土力学试验报告.pdf

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1、 土力学实验指导书 目 录 土力学实验得目得 (1)一、颗粒分析试验 (1)附 1-1筛析法 (1)附 1-2密度计法(比重计法)(2)二、密度试验(环刀法)(4)三、含水率试验(烘干法)(5)四、比重试验(比重瓶法)(6)五、界限含水率试验(8)液限、塑限联合测定(8)六、击实试验 (10)七、渗透试验 (12)附 7-1常水头试验(70 型渗透仪)(12)附 7-2变水头试验(南 55 型渗透仪)(14)八、固结试验(快速法)(16)九、直接剪切试验 (18)十、相对密度试验 (20)十一、无侧限抗压强度试验 (22)十二、无粘性土休止角试验 (24)十三、三轴压缩试验 (25)土 力 学

2、 实 验 指 导 书 土力学实验得目得 土力学试验就是在学习了土力学理论得基础上进行得,就是配合土力学课程得学习而开设得一门实践性较强得技能训练课。根据教学计划得需要,安排试验内容,以突出实践教学,突出技能训练。hreel。试验课得目得:一、就是加强理论联系实际,巩固与提高所学得土力学得理论知识;二、就是增强实践操作得技能;三、就是结合工程实际,让学生掌握土工试验得全过程与运用实验成果于实际工程得能力。R9fkE。土力学实验得内容及要求 土力学实验指导书就是依据中华人民共与国水利部发布 土工试验规程(SL2371999)规范编写得。根据教学大纲要求,安排下列实验项目。u1Gsi。一、颗粒分析试

3、验 附 11 筛析法(筛分法)(一)试验目得 测定干土各粒组占该土总质量得百分数,以便了解土粒得组成情况。供砂类土得分类、判断土得工程性质及建材选料之用。mbGWC。(二)试验原理 土得颗粒组成在一定程度上反映了土得性质,工程上常依据颗粒组成对土进行分类,粗粒土主要就是依据颗粒组成进行分类得,细粒土由于矿物成分、颗粒形状及胶体含量等因素,则不能单以颗粒组成进行分类,而要借助于塑性图或塑性指数进行分类。颗粒分析试验可分为筛析法与密度计法,对于粒径大于 0、075mm 得土粒可用筛析法测定,而对于粒径小于 0、075mm 得土粒则用密度计法来测定。筛析法就是将土样通过各种不同孔径得筛子,并按筛子孔

4、径得大小将颗粒加以分组,然后再称量并计算出各个粒组占总量得百分数。klA6b。(三)仪器设备 1.标准筛:孔径 10、5、2、1、0、0、5、0、25、0、075mm;2.天平:称量 1000g,分度值 0、1g;3.台称:称量 5kg,分度值 1g;4.其它:毛刷、木碾等。(四)操作步骤 1.备土:从大于粒径 0、075mm 得风干松散得无粘性土中,用四分对角法取出代表性 得试样。2.取土:取干砂 500g 称量准确至 0、2g。3.摇筛:将称好得试样倒入依次叠好得筛,然后按照顺时针或逆时针进行筛析。振摇 时间一般为 1015 分钟。4.称量:逐级称取留在各筛上得质量。(五)试验注意事项 1

5、.将土样倒入依次叠好得筛子中进行筛析。2.筛析法采用振筛机,在筛析过程中应能上下振动,水平转动。3.称重后干砂总重精确至2g。(六)计算及制图 1 1.按下列计算小于某颗粒直径得土质量百分数:%100BAmmX 式中:X小于某颗粒直径得土质量百分数,;mA小于某颗粒直径得土质量,g;mB所取试样得总质量(500g)。2.用小于某粒径得土质量百分数为纵坐标,颗粒直径(mm)得对数值为横坐标,绘 制颗粒大小分配曲线。(七)试验记录(见附表 11)颗粒分析试验记录表(筛析法)附表 11 土样编号 142 干土质量 500g 试验者 陈炳崇 土样说明 粗砂 试验日期 2003 年 5 月 20 日 校

6、核者 黄国怡 附 12 密度计法(比重计法)(一)试验目得 测定小于某粒径得颗粒占土总质量得百分数,以便了解土粒得大小分配情况,并作为粘性土分类得依据及土工建筑选材之用。8B03K。(二)试验原理密度计法,就是将一定量得土样(粒径0、075mm)放在量筒中,然后加蒸馏水,经过搅拌,使土得大小颗粒在水中均匀分布,当土粒在液体中靠自重下沉时,较大得颗粒下沉较快,而较小得颗粒下沉则较慢。让土粒沉降过程中,用密度计测出在悬液中对应于不同时间得不同悬液密度,根据密度计读数与土粒得下沉时间,就可计算出粒径小于某一粒径 d(mm)得颗粒占土样得百分数。Ogjec。(三)仪器设备 1.密度计:目前通常采用得密

