土工试验检测作业标准指导书.doc

专题：土工试验检测作业指导书名称：土工试验检测方法编号：YNHS-WC2-ZD20第1页共28页一 试样制备1.1.1 本试验方法适适用于颗粒粒径小于60mm原状土和扰动土。1.1.2 依据力学性质试验项目要求，原状土样同一组试样间密度许可差值为0.03g/cm3；扰动土样同一组试样密度和要求密度之差不得大于0.01 g/cm3；一组试样含水率和要求含水率之差不得大于1%。1.1.3 试样制备需关键仪器设备，应符合下列要求：1 细筛：孔径0.5mm，2mm。2 洗筛：孔径0.075mm。3 台秤和天平：称量500g，最小分度值0.1g；称量200g，最小分度值0.01g。4 环刀：不锈钢材料制成，内径61.8mm和79.8mm，高20mm；内径61.8mm，高40mm。5 其它：包含切土刀、钢丝锯、碎土工具、烘箱、保湿缸、喷水设备等。1.1.4 原状土试样制备，应按下列步骤进行：1 将土样筒按标明上下方向放置，剥去蜡封和胶带，开启土样取出土样。检验土样结构，当确定土样已受扰动或取土质量不符合要求时，不应制备力学性质试验试样。2 依据试验要求用环刀切取试样时，应在环刀内壁涂一薄层凡士林，刃口向下放在土样上，将环刀垂直下压，并用切土刀沿环刀外侧切削土样，边压边削至土样高出环刀，依据试样软硬采取钢丝锯或切土刀整平环刀两端土样，擦净环刀外壁，秤环刀和土总质量。3 从余土中替换表性试样测定含水率，比重、颗粒分析、界限含水率等项试验取样，应按本标准第1.1.5条2款步骤要求进行。4 切削试样时，应对土样层次、气味、颜色、夹杂物、裂缝和均匀性进行描述，对低塑性和高灵敏度软土、制样时不得扰动。1.1.5 扰动土试样备样，应按下列步骤进行：1 将土样从土样筒或包装袋中取出，对土样颜色、气味、夹杂物和土类及均匀程度进行描述，并将土样切成碎块，拌和均匀，替换表性土样测定含水率。专题：土工试验检测作业指导书名称：土工试验检测方法编号：YNHS-WC2-ZD20第2页共28页2 对均质和含有机质土样，宜采取天然含水率状态下代表性土样，供颗粒分析、界限含水率试验。对非均质土应依据试验项目取足够数量土样，置于通风处凉干至碾散为止。对砂土和进行比重试验土样宜在105110温度下烘干，对有机质含量超出5%土、含石膏和硫酸盐土，应在6570温度下烘干。3 将风干或烘干土样放在橡皮板上用橡皮锤碾散。4 对分散后粗粒土和细粒土，应按本标准表B.1.1要求过筛。对含细粒土砾质土，应先用水浸泡并充足搅拌，使粗细颗粒分离后按不一样试验项目标要求进行过筛。二 含水率试验2.1.1 本试验方法适适用于粗粒土、细粒土、有机质土和冻土。2.1.2 本试验所用关键仪器设备，符合下列要求：1 电热烘箱：应能控制温度为105110。2 天平：称量200g，最小分度值0.01g；称量1000g，最小分度值0.1g。2.1.3 含水率试验，应按下列步骤进行：1 取含有代表性试样1530g或用环刀中试样，有机质土、砂类土和整体状结构冻土为50g，放入称量盒内，盖上盒盖，称盒加湿土质量，正确至0.01g。2 打开盒盖，将盒置于烘箱内，在105110恒温下烘至恒量。烘干时间对粘土、粉土不得小于8h，对砂土不得小于6h，对含有机质超出干土质量5%土，应将温度控制在6570恒温下烘至恒量。3 将称量盒从烘箱中取出，盖上盒盖，放入干燥容器内冷却至室温，称盒加干土质量，正确至0.01g。2.1.4 试样含水率，应按下式计算，正确至0.1%。0=（m0/md-1）100% (2.1.4)式中 md干土质量（g）m0湿土质量（g）2.1.5 对层状和网状结构冻土含水率试验应按下列步骤进行：用四分法切取200专题：土工试验检测作业指导书名称：土工试验检测方法编号：YNHS-WC2-ZD20第3页共28页500g试样（视冻土结构均匀程度而定，结构均匀少取，反之多取）放入搪瓷盘中，称试样质量m1，正确至0.1g。