土力學實驗報告

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上 土 工 試 驗 報 告 班 級： 組 號：姓 名： 同組人： 成 績： 河北工業(yè)大學土木工程學院 2016年5 月 18 日 試驗一 土的基本物理指標的測定（一）記錄 土樣編號_ 班 組_ 試驗日期_ 姓 名_ 1密度試驗記錄表（環(huán)刀法） 環(huán)刀號 環(huán)刀質量 / g 環(huán)刀加土質量 / g 土質量 / g 環(huán)刀容積 / cm3 密 度 / g/cm3 平均重度 / kN/m3 402 43.53 168.2 124.7 60 2.07 20.85 238 43.57 169.6126.7 60 2.10 2含水率試驗記錄表（烘干法） 盒號 盒質量 / g 盒加濕土質量

2、/ g 盒加干土質量 / g 水質量 / g 干土質量/ g 含水率 / % 平均含水率 / % A35 16.92 48.60 41.69 6.91 24.77 27.9 28.1 11815.55 50.19 42.57 7.62 27.02 28.2 3界限含水率試驗 液限試驗記錄表（圓錐儀液限試驗） 盒號 盒質量 / g 盒加濕土質量 / g 盒加干土質量 / g 水質量 / g 干土質量/ g 液限 / % 液限平均值 / % 142 15.87 42.13 37.37 4.7621.5 0.22 0.21 071 15.31 25.28 23.61.68 8.29 0.20 塑限試

3、驗記錄表（滾搓法） 盒號 盒質量 / g 盒加濕土質量 / g 盒加干土質量 / g 水質量 / g 干土質量/ g 塑限 / % 塑限平均值 / % 128 16.6441.77 35.00 6.77 18.36 0.36 0.36 073 16.3352.00 42.46 9.54 26.13 0.36 液、塑限聯(lián)合測定法試驗記錄表 圓錐下沉深度 / mm 盒號 盒質量 / g 盒加濕土質量 / g盒加干土質量 / g 水質量 / g干土質量 / g 含水率 / % 液限/ % 塑限/ % 3.2 A64 16.05 56.20 48.98 7.22 32.93 21.9 22 10mm

4、142 15.87 42.13 37.374.76 21.5022.1 7.9 11815.55 50.19 42.57 7.62 27.0228.2 28.1 A35 16.92 48.60 41.69 6.91 24.77 27.9 17mm 16.9073 16.33 52.00 42.46 9.54 26.1336.5 36.7 128 16.64 41.77 35.00 6.77 18.36 36.9 注：圓錐下沉深度與含水率的雙對數(shù)坐標關系曲線繪制于圖 1 之中。 含水率 / % 圖 1 圓錐入土深度與含水率關系曲線 （二）試驗成果匯總和計算 1試驗測定數(shù)據(jù) = 20.85 kN/

5、m3 w = 28.1 % w L = 36 % w p = 21 % 根據(jù)備注表 1，由 w L 查表得 d s = 2.72計算參數(shù) e= (1+w)dsw /1= 0.65 Sr =wds /e=1.16 I P = w L w P = 15 I L = (w L w) / I P =0.527 3依上述計算結果判定 土的分類名稱：粘性土 試驗土樣所處的狀態(tài)： 可塑狀態(tài) （三）思考與分析 1土樣烘干時，為什么要控制溫度為 105110°C？ 避免把強吸著水蒸發(fā) 2環(huán)刀尺寸（直徑、高度、壁厚、容積）對試驗成果有何影響？ 環(huán)刀的直徑越大，高度越小，容積越大，實驗的誤差越小 3試分析

6、搓條法的理論依據(jù)及存在的主要問題。 存在主要問題：不容易掌握其方法，是要依據(jù)多年的經(jīng)驗來判斷。備注：土粒比重與土的礦物成分有關，其值一般為 2.652.75，由于土粒比重的測定方法較為復雜。且同一地區(qū)、同類土的比重變化不大，故除重大建筑物外，一般可不做比重試驗，而采用地區(qū)的經(jīng)驗值。當缺乏地區(qū)的經(jīng)驗值時，對于黏性土，可取d s = 2.702.75；對于砂土可取d s = 2.65。天津地區(qū)液限wL 和比重d s 關系如備注表 1 所示。 備注表 1 天津地區(qū)液限 wL 和比重 ds 關系表（錄自天津市勘察院資料） wL / % 26 2628.628.730.6 30.734.234.336.

