土力学六种常见试验实验目的步骤等介绍【专业教学】.ppt
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1、土工试验 Soil experiments,1 土的密度试验 2 土的含水量试验 3 土的液塑限试验,4 土的固结试验 5 土的直剪试验 6 土的三轴剪切试验,1,优选知识,1 土的密度试验 density test,目的 objectives,测定土在天然状态下单位体积的质量,仪器设备 apparatus,符合规定要求的环刀; 精度为0.01g的天平; 其他:切土刀,凡士林等。,2,优选知识,(1)测出环刀的容积V,在天平上称环刀质量m1。 (2)取直径和高度略大于环刀的原状土样或制备土样。 (3)环刀取土:在环刀内壁涂一薄层凡士林,将环刀刃口向下放在土样上,随即将环刀垂直下压,边压边削,直
2、至土样上端伸出环刀为止。将环刀两端余土削去修平(严禁在土面上反复涂抹),然后擦净环刀外壁。 (4)将取好土样的环刀放在天平上称量,记下环刀与湿土的总质量m2,操作步骤 procedure,3,优选知识,计算土的密度,密度试验应进行2次平行测定,两次测定的差值不得大于0.03g/cm3,取两次试验结果的算术平均值; 密度计算准确至0.01 g/cm3,要 求,4,优选知识,2 土的含水量试验,用烘干法测定土的含水率,目的,烘箱:采用电热烘箱;天平:称量200g,分度值0.01g;其他:干燥器,称量盒。,仪器设备,5,优选知识,(1)取代表性试样,粘性土为1530g,砂性土、有机质土为 50g,放
3、入质量为m0的称量盒内,立即盖上盒盖,称湿土加盒总质量m1,精确至0.01g。 (2)打开盒盖,将试样和盒放入烘箱,在温度105110的恒温下烘干。烘干时间与土的类别及取土数量有关。粘性土不得少于8小时;砂类土不得少于6小时;对含有机质超过10%的土,应将温度控制在6570 的恒温下烘至恒量。 (3)将烘干后的试样和盒取出,盖好盒盖放入干燥器内冷却至室温,称干土加盒质量m2为,精确至0.01g。,操作步骤,6,优选知识,计算土的含水量,(1)计算准确至0.1%; (2)本试验需进行2次平行测定,取其算术平均值,允许平行差值应符合下表规定。,要 求,7,优选知识,3 土的液限、塑限试验,测定细粒
4、土的液限、塑限,计算塑性指数、给土分类定名,共设计、施工使用。,目的,液塑限联合测定仪:圆锥仪、读数显示; 试样杯:直径4050mm,高3040mm; 天平:称量200g,分度值0.01g;其他:烘箱、干燥器、铝盒、调土刀、孔径0.5mm的筛、凡士林等。,仪器设备,8,优选知识,液限锥式仪,9,优选知识,液塑限联合测定仪,10,优选知识,(1)当采用天然含水量的土样时,应剔除大于0.5mm的颗粒,然后分别按接近液限、塑限和二者之间状态制备不同稠度的土膏,静置湿润。静置时间可视原含水量的大小而定。当采用风干土样时,取过0.5mm筛的代表性土样约200g,分成3份,分别放入3个盛土皿中,加入不同数
5、量的纯水,使分别接近液限、塑限和二者中间状态的含水量,调成均匀土膏,然后放入密封的保湿缸中,静置24小时。 (2)将制备好的土膏用调土刀调拌均匀,密实地填入试样杯中,应使空气逸出。高出试样杯的余土用刮土刀刮平,随即将试样杯放在仪器底座上。 (3)取圆锥仪,在锥体上涂以薄层凡士林,接通电源,使电磁铁吸稳圆锥仪。 (4)调节屏幕准线,使初读数为零。调节升降座,使圆锥仪锥角接触试样面,指示灯亮时圆锥在自重下沉入试样内,经5秒后立即测读圆锥下沉深度。 (5)取下试样杯,然后从杯中取10g以上的试样2个,测定含水率。 (6)按(2)-(5)的步骤,测试其余2个试样的圆锥下沉深度和含水率。,操作步骤,11
6、,优选知识,计算与制图,(1)计算含水量,(2)绘制圆锥下沉深度h与 含水量w的关系曲线,12,优选知识,计算含水量:,三点连一条直线。 当三点不在一直线上,通过高含水量的一点分别与其余两点连成两条直线,在圆锥下沉深度为2mm处查得相应的含水量,当两个含水量的差值小于2%,应以该两点含水量的平均值与高含水量的点连成一线。 当两个含水量的差值大于或等于2%时,应补做试验。,13,优选知识,(3)确定液限、塑限,在圆锥下沉深度h与含水量w关系图上,查得下沉深度为17mm所对应的含水量为液限wL;查得下沉深度为2mm所对应的含水量为塑限wP,以百分数表示,取整数。,14,优选知识,塑性指数:,液性指
7、数:,(4)计算塑性指数和液性指数,15,优选知识,4 土的固结试验,目的,测定试样在侧限与轴向排水条件下的变形和压力的关系,变形和时间的关系,以便计算土的压缩系数、压缩指数、压缩模量、固结系数及原状土的先期固结压力等。,快速固结法:规定试样在各级压力下的固结时间为1小时,仅在最后一级压力下除测记1小时的量表读数外,还应测读达压缩稳定时的量表读数。,方法,16,优选知识,三联固结仪;刮土刀、天平、秒表等,仪器设备,三联固结仪,17,优选知识,基本原理,Vve0,Vs1,Vve,Vs1,土样在压缩前后变形量为s,整个过程中土粒体积和底面积不变,土粒高度在受压前后不变,整理,其中,根据不同压力p作
8、用下,达到稳定的孔隙比e,绘制e-p曲线,为压缩曲线,18,优选知识,操作步骤,(1)按要求取原状样或制备扰动土样。 (2)取环刀样,测试验前的密度与含水量。 (3)在固结仪底的透水石上放一滤纸,将环刀和土样放入压缩仪,套上导环,在土样顶面放上滤纸,再加上透水石,继而放上传压板与钢球,最后将固结仪放在容器板上。 (4)安装测微表并调零 (5)加荷。按50、100、200、400(kpa)四级荷重加荷,每级荷载历时10分钟,即每级荷重加上10分钟时,记测微表读数一次,然后加下一级荷载,依些类推,直到第四级荷载施加完毕为止。,19,优选知识,1首先装好试样,再安装量表。在装量表的过程中,小指针需调
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