待冻土试样融化后，调成均匀糊状（土太湿时，多出水分让其自然蒸发或用吸球吸出，但不得将土粒带出；土太干时，可合适加水），称土糊质量m2，正确至0.1g，从糊状土中取样测定含水率h，其试验步骤和计算按本标准第2.1.3、2.1.4条进行。2.1.6 层状和网状冻土含水率，应按下式计算，正确至0.1%。=m1/m2（1+0.01h）-1100% (2.1.6)式中 含水率（%）m1冻土试样质量（g）m2糊状试样质量（g）h糊状试样含水率（%）2.1.7 本试验必需对两试样进行平行测定，测定差值：当含水率小于40%时为1%；当含水率等于、大于40%时为2%，对层状和网状结构冻土小于3%，取两测值平均值，以百分数表示。2.1.8 含水率试验统计格式见书SL237-1999附录D表D1。三 土粒比重试验3.1.1 本试验方法适适用于粒径小于5 mm各类土。3.1.2 本试验所用关键仪器设备，应符合下列要求：1 比重瓶：容积100ml或50ml，分长颈和短颈两种。2 恒温水槽：正确度应为1。3 砂浴：应能调整温度。4 天平：称量200g，最小分度值为0.5。5 温度计：刻度为0-50，最小分度值为0.5。3.1.3 比重瓶校准，应按下列步骤进行：1 将比重瓶洗净、烘干、置于干燥器内，冷却后称量，正确至0.001g。专题：土工试验检测作业指导书名称：土工试验检测方法编号：YNHS-WC2-ZD20第4页共28页2 将煮沸经冷却纯水注入比重瓶，对长颈比重瓶注水至刻度处；对短颈比重瓶应注满纯水，塞紧瓶塞，多出水自瓶毛细管中溢出，将比重瓶放入恒温水槽直至瓶内水温稳定。取出比重瓶，擦干外壁，称瓶、水总质量，正确至0.001g。测定恒温水槽内水温，正确至0.5。3 调整数个恒温水槽内温度，温度差宜为5，测定不一样温度下瓶、水总质量，每个温度时均应进行两次平行测定，两次测定差值不得大于0.002g，取两次测值平均值。绘制温度和瓶、水总质量关系曲线，见SL237-1999图6.2.3。3.1.4 比重瓶法试验试样制备，应按SL237-1999标准第3.1.5第1、2款步骤进行。3.1.5 比重瓶法试验，应按下列步骤进行：1 将比重瓶烘干。称烘干试样15g（当用50ml比重瓶时，称烘干试样10g）装入比重瓶，称试样和瓶总质量，正确至0.001g。2 向比重瓶内注入半瓶纯水，摇动比重瓶，并放在砂浴上煮沸，煮沸时间自悬液沸腾起砂土不应少于30min，粘土、粉土不得小于1h。沸腾后应调整砂浴温度，比重瓶内悬液不得溢出。对砂土宜用真空抽气法，对含有溶盐、有机质和亲水性胶体土必需用中性液体（煤油）替换纯水，采取真空抽气法排气，真空表读数宜靠近当地一个大气负压值，抽气时间不得小于1h。注：用中性液休，不能用煮沸法。3 将煮沸经冷却纯水（或抽气后中性液体）注入装有试样悬液比重瓶，当用长颈比重瓶时注纯水至刻度处；当用短颈比重瓶时应将纯水注满，塞紧瓶塞 ，多出水分自瓶塞毛细管中溢出。将比重瓶置于恒温水槽内至温度稳定，且瓶内上部悬液澄清。取出比重瓶，擦干瓶外壁，称比重瓶、水试样总质量，正确于0.001g；并应测定瓶内水温，正确至0.5。4 从温度和瓶、水总质量关系曲线中查得各试验温度下瓶、水总质量。3.1.6 土粒比重，应按下式计算：专题：土工试验检测作业指导书名称：土工试验检测方法编号：YNHS-WC2-ZD20第5页共28页Gs=md/(mbw+md+mbws)GiT (3.1.6)式中 mbw比重瓶、水总质量（g）mbws比重瓶、水、试样总质量（g）GiTT时纯水或中性液体比重水比重可查物理手册，中性液体比重应实测，称量应正确至0.001g。3.1.7 比重瓶法试验统计格式见SL237-1999附录D表D6。四 界限含水率试验4.1 液、塑限联合测定法4.1.1 本试验方法适适用于粒径小于0.5mm和有机质含量小于试样总质量5%土。4.1.2 本试验所用关键仪器设备，应符合下列要求：1 液、塑限联合测定仪：包含带标尺圆锥仪、电磁铁、显示器、控制开关和试样杯。圆锥质量为76g，锥角为30；读数显示宜采取光电式，游标式和百分表式，试样杯内径为40mm，高度为30mm。2 天平：称量200g，最小分度值0.01g。