7、236.337.637.745 45.151.4 51.4 ds 2.69 2.70 2.71 2.72 2.73 2.74 2.75 2.76 2.77 試驗二 顆粒分析試驗（密度計法） （一）顆粒分析試驗記錄 土樣編號_ 班 組_ 試驗日期_ 姓 名_ 干土質量_30g_ 密度計號 7小于 0.075mm 土質量百分數(shù)_100% 量 筒 號 7試樣處理說明_ 燒 瓶 號 7土粒比重_2.72_ 比重校正系數(shù) CG_0.985_ 下沉時間 t /min 懸液溫度 T /°C 密 度 計 讀 數(shù) 土粒落距 L /cm 粒徑 d /mm 小于某粒徑土質量百分數(shù) X / % 小于 某粒徑

8、總土質量百分數(shù) / % 密度計讀數(shù) R 刻度及彎液面校正值 n 溫度校正值 mT 分散劑校正值CD RM = R+n+ mT CDRH =RM CG1 2121 0 +0.3 -0.5 20.8 20.488 14.8990.051068.29 68.292 21 13 0 +0.3 -0.5 12.8 12.608 17.147 0.0387 42.03 42.035 21 7.5 0 +0.3 -0.5 7.3 7.190 18.6900.0256 23.97 23.9715 21 4 0 +0.3 -0.5 3.8 3.743 19.680 0.0107 12.48 12.4830 21

9、 2 0 +0.3 -0.5 1.8 1.773 20.240 0.0077 5.91 5.9160 21 2 0 +0.3 -0.5 1.8 1.576 20.240 0.0054 5.25 5.25 繪圖和計算 以小于某粒徑的試樣質量占試樣總質量的百分數(shù)為縱坐標，顆粒粒徑為橫坐標，在單對數(shù)坐標上繪制顆粒大小分布曲線（見圖 2），并根據(jù)顆粒分布曲線完成填寫表 2。 思考和分析 1. 用密度計作顆粒分析時只是測定密度計浮泡中心處的懸液密度，為何可以代表全部懸液相應的密度？ 懸液的整體沉降的趨勢是相同的和浮泡中心懸液密度變化基本相同，再加上溫度校正、分散劑修正、刻度修正等，所以測定密度計浮泡中心

10、處的懸液密度可以代表全部懸液相應的密度。2密度計法作顆粒分析試驗的誤差原因分析，請選擇。 （1）系統(tǒng)誤差：由理論假設、所用儀器和規(guī)定的試驗方法步驟不完善造成。 土粒剛開始下沉時為加速運動，V 常數(shù) 土粒并不是球形 土粒比重 ds 常數(shù) 密度計泡體積過大，影響土粒下沉 土粒下沉過程中互相干擾，且受器壁影響 用浮泡所排開范圍內(nèi)之懸液密度，代替密度計浮泡中心液面密度是近似的 （2）偶然誤差：由試驗操作不當造成 土粒稱量不準或有損失 土粒分散不完全 攪拌不均勻 讀數(shù)有誤（R、T、t） 要求仔細體會，明白者在后面畫（）、否則畫（×） 土粒直徑 /mm 圖 2 顆粒級配曲線 表 2 顆粒組成 顆

11、 粒 組 成 / % 限制粒徑 有效粒徑 不均勻系數(shù) 土的類別 0.075 0.0750.05 0.050.005 0.005 d 60 d 10 d 60 / d 10 6 41 530.0060 0.00240.0013 4.61 均粒土 試驗三 固結試驗 記錄 土樣編號_ 班 組_ 試驗日期_ 姓 名_ 1含水率試驗記錄表 土樣情況 盒號 盒質量 / g 盒加濕土質量 / g盒加干土質量 / g 水質量 / g 干土質量 / g 含水率 / % 平均含水率 / % 試驗前 A6416.0556.248.987.2232.9321.9222.0214215.8742.1337.374.76

12、21.522.13 2重度試驗記錄表 土樣情況 環(huán)刀號 環(huán)刀質量 / g 環(huán)刀+土質量/ g 土質量/ g 環(huán)刀容積 / cm3 密度 / g/cm3 重度 / kN/m3 試驗前 41642.97167.17124.2602.0720.7 3壓縮試驗記錄 試樣初始高度 H0 = 20 mm 壓縮容器編號： 土粒比重 ds = 2.59 計算初始孔隙比 e0 =s w(1+ w0 ) 1 = 0.53d 0各級加荷歷時 / min 各級荷重下測微表讀數(shù) /mm 50 kPa 100 kPa 200 kPa 300 kPa 0 1120 2060 38120 48總變形量 S1 / mm 0.1

