}Xh{W
1. 前言 K$ }a 8rH
本实验适用于小于0.5mm以及有机质含量不大于样品总质量5％的土的液塑限联合测定。 K>:]Bx#F7
2. 检测设备 oPf)be| #
2.1液塑限联合测定仪：圆锥质量76g、锥角300，试样杯内径40mm，高度30mm。 >R,'5:Rw
2.1天平：称量200g，感量0.01g。 NE2pL@ sk
3. 检测前准备工作： Cizvw'XDV
3.1检查样品、试样置备及预处理 .wA+S8} S
3.1.1检查样品是否均匀是否含有大于0.5mm土粒和杂物，将样品风干，过0.5mm筛去除1杂质； am1[9g8L
3.1.2 用天然含水率样品直接检测的，取代表性土250(g)，采用风干过筛的样品取200(g)； {V19Zv"j
3.1.3 在样品中取3份（a、b、c）置备试样，各在橡皮板上用不同量的纯水将试样充分调拌均匀膏状、a试样含水量控制在使圆锥入土深度15－17（mm）、b试样含水量控制在使圆锥入工深度7－9（mm）、c试样含水量控制在使圆锥入土深度3－4（mm）)，放入调土器，盖上湿布，浸润过夜； uP $ Cj
3.1.4 将浸润过夜后的试样再次充分调拌均匀，分数层填入试样杯中，用力压密，使空气逸出，不应留有空隙，对较干的土样应充分搓揉，密实地填入试样杯中，填满后用刀刮成与杯边齐平； ,i9Byx#TN
3.1.5 检查联合测定仪圆锥是否完整并抹一薄层凡土林，各运转部件、计时、显示屏是否正常。 >r@ .F%
4. 检测步骤： "ICC
B1N|
4.1 将试样杯（a试样）放在联合测定仪的升降座上，使圆锥夹刚好接触试样的表面，启动测定仪，观察指示灯和圆锥下沉深度5秒后记录。 P Qmq5N6
4.2 取出试杯，挖去带有凡土林的试样，取剩余部份10g放入铝盒内，测定其含水率（方法同环刀法检测密度中的含水率测定）。 ?4H#G)F
4.3 以4.1及4.2同样的方法完成b试样及c试样的测定。 E_z;s3AXQ
5. 数据处理 z+}Q Z >
5.1以含水率为横坐标，圆锥入土深度为纵标在双对数坐标纸上绘制关系曲线，a、b、c三个应在一直线上当三点不在一直线上时，通过高含水率的点和其余两点连成二条直线，在下沉2mm 处查得相应的2个含水率。当两个含水率的差值小于2％，应以两点含水率的平均值与高含水率的点连一直线，当两个含水率的差值大于、等于2％时，应重做试验。 D1
Z{W
5.2在含水率与圆锥下沉深度的关系图上查得下沉深度为17m所对应的含水率为液限，查得下沉深度为10mm所对应的含水率为10mm液限，查得下沉深度为2mm所对应的含水率为塑限，取值以百分数表示，准确至0.1%。 F'}'(t+oAm
5.3 塑性指数Ip = {'pUU
Ip ＝ WL－Wp （计算至0.01） YV% 5y1 i
WL-液限（％） ` $LWmm#
Wp-塑限（％） qVqRf.-\
5.4 液性指数IL AFvgbn8Qh
IL ＝（W0－Wp）／ Ip （计算至0.01） inb^$v
式中：W0-样品天然含水量（%）。 1+;C`bnA
6. 检测中的注意事项： 6DT TV66
6.1 a、b、c三个试样含水量应预先通过试验取得，然后按取得的数据进行3.1.3条的操作。 ]
Wy)
6.2试样制备对联合测定的精度具有头等重要意义，对靠近塑限的那个试样要充分搓揉，紧密地压入试杯中,用土工刀反复压实后刮平。 S{]7C?4`
p^kUs0$GS
sAn0bX
\`<cH#
@:0dd b7 1
三、击实试验 8M,9kXq{L
1．前言 }TQ{`a @
本实验方法适用于粒径不大于40mm的土用干土法击实以确定该土最大干密度和最佳含水率的试验。 %=we ` &
2． 试样用量 表2-1 'n QVj
试验方法 击实筒内径(cm) 试样用量(不少于) 5wao1sd #
干土法 !rDdd%Z
（试样不重复使用） 小筒：10.0(10.2) 至少5个试样，每个3kg J&/lx ${
大筒：15.2 至少5个试样，每个6kg ^efb
5
BcjP+$k4_
3． 仪器设备 |'ln?D:&
3.1 标准用击实仪 -~[9U,
3.2 天平:感量0.01g； MTER(L
3.3 秤：感量1g，称量大于套筒质量加被击实的土的质量； hVT~~n`Rj
3.4 筛：孔径40mm、25mm、5mm等； AE`We$!
