试验十一砂土相对密度试验.doc

土壤力學試驗

試驗十一 砂土相對密度試驗

摘要
測定砂土試驗室求得之最大乾單位重、最小乾單位重，再求天然狀態之乾單位重，據以求天然土壤相對密度
值，作為土壤受震動後液化現象之分析。
由試驗二得知：GS = 2.53，天然孔隙比，e=0.59
最小單位重，γmin =1.58(g/cm3)
最大孔隙比，e max =0.62
最大單位重，γmax =1.87(g/cm3)
最小孔隙比，e min =0.35
相對密度，Dr=(emax－e)/(emax－emin) (%)=9.86(%)

指導教授：楊全成 副教授
班 級：日四技土三甲
組 別：第一組
學 號：49502149
姓 名：林 韋 成

一、試驗目的
測定砂土試驗室求得之最大乾單位重、最小乾單位重，再求天然狀態之乾單位重，據以求天然土壤相對密度值，作為土壤受震動後液化現象之分析。
二、試驗說明
(1)最小乾單位重，γmin = Wmin / V
(2)最大孔隙比，emax = (Gs γw/γmin)－1
(3)最大乾單位重，γmax = Wmax / V
(4)最小孔隙比，emin = (Gsγw/γmax)－1
(5)天然原狀土樣之孔隙比，e
(6)得相對密度，Dr=(emax－e)/(emax－emin)
三、試驗儀器
(1)振動台。
(2)鐵模。
(3)套模。
(4)加重底鈑。
(5)加重塊。
(6)測微錶。
(7)漏斗。
(8)電子秤。
(9)刮刀。
相對密度試驗設備如圖11－1所示。

圖 11－1 相對密度試驗設備
四、試驗步驟
在漏斗裡裝沙子以2.5cm之落下高度，使土樣自由落體下落於鐵模內，刮平土樣，稱鐵模＋土樣疏鬆重為W1。稱鐵模重為W2。疏鬆土樣重為Wmin = W = W1－W2。.量鐵模內徑為D。量鐵模高度為H。鐵模體積，V = 1/4 (π D2H)。計算最小乾單位重為γmin = W min / V 。最大孔隙比emax = (Gsγw/γmin)－1。於震動臺上，以最大震幅震動8分鐘後，量度墊塊厚度及墊塊與模頂高度。H’=H- H1- H2，計算緊密土樣體機積，V =1/4 (πD2H)。計算最大乾單位重，γmax = W / V。最小孔隙比，e min = (Gsγw/γmax)－1。已知天然原狀土樣之孔隙比，e。得相對密度，Dr=(emax－e)/(emax－e min)。
五、試驗結果記錄表
土力( )第 11－1 號
土粒比重Gs=2.53
試 樣 編
號
No.1
鐵模＋土樣疏鬆重，W1
(g)
9577
鐵模重，W2
(g)
5145
疏鬆土樣重，W = W1－W2 　
(g)
4432
鐵模內徑，D
(cm)
15.24
鐵模高度，H
(cm)
15.52
鐵模體積，V =1/4 (πD2H)
(cm3)
2831.00
最小單位重，γmin =W /V
(g/cm3)
1.57
最大孔隙比，emax = (Gsγw/γ min)－1

0.62
鐵模內墊塊高度，H1
(cm)
1.28
鐵模內土樣下陷高度，H2
(cm)
1.26
鐵模內土樣高度，H3
(cm)
12.98
鐵模內土樣體積，V 1=1/4 (πD2H3)
(cm3)
2367.75
最大單位重，γmax = W / V1
(g/cm3)
1.87
最小孔隙比，e min = (Gsγw/γmax)－1

0.35
天然孔隙比，e

0.59
相對密度，Dr=(emax－e)/(emax－emin)
(%)
9.86

六、問題與討論
1.砂土最小孔隙比如何獲得?
答：
於震動臺上，以規定之震幅、頻率、時間震動後，(±0.013'，60HZ，震動8 分鐘；±0.019'，50HZ，震動10 分鐘)刮平土樣，稱鐵模+土樣緊密重，W3 緊密土樣重Wmax=W3-W2。
計算最大單位重，γmax = W / V
最小孔隙比， e min = (Gsγw/γmax)－1
已知天然原狀土樣之孔隙比，e=0.59(由試驗一得知)
2.砂土最大孔隙比如何獲得?
答：
以2.5cm之落下高度，使土樣自由落體下落於鐵模內，刮平土樣，稱鐵模+土樣疏鬆重，W1 稱鐵模重，W2 疏鬆土樣重，Wmin=W1-W2，量鐵模內徑，D、量鐵模高度，H
鐵模體積， V =1/4 (πD2H)
計算最小單位重，γmin = W min / V
最大孔隙比，emax = (Gsγw/γmin)-1
3.砂土天然孔隙比如何得知?
答：
利用試驗二 土粒比重、孔隙比、孔隙率及飽和度試驗，求得天然孔隙e = 0.465
e=〔(Gsγw )/γd〕－1

4.計算砂土最大及最小孔隙比需用到土粒比重，該數據該如何獲得?
答：
利用試驗二 土粒比重、孔隙比、孔隙率及飽和度試驗，求得土粒比重Gs=2.53
Gs=〔Ws/(Ws＋W2－W1)〕×Gw

※註：試驗二計算流程
(1)稱乾土重，Ws
(2)量試驗時蒸餾水溫度，T℃
(3)將土樣置入比重瓶內加入蒸餾水約半滿，以煮沸法煮沸10分鐘以上，並緩慢旋轉以除去空氣，煮沸後冷卻至室溫，稱比重瓶＋乾土＋水重，W1。
(4)稱比重瓶＋水重，W2
(5)查表求出溫度T蒸餾水比重，Gw
(6)則土粒之比重，Gs=〔Ws/(Ws＋W2－W1)〕×Gw
(7)由公式求出孔隙比，e=〔(Gsγw )/γd〕－1
(8)由公式求出孔隙率，n= e/(1＋e)
(9)由公式求出飽和度，S= (Gs w)/e
七、心得
這次的試驗不難做，只是在那邊裝置震動機真的很累。因為整台都是鐵的不管什麼東西都非常的重，還好只要做一次就好，不然在那邊搬來搬去的話會超累的，而且在震動的時候真的很吵。