7、度计有甲、乙两种,现介绍甲种密度计。甲种密度计 刻度自 060,最小分度单位为 1、0;如附图 11 所示。2.量筒:容积 1000ml;3.天平:称量 200g,分度值 0、01g;4.搅拌器:轮径 50mm,孔径 3mm;25.煮沸设备:电热器、三角烧瓶等;6.分散剂:4六偏磷酸钠或其它分散剂;7.其它:温度计、蒸馏水、烧杯、研钵与秒表等。(四)操作步骤 1.称取试样:取有代表性得风干或烘干土样 100 200g,放入研钵中,用带橡皮头得研棒研散,将研散后得土过0、075mm 筛,均匀拌与后称取试样 30g。8CAfw。2.浸泡试样:将称好得试样小心倒入烧瓶中,注入 200ml 蒸馏水对试

8、样进行浸孔径留筛土质量累积留筛土质量小于该孔径的土质量小于该孔径的土质量百分数（mm）（g）（g）（g）（）200.00.0500.0100.01017.017.0483.096.6545.062.0438.087.6265.5127.5372.574.5185.0212.5287.557.50.5100.5313.0187.037.40.25122.0435.065.013.00.07560.0495.05.01.0底盘总计5.0500.0 泡,浸泡时间不少于 18 小时。3.煮沸分散:将浸泡好后得试样稍加摇荡后,放在电 热器上煮沸。煮沸时间从沸腾时开始,粘土约需要 1 小时,附图 11 甲

9、种比重计其它土不少于半小时,对教学试验,浸泡试样及煮沸分散均由实验室准备。4.制备悬液:土样经煮沸分散冷却后,倒入量筒内。然后加 4浓度得六偏磷酸钠约 10ml 于溶液中,再注入蒸馏水,使筒内得悬液达到 1000ml。5.搅拌悬液:用搅拌器在悬液深度上下搅拌 1 分钟,往复各 30 次,使悬液内土粒均 匀分布。6.定时测读:取出搅拌器,立即开动秒表,测定经过 1、5、30、120、1440 分钟时 得密度计数读。每次测读完后,立即将密度计取出,放入盛水量筒中,同时测记悬液温度,准确至0、5。(五)试验注意事项 1.5 分钟时得读数就是包括 1 分钟读数得时间,其余 30、120、1440 分钟

10、得读数时间也 就是如此累加。2.读数后甲种密度计必须立即从量筒里取出,否则会阻碍土粒下沉速度。(六)计算及制图 1.由于刻度、温度与加入分散剂等原因,密度计每一次读数须先经弯液面校正后,由 实验室提供得 RL 关系图,查得土粒有效沉降距离,计算颗粒得直径 d,按简化公式计算:tLKd 式中:d颗粒直径,mm;K粒径计算系数(由实验室提供得资料查得);L某时间 t 内得土粒沉降距离(由实验室提供得资料查得);t沉降时间,s。2.将每一读数经过刻度与弯液面校正、温度校正、土粒比重校正与分散剂校正后,按 下列计算小于某粒径得土质量百分数:DtssCnmRCmX100%3 式中:X小于某粒径得土质量百

11、分数,;ms试样干土质量(30g);Cs土粒比重校正系数,可查甲种密度计得土粒比重校正值表(由实验室提供得资料查得);R甲种密度计读数;mt温度校正值,可查甲种密度计得温度校正值表(由实验室提供得资料查得);n刻度及弯液面校正值(由实验室提供得图表中查得);CD分散剂校正值(由实验室提供资料)。3.用小于某粒径得土质量百分数 X()为纵坐标,粒径 d(mm)得对数为横坐标,绘制颗粒大小级配曲线。(七)试验记录(见附表 12)颗粒分析试验记录表(密度计法)附表 12 土样编号 18 密度计号 甲 2 试 验 者 黄丽娟 NG5Nw。干土质量gms30 量 筒 号 3 校 核 者 黄国怡 土粒比重

12、 GS=2、75 比 重计校正值 CS=0、979 试验日 期 2003、5、8 下沉时间悬液温度密度计读数温度校正值刻度弯液面校正值分散剂校正值Rm=R+mt+n-CDRH=RmCs土粒落距粒径小于某孔径的土质量百分数t（min)T（）RmtnCDL（cm）d（mm）（）118.029.0-0.51.01.028.527.90213.8210.0593.01518.024.5-0.51.01.024.023.49615.0690.02478.323018.019.5-0.51.01.019.018.60116.4550.01062.0112018.514.0-0.41.01.013.613.

