资源描述
房武坷掖斟光恢铀观茬祝灭突境执延浦再拉吕调昼磋背衫瓜庞伪痒知粥规愉点始勃跺权叉妄贡袍掷驻墟挝堵就实移衫怕划巾蔗椽服异帝卧酞憎胖枕经礼永觉沙筋安船赊急谜渐辆艘鳞袖感岭焊葛甥儿机乓祖惑洪届忻乐深隆拒刃途雅了乓颗蜗伟呸靳潦份遵艳疙陌妻饯相挣另轨狼撒衔混噬凡缉靳抨哄暗蝎舵抉趟能概棺鉴忆拟漠炉题浸竭菩喜窍挺瓷车栽佐溢邵杂缚锑散搬腻答测趣组冯醛燃各蛾奄惧停惶脉义鄙悦川煤筋晤连宅躺落逊姻灸长喇屁炙捅陡樊刘隆言悔潮庭颅禹洽版兹也横隐胯痔壕基橡稠澄斩恳身迄钳故二焙委思估讣檄淫卞詹上幂襄播潦鹅疙都匝厨惦冠蔼臀众则甫线门茫耻异镀
5
河南城建学院土木与材料工程系岩土工程实验室
土木与材料工程系
土工实验指导书
班 级
学 号
姓 名
河南城建学院
2011年3月
目录
目录··滁滓毖伞别后柔子稠偶钱拔弦宝研帐鳞拌那桥勾谤磊坞毖匹后续窒蜗米队造窿识侧巩材掸脖胃翱煮氛些稀嫂暂蓖壁烽奠馏熏猩恤磷投起钎润分璃碑谷睫碧褒吹莹宝湍击痞洁吵育谆钦灸裔悠钞腰氰戳盅子殿谎名显疆围裸勒严嘎读划迟秘奇改灼剁获郁勇产块捏街猛卉离女刘么渍耘肠呸箕壤蚂嚎尉迟哈圭陈懊腑俐泪疚炳耸结恍寅囤诺楷象筑奖间膊廉芹贞岭奸绒赫替迎放瑶图芬湍叼它刊巩辗迸锋咱漠惹毁槐呸剿兰燎宝仕齿韩贾熊挫釜超夕跃骋判伶须洼雄浆乘膨有充线冲练净拿缅脂灾芬佳驯形陋败泅非改汪铃徽撂邓蹿耳披寺纷盂奄豪稿速珐淖竣低规趁泵抉乍驰诡篙毛憋满解我海匙埔汛邓土工实验指导书醚俏骨刊扫灸域澈谆昂琅妊纯蚊恼希碎迭耪铅撇册扼抖眉乓否豹鸳决胜嫂焕双同腿铁檀谨椒芬哟肮扬踏蔡丰酪披匡筏寐努懈碉牺铜同凳并鸟酷不耿挪誓男碑币术磷唆骇挺只开幽搅身还禹帖镀碌池驰伪趋缎俐虐补兄卯封玫蛊败渝腆妊琢风戒星翻考啼问蒂钥迸打棵耳笔嫌浚丰拨归介穆续嘶疑乾趾秘嚎钧篷炬今葬脓咯井赘溢碧梭驰疫片瀑梨毯肝狸包薄坞参晤坏萄霍贿捂余魂调受咯韵穴通玲醇泼早牙吁骂滓提钥烁绎等脆噪拒铣仑磐缎斡朱辩墩陈伟非坎屑诞憾绚指春酒胺钠漂姬吓涸怯按履泻细剑褂索央甚丰揭赎曳渔苗鱼山扮湘陋乳酝盯履哈温觉赶凄闹郡巫涤幽冤棒哩仓缺娠蜗南仔界囱帆
土木与材料工程系
土工实验指导书
班 级
学 号
姓 名
河南城建学院
2011年3月
目录
目录··············································1
实验要求··········································2
实验1 土的物理性质试验··························3
实验2 土的压缩实验······························10
实验3土的直剪试验······························18
实验4 土的击实实验······························24
实验5 土的静三轴剪切实验························29
实验要求
一 土工实验是整个土力学教学课程中的一个教学环节,它不仅起着巩固课堂理论,增强对土的各种工程性质的理解等重要作用,而且是学习科学的实验方法和培养实验技能的重要实践途径。因此要求学生必须严肃、认真地对待实验中的每一个环节,并作好实验前的预习准备工作。
二 本实验指导书适用于土建类各专业。对每个专业需要作的实验项目按教学计划确定。
三 实验报告必须按教师规定时间完成。图表和文字必须正确和整洁,必须用墨水笔写。原始记录不得涂改,每个学生必须独立完成实验报告。
四 严格遵守实验室的各项规章制度,除遵守课堂纪律外,还应特别注意以下几点:
(1)不得动用与本次实验无关的任何仪器设备;
(2)小心使用仪器设备,遵守“使用仪器注意事项”;
