水運(yùn)工程地基基礎(chǔ)考試真題

第64頁水運(yùn)工程試驗(yàn)檢測工程師考試題庫土工試驗(yàn)及地基承載力檢測第一章土工基礎(chǔ)知識(shí)1、土的形成我國的土大部分形成于第四紀(jì)或是新第三紀(jì)時(shí)期，按照地質(zhì)營力和沉積條件可分為殘積土（風(fēng)化后在原處）和運(yùn)積土。根據(jù)來源分為有機(jī)土和無機(jī)土，當(dāng)土中有機(jī)質(zhì)含量大于5％-10％時(shí)會(huì)對工程產(chǎn)生不利影響。

巖石可分為：巖漿巖、沉積巖、變質(zhì)巖2、土的組成

土由固相、液相和氣相三相部分組成。固相：土由原生礦物（石英云母長石等）和次生礦物（高嶺石蒙脫石等）組成，通過顆粒分析試驗(yàn)可以對土的級(jí)配進(jìn)行確定，級(jí)配好的土壓實(shí)度高、滲透性小、強(qiáng)度高。液相：分為結(jié)合水（吸附在顆粒表面）和自由水兩種。

結(jié)合水：物理化學(xué)作用，對細(xì)粒土的影響大。

自由水：分為毛細(xì)管水和重力水。毛細(xì)管水的作用是表面張力和重力。重力水可以傳遞動(dòng)水和靜水壓力，但不能承受剪力。含水率測得是兩者含量之和。氣相：開口和閉口氣泡。閉口氣泡使得土的滲透性減小，彈性增大，承載力降低，密度減小，變形緩慢。3、國家標(biāo)準(zhǔn)《土的工程分類》規(guī)定:

采用粗細(xì)粒統(tǒng)一體系分類法。工程用土主要是按照土的工程性質(zhì)（如粒徑、級(jí)配、塑性、有機(jī)質(zhì)/壓縮性等）進(jìn)行分類。其中主要性質(zhì)有：顆粒粒徑工程上將相近粒徑的土合成一組叫粒組，其中大于0.075mm的叫粗粒，其性質(zhì)主要取決于粒徑大小和級(jí)配。小于0.075mm的叫細(xì)粒，其性質(zhì)主要取決于礦物組成。

（2）塑性指數(shù)（Ip=Wl-Wp）

塑性指數(shù)相同，土的性質(zhì)不一定相同，因?yàn)殡S著液限的變化土的性質(zhì)變化也很大。作為建筑地基的土，其分類可見教材第6頁，要注意粒徑和塑性指數(shù)對土分類的影響。如細(xì)粒土分類的依據(jù)有粒徑、塑性指數(shù)、稠度?！陡劭诠こ痰刭|(zhì)勘察規(guī)范》（JTJ240-97）規(guī)定：按顆粒級(jí)配或塑性指數(shù)分為碎石土、砂土、粉土和粘性土碎石土按照大于2mm粒徑進(jìn)行再分類砂土按照小于2mm粒徑進(jìn)行再分類，用Cc、Cu表示組成特征（顆粒級(jí)配），密實(shí)度可由標(biāo)貫擊數(shù)判定。粉土按照大于0.075mm粒徑和粘粒含量以及塑性指數(shù)（小于10）進(jìn)行再分類。（凍脹最嚴(yán)重）粘性土按照小于0.075mm粒徑以及塑性指數(shù)（大于10）進(jìn)行再分類。天然含水率大于液限，天然孔隙比大于1.0的粘性土為淤泥性土填土由人類活動(dòng)堆積的土塑性圖（細(xì)粒土分類）：液限為橫坐標(biāo)，塑性指數(shù)為縱坐標(biāo)。有機(jī)土的測定:(1)有機(jī)質(zhì)呈黑色、青黑色或暗色，有臭味，彈性和海綿感。（2）將試樣放在105-110烘箱中，如試樣的液限小于烘前的液限1/3時(shí)，試樣為有機(jī)質(zhì)。需要說明的是：各種分類法中沒有軟土、凍土、鹽漬土的稱謂，也沒有有機(jī)土、砂、石料等。4、土的結(jié)構(gòu)

土?？煞譃槿N類型：單粒結(jié)構(gòu)：在動(dòng)力作用下易液化，如粉土。絮凝結(jié)構(gòu)：孔隙大，對擾動(dòng)敏感。片堆結(jié)構(gòu)：各向異性。5、土的物理性質(zhì)指標(biāo)是最基本的工程特征，是衡量土的工程性質(zhì)的關(guān)鍵。（1）三相指標(biāo)：土的物理指標(biāo)分為2類指標(biāo)試驗(yàn)指標(biāo)（天然密度ρ、含水率W、土粒比重Gs）換算指標(biāo)（孔隙比、孔隙率、飽和度）1）天然密度ρ：總質(zhì)量及總體積之比。2）飽和密度ρsat：孔隙全為土水的質(zhì)量及總體積之比3）浮密度ρ’：土粒質(zhì)量及同體積的水質(zhì)量之差及總體積之比（飽和密度－1）4）干密度ρd：土粒質(zhì)量及總體積之比，是填土施工的控制指標(biāo)。飽和密度>天然密度>干密度>浮密度5）含水率w：水的質(zhì)量及土粒質(zhì)量之比。6）土粒比重Gs：土粒質(zhì)量及同體積4攝氏度水的質(zhì)量之比，數(shù)值上等于土粒密度。7）孔隙比e：孔隙體積及土粒體積之比（e=Gs/ρd－1=土粒比重/干密度－1）8）孔隙率n：孔隙體積及總體積之比(n=e/(1+e))9）飽和度Sr：水體積及孔隙體積之比.(含水率小并不意味著飽和度小)注意：孔隙體積＝充水的孔隙和未充水孔隙體積土的空隙體積為零不能說明土的密度最大。不同土樣（甲、乙）含水率及飽和度沒有關(guān)系。（2）無粘性土的相對密度一般采用相對密度來衡量土的松緊程度emax-e0最大孔隙比-天然孔隙比Dr=__________=____________________emax-e0最大孔隙比-最小孔隙比由三相指標(biāo)換算可得相對密度的實(shí)用表達(dá)式：(天然干密度-最小干密度)最大干密度Dr==______________________________________（最大干密度-最小干密度）天然干密度按相對密度區(qū)分土：疏松土：0＜Dr≤1/3上面那個(gè)應(yīng)該這樣說：DR大于零小于等于1/3中密土：1/3＜Dr≤2/3DR大于三分之一，小于等于二分之三密實(shí)土：2/3＜Dr≤1（3）粘性土的稠度三個(gè)界限含水量：液限（流動(dòng)狀態(tài)及可塑狀態(tài)的分界含水量）、塑限（可塑狀態(tài)及半固體狀態(tài)的分界）、縮限（半固體狀態(tài)及固體狀態(tài)的分界）。土從液限到縮限體積是不斷減小的，縮限以后不再改變。根據(jù)三個(gè)界限求得的指數(shù)為：塑性指數(shù)和液性指數(shù)。塑性指數(shù)：Ip=WL-Wp，用整數(shù)表示（如15），可用來判別粘性土的分類。其值越大表示越具有高塑性，粘粒含量越多。液性指數(shù)：IL=(W-Wp)/Ip可判別粘性土狀態(tài)。堅(jiān)硬：IL≤0;可塑：0<IL≤1.0;流動(dòng)：IL>1.0含水率及軟硬程度無關(guān)。6、土中水的運(yùn)動(dòng)規(guī)律土的毛細(xì)性：水的毛細(xì)作用主要存在于0.002－0.5mm的孔隙中，如細(xì)砂土、粉土、濕砂中。濕砂土表現(xiàn)出的假粘聚力濕由于毛細(xì)壓力形成的，不同于粘性土的粘聚力。土的滲透性：達(dá)西定律(V=ki)：指水在土中的滲透速度及水力坡降成正比。認(rèn)為滲透屬于層流，一般只適用于砂性土。對于粘性土由于存在結(jié)合水的粘滯作用，需要加入起始水力坡降進(jìn)行修正(V=k(i-io))。當(dāng)滲透力向上時(shí)，常常造成流砂、管涌等危害。凍土現(xiàn)象主要是指土體凍結(jié)時(shí)地面膨脹的凍脹現(xiàn)象和融化后土體強(qiáng)度急劇降低的凍融問題。例題1已知土樣體積V＝37.5，濕土重Mo＝0.6711N，烘干后重M＝0.4915N，比重Gs=2.68，計(jì)算孔隙比和飽和度。解：公式：e=Gs/ρd－1；ρd＝ρ/（1＋W）;W=M水/M干土；Sr=V水/V孔隙；Gs＝M干土/V土粒；可求得：(1)W=M水/M干土＝（0.6711－0.4915）/0.4915=36.5%ρd＝ρ/（1＋W）=67.11/37.5(1+0.365)=1.311e=Gs/ρd－1=2.68/1.311-1=1.04(2)V水=67.21-49.25=17.96V土粒＝M干土/Gs=49.15/2.69=18.27V孔隙＝V-V土粒=38.4-18.27=20.13Sr=V水/V孔隙=17.96/20.13=89.22%例題2某細(xì)粒濕土質(zhì)量為190g，烘干后為145g，土樣液限為36％，塑限為18％，則求土塑性指數(shù)、液性指數(shù)、狀態(tài)并命名。解：（1）塑性指數(shù)Ip=36%-18%=18命名為粘土。液性指數(shù)含水率W=(190-145)/145=31.03%

Il=(W-Wp)/Ip=(31.03%-18%)/18%=0.72為可塑狀態(tài)。1、某1.5m3的土樣，重度為17.5KN/m3，含水率30％，土粒重度27KN/m3，則土粒體積為多少？(0.748m3)

2、若土樣孔隙體積為土粒體積的0.95倍，若土樣孔隙為水充滿時(shí)（若土粒重度為27KN/m3），土樣重度為多少?(13.8KN/m3)