3.5 金属盘、土铲、修土刀、推土器、碾土器、喷水器、铝盒； >KLtY|o)
3.6 量筒、分度值1ml； []R? ViG
3.7 烘箱：能准确控制在105-110℃。 >Iewx
Gb>
4．检测前准备工作 s`j~- P
4.1 备齐与试验类别方法相配的设备仪器； 'TC/vnM
4.2 检查天平是否在检定有效周期内，调整好水平及零位； nMfFH[I4
4.3 打开烘箱电源，将温度控制设置在105℃。 Ma *y=d;,1
5．试样的制备 XfE?C:v
5.1 干土法(土可重复使用) c3*t_!@oC
5.2 将样品用四分法得到大于上表规定的总量，风干或在50℃温度以下烘干，置于橡皮板上，用圆木棍碾散或用碾土器碾散； HjqB^ |z
5.3 取二份各约20g的土测定风干土的含水率W； &c(WE
RW?-
5.4 将碾散的土过筛(筛孔视颗粒大小而定)； @RFs/ '
5.5 按表规定约3kg土样，称量m0，准确到1g； Qp"y?S
5.5 按试样的塑限估计最佳含水率，依此含水率2%的增量和减量(各2个)来确定试样的含水率，共确定5个含水率。 HmfG$Z
5.6 以下式计算出各试样的需加水量 S d/ ?&
YIt& >
式中： mw - 需加水量 (g) ,t{,_uP JY
w0 - 试样风干后含水率 (%) E9 |eu\
w .- 以塑限估计的最佳含水率及以此递增或递减的含水率(%) #*$P'r
计算需加水的体积V 5erc D
V = mw /ρ水 （ml） jN-vY< ?h]
式中： ρ水 - 水的密度g / cm3 U-k+9f 0
5.7将称好的m0 克质量的土平铺于不吸水的平板上，用喷水器往土样上均匀喷洒V (ml)的水，静置一段时间后，装入塑料袋并密封静置备用，共制备5个不同含水率的试样，静置时间对高液限粘土(wL>50；IP>25)不少于24h，对低液限粘土(wL>50；IP<25)不少于12h。. P &d"V <
6．试样击实 o*x*jn :hm
6.1以电动击实仪工作 \;-fi.Hrf$
6.1.1 将击实筒与底座联接好，安装好套筒，检查联接和安装是否可靠； %<?0apO
6.1.2 在筒内壁均匀涂一薄层润滑油； "Td`AuP@,
6.1.3 打开塑料袋，观察袋内试样颜色，含水率均匀的试样颜色应均匀一致； \~d" ;~Y`
6.1.4.1市政道路规程 表6-1 cfox7FmW
类别 击实筒容积(cm3) 层数 每层装入量约(g) 每层击数(次) 9odJ r]
轻 "'8KV\/D
型 997 3 800-900 27 )#a[-.O I
2177 3 1700 59 <^b7cOFQ
重 h mx=
35
型 997 5 400-500 27 fP i3s b`}
2177 3 1700 98 M<Sd PC(+
(>6*#9#p
6.1.4.2 国标标准 表6-2 ~U(,TjJb
类别 击实筒容积(cm3) 层数 每层装入量约(g) 每层击数(次) F62V 3 Xy
轻型 947.4 3 700-1500 25 G$'jEa<:u
重型 2103.9 5 1400-2000 56 ri`R<l8
3 1700 94 _LAS~x7,
6.1.4 用土铲将适量的土装入选定的击实筒中，整平表面并稍加压紧，将击实仪导筒沿击实筒壁垂直置于土样上，将提手提起使击锤提升到导筒最高位，放开提手，使击锤自由落下，沿筒壁移动导筒，第2击点应和前击点相交1/4，依次击实，由外圈向中心移动完成击数，分三层装入的每层击实后应略高于筒高的1/3，分五层装入的每层击实后应略高于筒高的1/5； 4Wy <?O2
6.1.5 第一层击实后取出击实仪，用土工刀拉毛土样层面，然后再装第二层土，重复6.1.5方法进行其余各层土的击实，小筒击实后，试样不应高出筒顶面5mm，大筒不应高出6mm； lZ8CY