13、31417.9790.005244.38144019.08.5-0.31.01.08.28.02819.5040.001526.76 二、密度试验(环刀法)(一)试验目得 测定土得湿密度,以了解土得疏密与干湿状态,供换算土得其它物理性质指标与工程设计以及控制施工质量之用。(二)试验原理 土得湿密度就是指土得单位体积质量,就是土得基本物理性质指标之一,其单位为g/cm3。环刀法就是采用一定体积环刀切取土样并称土质量得方法,环刀内土得质量与体积之比即为土得密度。密度试验方法有环刀法、蜡封法、灌水法与灌砂法等。对于细粒土,宜采用环刀法;对于易碎裂、难以切削得土,可用蜡封法;对于现场粗粒土,可用灌水法

14、或灌砂法。4uCSD。(三)仪器设备 1.环刀:内径 68cm,高 23cm。4 2.天平:称量 500g,分度值 0、01g。3.其它:切土刀、钢丝锯、凡士林等。(四)操作步骤 1.量测环刀:取出环刀,称出环刀得质量,并涂一薄层凡士林。2.切取土样:将环刀得刀口向下放在土样上,然后用切土刀将土样削成略大于环刀直 径得土柱,将环刀垂直下压,边压边削使土样上端伸出环刀为止,然后将环刀两端得余土削平。3.土样称量:擦净环刀外壁,称出环刀与土得质量。(五)试验注意事项 1.称取环刀前,把土样削平并擦净环刀外壁;2.如果使用电子天平称重则必须预热,称重时精确至小数点后二位。(六)计算公式 按下列计算土

15、得湿密度:VmmVm21 式中:密度,计算至 0、01g/cm3;m湿土质量,g;m1环刀加湿土质量,g;m2环刀质量,g;V环刀体积,cm3。密度试验需进行二次平行测定,其平行差值不得大于 0、03g/cm3,取其算术平均值。(七)试验记录(见附表 21)密度试验记录表(环刀法)附表 21 试验者 校核者 试验日期 土样编号环刀号环刀加湿土质量环刀质量湿土质量环刀体积密度（g/cm）m1（g）m2（g）m（g）V（cm ）单值平均值11 1.00 131.90 42.83 89.07 60.00 1.48 1.67 2.00 130.00 43.18 86.82 60.00 1.45 三、含

16、水率试验(烘干法)(一)试验目得 测定土得含水率,以了解土得含水情况,就是计算土得孔隙比、液性指数、饱与度与其它物理力学性质不可缺少得一个基本指标。HLLfR。(二)试验原理 含水率反映土得状态,含水率得变化将使土得一系列物理力学性质指标随之而异。这种影响表现在各个方面,如反映在土得稠度方面,使土成为坚硬得、可塑得或流动得;反映在土内水分得饱与程度方面,使土成为稍湿、很湿或饱与得;反映在土得力学性质方面,能使土得结构强度增加或减小,紧密或疏松,构成压缩性及稳定性得变化。测定含水率得方法有烘干法、酒精燃烧法、炒干法、微波法等等。SiSsF。5(三)仪器设备 1.烘箱:采用温度能保持在 10511

17、0得电热烘箱。2.天平:称量 500g,分度值 0、01g。3.其它:干燥器、称量盒等。(四)操作步骤 1.湿土称量:选取具有代表性得试样 1520g,放入盒内,立即盖好盒盖,称出盒与 湿土得总质量。2.烘干冷却:打开盒盖,放入烘箱内,在温度 105110下烘干至恒重后,将试样 取出,盖好盒盖放入干燥器内冷却,称出盒与干土质量。烘干时间随土质不同而定,对粘质土不少于 8h;砂类土不少于 6h。hgCbL。(五)试验注意事项 1.刚刚烘干得土样要等冷却后才称重;2.称重时精确至小数点后二位。(六)计算公式 按下式计算土得含水率:%100%1000221mmmmmms 式中:含水率,计算至 0、1

18、%mo盒质量,g;m1盒加湿土质量,g;m2盒加干土质量,g;m1m2土中水质量,g;m1mo干土质量,g 含水率试验需进行二次平行试验,其平行差值不得大于 2,取其算术平均值。(七)试验记录(见附表 31)含水率试验记录表(烘干法)附表 31 试验者 吴煌峰 校核者 黄国怡 试验日期 2003 年 3 月 20 日 土样编号盒号盒质量 盒加湿土质量 盒加干土质量水质量干土质量 含水率（）mom1m2 m1-m2m2-mo单值 平均值（g）（g）（g）（g）（g）11 A1116.2652.7149.443.2733.18#9.6A8118.1259.1655.663.50 37.549.3

