2022年公路水运工程试验检测道路工程—土工试验培训资料.docx

精品学习资源第四 章土的力学性质一击实试验击实 使土变密实，强度提高原理：施加能量，使土重新排列；粗粒土：咬合力（现场施工 ）： 分层填土，分层夯压；压实区域重叠细粒 土：分子引力最大干密度， 最优含水率的概念因素： 水（水少水多都不好，达到最优含水率）击实 功（在肯定限度内，击实功大，最大干密度大，最优含水率小） 压实 机械土粒级配的影响击实试验类型轻型击实： 20mm重型： 40制样 干法 ：1) 试样风干或在低于50温度下烘干 ，将土碾碎，过筛；2) 按试样的塑限估量最优含水率，在最优含水率邻近相差约 2% 的含水 率制备至少 5 个，其中 2 个含水率大于塑限、2 个小于塑限、 1个接近塑限；3) 洒水 拌和 匀称，静置备用；高塑性黏性土静置时间不得小于24h ，低塑性黏性土不应小于12 h；2湿法 ：过筛后风干到至少五个含水率击实分 3 次或 5 次倒入筒中，每次按规定次数击实；算好击实后试样高，击完后余土高；欢迎下载精品学习资源刮平测含水率和密度公式欢迎下载精品学习资源单向固结试验原理土体的压缩由孔隙削减产生；饱和土的压缩需要肯定时间（渗流固结）有效应力原理 ： 1. 饱和土体内总应力等于有效应力和孔隙水压力之和，其间关系总是满意：= +2. 有效应力打算土的变形（压缩）与强度先期固结压力 ：土在地质历史上曾经受过的最大固结 压力；先期固结压力与上覆土层自重的比较：超固结土，正常固结土，欠固 结土欢迎下载精品学习资源压缩性指标：压缩 系数：=-epe1e2p2p1压缩 模量：E1se1a压缩 指数：Ce1e2clgp2 p1试验步骤：欢迎下载精品学习资源（ 1） 装试样：切好的环刀，外涂凡士林，刀口向下；（ 2）在容器内顺次放上底板、潮湿的滤纸和透水石，然后放入加压导环和传压活塞；调整杠杆使之水平；欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源（ 3 ）施加预压：为确保压缩仪各部位接触良好，施加1kPa 的预压 荷重，装好百分表，然后调整量表读数至零处；（ 4 ）去掉预压荷载，立刻加第一级荷载并开动秒表，荷重等级一般为50、 100 、200 、300 、 400kPa ；欢迎下载精品学习资源（ 5 ）试验终止后快速拆除仪器各部件，取出试样，必要时测定试验后的含水率；留意 ：1）如系饱和试样，应在施加第一级荷重后，立刻向压缩容器注满水；如系非饱和试样，需用湿棉纱围住加压盖板四周，防止水分蒸发；2）推导这 个， 看需要哪些指标；欢迎下载精品学习资源推导 公式欢迎下载精品学习资源假设固体体积不变并且为1，有 eVv ；Vsh01e1h01e2h ，也就是说 ，A0A1 ，欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源h0VsVv0由h0hVsVv1h0h01e11e2h ， 可以推出eeh 1e 211h1欢迎下载精品学习资源可以推 出规范 公式 ；压缩模量的推导类似欢迎下载精品学习资源直接剪切试验 ：土常常由于受剪而产生破坏，强度问题一般是指抗剪强度问题与强度有关的三类工程问题：边坡稳固，地基承载力 ，挡土结构的土压力强度指标：c,c: 水膜与相邻土粒的分子引力，胶结物胶结：砂粒间摩擦阻力和锁固作用欢迎下载精品学习资源试验 步骤：制样 ：1. 将环刀内侧涂上一层凡士林，刀刃相下放在土样上；2. 用刮土刀将环刀匀称压入土样，高出环刀上沿丝锯和刮土刀将土样两端刮平；开头 试验1-2mm 为宜，然后用钢1. 