6.1.6 用修土刀沿套筒内壁削刮，使试样与套筒脱离后，扭动套筒并取下，将击实筒与底座分离，用修土刀齐筒顶削平试样、削平时避免将高出筒顶的土压入筒内，若击实筒底部试样超出筒外也应修平，擦清筒外壁，称量M1准确至1g。 mNf 8kwr
6.1.7 用推土器将土样推出，在土样中心处取2份15-20(g)试样作含水率测定，将击实筒内壁擦净，称量M2准确至1g； zWpqJK
6.1.8 按6.1.5-6.1.8完成其余4个不同含水率的试样击实。 \Gm-Mp W
6.2含水率测定 Ft w;Yz
6.2.1 称取二只铝盒的质量m1、m2，准确至0.01g.； Q%/<ZC.Mz6
6.2.2将6.1.8取出的2份土分别置于两只铝盒中，称量m3、m4 准确至0.01g； nJRS.xs
6.2.3将铝盒及试样置于烘箱内在105℃下烘至恒重； Q'+MFld
6.2.4将烘干的铝盒及试样放入干燥器内冷却后称量m5、m6 准确至0.01g。 l no vykR
6.3计算 JG C=(;
6.3.1击实完毕后，对5个试样的所得的数据进行以下计算： >@WX>0`ht
6.3.2 湿密度： 计算至0.01g / cm3 "G-1>:
式中： M1 - 击实筒加土样的质量 (g) a9n^WOJ6
M2 - 击实筒质量 (g) c`lJu_
V - 所选用击实筒的容积 (cm3) Y +4o B
ρ - 湿密度 (g / cm3) AC
O)Dt(Y
6.3.3含水率： _|72r} j
,BF E=:ZIK
式中： m1 ，m2 - 铝盒质量 (g) ,D\GGR w
m3 ，m4 - 烘干前铝盒及试样质量 (g) Lb{e ,JH
m5 ，m6 - 烘干后铝盒及试样质量 (g) G*S|KH
两个含水率的差值不应大于1%； ]
2DH;
平均含水率 计算至0.1% K.G$ ]H
6.3.4干密度 ： 计算至0.01 g / cm3 J};z85B
式中： Wi - 某点试样的含水率 | K ?#$~
6.4 最大干密度和最佳含水率的确定. 1h*)@
6.4.1 在直角坐标纸上以含水率为x轴以干密度为y轴，将所计算出的5组数据标出； K =.%$A
6.4.2用曲线板绘出5点的拟合曲线，由该曲线的峰值得到该试样的最大干密度和最佳含水率。 &U+ _ -Ph
7. 检测结束工作 7iHK_\t n
7.1 击实仪使用完毕后应将各部位擦净，电动击实仪各活动部位应上油； k>dsw :
7.2 检查天平零位是否正常，关闭烘箱电源，擦净各类工具； bX.ja;;
7.3 将检测后的土样撤离试验室，打扫环境。 $^&ig
TF2>4 p
四、匣式直接剪切试验 st"{M\.p
土的抗剪强度是土在外力作用下，其一部分土体对于另一部分土体滑动时所具有的抵抗剪切的极限强度。 7nbB^2
1. 试验目的
k OvDl!^
测定土的抗剪强度，提供计算地基强度和稳定用的基本指标(内摩擦角和内聚力)。内摩擦角和内聚力与抗剪强度之间的关系可以用库伦公式表示： !-m&U4Ku6o
S=Ptgφ+c Lokl2o `
式中：S一一抗剪强度，即破坏剪应力(kPa)； Te2zK7:
p一一正应力阻)a)； k3+e ;[My+
φ一一内摩擦角(度)； K"<PGOF
c--内聚力(kPa)。 f84:hXo6
2. 试验方法 5XuT={o
一般，有固结慢剪、固结快剪和快剪法等。 b{fQ|QD{^E
2.1. 固结慢剪 先使土样在某一级垂直压力作用下，排水固结变形稳定后（粘性土约16小时以上），再以缓慢水平剪应力施加，在施加剪应力过程中，使土样内始终不产生孔隙水压力，如用几个土样在不同垂直压力下进行固结慢剪，将会得到有效应力下的抗剪强度参数Cs和φs值，宜于用匣式直接剪切仪进行．此种试验，但历时较长，因此一般建筑物的设计施工较多采用固结快剪。 0-LpqX
