土力学实验.ppt

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1、赵秀绍 赵小平 耿大新,试验目录,试验2.含水率试验,试验3.比重试验,试验4.颗粒分析试验,试验5.界限含水率试验,试验6.击实试验,试验7.固结试验,试验1.含水率试验,试验8.直剪试验,土力学试验教学多媒体课件,赵秀绍 赵小平 耿大新,试验1.含水率试验,赵秀绍 赵小平 耿大新,烘干法试验步骤,测定土的含水率,烘干法试验的结果整理,掌握试验数据处理方法,赵秀绍 赵小平 耿大新,1.含水率试验测定方法,含水率测定常用方法,烘干法,酒精烧干法,炒干法,对于含有有机物的土测定受到限制，微波法虽快，但没有列入规范,在105110测定，是测定含水率的标准方法,微波法,赵秀绍 赵小平 耿大新,2 试

2、验原理与用途,原理土的含水率是试样在105110下烘至恒量时所失去的水质量和干土质量的比值，用百分比表示。用途含水率是土的基本物理性指标之一，它是计算土的干密度，孔隙比、饱和度等的必要指标，亦是检测土工构物施工质量的重要指标。,赵秀绍 赵小平 耿大新,3 主要的仪器设备,烘箱：可采用电热烘箱，温度能保持100105,天平：感量0.10g。,称量盒干燥器,赵秀绍 赵小平 耿大新,4 操作步骤,称取铝盒质量m0。并记录盒号,1铝盒称量,赵秀绍 赵小平 耿大新,4 操作步骤,选取具有代表性的试样1520g，放入盒内，立即盖好盒盖，称出盒与湿土的总质量m1。,1铝盒称量,2湿土称量,赵秀绍 赵小平 耿

3、大新,4 操作步骤,打开盒盖，将盒置于烘箱内，在105110的恒温下烘干。烘干时间对粘性土不得少于8h，对砂性土不得少于6h。对含有机质超过5%的土，应将温度控制在6570的恒温下烘干。,1铝盒称量,2湿土称量,3烘干,赵秀绍 赵小平 耿大新,4 操作步骤,将称量盒从烘箱中取出，盖上盒盖，放入干燥容器内冷却至室温，称盒+干土质量m2，精确至0.01g。,1铝盒称量,2湿土称量,3烘干,4冷却称量,注意：刚刚烘干的土样要等冷却后才称重；,赵秀绍 赵小平 耿大新,5计算,5.1计算含水率：按下式计算,5.2本试验要平行试验（1）计算准确至0.1%；（2）本试验需进行2次平行测定，取其算术平均值，允

4、许平行差值应符合下表规定。,赵秀绍 赵小平 耿大新,6数据记录,试验者 吴煌峰 校核者 赵欣 试验日期2008年3月20日,赵秀绍 赵小平 耿大新,返回目录,本试验结束,赵秀绍 赵小平 耿大新,赵秀绍 赵小平 耿大新,赵秀绍 赵小平 耿大新,试验2.密度试验,赵秀绍 赵小平 耿大新,环刀法试验步骤,结合含水量测定干密度,环刀法测定土的湿密度,环刀试验的结果整理,掌握试验数据处理方法,赵秀绍 赵小平 耿大新,1.密度试验测定方法,密度测定常用方法,环刀法,灌砂法,灌水法,可用于粗粒土与细粒土路基工程中更为长用,仅用于粘性土的密度测定,赵秀绍 赵小平 耿大新,2.试验原理,土的湿密度是指土的单位体

5、积质量，是土的基本物理性质指标之一，其单位为g/cm3。环刀法是采用一定体积环刀切取土样并称土质量的方法，环刀内土的质量与体积之比即为土的密度。,赵秀绍 赵小平 耿大新,3.试验使用仪器,1环刀：内径61.8+0.15mm（60cm3）内径79.8+0.15mm（100cm3)高度为20+0.016mm，2凡士林、修土刀,3天平：称量500g，感量0.1g；感量0.01g。,赵秀绍 赵小平 耿大新,4 操作步骤,1量测环刀,取出环刀，称出环刀的质量m2，并涂一薄层凡士林。,赵秀绍 赵小平 耿大新,4 操作步骤,1量测环刀,2.1取直径和高度略大于环刀的原状土样或制备土样。,2切取土样,2.2在