3、土樣含水率15％，干重度16KN/m3，孔隙率0.35，天然重度10KN/m3，求飽和度。（68.5％）4、土的天然密度為1.7g/cm3，含水率22.2％，土粒比重2.727g/cm3，求孔隙比，孔隙率，飽和度。（0.96，49％，62.9％）5、含水率為4％的濕砂100kg，其中水的重量多少？7、土樣和試樣制備了解：土樣的采樣和試樣的制備過程熟悉：原狀土樣及擾動(dòng)土樣的概念掌握：原狀土樣取土、運(yùn)輸、保管應(yīng)滿足的要求為保證試驗(yàn)成果的可靠性，要統(tǒng)一土樣試樣的制備方法和程序。試樣質(zhì)量不是越大越好。一般室內(nèi)土工試驗(yàn)的土樣粒徑均需小于60mm的擾動(dòng)土，并以含水率和密度作為控制指標(biāo)。原狀土：用鐵皮筒或取土器（直徑大于100mm）取土。擾動(dòng)土：用四分法取樣。（1）原狀土試樣制備注意：環(huán)刀內(nèi)壁涂凡士林；環(huán)刀下壓方向及天然土層方向一致；不立即進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)應(yīng)保濕存放。余土進(jìn)行含水量測定。平行試驗(yàn)或同一組試件的密度差值不大于0.03g/cm3，含水量差不得大于2%（2）擾動(dòng)土試樣制備1）碾壓過篩加水浸潤一晝夜備用，砂性土可酌量縮短物理性質(zhì)試驗(yàn)（液塑縮限）過0.5mm；水理及力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)（如直剪無側(cè)限）過2mm：擊實(shí)試驗(yàn)過5mm。2）試樣制備：擊樣法：就是根據(jù)環(huán)刀體積算出所需土樣數(shù)量，用單層或三層法擊實(shí)。壓樣法：就是用靜力壓到所需密度，粘性土壓時(shí)最好有排氣孔和透水石。兩種方法對力學(xué)性質(zhì)有一定的影響。（3）試樣飽和根據(jù)土的性質(zhì)選用飽和方法1）浸水飽和法：砂性土2）毛細(xì)管飽和法：滲透系數(shù)大于10-4cm/s的土，注意上下兩端放濾紙和透水石，水面不要淹沒試樣，時(shí)間不少于23）抽氣飽和法：滲透系數(shù)小于等于10-4cm/s的土（粘性土），需要凡士林密封，抽真空達(dá)到一個(gè)大氣壓力值時(shí)開始注水，注水過程真空保持不變，待水淹沒飽和器停止抽氣，粘性土需靜置10小時(shí)，飽和度不應(yīng)低于95需要掌握試樣加水量的計(jì)算飽和度的計(jì)算加水量的計(jì)算第二章含水量及界限含水量試驗(yàn)土工試驗(yàn)分為室內(nèi)和現(xiàn)場試驗(yàn)。含水量是施工質(zhì)量控制的重要依據(jù)，界限含水量可用來計(jì)算塑性指數(shù)和液性指數(shù)，也是粘性土分類和估計(jì)地基承載力的依據(jù)?？梢耘袛嗤馏w狀態(tài)和塑性范圍。1、含水量試驗(yàn)（試驗(yàn)步驟）（1）烘干法：適用于粘性土，砂性土及有機(jī)質(zhì)土設(shè)備：烘箱、天平（感量0.01g）、干燥器數(shù)量：15—30克，砂土稍多些。溫度：105—110，有機(jī)土（含量大于5％）在65—70度烘干，結(jié)果一般比實(shí)際偏大。時(shí)間：粘性土大于8小時(shí)，砂土大于6小時(shí)。烘干后放入干燥器冷卻。（2）酒精法適用于現(xiàn)場。土樣：粘土10g左右、砂土20~30g。燃燒3次。結(jié)果略低于烘干法。試驗(yàn)結(jié)果精確到0.1％（如15.2％）測定原狀土樣的物理力學(xué)指標(biāo)時(shí)，含水率可用重塑土樣的含水率。（一）、烘干法定義和適用范圍(1)土的含水量是在105~110℃（2）本試驗(yàn)方法適用于粘質(zhì)土、粉質(zhì)土、砂類土和有機(jī)質(zhì)土類。2、儀器設(shè)備烘箱：溫度能保持105~110℃天平：感量0.01g。其它：干燥器、稱量盒等。3、試驗(yàn)步驟取具有代表性試樣，細(xì)粒土15~30g；砂粒、有機(jī)土為50g稱質(zhì)量，稱量結(jié)果即為濕土質(zhì)量。揭開盒蓋，將試樣在溫度105~110℃下烘干，烘干時(shí)間細(xì)粒土不得少于8h，對砂類土不得少于6h將烘干后的試樣取出，放入干燥器冷卻，稱質(zhì)量準(zhǔn)確至0.01g。4、結(jié)果整理按下式計(jì)算含水量：式中：ω——含水量%m——濕土質(zhì)量gms————干土質(zhì)量g本法須進(jìn)行二次平行試驗(yàn)，取其算術(shù)平均值，允許平行差值如下表：含水量（%）允許平行差值（%）＜50.3＜40≤1＞40≤2、酒精燃燒法1、目的和適用范圍本試驗(yàn)方法適用于快速簡易測定細(xì)粒土（含有機(jī)質(zhì)的除外）的含水量。2、儀器設(shè)備稱量盒天平：感量0.01g。酒精：純度95%。滴管、火柴、調(diào)土刀等。3、試驗(yàn)步驟取具有代表性試樣，稱濕土質(zhì)量。用滴管將酒精注入放有試樣的稱量盒中，直至盒中出現(xiàn)自由液面為止。點(diǎn)燃盒中酒精，燃至火焰熄滅。將試樣冷卻數(shù)分鐘，重新燃燒兩次。稱干土質(zhì)量準(zhǔn)確至0.01g。4、結(jié)果整理按下式計(jì)算含水量：式中：ω——含水量，%m——濕土質(zhì)量gms————干土質(zhì)量g本法須進(jìn)行二次平行試驗(yàn)，取其算術(shù)平均值，允許平行差值如下表：含水量（%）允許平行差值（%）＜50.3＜40≤1＞40≤22、界限含水量試驗(yàn)界限含水量是土的固有指標(biāo)及環(huán)境無關(guān)。液塑限聯(lián)合測定法液塑限聯(lián)合測定儀理論依據(jù)：根據(jù)極限平衡理論，當(dāng)圓錐角為30度時(shí)，圓錐入土深度及含水量在雙對數(shù)坐標(biāo)上呈直線關(guān)系。試驗(yàn)時(shí)使的錐體在5秒時(shí)分別下降3、17毫米左右（太大或太小時(shí)制樣困難），然后再控制幾組在3—17毫米之間，椎入應(yīng)重復(fù)二、三次取平均值，然后將數(shù)據(jù)繪制在雙對數(shù)坐標(biāo)上，查找17和2《土工試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》和《公路土工試驗(yàn)規(guī)程》分別采用76克和100克的錐入土。聯(lián)合測定法目的和適用范圍:目的是聯(lián)合測定土的液限和縮限，為劃分土類、計(jì)算天然稠度、塑性指數(shù)，供公路工程設(shè)計(jì)和施工使用。適用于粒徑不大于0.5mm、有機(jī)質(zhì)含量不大于試樣總質(zhì)量5％的土。儀器精度要求：LP-1000型聯(lián)合測定儀：錐質(zhì)量100g，錐角30°天平：稱量200g，感量0.01g篩、調(diào)土刀、烘箱、凡士林等。試驗(yàn)步驟取代表性的土樣風(fēng)干，研碎，過0.5mm篩。將0.5mm篩下的土悶制三種不同含水量的土樣，分別控制在液限（a點(diǎn)、錐入深度20±0.2mm）、略大于塑限（c點(diǎn)、錐入深度＜5mm＝和二者的中間狀態(tài)（b點(diǎn)、錐入深度約10mm），放置18h以上。將制備好的土樣攪拌均勻，分層裝入盛土杯，用力壓緊、刮平。將聯(lián)合測定儀的錐頭涂少許凡士林。將盛土杯放在聯(lián)合測定儀的升降座上，轉(zhuǎn)動(dòng)升降旋鈕，使錐尖及土樣表面剛好接觸。扭動(dòng)錐下降旋鈕，試錐自由下降5s后，讀數(shù)即為錐入深度（h1）。改變錐尖及土接觸的位置（兩次距離不小于1cm），重復(fù)測試錐入深度（h2），（h1及h2允許誤差為0.5mm）取h1、h2平均值作為該點(diǎn)的錐入深度h。去掉錐尖入土處的凡士林，取一定土樣測含水量兩個(gè)，取平均值為該土含水量。重復(fù)第③～⑤步驟，對其他兩個(gè)含水量土樣進(jìn)行試驗(yàn)，測其錐入深度和含水量。結(jié)果整理在二級(jí)雙對數(shù)坐標(biāo)上，以含水量（w）為橫坐標(biāo)，錐入深度（h）為縱坐標(biāo)，點(diǎn)繪a、b、c三點(diǎn)含水量h—w圖，連接此三點(diǎn)應(yīng)成一直線。根據(jù)液限，在hp—wL關(guān)系圖上，查得縱坐標(biāo)入土深度h＝20mm所對應(yīng)的橫坐標(biāo)的含水量w，即為土樣的液限wL。通過液限wL及塑限時(shí)入土深度hp，再由a、b、c繪制的h—w圖中，求出入土深度為hp時(shí)所對應(yīng)的含水量，即為該土的塑限wp。塑性指標(biāo)：IP=wL——wp精確至：0.1，含水量測定二次相差不得大于2%。在查hp—wL關(guān)系圖時(shí)，應(yīng)先區(qū)分該土為砂類土、或是細(xì)粒土。（3）滾搓法當(dāng)滾搓到3毫米3、收縮試驗(yàn)4、成果應(yīng)用

（1）我國《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50007-2002用塑性指數(shù)劃分細(xì)粒土。（Ip>17為粘土，10<Ip<17為粉質(zhì)粘土）（2）用液性指數(shù)判別粘土的狀態(tài)。鑒定土層所處的稠度狀態(tài)（堅(jiān)硬：IL≤0;可塑：0<IL≤1.0;流動(dòng)：IL>1.0）（3）工程中還應(yīng)用其估算地基土的承載力第三章密度和比重試驗(yàn)方法主要有：環(huán)刀法（細(xì)粒土）、蠟封法（易破裂和形狀不規(guī)則）、灌砂法（現(xiàn)場測定細(xì)粒土、砂質(zhì)土和礫質(zhì)土）。

