實(shí)驗(yàn)一土的密度(環(huán)刀法、臘封法)土的密度是指土的單位體積的質(zhì)量。若用天然狀態(tài)原狀土樣測(cè)得的密度，稱(chēng)天然密度。一般常用環(huán)刀法或蠟封法測(cè)定粘性土的密度，兩者的主要區(qū)別在于測(cè)定土的體積的方法不同。環(huán)刀法適用于較均一、可塑的粘性土。蠟封法適用于土中含有粗粒，或者堅(jiān)硬易碎難以用環(huán)刀切割的土或者試樣量少，只有小塊、形狀不規(guī)則的土樣時(shí)使用。對(duì)于飽和松散土、淤泥、飽和軟粘土，不易取出原狀樣的土，可采用放射性同位素在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定其天然密度。砂土、礫石土，可在現(xiàn)場(chǎng)挖坑用灌砂法測(cè)定。一、環(huán)刀法基本原理環(huán)刀法是用已知質(zhì)量及容積的環(huán)刀，切取土樣。使土樣的體積與環(huán)刀容積一致，這樣環(huán)刀的容積即為土的體積；稱(chēng)量后，減去環(huán)刀的質(zhì)量就得土的質(zhì)量。然后計(jì)算得土的密度。儀器設(shè)備⑴環(huán)刀：內(nèi)徑為68cm,高為2cm；(⑵天平：感量為°?ig；測(cè)徑卡尺；切土刀、鋼絲鋸、凡士林油及玻璃板等。3.操作步驟測(cè)定環(huán)刀的質(zhì)量及體積用測(cè)徑卡尺測(cè)量環(huán)刀的內(nèi)徑及高度，計(jì)算得環(huán)刀的體積；然后，將環(huán)刀置于天平上稱(chēng)得環(huán)刀質(zhì)量m1。切取土樣在環(huán)刀內(nèi)壁上涂以薄層凡士林，將環(huán)刀刃口向下放在土樣表面上，用修土刀把土樣削成略大于環(huán)刀的土柱，然后垂直向下輕壓環(huán)刀，邊壓邊削，至土樣高出環(huán)刀為止。先削平環(huán)刀上端之余土，使土面與環(huán)刀邊緣齊平，再置于玻璃板上；然后削環(huán)刀刃口一端的余土，使與環(huán)刀刃口齊平。若兩面的土有少量剝落，可用切下的碎土輕輕補(bǔ)上。測(cè)定環(huán)刀和土樣之質(zhì)量擦凈環(huán)刀外壁，稱(chēng)量環(huán)刀和土樣的質(zhì)量m2,準(zhǔn)確至°?ig。計(jì)算土的密度m2mb~V式中：土的密度，g/cm3；m2—環(huán)刀與土樣之質(zhì)量，g；mi—環(huán)刀的質(zhì)量，g；V――土的體積，cm3。計(jì)算準(zhǔn)確至0.01g/cm3。平行測(cè)定本試驗(yàn)須進(jìn)行兩次平行測(cè)定，取其結(jié)果的算術(shù)平均值，其平行差值不得大于o.03g/cmt4.注意事項(xiàng)用環(huán)刀切取土樣時(shí)，必須嚴(yán)格按實(shí)驗(yàn)步驟操作，不得急于求成，用力過(guò)猛或圖省事不削成土柱，這樣就易使土樣開(kāi)裂擾動(dòng)，結(jié)果事倍功半。修平環(huán)刀兩端余土?xí)r，不得在試樣表面往返壓抹。對(duì)于較軟的土，宜先用鋼絲鋸將土樣鋸成幾段，然后用環(huán)刀切取二、蠟封法1.基本原理蠟封法是將已知質(zhì)量的土塊浸入融化的石蠟中，使試樣有一層蠟的外殼，保持其完整外形，通過(guò)分別稱(chēng)得帶有蠟殼的土樣在空氣中和水中的重量，根據(jù)阿基米德原理，計(jì)算出試樣體積，便可以求得土的密度。2儀器設(shè)備石蠟及融蠟設(shè)備(電爐和鍋)；(2)天平：感量為0.01g;其它：切土刀、燒杯、細(xì)線、溫度計(jì)和針等。操作步驟(1)切取土樣切取體積約30cm3土樣，削去松浮表土和尖銳棱角，使其成為較整齊的形狀；系上細(xì)線，置于天平盤(pán)上稱(chēng)得試樣的質(zhì)量m。O(2)封蠟持線將試樣徐徐浸入剛過(guò)熔點(diǎn)(溫度為5070C)的蠟中，待全部浸沒(méi)后即將試樣提出，重復(fù)23次，使試樣表面復(fù)以一薄層蠟?zāi)ぁＷ⒁鈾z查蠟?zāi)ぶ杏袩o(wú)氣泡；若有用燒熱之針刺破，再用蠟涂平孔口。(3)測(cè)定試樣體積將封蠟試樣放在天平上稱(chēng)量，得該試樣之質(zhì)量mj；用細(xì)線將試樣吊在天平之一端，并浸沒(méi)于盛蒸餾水的燒杯中(圖1),稱(chēng)其在水中的質(zhì)量m'。將試樣從水中取出，擦干蠟封薄膜表面水分?置于天平上稱(chēng)量?檢查是否有水進(jìn)入土樣中。若此時(shí)試樣質(zhì)量大于浸水前之封蠟試樣質(zhì)量.并超過(guò)0.03g,則試驗(yàn)應(yīng)重做。圖1稱(chēng)封臘試樣在水中的質(zhì)量(4)計(jì)算土的密度a■計(jì)算試樣的體積：VVV式中：V試樣體積，cm3；V「封蠟試樣體積，V凹一，cm3；V2蠟?zāi)んww積，V2匹』，cm3；m'——封蠟試樣在水中的質(zhì)量，g；mi--封蠟試樣的質(zhì)量,ng;m-----試樣質(zhì)量，g;W水的密度，g/cm3；n—石蠟的密度，常采用0.92g/cm3。b?計(jì)算土的密度：mmm,m'mimyV2wn(5)平行測(cè)定本實(shí)驗(yàn)須做兩次平行測(cè)定，取其結(jié)果的算術(shù)平均值，平行誤差不得大于0.03g/cm34.