13、10.20.380.48儀器變形量 S2 / mm0.02490.03420.04560.0556試樣變形量 S / mm 0.08510.16580.33440.4244變形后孔隙比 e 0.520.5170.5040.497 繪圖與計算 1繪制壓縮曲線（圖 3） 垂直壓力 p / kPa 圖 3 試驗壓縮曲線 2計算壓縮系數(shù) a1-2 和壓縮模量 E s1-2，并判定土的壓縮性。 a12 =e1 e2/p2-p1=0.13 Es12 =1+e1/a12=11.67Mpa 本土樣屬于中等壓縮土壓縮性土。 思考與分析 1為什么加荷后要經(jīng)過很長時間（往往 24 小時以上）變形才會穩(wěn)定？ 答：在土

14、的固結試驗中，加上荷載以后，試樣中會出現(xiàn)超靜孔水壓力，土的固結過程也是超靜空隙水壓力的消散過程。消散的速度與土的性質有關。而對于在試驗中所用的粘性土來說，這一過程需要很長的時間2固結儀中土樣的應力狀態(tài)與實際地基應力狀態(tài)比較有何不同？在什么情況下兩者大致相符，試舉例說明。 固結儀中土樣為完全側限條件只會發(fā)生橫向變形，而實際地基不能保證不出現(xiàn)橫向變形的情況。在以下情況中兩者大致相符水平向無限分布的均質土在自重應力作用下水平向無限分布的均質土在無限均布荷載下當?shù)鼗蓧嚎s土層厚度與荷載作用平面尺寸相比相對較小 3試驗誤差原因分析 土樣代表性； 土樣結構擾動； 室內(nèi)外土樣壓縮條件不同； 設備及操作誤差。

15、 上述分析內(nèi)容同學應仔細體會，明白者在后面畫（），否則畫（×）。 試驗四 直接剪切試驗 記錄 土樣編號_ 班 組_ 試驗日期_ 姓 名_ 試驗方法 試驗前重度試驗記錄表 垂直壓力 / kPa 環(huán)刀質量/ g 環(huán)刀+土質量 / g 土質量 / g 環(huán)刀容積 / cm3 密度 / g/cm3 重度 / kN/m3 備注 100 43.53166.86 123.33 60 2.06 20.19 200 43.57 168.26 124.69 60 2.08 20.38 300 43.70 166.43 122.73 60 2.05 20.09 400 42.88 166.46 123.58

16、 60 2.06 20.19 試驗成果 1剪切試驗記錄表（見表 3）。 2繪制剪應力與剪切位移關系曲線（圖 4）。 3繪制抗剪強度與垂直壓力關系曲線（圖 5），并確定黏聚力 c 與內(nèi)摩擦角 。 剪切位移 L / 0.01mm 圖 4 剪應力與剪切位移關系曲線 表 3 直接剪切試驗記錄表 儀器編號_ 手輪轉速_4_轉/min 應變?nèi)ο禂?shù) K_1.522_kPa/0.01mm 垂直壓力 p 100kPa 垂直壓力 p 300kPa 剪切歷時 4 分 15 秒 剪切歷時 5分 15秒 抗剪強度 32.27kPa 抗剪強度 46.73kPa 手輪轉數(shù) （n） 百分表讀數(shù)（R） / 0.01mm 剪切位

17、移 （L） / 0.01mm 20 × - 剪應力 （ ） / kPa K × 手輪轉數(shù)（n） 百分表讀數(shù)（R） / 0.01mm 剪切位移 （L） / 0.01mm 20 × - 剪應力 （） / kPa K × 1 1.818.22.741 3.216.84.872 4.235.86.392 5.234.87.913 6.253.89.443 6.253.89.444 8.271.812.484 7.772.311.725 9.390.714.155 9.290.8146 11.2108.817.056 10.7109.316.297 12.8127

18、.219.487 12.2127.818.598 14.2145.821.618 14.7145.322.379 15.7164.323.899 16.7163.325.4210 16.7183.325.4210 19.2180.829.2211 17.2202.826.1811 21.2198.832.2712 18.7221.328.4612 22.2217.833.7913 19.2240.829.2213 24.2235.836.8314 20.2259.830.7414 25.2254.838.3515 20.2279.830.7415 26.2273.839.8816 20.729