（1）環(huán)刀法環(huán)刀：截面面積30，高2cm；天平：感量0.01g，稱量200g試驗(yàn)時(shí)先做比環(huán)刀內(nèi)徑大的土柱，環(huán)刀內(nèi)壁涂凡士林，再壓入環(huán)刀。（3）灌砂法適用于現(xiàn)場測定細(xì)粒土、砂性土、和礫類土粒徑小于15mm的試樣。測定層厚度150~200mm（注意標(biāo)準(zhǔn)砂密度測定步驟）標(biāo)準(zhǔn)砂密度的測定應(yīng)按下列步驟進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)砂應(yīng)清洗潔凈粒徑宜選用密度宜選用0.25~0.5mm，密度宜為1.47~1.51g/cm3組裝容砂瓶及灌砂漏斗螺紋聯(lián)接處旋緊稱其質(zhì)量注水，稱測定器和水的總質(zhì)量，并測水溫。根據(jù)溫度修正系數(shù)換算出水的體積，即為測定器的體積。注入砂稱總重，計(jì)算砂重，算砂密度在試坑中灌入標(biāo)準(zhǔn)砂精確至10g，然后求得土的密度。試坑尺寸必須及試樣顆粒粒徑相一致（P36）。開挖試坑時(shí)必須將松動(dòng)的土全部取出，否則結(jié)果偏高。可以使用套環(huán)減少試坑表面不平帶來的誤差。灌砂過程中切忌不要震動(dòng)。現(xiàn)場密度的測定方法主要有灌砂法、環(huán)刀法、核子密度儀法、鉆芯法四種。一）、環(huán)刀法目的和適用范圍本試驗(yàn)方法適用于細(xì)粒土。2．儀器設(shè)備（1）環(huán)刀：內(nèi)徑6~8cm，高2~3cm，壁厚1.5~2mm。（2）天平：感量0.1g。（3）其他：修土刀、鋼絲鋸、凡士林等。3．試驗(yàn)步驟（1）根據(jù)需要，取回待測土樣，整平兩端，環(huán)刀內(nèi)壁涂一薄層凡士林，刀口向下放在土樣上。（2）將土樣削成大于環(huán)刀直徑的土柱，邊壓邊削，至土樣伸出環(huán)刀上部為止。削出兩端余土，使及環(huán)刀口面齊平，并用剩余土樣測定含水量。（3）擦凈環(huán)刀外壁，稱環(huán)刀及土合質(zhì)量m1，準(zhǔn)確至0.01g。4．結(jié)果整理按下列公式計(jì)算濕密度及干密度：式中：ρ——濕密度，g/cm3m1————環(huán)刀及土合質(zhì)量，gm2——環(huán)刀質(zhì)量gV——環(huán)刀體積cm3ρd——干密度，g/cm3ω——含水量，%本方法進(jìn)行二次平行測定，取其算術(shù)平均值，其平行差值不得大于0.03g/cm（四）、灌砂法目的和使用范圍本試驗(yàn)方法適用于現(xiàn)場測定細(xì)粒土、砂類土和砂礫土的密度。試樣的最大粒徑不得超過15mm，測定密度層的厚度為150~200mm。儀器設(shè)備灌砂筒、金屬標(biāo)定罐、基板。鑿子、鐵錘、毛刷等。臺(tái)秤：稱量10~15kg、感量5g。玻璃板、飯盒其他：天平、烘箱等。試驗(yàn)步驟（1）在試驗(yàn)地點(diǎn)，選一塊約40㎝×40㎝的表面，清掃干凈。將基板放在表面上。將盛有量砂m5（g）的灌砂筒放在基板的圓孔上。打開灌砂筒開關(guān)，讓砂流入基板的中孔內(nèi)，直到筒內(nèi)的砂不再下流時(shí)關(guān)閉開關(guān)。稱筒內(nèi)砂質(zhì)量m6，準(zhǔn)確至1g。（2）取走基板，將留在試驗(yàn)地點(diǎn)的砂收回，將表面清掃干凈。將基板放在清掃干凈的表面上，沿中孔鑿洞，洞直徑150mm。鑿出的土全部裝入塑料袋內(nèi)，鑿洞完畢，稱取塑料袋中全部試樣質(zhì)量，準(zhǔn)確至1g。減去已知塑料袋質(zhì)量后，即為試樣的總質(zhì)量mt。（3）從挖出的試樣中取代表性樣品，測定其含水量ω。（4）將基板安放在試洞上，將灌砂筒安放在基板中間，使灌砂筒的下口對準(zhǔn)基板的中孔及試洞。打開灌砂筒開關(guān)，讓砂流入試洞內(nèi)。關(guān)閉開關(guān)。取走灌砂筒，稱量筒內(nèi)剩余砂的質(zhì)量m4，準(zhǔn)確至1g。（5）如清掃干凈的平坦地面上，粗糙度不大，則不需基板，直接將灌砂筒安放在試洞上，打開筒的開關(guān)，讓砂流入試洞內(nèi)。直到儲(chǔ)砂筒內(nèi)的砂不再下流時(shí)，關(guān)閉開關(guān)。稱量筒內(nèi)剩余砂的質(zhì)量m4ˊ，準(zhǔn)確至1g。（6）取出試洞中的量砂。（7）如試洞中有較大孔隙，量砂可能進(jìn)入孔隙時(shí)，則應(yīng)按試洞外形，松弛地放入一層紗布。然后進(jìn)行灌砂工作。4．結(jié)果整理（1）按下式計(jì)算填滿試洞所需的質(zhì)量mb（g）：灌砂時(shí)試筒上放有基板的情況：mb=m1—m4—（m5—m6）灌砂時(shí)試洞上不放基板的情況：mb=m1—m4ˊ—m2式中：m1——灌砂入試洞前筒內(nèi)砂質(zhì)量，g；m2——灌砂筒下部圓錐體內(nèi)砂的平均質(zhì)量，g；m4、m4ˊ——灌砂入試洞后，筒內(nèi)剩余砂質(zhì)量，g；（m5—m6）——灌砂筒下部圓錐體內(nèi)及基板和粗糙表面間砂的總質(zhì)量，g。（2）按下式計(jì)算試驗(yàn)地點(diǎn)土的濕密度ρ（g/cm3）：式中：mt——試洞中取出的全部土樣的質(zhì)量，g；mb——填滿試洞所需砂的質(zhì)量，g；ρs——量砂的密度，g/cm3。（3）按下式計(jì)算土的干密度ρd（g/cm3）：2、比重試驗(yàn)（試驗(yàn)步驟）比重是土粒在105—110度下烘干后及同體積4度純水質(zhì)量之比。數(shù)值上等于土粒密度?？梢韵铀俣葞淼挠绊?，是無量綱量。主要用來計(jì)算孔隙比和進(jìn)行分類。方法有：比重瓶法、浮稱法、虹吸筒法。(1)比重瓶法適用于粒徑小于5mm的土。比重瓶的校正：恒溫水槽調(diào)至5OC或10OC，防入裝了純水的比重瓶，待水溫穩(wěn)定后，稱瓶和水的總質(zhì)量。以5OC一級(jí)調(diào)節(jié)水溫，每個(gè)水溫下稱瓶和水的總質(zhì)量兩次取平均值，且差值不得大于0.002g。繪制溫度及瓶和水總質(zhì)量的關(guān)系曲線。試驗(yàn)步驟：100ml比重瓶烘干，裝入15g干土（50ml瓶12注入一半水，搖動(dòng)并用砂浴煮沸是為了去掉土中的空氣，砂和低液限粘土大于30分鐘，高液限粘土不少于60分鐘。注滿水稱瓶水土總重量，立即測出瓶內(nèi)水的溫度，準(zhǔn)確至0.5OC,根據(jù)測得溫度，從已繪制溫度及瓶、水總重關(guān)系曲線中查得瓶水總質(zhì)量。對含有一定量的可溶鹽、不親水膠體或有機(jī)質(zhì)的土，必須用中性液體（如煤油）測定，并用真空排除土中氣體，真空表讀數(shù)宜為100Kpa抽氣時(shí)間1~2小時(shí)（直至懸液無氣泡）本試驗(yàn)稱量應(yīng)準(zhǔn)確至0.001g計(jì)算：Gs=ms/(m1+Ms-M2)*GWT注意事項(xiàng)：

對于有可溶性鹽或有機(jī)質(zhì)的土樣，可用中性液體代替純水，用真空抽氣代替煮沸法。3、砂的相對密度試驗(yàn)：適用于透水性良好的無粘性土僅僅用密度（孔隙比）不能完全說明砂土的狀態(tài)，只有相對密度才能解釋砂的緊密程度。

（1）最大干密度試驗(yàn)（最小孔隙比）

儀器設(shè)備：最小孔隙比試驗(yàn)設(shè)備（包括最小孔隙比、金屬容器、振動(dòng)叉、擊錘等），天平：稱量5Kg，感量1g1）最大孔隙比的測定A、取代表性試樣1.5㎏，風(fēng)干，并拌和均勻。B、將錐形塞桿自漏斗下口穿入，向上提起，使錐體堵住漏斗管口，放入體積為1000㎝3量筒中，使其下端及量筒底相接。C、稱取試樣700g，倒入漏斗中，將漏斗及塞桿同時(shí)提高，移動(dòng)塞桿使錐體略離開管口，管口應(yīng)經(jīng)常保持高出砂面約1~2cm，使試樣落入量筒中。D、取出漏斗及錐形塞，將砂面拂平，測讀砂樣體積，估讀至5㎝3。E、用手掌堵住筒口，將量筒倒轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)動(dòng)試驗(yàn)，回到原來位置，記下體積的最大值，估讀至5㎝3。（2）最小孔隙比的測定取代表性試樣4㎏，風(fēng)干，并拌和均勻。分3次倒入容器進(jìn)行振擊，先取試樣600~800g倒入1000㎝3容器中，用振動(dòng)儀敲打容器兩側(cè)，用擊錘于試樣表面錘擊，直至砂樣體積不變?yōu)橹?。如用電?dòng)最小孔隙比儀則開動(dòng)電機(jī)進(jìn)行振擊。重復(fù)第B步驟進(jìn)行后二次加土的振動(dòng)和錘擊，第三次加土?xí)r應(yīng)先在容器口上安裝套環(huán)。最后一次振畢，取下套環(huán)，用倒削出多余試樣，稱量，準(zhǔn)確至1g，計(jì)算其最小孔隙比。結(jié)果整理按下式計(jì)算最小及最大干密度：式中：dmin—最小干密度，g/㎝3；dmax—最小干密度，g/㎝3；m—試樣質(zhì)量，g；Vmax—試樣最大體積；㎝3。Vmin—試樣最大體積；㎝3。按下式計(jì)算最大及最小孔隙比：式中：emax—最大孔隙比；emin—最小孔隙比；Gs—土粒比重；按下式計(jì)算相對密實(shí)度：式中：Dr—相對密實(shí)度；eo—天然孔隙比或填土的相應(yīng)孔隙比；d—天然干密度或填土的相應(yīng)干密度，g/㎝3。最小及最大干密度應(yīng)進(jìn)行二次平行試驗(yàn)，取其平均值，其平行差值不得大于0.03g/cm注意事項(xiàng)：（1）測最大干密度時(shí)用最優(yōu)含水率（4%~10%附近）的砂樣。測最小干密度試驗(yàn)用干試樣。（2）容器內(nèi)徑對結(jié)果有影響，內(nèi)徑越大，測得的干密度越大。第四章顆粒分析試驗(yàn)了解：土的顆粒分級(jí)的概念；篩分析法、密度計(jì)法和移液管法的基本原理；引起試驗(yàn)誤差的原因。熟悉：篩分析法、密度計(jì)法的儀器設(shè)備掌握：各種試驗(yàn)適用土類及應(yīng)用；篩分析法、密度計(jì)法的試驗(yàn)操作方法和數(shù)據(jù)整理方法。顆粒分析是測定土中各不同粒徑的粒組質(zhì)量占總質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)的方法。是各粒組的相對百分比含量?？梢詫ν吝M(jìn)行分類，判斷工程性質(zhì)。試驗(yàn)成果可以畫成粒徑分布曲線。橫坐標(biāo)為粒徑的對數(shù)值，縱坐標(biāo)為小于某粒徑的土粒含量占總量的比例，曲線平緩說明：粒徑相差不大，級(jí)配好，易于壓實(shí)。由此可計(jì)算某以粒徑組的含量。砂土從曲線上可以計(jì)算兩個(gè)有用的指標(biāo)。不均勻系數(shù)Cu和曲率系數(shù)Cc（P45）。Cu＝d60/d10（反映土粒分布范圍）Cc＝d302/d10d60（反映土粒分布形狀）d10、d30、d60—小于某粒徑的土粒含量分別為10％、30％、60％的粒徑。如果不均勻系數(shù)Cu≥5，同時(shí)曲率系數(shù)Cc＝1—3，那么該土級(jí)配好。同一類土級(jí)配均勻的比不均勻的壓實(shí)干密度要低查得某土樣顆粒級(jí)配曲線上A點(diǎn)(0.5mm,76%)和B點(diǎn)(0.3mm，58%)，則該土中粒徑為0.3-0.5mm的土重占總干土重的百分?jǐn)?shù)為(18%)方法主要有：篩分法、密度計(jì)、移液管法篩分法：適用于0.075mm<d≦60mm的土。密度計(jì)、移液管法：適用于d<0.075的土。篩分析法：適用于粒徑小于等于60mm，大于0.074mm的土試驗(yàn)步驟首先將試樣過2毫米的篩分成粗粒和細(xì)粒兩組；如果粗粒組含量少于10％則不需要在分析粗粒組；如果細(xì)粒組含量少于10％則不需要分析細(xì)粒組，如果量大則可四分法后再進(jìn)行篩分，篩分搖震時(shí)間一般為10—15分鐘。

注意事項(xiàng)：

當(dāng)小于2mm的顆粒用四分法取樣時(shí)，結(jié)果為（P48）：

X＝100ap/b（一）篩分法適用范圍：適用于分析粒徑大于0.074mm2．儀器精度:標(biāo)準(zhǔn)篩：孔徑0.074~60mm一套。天平：稱量5000g、感量5g；稱量1000g、感量1g；稱量搖篩機(jī)其它：烘箱、篩刷、木碾等。3．試驗(yàn)步驟（1）對于無粘聚性的土：按規(guī)定稱取試樣，將試樣分批過2mm將大于2mm的試樣從大到小的次序，通過大于22mm篩下的土如數(shù)量過多，可用四分法縮分至100～800g。將試樣從大到小的次序通過小于由最大孔徑的篩開始，順序?qū)⒑Y取下，在白紙上用手輕叩搖晃，至每分鐘篩下數(shù)量不大于該級(jí)篩余質(zhì)量的1%為止。分級(jí)稱量。篩后各級(jí)篩上和篩底土總質(zhì)量及篩前試樣質(zhì)量之差不應(yīng)大于1%（2）對于含有粘土粒的砂礫土：將土樣放在橡皮板上，用木碾將土團(tuán)碾散，拌和、烘干、稱重。稱取試樣，放于瓷盆并加入清水浸泡。將浸泡后的混合液過2mm篩，邊沖邊洗，至篩上只留大于2通過2mm篩下的混合液過0.074mm篩，邊沖邊洗，至篩上只留大于將第③、④項(xiàng)烘干后的土粒合在一起，放入套篩進(jìn)行篩分，稱取各篩的篩余量。結(jié)果整理按下式計(jì)算小于某粒徑顆粒質(zhì)量百分?jǐn)?shù)：X=×100式中：X——小于某粒徑顆粒質(zhì)量百分?jǐn)?shù)，%A——小于某粒徑的顆粒質(zhì)量,gB——試樣的總質(zhì)量，g當(dāng)小于2mm的顆粒用四分發(fā)縮分取樣時(shí)，試樣中小于某粒徑的顆粒質(zhì)量占總土質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)：X=×p×100式中：a——通過2mm篩的試樣中小于某粒徑的顆粒質(zhì)量，—過2mm篩的土試樣中所取試樣的質(zhì)量，—徑小于2mm在半對數(shù)坐標(biāo)紙上，以小于某粒徑的顆粒質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為縱坐標(biāo)，以粒徑（mm）為橫坐標(biāo)，繪制顆粒大小級(jí)配曲線，求出各粒組的顆粒質(zhì)量百分?jǐn)?shù)。密度計(jì)法(試驗(yàn)步驟)

