土木工程實驗報告

1、精選文檔試驗一 土的顆粒分析試驗一、試驗?zāi)康? 測定干土中各種粒組所占該土總質(zhì)量的百分數(shù)，借以明白顆粒大小分布及級配組成。2 供土分類及概略推斷土的工程性質(zhì)及作建筑材料用。二、試驗內(nèi)容對粒徑大于0.075mm且粒徑大于2mm的顆粒不超過總質(zhì)量的10%的無粘性土用標準細篩進行篩分試驗。三、試驗儀器和設(shè)備1 標準細篩：孔徑為2mm、1mm、0.5mm、0.25mm、0.075mm、底盤；2 電子天平：稱量200g，感量0.01g；稱量1000g，感量0.1g；3 搖篩機、恒溫烘箱；4其他：毛刷、匙、瓷盤、瓷杯、白紙。四、試驗方法與步驟1 取有代表性的風(fēng)干土樣或烘干冷卻至室溫的土樣200500g，稱

2、量精確至0.1g。2 將標準細篩依孔徑大小挨次疊好，孔徑大的在上，最下面為底盤，將稱好的土樣倒入最上層篩中，蓋好上蓋。進行篩析。標準細篩放在搖篩機上震搖與約10分鐘左右。3 檢查各篩內(nèi)是否有團粒存在，若有則碾散再過篩。4 由最大孔徑篩開頭，將各篩取下，在白紙上用手輕叩搖擺，如有土粒漏下，應(yīng)連續(xù)輕叩搖擺，至去土粒漏下為止。漏下的砂粒應(yīng)全部放入下級篩內(nèi)。逐次檢查至盤底。5 并將留在各篩上的土樣分別分別倒在白紙上，用毛刷將走色中砂粒輕輕刷下，再分別倒入瓷杯內(nèi)，稱量精確至0.1g。6 各細篩上及底盤內(nèi)砂土質(zhì)量總和與篩前稱量的砂土樣總質(zhì)量之差不得大于1%。五、試驗數(shù)據(jù)整理1 按下式計算小于某粒徑的試樣質(zhì)

3、量占總質(zhì)量的百分數(shù)： 式中 x小于某粒徑的試樣質(zhì)量占試樣總質(zhì)量的百分數(shù)（%）； mA小于某粒徑的試樣質(zhì)量（g）； mB用標準細篩分析時所取的試樣質(zhì)量（g）。 2 以小于某粒徑的試樣質(zhì)量占試樣總質(zhì)量的百分數(shù)為縱坐標，以粒徑（mm）為對數(shù)橫坐標，繪制顆粒大小分布曲線。 3 計算級配指標 按下式計算顆粒大小分布曲線的不均勻系數(shù)：式中 Cu不均勻系數(shù)；d60限制粒徑，在粒徑分布曲線上小于該粒徑的土含量占總土質(zhì)量的60%的 粒徑；d10有效粒徑，在粒徑分布曲線上小于該粒徑的土含量占總土質(zhì)量的10%的 粒徑。按下式計算顆粒大小分布曲線的曲率系數(shù)：式中 Cc曲率系數(shù)；d30在粒徑分布曲線上小于該粒徑的土含量

4、占總土質(zhì)量的30%的粒徑。 4 對試樣土料分類并作出級配良好與否的推斷 依據(jù)土的分類標準對土樣進行分類，定名為粗砂、中砂、細砂、粉砂等；當(dāng)顆粒大小分布曲線的Cu5且Cc =13 ，則級配良好，否則為級配不良。試驗二 土的固結(jié)壓縮試驗一、試驗?zāi)康?、測定試樣在側(cè)限與軸向排水條件下的變形與壓力的關(guān)系，或孔隙比與壓力的關(guān)系，變形與時間的關(guān)系。2、由測得的各關(guān)系曲線計算土的壓縮系數(shù)av、壓縮模量Es、壓縮指數(shù)Cc、回彈指數(shù)Cs、固結(jié)系數(shù)Cv、地基的滲透系數(shù)k及土的先期固結(jié)壓力Pc等，測定項目視工程需要而定。3、利用壓縮試驗所得的參數(shù)計算地基基礎(chǔ)的變形量，預(yù)估地基承載力。二、試驗設(shè)備、儀器1、 壓縮固結(jié)