6、环刀内壁涂一薄层凡士林，将环刀刃口向下放在土样上，随即将环刀垂直下压，边压边削，直至土样上端伸出环刀为止。将环刀两端余土削去修平（严禁在土面上反复涂抹），然后擦净环刀外壁。,赵秀绍 赵小平 耿大新,4 操作步骤,1量测环刀,将取好土样的环刀放在天平上称量，记下环刀与湿土的总质量m1,2切取土样,3 称 量,赵秀绍 赵小平 耿大新,4 操作步骤,1量测环刀,2切取土样,3 称 量,4平行试验,本试验须进行二次平行测定，其平行差值不得大于0.03g/cm3。求其算术平均值。,赵秀绍 赵小平 耿大新,5成果整理,按下列公式计算湿度密度和干密度,m1环刀与土合质量，gm2环刀质量，g；V环刀体积，cm

7、3；,赵秀绍 赵小平 耿大新,6 试验记录,密度试验记录表（环刀法）,试验者 张芳 校核者 黄国怡 试验日期2008年3月18日,赵秀绍 赵小平 耿大新,返回目录,本试验结束,赵秀绍 赵小平 耿大新,赵秀绍 赵小平 耿大新,赵秀绍 赵小平 耿大新,试验3.土粒密度试验,赵秀绍 赵小平 耿大新,比重瓶法试验步骤,测定土粒的比重,比重瓶法试验的结果整理,掌握试验数据处理方法,赵秀绍 赵小平 耿大新,1.土粒比重测定方法,土粒比重测定常用方法,比重瓶法,浮称法,虹吸筒法,用于颗粒更大的颗粒测定,用于土颗粒直径小于5mm的比重测定,赵秀绍 赵小平 耿大新,2 比重瓶法原理,比重瓶法就是由称好质量的干土

8、放入盛满水的比重瓶的前后质量差异，来计算土粒的体积，从而进一步计算出土粒比重。,赵秀绍 赵小平 耿大新,3 主要仪器设备,2天平：称量200g，分度值0.001g；,1比重瓶：容重100ml或50ml；,赵秀绍 赵小平 耿大新,3其它：电炉、蒸馏水、温度计、筛、漏斗、滴管等。,电炉,蒸馏水,温度计,漏斗,滴管,3 主要仪器设备,赵秀绍 赵小平 耿大新,4 操作步骤,取通过5mm筛的烘干土样约15g（如用50ml的比重瓶，可取干土约12g）用玻璃漏斗装入洗净烘干的比重瓶内称瓶与土的质量,1取样称量,赵秀绍 赵小平 耿大新,4 操作步骤,将蒸馏水注入比重瓶内，约至瓶的一半高处，摇动比重瓶，并将比重

9、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。注意：煮沸时不要使土液从瓶内溢出。,1取样称量,2煮沸排气,赵秀绍 赵小平 耿大新,4 操作步骤,将蒸馏水注入比重瓶内至近满 放入恒湿箱中冷却并使土颗粒沉淀。,1取样称量,2煮沸排气,3注水冷却,赵秀绍 赵小平 耿大新,4 操作步骤,待瓶内悬液温度稳定后及瓶内土悬液澄清时，盖紧瓶塞，使多余的水分从瓶塞的毛细管中溢出，擦干瓶外的水分，称出瓶、水、土总质量。称量后立即测定瓶内水的温度。,1取样称量,2煮沸排气,3注水冷却,4注水称量,赵秀绍 赵小平 耿大新,4 操作步骤,1称重前