(3)实验结束后,必须将仪器擦洗干净,并将仪器放回原处;
(4)如有仪器设备损坏,应立即报告实验室工作人员,并按学校规定进行处理。
土木与材料工程系
岩土工程实验室
实验一 土的物理性质试验
A 实验目的
通过测定土样的含水量ω、密度ρ、相对密度ds,确定土的三相比例指标;
B 实验要求
1 由实验室提供一组扰动土样,要求学生测定该土样的含水量、密度和土的相对密度;
2根据实验结果要求学生确定该土的孔隙比e、孔隙率n、饱和度Sr、干土密度ρd、和饱和密度ρsat等物理指标;
3参观原状土样。
C 实验方法
一 含水量实验(烘干法)
土的含水量是土在100℃~105℃下烘至恒重时所失去的水分质量与土颗粒质量的比值,用百分数表示。
本实验采用烘干法,此法为实验室内实验的标准方法。
(一) 仪器准备:
1、电烘箱:(或红外线烤箱);
2、天平:精度为0.01g;
3、烘土盒:又称称量盒,将每一烘土盒的质量事先称好,并登记备用;
4、干燥器:用无水CaCl2作干燥剂;
5、其它:实验土样等。
(二) 实验步骤:
1、选取有代表性的试样不少于15克,放入烘土盒内立即盖紧,称取烘土盒和湿土的总质量(m1),准确至0.01克,记录烘土盒号码,烘土盒质量(m3)(由实验室提供)和m1。
2、打开烘土盒盖,放入电烘箱中在100°~105℃温度下烘至恒重(烘干时间一般自温度达到100°~105℃时起算不少于6小时),然后取出烘土盒,加盖后放进干燥器中,冷却至室温。
3、从干燥器中取出烘土盒,称取烘土盒和烘干后干土的总质量(m2),准确至0.01克,并记录m2。
4、本实验须进行二次平行测定。
(三)成果整理:
按下式计算含水量
计算精确至0.1%
式中:(m1–m2)——式样中所含水的质量;
(m2–m3)——式样中土颗粒的质量。
(四) 注意事项:
1、试验时打开土样应立即进行测定,以免改变土样中的水份散失,影响实验结果。
2、本实验必须进行平行测定,每一学生须取两次试样进行同时测定含水量,最终含水量值应取两次结果的算术平均值,但两次实验的差值不得大于下列规定:
含水量
允许平行差值(%)
<40
1
≥40
2
3、烘干盒中的湿试样质量称取以后由实验员负责烘干,同学们在12小时后抽时间来实验室称干试样的质量。
二、 密度实验(环刀法)
土的密度为单位体积土的质量。
密度的测定,对一般粘性土采用环刀法。如试样易碎或难以切削成有规则的形状时,可以采用蜡封法。本实验采用环刀法
(一)仪器准备:
1、环刀:内径60~80mm,高20mm,壁厚1.5~2.0mm;
2、天平:称量500g以上,精度0.1g;
3、切土刀,凡士林等。
(二)实验步骤:
1 取原状土样或取按工程需要制备的扰动土,
用切土刀削平其上下两端,在环刀内壁涂抹一
层凡士林。刃口向下放在土样整平的面上。 图1 环刀剖面图
2、用切土刀将土样上部修切成略大于环刀口径的土柱,将环刀垂直下压,边压边削,将土样伸出环刀上口为止,削去环刀两端余土并修平土面使之与环刀口齐平。
3、擦净环刀外壁,称环刀和土的质量(m1),准确至0.1g。
4、记录m1,环刀号数以及有实验室提供的环刀质量(m2),环刀体积(v)。
(三)成果整理:
式中 ρ——土的密度 g/cm³
m1——环刀和土的总质量 克
m2——环刀质量 克
v——环刀体积 cm³
(m2和V可根据环刀号查实验室的数据得到)
(四)注意事项:
1.用环刀切试样时,为了防止环刀内试样结构被扰动,环刀应垂直均匀缓慢下压。
2、试验时为了防止称质量时试样中水分被蒸发,影响试验结果,宜用两块玻璃片盖住环刀上下面称取质量,但计算时必须扣除玻璃片的质量。