4.1.3 液、塑限联合测定法试验，应按下列步骤进行：1 本试验宜采取天然含水率试样，当土样不均匀时，采取风干试样，当试样中含有粒径大于0.5mm土粒和杂物时，应过0.5mm筛。2 当采取天然含水率土样时，替换表性土样250g；采取风干试样时，取0.5mm筛下代表性土样200g，将试样放在橡皮板上用纯水将土样调成均匀膏状，放入调土皿，浸润过夜。3 将制备试样充足调拌均匀，填入试样杯中，填样时不应留有空隙，对较干试样应充足搓揉，密实地填入试样杯中，填满后刮平表面。4 将试样杯放在联合测定仪升降座上，在圆锥上抹一薄层凡士林，接通电源，使电磁铁吸住圆锥。专题：土工试验检测作业指导书名称：土工试验检测方法编号：YNHS-WC2-ZD20第6页共28页5 调整零点，将屏幕上标尺调在零位，调整升降座，使圆锥尖接触试样表面，指示灯亮时圆锥在自重下沉入试样，经5s后测读圆锥下沉深度（显示在屏幕上），取出试样杯，挖去锥尖入土处凡士林，取锥体周围试样不少于10g，放入称量盒内，测定含水率。6 将全部试样再加水或吹干并调匀，反复本条3至5款步骤分别测定第二点、第三点试样圆锥下沉深度及对应含水率，液塑限联合测定应不少于三点。注：圆锥入土深度宜为34mm，79mm，1517mm。4.1.4 试样含水率应按本标准式（2.1.4）计算。图4.1.54.1.5 以含水率为横坐标，圆锥入土深度为纵坐标在双对数坐标纸上绘制关系曲线（见图4.1.5），三点应在一直线上图中A线。当三点不在一直线上时，经过高含水率点和其它两点连成二条直线，在下沉为2mm处查得对应2个含水率，当两个含水率差值小于2%时，应以两点含水率平均值和高含水率点连一直线图中B线，当两个含水率差值大于、等于2%时，应重做试验。4.1.6 在含水率和圆锥下沉深度关系图（见SL237-1999图8.1.5）上查得下沉深度为17mm所对应含水率为液限，查得下沉深度为10mm所对应含水率为10mm液限，查得下沉深度2mm所对应含水率为塑限，取值以百分数表示，正确至0.1%。4.1.7 塑性指数应按下式计算：Ip=L-P (4.1.7)式中Ip塑性指数L液限（%）P塑限（%）4.1.8 液性指数应按下式计算IL=（0-P）/IP (4.1.8)专题：土工试验检测作业指导书名称：土工试验检测方法编号：YNHS-WC2-ZD20第7页共28页式中IL液性指数，计算至0.01。4.1.9 液、塑限联合测定法试验统计格式见SL237-1999附录D表D12。4.2 滚搓法塑限试验4.2.1 本试验方法适适用于粒径小于0.5mm土。4.2.2 本试验所用关键仪器设备，应符合下列要求：1 毛玻璃板：尺寸宜为200mm300mm2 卡尺：分度值为0.02mm4.2.3 滚搓法试验，应按下列步骤进行：1 取0.5mm筛下代表性试样100g，放在盛土皿中加纯水拌匀，湿润过夜。2 将制备好试样在手中揉捏至不粘手，捏扁，当出现裂缝时，表示其含水率靠近塑限。3 取靠近塑限含水率试样8-10g，用手搓成椭圆形，放在毛玻璃板上用手掌滚搓，滚搓时手掌压力要均匀地施加在土条上，不得使土条在毛玻璃板上无力滚动，土条不得有空心现象，土条长度不宜大于手掌宽度。4 当土条直径搓成3mm时产生裂缝，并开始断裂，表示试样含水率达成塑限含水率，当土条直径搓成3mm时不产生裂缝或土条直径大于3mm时开始断裂，表示试样含水率高于塑限或低于塑限，全部就重新取样进行试验。5 取直径3mm有裂缝土条3-5g，测定土条含水率。4.2.4 本试验应进行两次平等测定，两次测定差值应符合本标准2.1.7条要求，取两次测值平均值。4.2.5 滚搓法试验统计格式见SL237-1999附录D表D14。五 固结试验5.1.1 杠杆式固结仪使用前应符合下列要求：1、台面和加压横梁应保持水平，传力拉杆和台面通孔壁应无磨擦。2、加压杠杆应处于水平状态，杠杆摆动应灵活。专题：土工试验检测作业指导书名称：土工试验检测方法编号：YNHS-WC2-ZD20第8页共28页3、固结容器组件应齐全、配套、百分表支架应牢靠，百分表表杆应灵活。