10、比重瓶的水位要加满至瓶塞的毛细管；2称重时精确至小数点后三位。3 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。,赵秀绍 赵小平 耿大新,5 试验数据记录与整理,5.1 查取瓶、水质量：根据测得的温度，从已绘制的温度与瓶、水质量关系曲线（由实验室提供）查取瓶、水质量。,赵秀绍 赵小平 耿大新,5 试验数据记录与整理,5.2 按下列计算土粒的比重：,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时蒸馏水的比重，准确至0.001，查下表（不同温度时水的比重）。,赵秀绍 赵小

11、平 耿大新,5.3 试验记录展示,工程名称 向莆线 试验者 赵 欣 土样说明 粘土 计算者 陈炳崇 试验日期 2008年4月10日校核者 黄 召,赵秀绍 赵小平 耿大新,返回目录,本试验结束,赵秀绍 赵小平 耿大新,赵秀绍 赵小平 耿大新,赵秀绍 赵小平 耿大新,试验4.颗粒分析试验,赵秀绍 赵小平 耿大新,筛分试验的试验步骤,分析土的级配情况,测定干土各粒组占该土总质量的百分数,筛分试验的结果整理,掌握试验数据处理方法,赵秀绍 赵小平 耿大新,1、筛分试验适用范围,筛析法,比重计法,颗粒分析测试方法,粒径大于0.075mm的土粒,粒径小于0.075mm的土粒,赵秀绍 赵小平 耿大新,2.试验

12、原理与用途,试验原理筛析法是将土样通过各种不同孔径的筛子，并按筛子孔径的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的百分数。,试验用途土的定名判断颗粒级配,赵秀绍 赵小平 耿大新,3.主要仪器设备,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；,赵秀绍 赵小平 耿大新,4.试验步骤,1.1备土：从大于粒径0.075mm的风干松散的无粘性土中，用四分对角法取出代表性的试样。1.2取土：取干砂500g称量准确至0.2g。,1试样制备,赵秀绍 赵小平 耿大新,4.试验步骤,将称好的试样倒入依

13、次叠好的筛，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。,1试样制备,2摇筛筛分,赵秀绍 赵小平 耿大新,4.试验步骤,逐级称取留在各筛上的质量。,3 称 量,1试样制备,2摇筛筛分,注意：称重后干砂总重损失不超过 2g。,赵秀绍 赵小平 耿大新,5.计算,(1)按下列计算小于某颗粒直径的土质量百分数：,式中：X小于某颗粒直径的土质量百分数，%；mA小于某颗粒直径的土质量，g；mB所取试样的总质量（500g）。,赵秀绍 赵小平 耿大新,(2)试验样本展示,5.试验记录,土样编号 142 干土质量 500g 试验者 陈崇炳土样说明 粗砂 试验日期 2008年5月20日 校核者 黄

14、怡国,赵秀绍 赵小平 耿大新,6.制图,用小于某粒径的土质量百分数为纵坐标，颗粒直径（mm）的对数值为横坐标，绘制颗粒大小分配曲线。,赵秀绍 赵小平 耿大新,7.计算级配情况,从图中查知：d60=0.84 d30=0.4 d10=0.14,则Cud60/d10=6Cc=d302/(d60d10)=1.360.25mm的颗粒占总量的60%,结果：该砂是级配良好的粗砂，A组填料,赵秀绍 赵小平 耿大新,返回目录,本试验结束,赵秀绍 赵小平 耿大新,赵秀绍 赵小平 耿大新,赵秀绍 赵小平 耿大新,试验5.界限含水率试验,赵秀绍 赵小平 耿大新,液限、塑限联合测定法法试验步骤,测定粘性土的液限与塑限,