5、儀：由環(huán)刀、護環(huán)、透水板、加壓上蓋、量表架等組成；2、 加壓設(shè)備：接受量程為510kN的杠桿式加壓設(shè)備；3、 變形量測設(shè)備：百分表量程10mm，分度值為0.01mm；4、 其他：快速烘箱（300C350C）、電子天平（稱量1000g，感量0.01g）、測容重用環(huán)刀、刮土刀、鋼絲鋸、鋁盒、玻璃板、秒表、凡士林、盛水盆、濾紙等。三、試驗步驟1、按要求取原狀樣或制備擾動土樣。2、取環(huán)刀樣，測試驗前的密度與含水量。3、取壓縮儀內(nèi)的環(huán)刀，內(nèi)壁擦抹凡士林使其光滑少摩擦。環(huán)刀刃口向下對準制備的圓柱土樣中心，漸漸垂直下壓且邊壓邊削土樣，使土樣成錐臺形。直至土樣伸出環(huán)刀頂面為止，將環(huán)刀兩邊余土削去修平，擦凈環(huán)刀

6、外壁。4、在壓縮容器內(nèi)放置透水石、濾紙和下護環(huán)，將帶有環(huán)刀的試樣當(dāng)心裝入護環(huán)，然后在環(huán)刀試樣上放薄濾紙、上護環(huán)、透水板和加壓蓋板，置于加壓框架下，并對準加壓桿，使加壓桿與加壓蓋板中心凹槽對正。5、安裝百分表，為保證試樣與儀器上下各部分之間接觸良好，應(yīng)施加1kPa的預(yù)壓壓力，然后調(diào)整百分表，使百分度指針歸零（表的毫米指針應(yīng)把握在510mm之間，以保證有足夠的量程測定試樣的壓縮量）。6、加荷。按50、100、200、400（kpa）四級荷重加荷，每級荷載歷時10分鐘，即每級荷重加上10分鐘時，記測微表讀數(shù)一次，然后加下一級荷載，依些類推，直到第四級荷載施加完畢為止。四、留意事項1首先裝好試樣，再安

7、裝量表。在裝量表的過程中，小指針需調(diào)至整數(shù)位，大指針調(diào)至零，量表桿頭要有肯定的伸縮范圍，固定在量表架上。2壓縮容器內(nèi)放置的透水石、濾紙濕度盡量與試樣濕度接近。3加荷時，應(yīng)按挨次加砝碼；試驗中不要震驚試驗臺，以免指針產(chǎn)生移動。五、試驗數(shù)據(jù)整理1、 按下式計算試樣的初始孔隙比e0：式中 e0土樣的初始孔隙比；Gs.土粒比重，本試驗取Gs =2.7；0土樣的初始密度（g/cm3），由試驗測定；4C水的密度，為1 g/cm3；0土樣的初始含水量（%），由試驗測定。2計算試樣的顆粒（骨架）凈高hs式中：h0 試樣初始高度（mm）3、計算某級壓力下變形穩(wěn)定后的孔隙比ei式中： ei某級壓力下土樣的孔隙比；

8、 某級壓力下試樣高度的累計變形量，mm；4、計算某級壓力下的壓縮系數(shù)a i-i+1和壓縮模量Es式中 Pi 某一級荷重值，MPa。依據(jù)上覆壓力確定i，一般建筑物的上覆壓力在100-200kPa之間，故取a1-2來表達圖的壓縮系數(shù)。5、作孔隙比e和壓力p的關(guān)系曲線以孔隙比e為縱坐標，壓力p為橫坐標，繪制孔隙比與壓力的關(guān)系曲線。試驗三 土的直接剪切試驗一、試驗?zāi)康?、測定土的抗剪強度指標c和，為計算地基承載力、擋墻土壓力、驗算地基及土坡穩(wěn)定供應(yīng)基本參數(shù)。2、了解應(yīng)變式直接剪切試驗測定土的抗剪強度指標的方法。分為：快剪（Q）、固結(jié)快剪（CQ）、慢剪（S）三種試驗方法。3、明白直接剪切試驗的特點。二、