注意事項(xiàng)在封蠟時(shí)，應(yīng)將土樣徐徐浸入蠟中并立即提上以免蠟?zāi)ぎa(chǎn)生氣泡，并防止土樣擾動(dòng)。以平衡線的同時(shí)應(yīng)排除附在其以平衡線的同時(shí)應(yīng)排除附在其(4)在稱(chēng)封蠟土樣水中質(zhì)量時(shí)，應(yīng)注意勿使封蠟試樣與燒杯壁接觸，周?chē)臍馀荨?shí)驗(yàn)二測(cè)定土的含水率(烘干法)1基本原理含水率是指土中水分質(zhì)量與干土質(zhì)量之比值。濕土在溫度為100105C的長(zhǎng)時(shí)間烘烤下，土中水分完全被蒸發(fā)，土樣減輕的質(zhì)量與完全干燥后土樣的質(zhì)量之比值，即為濕土的含水率，以百分?jǐn)?shù)表示。測(cè)定含水率的方法很多，其區(qū)別是使士樣干燥的方法不同，常用的有下列幾種方法。烘干法：將土樣置于烘箱中烘烤除去水分。烘干法只能在實(shí)驗(yàn)室中有烘箱設(shè)備的條件下進(jìn)行，一般適用于有機(jī)質(zhì)含量小于5%的土，若有機(jī)質(zhì)含量為5%10%，仍允許用此法，但需注明有機(jī)質(zhì)含量。酒精燃燒法：將酒精倒入土樣中，燃燒除去其水分。此法適用于野外勘測(cè)及施工等大量測(cè)定含水率的情況。酒精燃燒法的測(cè)定速度較快，故又稱(chēng)快速法。砂土炒干法：砂土中結(jié)合水少，可以將它放在鋁盒中置于電爐上炒干，直至完全干燥，測(cè)其含水率。2儀器設(shè)備(1)鋁盒2個(gè)；天平：感量為0.01g;烘箱；干燥器。操作步驟測(cè)濕土的質(zhì)量先稱(chēng)得鋁盒的質(zhì)量m。后選取代表性的土樣約15g，放人鋁盒內(nèi)，蓋緊盒蓋，稱(chēng)鋁盒加濕土的壬曰.質(zhì)量mi。(2)烘干土樣打開(kāi)盒蓋，將盛有土樣的鋁盒放入烘箱，在溫度100105C下烘6h以上至恒重。測(cè)干土的質(zhì)量自烘箱中取出鋁盒，蓋上盒蓋，立即放入干燥器中，冷卻后稱(chēng)盒加干土的質(zhì)量m2,減去鋁盒質(zhì)量m0即得干土質(zhì)量。按下式計(jì)算含水率mm2—

--100%m2m0式中：一一土的含水率，%mi――鋁盒加濕土的質(zhì)量，g；m2――鋁盒加干土的質(zhì)量，g;mo-----鋁盒的質(zhì)量，g,計(jì)算準(zhǔn)確至0?1%。平行測(cè)定每一土樣須做兩次平行測(cè)定，取其結(jié)果的算術(shù)平均值。允許平行誤差值如下:含水率允許平行誤差值<10%0.5%1040%1.0%>40%2.0%試驗(yàn)記錄試驗(yàn)記錄工程編號(hào)鉆孔編號(hào)土樣說(shuō)明試驗(yàn)者計(jì)算者校核者^(guò)含水量盒號(hào)盒+土(g)盒+干土盒(g)濕土(g)干土(g)水⑼含水量(g/cm3)平均含水量(1)(2)(3)⑷=(1)-(3)(5)=(2)-(3)(6)=(4)-(5)(7)=(6)/(5)5.注意事項(xiàng)打開(kāi)土樣后，應(yīng)立即取樣稱(chēng)濕土質(zhì)量，以免水分蒸發(fā)。土樣必須按要求烘至恒重，否則影響測(cè)試精度。烘干的試樣應(yīng)冷卻后稱(chēng)量，防止熱土吸收空氣中的水分，并避免天平受熱不均影響稱(chēng)量精度實(shí)驗(yàn)三土的液限和塑限（錐式儀法和搓條法）5）和從塑態(tài)過(guò)渡p5）和從塑態(tài)過(guò)渡p），是表示土的塑性在界限含水率中，意義最大的是從粘流狀態(tài)過(guò)渡到粘塑狀態(tài)的液限到半固態(tài)的塑限（p）。土的塑性指數(shù)是液限與塑限之差"pL強(qiáng)弱的指標(biāo)。從理論上講，液限時(shí)，土出現(xiàn)一定的流動(dòng)阻力，即有最小可量度的抗剪強(qiáng)度。國(guó)內(nèi)外測(cè)定液限的方法，使用兩種不同儀器，即瓦氏錐式儀和卡氏碟式儀。前者是前蘇聯(lián)A.M瓦西里耶夫研制的。他經(jīng)多次試驗(yàn)認(rèn)為，錐角30。、重76g的圓錐體，沉入土體的深度為10mm西里耶夫研制的。他經(jīng)多次試驗(yàn)認(rèn)為，錐角時(shí)的含水率就是液限。后者是美國(guó)卡薩格蘭德專(zhuān)門(mén)研制的半圓形銅碟。實(shí)驗(yàn)時(shí)，將土平鋪碟中，用劃刀分成兩半，以每秒2次的速率將碟由10mr高度落下。當(dāng)下落擊數(shù)為25次時(shí)，原來(lái)被劃刀分成兩半的土在碟底的合攏長(zhǎng)度恰好達(dá)到13mm時(shí)的含水率就是液限。通過(guò)計(jì)算，對(duì)同一種土，用錐式儀測(cè)得液限土的抗剪強(qiáng)度為8.4kPa,用碟式儀測(cè)得液限土的抗剪強(qiáng)度為2.7kpa。國(guó)內(nèi)外學(xué)者多數(shù)認(rèn)為，碟式儀液限的抗剪強(qiáng)度值符合基本物理意義，但其手續(xù)較繁瑣，強(qiáng)度帶有擾動(dòng)的性質(zhì)，方法有改善的必要。錐式儀液限的抗剪強(qiáng)度過(guò)大，所得含水率偏小，但強(qiáng)度屬靜力性質(zhì)，測(cè)試簡(jiǎn)易，適當(dāng)改進(jìn)可以推廣運(yùn)用。