15、试验的结果整理,进行粘性土的定名,进行粘性土的软硬程度判别,赵秀绍 赵小平 耿大新,1.液塑限测定方法,液塑限测定常用方法,搓条法,碟式仪法,锥式仪法,测塑限的方法，但人为因素影响较大锥式仪在我国过去也较为常用碟式仪在欧美国家采用,液塑限联合测定法,本试验采用的方法,赵秀绍 赵小平 耿大新,2 试验原理概述,液限、塑限联合测定法是根据圆锥仪的圆锥入土深度与其相应的含水率在双对数坐标上具有线性关系的特性来进行的。利用圆锥质量为76g的液塑限联合测定仪测得土在不同含水率时的圆锥入土深度，并绘制其关系直线图,赵秀绍 赵小平 耿大新,2 试验原理概述,在图上查得圆锥下沉深度为10mm所对应得含水率即为

16、液限，查得圆锥下沉深度2mm所对应的含水率即为塑限。,赵秀绍 赵小平 耿大新,3 主要仪器设备,液塑限联合测定仪,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,赵秀绍 赵小平 耿大新,3 主要仪器设备,2天平：称量200g，分度值0.01g；,40.5mm筛：,3调土杯,赵秀绍 赵小平 耿大新,3 主要仪器设备,干燥器,加水器,调土刀,称量盒,烘箱,赵秀绍 赵小平 耿大新,4 操作步骤,当采用天然含水量的土样时，应剔除大于0.5mm的颗粒，然后分

17、别按接近液限、塑限和二者之间状态制备不同稠度的土膏，静置湿润。,1土样制备,赵秀绍 赵小平 耿大新,4 操作步骤,当采用风干土样时，取通过0.5mm筛的代表性土样约200g分成三份，分别放入不锈钢杯中，加入不同数量的水，然后按下沉深度约为45mm，911mm，1517mm范围制备不同稠度的试样，静置湿润。,1土样制备,赵秀绍 赵小平 耿大新,4 操作步骤,将制备的试样调拌均匀填入试样杯中填满后用刮土刀刮平表面,1土样制备,2装土入杯,赵秀绍 赵小平 耿大新,4 操作步骤,3.1取圆锥仪，在锥体上涂以薄层凡士林,1土样制备,2装土入杯,3调整仪器,3.2接通电源，使电磁铁吸稳圆锥仪。,赵秀绍 赵

18、小平 耿大新,4 操作步骤,1土样制备,2装土入杯,3调整仪器,3.4调节屏幕准线，使初读数为零。,3.3然后将试样杯放在联合测定仪的升降座上。,赵秀绍 赵小平 耿大新,4 操作步骤,整升降座，使锥尖刚好与试样面接触,1土样制备,2装土入杯,3调整仪器,4测读深度,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（或等读数灯亮）。,赵秀绍 赵小平 耿大新,4 操作步骤,取下试样杯，然后从杯中取10g以上的试样2个，按实训一方法测定含水率。,1土样制备,2装土入杯,3调整仪器,4测读深度,5测含水率,赵秀绍 赵小平 耿大新,4 操作步骤,重复以上步骤，测定另两个试样的圆锥

19、下沉深度和含水率。,1土样制备,2装土入杯,3调整仪器,4测读深度,5测含水率,6测另两个,赵秀绍 赵小平 耿大新,5 试验结果整理,5.1 计算各土样的含水率（同含水率）5.2 绘图求解,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A线）。,赵秀绍 赵小平 耿大新,5 试验结果整理,当三点不在一直线上，可通过高含水率的一点与另两点连成两条直线，在圆锥下沉深度为2mm处查得相应的含水率。当两个含水率的差值2时，应重做试验。,赵秀绍 赵小平 耿大新,5 试验结果整理,当两个含水率的差值2时，用这两个含水率的平均值与高含水率的点连成一条直线（如附图52中的