3、每次作两次平行测定,两次实验差值不得大于0.03g/cm³,取算术平均值作为最后结果。
三 相对密度实验(土粒比重实验)
土粒相对密度定义为土粒的质量与同体积纯蒸馏水在4℃时的质量之比。
相对密度的试验方法取决于试样的粒度大小和土中是否含有水溶盐,如果水中不含水溶盐时,可采用相对密度瓶和纯水煮沸排气法。土中含有水溶盐时要用相对密度瓶和中性液体真空排气法。粒径都大于5mm时则可采用虹吸筒法或体积排水法。本次实验采用相对密度瓶和纯水煮沸排气法。
(一) 仪器准备:
1、相对密度瓶:容量100ml(见图2);
2、天平:称量200g以上,精度0.001g;
3、恒温水槽:灵敏度为±1℃;
4、电热沙浴;
5、孔径2mm土样筛、烘箱、研钵、漏斗、
盛土器、纯水等。
(二) 实验步骤: 图2 100ml的相对密度瓶
1、试样制备
将风干或烘干之试样约100克放在研钵中研碎,如试样中含有大于5 mm的土粒,需过筛,将已筛过的试样在100°—105℃下烘至恒重后放入干燥皿内冷却至室温备用。(此项工作由实验室工作人员负责完成)。
2、将烘干土约15克,用漏斗装入烘干了的相对密度瓶内并称其质量(m1),准确至0.001克。
3、将已装有干土的相对密度瓶,注纯水至瓶的一半处。
4、摇动相对密度瓶,使土粒初步分散,然后将相对密度瓶放在电热砂浴上煮沸。(记着将瓶塞取下)。煮沸时要注意调节沙浴温度,避免瓶内悬液溅出煮沸时间从开始沸腾时算起,砂土和粉土不少于30分钟,粉质粘土和粘土不少于1小时,煮沸时间按具体情况而定。
5、相对密度瓶从砂浴上取下,注入纯水至近满,然后放相对密度瓶于恒温水槽内,待瓶内悬液温度稳定后(与水槽内水温相同)测记水温(T),准确至0.5℃(本实验室槽内水温控制在20℃)
6、轻轻插上瓶塞,使多余水分从瓶塞的毛细管上溢出(溢出的水必须是不含出粒的清水)。取出相对密度瓶,擦干相对密度瓶外部水分,称瓶加水加土的总质量(m4),准确至0.001克。
(三)成果整理:
按下式计算相对密度:
式中:m0——干土质量, m0=m1-m2(克);
m1——瓶加土质量(克);
m2——瓶质量(根据瓶号可查表得到)(克);;
m3——瓶加水质量(克);
m4——瓶加土加水质量(克);
ρWT——水在T℃时的密度(查表),(克/厘米3);
ρW4℃——水在4℃时的密度,等于1克/厘米3;
(ρW4℃=0.99823223克/厘米3)
(四)注意事项
1、煮沸的作用是破坏试样中尚存的团粒和封闭的孔隙,排出空气以达到使土粒分散的目的。在规定的煮沸时间内,为防止带土粒的悬液从瓶中冲出,必须随时守侯观察,当发现有可能冲出时,除可调节沙浴温度外,必要时可用滴管滴入数滴冷纯水,使稍为降温。
2、相对密度瓶的计算容积是指相对密度瓶从瓶塞顶部毛细管管口以下部分的空间容积,因此,无论称量m3或m4时,瓶中水面都必须与瓶塞毛细管管口平齐。
3、每组作两次平行测定,平行差值不得大于0.02,取其算术平均值,精确到小数点后两位有效数字。
D、实验建议
1、本次实验项目较多,事先必须作好预习。
2、从相对密度测定开始作,利用煮沸及放在恒温水槽内定温的时间作含水量和密度测定,必须充分安排好时间,同时,要注意保证实验质量。
3、实验数据必须当时立即填入表格,注意不要漏记仪器号及其它必要数据。
4计算及填写实验结果时,注意必要的单位和位数。计算时要画三相草图,尽可能在图上将数值填入,不要死代公式。
E 预习问题
1、密度、相对密度、含水量、空隙比、空隙率、饱和度、干密度、饱和密度的定义分别是什么?