（1）司篤克原理：土顆粒在水中開始使加速運(yùn)動(dòng)，由于受到水粘滯阻力作用最后會(huì)等速下沉，粒徑太大太小都不適用。

（2）試驗(yàn)原理：粒徑為d的顆粒以速度v經(jīng)過時(shí)間t后，下降距離為L=vt,粒徑大于d的下降距離肯定大于L，所以L平面以上只有粒徑小于d的顆粒，測出此處的比重及原來的比重相比較，即可求出粒徑小于d的顆粒百分?jǐn)?shù)。（顆粒越大下沉越快）均勻的懸液，在土顆粒下沉過程中，用密度計(jì)在懸液里測讀出對應(yīng)于不同時(shí)間的不同懸液密度，，根據(jù)密度讀數(shù)和土顆粒下沉?xí)r間，計(jì)算出小于某一粒徑的顆粒占總土樣的百分比試驗(yàn)開始：土樣首先進(jìn)行分散處理，如果易溶鹽含量大于0.5%還需要洗鹽處理，然后風(fēng)干備樣取代表性土樣100g，測定風(fēng)干含水量稱風(fēng)干土樣30g，注入200ml蒸留水中，浸泡過夜將浸泡過的懸液過0.074mm篩，煮沸40min冷卻后倒入量筒加入分散劑4%r濃度六偏磷酸鈉10ml進(jìn)行分散土粒，再注入蒸留水1000ml；上下攪拌各30次共1分鐘，使土顆粒在水中均勻分布；將密度計(jì)放入液體10—20秒后讀數(shù)。密度計(jì)的作用：測量懸液密度；測量土粒沉降的距離。校正：當(dāng)懸液不等于20度時(shí)，溫度計(jì)要進(jìn)行校正。甲乙密度計(jì)的可讀和分度值范圍。（P49）當(dāng)含鹽量大于0.5％時(shí)需要洗鹽。第五章?lián)魧?shí)試驗(yàn)（試驗(yàn)步驟）壓實(shí)可以使土體強(qiáng)度增加、變形減小、滲透降低。土的壓實(shí)及含水量、壓實(shí)功、壓實(shí)方法密切相關(guān)。擊實(shí)試驗(yàn)可求得最大干密度ρdmax和最優(yōu)含水量wop?？梢杂脕碛?jì)算壓實(shí)度（ρd/ρdmax）。擊實(shí)不是固結(jié)也不是壓縮過程，而是在不排水條件下顆粒重組（排列）的過程，可減少土的塑性變形和滲透系數(shù)。主要影響因素：含水率、擊實(shí)功、土種類、級(jí)配、粗粒含量等。擊實(shí)（曲線）特征原理：含水率低時(shí)，土粒表面含水層薄，土粒錯(cuò)動(dòng)困難土粒任意排列，干密度低；含水率增加后，吸水層厚，土粒易于錯(cuò)動(dòng)，土粒定向排列，干密度增加。當(dāng)含水率增加到某值后，由于封閉氣泡在土體內(nèi)，擊實(shí)功消耗在孔隙氣體上。體積不再變化。試驗(yàn)注意事項(xiàng)：（1）應(yīng)根據(jù)塑限確定加水量。使得含水量一個(gè)在塑限附近，另外分別有2個(gè)試樣含水量大于和小于塑限，且各個(gè)試樣之間相差2％—3％。如9％、11％、13％（塑限）、15％、17％。然后浸潤一夜。（2）筒壁應(yīng)涂油便于脫模，分層擊實(shí)時(shí)應(yīng)進(jìn)行刨毛處理。（3）最后一層擊實(shí)高出筒應(yīng)小于5毫米（輕型）或6(4)擊實(shí)曲線及飽和曲線不應(yīng)該相交。(5)壓實(shí)功不同，求得最大干密度和最優(yōu)含水量也不同。（擊實(shí)功越大，最大干密度值越大，最優(yōu)含水量值越?。?。當(dāng)含水率很高時(shí)，提高擊實(shí)功效果不大。（6）擊實(shí)筒有大小之分試驗(yàn)，大擊實(shí)筒（內(nèi)徑15.2cm）適用于粒徑小于38mm顆粒，小擊實(shí)筒（內(nèi)徑10.0cm）適用于粒徑小于25mm顆粒。

一般用大擊實(shí)筒，輕重型區(qū)別：

輕型:錘重2.5落高30擊數(shù)27；重型:錘重4.5落高45擊數(shù)98。

（7）試樣分為：干法和濕法最大干密度:干法大于濕法

最優(yōu)含水量:干法小于濕法。

粘土試樣不宜用烘干試樣。

（8）加水量公式(P57)：

m=mo(W-Wo)/(1+Wo)

(式中mo、Wo分別表示土現(xiàn)在的質(zhì)量和含水量，m、W表示需要加水的質(zhì)量和要達(dá)到的含水量)。（9）無粘性土擊實(shí)曲線在含水較小含水率時(shí)，由于假粘聚力的存在，擊實(shí)功消耗在克服假粘聚力上，出現(xiàn)最小干密度。隨著含水率的增加，假粘聚力消失，得到了較高的干密度。因此無粘性土的填筑需要不斷加水才能壓實(shí)。（無粘性土填筑一般通過相對密度來控制）（10）兩次試驗(yàn)密度差值應(yīng)小于0.05g/cm3。

（11）壓實(shí)度計(jì)算：P＝ρds/ρdmax(12)塑性指數(shù)越高，其最大干密度越小。一）擊實(shí)試驗(yàn)方法類型（下表）：試驗(yàn)方法類別錘底直徑（cm）錘質(zhì)量（kg）落高（cm）試洞尺寸層數(shù)每層擊數(shù)擊實(shí)供功（KJ/㎝3最大粒徑(mm)內(nèi)徑（cm）高（cm）容積（㎝3）輕型Ⅰ法Ⅰ.152.5301012.7997327598.225Ⅰ.252.53015.2122177359598.238重型Ⅱ法Ⅱ.154.5451012.79975272687.025Ⅱ.254.54515.21221773982677.238（二）所用儀器精度要求：標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)儀：根據(jù)工地需要選擇輕型、或重型。天平：1000g、感量0.01g；10kg感量5g土工篩、拌和工具、脫模器等。（三）試驗(yàn)步驟：試樣制備：按四分法至少準(zhǔn)備5個(gè)試樣，每樣稱量：對小試筒為3kg，對大試筒為6.5kg，分別加入不同水分（按2～3％含水量遞增），拌勻后悶料一夜備用。試樣擊實(shí)：將擊實(shí)筒放在堅(jiān)硬的地面上，將制備好的試樣按所選擊實(shí)方法分3或5層倒入筒內(nèi)，每層按規(guī)定的擊實(shí)次數(shù)進(jìn)行擊實(shí)，每一層擊完后，將試樣表面“拉毛”，后裝入土進(jìn)行下層擊實(shí)，最后一層要求擊實(shí)后余土高度不超過試筒頂?shù)?mm。取下試筒，用修土刀刮平試模頂、底面。稱量試模和模內(nèi)土樣重量。用脫模器脫出土樣，取中間處土樣測含水量。重復(fù)上述第2~5步驟，將所備不同預(yù)定含水量的土樣擊完。（四）結(jié)果整理：1.按下式計(jì)算擊實(shí)后各點(diǎn)的干密度式中：—擊實(shí)后土的干密度g/cm3—擊實(shí)后土的濕密度g/cm3ω—擊實(shí)后土的含水量，％2．以干密度為縱坐標(biāo)，含水量ω為橫坐標(biāo)，繪制—ω關(guān)系曲線，曲線上峰值點(diǎn)的縱、橫坐標(biāo)分別為最大干密度和最佳含水量。如曲線不能繪出明顯的峰值，應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)點(diǎn)或重做

例題1擊實(shí)試驗(yàn)時(shí)有試樣2006g，含水量為10.2％，如果要得到含水量為13.2%的試樣，加水多少？

解：m=mo(W-Wo)/(1+Wo)

＝2006x(13.2%-10.2%)/(1+10.2%)=54.6g第六章滲透固結(jié)試驗(yàn)1、滲透試驗(yàn)（試驗(yàn)步驟）

滲透是水在孔隙中的流動(dòng)，水力坡降越大滲透力越大。滲透系數(shù)K是指：水力坡降為1時(shí)水的滲透速度。根據(jù)達(dá)西定律來確定。試驗(yàn)分為兩種：常水頭試驗(yàn)：適于粗粒土（砂性土）。測定在固定水位差下一定時(shí)間內(nèi)的滲透量。滲透性大小主要取決于土的粒徑和級(jí)配。(水流的快，如滲透量固定，時(shí)間難控制)。變水頭試驗(yàn)：適于細(xì)粒土（粘性土）。測定在固定的滲透量下所需要的時(shí)間。達(dá)西定律的滲透屬于層流，由于細(xì)粒土在起始比降以前、粗粒土在某一比降以后不屬于層流，因此不適用達(dá)西定律。常水頭試驗(yàn)儀器設(shè)備：常水頭滲透儀，錘，秒表、天平試驗(yàn)步驟：取土樣3~4kg稱量準(zhǔn)確至1.0g，測風(fēng)干含水量土樣分層裝入圓筒，每層厚2~3cm，用木錘輕輕擊實(shí)到一定厚度，以控制孔隙比。如粘粒土多則需要鋪2厘米的粗砂以防止細(xì)粒沖走；每層都需要從底部充水飽和；至試樣表面高出上測壓孔3~4cm，量出試樣頂面至筒頂高度。計(jì)算試樣高度。稱剩余土質(zhì)量，準(zhǔn)確至0.1g。試樣上面鋪1—2厘米測壓管應(yīng)及溢水孔齊平,否則說明儀器有氣。變水頭試驗(yàn)飽和從試樣上部進(jìn)行；試驗(yàn)在固定的滲透量不同水位差下進(jìn)行5-6次。注意事項(xiàng)：1）試驗(yàn)用水：進(jìn)行脫氣，或者使用土中的天然水。2）水溫：比試樣溫度高3—4度,防止試樣出現(xiàn)氣泡。3）不同壓實(shí)度的試樣滲透系數(shù)不同，因此試驗(yàn)必須是在設(shè)計(jì)密度下測定。4）土的滲透速并不是實(shí)際流動(dòng)的速度。5）保證試驗(yàn)效果措施：煮沸脫氣、充分飽和、測壓管水位穩(wěn)定后記錄水位2、固結(jié)試驗(yàn)（試驗(yàn)步驟）

主要儀器：環(huán)刀、加壓設(shè)備、百分表、秒表

由于應(yīng)力作用引起土應(yīng)變隨時(shí)間變化的過程叫固結(jié)。土體固結(jié)及滲透性有密切關(guān)系?？梢缘玫綁嚎s指標(biāo)（P64）。

本試驗(yàn)是單向固結(jié)試驗(yàn)，在壓縮儀中指產(chǎn)生豎向壓縮無側(cè)向變形。假定（P15）：

（1）土體是飽和的。

（2）壓縮是由于孔隙體積的減小。

（3）排水在豎向發(fā)生。

（4）符合達(dá)西定律。

（5）荷載是均勻的一次施加有效應(yīng)力：通過土體顆粒的接觸面?zhèn)鬟f的應(yīng)力。

孔隙水應(yīng)力：飽和土體中由孔隙水來承擔(dān)或傳遞的應(yīng)力。

附加有效應(yīng)力：是固結(jié)過程中有效應(yīng)力的增量。

超孔隙水應(yīng)力：是固結(jié)過程中孔隙水應(yīng)力的增量。它們及附加應(yīng)力有關(guān)系。固結(jié)過程（如吹填土的固結(jié)）是超孔隙水應(yīng)力和附加有效應(yīng)力轉(zhuǎn)化的過程，固結(jié)試驗(yàn)的數(shù)學(xué)表達(dá)式：

p=ｕ+σ‘＝ｕ↘+σ’↗=σ’＝σ

（孔隙水壓力是存在的，但超孔隙水壓力不存在了）。

固結(jié)度：是指在某一固結(jié)應(yīng)力作用下，經(jīng)過某一時(shí)間后土體發(fā)生固結(jié)或孔隙水應(yīng)力消散的程度，公式為U=St/S。為了實(shí)用，將不同固結(jié)應(yīng)力分布情況下土層的平均固結(jié)度及時(shí)間因數(shù)之間繪成曲線，供查找。如果知道了最終沉降量，那么可以求某一沉降量的值或其所需要的時(shí)間。