4、砝码应和试样面积和压力等级相匹配。5.1.2 固结仪应定时校正，校正方法应符合土工试验规程SU14-95杠杆式固结仪校验方法。六 压缩试验6.1.1 本试验应按下列步骤进行：1、在固结容器内，依次放置护环，透水板和滤纸，护环内放入带试样环刀（刃口向下），套上导环，试样上依次放置滤纸、透水板用传压板，滤纸和透水板湿度应靠近试样湿度。2、将容器置于加压框架正中，使传压板和加压框架中心对准，施加1-2kPa接触压力，安装百分表，将其指针调至最大最程零点。3、依据土自重压力和软硬程度施加第一级压力25kPa或多或50kPa，对于饱和试样或工程要求浸水试样，立即向容器内注入纯水，水面应高出试样顶面，并保持该水面至试验结束。对于非饱和试样，宜用湿棉纱围住传压板四面。4、加压后，每隔1h测记百分表读数一次，直至试样变形稳定为止，变形稳定标准应为百分表读数每小时改变小于0.01mm。5、试样在第一级压力下变形稳定后，施加下一级压力，并以这类推。压力等级次序宜为25、50、100、200、300、400kPa，最终一级压力应大于土自重压力和附加压力之和。6、测记最终一级压力下试样变形稳定读数，拆卸百分表，退除压力，取出容器，排除容器内积水。取出传压板、导环、透水板、滤纸、带试样环刀及护环等，并推出试样，擦净固结容器。需要时应按土工试验规程第四章要求，测定试样含水量。6.1.2 某级压力下试样变形稳定后孔隙比，应按下式计算：hiei=e0- (1+e0) (5.3.2)h0专题：土工试验检测作业指导书名称：土工试验检测方法编号：YNHS-WC2-ZD20第9页共28页式中 ei某级压力下试样变形稳定后孔隙比，计算至0.001；hi某级压力下试样变形稳定后总变形量，等于该压力下百分表稳定读数减去该压力仪器变形量（mm）。6.1.3在直角坐标纸上，以孔隙比为纵坐标，压力为横坐标，绘制孔隙比和压力关系曲线，如土工试验规程（YSJ225-92）图6.3.3所表示。6.1.4 某一压力范围内压缩系数应按下式计算：av=(ei-ei+1)/(Pi+1-Pi)103 (5.3.4)式中av压力Pi至Pi+1间压缩系数（Mpa-1），计算至0.01 Mpa-1；ei+1在压力Pi+1下试样变形稳定后空隙比；Pi土自重压力或P=100kPa；Pi+1土自重压力和附加压力之和或P=200kPa。6.1.5 某一压力范围内压缩模量应按下列公式计算：Es=(1+e0)/ av (5.3.5)式中Es压缩模量（Mpa），计算至0.1Mpa。七 先期固结压力试验7.1.1 本试验应按下列步骤进行：1、试样安装按本章6.1.1条一至二款要求进行。2、依据土自重压力和软硬程度施加第一级压力12.5kPa或25kPa，对于饱和试样，立即向容器内注入纯水，水面应高出试样顶面，并保持该水面至试验结束。对于非饱和试样，宜用湿棉纱围住传压板四面。3、加压后，每隔1h测记百分表读数一次，直至试样变形稳定为止，变形稳定标准应为百分表读数每小时改变小于0.005mm或每级压力下固结24h。4、试样在第一级压力下变形稳定后，施加下一级压力，并以这类推，加压时，荷重率宜小于1，通常压力等级次序为12.5、25、50、75、100、150、200、300、400、800、1200、1600、2400、3200kPa。试验过程中，压力等级可依据土状态增减，最终一级专题：土工试验检测作业指导书名称：土工试验检测方法编号：YNHS-WC2-ZD20第10页共28页压力应使elgP曲线下段出现不少于三个压力点直线段。5、对超固结土必需进行回弹试验。退压应从大于先期固结压力压力等级开始，按加压等级相反次序逐层退压至第一级压力，再按加压等级次序加压至最终一级压力。每次退压后，每隔1h测记百分表读数一次，直至试样回弹变形稳定为止。回弹变形稳定标准和回压变形稳定标准相同。当退压等级次数超出5次时，可每二级退压一次。6、测记最终一次压力下试样变形稳定读数后，按本章第6.1.1条六款要求拆卸仪器及试样。 注：荷重率等于(P1-P2)/P1，其中P1、P2为相邻两级荷重，P1为前一级，P2为后一级。