研究表明，瓦氏圓錐儀下沉17mm時(shí)的含水率，大致相當(dāng)于用卡氏碟式儀測(cè)得的液限，可以等效碟式儀液限。因此，在使用液限時(shí)，應(yīng)標(biāo)明是用何種儀器測(cè)得的。目前，我國(guó)所測(cè)得的液限有三種：①錐式儀液限（下沉10mm）②錐式儀液限（下沉L7mm）等效碟式儀液限；③碟式儀液限。我國(guó)一直廣泛使用10mr錐式液限儀，積累了大量資料沒(méi)有特別注明的液限均屬于此種液限。塑限的測(cè)定依據(jù)主要是根據(jù)土處于塑態(tài)時(shí)土的塑態(tài)與固態(tài)間的界限含水率稱(chēng)土的塑限塑限的測(cè)定依據(jù)主要是根據(jù)土處于塑態(tài)時(shí)可塑成任意形狀且不產(chǎn)生裂紋；處于固態(tài)時(shí)則很難搓成任意形狀，若勉強(qiáng)為之，則土面要發(fā)生裂紋或斷折等現(xiàn)象。以這兩種物理狀態(tài)為特征，確定塑態(tài)和固態(tài)的界限。也就是說(shuō)當(dāng)土被搓成一定粗細(xì)的土條且表面開(kāi)始出現(xiàn)裂紋時(shí)的含水率，即為塑限。此外，我國(guó)還采用圓錐式液塑限聯(lián)合測(cè)定儀測(cè)定液限和塑限。它是用瓦氏圓錐儀在專(zhuān)門(mén)的儀器上測(cè)定土在不同含水率時(shí)的圓錐人土深度，水率的關(guān)系直線。在直線上分別查得圓錐入土深度為即為碟式儀液限（的儀器上測(cè)定土在不同含水率時(shí)的圓錐人土深度，水率的關(guān)系直線。在直線上分別查得圓錐入土深度為即為碟式儀液限（等效）、錐式儀液限和塑限。在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)紙上繪成圓錐入土深度與含17mm10mm和2mm時(shí)的相應(yīng)含水率,￡t1手柄；2錐體￡t1手柄；2錐體圖2鏈?zhǔn)揭合迌x;3F衡錘；4試杯；5底座；6試樣2.錐式液限儀測(cè)液限(一）儀器設(shè)備(1)鋁盒、調(diào)十杯及調(diào)十刀;⑵錐式液限儀（圖2）;⑶天平：感量為0.01g⑷篩：孔徑為0.5mm磁缽和橡皮頭研棒；⑹烘箱；⑺干燥器。（二J操作步驟C1）制備土樣取天然含水率的土樣50g捏碎過(guò)篩；若天然土樣已風(fēng)干，則取樣80g研碎，并過(guò)0?5mm篩；加蒸餾水調(diào)成糊狀，蓋上濕布或置保濕器內(nèi)12h以上，使水分均勻分布。（2）裝土樣于調(diào)土杯中將備好的土樣再仔細(xì)拌勻一次，然后分層裝入試杯中；用手掌輕拍試杯，使杯中空氣逸出；待土樣填滿后，用調(diào)土刀抹平土面，使之與杯緣齊平。（3）放錐在平衡錐尖部分涂上一薄層凡士林，以姆指和食指執(zhí)錐柄，使錐尖與試樣面接觸，并保持錐體垂直，輕輕松開(kāi)手指，使錐體在其自重作用下沉入土中；注意放錐時(shí)要平穩(wěn)，避免產(chǎn)生沖擊力。放錐15s后，觀察錐體沉入土中的深度，以土樣表面與錐接觸處為準(zhǔn)；若恰為10mm錐上有刻度標(biāo)志），則認(rèn)為這時(shí)的含水率就為液限。若錐體入土深度大于或小于10mm寸，表示試樣含水率大于或小于液限；此時(shí)，應(yīng)挖去沾有凡士林的土，取出全部試樣放在調(diào)土杯中，使水分蒸發(fā)或加蒸餾水重新調(diào)勻，直至錐體下沉深度恰為10mm時(shí)為止。有些圓錐還刻有17mn的標(biāo)志，若錐體下沉深度恰為17mm此時(shí)的含水率即為17mr液限，等效碟式液限。（4）測(cè)液限含水率將所測(cè)得的合格試樣，挖出沾有凡士林的部分，取錐體附近試樣少許（約1520g）放入鋁盒中測(cè)定其含水率，此含水率即為液限。（5）平行測(cè)定本實(shí)驗(yàn)須做兩次平行測(cè)定，計(jì)算準(zhǔn)確至0.1%,取其結(jié)果的算術(shù)平均值；兩次實(shí)驗(yàn)的平行差值不得大于2%。（三）試驗(yàn)記錄試驗(yàn)記錄工程編號(hào)鉆孔編號(hào)土樣說(shuō)明試驗(yàn)者計(jì)算者校核者盒號(hào)盒+土盒+干土⑼盒(g)濕土（g）干土（g）水⑼液限（％）平均(1)⑵(3)(4)=(1)-(3)(5)=(2)-(3)(6)=(4)-(5)(7)=(6)/(5)（四）注意事項(xiàng)（1）若調(diào)制的土樣含水率過(guò)大，只許在空氣中晾干或用吹風(fēng)機(jī)吹干，也可用調(diào)土刀攪拌或用手搓捏散發(fā)水量，切不能加干土或用電爐烘烤。（2）放錐時(shí)要平穩(wěn)，避免產(chǎn)生沖擊力。從調(diào)土杯中取出土樣時(shí)，必須將沾有凡士林的土棄掉，方能重新調(diào)制或者取樣測(cè)含水率3搓條法測(cè)塑限(一)儀器設(shè)備(1)鋁盒、調(diào)土刀、調(diào)土杯、滴瓶；(2)磁缽及橡皮頭研棒；(3)天平：感量為O.OIg;(4)烘箱、干燥器、電熱吹風(fēng)器；(5)篩：孔徑為0.5mm；(6)毛玻璃板：約300mmx200mm(二)操作步驟(1)制備土樣按液限試驗(yàn)制備試樣，但加的水分要少，使土團(tuán)不沾手。搓條取一小塊試樣在手中揉捏至不沾手，用手指捏成橢球形，置于毛玻璃板上，用手掌輕輕搓滾；手掌用力要均勻，土條長(zhǎng)度不能超過(guò)手掌寬度，土條不能出現(xiàn)空心現(xiàn)象；當(dāng)土條被搓至直徑為3mm.