固結(jié)試驗(yàn)是根據(jù)太沙基固結(jié)理論建立的。試驗(yàn)方法主要有：

（1）常規(guī)固結(jié)試驗(yàn)每級(jí)加荷時(shí)間為24小時(shí)，加荷率為1（即每級(jí)壓力比上一級(jí)增加1倍）。

（2）快速固結(jié)試驗(yàn)

砂性土加荷時(shí)間每級(jí)1小時(shí)，粘性土2小時(shí)。最后一級(jí)應(yīng)為24小時(shí)。（3）前期固結(jié)壓力試驗(yàn)

主要是最后一級(jí)加荷應(yīng)大于前期固結(jié)壓力或自重壓力的5倍以上，采用e-lgP曲線測定。

注意事項(xiàng)：

1）試樣兩端應(yīng)放置濾紙和透水石。

2）加荷前應(yīng)預(yù)加1kpa的力使得儀器結(jié)合緊密。

3）若為飽和試樣應(yīng)在容器內(nèi)注滿水，非飽和試樣應(yīng)用棉紗圍住透水石避免水分蒸發(fā)。

4）若需要確定前期固結(jié)壓力，加荷率應(yīng)小于1，最后一級(jí)應(yīng)大于1000kpa，使曲線末端出現(xiàn)直線段。5）由增加的有效應(yīng)力產(chǎn)生的固結(jié)為主固結(jié)，應(yīng)力不變化下產(chǎn)生的固結(jié)為次固結(jié)。

6）固結(jié)時(shí)間t及時(shí)間因數(shù)T、土層厚度H、固結(jié)系數(shù)Cv之間的關(guān)系有：

t=TH2/Cv如果是雙面排水，H應(yīng)取土層厚度的一半。固結(jié)度相同時(shí)，時(shí)間因數(shù)T也相同。

可見固結(jié)時(shí)間及試樣厚度平方成正比。因此單面排水是雙面排水時(shí)間的4倍。

7）土體中實(shí)際滲透速度比理論的要小。

8）若只測壓縮系數(shù)，則穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)為每級(jí)荷載下試樣變化小于0.05mm/h.若需測固結(jié)系數(shù)，則穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)一般為每級(jí)荷載24小時(shí)。例題1已知用2厘米厚試樣做雙面排水試驗(yàn)，達(dá)到某一固結(jié)度時(shí)用8分鐘時(shí)間，那么同樣土樣如果厚為8米時(shí)，達(dá)到相同固結(jié)度需多長時(shí)間？

解：公式：t=TH2/Cv

由于兩者試樣和固結(jié)度（決定時(shí)間因數(shù)）均相同，故Cv、T也均相同，雙面排水取厚度的一半，兩者T/Cv比值相同，則：

第七章抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)1、土的抗剪強(qiáng)度理論（1）莫爾圓（三軸剪切原理）在三軸壓力作用下，在土體內(nèi)任何一個(gè)平面上都作用著一個(gè)合應(yīng)力，可以分解法向應(yīng)力σ和切向應(yīng)力τ，如果某一個(gè)平面上只有法向應(yīng)力而沒有切向應(yīng)力，則該平面稱為主應(yīng)力面。由材料力學(xué)可知：一個(gè)微小單元體（立方體）的三個(gè)主應(yīng)力面是正交的，則三個(gè)主應(yīng)力σ1、σ2、σ3也是正交的。其中最大最小的主應(yīng)力分別就是σ1、σ3（利用P18公式可進(jìn)行換算）。利用大小主應(yīng)力可以畫出莫爾圓。莫爾圓示意圖（2）庫侖定律（直剪試驗(yàn)原理）土體中任何一個(gè)滑動(dòng)面上存在著庫侖定律，近似直線表示：τ＝C+σtgΦτ—土的抗剪強(qiáng)度

C—土的粘聚力

σ—滑動(dòng)面的法向應(yīng)力

Φ—內(nèi)摩擦角

通過剪切試驗(yàn)可以得到不同法向應(yīng)力σ下的抗剪強(qiáng)度，把它們繪制在坐標(biāo)上,得到直線的截距和傾角就是該土的C和Φ。（3）極限平衡和強(qiáng)度理論

利用庫侖直線和莫爾圓判斷土體是否破壞！看圖：如果利用土體試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以得到庫侖定律直線，那么根據(jù)土體存在的狀態(tài)數(shù)據(jù)畫出的莫爾圓C及直線相交，那么土體已經(jīng)破壞，如果莫爾圓B相切則是極限狀態(tài)，如果是莫爾圓A則沒有破壞，或者說數(shù)據(jù)點(diǎn)在直線外側(cè)則破壞了，內(nèi)側(cè)沒有破壞。同時(shí)可得到：土中某點(diǎn)破壞時(shí)，及中主應(yīng)力σ2無關(guān)。破壞面及大主應(yīng)力作用面（σ1）夾角為α＝45＋Φ/2。

有關(guān)土的極限平衡狀態(tài)的說法：

1.莫爾應(yīng)力圓及抗剪強(qiáng)度線相切，土體達(dá)到極限狀態(tài)。

2.土中任意面達(dá)到抗剪強(qiáng)度時(shí)，土體處于極限平衡狀態(tài)。

3.剪切破壞面及最大剪應(yīng)力作用面有夾角（α＝45＋Φ/2）。

4.土體剪切破壞只有莫爾應(yīng)力圓及抗剪強(qiáng)度線相切后才發(fā)生。例題1：設(shè)地基土的內(nèi)摩擦角Φ為30，粘聚力C為10，地基中某點(diǎn)的大小主應(yīng)力σ1、σ3分別是138.4、100，問該點(diǎn)是否已經(jīng)破壞？根據(jù)C和Φ確定庫侖直線和莫爾圓。據(jù)圖計(jì)算得到OA=[CctgΦ+(σ1+σ3)/2]sinΦ=68.2>莫爾圓的半徑=19.2。因此可確定該地基土處于穩(wěn)定狀態(tài)。直接剪切試驗(yàn)繪制剪應(yīng)力隨位移變化的曲線，確定抗剪強(qiáng)度，然后畫出法向應(yīng)力及抗剪強(qiáng)度的直線關(guān)系，即可確定粘聚力和內(nèi)摩擦角兩個(gè)強(qiáng)度指標(biāo)。

儀器有應(yīng)力控制和應(yīng)變控制式兩種。一般用應(yīng)變控制式。

剪切方法有：快剪、固結(jié)快剪和慢剪。剪切強(qiáng)度指標(biāo)可以估算地基承載力、評價(jià)土體穩(wěn)定性、計(jì)算地基沉降量?？旒簦菏汉罅⒓纯焖偌羟校?—5分鐘破壞），不發(fā)生固結(jié)（需放置不透水設(shè)施，周圍涂凡士林）。多用于滲透系數(shù)小于10-6cm/s的粘性土。2）固結(jié)快剪

固結(jié)后立即剪切，剪切過程中不固結(jié)。適用滲透系數(shù)小于10-6cm/s的粘性土和砂性土（砂土即使施工速度很快，土體也會(huì)很快就排水固結(jié)完成）。用來模擬已經(jīng)完全固結(jié)后又突然施加荷載的情況。

3）施加壓力經(jīng)過3—16個(gè)小時(shí)固結(jié)，然后再剪切約1—4小時(shí)。實(shí)際工程中很少。所測得強(qiáng)度指標(biāo)可用于有效應(yīng)力的分析。儀器設(shè)備：應(yīng)變控制直剪儀、環(huán)刀、測微表、秒表、天平試驗(yàn)步驟環(huán)刀切取試樣，稱重，測出密度，四塊試樣的密度誤差不大于0.03g/cm3擦盒內(nèi)壁，上下盒對準(zhǔn)，插入固定銷,在下盒透水石上放一張濾紙環(huán)刀刃口向下放好，試樣上面按順序放濾紙和透水石，然后用推土器將試樣平穩(wěn)推入上下盒中，移去環(huán)刀。依次放上傳壓板、鋼珠、和加壓板，按規(guī)定加垂直荷重（一般一組四次試驗(yàn)，建議采用100、200、300、400Kpa）順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)手輪至鋼珠剛好及量力環(huán)接觸,調(diào)整測微計(jì)讀數(shù)為零開動(dòng)秒表,拔除固定銷,以每分鐘4～12轉(zhuǎn)均勻速率轉(zhuǎn)動(dòng)手輪(6轉(zhuǎn)為宜),使試樣在3～５ｍｉｎ內(nèi)剪損，每轉(zhuǎn)一圈記錄讀數(shù)一次，指針不在前進(jìn)或有后退，說明試樣已經(jīng)剪損。如一直指針緩慢前進(jìn)，說明不出現(xiàn)峰值，則破壞以變形達(dá)４ｍｍ時(shí)為止取出試樣。重復(fù)上述步驟，做其他垂直壓力下的剪切試驗(yàn)。結(jié)果整理抗剪強(qiáng)度：τf=C0RC0：量力環(huán)率定系數(shù)；R：量力環(huán)測微表最大讀數(shù)剪切位移量的計(jì)算：△L=20nRn:手輪轉(zhuǎn)數(shù)注意事項(xiàng)：1）滲透系數(shù)大于10-6cm/s的不能做快剪試驗(yàn)。

2）剪切標(biāo)準(zhǔn)：一種是有峰值。二是剪切曲線上無峰值出現(xiàn)，則應(yīng)使位移達(dá)到6mm，取剪切位移為4mm時(shí)的剪應(yīng)力為抗剪強(qiáng)度。三是介于二者之間，可測記手輪轉(zhuǎn)數(shù)及量力環(huán)相應(yīng)讀數(shù)，以便繪制剪應(yīng)力—3）固結(jié)快剪和慢剪時(shí)主固結(jié)完成的標(biāo)準(zhǔn)是變形小于0.005mm/h。4）抗剪強(qiáng)度：正常固結(jié)：快剪<固結(jié)快剪<慢剪。

