《土力学与地基基础》实验.ppt

土力学与地基基础实验,课程简介 土力学的任务是讲授土力学的基本概念和基本原理，运用这些原理和概念，掌握地基沉降计算、土压力计算及土坡稳定分析等基本理论和方法。基础工程主要讲授常见的地基基础的设计理论和计算方法，通过学习使学生掌握地基基础设计的基本原则，具有进行一般工程基础设计的能力，在学习土力学的基础上结合有关结构设计和施工技术知识，分析和解决地基基础设计与施工问题。土力学与地基基础实验是理论教学的重要实践性环节，通过实验进一步加深对理论知识的理解，熟悉常见土的各种工程特性，了解常用土工试验仪器的工作原理及操作方法，掌握土力学有关理论指标如何通过室内实验测出，为今后从事工程实践和科学研究打下良好基础。,目 录,实验一 黄土浸水压缩实验实验二 土的抗剪强度实验,目 录 目 录 目 录 目 录 目 录,试验项目及学时,试验项目及学时,试验项目及学时,土力学与地基基础实验课程包括2个实验项目,均为必作实验，共4个学时。实验项目及学时的分配见下表所示。实验要求学生34人一组，每组一套实验设备，在规定时间内独立完成实验测定、数据处理，并撰写实验报告。,实验主要设备简介,实验主要设备简介,实验主要设备简介,WG型单杠杆固结仪1.主要技术指标：试样面积：30cm2及50cm22.杠杆比：24：1及20：13.加荷形成：砝码4.最高压力：4000kPa(30cm2)2000 kPa(50cm2)5.压力范围：12.5kPa-4000kPa6.主要实验任务：压缩实验7.测定试样在侧限与轴向排水条件下的变形和压力或孔隙比和压力的关系、变形和时间的关系，以便计算土的单位沉降量、压缩系数、压缩指数、回弹指数、压缩模量、固结系数及原状土的先期固结压力等。,实验主要设备简介,实验主要设备简介,实验主要设备简介,ZJ应变控制式直剪仪1.主要技术指标：试样尺寸：30cm2高2cm 2.杠杆比：1：12 3.加荷形成：砝码4.最大垂直荷重：400kPa5.压力级别：50kPa、100kPa、200kPa、300kPa、400kPa6.最大水平剪切力：1.2KN7.主要实验任务：土的抗剪强度实验8.本仪器用于测定土的抗剪强度,通常采用四个试样,分别在不同的垂直压力下,施加剪切力进行剪切,求得破坏时的剪应力,然后根据库仑定律确定强度参数、内摩擦角和内聚力。,实验一 黄土浸水压缩实验,实验一黄土浸水压缩实验,一、实验目的,掌握黄土的压缩系数及湿陷系数的测定方法，以判断土的压缩等级以及是否为湿陷性黄土。,二、实验内容,测定土样在不同压应力作用下及浸水后的高度变化情况，从而判断其压缩等级及是否具有湿陷性。,实验性质：操作性实验类别：专业基础课每组人数：34,三、主要仪器设备,固结仪10台，百分表10只，电子天平一台。,实验一 黄土浸水压缩实验,实验一黄土浸水压缩实验,四、解释,黄土系一种粘性土，它在天然状态下具有肉眼可见的孔隙，而孔隙的大小远超过组成土骨架的颗粒。湿陷性黄土在工程地质方面的主要特征，就是它在天然含水量时能够承受较大的荷载，变形也较小，但一旦被水浸湿后，往往会发生突然附加下沉，即湿陷，使得其上的建筑物产生严重变形，甚至破坏。但并不是所有的黄土都具有湿陷性，根据它在荷载作用下浸湿时土粒结构变形情况可以分为湿陷性和非湿陷性两类。荷载作用下受水浸湿时失去它的本身结构的坚固和稳定性的叫做湿陷性黄土；荷载作用下受水浸湿时几乎没有什么反应，结构仍旧稳定的叫做非湿陷性黄土。,实验一 黄土浸水压缩实验,实验一黄土浸水压缩实验,五、实验步骤,1.按照实验要求制样。2.擦净环刀外壁，称环土总质量，准确至0.01克。取制样时余土测定含水量和土粒比重。3.在渗压容器底板上顺序放上护环、洁净的透水石和干滤纸，再把环刀（已装好试样）放入护环内，然后在试样面上顺次放上洁净的干滤纸一张，透水石一块，最后放下加压导环和传压活塞。4.检查加压设备是否灵敏，利用平衡锤调整杠杆横梁至水平位置。,实验一 黄土浸水压缩实验,实验一黄土浸水压缩实验,五、实验步骤,5.