20、B线）。,赵秀绍 赵小平 耿大新,在圆锥下沉深度与含水率的关系图上，查得下沉深度为10mm所对应的含水率为液限；查得下沉深度为2mm所对应的含水率为塑限。,5 试验结果整理,赵秀绍 赵小平 耿大新,6试验记录,工程名称 西环线 试验者 赵欣 试样编号 16 计算者 吴煌峰 试验日期 2008.5.22 校核者 陈炳崇,赵秀绍 赵小平 耿大新,返回目录,本试验结束,赵秀绍 赵小平 耿大新,赵秀绍 赵小平 耿大新,赵秀绍 赵小平 耿大新,试验6.击实试验,赵秀绍 赵小平 耿大新,击实试验步骤,测定土的最优含水量,试验的结果整理,测定土的最大干密度,赵秀绍 赵小平 耿大新,1.击实试验方法分类,击实

21、试验方法分类,重型击实法,用于粒径小于20mm以下土粒击实击实功约2700kJ/m3目前更为常用,轻型击实法,常用于5mm以下土粒击实击实功约600kJ/m3,用途：是控制路堤、土坝和填土地基等密实度的重要指标。,赵秀绍 赵小平 耿大新,2试验原理,土的压实程度与含水率、压实功能和压实方法有密切的关系。当压实功能和压实方法不变时，土的干密度随含水率增加而增加，当干密度达到某一最大值后，含水率继续增加反而使干密度减小,能使土达到最大密度的含水率，称为最优含水率op，与其相应的干密度称为最大干密度dmax。,赵秀绍 赵小平 耿大新,3 主要仪器设备,击实仪：由击实筒、击锤和护筒组成。,轻型击实仪,

22、重型击实仪,赵秀绍 赵小平 耿大新,3 主要仪器设备,标准筛：孔径为5mm的标准筛。,台秤：称量10kg，分度值5g。,天平：称量200g，分度值0.1g。,赵秀绍 赵小平 耿大新,3 主要仪器设备,螺旋式千斤顶,烘箱,修土刀,喷水设备,赵秀绍 赵小平 耿大新,4 操作步骤,取一定数量的代表性风干土样（轻型约为20kg），放在橡皮板上碾散并过5mm的筛,1试样制备,预定5个不同含水量，依次相差2，其中有两个大于和两个小于塑限，1个含水率接近塑限。,赵秀绍 赵小平 耿大新,4 操作步骤,2.1取制备好的试样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。,1试

23、样制备,2分层击实,赵秀绍 赵小平 耿大新,4 操作步骤,2.2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、三层的击实。2.3击实后试样略高出击实筒（不得大于6mm）。,1试样制备,2分层击实,赵秀绍 赵小平 耿大新,4 操作步骤,取下套环，齐筒顶细心削平试样，擦净筒外壁，称土质量，准确至1g。,1试样制备,2分层击实,3称土质量,赵秀绍 赵小平 耿大新,4 操作步骤,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%。,1试样制备,2分层击实,3称土质量,4测含水量,赵秀绍 赵小平 耿大新,4 操作步骤,按24步骤进行其它不同含

24、水率试样的击实试验。,1试样制备,2分层击实,3称土质量,4测含水量,5复测余样,赵秀绍 赵小平 耿大新,5 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。,赵秀绍 赵小平 耿大新,6计算与制图,(1)计算击实后的试样的含水率：,式中：w含水率，%；m0 盒质量m1湿土+盒质量，g；m2干土+盒质量，g。,赵秀绍 赵小平 耿大新,6计算与制图,(2)计算击实后各试样的干密度：,式中：湿密度，g/cm3。计算至0.01 g/cm3。,赵秀绍

25、 赵小平 耿大新,6计算与制图,(3)计算土的饱和含水率：,赵秀绍 赵小平 耿大新,6计算与制图,（4）制图 以干密度为纵坐标，含水率为横坐标，绘制干密度与含水率的关系曲线，即为击实曲线。曲线峰值点的纵、横坐标分别代表土的最大干密度和最优含水率。如果曲线不能得出峰值点，应进行补点试验。,赵秀绍 赵小平 耿大新,6计算与制图,（5）制图 计算数个干密度下的饱和含水率。以干密度为纵坐标，含水率为横坐标，在击实曲线的图中绘制出饱和曲线，用以校正击实曲线。,赵秀绍 赵小平 耿大新,7试验记录,土样编号 102 土粒比重 2.72 试验者 土样类别 CI每层击数 25 校核者 风干含水率 4.0%试验仪