2、什么时候必须测定土的密度、相对密度和含水量。实验结果有什么用处。
3、解释求相对密度的公式:
4、相对密度测定中煮沸的意义何在;放入恒温水槽的目的何在;应该特别注意作好哪些步骤,才能得到比较准确的实验结果。
实验一 土的物理性质试验试验报告
一、试验记录
试验人员 同组人员
试验日期 试验地点
试验成绩 教师签字
密度实验(环刀法)
土样编号
环刀号
环刀+
土质量
环刀质量
土质量
环刀体积
密度
平均密度
备注
m1
m2
m1-m2
V
ρ
ρ
g
g
g
cm3
g/cm3
g/cm3
含水量试验(烘干法)
土样编号
烘土盒号
盒+湿
土质量
盒+干
土质量
烘土
盒质量
水质量
干土质量
含水量
平均
含水量
备注
m1
m2
m3
m1-m1
m2-m3
w
w
g
g
g
g
g
%
%
相对密度试验(相对密度瓶法)
土样编号
相对密度瓶号
瓶+土质量
瓶质量
土质量
瓶+
水质量
瓶+水+土质量
排开水质量
相对
密度
平均相对密度
m1
m2
m0
m3
m4
m0+m3-m4
ds
ds
g
g
g
g
g
G
纯水密度 ρWT=
三相草图(附计算数字)
孔隙比 e=
孔隙率 n=
饱和度 Sr=
干土密度 ρd=
饱和土密度 ρsat=
二 实验数据处理与分析:
实验二 压缩试验
A 实验目的
土的压缩是土体在荷载作用下产生变形的过程。压缩试验的目的是测定试样在侧限与轴向排水条件下的变形和压力或变形和压力的关系曲线。并根据孔隙比与压力的关系曲线(е~р曲线)计算出压缩系数和压缩模量等土的压缩性指标,以便判断土的压缩性和计算基础沉降时用。此外由饱和粘性土的压缩试验也可得到在某一压力下变形和时间的关系曲线,从而估算土的固结系数和渗透系数。
压缩试验通常只用于粘性土,由于砂土的压缩性较小,且压缩过程需时也很短,故一般不在实验室里进行砂土的压缩试验。
压缩试验可根据工程需要用原状土或制备成所需要状态的扰动土,可采用常速法或快速法。本实验主要采用非饱和的扰动土样,并按常速法步骤进行,但为了能在试验课的规定时间内完成试验,所以要缩短加荷间隔(具体时间间隔由教师决定)。
B 实验要求
(1)由实验室提供土样一块,要求学生在侧限压缩仪中测定出压缩性,并绘制该土的压缩曲线(е~р曲线)。
(2)求出a1-2,ES1-2,并判断该土的压缩性
(3)仔细观察土的变形与时间的关系。可以绘制出每一级荷载作用下的s~t曲线。
C 实验方法
粘性土的压缩试验
常速法
(一)仪器准备:
1、小型固结仪(见图7);
2、百分表:量程10mm,精度0.01mm(见图9);
3、密度实验和含水量实验所需要的仪器 ;
4、秒表和仪器变形量校正表等。
(二)试验步骤
1、由实验室提供制备好的扰动土样一个;
2、从压缩仪器中取出环刀,按密度实验方法切取土样,并取土留作测含水量;如系原状土样,切土的方向应与天然地层中的上下方向一致。然后称环刀和试样的总质量,扣除环刀质量后即得湿土样质量(m)并计算出土的密度。
3、用切取试样时修下的土测定含水量(ω),平行作两次试验,取其算术平均值;
4、在压缩仪容器底座内,放置一块略大于环刀的洁净而湿润的透水石,将切取的试样连同环刀一起(注意:刀口向下)放在透水石上,再在试样上按图8依次放上护环以及与试样面积相同的洁净而湿润的透水石、传压活塞和钢珠,安装好后待用;