且產(chǎn)生裂紋并開(kāi)始斷裂時(shí)，此時(shí)的含水率恰為塑限。若土條被搓至3mr仍未產(chǎn)生裂紋，表示該試樣含水率高于塑限，應(yīng)將土條重新揉捏，再搓滾之。若土條直徑大于3mr就斷裂，表示其含水率低于塑限，應(yīng)棄去，重新取土揉捏搓滾，直至達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)為止。每搓好一合格的土條后，應(yīng)立即將它放在鋁盒里，蓋上盒蓋，避免水分蒸發(fā)，直到土條重達(dá)35g為止。測(cè)塑限含水率將放在鋁盒中的土條稱(chēng)重，烘干后再稱(chēng)干土的質(zhì)量，計(jì)算含水率。平行測(cè)定本試驗(yàn)須做兩次平行測(cè)定，取其結(jié)果的算術(shù)平均值，計(jì)算準(zhǔn)確至值，粘土、粉0.1%;兩次結(jié)果的差質(zhì)粘土不得大于2%;粉土不得大于1%。成果用測(cè)得之液限與塑限值計(jì)算塑性指數(shù)，并按塑性指數(shù)分類(lèi)定出土名，應(yīng)用測(cè)得之液限、塑限、天然含水率計(jì)算液性指數(shù)，并評(píng)價(jià)土所處的稠度狀態(tài)。(三)試驗(yàn)記錄試驗(yàn)記錄工程編號(hào)鉆孔編號(hào)土樣說(shuō)明試驗(yàn)者計(jì)算者校核者盒號(hào)盒+土(g)盒+干土盒(g)濕十(g)干土(g)水⑼液限(％)平均(1)(2)⑶(4)=(1)-(3)(5)=(2)-(3)(6)=(4)-(5)(7)=(6)/(5)(四)注意事項(xiàng)(1)搓滾土條時(shí)，必須用力均勻，以手掌輕壓，不得作無(wú)壓滾動(dòng)；應(yīng)防止土條產(chǎn)生中空現(xiàn)象，搓滾前土團(tuán)必須經(jīng)過(guò)充分的揉捏，(2)土條須在數(shù)處同時(shí)產(chǎn)生裂紋始達(dá)塑限；如僅有一條裂紋，可能是用力不均所致，產(chǎn)生的裂紋必須呈螺紋狀。附聯(lián)合測(cè)定儀測(cè)定液限和塑限1儀器設(shè)備⑴液塑限聯(lián)合測(cè)定儀(質(zhì)量有76g和100g之分)分析天平：感量O.OIg，稱(chēng)量200go烘箱，干燥器，篩(孔徑0.5mm),研缽。其它：鋁盒，調(diào)十刀，毛玻璃板，碗，滴管，電吹風(fēng)，凡士林等；1圖3；1圖3液塑限聯(lián)合測(cè)定儀1—屏幕；2—零線調(diào)節(jié)螺絲；3—聚光鏡；4—光源；5—微分儀；6—圓錐儀；7—升降座；8—盛土杯；9—放大鏡；10—電磁鐵；11—反射鏡；12-指示燈及開(kāi)關(guān)；13—水準(zhǔn)器；14線路板2.操作步驟300g300g，分放在三個(gè)調(diào)土12h以上。三種不同密實(shí)后，填入求，取代表性土樣約皿中，加蒸餾水調(diào)制成三種不同含水率的土膏，并蓋上濕布，靜置含水率分別控制圓錐入土深度大致在17mm、10mm3mm附近。裝土進(jìn)杯：將任一含水率的調(diào)土皿中的土膏用調(diào)土刀充分?jǐn)嚢杈鶆蛘{(diào)土杯中，填滿后刮平表面；將杯放在聯(lián)臺(tái)測(cè)定儀的升降杯座上。放錐入土；在圓錐上抹一薄層凡士林，接通電源，使電磁鐵吸住圓錐；調(diào)整升降座，使圓錐尖接觸試樣面；調(diào)節(jié)讀數(shù)零點(diǎn)。關(guān)斷電源，使圓錐失磁而自重下沉土中；約5秒后，測(cè)讀圓錐入土深度。測(cè)含水率：取下調(diào)土杯，取部分試樣測(cè)定含水率。重復(fù)以上步驟，再測(cè)定另兩試樣的圓錐入土深度及含水率。繪制曲線：以含水率為橫坐標(biāo)，以圓錐入土深度為縱坐標(biāo)，在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)紙上繪制關(guān)系曲線，三點(diǎn)應(yīng)在一直線上。當(dāng)三點(diǎn)不在一直線上時(shí)，將高含水率的點(diǎn)與其余兩點(diǎn)連成直線，并在入土深度為2mm處查得相應(yīng)兩個(gè)含水率；當(dāng)兩個(gè)含水率差值小于2%時(shí)，應(yīng)以該兩點(diǎn)含水率的平均值與高含水率的點(diǎn)連成一直線，作為關(guān)系直線；否則，應(yīng)對(duì)低含水率的點(diǎn)重做。確定液、塑限：在關(guān)系直線上查得入土深度為17mm所對(duì)應(yīng)的含水率即為17mr液限(等效碟式儀液眼)，深度為10mm所對(duì)應(yīng)的含水率為10mr液限(即習(xí)慣的錐式儀液限)，深度為2mn所對(duì)應(yīng)的含水率為塑限，取值至整教。

匸魁騎門(mén)

官7634工匸魁騎門(mén)