26、器 轻型击实仪试验日期 2008.9.10,赵秀绍 赵小平 耿大新,返回目录,本试验结束,赵秀绍 赵小平 耿大新,赵秀绍 赵小平 耿大新,赵秀绍 赵小平 耿大新,试验7.固结试验,赵秀绍 赵小平 耿大新,快速固结法试验步骤,侧限条件的变形和压力关系,试验结果的计算与整理,计算土的压缩系数等指标,判定土的压缩性,赵秀绍 赵小平 耿大新,1.压缩指标测定方法,压缩指标测定方法,荷载板法,旁压仪法,野外测定的方法,室内固结法,本试验采用的方法,赵秀绍 赵小平 耿大新,2 试验原理,土在外荷载作用下，水和空气逐渐被挤出，土的骨架颗粒之间相互挤紧，封闭气体的体积减小，从而引起土的压缩变形。固结试验就是将

27、天然状态下的原状土样或扰动土样，制备成一定规格的试件，然后置于压缩仪内，在不同荷载和在有侧限条件下测定其压缩变形。,赵秀绍 赵小平 耿大新,3 试验仪器,1 固结容器 由环刀、护环、透水板、水槽、加压上盖组成,2加压设备：,赵秀绍 赵小平 耿大新,3 试验仪器,3变形量测设备量程 10mm，最小分度值为 0.01mm 的百分表或准确度为全量程 O.2 的位移传感器。,4其他：刮土刀、天平、秒表等,赵秀绍 赵小平 耿大新,4 试验步骤,快速固结试验：规定试样在各级压力下的固结时间为1小时，仅在最后一级压力下除测记1小时的量表读数外，还应测读达压缩稳定时的量表读数。,赵秀绍 赵小平 耿大新,4 试

28、验步骤,根据工程需要，切取原状土试样或制备给定密度与含水量的扰动土样。测定试样的密度及含水量,1试样制备,赵秀绍 赵小平 耿大新,4 试验步骤,在固结容器内放置护环、透水板和薄滤纸，将带有环刀的试样，小心装入护环内，然后在试样上放薄滤纸、透水板和加压盖板，置于加压框架下，对准加压框架的正中，安装量表。,1试样制备,2装入试样,装样,放透水石,赵秀绍 赵小平 耿大新,4 试验步骤,在固结容器内放置护环、透水板和薄滤纸，将带有环刀的试样，小心装入护环内，然后在试样上放薄滤纸、透水板和加压盖板，置于加压框架下，对准加压框架的正中，安装量表。,1试样制备,2装入试样,装样完成,放在框架下,赵秀绍 赵小

29、平 耿大新,4 试验步骤,在固结容器内放置护环、透水板和薄滤纸，将带有环刀的试样，小心装入护环内，然后在试样上放薄滤纸、透水板和加压盖板，置于加压框架下，对准加压框架的正中，安装量表。,1试样制备,2装入试样,装百分表,赵秀绍 赵小平 耿大新,4 试验步骤,施加1kPa的预压压力，使试样与仪器上下各部分之间接触良好，然后调整量表，使指针具有初读数，例如5mm。,1试样制备,2装入试样,3确认接触,初始5mm,预压,赵秀绍 赵小平 耿大新,4 试验步骤,施加第1级压力-50KPa，立即向水槽中注水至满。加压至规定时间后读数S1。,1试样制备,2装入试样,3确认接触,4初级读数,注水,加压,赵秀绍