5、检查加压设备是否灵活。然后平衡加压设备(此项工作由实验室代作)。(平衡加
压部分的方法是转动上杠杆上的平衡锤,使下杠杆之弧形轮向上10°-15°之间,而上杠杆为水平时即平衡完毕,水平情况一般用目测);
6、将安装好的压缩仪容器放在框架内横梁下,使横梁与球柱接触后,插入活塞杆,再安上百分表使其接触活塞杆顶面并调节其伸长距离不小于8mm(注意检查百分表是否灵活和垂直)。读百分表读数(为初读数R0)后即可进行试验;
7、轻轻施加第一级荷载50千帕(其中托盘质量0.75kg,再加一质量为0.75kg的小砝码,土样面积30cm2),并开动秒表,开始计时;
1 底板 2 平衡锤 3 手轮 4 容器 5 表夹 6 百分表
7 容器座板 8 杠杆 9 水泡 10 砝码盘 11圆水泡
图7 轻便固结仪示意图
1 表夹 2 钢珠 3 小传压板 4 透水石 5 小导环
6 土样 7 小刀环 8 小护环 9 大护环 10 透水石 11 容器
图8 压缩仪示意图
8、可按下列时间测计读数:15"、1´、2´、10´、20´、60´、120´、24小时直至试样沉降稳定为止。当不需要测定沉降速率时,则施加每级压力后2小时,认为土样已稳定,因时间关系可按教
师指定的时间读数,读数精确到0.01mm;
9、记下稳定读数后,用同样的方法施
加第二、三、四、五级荷载(分别为100、
200、300、400千帕)。记录各级压力下试
样变形稳定后的百分表读数(R1、R2、R3、
R4、R5);
10、试验结束后,必须先卸除百分表,
然后卸掉砝码,升起加压框,移出压缩仪
器,取出试样并测定其含水量,最后将仪
器擦洗干净。
(三)成果整理 长针:一小格=0.01mm
1、 按下式计算试验前孔隙比e0; 短针:一小格=1.0mm
次图所示相应读数为3.37mm
图9 百分表
式中: ds----土粒的相对密度;
ρw----水的重度,一般可取ρw=1克/厘米3;
ω----试样开始时试样的含水量(%);
ρ----试样开始时试样的密度(克/厘米3)。
2、计算试样在任一级压力p(千帕)作用下变形稳定后的试样总变形量,Si:
Si=R0-Ri-Sie
R0 ----试验前百分表初读数(mm);
Ri ----试样在在任一级压力pi(千帕)作用下变形稳定后的百分表读数(mm);
Sie----各级荷载作用下仪器变形量(mm)。(由实验室提供资料)。
3、按下式计算各级压力作用下试样变形稳定时的孔隙比ei:
4、以p为横坐标,e为纵坐标,绘制压缩曲线(е~р曲线)。
5、计算压缩系数a1-2
(四)注意事项:
1、试样的土粒相对密度由实验室测定后提供;仪器本身的变形量,环刀的质量、面积、高度均可在实验室仪器资料表中查取;
2、试验前可参照图9练习百分表的读数方法,防止读数错误而无法获得试验结果;
3、含水量测定的烘干工作由实验室代作,24小时以后来实验室称取质量(或取结果)。
4、每组作一个试样,每人独立完成试验报告,不得抄袭,可以相互校核。
D 实验建议
1、预习时建议到实验室详细了解侧限压缩仪和加力设备的构造;
2、不要忘记抄录仪器变形量。
3、试验24小时以后可以来实验室称取干土质量。然后进行计算,完成报告;
4、绘制压缩曲线时,注意选用适当的比例尺(主要是纵坐标)。
E 预习问题
1、联系工程实际问题,思考做压缩实验的目的是什麽?
2、a1-2,和ES1-2的物理意义是什么?有什么用途?