对准上下剪切盒，插上销钉，下放滤纸，透水石，将土样放入盒内；欢迎下载精品学习资源2. 试样装好后，转动手轮，使上盒前端与测力计接触；顺次加上加压盖、钢珠、加压架；登记初始读数3. 依据试验设计施加垂直压力，注水，假如非饱和，包上湿棉花；4. 施加垂直荷载后，立刻拔去销钉开动秒表，以0.8mm/min的速率剪切土样欢迎下载精品学习资源5. 当百分表读数不变或后退，连续剪切至4mm ；假如测力计百分表无峰值，剪切至6mm6. 试验终止后，测定含水率；欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源试验 方法快剪： 仍没有来得及固结就被快速剪坏剪坏固结 快剪：充分排水之后快速剪坏慢剪： 充分排水后慢速剪坏三个试验得出的强度指标不同如何 挑选：土的渗透性， 现场的排水条件，施工的快慢进度，三轴 试验：直剪试验的缺点，三轴试验模拟实际的受力状态试验 方法：两个 阶段：加围压 ，加轴 压不固结不排水 ：施加围压和施加轴压的时候都不排水固结不排水： 施加围压排水 ，施加轴压不排水欢迎下载精品学习资源固结 排水：从始至终排水欢迎下载精品学习资源无侧限抗压试验制样 ：试件直径和高度应与重塑筒直径和高度相同，一般直径为40 50 ，高为 100 120 .试件高度与直径之比应大于2，按软土的软硬程度采纳2.0 2.5 ；开头 试验1. 将切削好的试件立刻称量，精确至0.1g ；同时取切削下的余土测定含水率；用卡尺测量其高度及上、中、下各部位直径，运算其平均直径Do ；2. 在试样两端抹一薄层凡士林，如为防止水分蒸发，试件侧面也可抹一层薄凡士林；3. 将制备好的试件放在应变掌握式无侧限抗压强度仪下加压板上，转动手轮，使其与上加压板刚好接触，调测力计百分表读数为零点；欢迎下载精品学习资源4. 以轴向应变1%/min 3%/min的速度转动手轮（0.06 0.12 /min ），使试验在 8 20min 内完成；5. 应变在 3%发前，每 0.5% 应变记读百分表读数一次；应变达3% 以后 ， 每 1%应变记读百分读数一次；欢迎下载精品学习资源6. 当百分表达到峰值或读数达到稳固，再连续剪3% 5% 应变值即可停止试验；如读数无稳固值，就轴向应变达20% 时即可停止试验；7. 试验终止后，快速反转手轮，取下试件，描述破坏情形；8. 如需测定灵敏度，就将破坏后的试件去掉表面凡士林，再加少许土，破坏其结构，放入重塑筒内，与重塑前尺寸相等，然后立刻重复试验步骤进行 试验；欢迎下载精品学习资源CBR 试验按击实所得正确含水量制备CBR 试件 ;1）称量试筒本身质量（m1 ），将试筒固定在底板上，放入垫块、滤纸， 安上套环；2） 将试料按规定的层数和每层击数击实，求试料的最大干密度和正确含水量；3） 将其余 3 份试料按正确含水量制备三个试件；试料加水浸润时间，重粘土不少于24h ，轻粘土 12h ， 砂土 1h，自然砂砾2h ，取料测定每个试件的欢迎下载精品学习资源含水量；4） 取备好的试料分3-5 次倒入筒内（视最大粒径而定），五层法时每层试样约 900g （细粒土）-1100g （粗粒土） ；按三层法，每层试样1700g 左右；（其量应使击实后试件高出1/3 筒高 1-2mm ）；击实时锤应自由垂直落下，锤迹匀称分布于试样表面上；击实时每层表面应“拉毛”；大试筒击实后，试样不宜高出筒高5mm ；欢迎下载精品学习资源5） 修平击实试件，称取试筒和试样的质量（m2 ）；欢迎下载精品学习资源试件顶面加承载板浸水四昼夜；试件加了承载板以后试筒的顶面，离水面的高度应保持在大约25mm 以上； 泡水测膨胀量步骤：1） 