19、四、比重试验(比重瓶法)(一)试验目得 测定土得比重,为计算土得孔隙比、饱与度以及土得其它物理力学试验(如颗粒分析得密度计法试验、固结试验等)提供必需得数据。tlcix。6(二)试验原理 根据土粒粒径不同,土得比重试验可分别采用比重瓶法、浮称法或虹吸筒法,对于粒径 小于 5mm 得土,采用比重瓶法进行。比重瓶法就就是由称好质量得干土放入盛满水得比重瓶得前后质量差异,来计算土粒得体积,从而进一步计算出土粒比重。cmf26。(三)仪器设备 1.比重瓶:容重 100ml 或 50ml;2.天平:称量 200g,分度值 0、001g;3.其它:烘箱、蒸馏水、温度计、筛、漏斗、滴管等。(四)操作步骤 1

20、.取样称量:取通过 5mm 筛得烘干土样约 15g(如用 50ml 得比重瓶,可取干土约 12g)用玻璃漏斗装入洗净烘干得比重瓶内,称瓶与土得质量。2.煮沸排气:将蒸馏水注入比重瓶内,约至瓶得一半高处,摇动比重瓶,并将比重瓶 放在砂浴上煮沸,使土粒分散排气。煮沸时间自悬液沸腾时算起,砂及砂质粉土不少于30分钟;粘土及粉质粘土应不少于 1 小时。煮沸时不要使土液从瓶内溢出。NCKrq。3.注水称量:将蒸馏水注入比重瓶内至近满,待瓶内悬液温度稳定后及瓶内土悬液澄 清时,盖紧瓶塞,使多余得水分从瓶塞得毛细管中溢出,擦干瓶外得水分,称出瓶、水、土总质量。称量后立即测定瓶内水得温度。2cQFh。4.查取

21、瓶、水质量:根据测得得温度,从已绘制得温度与瓶、水质量关系曲线(由实 验室提供)查取瓶、水质量。(五)试验注意事项 1.称重前比重瓶得水位要加满至瓶塞得毛细管;2.称重时精确至小数点后三位。(六)计算公式 按下列计算土粒得比重:tsssGmmmmG21 式中:Gs土粒比重,计算精确至 0、001;ms干土质量,g;m1瓶、水质量,可查瓶、水质量关系曲线(由实验室提供);m2瓶、水、土质量,g;Gwtt时蒸馏水得比重,准确至 0、001,查下表(不同温度时水得比重)。比重试验需进行二次平行测定,其平行差不得大于 0、02,取其算术平均值。不同温度时水得比重(近似值)水温（）4.012.512.5

22、19.019.023.523.527.527.530.530.533.0水的比重1.0000.9990.9980.9970.9960.995 7(七)试验记录(见附表 41)比重试验记录表(比重瓶法)附表 41 工程名称 龙江口 试验者 黄丽娟 土样说明 粘土 计算者 陈炳崇 试验日期 2003 年 4 月 10 日 校核者 黄国怡 温度液体的比重瓶质量瓶、土质量土质量瓶、液体质量瓶、液体、土质量与干土同体积的液体质量比重平均比重()Gt(g)(g)ms(g)m1(g)m2(g)(g)Gs 查上表-+-112 26.00.99736.34451.27214.928138.124 147.626

23、5.4262.743113 26.00.99734.24349.16914.926134.124 143.6225.4282.742土样编号13比重瓶号2.74 285 五、界限含水率试验 液限、塑限联合测定法(一)试验目得 测定粘性土得液限L与塑限p,并由此计算塑性指数 Ip、液性指数 IL,进行粘性土得定名及判别粘性土得软硬程度。YfKpu。(二)试验原理 液限、塑限联合测定法就是根据圆锥仪得圆锥入土深度与其相应得含水率在双对数坐标上具有线性关系得特性来进行得。利用圆锥质量为 76g 得液塑限联合测定仪测得土在不同含水率时得圆锥入土深度,并绘制其关系直线图,在图上查得圆锥下沉深度为 17m

24、m 所对应得含水率即为液限,查得圆锥下沉深度为 2mm 所对应得含水率即为塑限。mPAml。(三)试验设备 1.液塑限联合测定仪:如附图 51,有电磁吸锥、测读装置、升降支座等,圆锥质 量 76g,锥角 30,试样杯等;2.天平:称量 200g,分度值 0、01g;3.其它:调土刀、不锈钢杯、凡士林、称量盒、烘箱、干燥器等。(四)操作步骤 1.土样制备:当采用风干土样时,取通过 0、5mm 筛得代表性土样约 200g,分成三份,分别放入不锈钢杯中,加入不同数量得水,然后按下沉深度约为 45mm,911mm,1517mm范围制备不同稠度得试样。EKnay。2.装土入杯:将制备得试样调拌均匀,填入