2.2 固结快剪 先使土样在某荷重下固结(排水变形稳定)，再以较快速度施加剪力，直至剪坏，一般在3-5分钟内完成。由于时间短促，剪力所产生的超静水压力不会转化为粒间的有效应力；这样就使得库仑公式中的S和P都被控制者，如用几个土样在不同的P作用下进行试验，便能求得φcq和Ccq值，这种Ccq、φcq值称为总应力法强度参数。 :K\mN/ x
2.3 快剪法 采用原状土样尽量接近现场情况，然后在较短时间内完成试验，-般在3-5分钟内完成，这种方法将使粒间有效应方维持原状，不受试验时外力的影响，但由于这种粒间有效应力的数值无法求得，所以试验结果只能得出（Ptgφq+cq）的混合值。快速法适用于测定粘性土天然强度，但φq角将会偏大。 9}B`uJ
3. 仪器设备 @&D?e:|!U
3.1. 剪力仪 应变控制匣式直接剪切仪 (上匣固定，下匣可以水平方向移动；下匣放在钢珠上，用以减少磨擦力)，目前广泛采用上、下匣都不固定的应变控制直剪仪，这种装置将避免由于钢珠而导致滚动磨擦力影响；试样面积为30cm2，高度为2cm(少数单位为2.5cm)，加压原理采用杠杆传动，杠杆比1：10有些单位用1：12)。 K^_i%~
3.2. 测力计，亦称应变圈(附百分表)根据编号查测力汁校正系数。 L< zD<M
3.3. 环刀 内径：6.18cm、高：2.0或2.5cm。 A2}Rl%+X]6
3.4. 其它：切土刀、钢丝锯、滤纸、毛玻璃板、圆玻璃片以及润滑油等。 3 nY1[,
4. 操作步骤 tbnH,*
4.1. 对准上下盒，插入固定销钉，在下盒内放洁净透水石一块及湿滤纸一张。 !* 2%"H*
4.2. 将盛有试样的环刀，平口向下，刀口向上，对准剪切盒的上盒，在试样上面放湿润滤纸一张及透水石一块，然后将试样用透水石徐徐压入盒底．并顺次加上传压活塞及加压框架。 3E
f1bhi
4.3. 本试验不少于取四个试样，分别施加不同的垂直压力，其大小按试验方法和估计所受计算荷重的范围而定。一般可按0.25、0.5、1、2、3、4、6、8、10……kg/cm2范围内选择施加。加荷时应轻轻加上，但必须注意，如土质松软，为防止被挤出，应分级施加，切不可一次加上。 y=Mq(c:'UN
4.4．如系饱和试样，则在施加垂直压力5分钟后，加水饱和，非饱和土不必加水饱和，但须防止水分蒸发，粘性上试样压缩稳定时间一般为16小时以上。 j CTAKa q
4.5．试样压缩稳定后，安装应变圈，徐徐转动手轮，使上盒的钢珠恰与应变圈接触，测记测微表(百分表)初读数。 pfx3C*
4.6．松开井面两只螺杆，拨去里面销钉，然后通过匀速转动手轮推动下匣，使应变圈受压，观察应变圈上的测微表的转动，它将随下匣的位移而增大，当测微表指针不再前进或指针开始倒退时，认为试样已剪坏(但有时不一定明显地有上述现象，此时建议在位移4mm或6mm附近多读几个读数)，记下终读数，停止转轮。 ~&\ f|%
4.7．根据应变曰号码抄录应变圈系数K。 6t/`:OZC:
5. 计算及制图 GE>[*zN
按下式计算每一试样的抗剪强度： DK0.R]&4(
S=KR H
_Va"yTO6
式中：S--抗剪强度（kPa）； OB ~X/
K--应变圈系数（kPa/0.01mm）； #,{+3Y&5-+
R--剪切时应变圈中测微表的初读数与剪坏时终读数之差(0.01mm)； >NB?& |
6. 试验记录（表7） JbB}y'c4}=
7. 关于试验方法的说明 b$k&dT\o
7.1. 快剪法和固结快剪法适用于渗透系数小于10-6cm/s的粘性土，它们的不同点是，在快剪法中，当垂直压力施加以后，立刻进行水平向剪切； @aQ1k hEd
7.2. 快剪法和固结快剪法取峰值为破坏点时，软土则按70％的峰值为土的强度，但需要加以注明； pT?Q#,fh