7.1.2 各级压力下孔隙比应按式5.3.2计算，在单对数坐标纸上，以孔隙比为纵坐标、压力为横坐标，绘制孔隙比和压关系曲线，绘图时，纵坐标轴上取e=0.1时长度和横坐标轴上取一对数周期长度比值宜为0.4至0.8。7.1.3 先期固结压力确实定方法：在elgP曲线上找出最小曲率半径Rmin点O，过O点作水平线OA、切线OB及角AOB平分线OD，OD和曲线直线段C延长线交于点E，则对应于E点压力P0值即为先期固结压力。7.1.4 压缩指数及回弹指数应按下式计算：C0(Cs)=(ei-ei+1)/(lgPi+1-lgPi) (5.4.4)式中C0压缩指数（elgP曲线直线段斜率），计算至0.001；Cs回弹指数（elgP曲线滞回圈两端点间直线斜率），计算至0.001。八 固结系数试验8.1.1 本试验应按下列步骤进行：1、试样安装应按本章第6.1.1条一至二款要求进行。2、依据土自重压力和软硬程度施加第一级压力12.5kPa或25kPa，立即向容器内注入纯水，水面就高出试样顶面，并保持该水面至试验结束。3、加压后，每隔1h测记百分表记数一次，直至试样变形稳定为止，变形稳定应符合本章7.1.1条三款要求。专题：土工试验检测作业指导书名称：土工试验检测方法编号：YNHS-WC2-ZD20第11页共28页4、试样在第一级压力下变形稳定后，施加下一级压力，并以这类推。加压时，荷重率宜等于1，通常压力等级顺次为25,50,100,200,400kPa。5、固结系数测定应在第一级压力下试样变形稳定后，施加下一级压力时6s、15s、1min、2min15s、4min、6min15s、9min、 12min15s、16min、20min15s、25min、30min15s、36min、42min15s、49min、 64min、100min、200min、400min、23h、24h至稳定。6、测记最终一级压力下试样变形稳定读数后，按本章第5.3.1六款要求拆卸仪器及试样。8.1.2 时间平方根法应按下列方法确定：对某一级压力，以试样变形为纵坐标，时间平方根为横坐标，绘制变形和时间平方根关系曲线，如土工试验规程（GB/T5012-1999）图14.1.16-1所表示。延长曲线开始段直线，交纵坐标轴于理论零点d，过d0作另一直线，令其横坐标为前一直线横坐标1.15倍，则后一直线和d-t 曲线交点所对应 时间平方即为试样固结度达90%所需时间t90。8.1.3 某一压力范围内固结系数应按下式计算：一、时间平方根法：Cv=0.848h2/t90 (5.5.4-1)式中：Cv压力Pi至Pi+1范围内固结系数（cm3/s）h最长排水距离，即某级压力下试样起始和终了高度平均值之半（cm）t90试样固结度达90%所需时间（s）二、时间对数法：对某一级压力，以试样变形为纵坐标，时间对数为横坐标，绘制变形和时间对数关系曲线，在关系曲线开始中段，选任一时间t1，查得相对应变形值d1，再取时间t2=t1/4，查得相对应变形值d2，则2 d2- d1即为d01；另取一时间依同法求得d02、d03、 d04等，取其平均值为理论零点ds，处长曲线中部直线和经过曲线尾部数点切线交点即为理论终点d100，则d50=(ds+d100)/2,对应于d50时间即为试样固结度达50%所需时间t50，某一级压力下固结系数应按下式计算：0.197h2 Cv= (14.1.16-2)t50专题：土工试验检测作业指导书名称：土工试验检测方法编号：YNHS-WC2-ZD20第12页共28页九 三轴压缩试验9.1 通常要求9.1.1 本试验方法适适用于细粒土和粒径小于60mm粗粒土。9.1.2 本试验应依据工程要求分别采取不固结不排水剪（UU）试验、固结不排水剪试验（CU）、固结排水剪试验（CD）。9.1.3 本试验必需制备3个以上性质相同试样，在没有周围压力下进行试验周围压力宜依据工程实际荷重确定，对于填土，最大一级周围压力应和最大实际荷重大致相等。