官7634工20會(huì)術(shù)儕贈(zèng)tf,%實(shí)驗(yàn)四土的壓縮性指標(biāo)(一)(杠桿式壓縮儀法)―、基本原理土的壓縮性是指土在壓應(yīng)力作用下發(fā)生壓縮變形，體積被壓縮變小的性能。飽水土在壓應(yīng)力作用下，由于孔隙水的不斷排出而引起的壓縮過(guò)程稱(chēng)為滲透固結(jié)。因此，飽水土的壓縮試驗(yàn)亦稱(chēng)固結(jié)試驗(yàn)。固結(jié)試驗(yàn)是將土樣放在金屬器內(nèi)，在有側(cè)限的條件下施加壓力，觀察土在不同壓力下的壓縮變形量，以測(cè)定土的壓縮系數(shù)、壓縮模量、壓縮指數(shù)、固結(jié)系數(shù)、前期固結(jié)壓力等有關(guān)壓縮性指標(biāo)，作為工程設(shè)計(jì)計(jì)算的依據(jù)。—般壓縮儀有杠桿式和磅秤式兩種。杠桿式壓縮儀是用砝碼通過(guò)杠桿加壓，壓力僅為0.40.6MPa基本上能滿足一般工程要求，且數(shù)臺(tái)儀器可裝在一個(gè)試驗(yàn)臺(tái)架上，占地面積小，便于管理，目前被廣泛采用。磅秤式壓縮儀是通過(guò)帶有加壓框架的磅秤施加壓力，儀器壓力可達(dá)5MPa適用于較大工程，可以用來(lái)測(cè)定壓縮指數(shù)和前期固結(jié)壓力、固結(jié)系數(shù)等指標(biāo)，本實(shí)驗(yàn)采用杠桿式壓縮儀。固結(jié)試驗(yàn)中，后一級(jí)壓力的施加均是在前一級(jí)荷重下壓縮至穩(wěn)定后施加的。按穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)的不同，通常將固結(jié)試驗(yàn)分為兩類(lèi)：穩(wěn)定壓縮：每級(jí)壓力下持續(xù)24h為壓縮穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)；測(cè)記試樣高度變化后，即可施加下級(jí)壓力。這是各類(lèi)規(guī)范的常規(guī)標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)某些滲透系數(shù)大于1°_5cm/s的粘性土.允許以1h內(nèi)試樣變形量不大于0.005mmf乍為相對(duì)穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)果能夠滿足工程要求。快速壓縮：在各級(jí)壓力下，壓縮時(shí)間規(guī)定為1h,僅在最后一級(jí)壓力下，除測(cè)記1h變形量外，還測(cè)讀到穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)(24h)時(shí)的變形量。在整理資料時(shí)，根據(jù)最后一級(jí)變形量，校正前幾級(jí)壓力下的變形量。當(dāng)試驗(yàn)要求精度不高時(shí)，可采用快速壓縮法。二、儀器設(shè)備(1)杠桿式固結(jié)儀(圖4)：包括加壓及測(cè)壓裝置、壓縮容器和測(cè)微表(圖5)；(2)測(cè)含水率和密度所需的設(shè)備；⑶其它：濾紙、鐘表等。◎irzTi!圖4◎irzTi!圖4杠桿式壓縮儀裝置示意圖圖5壓縮容器示意圖I-測(cè)微表；2-上部橫粱；3-壓縮容器；I-測(cè)微表；2-加壓蓋；3—固定環(huán)；4—環(huán)刀；5-4-水平臺(tái)；5-上部固定螺絲；6-下部固定螺絲；7-透水石；6—透水底板；7一容器外殼平衡錘；8—杠桿；9-砝碼盤(pán)三、操作步驟試樣制備：按工程要求取原狀土或制備所需狀態(tài)的擾動(dòng)土樣，按測(cè)定土的密度的方法用環(huán)刀切取土樣，測(cè)定土的密度，并同時(shí)取土測(cè)定土的含水率和土粒密度。安裝環(huán)刀：將裝有土樣的環(huán)刀外壁涂上凡士林油后，刃口向下套上護(hù)環(huán)，按圖5安裝容器；首先將底板放在容器內(nèi)，底板上順次放潔凈濕潤(rùn)的透水石和濾紙各—；再借提環(huán)螺絲將護(hù)環(huán)(內(nèi)有環(huán)刀及試樣)放到容器內(nèi)，然后再在試樣頂上順次放入潔凈潤(rùn)濕的濾紙和透水石，最后放上加壓導(dǎo)環(huán)和傳壓活塞。檢查設(shè)備：檢查加壓設(shè)備是否靈敏，調(diào)整平衡錘使杠桿水平.然后用下部支撐螺絲頂住。安置容器：將裝好試樣的壓縮容器放到水平臺(tái)固定位置，再將上部加壓框架放上，安置測(cè)微表。施加預(yù)壓：為保證試樣與儀器上下各部件之間接觸良好，應(yīng)施加1kPa的預(yù)壓荷重。調(diào)整測(cè)微表讀數(shù)至零點(diǎn)。加壓觀測(cè)：加第—級(jí)荷重，其大小視土的軟硬程度分別采用0.0125、0.025和0.05MPa同時(shí)記錄加荷時(shí)間；在試驗(yàn)過(guò)程中，應(yīng)始終保持加荷杠桿水平加壓時(shí)將砝碼輕放在砝碼盤(pán)上。如系飽和試樣，則在施加第—級(jí)荷重后，立即向容器中注水至滿，如系非飽和試樣，須以濕紗布圍住上下透水石四周，避免水分蒸發(fā)。加荷后每隔lh讀測(cè)微表—次，以壓縮滿24h為標(biāo)準(zhǔn)，或每小時(shí)變形量不大于0.005mm寸即認(rèn)為變形穩(wěn)定。測(cè)記讀數(shù)后，施加下—級(jí)荷重。依此逐級(jí)加荷.至試驗(yàn)終止。荷重級(jí)增量不宜過(guò)大.視土的軟硬程度及工程情況而定，—般順序?yàn)?.025、0.05、0.1、0.2,0.3Mpa,或按設(shè)計(jì)要求模擬實(shí)際加荷情況適當(dāng)調(diào)整。最后一級(jí)荷重應(yīng)大土層計(jì)算壓力的0.10.2MPa33.按下式計(jì)算各級(jí)荷重下變形穩(wěn)定后的孔隙比e⑤