9、試驗方法快剪：在試樣上施加垂直壓力后馬上快速施加水平剪應(yīng)力。固結(jié)快剪：在試樣上施加垂直壓力，待試樣排水固結(jié)穩(wěn)定后，快速施加水平剪應(yīng)力。慢剪：在試樣上施加垂直壓力及水平剪應(yīng)力的過程中，均使試樣排水固結(jié)。本次試驗內(nèi)容只進行快剪試驗。三、試驗設(shè)備1、應(yīng)變把握式直剪儀：主要包括：剪切盒（水槽、上剪切盒、下剪切盒），垂直加壓框架，測力環(huán)，推動機構(gòu)，臺板，杠桿式加壓設(shè)備。2、位移計或百分表：量程510mm，分度值0.01mm。3、環(huán)刀：與直剪儀配套的至少3個；內(nèi)徑618mm，高度20mm。4、其他：削土刀，秒表，玻璃板，推土器，臘紙或塑料膜四、試驗步驟1、制備土樣：制備給定干密度和含水量范圍的擾動土樣，土

10、樣為土樣為直徑約200mm，高約100mm的土柱。（實際工程中，切取原狀土樣）。2、切取土樣：用與直剪儀配套的環(huán)刀切取土樣。環(huán)刀刃口向下對準圓柱土樣中心，漸漸垂直下壓，邊壓邊削切土樣使土樣成錐臺形。直至土樣伸出環(huán)刀頂面為止，將環(huán)刀兩邊余土削去修平，擦凈環(huán)刀外壁。3、安裝土樣：對準上下剪切盒，插入固定插銷。在下盒內(nèi)放不透水板，在放入，然后用推土器將試樣緩緩?fù)迫爰羟泻袃?nèi)，移去環(huán)刀。再順次放入另一張同直徑的蠟紙或塑料膜、上透水石、加壓蓋板與鋼珠。4、調(diào)試儀器：安裝加壓框架，轉(zhuǎn)動手輪，使上剪切盒前端鋼珠剛好與測力環(huán)接觸。調(diào)整測力環(huán)百分表讀數(shù)為零。對需要測記垂直變形量的，安裝垂直位移計或百分表。5、施加

11、垂直壓力：轉(zhuǎn)動手輪，使上盒前端鋼珠剛好與測力計接觸，調(diào)整測力計中的量表讀數(shù)為零。順次加上蓋板、鋼珠壓力框架。每組四個試樣，分別在四種不同的垂直壓力下進行剪切。在教學(xué)上，可取四個垂直壓力分別為100、200、400kPa。6、進行剪切：施加垂直壓力后，馬上拔出固定銷釘，開動秒表，以每分鐘46轉(zhuǎn)的均勻速率旋轉(zhuǎn)手輪（在教學(xué)中可接受每分鐘6轉(zhuǎn)）。使試樣在35分鐘內(nèi)剪破。如測力計中的量表指針不再前進，或有顯著后退，表示試樣已經(jīng)被剪破。但一般宜剪至剪切變形達4mm。若量表指針再連續(xù)增加，則剪切變形應(yīng)達6mm為止。手輪每轉(zhuǎn)一圈，同時測記測力計量表讀數(shù)，直到試樣剪破為止。（注：手輪每轉(zhuǎn)一圈推動下盒0.2毫米）

12、。7、拆卸試樣：剪切結(jié)束后，吸去剪切盒中的積水，倒轉(zhuǎn)手輪，盡快移去垂直壓力、框架、上蓋板，取出試樣。試驗留意事項1、先安裝試樣，再裝量表。安裝試樣時要用透水石把土樣從環(huán)刀推動剪切盒里，試驗前量表中的大指針調(diào)至零。2、加荷時，不要搖擺砝碼；剪切時要拔出銷釘五、試驗數(shù)據(jù)整理1、按下式計算各級垂直壓力下所測的抗剪強度：式中：f 土的抗剪強度，kPa；C 測力計率定系數(shù)，kPa/0.01mm；R 測力計量表最大讀數(shù)，或位移4毫米時的 讀數(shù)(0.01毫米)，0.01mm。2、繪制曲線以抗剪強度為縱坐標，垂直壓力為橫坐標，繪制抗剪強度與垂直壓力的關(guān)系曲線。依據(jù)圖上各點，繪制一條視測的直線。則直線的傾角為土