把装好的渗压容器放在加压台的正中，使传压活塞的凹部与加压横梁的凸头密合，装上测微表，调整其伸长距离，并检查表是否灵敏和垂直。6.借加压设备，在试样上加荷约1.0kPa（折合砝码实际质量41.7克），使容器各部分接触妥帖，这时调整百分表读数为整数，记下作为初读数，然后去掉砝码盘上质量。7.加第一级荷重50 kPa，并在加上砝码同时开动秒表，记下时间。加荷后每经1、2、5、10、20分钟，以后每30分钟直至压缩稳定（每小时百分表读数变化不超过0.01mm）时，各记录百分表读数一次（实验课因时间限制，只读至5-10分钟，即认为变形已经稳定）。,实验一 黄土浸水压缩实验,实验一黄土浸水压缩实验,五、实验步骤,8.第二级荷重增加50 kPa，第三级加至200 kPa。9.在荷重200 kPa下试样稳定后，自下而上浸水，浸水后最初五分钟读一次，以后每隔10分钟读一次，至30分钟，以后每隔30分钟读一次直至稳定（实验课读至10分钟），然后加至300 kPa。浸水后土样需经常保持充水。10.实验完毕后按与第3条相反顺序拆除仪器。,实验一 黄土浸水压缩实验,实验一黄土浸水压缩实验,六、预习思考题,1土的压缩性可分为几个等级？如何判断土的压缩性？2黄土在我国主要分布于那些地区？其主要特点是什么？3.有些黄土具有湿陷性的原因是什么？4.确定黄土是否具有湿陷性应用那一指标？划分标准是什么？,七、实验报告,1根据实验结果，绘制黄土的浸水压缩曲线。2计算土的压缩系数,判断其压缩性。3.计算土的湿陷系数,判断其是否具有湿陷性。,实验二土的抗剪强度实验,实验二土的抗剪强度实验,一、实验目的,了解掌握土的内摩擦角及内聚力的测定，以计算并复核地基土的强度、土坡稳定和侧土压力。,二、实验内容,测定不同正向压应力下砂土的抗剪强度，由此作出抗剪强度曲线，并计算其内摩擦角和内聚力。,实验性质：操作性实验类别：专业基础课每组人数：3,三、主要仪器设备,电子天平一台，百分表10只，应变控制式直接剪切仪10台。,实验二土的抗剪强度实验,实验二土的抗剪强度实验,四、解释,土的抗剪强度是指土体抵抗剪切破坏的极限能力，土内某一面上的抗剪强度就是抵抗该面两侧土体发生滑动的最大阻力，此阻力由土的内摩擦力和内聚力组成，可近似的用库仑公式表示。,五、预习思考题,1.土的内摩擦力和内聚力分别是怎样产生的？2.库仑公式的表达形式是什么？其对于粘性土和砂土的表达形式是否相同？为什么？,实验二土的抗剪强度实验,实验二土的抗剪强度实验,六、实验步骤,1.量取（或抄录）剪切面积，放好下盒中的透水石和滤纸，再放好上盒，插上销钉。2.用切土器细心切取原装土，并用小刀将土样两面修平，然后移置到剪切盒上，对齐上盒凹口，盖上滤纸，将另一块透水石放在土样上面，用手指推透水石使其和土样一并压入剪力盒中。如细砂土，用漏斗将砂土倒入盒中，厚约2-3cm，并用锤轻击至一定的孔隙比。再在砂面上放好滤纸、透水石。每次装砂量应大致相等。,实验二土的抗剪强度实验,实验二土的抗剪强度实验,六、实验步骤,3.将竖向加压横框置于活塞的钢球上，按规定的垂直应力用砝码加荷。4.准备好记录纸和停表，拔去剪切盒销钉，剪切开始，转动手轮，快剪法控制每10秒钟转动一转，并在每10秒末读记百分表读数。连续转动手轮，直到土样剪断为止。,实验二土的抗剪强度实验,实验二土的抗剪强度实验,七、实验注意事项,1.百分表应装置稳固，并且有足够的伸缩余地。2.剪切过程中应均匀旋转，不得有间断，并注意不应使土样受到振动。3.在剪切过程中，当发现应力钢环中百分表的读数不再变化或剪切位移达5mm时，则认为土样已被剪断，对于紧砂或粘性土，还可见到应力钢环中百分表读数有回落现象，此时说明土样已被剪断。4.每种土应在35个不同的垂直压力下进行剪切，以绘制剪切图，绘制时如有个别点偏离较大，应去掉此点，将其它点连成直线。,实验二土的抗剪强度实验,实验二土的抗剪强度实验,七、实验报告,1.根据实验结果，绘制某一垂直压力下剪应力与剪切变形关系曲线。2.将各种不同的垂直压力下所得结果汇总，绘制抗剪强度曲线。3.根据抗剪强度曲线求得土体的内摩擦角和内聚力。,结 束,