7.3. 快剪法最大的垂直压力应控制在土体自重压力左右，结构扰动的土样不宜进行。 ! _2 n
8. 关于剪切速率问题的说明 56 l@a {
8.1. 对固结快剪和快试法，原则上在3-5分钟内剪切完毕，即每分钟剪切位移0.8-1.0mm左右； *m%]zj0bo
8.2. 固结慢剪亦称排水剪，剪切过程中使土体中孔隙水全部消散，根据不同土性即渗透系数的不同可选择适当剪切速率，有条件的情况下，监察在剪应力作用下试样底部的孔隙水压力有否增长，从而有效地控制剪切速事，但一般情况下对无监测孔隙水压力装置时，对于粘性土可在4-6小时内剪完，即每分钟剪切位移在0.01-0.02mm，这将可获得有效应力下强度参数。 i(? ,6)9
估算剪切破坏时间 v^ d]r Sm
tf = 50t50 <
j$#9QQ1
式中tf --达到破坏所经历的时间； Tz2-Bp]h
t50--固结度达到50％的时间。 fC}R4f7C
(H oq R
五、固结实验 $D31Q[p=+
固结实验根据工程的需要，可进行如下实验：1、正常慢固结实验；2、快速固结实验；3、先期固结压力确定；4、固结系数的测定。 ?PTk1 sB
1. 实验目的 _Lw OOZj
测定土的压缩系数αV、压缩模量ES、体积压缩系数mV、压缩指数CC等 A`{y9@h(
2. 实验方法 [![%9'+P
1.1正常慢固结试验法，以24小时作为固结稳定标准； <8U YhGK
1.2快速固结试验法，砂性土固结时间以1小时，粘性土固结时间以2小时，然后施加下一级荷重，最后一级延长至24小时，并以此等比例综合固结度修正。 _2b tfY1U
1.3先期固结压力试验的最后一级荷重，应大于估算先期固结压力或自重压力的五倍以上。 1b8p~-LsU
3. 仪器设备 IlX$YOf4
压缩仪（土样面积30cm2或50cm2，土样高度2cm，固结压力应满足12.5、25.0、50.0、100、200、300、400、600、800、1600、3200、···、kPa等加荷等级，杠杆比为1：10） O4< g%.HC6
测微表（最大量程为10mm、最小分辨率为0.01mm的百分表，也可用位移传感器和数字仪表）； a?yMHb{F
含水量、密度、比重实验设备； Z ,^9 Z
其它（毛玻璃板、圆玻璃片、滤纸、切土刀、钢丝锯和凡士林等） "U. ^lkN
4. 试验步骤 `Q+moX
4.1. 按工程的需要选择50cm2或30cm2切土环刀，环刀内侧涂上一层薄薄的凡士林或硅油，刀口应向下放在原状土或人工制备的扰动土上，切取原状土样时应按天然状态时的垂直方向一致。 K
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4.2. 小心地边压边削，注意避免环刃偏心入土，使整个土样进入环刀并凸出环刀为止。然后用钢丝锯(软土)或用修土刀(较硬的或硬土)，将环刀两端余土修平，擦净环刀外壁。 zi~5l#I
4.3. 测定土样密度，并在余土中取代表性土样测定其含水量，用圆玻璃片将环刀两端盖上，防止水分蒸发。 Y^%T}yTtq
4.4. 在压缩仪的固结容器内装上切土环刀(刃口向下)，土样两端应贴上洁净而湿润的滤纸，再用提环螺丝将导环置于固结容器，然后放上透水石和传压活塞以及定向钢球。 Wl h~)
4.5. 将装有土样的固结容器，准确地放在加荷横梁的中心，杠杆加荷式压缩仪应调整杠杆平衡，并为保证试样与容器上下各部件之间接触良好，应施加0.0lkgf／cm2预压荷重。 \:>
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4.6. 调整百分表10.00mm(0)初读数，当用传感器时，也可调整初读数，按工程需要确定加荷等级和测定项目，以及试验方法。 :|o<SZ