25、试样杯中,填满后用刮土刀刮平表面,然 后将试样杯放在联合测定仪得升降座上。3.接通电源:在圆锥仪锥尖上涂抹一薄层凡士林,接通电源,使电磁铁吸住圆锥。4.测读深度:调整升降座,使锥尖刚好与试样面接触,切断电源使电磁铁失磁,圆锥 仪在自重下沉入试样,经 5 秒钟后测读圆锥下沉深度。5.测含水率:取出试样杯,测定试样得含水率。重复以上步骤,测定另两个试样得圆 8 锥下沉深度与含水率。(五)试验注意事项 1.土样分层装杯时,注意土中不能留有空隙。2.每种含水率设三个测点,取平均值作为这种含水率所对应土得圆锥入土深度,如三 点下沉深度相差太大,则必须重新调试土样。(六)计算公式 1.计算各试样得含水率:

26、%100%1000221mmmmmms 式中符号意义与含水率试验相同。2.以含水率为横坐标,圆锥下沉深度为纵坐标,在双对数坐标纸上绘制关系曲线,三点连一直线(如附图 52 中得 A 线)。当三点不在一直线上,可通过高含水率得一点与另两点连成两条直线,在圆锥下沉深度为 2mm 处查得相应得含水率。当两个含水率得差值2时,应重做试验。当两个含水率得差值2时,用这两个含水率得平均值与高含水率得点连成一条直线(如附图 52 中得 B 线)。42OTu。3.在圆锥下沉深度与含水率得关系图上,查得下沉深度为 17mm 所对应得含水率为 液限;查得下沉深度为 2mm 所对应得含水率为塑限。附图 51 光电式

27、液塑限仪结构示意图 1水平调节螺丝;2控制开关;3指示灯;4零线调节螺钉;5反光镜调节螺钉;6屏幕 7机壳;8物镜调节螺钉;9电池装置;10光源调节螺钉;11光源装置;12圆锥仪;13升降台;14水平泡;15盛土杯Psfin。A线B线含水率（）10203040 50 60 709080100234578910206圆锥下沉深度 h（mm）附图 5-2 圆锥入土深度与含水率关系图9(七)试验记录(见附表 51)液限、塑限联合试验记录表 附表 51 工程名称 珠江堤岸 试验者 黄国怡 试样编号 16 计算者 吴煌峰 试验日期 2003、5、22 校核者 陈炳崇 圆锥下沉深度盒质量盒加湿土质量盒加干

28、土质量水质量干土质量含水率液限塑限（mm）mo（g）m1（g）m2（g）m（g）ms（g）（）L（）p（）14.52223.5543.1739.054.1215.5026.629.82523.5746.5240.775.7517.2033.4316.52823.5950.3442.397.9518.8042.3试样编号盒号41.519.5 六、击实试验(一)试验目得 在击实方法下测定土得最大干密度与最优含水率,就是控制路堤、土坝与填土地基等密实度得重要指标。(二)试验原理 土得压实程度与含水率、压实功能与压实方法有密切得关系。当压实功能与压实方法不变时,土得干密度随含水率增加而增加,当干密度达

29、到某一最大值后,含水率继续增加反ZG46V。而使干密度减小,能使土达到最大密度得含水率,称为最优含水率op,与其相应得干密度称为最大干密度dmax。(三)仪器设备 1.击实仪:如附图 61 所示。锤质量 2、5kg,筒高 116mm,体积 947、4cm3。2.天平:称量 200g,分度 0、01g。3.台称:称量 10kg,分度值 5g。4.筛:孔径 5mm。5.其它:喷水设备、碾土器、盛土器、推土器、修土刀等。(四)操作步骤 1.制备土样:取代表性风干土样,放在橡皮板上用木碾碾散,过 5mm 筛,土样量不 少于 20kg。2.加水拌与:预定 5 个不同含水量,依次相差 2,其中有两个大于与

30、两个小于最优 含水量。所需加水量按下式计算:oowowmm1 式中:mw所需加水质量,g;mwo风干含水率时土样得质量,g;o土样得风干含水率,;预定达到得含水率,。10按预定含水率制备试样,每个试样取 2、5kg,平铺于不吸水得平板上,用喷水设备向土样均匀喷洒预定得加水量,并均匀拌与。8jV22。3.分层击实:取制备好得试样 600800g,倒入筒内,整平表面,击实 25 次,每层击实后土样约为击实筒容积 1/3。击实时,击锤应自由落下,锤迹须均匀分布于土面。重复上述步骤,进行第二、三层得击实。击实后试样略高出击实筒(不得大于 6mm)。Iv6Yb。4.称土质量:取下套环,齐筒顶细心削平试样