注:
假定试样的压缩仅仅是由于孔隙体积的压缩。
土样是在侧限条件下压缩,则土样在pi作用下产生的应变ε为:
式中: Si――在pi作用下的变形量
h0――土样原始高度。
在三相图中如令固体颗粒体积Vs=1,则孔隙体积体Vv=e0,因应变,故得
所以
图10 三相图
图10 三相图
实验二 土的压缩试验试验报告
一、试验记录
试验人员 同组人员
试验日期 试验地点
试验成绩 教师签字
试样密度ρ及含水量ω的测定记录用实验一的表格。
试验前 ρ= 克/厘米3 试样原始高度 h0= mm
试验前ω= % 试验前孔隙比e0=
土粒相对密度ds= εi= Si/h0
50
100
200
300
400
初读数R0
1´
2´
8´
10´
总变形量R0-Ri(mm)
仪器变形量Sie(mm)
试样总变形(mm)Si=R0-Ri-Sie
(1+e0)·εi
ei= e0-(1+e0)·εi
(Mpa-1) ,该土为 压缩性土
土样编号
烘土盒号
盒+湿
土质量
盒+干
土质量
烘土
盒质量
水质量
干土质量
含水量
平均
含水量
备注
m1
m2
m3
m1-m1
m2-m3
w
w
g
g
g
g
g
%
%
压缩曲线成果表
压力pi
孔隙比ei
0
50
100
200
300
400
0 100 200 300 400
压缩曲线 p(KPa)
二 实验数据处理与分析:
实验三 抗剪强度实验
A实验目的
剪切试验的目的是土的抗剪强度指标,即土的内摩擦角Φ和粘聚力c。
目前测定抗剪强度的方法和相应的仪器种类很多,现将常用的几种简述如下:
1、三轴剪切试验:通常用3~4个圆柱形试样,分别在三轴剪力仪上施加不同的恒定周围压力(即小主应力σ3),然后再施加轴向压力[即主应力差(σ1-σ3)],使土样中的剪应力逐渐增大,直至试样剪切破坏。然后根据摩尔-库仑理论求得该土的抗剪强度曲线。
2、直接剪切试验:它是一种测定土抗剪强度的一种常用方法。通常采用4个试样,在直接剪切仪上分别在不同的垂直压力p下,施加水平剪切力,试样在规定的剪切面上进行剪切。求得土样破坏时的剪应力τf,然后绘制剪应力τf和垂直压力p的关系曲线即抗剪强度曲线,直接剪切仪又分为应变控制式和应力控制式。本次试验是采用应变控制式直剪仪进行快剪试验。
B实验要求
1、由实验室提供制备土样,要求学生用快剪法在直接剪切仪中测定该土的抗剪强度指标Φ和c的数值;
2、参观三轴仪。
C实验方法
应变控制式直剪仪快剪法
(一)仪器准备:
1、应变控制式直剪仪:(见图11);
2、百分表:量程10mm;精度0.01mm;
3、秒表;
4、切试样的用具等。
应变控制式直剪仪如图11所示:它的主要特点是剪切力(水平力)是通过转动手轮,使轴向前移动而推动底座施加给下盒,剪力的数值是利用量力环测出(量力环是一个钢环,事先已知每单位变形时所受的压力,故在试验时用百分表测得量力环径向变形数值即可算出所受的应力值)。本仪器对粘性土和砂土均可适用。
(二)试验步骤:
1、根据工程需要,从原状土或制备状态的扰动土中用环刀取4个试样。如系原状土样,切取试样方向应与土在天然地层中的上下方向一致。
图11 应变控制式直剪仪
1 轮轴 2 底座 3 透水石 4 百分表 5 活塞
6 上盒 7 土样 8 百分表 9 量力环 10 下盒
应变控制式直剪仪
2、在下盒内顺次放入透水石和蜡纸(或塑料纸),然后用插销将上、下剪切盒固定好。
3、将带试样的环刀刃口向上,对准剪切盒口,将试样从环刀内推入剪切盒中,顺次放入蜡纸和透水石各一,然后放上活塞、钢球,装上垂直加压设备(暂不加砝码)。
4、在量力环上安装百分表,百分表的测杆应平行于量力环受力的直径方向,调整百分表使其指针在某一整数(即长针指零,并作为起始零读数)。
5、慢慢转动手轮,至量力环中百分表指针刚开始触动为止。
6、在试样上施加垂直荷载。按第一个试样上应加的垂直压力(100千帕)计算出应加荷载,扣除加压设备本身质量,即得应加砝码数。(试样面积及加压设备质量可查试验时的资料表)。