9.2 仪器设备9.2.1 本试验所用关键仪器设备，应符合下列要求：1 三轴压缩仪集机械、电子、自动控制、微机软硬功夫件及传感器等技术于一体。2 隶属设备：包含击样器、饱和器、切土器、原状土分样器、切土盘、承膜筒和对开圆膜，应符合规范要求：1）击样器（SL237-1999），饱和器（SL237-1999）。2）切土盘、切土器和原状土分样器（SL237-1999）。3）承膜筒及对开圆模（SL237-1999）。3 天平：称量200g，最小分度值0.01g；称量1000g，最小分度值0.1g。4 橡皮膜：应含有弹性乳胶膜，对直径39.1和61.8mm试样，厚度以0.1-0.2mm为宜，对直径101mm试样，厚度以0.2-0.3mm为宜。5 透水板：直径和试样直径相等，其渗透系数宜大于试样渗透系数，使用前在水中煮沸并泡于水中。6 微机：兼容机。9.2.2 试验时仪器，应符合下列要求：1 周围压力测量正确度应为全量程1%，依据试样强度大小，选择不一样量程测力计，应使最大轴向压力正确度不低于1%。专题：土工试验检测作业指导书名称：土工试验检测方法编号：YNHS-WC2-ZD20第13页共28页2 孔隙水压力量测。系统内气泡应完全排除，系统内气泡可用纯水冲出或施加压力使气泡溶解于水，并从试样底座溢出。整个系统体积改变因数就小于1.510-5cm3/kPa。3 管路应通畅，各连接处应无漏水，压力室活塞杆在轴套内应能滑动。4 橡皮膜在使用前应作仔细检验，其方法是扎紧两端，向膜内充气，在水中检验，应无气泡溢出，方可使用。9.3 试样制备和饱和9.3.1 本试验采取试样最小直径为35mm，最大直径为101mm，试样高度宜为试样直径2-2.5倍，试样许可最大粒径应符合SL237-1999表16.3.1要求，对于有裂缝、软弱面和结构面试样，试样直径宜大于60mm。9.3.2 原状土试样制备应按本标准第6.3.1条要求将土样切成圆柱形试样。1 对于较软土样，先用钢丝锯或切土刀取一稍大于要求尺寸土柱，放在切土盘上下圆盘之间，用钢丝锯或切土马紧靠侧板，由上往下细心切削，边切削边转动圆盘，直至土样被削成要求直径为止。试样切削时避免扰动，当试样表面遇有砾石或凹坑时，许可用削下余土填补。2 对较硬土样，先用切土刀切取一稍大于要求尺寸土柱，放在切土架上，用切土器切削土样，边削边压切土器，直到切削到超出试样高度约2cm为止。3 取出试样，按要求高度将两端削平、称量。并取余土测定试样含水率。4 对于直径大于10cm土样，可用分样器切成3个土柱，按上述方法切取39.1mm试样。9.3.3 扰动土试样制备应依据预定干密度和含水率，按本标准第1.0.5条步骤备样后，在击样器内分层击实，粉土宜为3-5层，粘土宜为5-8层，各层土料数量应相等，各层接触面应刨毛，击完最终一层，将击样器内试样，应量测其直径和高度。试样平均直径和高度，试样平均直径按下式计算：D0=（D1+2D2+D3）/4 (6.3.3)专题：土工试验检测作业指导书名称：土工试验检测方法编号：YNHS-WC2-ZD20第14页共28页式中：D1、D2、D3分别为试样上、中、下部位直径（mm）9.3.4 砂类土试样制备应先在压力室底座上依次入上不透水板，橡皮膜和对开圆膜（见SL237-1999图16.2.1-1）。依据砂样干密度及试样体积，称取所需砂样质量，分三等分，将每份砂样填入橡皮膜内，填至该层要求高度，依次第二层、第三层、直到膜内填满为止。当制备饱和试样时，在压力室底座上依次放透水板，橡皮膜和对开圆膜，在膜内注入纯水至试样高度1/3，将砂样分三等分，在水中煮沸，待冷却后分三层，按预定干密度填入橡皮膜内，直到膜内填满为止。当要求干密度较大时，填砂过程中，轻轻敲打对开圆膜，使所称砂样填满要求体积，整平砂面，放上不透水板或透水板，试样帽，扎紧橡皮膜，对试样内部施加5kPa负压力使试样能站立，拆除对开圆膜。9.3.5 试样饱和宜选择下列方法：1 抽气饱和：将试样装入饱和器内，按本标准第1.2.4条2-4款步骤进行。