4.7. 一般工程的加荷等级可采用50、100、200、300、500、…kPa，最后一级荷重应大于土层的自重应力与附加应力之和的200-300kPa，试验方法可用快速试验法并以综合固结度法给予修正。 yl Kmj]A
4.8. 对于特殊要求的试验，如高层建筑，重型厂房，海洋工程，较大的水土建筑和深层地基等，加荷等级可用12.5、25、50、100、200、300、400、600、800、1600、3200、．．kPa，必要时可再增加到6400kPa和10000kPa，或12800kPa。当需要作回弹试验时，回弹荷重可由超过自重应力或超过先期固结压力的下一级荷重顺次卸荷至25kPa，然后再顺次加荷，一直加至最后一级荷重为止。试验方法原则以24小时施加一级荷重。卸荷和再加荷的时间，因考虑到固结已经完成稳定较快，因此可采用12小时或更短的时间。如果由于工期紧迫，需缩短试验周期时，也可以选择快速试验法，并进行必要修正。 7VK}Dy/Vvn
4.9. 当需要预估建筑物对于时间与变形（沉降）关系时，测定固结系数Cv，或对于层理构造明显的软土，需测定水平向固结系数CH时，应在某一级荷重下测定时间与变形关系。时间读数可按6″(5″)、15″、30″、1′；2′15″、4′5″、9′、12′15″、16′、20'15″、25′、30′15″、36′、42′15″、49′、64′、81′、100′，144′、···，直至24h为止。当测定CH时，须备有水平向固结的径向多孔环，环的内壁与土样之间应贴有滤纸。 !L5j j#0
4.10. 当试验结束时，应先排除固结容器内水分，然后拆除容器内各部件，取出带环刀的土样，必要时，揩干试样两端和环刀外壁上的水分，测定试验后的密度和含水量。 o;b0m;~
当土样处于地下水位以下或需要浸水时，在试样受第一级荷重后应注水浸没，而对于非饱和土样，须用湿棉纱或湿海绵覆盖于容器上面，避免水分蒸发。 WWT",gio
5. 计算与整理资料 g<*BLF
5.1. 按下式计算试样的初始孔隙比： +!f =jg06
e0 = ]a2W e`
5.2 按下式计算试样的颗粒（骨架）净高hs及单位沉降量Si： \.X Lcz
hs = Si = OL7_'2_z.
5.3 按下式计算某一荷重下压缩稳定后土的孔隙比： xUF_1 hY
ei =e0- yGg,$WM
5.4. 按下式计算试样的压缩系数 （MPa-1）： 6.t',LTB
QZ
`tNq :/
5.5. 按下式计算某一荷重下压缩模量（MPa）： _md=Q$9!m
6io , uh!
5.6 按下式计算某一荷重下体积压缩系数（MPa-1）： TwyM\9l7
mv= /S:F )MO9
5.7 计算压缩指数CC和回弹指数CS 1B*WfP~
CC或CS= B7\k< Nit0
6. 绘制e-P曲线 I *c;H I
T ^A b! O
reo{*) %
W~_t~Vg5
D .vw8H3
六、渗透试验 UEak^Mm;=2
土的渗透为水流通过多孔介质的现象。若土中渗透水流属于层流，则渗透速度与水力坡降成正比。当水力坡降等于1时的渗透速度，称为土的渗透系数。 X &2oPo
1. 实验目的 B*!WrB :s
测定砂性土和粘性土的渗透系数以提供估算建筑物地基在排干基坑积水用排水设备，建造土坝时选用的土料考虑到渗水量以及从渗透系数可以计算田结系数，从而验算建筑物地基在荷重作用下固结时间等。 )o!XWh
2. 试验方法 (2?G:+C 7
根据不同土质，可分别采用不同方法。砂性土可采用常水头70型试验仪法常水头渗透试验法；粘性土可采用变水头55型渗透仪测定土的渗透系数，并且可以加快试验过程。
7\o!HMfK
3. 70型试验仪法 k\Q ,h75
3.1. 仪器设备 =O|c-k,f@