在试件表面放一张好滤纸，安装多孔板和荷载板，试件放入干水槽中，用拉杆将模具拉紧，安装百分表，读取初读数；2） 向槽内放水，浸没试件顶部，保持水面在试件顶上约25mm ，泡水 4昼欢迎下载精品学习资源夜；3） 泡水终了，读取百分表终读数，运算膨胀量4） 取出试件，静置15min排水，卸去附加荷载、多孔板、底板、滤纸， 并称量（ m3）；做贯入试验：1） 试件放在路强仪升降台上，使贯入杆与试件顶面全面接触，放上荷载板；欢迎下载精品学习资源2） 先在贯入杆上施加45N 荷载，然后将测力和测变形的百分表的指针调至零点 ；3） 加荷使贯入杆以1-1.25mm/min的速度压力试件，记录测力计内百分表某些整读数（如20， 40， 60）时的贯入量，使贯入量为250 × 10-2 mm 时有5 个以上读数；总贯入量应超过7mm;欢迎下载精品学习资源概述土的 形成：物理风化，化学风化，生物风化欢迎下载精品学习资源三相 组成：固液气固态： 无机矿物（原生矿物 岩浆冷凝形成，次生矿物），有机质液相： 气态， 液态水（矿物颗粒的水，矿物表面的水），固态水结合 水：强弱自由 水：毛细 水， 重力水物理性质指标 ：三大试验指标 ：密 度，比 重，含 水率含水率试验：原理：mw100% ms烘干 法：各类土质酒精法：不适合有机质比重法：只适合砂土, 含盐量较多的土，重黏土（粘粒占比很大）密度 试验环刀 法，蜡封法，灌砂法，灌水法比重 试验比重 公式：G =mss；wVswVs 可以懂得为阿基米德原理， 排水体积等于物体所占的体积，也就是物体所受到的浮力；比重 瓶法：1、将比重瓶烘干，将15g 烘干土装入100mL 比重瓶内（如用50mL 比重瓶，装烘干土约12g ），称量；欢迎下载精品学习资源2、为排出土中空气，将已装有干土的比重瓶，注蒸馏水至瓶的一半处， 摇动比重瓶，土样浸泡20h 以上，再将瓶在砂浴中煮沸，煮沸时间自悬沸腾时算起，砂及低液限黏土应不少于30min ，高液限黏土应不少于1h，使土粒分散；留意沸腾后调剂砂浴温度，不使土液溢出瓶外；欢迎下载精品学习资源3、如系长颈比重瓶，用滴管调整液面恰至刻度处（以弯月面下缘为 准），擦干瓶外及瓶内壁刻度以上部分的水，称瓶、水、土总质量；如系短颈比重瓶，将纯水注满，使余外水分自瓶塞毛细管中溢出，将瓶外水分擦干后，称瓶、水、土总质量，称量后立刻测出瓶内水的温度，精确至0.5 ；4、依据测得的温度，从已绘制的温度与瓶、水总质量关系曲线中查得瓶水总质量；5、如系砂土，煮沸时砂粒易跳出，答应用真空抽气法代替煮沸法排出土中空气；6、对含有某肯定量的可溶盐、不亲性胶体或有机质的土，必需用中性液体（如煤油）测定，并用真空抽气法排出土中气体；真空压力表读数宜为100kPa ，抽气时间1-2h （直至悬液内无气泡为止）欢迎下载精品学习资源m1m 2 等于与土同等体积的水的质量减去同体积土的质量（也就是干土的质量）浮称法分母，指试样被称出来的质量，依据受力平稳，实际重量 =浮力 +被称出来的质量；所以浮力等于；欢迎下载精品学习资源浮力 法： m3m1 为在水里的金属网篮和试样的总质量，m2 是金属网篮的浮欢迎下载精品学习资源力质量，依据受力平稳，分母相减只剩下试样的浮力； 留意这个方法能直接称出浮力，和浮称法不一样；欢迎下载精品学习资源虹吸 法： m1m0 指的是量筒中的水，mms 指晾干后残留的水；分母指的是欢迎下载精品学习资源土中固体排水的质量，也就是浮力；颗粒分析试验大于 0.075mm 的土粒采纳筛分法，反之用沉降分析法（密度计法，移液管法）；斯笃克斯定律 ：土靠自重下沉，越重下沉速度越快划分 粒组：任意划分和性质变化划分粒度 成分表示 方法 ：表格法，累计曲线法，三角坐标法；欢迎下载精品学习资源相对密度试验最大孔隙比测定：欢迎下载精品学习资源（ 1 ） 取代表性试样1.5kg ，充分风干（或烘干），用手搓揉或用木棒在橡皮板上碾散，并拌和匀称；（ 2 ）将锥形塞杆自漏斗下口穿入，并向上提起，使锥体堵住漏斗口一并放入体积 1000mL 的量筒中，使其下端与量筒底相接；（ 3）称取试样700 克，精确至 1 克，匀称倒入漏斗，将漏斗与塞杆同时提高，移动塞杆使锥略离开管口，管口应常常保持高出砂面约1-2 厘米，使试样慢慢匀称分布地落入量筒中；（ 4 ） 试样全部落入量筒后，取出漏斗与锥形塞，用砂面修平，勿使量筒振动，然后测读砂样体积，估读至5 立方厘米；（ 5 ）以手掌或橡皮塞堵住筒口，将量筒倒转，然后快速转回原先位置，如此重复几次，登记体积的最大值，估量至立方厘米；（ 6 ）取上述两种方法测得的较大体积值，运算最大孔隙比；最小孔隙比实 验：（ 1 ）取代表性试样4 公斤，充分风干（或烘干），用手搓揉或用木棒在橡皮板上碾散，并拌和匀称；（ 2 ）分三次倒入容器进行振击，先取上述试样600-800 克（其数量应使振击后的体积略大于容器容积的1/3 ，倒入 1000 立方厘米容器内，用振动仪以每分钟个各150-200 次的速度拍打容器两侧，并在同一时间内，用击锤于试样表面每分钟击20-60 次，直至砂样体积不变为止，（一般约 5-10 分钟）， 拍打时要有足够的力气使试样处于振动状态，振击实，粗砂可用少击数，细砂应用较多击数；（ 3 ）按上述步骤进行其次次振动和锤击，第三次加土时应加套环；（ 4 ）最终一振毕，取下环套，用修土刀齐平容器顶面削去余外试样，称重，精确至1 克，运算其孔隙比；欢迎下载精品学习资源液塑限试验含水率对于土的状态有很大的影响塑性 大小：塑性指数I p =L -P 不带百分号液性 指数：I=L-L -PP液塑限联合测定法液塑限联合测定法1. 取有代表性的自然含水量或风干土样进行试验；过0.5mm 的筛 ；2. 每个盛土皿中放大约200g 土样，加入不同数量蒸馏水，土样的含水量分别掌握在液限，略大于塑限；和二者的中间状态（b 点）；用调土刀调匀，盖上湿布，放置18h 以上；欢迎下载精品学习资源3. 将制备的土样充分搅拌匀称，分层装入盛土杯中，用力压密，使空气逸出；用调土刀反复压实；试杯装满后，刮成与杯边齐平；4. 调平仪器，接通电源，打开开关，提起锥体，锥头上涂少许凡士林；5. 将装好土样的试杯放在联合测定仪升降座上，转动升降旋钮，待锥尖刚与土样表面接触时停止升降，锥体马上自行下沉，经5 秒时，试锥自动停止下沉，读数窗显示锥入深度h1 ；欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源6. 转变 锥尖与土接触位置（锥尖两次锥入位置距离不小于1cm ），重复3、 4 步骤，得锥入深度h2 ，要求 h1 、 h2 答应误差为0.5mm ，否就应重作；取 h1 、 h2 平均值作为该点的锥入深度h；7. 去掉锥尖入土处的凡士林，取10 克以上土样两个，分别装入称量盒内，称质量（精确至0.01g ）， 测定其含水量w1 、w2 （运算到 0.1% ）；运算含水量平均值w；8. 重复 2、3、 4、 5、 6 步骤，对其它两者个含水量进行试验，测其锥入深度和含水量液限碟式仪法欢迎下载精品学习资源滚搓 法自然稠度试验欢迎下载精品学习资源自然 稠度I c =L -L -P欢迎下载精品学习资源土的工程分类分类 依据：颗粒组成特点粉粘土） ，有机质存在情形塑性 图（粗粒，细粒，巨粒）， 塑性指标（高低液限、依据 A 线塑性指数打算是粉土仍是粘土依据 B 线液限打算低液限仍是高液限欢迎下载