2 水头饱和：将试样按本标准第6.5.1条步骤安装于压力室内，试样周围不贴滤纸条，施加20kPa周围压力，提升试样底部量管水位，降低试样顶部量管水位，使两管水位差在1m左右，打开孔隙水压力阀，量管阀和排水管阀，使纯水从底部进入试样，从试样顶部溢出，直到流入水量和溢出水量相等为止，当需要提升试样饱和度时，宜在水头饱和前，从底部将二氧化碳气体通入试样，置换孔隙中空气。二氧化碳压力以5-10kPa为宜，再进行水头饱和。9.4 不固结不排水剪试验9.4.1 试样安装，应按下列步骤进行：1 在压力室底座上，依次放上透明帽，直接把土样放在透明帽上，上面放上试样帽，把钢管上已套好塑料胶膜套在试样上，在把橡皮套套在钢环两端，把膜扎紧，取下钢环，然后，把压力室封闭。2 做UU试验试验参数设置按三轴压缩仪使用说明设置。3 检验试验参数设定正确无误后开启采集器，状态初始化，传感器归零，试验可开始。专题：土工试验检测作业指导书名称：土工试验检测方法编号：YNHS-WC2-ZD20第15页共28页4 试验数据，微机自动采信和计算。5 试验结果直接由打印机打出。9.5 固结不排水剪试验1 在压力室底座上先放透水石，再放湿滤纸，在滤纸上放土，土制作过程按前9.3第1、2、3制作，上面再放湿滤纸，再放透水石，土周围粘7-9条滤纸条，滤纸条紧贴土样上，不要有空气，然后把已套在钢环上面乳胶膜套在已放好土样上面底座先用橡皮套把膜扎紧，再在另一个钢环上把橡皮套扎好套在土样上，土样顶端放上试样冒把已放在钢环上橡皮套扎在试样冒上，把钢环去掉，把压力室固定好。2 CU试验参数按KTG全自动三轴压缩仪使用说明设定好，检验无误后，微机进入自控状态表，打开三轴仪器排水阀排浮水，然后打开仪器后面进水阀，给压力室注水至刚没试样冒为止，然后根据全自动使用说明书进行操作，先把已设定好试验参数传入采集器中，开启采集器，状态初始化，传感器归零，开始试验。3数据由采集器自动采集，可在电脑中保留也可直接用打印机打出。4 试验结束，电脑中进入自控状态表，打开围压阀给压力室一定压力把压力室里水放回容器中，再关闭排水阀，把围压关闭，能够按上述方法进行下一组试验。 三轴压缩试验是测定土抗剪强度一个方法。它通常见3-4个圆柱形试样，分别在不一样恒定周围压力（3）下，施加轴向压力，即主应力差（1-3），进行剪切直到破坏；然后依据摩尔-库伦理论，求得抗剪强度参数。适适用于测定细粒土及砂类土总抗剪强度参数及有效抗剪强度参数。9.6 固结排水剪试验1 在压力室底座上先放透水石，再放湿滤纸，在滤纸上放土，土制作过程按前9.3第1、2、3制作，上面再放湿滤纸，再放透水石，土周围粘7-9条滤纸条，滤纸条紧贴土样上，不要有空气，然后把已套在钢环上面乳胶膜套在已放好土样上面底座先用橡皮套把膜扎紧，再在另一个钢环上把橡皮套扎好套在土样上，土样顶端放上试样冒把已放在钢环上橡皮套扎在试样冒上，把钢环去掉，把压力室固定好。专题：土工试验检测作业指导书名称：土工试验检测方法编号：YNHS-WC2-ZD20第16页共28页2 CD试验参数按三轴压缩仪使用说明设定好，检验无误后，微机进入自控状态表，打开三轴仪器排水阀排浮水，然后打开仪器后面进水阀，给压力室注水至刚没试样冒为止，然后根据全自动使用说明书进行操作，先把已设定好试验参数传入采集器中，开启采集器，状态初始化，传感器归零，开始试验。3数据由采集器自动采集，可在电脑中保留也可直接用打印机打出。4 试验结束，电脑中进入自控状态表，打开围压阀给压力室一定压力把压力室里水放回容器中，再关闭排水阀，把围压关闭，能够按上述方法进行下一组试验。 三轴压缩试验是测定土抗剪强度一个方法。它通常见3-4个圆柱形试样，分别在不一样恒定周围压力（3）下，施加轴向压力，即主应力差（1-3），进行剪切直到破坏；然后依据摩尔-库伦理论，求得抗剪强度参数。适适用于测定细粒土及砂类土总抗剪强度参数及有效抗剪强度参数。9.7 结果整理9.7.1 不固结不排水试验（1）轴向应变应按下式计算。式中轴向应变值（）；hi剪力过程中高度改变（mm）；h0试样起始高度（mm）。（2）试样面积校正，应按下式计算：式中Aa试样校正断面积（cm2）；A0试样初始断面积（cm2）。