实验六------固结试验.docx

实验六固结试验一、 试验目的： 固结试验是测定土体在外力作用下排水、排气、气泡压缩性质的一种测试方法在一般 情况下，土体承受三个主应力的作用，发生三相应变压缩试验的目的在于测定试样在侧限 和轴向排水条件下的变形和压力、变形和时间以及空隙比和压力间的关系，以便绘制压缩曲 线，求得土的压缩系数aV、压缩模量ES、，以便来判断土的压缩性和进行变形计算二、实验方法：正常慢固结试验、快速固结试验本试验因时间关系用快速固结试验法三、试验原理：试样装在厚壁金属容器内，上下各放透水石一块，然后在试样上分级施加垂直压力 P 记录加压后不同时间的垂直变形量，绘制不同荷载下垂直变形量Ah与时间t的关系曲线； 垂直变形Ah与相应荷载P的关系曲线；空隙比e与荷载P的关系曲线由于试样受金属厚 壁容器的限制，不可能产生侧向膨胀，土样只有垂直变形，故该试验称为侧限压缩试验通 过记录加压前后土样空隙比的变化，建立变形和空隙比的关系，然后计算地基的压缩模量四、仪器设备：目前常用的压缩试验仪分杠杆加压式和磅称式两种本试验用杠杆加压式常用型号 WG—1B 三联中压固结仪、 WG—1C 三联低压固结仪1、 压缩仪〔土样面积30cm2，土样高度2cm〕，固结压力应满足、、、、、、、、、的等级荷载，杠 杆比 1：12。

2、 测微表〔最大量程为10mm、最小分辨率为的百分表〕3、 透水石试样上下放透水石，以便于土样受压后土中空隙水排除图(5)-1固结容黠示意捋卜固结容器•下护环 头环刀4■上护环V透水 石6-加压盖7■量表套杆&量表架4试样五、操作步骤1、环刀选用按工程需要选择（大环刀）50cm2或（小环刀）30cm2切土环刀〔本试验用50cm2切土环刀〕， 调整天平平衡，称量环刀的重量m],计算初始密度p0，填入表1中2、 套切试样前环刀内壁涂一薄层凡士林，以减少试样与环刀壁的摩擦及对试样的扰动整 平试样两端用环刀套切试样3、 试样制备切取原状土样时刀口朝下，土层受压方向应与天然土层受压方向一致，并观察土样的 层次、颜色、有无杂质等，如有杂质时取出并用余土填补空缺处，小心地边压边削，注意防 止环刀偏心入土，将土样修成略大于环刀的土柱，直至试样突出环刀为止，用钢丝锯拉断土 样，然后修去上下两端余土，再修平试样两端外表，擦净环刀外壁，称环刀与湿土的质量 m2,求得实验前的湿密度p0,立即用玻璃板将环刀两端盖上，防止水分蒸发再用天平称 两个铝盒的重量，取10克左右的土样，称两个铝盒加湿土样的重量，放在烘箱烘干8h,称 铝盒加干土的重量，计算初始含水量W0,并将有关数据填入表2中。

4、 安装试样装入护环，在固接仪底部的透水石上放湿润的滤纸一张，将带有环刀的试样刀口朝上， 再放湿润的滤纸一张，然后放上透水石和加压盖板，以及定向钢球5、 固接容器和量表安装 将装好的固结容器放在加压框架上，对准加压框架正中，装上量表，并调节其可伸长距离不大于8mm,然后检查量表是否灵敏和垂直，使百分表长针正好对准9”字，短针对准刻 度的中间〔注意要将百分表活动杆提到上部再调“0”6、 施加预压荷载在砝码盘上加预压荷载1kp〔此时试样所受压力约1kpa〕，检查试样与仪器上下各部件 之间接触是否良好，如果良好则表针转动，然后微调表盘，使长指针对准零点方便计算7、 施加第一级荷载并测读压缩量工程上加载大小与级数根据土质实际情况需要确定本次实验采用常规实验确定用、25、 50、100、200、300、400kpa等四级荷载顺序加压施加第一级荷载P1=kpa,注意加砝码 为吊盘++0.637 kg 要轻放，防止发生冲击，在加荷的同时开动秒表，记录表读数根据 SD128-84《土工试验规程》，加荷后按以下时间顺序记录表读数，工程上加载为时间24h, 教学试验受时间限制可选择 1min、2min、3min、4min、5min、 6min、7min、8min 9min、 10min所对应的百分表的读数，并填入表3中，卸下第一级荷载，按装荷载的相反顺序取出 土样。

8、 根据上述施加一级荷载的步骤施加P1=12.5kpa （吊盘）P2=25kpa （吊盘++）P3=50kpa （吊盘+++， ）P4=100kpa〔吊盘++++〕；P5=200kpa〔吊盘++0.637 kg+++；；P6=300kpa〔吊盘++0.637 kg++；P7=400kpa （吊盘++0.637 kg+++5.1kg+5.1kg）等各级荷载，并记录压缩量填在表3中9、 实验结束，迅速拆除仪器各部件，将环刀中的试样取出，洗净环刀放到规定的地点 五、试验数据的记录和资料整理〔注意单位要统一；1、基本数据：试样面积 S=50cm2 给定土粒比重 Gs0〔 g/cm3； 试样初始高度 h0=20mmpw=lg/cm32、计算试样初始空隙比 e0p0—初始密度， w0—初始含水率G (1 + W )xp 1e 二一s o w — 10p03、试样颗粒净高 hs〔mm〕h——0— e +104、计算各级荷载下压缩稳定后的空隙比 eiSAhi一某一级荷载下土样变形量〔Ri-RO〕mm,〔Ri-RO〕一百分表终读数减去某一级荷载下的百分表初读数5、计算压缩系数 ai 某级荷载后〔下一级〕压缩稳定后的空隙比Pi 某一级荷载值(kpa)pi+1——对应于时的荷载值(kpa)e + ea = ―i i+ii p — pi+1 i6、计算压缩模量 Esi1+e i-a v含水率计算表： 表 l实验日期盒身编号盒盖编号铝盒重量g°(g)铝盒加湿土的重量g1 (g)铝盒加干土的重量g2 (g)含水重量g1__g2 (g)含水率W%(g1-g0)/(g2-g0)平均含水率W%2014/1/8A544A5442014/1/8A401A401密度计算表： 表 2实验编号环刀+湿 土的重量g环刀本身 的重量g环刀体积cm3湿密度g/cm31155501.906表3固结实验变形记录表： (初始读数为 9.OOmm)荷载〔kpa〕2550100200300400lOmin 〔mm〕卸荷后回弹(mm)固结实验计算表(e0=O.62) 表 5荷载P〔kpa〕试样颗粒 净高度 hs(mm)土样变形量(mm)试样颗粒 实际高度(mm)空隙比 ei压缩系数ai压缩模量Esi压缩指数Cc回弹指数Cs202520502010020200203002040020六、思考题：1、 压缩系数a1-2和压缩指数Cc有何作用？ 答：这两个指标可以反映土的压缩性质。

2、 根据压缩系数a1-2的大小，来判断本实验土的压缩性高低? 答：压缩系数越小，图的压缩性越低3、 绘制 e~p 曲线、绘制 Ei~p 关系曲线分析：由于试验中的不当操作，造成荷载为100kpa,200kpa测得的沉降量不准确，导致 计算地e偏大对应的Es偏小。