加下一級(jí)荷重；縮穩(wěn)定時(shí)為止(24h)。快速法，在每小時(shí)觀察測(cè)微表讀數(shù)后即但最后一級(jí)荷重.應(yīng)觀察到壓如需作卸荷膨脹試驗(yàn)，可于最后一級(jí)荷重下變形穩(wěn)定后卸荷卸完為止。每次卸荷后的膨脹變形穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)與加荷同，每次卸去兩級(jí)荷重，直至并測(cè)記每級(jí)荷重及最后無(wú)荷時(shí)的膨脹穩(wěn)定變形量。(7)拆除儀器:退去荷重后，拆去測(cè)微表，排除儀器中水分按與安裝相反的順序拆除各部件，取出帶環(huán)刀的試樣。必要時(shí)，測(cè)定試樣的試驗(yàn)后的含水率(8)儀器變形校正:考慮壓縮儀器本身及濾紙變形所產(chǎn)生的變形影響將儀器擦凈.涂油放好。應(yīng)做壓縮量的校正。校正方法按下述步驟進(jìn)行:以與試樣相同大小的金屬塊代替土樣放入容器中驗(yàn)土樣步驟一樣，分別在金屬塊上加同等壓力，每隔十秒鐘加荷一次,表讀數(shù)；加至最大荷重記下測(cè)微表讀數(shù)后，按與加荷相反的次序，每記測(cè)微表讀數(shù).⑤

加下一級(jí)荷重；縮穩(wěn)定時(shí)為止(24h)。快速法，在每小時(shí)觀察測(cè)微表讀數(shù)后即但最后一級(jí)荷重.應(yīng)觀察到壓如需作卸荷膨脹試驗(yàn)，可于最后一級(jí)荷重下變形穩(wěn)定后卸荷卸完為止。每次卸荷后的膨脹變形穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)與加荷同，每次卸去兩級(jí)荷重，直至并測(cè)記每級(jí)荷重及最后無(wú)荷時(shí)的膨脹穩(wěn)定變形量。(7)拆除儀器:退去荷重后，拆去測(cè)微表，排除儀器中水分按與安裝相反的順序拆除各部件，取出帶環(huán)刀的試樣。必要時(shí)，測(cè)定試樣的試驗(yàn)后的含水率(8)儀器變形校正:考慮壓縮儀器本身及濾紙變形所產(chǎn)生的變形影響將儀器擦凈.涂油放好。應(yīng)做壓縮量的校正。校正方法按下述步驟進(jìn)行:以與試樣相同大小的金屬塊代替土樣放入容器中驗(yàn)土樣步驟一樣，分別在金屬塊上加同等壓力，每隔十秒鐘加荷一次,表讀數(shù)；加至最大荷重記下測(cè)微表讀數(shù)后，按與加荷相反的次序，每記測(cè)微表讀數(shù).然后與試測(cè)記各級(jí)荷重下測(cè)微10min退荷一次.測(cè)至荷重完全卸除為止。按壓縮試驗(yàn)步驟拆除儀器，重新安裝，重復(fù)以上步驟再進(jìn)行校正，荷重下儀器的變形量，其平行差值不得超過(guò)0.01mm在生產(chǎn)實(shí)踐中，對(duì)每個(gè)儀器都須事先作好變形校正曲線。步驟可以在正式試驗(yàn)前作好。取其平均值作為各級(jí)初學(xué)者為練習(xí)儀器的使用，此四、成果整理1.計(jì)算各級(jí)荷重下的試樣變形量(1)穩(wěn)定壓縮法：某一荷重下壓縮穩(wěn)定后的總變形量h,為該荷重下測(cè)微表讀數(shù)減去儀器變形量。(2)重下試樣校正后的變形量快速壓縮法:按下式計(jì)算某荷h:式中:hi(hi)t(hn)TnT(hn)th某何重下校正后的變形量,mmt某荷重下壓縮lh的總變形量減去該荷重下的儀器變形量，mm(hn)t――最后一級(jí)荷重下壓縮lh的總變形量減去該荷重下的儀器變形量mm(hn)T――最后一級(jí)荷重下達(dá)到穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)的總變形量減去該荷重下的儀器變形量，mm2.按下式計(jì)算試樣的初始孔隙比e0式中：s--土粒密度,eog/cm；s(10--試樣初始密度，g/cm9°--試樣初始含水率，以小數(shù)計(jì)。eeo(1eo)和壓縮模量Es式中：h0試樣初始高度，和壓縮模量Es?按下式計(jì)算各級(jí)荷重下的壓縮系數(shù)Pa圖6圖6壓縮曲線EsUo(MPa)式中：Pj某一級(jí)荷重值，MPa〉5-成果將計(jì)算成果填入成果表中?并作孔隙比e與壓力P的關(guān)系曲線，如圖6五、注意事項(xiàng)切削試樣時(shí)，應(yīng)十分耐心操作，盡量避免破壞土的結(jié)構(gòu)，不允許直接將環(huán)刀壓入土中。在削去環(huán)刀兩端余土?xí)r，不允許用刀來(lái)回涂抹土面避免孔隙被堵塞。(2)不要振碰壓縮臺(tái)及周?chē)孛妫雍苫蛐逗蓵r(shí)均應(yīng)輕放(取)砝碼。實(shí)驗(yàn)五測(cè)定土的壓縮性指標(biāo)(二)(高壓固結(jié)儀法)―、基本原理本試驗(yàn)是測(cè)定試樣在側(cè)限和軸向排水條件下的變形和壓力、變形和時(shí)間的關(guān)系，以便計(jì)算壓縮指數(shù)、回彈指教、固結(jié)系數(shù)和前期固結(jié)壓力等壓縮性指標(biāo)，了解土的壓縮特性。實(shí)驗(yàn)四用壓力較小(0.40.6MPa)的壓縮儀測(cè)得的壓縮性指標(biāo)，基本上能滿足一般工程的要求。