超固結(jié)：固結(jié)快剪最大5）及剪切速率有關(guān)，越快強(qiáng)度越大。（不考慮固結(jié)）

6）飽和粘性土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)及排水條件和剪切速率有關(guān)，及孔隙水壓力、試樣大小無關(guān)。（注意：無粘性土的粘聚力為0）.4、無側(cè)限抗壓強(qiáng)度儀器設(shè)備：應(yīng)變控制式允許膨脹壓縮儀、切土器、重塑筒、量表、天平、秒表試驗(yàn)步驟：原狀土按天然層次方向放在桌上，細(xì)心切削。要求端面平整及側(cè)面垂直上下均勻試件直徑和高度及重塑筒相同，一般直徑為4.0cm,高度為10.0cm.。直徑及高度比2.0~2.5之間立即稱重，準(zhǔn)確0.1g,取余土測含水量在試樣兩端以及側(cè)面涂凡士林。防止水分蒸發(fā)放試件，對零點(diǎn)以每分鐘軸向應(yīng)變1％～３％的速度轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，使實(shí)驗(yàn)在８～２０min內(nèi)完成。應(yīng)變在３％以前，每０.５％應(yīng)變記讀數(shù)一次，應(yīng)變達(dá)３％以后每１％應(yīng)變記百分表讀數(shù)一次當(dāng)讀數(shù)達(dá)到峰值或讀數(shù)達(dá)到穩(wěn)定，再繼續(xù)剪３％～５％應(yīng)變值可停止，如無峰值，則軸向應(yīng)變達(dá)２５％時(shí)即可停止。試驗(yàn)結(jié)束，取下試樣描述破壞情況當(dāng)需要測靈敏度時(shí)，將破壞的試件去掉表面凡士林，再加少許余土，包以塑料布，用手搓捏，破壞其結(jié)構(gòu)，重塑為圓柱形，放入重塑筒，成及前尺寸相等。重復(fù)上述步驟試驗(yàn)成果整理：計(jì)算試件平均直徑Ｄ０＝（Ｄ１+２Ｄ２+Ｄ３）/４Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３：試件上中下各部位直徑計(jì)算試件的軸向應(yīng)變軸向應(yīng)變?chǔ)牛健鳎瑁瑁拜S向變形△ｈ＝ｎ△L－Ｒｈ０：試件起始高度；ｎ：螺桿上升轉(zhuǎn)數(shù)；Ｒ：量表讀數(shù)，0.01mm（化為cm代入）；△L螺桿上升以轉(zhuǎn)的垂直距離。計(jì)算試件平均斷面積校正后的面積Aa＝Ａ0/（1-ε）Ａ0：試驗(yàn)前試件面積計(jì)算試件所受的軸向應(yīng)力σ＝Ｃ*Ｒ／ＡａＣ：量力環(huán)校正系數(shù)繪制應(yīng)力－應(yīng)變曲線注意事項(xiàng)：在試樣兩端以及側(cè)面涂凡士林。試驗(yàn)時(shí)如有峰值出現(xiàn)，則剪到3％—5％軸向應(yīng)變時(shí)可停止，如無峰值出現(xiàn)則應(yīng)剪到25％軸向應(yīng)變時(shí)停止，取15％對應(yīng)值。破壞面是沿最軟弱面（但直剪試驗(yàn)不是）。對于脆性土，破壞面及水平面的夾角α＝45＋Φ/2。如果是飽和軟粘土（Φ＝0），則其不排水抗剪強(qiáng)度是無側(cè)限抗壓強(qiáng)度的1/2。靈敏度是原狀土及重塑土無側(cè)限抗壓強(qiáng)度的比值。公式（P71）為：S＝q/qˊ。兩土樣應(yīng)有相同的密度和含水量，重塑土樣應(yīng)立即進(jìn)行試驗(yàn)，防止強(qiáng)度恢復(fù)。5、三軸剪切試驗(yàn)使3—4個(gè)試樣（試樣高度及試樣直徑的比應(yīng)為2.0～2.5）分別在不用的圍壓（x、y、z三個(gè)方向）下施加變化的軸向壓力，直到破壞，確定抗剪強(qiáng)度參數(shù)（內(nèi)摩擦角和凝聚力）。該試驗(yàn)可控制排水條件，且剪切面不固定的。分3類：不固結(jié)不排水UU、固結(jié)不排水CU、固結(jié)排水CD（1）不固結(jié)不排水試驗(yàn)（UU）在試驗(yàn)中不允許排水，可得到總的或有效的強(qiáng)度參數(shù)和孔隙水壓力。其強(qiáng)度包線不是直線。

試驗(yàn)時(shí)如測力計(jì)出現(xiàn)峰值則剪切到5％軸向應(yīng)變就可停止，如無峰值應(yīng)剪切到15％—20％的軸向應(yīng)變。步驟：1、儀器的檢查。2、試樣的制備。3、試樣飽和。4、試樣的安裝。5、試樣剪切。（2）固結(jié)不排水試驗(yàn)（CU）試樣在某一壓力下固結(jié)，然后在不排水情況下剪切破壞。可得到總的或有效的強(qiáng)度參數(shù)和孔隙水壓力。步驟；1、試驗(yàn)前儀器檢量、試樣制備、試樣飽和按不固結(jié)不排水試驗(yàn)有關(guān)要求進(jìn)行。2。試樣安裝。3、試樣排水固結(jié)。4、試樣剪切。若土層薄，滲透性大，施工速度慢可采用此種方法。（3）固結(jié)排水試驗(yàn)（CD）試驗(yàn)中允許排水固結(jié)，可得到有效的強(qiáng)度參數(shù)。剪切過程中應(yīng)打開排水閥排水。CU及CD測得的有效應(yīng)力指標(biāo)差值較大。注意事項(xiàng)：1）試樣飽和分三種方法：抽氣法、水頭法、反壓力法。2）試樣的制備：原狀土用切土器即可。對擾動(dòng)試樣可以采用壓樣法和擊樣法，一般因?yàn)闀r(shí)間短多采用擊樣法，粘性土分5—8層制樣，粉質(zhì)土分3—5層制樣。3）剪切速率問題：

UU試驗(yàn)速率對強(qiáng)度影響不大（0.5%—1.0％）；CU試驗(yàn)相對要慢，并且粘性土(0.05%—0.1%)要比粉質(zhì)土(0.1%—0.5%)慢；CD試驗(yàn)要緩慢的剪切(0.003%—0.012%)。也就是說：UU>CU>CD。4）在不固結(jié)不排水試驗(yàn)中，當(dāng)主應(yīng)力差無峰值時(shí)，采用15％的軸向應(yīng)變時(shí)的應(yīng)力差值作為破壞值。

5）在排水固結(jié)CD試驗(yàn)中，孔隙水壓力消散95％時(shí)算作固結(jié)完成。

室內(nèi)測定土的抗剪強(qiáng)度可以用十字板剪切儀、直剪儀、三軸儀等，但無側(cè)限抗壓強(qiáng)度儀不是。第十章觸探試驗(yàn)（試驗(yàn)步驟）1、靜力觸探（CPT）

利用加壓和反力裝置將探頭壓入土中來測試土性質(zhì)的原位測試方法，可以測得錐尖側(cè)壁阻力、比貫入阻力和孔隙壓力（飽和土），來判定砂土、粉土、粘性土土層性質(zhì)（土層劃分畫柱狀圖、土類判別、土承載力、單樁承載力、變形模量、地基沉降量、液化判別、固結(jié)系數(shù)）。試驗(yàn)步驟：初次測試時(shí)，應(yīng)將探頭在地下1—2米處放30分鐘后提升5厘米讀數(shù)或調(diào)零，使探頭在不受壓狀態(tài)下及地溫平衡，即為初讀數(shù)貫入速度控制在0.5~1m/min每10厘米測一次數(shù)據(jù)，也可根據(jù)土層情況適當(dāng)增加，但不能超過25厘米。一般每2米提升10厘米一次進(jìn)行調(diào)零。注意事項(xiàng)：反力裝置可以利用地錨、重物或車輛自重。探頭有防水密封性，應(yīng)3個(gè)月標(biāo)定一次，傳感器應(yīng)至少3級(jí)精度，標(biāo)定時(shí)應(yīng)采用額定荷載的1/10或者1/20。標(biāo)定試驗(yàn)要分級(jí)加、卸荷載重復(fù)3次。標(biāo)定用的電纜和記錄儀應(yīng)該時(shí)現(xiàn)場實(shí)際使用的相同。通過標(biāo)定曲線可以確定的誤差有：標(biāo)定誤差、非線性誤差、重復(fù)性誤差、遲滯誤差、歸零誤差、溫飄室內(nèi)標(biāo)定不大于1%滿量程?，F(xiàn)場測試時(shí)的歸零誤差不得大于3%滿量程。測孔之間距離至少2米，平行試驗(yàn)要小于3米。三橋探頭（可測孔壓）在試驗(yàn)時(shí)不準(zhǔn)提升和碰撞探桿，防止破壞飽和狀態(tài)。分層時(shí)（P101），可根據(jù)測得的比貫入阻力的變動(dòng)范圍不超過一定值時(shí)作為一層；也可根據(jù)錐尖阻力，結(jié)合側(cè)壁阻力進(jìn)行分層；對于很薄的土層，如果測得的兩個(gè)大小比貫入阻力之比小于2，則可認(rèn)為時(shí)一層。2、動(dòng)力觸探(DPT)原理：利用落錘將探頭打入土中的難易程度，得到貫入度、錘擊數(shù)或探頭單位面積動(dòng)貫入阻力等來判定土性的方法。范圍：適用性廣泛，適用于強(qiáng)風(fēng)化、全風(fēng)化的硬質(zhì)巖石，各種軟質(zhì)巖石及各類土作用：主要用來確定探查土層、加固地基檢測、確定物理力學(xué)性質(zhì)（孔隙比、密實(shí)度、粉性土狀態(tài)）、地基和樁的強(qiáng)度、承載力和變形參數(shù)。據(jù)擊錘重量分為輕、中、重、超重型（P102）。常用的是輕型（適用粘性土等軟土）和重型（砂土及礫石等）。類型錘重（Kg）落距貫入標(biāo)準(zhǔn)貫入深度停止條件速度輕型N1010±0.250±2貫入30cm錘擊數(shù)4m，大于4m時(shí)可清孔后深入2mN10＞100或貫入0.15m盡量連續(xù)中型N2828±0.280±2貫入10cm錘擊數(shù)重型N63.563.5±0.576±2貫入10cm錘擊數(shù)12~16m連續(xù)3次N63.5＞50，若要繼續(xù)，可考慮使用超重型15~30超重型N120120±1100±2貫入10cm錘擊數(shù)20m15~25動(dòng)力觸探的影響因素：桿長校正、側(cè)壁影響校正、地下水位影響校正注意事項(xiàng)：（1）為保證探桿垂直，每探入1米，應(yīng)將探桿旋轉(zhuǎn)1.5圈，探入超過10米時(shí)，每0.2米旋轉(zhuǎn)一次。（2）在貫入過程中應(yīng)連連續(xù)進(jìn)行。錘擊速率控制在15—30擊/分鐘。（3）當(dāng)貫入擊數(shù)大于某一值時(shí)（如輕型大于100擊，重型大于50擊）可停止。重型連續(xù)大于50擊時(shí)可換超重型。（4）要進(jìn)行長桿、中型側(cè)壁等影響校正。地下水位影響校正公式為：N63.5＝1.1N′63.5+1.0孔壓觸探可對測得的阻力進(jìn)行修正。第十一章平板載荷試驗(yàn)（試驗(yàn)步驟）通過在一定尺寸的剛性承載板上分級(jí)加荷載，觀測壓力及變形的原位試驗(yàn)。主要應(yīng)用：（1）是確定地基承載力的準(zhǔn)確方法。（2）計(jì)算土的變形模量。（3）估算土的不排水抗剪強(qiáng)度和極限填土高度。1、一般技術(shù)要求（P111）（1）設(shè)備：承載板、加壓系統(tǒng)、反力系統(tǒng)、觀測系統(tǒng)。（2）一般承載板面積在0.25~0.5m2，對于軟土或填土應(yīng)相應(yīng)增大。（3）如果承載板在基坑底部，基坑寬度應(yīng)大于承載板寬度的3倍。（4）加荷方式：加荷值據(jù)壓縮性：低中土加50kpa，高土25kpa,軟土10kpa.1）慢速法：等荷載分級(jí)施加，荷載增量一般取預(yù)估土層極限荷載的1/8~1/10，或臨塑荷載的1/4~1/5。當(dāng)不易預(yù)估極限荷載時(shí)按下表。每10、10、10、15、15、30分鐘觀測沉降量，直到2小時(shí)內(nèi)每小時(shí)不超過0.1毫米可施加下級(jí)荷載。試驗(yàn)土層荷載增量Kpa淤泥，流塑粘性土，松散粉細(xì)砂小于15軟塑粘性土，心近沉積黃土，微密粉細(xì)砂15~25可塑~硬塑粘性土，黃土，中密粉細(xì)砂25~50堅(jiān)硬粘性土，密實(shí)粉細(xì)砂，中粗砂50~100碎石土，軟巖石，風(fēng)化石100~2002）快速法：每級(jí)荷載隔15分鐘觀測一次。每級(jí)荷載維持2小時(shí)，即可施加下一級(jí)荷載。3）等速沉降法：控制承載板以一定的速率沉降，觀測施加荷載值，直至試驗(yàn)達(dá)到破壞狀態(tài)。（5）破壞標(biāo)準(zhǔn)、試驗(yàn)終止條件(符合條件之一即可)1)荷載不變條件下，24小時(shí)的沉降速度不變或增大。2）承載板周圍隆起或有破壞性裂縫。3）相對沉降量（S/B）超過0.06~0.08（大于1/12）。2、資料整理（1）確定P—S曲線的臨塑壓力(Py)和極限壓力(Pu)。臨塑壓力：當(dāng)有直線段時(shí)，以直線段終點(diǎn)為準(zhǔn)；當(dāng)無直線段時(shí)，畫成雙對數(shù)曲線，以第一個(gè)拐點(diǎn)為準(zhǔn)?？梢宰鳛闃O限承載力使用。極限壓力：以曲線上第二個(gè)拐點(diǎn)或S/B=0.06的荷載或以破壞荷載的前一級(jí)荷載為準(zhǔn)。（2）地基承載力[σ]確定1）極限荷載法：極限荷載除以安全系數(shù)，f=Pu/k。2）比例極限法（強(qiáng)度控制法）:以臨塑荷載的值，f=Py。3）相對沉降法：如承載板面積在2500-5000平方厘米之間，則對于低壓縮性土取S/B=0.01—0.015為準(zhǔn)，對高壓縮性土，以S/B=0.02為準(zhǔn)（太沙基校正后）。（3）變形模量Eo