19、9.331.5116 27.2292.841.3917 21.2318.832.2717 28.2311.842.9218 20.7339.831.5118 29.7330.345.219 21.2358.832.2719 29.7350.345.220 19.2380.829.2220 30.2369.845.9621 18.2411.827.721 30.7389.3646.7322 18.2431827.722 30.2409.845.9623 18.7451.328.4623 30.2429.845.9624 18.2471.827.724 30.2449.845.96續(xù)表 3 直接剪

20、切試驗記錄表 儀器編號_ 手輪轉速_4_轉/min 應變?nèi)ο禂?shù) K_1.522kPa/0.01mm 垂直壓力 p 400kPa 垂直壓力 p kPa 剪切歷時 4分 45 秒 剪切歷時 分 秒 抗剪強度 56.62kPa 抗剪強度 kPa 手輪轉數(shù) （n） 百分表讀數(shù)（R） / 0.01mm 剪切位移 （L） / 0.01mm 20 × - 剪應力 （ ） / kPa K × 手輪轉數(shù)（n） 百分表讀數(shù)（R） / 0.01mm 剪切位移 （L） / 0.01mm 20 × - 剪應力 （） / kPa K × 1 3.216.84.871 2 5.234

21、.87.912 3 7.252.810.963 4 9.270.8144 5 10.789.316.295 6 13.7106.320.856 7 16.7123.325.427 8 20.2139.830.748 9 22.7157.334.559 10 25.2174.838.3510 11 27.2192.841.411 12 29.2210.844.4412 13 31.2228.847.4913 14 33.2246.850.5314 15 34.2265.852.0515 16 35.2284.853.5716 17 36.2303.855.0917 18 36.7323.355.

22、8318 19 37.2342.856.6219 20 37.2362.856.6220 21 37.2382.856.6221 22 37.2402.856.6222 23 37.2422.856.6223 24 37.2442.856.6224 垂直壓力 p / kPa 圖 5 抗剪強度與垂直壓力關系曲線 黏聚力 c = 22.273 kPa 內(nèi)摩擦角 =4.908 ° （三）思考與分析 1快剪、固結快剪、慢剪有什么區(qū)別？試舉例說明快剪指標的適用范圍？ 快剪 ：豎向力施加后，立即施加水平力，剪切速度很快，3-5分鐘后土樣剪切破壞，過程不排水。固結快剪 ：使土樣先在法向力作用下達到

23、完全固結，之后施加水平力剪切土樣，過程不排水。慢剪 ： 使土樣先在法向力作用下的達到完全固結，之后慢速施加水平力，1-4小時剪切破壞土樣，過程有排水時間快剪指標的適用范圍 ：適用于土體上施加和剪切過程中都不發(fā)生固結和排水現(xiàn)象的情況2試分析應變式直剪儀的主要優(yōu)缺點和可能造成誤差的原因？ 優(yōu)點 ： 直剪儀構造簡單，操作方便缺點 ： 1剪切面上剪應力分布不均勻，土樣剪切破壞先從邊緣破壞，在邊緣發(fā)生應力集中現(xiàn)象。 2 試驗中不能嚴格控制排水條件。 3 剪切過程中，土樣剪切面逐漸減小，而計算剪切強度時卻按照原來截面面積計算。試驗五 三軸壓縮試驗 三軸壓縮試驗記錄 試驗日期 土樣編號 班組 姓名 1不固結

24、不排水三軸壓縮試驗記錄表 第 1 頁 試樣直徑 d 0 = 3.91cm 試樣高度 h 0=8.0 cm 試樣面積 A 0=12.28 cm2 試樣體積 V 0 = 98.24 cm3 試樣質量 m 0=188.4 g 試樣密度0=1.92 g/cm3 測力計系數(shù) C =13.7N/0.01mm 剪切速率1.5 mm/min 周圍壓力 3=100 kPa 序號 測力計讀數(shù) / 0.01mm 軸向荷重 / N 軸向 變形 / 0.01mm 軸向應變 / % 應變減量 校正后 試樣面積 / cm2 主應力差 / kPa 軸向應力 / kPa R P = CR h h 11AA= 0111 3 =P

25、 / A 1 1 1.520.550.30.003750.9962512.16.116.2 1.723.290.60.00750.992512.18.118.3 1.926.030.91.1250.9887512.20.120.4 2.230.141.21.50.98512.24.124.5 2.432.881.51.8750.9812512.26.126.6 2.635.621.82.250.977512.28.128.7 2.838.362.12.6250.9737512.30.130.8 341.12.430.9712.32.132.9 3.345.2133.750.962512.35.