但隨著工程建筑規(guī)模的增大，土體所受的壓力愈來(lái)愈大?為測(cè)得較大壓力條件下的壓縮性指標(biāo)，需使用壓力較大的儀器(高壓固結(jié)儀)實(shí)驗(yàn)，施加壓力一般可達(dá)1.05.OMPa加荷形式可有杠桿式、磅秤式和氣壓式等。二、儀器設(shè)備(1)高壓固結(jié)儀；測(cè)土的含水率和密度所用的設(shè)備;其它：濾紙、鐘表等。三、操作步驟切取安裝試樣：按試驗(yàn)四的方法制備并切取土樣?放置于壓縮容器中。加荷觀測(cè)：按不同加壓設(shè)備的要求加各級(jí)荷重，荷重級(jí)不宜過(guò)大，視土的硬軟程度和工程情況而定，一般順序是0.0125、0.025、0.05、0.1、0.2、0.4、0.6、0.8、1.2、1.6、3.2MPa

最后一級(jí)荷重應(yīng)大于土層的計(jì)算壓力的0.10.2MPa如系飽和試樣，則在施加第一級(jí)荷重后，須立即向水槽內(nèi)注水，浸沒(méi)試樣；如系非飽和試樣，需用濕棉紗圍住加壓蓋板四周，避免水分蒸發(fā)。如需測(cè)定沉降速率時(shí)，則在每級(jí)荷重加荷后接下列時(shí)間記錄測(cè)微表讀數(shù)：6s、12s、1min、2minl5s、4min、6minl5s、9min、12minl5s、16min、20minl5s、25min、30min15s、36min.49min、64min、100min,200min,400min、23h,24h。如不需測(cè)定沉降速率，可每1h記錄測(cè)徽表讀數(shù)一次至24h.到穩(wěn)定為止。對(duì)某些滲透性較強(qiáng)的土，可觀測(cè)到每小時(shí)變化不大于0.005mrB寸為止。卸荷觀測(cè)；如需測(cè)定回彈指數(shù).則可在最后一級(jí)荷重穩(wěn)定后卸荷，每次卸去兩級(jí)荷重，直至卸完為止。每次卸荷后的膨脹變形穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)與加荷相同，并測(cè)記每次卸荷后的膨脹穩(wěn)定變形量。拆除儀器：卸完荷重后.拆去測(cè)微表，排除儀器中水分，按與安裝時(shí)相反的順序拆除各部件.取出環(huán)刀中的試樣，用干濾紙吸去土樣兩端表面的水分，測(cè)試驗(yàn)后的含水率。將儀器各部件擦凈，涂油放好。四、成果整理.按下式計(jì)算試樣的初始孔隙比e0e0Se0S(i0)彳式中，S、0、0分別為試樣原始的土粒密度、土的密度和含水率。.按下式計(jì)算試樣在各級(jí)荷重壓縮穩(wěn)定后的孔隙比式中hi和h。分別為校正后的變形量和試樣原始高度。作e-lgP曲線以孔隙比e為縱坐標(biāo)以IgP為橫坐標(biāo)，繪制關(guān)系曲線(圖6)。eiei1lgPJgpeiei1lgPJgpCs就是回彈曲線的平均斜率Cc(或Cs)式中，Cc就是e-lgp曲線中直線段的斜率，.按下式確定前期固結(jié)壓力Pc在e-lgp在e-lgp曲線上(圖6)，先找出相應(yīng)于最小曲率半徑Rnin的點(diǎn)O,過(guò)0點(diǎn)作該曲線的切線0A和水平線OB作/AOB勺分角線和水平線OB作/AOB勺分角線OD延長(zhǎng)曲線后段的直線部分與的壓力Pc即為土的前期周結(jié)壓力。.按下列兩法之一求固結(jié)系數(shù)Cv時(shí)間平方根法：對(duì)于某一荷重。以測(cè)微表讀數(shù)O［線相交于C點(diǎn)，則C點(diǎn)對(duì)應(yīng)d(mm)為縱坐標(biāo)，以時(shí)間平方根J(min)為橫坐標(biāo)，繪制dt曲線(如圖I-15)；延長(zhǎng)dA曲線開(kāi)始的直線段，與曲線交于d°(理論零點(diǎn))。過(guò)d。繪制另一直線，令其橫坐標(biāo)為前一直線橫坐標(biāo)的1.15倍，則后—直線與d-交于d°(理論零點(diǎn))。過(guò)d。繪制另一直線，令其橫坐標(biāo)為前一直線橫坐標(biāo)的1.15倍，則后—直線與d-t線交點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的時(shí)聞的平方，即為試樣周結(jié)度達(dá)90炳釋的時(shí)間t90,圖8用時(shí)間平均根法求t90圖7前期固結(jié)壓力的確定按式1-25計(jì)算該荷重下的固結(jié)系數(shù)Cv0&48h(cmi/s)(2)時(shí)間對(duì)數(shù)法：對(duì)于某一荷重，以測(cè)微表讀數(shù)d(mm)為縱坐標(biāo)，以時(shí)間對(duì)數(shù)Igt(min)為橫坐標(biāo)，繪制d—Igt曲線，如圖9示。在d.-t曲線的開(kāi)始線段選任一時(shí)間t1,與其相對(duì)應(yīng)的測(cè)做表讀數(shù)為d1,再取時(shí)間t2=t1/4，與其相對(duì)應(yīng)的讀數(shù)為d2,則2d2d!之值為d01。如此再選取另一時(shí)間依同法取得do2、d°3、d°4等，取其平均值即為理圖9用時(shí)間對(duì)i10IOPItHWI數(shù)法Ii10IOPItHWI求t90論零點(diǎn)d。。