13、的內(nèi)摩擦角，直線在縱坐標軸上的截距為土的粘聚力c 。試驗四 土的三軸剪切試驗一、試驗?zāi)康娜S剪切試驗是在三向應(yīng)力狀態(tài)下，測定土的抗剪強度參數(shù)的一種剪切試驗方法。通常用34個圓柱體試樣，分別在不同的恒定圍壓下，施加軸向壓力，進行剪切，直至破壞；然后依據(jù)極限應(yīng)力圓包絡(luò)線，求得抗剪強度參數(shù)。二、試驗方法依據(jù)排水條件不同，三軸剪切試驗分為不固結(jié)不排水試驗（UU）、固結(jié)不排水剪切(CU)和固結(jié)排水試驗（CD）。本試驗只作部固結(jié)不排水剪切試驗。三、試驗設(shè)備1、應(yīng)變把握式三軸剪切儀，由四周壓力系統(tǒng)、反壓力系統(tǒng)、孔隙水壓力氣測系統(tǒng)和主機組成。2、附屬設(shè)備：包括擊實器、飽和器、切土器、分樣器、切土盤、承膜筒和對

14、開圓模。3、天平：秤量200g，感量0.01g；稱量1000g，感量0.1g。4、橡皮膜：應(yīng)具有彈性，厚度應(yīng)小于橡皮膜直徑的1/100，不得有漏氣孔。四、試驗步驟1.試樣制備（1）本試驗需要34個試樣，分別在不同四周壓力下進行試驗。（2）試樣尺寸：最小直徑為35mm，最大直徑為101mm，試樣高度宜為試樣直徑的22.5倍。對于有裂縫、脆弱面和構(gòu)造面的試樣，試樣直徑宜大于60mm。（3）原狀試樣制備，應(yīng)將土切成圓柱形試樣，試樣兩端應(yīng)平整并垂直于試樣軸，當(dāng)試樣側(cè)面或端部有小石子或凹坑時，允許用削下的余土修整，試樣切削時應(yīng)避開擾動，并取余土測定試樣的含水量。（4）擾動試樣制備，應(yīng)依據(jù)預(yù)定的干密度和含

15、水量，在擊實器內(nèi)分層擊實，粉質(zhì)土宜35層，粘質(zhì)土宜為58層，各層土料數(shù)量應(yīng)相等，各層接觸面應(yīng)刨毛。（5）對制備好的試樣，應(yīng)量測其直徑和高度。試樣的平均直徑應(yīng)按下式計算：（式中D1，D2，D3分別為試樣上、中、下部位的直徑）取余土，測定含水率。 2. 試樣的安裝（1）在壓力室底座上依次放上不透水板、試樣及試樣帽，將橡皮膜套在試樣外，并將橡皮膜兩端與底座及試樣帽分別扎緊。（2）裝上壓力室罩，向壓力室內(nèi)注滿純水，關(guān)排氣閥，壓力室內(nèi)不應(yīng)有殘留氣泡。并將活塞對準千分表和試樣頂部。（3）關(guān)排水閥，開四周壓力閥，施加四周壓力，四周壓力值應(yīng)與工程實際荷重相適應(yīng)，最大一級四周壓力與最大實際荷重大致相等。（4）轉(zhuǎn)動手輪使試樣帽與活塞及千分表接觸，裝上變形指示計，將千分表和變形指示計讀數(shù)調(diào)至零位。3. 剪切試樣 （1）開動電機，接上離合器，剪切應(yīng)變速率宜為每分鐘應(yīng)變0.51.0進行。（2）剪切開頭階段，試樣每產(chǎn)生0.30.4的軸向應(yīng)變，測記一次千分表讀數(shù)和軸向應(yīng)變值。當(dāng)軸向應(yīng)變大于3以后，每隔0.70.8的應(yīng)變值測記一次讀數(shù)。（3）當(dāng)千分表讀數(shù)消滅峰值時，剪切應(yīng)連續(xù)進行，超過5的軸向應(yīng)變?yōu)橹埂Ｈ舢?dāng)千分表讀數(shù)無峰值時，剪切應(yīng)進行到軸向應(yīng)變?yōu)?520。（4）試驗結(jié)束，關(guān)電動機，關(guān)四周壓力閥，開排氣閥，排解壓力室內(nèi)的水，拆除壓力室外罩，取出試樣，描述破壞特征，稱試樣質(zhì)量，并測定含水率。（5）