专题：土工试验检测作业指导书名称：土工试验检测方法编号：YNHS-WC2-ZD20第17页共28页（3）主应力差应按下式计算：式中1大主应力(KPa）；3小主应力(KPa)；C测力计率定系数（ N0.0lmm或NmV）；R测力计读数（0.01mm或mV）；10单位换算系数。（4）以（13）峰值为破坏点，无峰值时，取15轴向应变时主应力差值作为破坏点。以法向应力为横坐标，剪应力为纵座标，在横坐标上以（1f+3f）/2为圆心，（1f3f）/2为半径（f注脚表示破坏），在t应力平面图上绘制破损应力图，并绘制不一样周围压力下破损应力圆包线，由破损应力圆包线求出不排水强度参数c、j，下图所表示。 不固结不排水剪强度包线9.7.2 固结不排水试验 （1）按下式计算试样固结后高度： 式中hc试样固结后高度（cm）； V试样固结后和固结前体积改变（cm3）。 专题：土工试验检测作业指导书名称：土工试验检测方法编号：YNHS-WC2-ZD20第18页共28页（2）试样固结后面积，按下式计算： 式中Ac试样固结后断面积(cm2)。 （3）剪切时试样校正面积，按下式计算。 （4）主应力差和不固结不排水试验计算方法相同。 （5）孔隙水压力系数，按下列公式计算： 初始孔隙水压力系数 式中B初始孔隙水压力系数； u0施加周围压力产生孔隙水压力（KPa）。 破坏时孔隙水压力系数 式中Af破坏时孔隙水压力系数； uf试样破坏时，主应力差产生孔隙水压力（kPa）。 （6）绘制破损应力圆并确定摩擦角和粘聚力，以下图所表示。 固结不排水剪强度包线 专题：土工试验检测作业指导书名称：土工试验检测方法编号：YNHS-WC2-ZD20第19页共28页9.7.3 固结排水试验 剪切时试样校正面积，应按下式计算。 式中：Vi 剪切过程中试样体积改变（cm3） hi剪切过程中试样高度改变（cm） 其它如试样固结后高度、面积，主应力差等按固结不排水试验对应公式计算。 绘制破损应力圆并确定摩擦角和粘聚力，以下图所表示。 固结排水剪强度包线十 渗透试验10.1 通常要求10.1.1 常水头渗透试验适适用于粗粒土，变水头渗透试验适适用于细粒土。10.1.2 本试验采取纯水，应在试验前用抽气法或煮沸法脱气，试验时水温宜高于试验温度3-4。10.1.3 本试验以水温20标准温度，标准温度下渗透系数应按下式计算：k20=kTT/20 (7.1.3)式中：k20标准温度时试样渗透系数（cm/s）TT时水动力粘滞系数（kPas）2020时水动力粘滞系数（kPas）粘滞系数比查书SL237-1999专题：土工试验检测作业指导书名称：土工试验检测方法编号：YNHS-WC2-ZD20第20页共28页10.1.4 依据计算渗透系数，应取3-4个在许可差值范围内数据平均值，作为试样在该孔隙比下渗透系数（许可差值小于210-n）10.1.5 当进行不一样孔隙比下渗透试验时，应以孔隙比为纵坐标，渗透系数对数为横坐标，绘制关系曲线。10.2 常水头渗透试验10.2.1 本试验所用关键仪器设备，应符合下列要求：常水头渗透装置：由金属封底圆筒，金属孔板，滤网，测压管和供水瓶组成SL237-1999。金属圆筒内径为10cm，高40cm。当使用其它尺寸圆筒时，圆筒内径应大于试样最大粒径10倍。10.2.2 常水头渗透试验，应按下列步骤进行：1 按本标准SL237-1999装好仪器，量测滤网至筒顶高度，将调整管和供水管相连，从渗水孔向圆筒充水至高出滤网顶面。2 取含有代表性风干土样3-4kg，测定其风干含水率，将风干样分层装入圆筒内，每层2-3cm，依据要求孔隙比，控制试样厚度，当试样中含粘粒时，应在滤网上铺2cm厚粗砂作为过滤层，预防细粒流失，每层试样装完后从渗水孔向圆筒充水至试样顶面，最终一层试样应高出测压管3-4cm，并在试样顶面铺2cm砾石作为缓冲层。当水面高出试样顶面时，应继续充水至溢水孔有水溢出。3 量试样顶面至筒顶高度，计算试样高度，称剩下土样质量，计算试样质量。4 检验测压管水位，当测压管和溢水孔水位不平时，用吸球调整测压管水位，直至二者水位齐平。5