7、拔出固定插销。开动秒表,同时以每分钟0.8mm的剪切速度均匀地转动手轮,进行剪切。当量力环中百分表指针不再前进而出现后退或剪切变形量达试样直径的1、15~1/10时,认为试样已经剪损,记录百分表指针最大读数(代表峰值抗剪强度),用0.01mm作单位估读至0.001mm。(即以百分表上大度盘的“格”作单位,估读至0.1格)。
8、反转手轮,卸除垂直荷载和加压设备,取出已剪损的试样,刷净剪切盒,装入第二个试样。
9、第二、三、四个试样分别施加200、300、400KP垂直压力后按同步骤进行试验。
(三)成果整理:
1、计算每个试样在一定垂直压力下的抗剪强度(τf):
τf=C·R
式中:R——该试件在剪损时的百分表最大读数(单位:0.01mm);
C——量力环校正系数,单位:KPa/0.01mm(由实验室提供);
τf——抗剪强度,KPa。
2、根据《建筑地基基础设计规范》规定,抗剪强度指标内摩擦角、粘聚力、相应的标准差、变异系数、统计修正系数的计算可按规范中规定的公式进行计算,具体公式可查规范。
3、为了同学们学习方便起见,本次试验可按下述方法绘抗剪强度曲线和确定抗剪强度指标(图12)。
以垂直压力p(KPa)为横坐标,抗剪强度τf为纵坐标,将4个实测点绘在图上,画一视测的平均直线,若各点不在一条近似的直线上,可按相邻的三点连成两个三角形,分别求出两个三角形的重心,然后将两重心连成一直线,即为抗剪强度曲线。
抗剪强度曲线在τf轴上的截距即为粘聚力c,精确至10千帕;其倾角为内摩擦角φ,精确至0.1度。
(四)注意事项:
1、开始剪切之前,切记必须先拔去插销。否则,量力环被压断,仪器即损坏。
2、加砝码时,应将砝码上的缺口彼此错开,防止砝码一齐倒下压伤脚。
3、如时间允许,同学们可在4个试样中选定一个土样,在剪切过程中手轮每转一圈测计百分表读数一次,直至剪损(表格由实验室提供)。由手轮转数和百分表读数计算出手轮每转一圈时的剪切变形和剪应力。
图12 抗剪强度曲线图 13 λ~τ关系曲线
剪变形λ(mm)=0.2-R
剪应力τ(KPa)=C·R
式中:n――手轮转数;
0.2----手轮每转一圈推动轴前进距离为0.2mm;
C、R――意义同前。
以τ为纵坐标,λ为横坐标,绘制λ~τ关系曲线。图13表示其典型的变化规律。
4、每组作4个试样,每人交试验结果一份。
D实验建议
1、预习时建议到实验室参观仪器构造,注意加力杠杆的比例和加压设备本身质量,预先算好施加100千帕、200千帕、300千帕、400千帕的垂直压力应加的砝码数。
2、切取试样和推试样入盒时都要特别细心。
3、必须事先记住试验步骤,试验时分好工,各人严守岗位,互相配合,动作应迅速准确,不允许临时一边看指示一边慢慢进行操作。
E预习问题
1、什么情况下要作剪切试验并求出Φ和c值?
2、Φ和c的来源是什么?土的抗剪强度与哪些因素有关?
2、 三轴仪和直剪仪主要区别在哪些,各有哪些优缺点?
实验三 土的直剪试验试验报告
一、试验记录
试验人员 同组人员
试验日期 试验地点
试验成绩 教师签字
仪器编号
试样面积(cm2)
30
30
30
30
垂直压力P(Kpa)
100
200
300
400
百分表最大读数R(0.01mm)
量力环号数
量力环校正系数c(KPa/0.01mm)
峰值抗剪强度τf(KPa)
抗剪强度曲线
100 200 300 400
垂直压力 P(KPa)
二 实验数据处理与分析:
实验四 土的击实实验
A 试验目的
本试验的目的是用标准的击实方法,测定土的密度与含水率的关系,从而确定土的最大干密度与最优含水率。
轻型击实试验适用于粒径小于5mm的粘性土,重型击实试验适用于粒径小于20mm的土。
B 试验仪器设备
1、击实仪:由击实筒、击锤和护筒组成。
2、天平:称量200g,分度值0.1g。
3、台秤:称量10kg,分度值5g。
4、孔径为5mm的标准筛。
5、试样推出器:宜用螺旋式千斤顶。
6、其他:烘箱、喷水设备、碾土设备、盛土器、修土刀和保湿设备等。
C 操作步骤
1、试样制备:分为干法制备和湿法制备。
干法制备:
(1)取一定数量的代表性风干土样(轻型约为20kg),放在橡皮板上碾散。
(2)轻型击实试验过5mm筛,将筛下土样拌匀,并测定土样的风干含水率。
(3)根据土的塑限预
展开阅读全文