30、 赵小平 耿大新,4 试验步骤,依次施加后面的各级压力（100、200、400kPa），分别加压至规定时间后记下百分表读数S2、S3、S4。,1试样制备,2装入试样,3确认接触,4加压读数,分级加压,5分级加压,赵秀绍 赵小平 耿大新,4 试验步骤,最后一级压力延长规定时间后记下百分表读数S5。,1试样制备,2装入试样,3确认接触,4加压读数,5分级加压,6延时读数,赵秀绍 赵小平 耿大新,5各级压力与加载砝码对应值见表,赵秀绍 赵小平 耿大新,6 计算与制图,6.1按下式计算试样的初始孔隙比e0,式中：0试样初始密度，g/cm3；w0试样的初始含水量，%。,赵秀绍 赵小平 耿大新,6 计算与

31、制图,6.2按下式计算各级压力下固结稳定后的孔隙比ei,式中：hi某级压力下试样高度变化，即总变形量减去仪器变形量，cm；h0试样初始高度，cm。,赵秀绍 赵小平 耿大新,6 计算与制图,6.3按下式计算某一级压力范围内的压缩系数av,赵秀绍 赵小平 耿大新,6 计算与制图,6.4绘制ep的关系曲线 以孔隙比e为纵坐标，压力p为横坐标，将试验成果点在图上，连成一条光滑曲线。,6.5 要求：用压缩系数判断土的压缩性。,赵秀绍 赵小平 耿大新,返回目录,本试验结束,赵秀绍 赵小平 耿大新,赵秀绍 赵小平 耿大新,赵秀绍 赵小平 耿大新,试验4.直接剪切试验,赵秀绍 赵小平 耿大新,直剪试验的优缺点

32、,直剪试验的试验步骤,掌握直剪试验的试验步骤,测定土的抗剪强度指标,直剪试验的结果整理,掌握试验数据处理方法,赵秀绍 赵小平 耿大新,1、土的抗剪强度测试方法,直接剪切试验,三轴压缩试验,无侧限抗压强度试验,现场十字板剪切,抗剪强度测试方法,赵秀绍 赵小平 耿大新,2.直剪试验优缺点,缺点：剪切破坏面固定，且不一定是土样的最薄弱面。不能严格控制排水条件，不能量测土样的孔隙水压力。剪切过程中试样剪切面积逐渐减小，剪切面上的剪应力分布不均匀。,优点：仪器构造简单，试样的制备和安装方便，易于操作。,赵秀绍 赵小平 耿大新,在直剪试验过程中，根据加荷速率的快慢可将试验划分为:,试验方法：试样施加垂直力

33、固结和水平力剪切的过程中，均应使试样排水固结剪切速度为0.02mm/min.试验过程中孔隙水压力始终为0。,快剪Q,固结快剪CQ,慢剪S,3.直剪试验分类,赵秀绍 赵小平 耿大新,在直剪试验过程中，根据加荷速率的快慢可将试验划分为:,试验方法：试样上施加垂直荷载后，待排水固结稳定后，施加水平剪应力。剪切速度为0.8mm/min，使试样在3-5min内剪坏。剪切前孔隙水压力为0,剪切过程中孔隙水压力一般不为0。,快剪Q,固结快剪CQ,慢剪S,3.直剪试验分类,赵秀绍 赵小平 耿大新,在直剪试验过程中，根据加荷速率的快慢可将试验划分为:,试验方法：试样上施加垂直荷载后，立即施加水平剪应力。剪切速度

34、为0.8mm/min，使试样在3-5min内剪坏。试验过程中孔隙水压力一般不为0。,快剪Q,固结快剪CQ,慢剪S,3.直剪试验分类,赵秀绍 赵小平 耿大新,在直剪试验过程中，根据加荷速率的快慢可将试验划分为:,本试验采用的方法,快剪Q,固结快剪CQ,慢剪S,3.直剪试验分类,赵秀绍 赵小平 耿大新,4.直剪试验原理,根据库伦定律，土的内摩擦力与剪切面上的法向压力成正比，将同一种土制备成几个土样，分别在不同的法向压力下，沿固定的剪切面直接施加水平剪力，得其剪坏时剪应力，即为抗剪强度f，然后根据剪切定律确定土的抗剪强度指标和c。,赵秀绍 赵小平 耿大新,4.直剪试验原理,直剪试验原理图,l,(kP