可按照公式由施加的壓力和沉降量計(jì)算。也可：用慢速法或修正后的直線段斜率確定排水的變形模量。用等速沉降法直線段斜率確定不排水的變形模量。3、注意事項(xiàng)1）

承載板影響范圍不超過其寬度的2倍，因此只能了解淺層地基土特性。2）對于透水性差的軟粘土由于加荷速度及實(shí)際差異大獲得的參數(shù)不準(zhǔn)確。3）一般得到的承載力比實(shí)際偏低些，變形模量也是近似的。第十二章標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)（SPT）是動(dòng)力觸探的一種，是將63.5±0.5kg的錘從76±2cm高把貫入器先打入土中15厘米，再計(jì)數(shù)打入土中30厘米的擊數(shù)，擊數(shù)大說明承載力高。適用于砂土和粘性土（不要飽和）。主要應(yīng)用（1）查明場地的地層剖面和各地層在垂直和水平方向的均勻程度及軟弱夾層。（2）判定地基承載力、變形模量、一級(jí)物理力學(xué)指標(biāo)。（3）預(yù)估單樁承載力和選擇樁尖持力層。（4）地基加固處理效果的檢驗(yàn)和施工監(jiān)測（5）判定砂土密實(shí)度及內(nèi)摩擦角、粘土稠度以及砂土地震液化的可能性。1、試驗(yàn)要求（1）要清楚孔底殘土干凈，廢土高度小于5cm。（2）如再水下進(jìn)行時(shí)，孔內(nèi)水位要高于孔外，以防止擾動(dòng)土體。（3）當(dāng)擊數(shù)大于50時(shí)，可停止試驗(yàn)。計(jì)算錘擊數(shù)。2、試驗(yàn)設(shè)備：主要由貫入器長810mm，內(nèi)徑35mm、貫入探針穿心錘、錘墊、導(dǎo)向桿及自動(dòng)落錘裝置3、試驗(yàn)方法：一般先鉆孔至試驗(yàn)土層標(biāo)高以上15cm處，清孔護(hù)壁檢查探桿于貫入器接頭，注意保持導(dǎo)向桿、探桿和貫入器在同一鉛垂線上，以保證穿心錘垂直施打貫入時(shí)落距76cm，一般采用自動(dòng)落錘裝置，貫入速率為15~30擊/min，并記錄錘擊數(shù)包括先打入的15cm的預(yù)打擊數(shù)，后30cm中每10cm的擊數(shù)以及30cm的累計(jì)擊數(shù)。后30cm的總擊數(shù)N即為貫入擊數(shù)。如為密實(shí)土層，N大于50時(shí)，記錄下50時(shí)的貫入深度△S（cm）。其貫入按下式計(jì)算N=1500/△S轉(zhuǎn)動(dòng)探桿，提出貫入器，取出貫入器中土樣進(jìn)行鑒別、描述、記錄，必要時(shí)送試驗(yàn)室分析如需進(jìn)行下一深度的實(shí)驗(yàn)，重復(fù)上述步驟，并注意孔內(nèi)水位應(yīng)始終高于孔外。3、資料整理(P117)（1）地下水位影響校正。水下中粗砂：N＝N`＋5水下粉砂：當(dāng)擊數(shù)大于15時(shí),大于15部分折半計(jì)算。桿長修正《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》：當(dāng)桿長大于3米時(shí)：N＝αN`可對砂土相對密實(shí)度、內(nèi)摩擦角進(jìn)行估算。預(yù)估單樁承載力持力層的選擇一般選擇擊數(shù)再30—50土層。砂土承載力標(biāo)準(zhǔn)值可按照N63.5或N10查表得到（粗砂和細(xì)砂的判別標(biāo)準(zhǔn)是不同的P119）；粘性土承載力標(biāo)準(zhǔn)值或無側(cè)限抗壓強(qiáng)度可按照N63.5或e查；素填土可按照N10查。第十三章旁壓試驗(yàn)（PMT）在鉆孔中放置可充水?dāng)U張的旁壓器，測定在充水后壓力使周圍土體產(chǎn)生變形直至破壞，從而得到壓力及鉆孔體積增量之間的關(guān)系?？梢源_定地基承載力、變形模量、單樁容許承載力以及地基沉降計(jì)算。從旁壓曲線上，可找出地基中的初始水平應(yīng)力po、臨塑壓力pt和極限壓力pl等特征值，并計(jì)算出旁壓模量EM。分為預(yù)鉆式和自鉆式試驗(yàn)兩種。1、技術(shù)要點(diǎn)

（1）旁壓沿深度1米測試一次。

（2）荷載以臨塑荷載的1/5或極限荷載的1/10分級(jí)施加。

（3）加荷穩(wěn)定時(shí)間多用3分鐘標(biāo)準(zhǔn)。

（4）荷載應(yīng)隨著深度的增加而加大。

<10米，大于1000kpa;

20—30米,2000kpa;

>30米，2500kpa。

（6）旁壓曲線d如圖所示。

AB為接觸階段，荷載壓力用來填充空隙BC為準(zhǔn)彈性變形階段，終點(diǎn)為臨塑荷載CD為塑性變形階段，達(dá)到極限荷載。a曲線鉆孔太小或縮孔，試驗(yàn)前就有壓力。b曲線孔壁擾動(dòng)，旁壓器容量不夠。c曲線孔徑太大，旁壓器的膨脹量大部分消耗在空穴體積上。2、注意事項(xiàng)

（1）當(dāng)旁壓器增加的體積等于原孔的體積時(shí)的荷載就是極限荷載，一般需要通過延長曲線得到。

（2）實(shí)際壓力小于壓力表的讀數(shù)。因此需要對膜進(jìn)行標(biāo)定。需標(biāo)定的5種情況(P122);

新使用的；

新膜使用3—4次的；

舊膜使用6－8次的；

停止試驗(yàn)2晝夜的；

膜取出出現(xiàn)拉翻時(shí)。（3）自鉆式試驗(yàn)中止條件：本級(jí)的變形量大于前一級(jí)的3倍或總變形值達(dá)到了最大容許值。

(4)可以確定地基承載力的試驗(yàn)有：靜力觸探、標(biāo)準(zhǔn)貫入、平板載荷、旁壓試驗(yàn)。第十四章十字板剪切試驗(yàn)（FVT）試驗(yàn)步驟十字板剪切試驗(yàn)可對飽和軟粘土的不排水抗剪強(qiáng)度（即內(nèi)摩擦角為0時(shí)的粘聚力值）進(jìn)行測試。最大優(yōu)點(diǎn)是避免了擾動(dòng)帶來的強(qiáng)度下降。1、技術(shù)要點(diǎn)

（1）十字板插入深度大于孔徑的5倍；孔間距大于0.75—1米。

（2）十字板插入土后應(yīng)停留5分鐘，太短或太長會(huì)使強(qiáng)度減小或增大。

（3）剪切速度一般為1度/10秒，過快（粘滯性）過慢（固結(jié)）會(huì)使強(qiáng)度增加。一般3-10分鐘出現(xiàn)峰值后應(yīng)繼續(xù)剪切1分鐘。

（4）測出峰值后應(yīng)快速轉(zhuǎn)動(dòng)3—62、成果應(yīng)用

（1）飽和軟粘土的抗剪強(qiáng)度和靈敏度。

（2）地基加固效果和強(qiáng)度變化規(guī)律。

（3）測定地基或邊坡滑動(dòng)面位置。

（4）可計(jì)算地基容許承載力。3、注意事項(xiàng)

（1）十字板的規(guī)格：板高/板寬=2，刃角60度，面積比＝13％—14％（越小越好）。

（2）由于圓柱側(cè)面和頂面達(dá)到剪切破壞不是同時(shí)的，因此強(qiáng)度的并不是真正的峰值，是一種平均抗剪強(qiáng)度。4、試驗(yàn)的主要影響因素（P136）（1）十字板剪切速度（2）土的各向異形成層性。（3）土的漸進(jìn)性破壞效應(yīng)。（4）土層擾動(dòng)5．在試驗(yàn)地點(diǎn)下套管至欲測深度以上3~5倍套管直徑處，清除孔內(nèi)殘土將十字板頭、軸桿，鉆桿逐節(jié)接好并擰緊，然后將十字板壓入土內(nèi)欲測試的深度。當(dāng)試驗(yàn)深度處為較硬夾硬層，應(yīng)穿過該層再進(jìn)行試驗(yàn)。對于開口鋼環(huán)式十字板剪切儀，先提升導(dǎo)桿2~3cm，使離合器脫離，用旋轉(zhuǎn)手柄快速旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿十余圈，使軸桿磨擦減至最低值，然后再合離合器。安裝扭力量測裝設(shè)備，將量測儀調(diào)零或初讀數(shù)。施加扭力，以每10s1度的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，每一度讀數(shù)一次。當(dāng)出現(xiàn)峰值或穩(wěn)定后，再繼續(xù)測讀1分鐘，其峰值或穩(wěn)定值讀數(shù)為原狀土剪切破壞時(shí)的讀數(shù)Ry松開導(dǎo)桿夾具，用板手或管鉗快速將桿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)3~6圈。對電測式十字板剪切儀，為防止因十字板轉(zhuǎn)數(shù)太多而扭斷電纜，應(yīng)事先反向旋轉(zhuǎn)板頭數(shù)圈，使十字板頭周圍土充分?jǐn)_動(dòng)，再去進(jìn)重塑土試驗(yàn)，測得最大讀數(shù)Rc依次進(jìn)行下一個(gè)測試深度處的剪切試驗(yàn)。待全孔試驗(yàn)完畢后，逐節(jié)提取鉆桿和十字板頭，清洗干凈，檢查各部件的完好程度，拆除壓入主機(jī)。第十五章土中應(yīng)力測試大綱要求土壓力計(jì)的基本技術(shù)要求和埋設(shè)要求土壓力計(jì)的種類和埋設(shè)方法；土壓力計(jì)的標(biāo)定和觀測；觀測成果的整理及分析應(yīng)用。利用埋設(shè)在土中的壓力盒測試土中總應(yīng)力和孔隙水應(yīng)力的變化，推算強(qiáng)度隨時(shí)間變化的規(guī)律，控制施工速度。土壓力計(jì)的基本技術(shù)要求分辨力：量程范圍0~0.16Mpa，分辨力≤0.15FS不重復(fù)度≤0.5%FS滯后1%FS非線性誤差綜合誤差防水密封性：傳感器1.2倍額定壓力的水重連續(xù)工作6h，應(yīng)無滲漏溫度影響：在大氣壓力狀態(tài)下，0~40OC使用溫度范圍內(nèi)，溫度影響不大于±0.04%FS/OC過載能力：傳感器應(yīng)能承受壓力值的1.2倍穩(wěn)定性：在參比條件（溫度20±1OC，大氣壓86~106kpa），按額定壓力加壓卸荷3次，零點(diǎn)飄移不大于±0.25%FS埋設(shè)要求：埋設(shè)時(shí)要盡量減少對土體的擾動(dòng)，注意膜盒及結(jié)構(gòu)物固定情況（接觸式壓力計(jì)），膜盒及土的接觸情況，做好記錄回填土要及周圍土一致，如在土壓力盒外設(shè)模具，則標(biāo)定時(shí)也應(yīng)連同模具一起標(biāo)定接觸式土壓力計(jì)的埋設(shè)應(yīng)根據(jù)不同對象采取不同方法根據(jù)情況處理好壓力膜的保護(hù)。注意電纜的保護(hù)，必要時(shí)加套管埋設(shè)位置、深度、編號(hào)要在電纜上作好標(biāo)記土壓力計(jì)的標(biāo)定：目的是為了確定標(biāo)定系數(shù)、各類誤差、檢定傳感器的質(zhì)量。一般是逐級(jí)（按規(guī)范規(guī)定的級(jí)數(shù)和級(jí)差）加荷至額定壓力值，逐級(jí)測讀輸出量（電阻比或頻率），然后逐級(jí)卸載，同時(shí)測讀輸出量。加荷、卸載重復(fù)3次，繪制標(biāo)定曲線1、總應(yīng)力測試