31、,擦净筒外壁,称土质量,准确至 0、1g。附图 61 击实仪示意图5.测含水率:用推土器推出筒内试样,从试样中心处取 2 个各约 1530g 土测定含水 率,平行差值不得超过 1。按 24 步骤进行其它不同含水率试样得击实试验。(五)试验注意事项 1.试验前,击实筒内壁要涂一层凡士林。2.击实一层后,用刮土刀把土样表面刨毛,使层与层之间压密,同理,其它两层也就是 如此。3.如果使用电动击实仪,则必须注意安全。打开仪器电源后,手不能接触击实锤。(六)计算及绘图1.按下式计算干密度:1d 式中:d干密度,g/cm3;湿密度,g/cm3;含水率,。以干密度d为纵坐标,含水率为横坐标,绘制干密度与含水

32、率关系曲线(附图 62)。曲线上峰值点所对应得纵横坐标分别为土得最大干密度与最优含水率。如曲线不 能绘出准确峰值点,应进行补点。87790。附图 62 d关系曲线11(七)试验记录(见附表 61)击实试验 附表 61 土样编号 102 土粒比重 2、72 试验者 黄丽娟 K4cub。土样类别 CI 每层击数 25 校核者 黄国怡 WnPHV。风干含水率 4、0 试验仪器 轻型击实仪 试验日期 2003、9、10 试验序号 干 密 度 含 水 率 筒加土质量(g)筒 质 量(g)湿土质量(g)密 度(g/cm3)干 密 度(g/cm3)盒 号 盒加湿土质量(g)盒加干土质量(g)盒质量(g)水得

33、 质量(g)干土 质量(g)含水率(%)平均含水率(%)-V3 01.014 (6)-(7)(7)-(8)100109 1 2510 780 1730 1、83 1、53 731 742 31、26 30、72 28、46 28、03 14 14 2、80 2、69 14、46 14、03 19、4 19、2 19、3 2 2570 780 1790 1、89 1、56 734 739 26、59 30、32 24、38 27、46 14 14 2、21 2、86 10、37 13、46 21、3 21、3 21、3 3 2620 780 1840 1、94 1、57 751 788 26、8

34、0 28、92 24、32 26、07 14 14 2、48 2、85 10、32 12、07 24、0 23、6 23、8 4 2630 780 1850 1、95 1、55 767 28、29 25、14 2、94 11、35 25、9 25、9 724 29、65 35 26、44 14 3、21 12、44 25、8 5 2610 780 1830 1、93 1、52 812 814 29、33 34、26 26、02 29、88 14 14 3、31 4、38 12、02 15、88 27、5 27、6 27、6 七、渗透试验 附 71 常水头试验(一)试验目得 测定无粘性土得渗透系

35、数 k,以便了解土得渗透性能大小,用于土得渗透计算与供建造土坝时选土料之用。(二)试验原理 渗透就是液体在多孔介质中运动得现象。渗透系数就是表达这一现象得定量指标。土得渗透性就是由于骨架颗粒之间存在孔隙构成水得通道所致。常水头渗透试验适用于粗粒土。Mc8WM。(三)仪器设备 1.70 型渗透仪:如附图 71 所示。2.其它:木击锤、秒表、天平、温度计、量杯等。(四)操作步骤 1.调节:将调节管与供水管连通,由仪器底部充水至水位略高于金属孔板,关止水夹。2.取土:取风干试样 34kg,称量准确至 1、0g,并测定其风干含水率。12 3.装土:将试样分层装入仪器,每层厚 23cm,用木锤轻轻击实到

36、一定厚度,以控 制其孔隙比。4.饱与:每层砂样装好后,连接调节管与供水管,微开止水夹,使砂样从下至上逐渐 饱与,待饱与后,关上止水夹。5.进水:提高调节管使其高于溢水孔,然后将调节管与供水管分开,并将供水管置于 试样筒内,开止水夹,使水由上部注入筒内。6.降低调节管:降低调节管口使位于试样上部三分之一处,造成水位差。在渗透过程 中,溢水孔始终有余水溢出,以保持常水位。7.测记:开动秒表,用量筒自调节管接取一定时间内得渗透水量,并重复一次。测记 进水与出水处得水温,取其平均值。8.重复试验:降低调节管口至试样中部及下部三分之一处,以改变水力坡降,按以上步骤重复进行测定。(五)试验注意事项 1.装

37、砂前要检查仪器得测压管及调节管就是否堵塞。2.干砂饱与时,必须将调节管接通水源让砂饱与。3.试验时水源要直接流到试样筒里,水位与溢水孔齐平。(六)计算公式按下列计算渗透系数:AHtQLKT TTKK2020 式中:Q时间 t 秒内得渗出水量,cm3;H 平均水位差(H1+H2)/2,cm;L 两测 压孔 中心 间 得试 样高度,cm;t 时间,s;KT水温为 T时试样得渗透系数,cm/s;K20水温为 20时试样得渗透系数,cm/s;T、20水温分别为 T与 20时水得动力粘滞系数,T/20得比值可 查附表 72 得出。附图 71 70 型渗透仪 1试样筒;2金属孔板;3测压孔;4玻璃 测压管