35、a),50kPa,100kPa,200kPa,400kPa,50,100,200,300,400,(kPa),(kPa),c,5.直剪试验动画演示,赵秀绍 赵小平 耿大新,6.试验步骤,试样制备通常采用环刀法切削而成每组试样不得少于4个试样需要饱和按有关标准进行,1试样制备,赵秀绍 赵小平 耿大新,6.试验步骤,2.1对齐上下剪力盒，2.2插入销钉固定，并在下盒底放入滤纸,1试样制备,赵秀绍 赵小平 耿大新,6.试验步骤,2.3将贴有滤纸的试样的环刀刃口向上，对准剪切盒口2.4在试样上放透水板，2.5将试样小心地推入剪切盒内,1试样制备,放环刀贴滤纸,加透水板,推入土样,赵秀绍 赵小平 耿大新

36、,6.试验步骤,3.1检查四个滑动槽中钢珠是否就位3.2将四个剪力盒依次放入仪器,1试样制备,2装入土样,赵秀绍 赵小平 耿大新,6.试验步骤,3.3放加垂直压力框3.4 移动传动装置，使上盒前端钢珠刚好与测力计接触,1试样制备,2装入土样,赵秀绍 赵小平 耿大新,6.试验步骤,3.5仪器接触好时,百分表指针开始转动,1试样制备,2装入土样,赵秀绍 赵小平 耿大新,6.试验步骤,4.1调杠杆水平4.2按说明分别施加每个剪力盒的垂直荷载,1试样制备,2装入土样,3安装剪盒,4加垂直荷载,赵秀绍 赵小平 耿大新,6.试验步骤,4.3拔去销钉4.4百分表归零,1试样制备,2装入土样,3安装剪盒,4加

37、垂直荷载,特别提醒，否则会损坏仪器,赵秀绍 赵小平 耿大新,6.试验步骤,5.1将开关打到剪切方向,开始剪切5.2剪切至百分表读数不动或倒退时,拔掉该剪力盒对应的离合器，停止剪切，记录数据,1试样制备,2装入土样,3安装剪盒,4加垂直荷载,5剪切试样,赵秀绍 赵小平 耿大新,6.试验步骤,5.3待所有的剪力盒停止剪切时，卸载5.4拆下剪力盒,1试样制备,2装入土样,3安装剪盒,4加垂直荷载,5剪切试样,赵秀绍 赵小平 耿大新,7.试验数据记录及处理,（1）计算每一试样的剪应力：t CR式中：t剪应力，kPa；C量力环校正系数，kPa/0.01mm；R量力环测微表读数，0.01mm；,赵秀绍 赵

38、小平 耿大新,7.试验数据记录及处理,(2)绘图求解以剪应力为纵坐标，垂直应力为横坐标，绘制剪应力与垂直应力关系曲线。根据-关系曲线，求出土的凝聚力c和内摩擦角,100,200,300,400,100,200,300,垂直压力(kPa),抗剪强度 t(kPa),赵秀绍 赵小平 耿大新,7.试验数据记录及处理,（3）Excel处理方法,Excel处理方法优点在于采用了最小二乘法拟合，拟合误差最小，使每个数据都参与运算，弥补了土力学书中采用两点计算的不足。,表1试验成果表汇总,赵秀绍 赵小平 耿大新,7.试验数据记录及处理,（4）利用Excel的绘图功能，采用散点图，并采用线性拟合的方法，在显示公式中可求得凝聚力c和内摩擦角,则c=0.8882kPa,arctan0.6693=33.794,赵秀绍 赵小平 耿大新,返回目录,本试验结束,