土壓力計(jì)分為臥式和豎式兩種。一般用電阻應(yīng)變式和鋼弦式?？梢栽?—40度環(huán)境下工作。臥式用于土壓力測試，豎式用于土及結(jié)構(gòu)物之間的接觸土壓力測試。填埋是回填土應(yīng)及壓力計(jì)周圍土一致。標(biāo)定時(shí)應(yīng)逐級(jí)加、卸荷載，并重復(fù)3次。

2、孔隙水壓力測試

電測試孔隙水壓力計(jì)可以測試深度大于10米的孔隙水壓力，可多個(gè)測頭同時(shí)測量。

有封閉和開口式。封閉式包括電測（鋼弦、電阻、差動(dòng)）和流體壓力（液壓和氣壓平衡式）

儀器埋設(shè)：土層硬時(shí)用鉆孔埋設(shè)法，鉆孔段用隔水填料埋實(shí)；軟土中用壓入法。

孔隙水壓力計(jì)周圍要填透水填料。

液壓和開口式適用于滲透系數(shù)大于1x10-5的土。使用期限不超過1個(gè)月，不在零度下使用。埋設(shè)前應(yīng)預(yù)浸24小時(shí)，以排除空氣。第十六章表面變形觀測表面變形觀測包括垂直位移(沉降)和水平位移觀測。沉降一般采用水準(zhǔn)儀觀測，在建筑物觀測表面設(shè)立觀測測點(diǎn)，在附近便于對測點(diǎn)進(jìn)行觀測的地基上設(shè)立起測基點(diǎn)，然后再設(shè)立2－3個(gè)水準(zhǔn)基點(diǎn)引測起測基點(diǎn)的高程變化。對于要求高的建筑物，需要建立高精度高程網(wǎng)。表面水平位移一般采用經(jīng)緯儀活全站儀配合活動(dòng)覘牌或活動(dòng)進(jìn)行。對于要求高的建筑物需要建立精度高的平面基準(zhǔn)網(wǎng)。1、測點(diǎn)和基點(diǎn)布置原則

（1）測點(diǎn)

測點(diǎn)數(shù)量和位置應(yīng)根據(jù)觀測目的和要求等設(shè)定。通常在同一測點(diǎn)設(shè)沉降和水平點(diǎn)。在能控制整個(gè)工程主要變形地方選擇觀測斷面。一個(gè)工程斷面一般不少于3個(gè)，每個(gè)斷面測點(diǎn)一般不少于4個(gè)，在可能最大最小變形裂縫滑坡也要設(shè)立。測點(diǎn)可為球形銅或不銹鋼標(biāo)點(diǎn)頭及結(jié)構(gòu)結(jié)合牢固。

采用視準(zhǔn)線法觀測水平位移時(shí)，沿縱斷面各標(biāo)點(diǎn)布設(shè)在同一視準(zhǔn)線上。如采用全站儀做測邊交會(huì)法則應(yīng)建立平面檢測網(wǎng)。2、觀測精度

（1）沉降觀測

按照《國家三四等水準(zhǔn)測量規(guī)范》，采用中絲讀數(shù)法進(jìn)行往返觀測。按三等水準(zhǔn)測量時(shí)，閉合差小于1.4n1/2mm(n為測站數(shù))，按四等時(shí)小于2.4n1/2mm(n為測站數(shù))，起測基點(diǎn)的引測和校測按二等水準(zhǔn)，閉合差小于0.72n1/2mm(n為測站數(shù))。

（2）位移觀測

用視線法觀測土體每測回允許誤差小于4mm，測回?cái)?shù)不少于2個(gè)。用用視線法校準(zhǔn)工作站允許中誤差不大于2mm。3、觀測測次

工作基點(diǎn)在土石壩施工期一季度觀測1次，水庫運(yùn)行期可半年1次。一般測點(diǎn)可每天觀測數(shù)次到幾天1次。

4、資料分析

根據(jù)觀測結(jié)果繪制同一斷面各測點(diǎn)沉降及時(shí)間分布圖，分析判斷是否處于穩(wěn)定、趨于穩(wěn)定還是不穩(wěn)定狀態(tài)，當(dāng)不穩(wěn)定時(shí)應(yīng)停止或減緩加載。根據(jù)各測點(diǎn)變形差異分析產(chǎn)生裂縫可能性。根據(jù)沉降變化過程分析土體的固結(jié)、流變、后期沉降，確定加載的大小和時(shí)間等。

可以用統(tǒng)計(jì)方法對沉降進(jìn)行分析，以預(yù)測變形趨勢和最終沉降。土石壩可取15年。對于地基等采用一元統(tǒng)計(jì)模型（如對數(shù)或雙曲線模型等較好）。第十七章內(nèi)部沉降觀測

分層沉降儀是一種地基原位測試儀器。有電磁式、干簧管式、水管式、鋼弦式等。它適用于測量地基等各分層沉降量。根據(jù)測試數(shù)據(jù)的變化，可計(jì)算出沉降趨勢，分析其穩(wěn)定性，監(jiān)控施工過程等。

電磁式分層沉降儀所用傳感器是根據(jù)電磁感應(yīng)原理設(shè)計(jì)，將磁感應(yīng)沉降環(huán)預(yù)先通過鉆孔方式埋入地下待測的各點(diǎn)位，當(dāng)傳感器通過磁感應(yīng)環(huán)時(shí)，產(chǎn)生電磁感應(yīng)信號(hào)送至地面儀表顯示，同時(shí)發(fā)出聲光報(bào)警。讀取孔口標(biāo)記點(diǎn)上對應(yīng)鋼尺的刻度數(shù)值，即為沉降環(huán)的深度。1、安裝方法

（1）根據(jù)成孔孔深，備好規(guī)格合適、總長足夠的塑料管，在各段子外部按照預(yù)定測點(diǎn)深度的位置裝上感應(yīng)金屬環(huán)，最底端的管口必須作封堵處理，以防泥砂堵塞。

（2）每段管子逐根放入孔內(nèi)后，應(yīng)在地表管口上施加壓力，使孔底部的管頭插入土層中，再向孔壁及管外壁之間的空隙中填入中細(xì)砂，以利于感應(yīng)環(huán)更好地隨著土層垂向變化而上下移動(dòng)。

（3）管子全部到位后，應(yīng)在上部管口作較耐久的標(biāo)記，以此作為測試時(shí)的參照點(diǎn)。測量出每個(gè)感應(yīng)環(huán)的初始深度位置，即為以后測試初始參考值。2、初值設(shè)定

全部測點(diǎn)埋設(shè)后開始測定初值。初讀數(shù)應(yīng)測定3次，且差值小于2mm。

3、觀測精度

讀數(shù)分辨率為1mm，綜合觀測精度為2mm。必須掌握好儀器發(fā)出聲響或燈亮的瞬間。

4、觀測測次

施工期每填筑一層至少觀測一次，或至少每周一次。在連續(xù)加載時(shí)應(yīng)每天觀測一次或幾小時(shí)一次。運(yùn)行期每月一次，土石壩初次蓄水應(yīng)每周2次，暴雨或最高水位應(yīng)每天2次。5、資料整理

施工期：同一樁號(hào)不同高程沉降分布近似拋物線，中間最大。

運(yùn)行期：呈三角形分布，頂部最大，底部最小。

根據(jù)沉降量大小評價(jià)工程壓實(shí)、施工質(zhì)量，綜合分析工程的安全性。第十八章內(nèi)部水平位移觀測

觀測土體內(nèi)部水平位移的可用測斜儀。目前一般用加速度計(jì)式和電阻應(yīng)變片式。

一般在最大斷面、最危險(xiǎn)地段、地形變化較大地質(zhì)復(fù)雜段確定若干觀測斷面。通過測頭在測斜管內(nèi)的移動(dòng)，連續(xù)逐段進(jìn)行觀測，計(jì)算出沿孔深的整個(gè)斷面的水平位移。1、儀器埋設(shè)

（1）鉆孔埋設(shè)法

先鉆直徑大于測斜管直徑20mm的孔，孔斜小于1度，下放測斜管。安裝完成后進(jìn)行回填封孔（巖石用水泥砂漿，土用膨潤土），然后澆孔口保護(hù)。

（2）填土埋設(shè)法

方法同沉降儀法。2、觀測方法

將探頭向上拉，每0.5米讀數(shù)一次，測得正向讀數(shù)，然后將測頭翻轉(zhuǎn)180度，重新測讀一次得反向讀數(shù)。同一深度得正反向讀數(shù)平均值即該處測量值。

3埋設(shè)完成后開始測定初值，至少觀測兩次，去其平均值作為初值。每節(jié)埋設(shè)管得初值是不同的。4、觀測精度加速度式靈敏度為8秒，電阻應(yīng)變片式為15秒。測點(diǎn)管越多測值累加得到的觀測誤差越大。5、資料整理

根據(jù)資料繪制水平位移及時(shí)間以及加載的過程線，進(jìn)行誤差分析處理。分析加卸載過程中位移增長變化規(guī)律。當(dāng)建筑物穩(wěn)定時(shí)，位移變化曲線收斂。否則需要校核并采取工程措施。第八章土的動(dòng)力特性試驗(yàn)動(dòng)三軸試驗(yàn)是圓柱試樣在三軸應(yīng)力下固結(jié)（固結(jié)一般大于12小時(shí)）后在不排水條件下做振動(dòng)試驗(yàn)。也就是說在動(dòng)荷載不排水條件下，土體孔隙水壓力上升強(qiáng)度下降甚至?xí)夯Ｑ芯客猎趧?dòng)荷載作用下應(yīng)力—應(yīng)變—孔壓的發(fā)展規(guī)律。一般比靜荷載下的強(qiáng)度大變形小。1、小應(yīng)力作用用來確定剪切（動(dòng)）模量和阻尼比（兩者為雙曲線關(guān)系）。施加逐漸增大（荷載率為1）的各級(jí)荷載，記錄每級(jí)荷載下應(yīng)力—應(yīng)變曲線或滯回圈，每級(jí)荷載振動(dòng)盡可能少，模擬強(qiáng)震時(shí)n=10-15，考慮動(dòng)力機(jī)器時(shí)n＝50-60當(dāng)應(yīng)變波形不對稱或孔壓較大時(shí)停止。

2、大應(yīng)力作用

用來確定土的動(dòng)強(qiáng)度和抗液化強(qiáng)度。當(dāng)應(yīng)變達(dá)到5％或孔壓達(dá)到側(cè)壓時(shí)停止。注意施加的荷載不能太小也不能太大，防止試樣不能破壞或破壞太早動(dòng)強(qiáng)度的確定（P85）：

（1）試樣在圍壓σ3－1下固結(jié)，用三個(gè)不等的動(dòng)應(yīng)力分別得到不同振動(dòng)周數(shù)下的應(yīng)變值，直到達(dá)到應(yīng)變破壞（一般為5％），得到曲線。見圖1。

（2）在5％破壞應(yīng)變下得到三組動(dòng)應(yīng)力（σd）及破壞周數(shù)(lgn)的關(guān)系，大致成直線。同樣繪制在圍壓σ3－2、圍壓σ3－3下的直線。見圖2。

（3）得到在某一破壞周數(shù)下的破壞動(dòng)應(yīng)力（即動(dòng)強(qiáng)度）σd1、σd2、σd3。