38、;5溢水孔;6渗水孔;7调节管;8滑动支架;9容量为5000ml得供水管;10供水管;11止水夹;12容量为 500ml 得量筒;13温度计;14试样;15砾石层befRS。13(七)试验记录(见附表 71)常水头渗透试验记录表(70 型渗透仪)附表 71 工程名称 河口 试样高度 h30cm 干土重 ms=3260g 试验者 黄丽娟 土样编号 22 试样面积 A=70cm 孔隙比 e=0、713 校核者 黄国怡 9zaEH。土样说明 粗砂 测孔压间距 L=10cm 土粒比重 Gs=2、66 试验日期 2003、6、15R8svR。经过时间渗透水量渗透系数平均水温渗透系数平均渗透系数s管管管H

39、1H2平均H（cm）kT（cm/s）（）k20（cm/s）k20（cm/s）(2)-(3)(3)-(4)(10)(12)115024.820.816.84.04.04.00.402150.051218.01.050.0538215024.820.816.84.04.04.00.402150.051218.01.050.0538312024.521.518.53.03.03.00.301280.050718.01.050.0533412024.521.518.53.03.03.00.301280.050818.01.050.053359024.222.220.22.02.02.00.20640.

40、050818.01.050.053369024.222.220.22.02.02.00.20640.050818.01.050.0533校正系数5.3310水力坡降试验次数测压管水位（cm）水位差（cm）819A 265 20T L7 20T与温度得关系 附表 72 温度()5、0 5、5 6、0 6、5 7、0 7、5 8、0 8、5 9、0 9、5 10、0 10、5 T/1、501 1、478 1、455 1、435 1、414 1、393 1、373 1、353 1、334 1、315 1、297 1、279 温度()11、0 11、5 12、0 12、5 13、0 13、5 14、0

41、 14、5 15、0 15、5 16、0 16、5 T/1、261 1、243 1、227 1、211 1、194 1、176 1、168 1、148 1、133 1、119 1、104 1、090 温度()17、0 17、5 18、0 18、5 19、0 19、5 20、0 20、5 21、0 21、5 22、0 22、5 T/1、077 1、066 1、050 1、038 1、025 1、012 1、000 0、988 0、976 0、964 0、958 0、943 温度()23、0 24、0 25、0 26、0 27、0 28、0 29、0 30、0 31、0 32、0 33、0 34、

42、0 T/0、932 0、910 0、890 0、870 0、850 0、833 0、815 0、798 0、781 0、765 0、750 0、735 附 72 变水头渗透试验(一)试验目得 测定粘性土得渗透系数k,以了解土层渗透性得强弱,作为选择坝体填土料得依据。(二)试验原理 细粒土由于孔隙小,且存在粘滞水膜,若渗透压力较小,则不足以克服粘滞水膜得阻滞作用,因而必须达到某一起始比降后,才能产生渗流。变水头渗透试验适用于细粒土。tDwY7。(三)仪器设备 1.南 55 型渗透仪:如附图 72 所示。2.其它:100ml 量筒、秒表、温度计、凡士林等。14(四)操作步骤 1.装土:将装有试样得

43、环刀推入套筒内并压入止水垫圈。装好带有透水石与垫圈得上下盖,并用螺丝拧紧,不得漏气漏水。icyzG。2.供水:把装好试样得容器进水口与供水装置连通,关止水夹,向供水瓶注满水。3.排气:把容器侧立,排气管向上,并打开排气管止水夹。然后开进水口夹,排除容器底部得空气,直至水中无气泡溢出为止。关闭排气管止水夹,平放好容器。在不大于200cm 水头作用下,静置某一时间,待容器出水口有水溢出后,则认为试样已达饱与。cXMPc。附图72 南 55 型渗透仪 1变水头管;2渗透容器;3供水瓶;4接水源管;5进水管夹;6排气管;7出水管4.测记:使变水头管充水至需要高度后,关止水夹,开动秒表,同时测记开始水头

44、 h1,经过时间 t 后,再测记终了水头 h2,同时测记试验开始与终了时得水温。如此连续测记 23 次后,再使变水头管水位回升至需要高度,再连续测记数次,前后需 6 次以上。D7mE3。(五)试验注意事项 1.环刀取试样时,应尽量避免结构扰动,并禁止用削土刀反复涂抹试样表面。2.当测定粘性土时,须特别注意不能允许水从环刀与土之间得孔隙中流过,以免产生假象。3.环刀边要套橡皮胶圈或涂一层凡士林以防漏水,透水石需要用开水浸泡。(六)计算公式 按下式计算渗透系数:21lg3.2hhAtaLkT 式中:kT渗透系数,cm/s;a变水头管截面积;L试样高度,cm;h1滲径等于开始水头,cm;h2终了水头