26、135.10 3.649.323.64.50.95512.38.138.11 3.953.434.25.250.947512.41.141.12 4.257.544.860.9413.44.144.13 4.561.655.46.750.932513.46.146.14 4.865.7667.50.92513.49.149.15 5.169.876.68.250.917513.52.152.16 5.372.617.290.9113.53.153.17 5.575.357.89.750.902513.55.155.18 5.778.098.410.50.89513.56.156.19 682.

27、2911.250.887513.59.159.20 6.284.949.6120.8813.60.160.21 6.487.6810.212.750.872514.62.162.22 6.690.4210.813.50.86514.63.163.23 795.911.414.250.857514.66.166.24 7.298.6412150.8514.68.168.第 2 頁 試樣直徑 d 0 = 3.90cm 試樣高度 h 0=8.0 cm 試樣面積 A 0=12.25cm2 試樣體積 V 0 = 98.00 cm3 試樣質量 m 0=189.00 g 試樣密度0=1.93g/cm3 測力

28、計系數(shù) C =13.7N/0.01mm 剪切速率1.5 mm/min 周圍壓力 3=200 kPa 序號 測力計讀數(shù) / 0.01mm 軸向荷重 / N 軸向 變形 / 0.01mm 軸向應變 / % 應變減量 校正后 試樣面積 / cm2 主應力差 / kPa 軸向應力 / kPa R P = CR h 11AA= 0111 3 =P / A 1 1 0.810.960.30.3750.9962512.8.208.2 0.912.330.60.750.992512.9.209.3 1.419.180.91.1250.9887512.15.481215.4814 227.41.21.50.98

29、512.22.222.5 2.432.881.51.8750.9812512.26.226.6 2.635.621.82.250.977512.28.228.7 2.939.732.12.6250.9737512.31.231.8 3.142.472.430.9712.33.233.9 3.649.3233.750.962512.38.238.10 454.83.64.50.95512.42.242.11 4.460.284.25.250.947512.46.246.12 4.865.764.860.9413.50.250.13 5.169.875.46.750.932513.53.253.1

30、4 5.575.3567.50.92513.56.256.15 5.980.836.68.250.917513.60.260.16 6.284.947.290.9113.63.263.17 6.690.427.89.750.902513.66.266.18 6.994.538.410.50.89513.69.269.19 7.298.64911.250.887513.71.271.20 7.5102.759.6120.8813.73.273.21 8109.610.212.750.872514.78.278.22 8.1110.9710.813.50.86514.78.278.23 8.411

31、5.0811.414.250.857514.80.556280.55624 8.5116.4512150.8514.80.280. 第 3 頁 試樣直徑 d 0 = 3.90cm 試樣高度 h 0=8.0 cm 試樣面積 A 0=12.25 cm2 試樣體積 V 0 = 98.00 cm3 試樣質量 m 0=187.6 g 試樣密度0=1.91g/cm3 測力計系數(shù) C =13.7N/0.01mm 剪切速率1.5 mm/min 周圍壓力 3=300 kPa 序號 測力計讀數(shù) / 0.01mm 軸向荷重 / N 軸向 變形 / 0.01mm 軸向應變 / % 應變減量 校正后 試樣面積 / cm

32、2 主應力差 / kPa 軸向應力 / kPa R P = CR h 11AA= 0111 3 =P / A 1 1 3.142.470.30.3750.9962512.34.334.2 3.750.690.60.750.992512.41.341.3 4.156.170.91.1250.9887512.45.345.4 4.358.911.21.50.98512.47.347.5 4.663.021.51.8750.9812512.50.350.6 4.967.131.82.250.977512.53.567353.5677 5.169.872.12.6250.9737512.55.355.

33、8 5.372.612.430.9712.57.357.9 5.778.0933.750.962512.61.361.10 682.23.64.50.95512.64.364.11 6.386.314.25.250.947512.66.366.12 6.690.424.860.9413.69.369.13 6.994.535.46.750.932513.71.371.14 7.298.6467.50.92513.74.374.15 7.5102.756.68.250.917513.76.376.16 7.7105.497.290.9113.78.364378.36417 7.9108.237.89.750.902513.79.379.18 8.1110.978.410.50.89513.81.381.19 8.4115.08911.250.887513.83.383.20 8.5116.459.6120.8813.83.383.21 8.7119.1910.212.750.872514.84.384.22 9