(1)常水头渗透仪（有底金属圆筒、金属网格、测压孔三个、筛布、玻璃测压管(玻璃管内径0.6cm左右，用橡皮管与测压孔相连接，固定于一直立木板上，旁有毫米尺，作测记水头之用，三管的零点应齐平)。 7z_;t9Y
(2)供水瓶(容量5000m1)； 3M5#4n\v$
(3)量杯(容量500ml)， ]E3U
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(4)温度计(刻度0-50℃，精度0.5℃)； 9iN.3/T8
(5)秒表； iE0ab,OF
(6)击棒(木制或金属制)； U=bEA1*@0
(7)其他(橡皮管、管夹、支架等)。 eUS
3.2. 操作步骤 doHF|<s
3.2.1. 将仪器按图装置妥善后，将调节管7与供水管9连通，使水流入仪器底部、直至齐网格顶面为止，关管夹11。 _<ut)G^9
3.2.2. 秤取一定重量的风干砂土(3～4kg)，准确至0.1g并测定其风干含水量。将风干试样分层(每层厚2～3cm)装入金属圆筒的网格上，用击棒轻轻捣实，使达一定厚度，以控制其孔隙比。 DN4#H`
如砂样中含粘土颗粒较多，装砂前应在网格上加铺厚约20m的粗砂；作为缓冲层，以防细颗粒被水冲走。 ? _\$
3.2.3. 每层试样装好后，缓缓开启管夹10，使水由仪器底部向上渗入，并使试样逐渐饱和(水流须缓慢，以免冲动土样，且水面不得高出砂面)，待饱和后，关上管夹10，同时注意测压管中水面情况及管子弯曲部分有无气泡。 bIt=v)%$
在管子弯曲部分如有气泡，须挤压连接测压孔及测压管的橡皮管。或用橡皮吸水球在测压管上部连接抽吸，以除去管内空气。 4 !`bZ`_Bw
(4)如此继续分层装砂并饱和、直至试样表面较上测压孔高出3-4cm为止。量试样面至筒顶高度，与网格(或缓冲层顶面)至筒顶高度相减，得试样高度h，爷袒叁苎苎戛乙举确至0．1Z。计算所荤试样昼重身。并在试样上部填厚l～2cm砾石层，放水至水面商出嚆石-面2～3cm时关上管夹10。 · ．'·--…：…-'--、' DjMf,wX-{
(5)将迪些迪这挚上笋动，使芸管口高于溢水孔扣关管夹、1a，咖蜘滞9，海海节 nZR!*$} A
'7分开，并置于圆筒上部。开管夹¨。熏水出顶葫注入仪器，、至水再与盔水孔鸥挚瞬瘁盛多余的水由溢水孔溢出，以保持水头恒宅： · v;{{ y-
(?)测压管及管路校正无误后?即可开始进行试垒，降低调节管7蝴酌渤垂位午土样 7iu Q9q^&
上部，上旦曼些些，使仪器中产兰水头差，水即渗过试祥，经调节管淹趴淘勘嘲瞄懈憾面要保持不变。 1LT'；÷熟甄芦· 9Qj2W
(8)．当测压管水头稳定后，测定测压管水头，并计算凳压管工、重间的水英建鸳鞠'庄智工、Ⅱ间的水绸。 畔 ]j>i.5
(9)开郑孝，用量筒自调节管7接取经一定时间的渗透水量，并重复一次。注繁瓣节管口不可没入水中。 、- ' M8w5Ob
(10)测记进水与出水史的水温，取其平均值i· 、 PIcrA2ll
(11)降痢丽喑：管口至斌样中部及下咏·1扫黄度处i以朔睐蜘妇谰隔灼涕 9ykM3
10条步骤重复进行试验。 Oc9#e+_&
3．计算 P[t$\FS
<妙按了式计算试样的干窖重及孔隙比； Do?P<x o
式中 F?Ju?? O
&--风干试样总重(别： `,wu}F85
u．--风干含水量(％)： j:5%ppIY
召；一试样的干重(g)； P+e KZo
尹d乙-试样干密度(g／C1T['! \(I 6_a_{
'卜扣试样高度(cm)； QGiAW7b5
9-J试样断面积(cm：)： ^SEdA =!
·d，-试样孔隙比； 8:ggECD
：G--土粒比重。 j-]&'-h}#
(2)按下式计算渗透系数： $#o1MX
'： K：1；坞厂 b M;`s5d
式中'Xi乙乙水温为丁时土的渗透系数(cna／的，·