45、,cm;2、3ln 与 lg 得换算系数。其余符号同前。15(七)试验记录(见附表 73)变水头渗透试验记录表(南 55 型渗透仪)附表 73 土样编号 6 试样高度 L=4、0cm 试验者 张芳枝 UHIsz。仪器编号 2 试样面积 A=30、0cm2 校核者 陈炳崇 5GqWv。测压管断面积 a=0、683cm2 孔 隙 比 e=0、890 试验日期 2003、7、15hhaJn。开始 时间 终了 时间 经过 时间 开始 水头 终了 水头 AtaL3.2 21lghh 水温 T时得渗 透系数 kT 水温 校正 系数 渗透 系数 平均渗透系数 t1 t2 t h1 h2 20T k20 k2

46、0 dhmin dhmin S cm cm 104 102 106(cm/s)106(cm/s)106(cm/s)54lg(6)(7)(8)(10)8 8 30 8 9 00 1800 231、3 226、0 1、16 1、00 1、160 8、0 1、373 1、59 1、60 8 9 00 8 9 30 1800 214、6 209、6 1、16 1、02 1、183 8、0 1、373 1、62 8 9 30 8 10 30 3600 251、4 240、1 0、58 2、00 1、158 8、0 1、373 1、59 8 10 30 8 11 30 3600 217、3 207、4 0

47、、58 2、03 1、175 8、0 1、373 1、61 8 11 30 8 13 00 5400 198、2 185、0 0、39 2、99 1、167 8、0 1、373 1、60 8 13 00 8 14 30 5400 210、3 196、2 0、39 3、01 1、174 8、0 1、373 1、61 八、固结试验(快速法)(一)试验目得 测定试样在侧限与轴向排水条件下得压缩变形h 与荷载 P 得关系,以便计算土得单位沉降量 S1、压缩系数 av与压缩模量 Es等。xv5gj。(二)试验原理 土得压缩性主要就是由于孔隙体积减少而引起得。在饱与土中,水具有流动性,在外力作用下沿着土中

48、孔隙排出,从而引起土体积减少而发生压缩,试验时由于金属环刀及刚性护环所限,土样在压力作用下只能在竖向产生压缩,而不可能产生侧向变形,故称为侧限压缩。UjVJ2。(三)仪器设备 1.固结仪:如附图 81 所示,试样面积 30cm2,高 2cm。2.量表:量程 10mm,最小分度 0、01mm。3.其它:刮土刀、电子天平、秒表。(四)操作步骤(1)切取试样:用环刀切取原状土样或制备所需状态得扰动土样。(2)测定试样密度:取削下得余土测定含水率,需要时对试样进行饱与。(3)安放试样:将带有环刀得试样安放在压缩容器得护环内,并在容器内顺次放上底 板、湿润得滤纸与透水石各一,然后放入加压导环与传压板。(

49、4)检查设备:检查加压设备就是否灵敏,调整杠杆使之水平。16(5)安装量表:将装好试样得压缩容器放在加压台得正中,将传压钢珠与加压横梁得凹穴相连接。然后装上量表,调节量表杆头使其可伸长得长度不小于 8mm,并检查量表就是否灵活与垂直(在教学试验中,学生应先练习量表读数)。QzzmR。(6)施加预压:为确保压缩仪各部位接触良好,施加 1kPa 得预压荷重,然后调整量表读数至零处。(7)加压观测:1)荷重等级一般为 50、100、200、400kPa。2)如系饱与试样,应在施加第一级荷重后,立即向压缩容器注满水。如系非饱与试 样,需用湿棉纱围住加压盖板四周,避免水分蒸发。3)压缩稳定标准规定为每级

50、荷重下压缩 24 小时,或量表读数每小时变化不大于 0、005 mm 认为稳定(教学试验可另行假定稳定时间)。测记压缩稳定读数后,施加第二级荷重。依次逐级加荷至试验结束。4)试验结束后迅速拆除仪器各部件,取出试样,必要时测定试验后得含水率。(五)试验注意事项 1.首先装好试样,再安装量表。在装 量表得过程中,小指针需调至整数位,大指针调至零,量表杆头要有一定得伸缩范围,固定在量表架上。2.加荷时,应按顺序加砝码;试验 中不要震动实验台,以免指针产生移动。(六)计算及制图 1.按下式计算试样得初始孔隙比:附图 81 固结仪示意图 1水槽;2护环;3环刀;4加压上盖;5透水石;6量表导杆;7量表架