延長(zhǎng)dlgP曲線中部的直線段和過(guò)曲線尾部數(shù)點(diǎn)作一切線，兩線的交點(diǎn)即為dd理論終點(diǎn)di00,則d500苜頑。對(duì)應(yīng)于d50的時(shí)間即為固結(jié)度達(dá)50%所需的時(shí)間t50。然后，按下式求在該荷重下的固結(jié)系數(shù)Cv22用上述兩法都可求算出法較好。c0.197hCVt50用上述兩法都可求算出法較好。c0.197hCVt50((cmi/sCv,根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)荷重小于Pc時(shí)用前法較好；荷重大于Pc時(shí)，用后實(shí)驗(yàn)六土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)直接剪切試驗(yàn)法）一、基本原理直接剪切試驗(yàn)是測(cè)定土的抗剪強(qiáng)度的一種常用方法。試驗(yàn)的原理是根據(jù)庫(kù)倫定律，土的內(nèi)摩擦力與剪切面上的法向壓力成正比。將土制備成幾個(gè)土樣，分別在不同的法向壓力下，沿固定的剪切面直接施加水平剪力進(jìn)行剪切，得其剪壞時(shí)的剪應(yīng)力，即為抗剪強(qiáng)度f(wàn)。然后，根據(jù)剪切定律確定土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)和Co直接剪切儀，按施加剪力的方式不同，分為應(yīng)變控制式和應(yīng)力控制式兩種。應(yīng)變控制式是通過(guò)彈性鋼環(huán)變形控制剪切位移的速率；應(yīng)力控制式是通過(guò)杠桿用砝碼控制施加剪應(yīng)力的速率，測(cè)相應(yīng)的剪切位移。目前，多用應(yīng)變控制式；應(yīng)力控制式，施加砝碼時(shí)易引起沖擊力，使用不多只適宜作慢剪或長(zhǎng)期強(qiáng)度試驗(yàn)。按土樣在荷重作用下壓縮及受剪時(shí)的排水情況不同，試驗(yàn)方法可分三種：（1）快剪法（或稱(chēng)不排水剪）：即在試樣上施加垂直壓力后，立即加水平剪切力，在整個(gè)試驗(yàn)中.不允許試樣的原始含水率有所改變（試樣兩端敷以隔水紙），即在試驗(yàn)過(guò)程中孔隙水壓力保持不變（35min內(nèi)剪壞）。（2）慢剪法（或稱(chēng)排水剪）：即在加垂直荷重后.使其充分排水（試樣兩端敷以濾紙），在土樣達(dá)到完全固結(jié)時(shí)再加水平剪力；每加一次水平剪力后.均需經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，待土樣因剪切引起的孔隙水壓力完全消失后，再繼續(xù)加下一次水平剪力。（3）固結(jié)快剪法：在垂直壓力下土樣完全排水固結(jié)穩(wěn)定后，以很快速度施加水平剪力。在剪切過(guò)程中不允許排水（規(guī)定在35min內(nèi)剪壞）。由于上述三種實(shí)驗(yàn)方法的受力條件不同.所得抗剪強(qiáng)度值也不同。因此.必須根據(jù)土所處的實(shí)際應(yīng)力情況來(lái)選擇試驗(yàn)方法。直接剪切試驗(yàn)不能?chē)?yán)格控制排水條件.以土樣所受的總應(yīng)力為計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)，故所得強(qiáng)度為總應(yīng)力強(qiáng)度。施加某一垂直壓力后.逐漸施加水平剪應(yīng)力同時(shí)測(cè)得相應(yīng)的剪切位移L直至土樣被剪壞為止。通常以剪應(yīng)力的最大值（峰值）或穩(wěn)定值作為抗剪強(qiáng)度f(wàn)如無(wú)明顯變化?以剪切位移等于4mm（土樣直徑為64mm的剪應(yīng)力值作為土的抗剪強(qiáng)度。二、儀器設(shè)備（1）直接剪切儀：應(yīng)變控制式直剪儀（圖10）或應(yīng)力控制式直剪儀（圖11）。（1）其它：天平、修土刀、環(huán)刀、推土器、凡士林、濾紙或蠟紙、秒表、直尺、測(cè)角器圖10應(yīng)變控制式直剪儀示意圖1—輪軸；2—底座；3—透水石；4—測(cè)微表；5—活塞；6—上盒；7—土樣;8—下盒；9—測(cè)微表；108—下盒；9—測(cè)微表；10—量力環(huán)IK_>i圖11應(yīng)力控制式直剪儀示意圖1—測(cè)微表；2—透水石；3—帶孔壓板；4—銷(xiāo)釘；5—剪切面；6—剪切系統(tǒng)；7—壓力系統(tǒng)三、操作步驟1.切取土樣按工程的需要，用已知質(zhì)量、高度和面積的環(huán)刀取相同試樣45個(gè)，并測(cè)其密度，其密度差不應(yīng)大于0.03g/cm3,取余土測(cè)含水率。2.檢查儀器檢查豎向和橫向傳力杠桿是否水平；如不平衡時(shí)，調(diào)節(jié)平衡錘使之水平；上下銷(xiāo)釘和升降螺絲是否失靈；檢查測(cè)微表靈敏性；將上下盒間接觸面及盒內(nèi)表面涂薄層凡士林，以減少摩阻力對(duì)應(yīng)變控制式直剪儀，尚需檢查彈性鋼環(huán)兩端是否能與剪切容器和端承支點(diǎn)接緊；將手輪逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，使推進(jìn)器與容器離開(kāi)，然后將推進(jìn)