土力学实验指导书(9)

六、实验报告要求

1、试验时应仔细检查分析筛叠放是否正确。2、试验时多震动，严格按要求操作。

3、筛分时要细心，避免土样洒落，影响试验精度。

思考题

1、不同粒组百分含量的变化，对土的工程性质有何影响？2、土的粒径级配累积曲线越陡，说明了什么？

实验项目三：土的固结压缩实验

一、实验目的

测定试样在侧限与轴向排水条件下，变形和压力或孔隙比和压力的关系，绘制压缩曲线，以便计算土的压缩系数a、压缩模量Es等指标，通过各项压缩性指标，可以分析、判断土的压缩特性和天然土层的固结状态，计算土工建筑物及地基的沉降等。

二、实验设备

固结仪（见图4）、环刀、天平、测微表、秒表、烘箱、修土刀、称量盒、滤纸等。

图4固结容器示意图

1-固结容器2-下护环3-环刀4-上护环5-透水石6-加压盖7-量表套杆8-量表架9-试样

三、实验原理

土样在外力作用下便产生压缩，其压缩量的大小与在土样上所加的荷重大小和土样的性质有关。如在相同的荷重作用下，软土的压缩量就大，而坚密的土则压缩量小；在同一种土样的条件下，压缩量随着荷重的加大而增加。施加不同的荷重，可得相应的空隙比，一般分级不要过大。这样，便可绘制压缩曲线并求得压缩系数。

四、实验步骤

1、根据工程要求，用环刀切取试样备用，并测出土样的密度、含水量、和比重。(参见前面的试验)

2、把下护环和大的透水石放入固结容器，并放上一张滤纸。3、将带有环刀的试样，刃口向下小心地装入压缩容器的下护环内。4、再套入上护环，放上滤纸和稍小的透水石，最后放上加压盖。

5、轻轻抬起杠杆，将装好试样的压缩容器放在加压台的正中，使加压横梁的凹槽与加压盖的钢珠紧密结合，然后装上测微表（百分表），并预调百分表大于6mm以上，并检查表是否灵敏和垂直（学生在试验前应熟悉测微表如何读数）。

6、在砝码吊盘上加相当于试样受压约为1kPa的预压荷载，使固结仪的各部分接触良好，并调平加压杠杆，然后调整测微表，使其大指针归零。

7、卸去预压荷载，施加第一级荷载，其大小可视土的软硬程度或工程情况一般采用50、100、200、300、400kPa，或按设计要求，模拟实际加荷情况进行调整。由于试验教学时间的关系，本试验加荷顺序为50、100、200、300、400kPa。

8、在加荷同时开动秒表计时，按规定的时间读数，做完一级，再加下一级荷载，直至全部

荷载完成。在试验过程中，应始终保持加压杠杆的平衡。

9、试验结束后，迅速顺次拆去测微表，卸除砝码，取出环刀，把仪器擦干净。

五、实验记录及结果

1、按下式计算试样的初始孔隙比e0

e0=

(1+w0)Gsρw

1

ρ0

h (1+e)

(3-1)

2、各级荷载下，固结稳定后的孔隙比ei

ei=e0

3、计算某荷载范围内的压缩系数a（KPa）

-1

i

h0

(3-2)

a=

4、计算某荷载范围内的压缩模量ES

ei ei+1

Pi+1 Pi1+eia

(3-3)

Es=

式中：GS—土比重

(3-4)

wn—土样初始含水量（%）ρ0—土样初始密度（g/cm3）h0—土样初始高度（mm）

∑ h

变形量）

i

—在某荷载下试样固结稳定后的总变形量（等于该级荷载下固结稳定读数减去仪器

5、绘制压缩曲线：以土孔隙比为纵坐标，以垂直荷载为横坐标，绘制e-p曲线。如图5所示

。

图5压缩曲线

6、记录数据和计算结果填写表5。

试验编号：时间(

压

百分表读数

力

(mm)

KP

变

变器

样仪

试

表5固结（压缩）试验仪器编号：试验日期：

减少之孔隙比

孔隙比

h e=(1+e0)

h0

ei=e0 ei ei+1Pi+1 Pi

压缩系数

=M h

ei ei+1Pi+1 Pi

KPa

-1