固结试验

一、实验模块土力学实验二、实验标题标准固结试验三、实验日期2023年10月15日四、实验操作者张三五、实验目的1. 了解土的固结试验原理和操作方法。

2. 测定土的压缩系数、压缩模量、体积压缩系数、压缩指数、回弹指数、竖向固结系数、水平向固结系数以及先期固结压力。

3. 分析土的变形特性，为工程设计和施工提供依据。

六、实验原理土在外荷载作用下，其空隙间的水和空气逐渐被挤出，土的骨架颗粒之间相互挤紧，封闭气泡的体积也将缩小，从而引起土体的压缩变形。

本实验采用标准固结试验方法，通过测定土样在不同压力下的变形情况，计算出土的固结参数。

七、实验仪器1. 小型固结仪：包括压缩容器和加压设备两部分，环刀（内径61.8mm，高20mm，面积30cm2），单位面积最大压力4kg/cm2；杠杆比1：10。

2. 测微表：量程10mm，精度0.01mm。

3. 天平，最小分度值0.01g及0.1g各一架。

八、实验步骤1. 按工程需要选择面积为30cm2的切土环刀取土样。

2. 在固结仪的固结容器内装上带有试样的切土环刀（刀口向下），在土样两端应贴上洁净而润湿的滤纸，放上透水石，然后放入加压导环和加压板以及定向钢球。

3. 检查各部分连接处是否转动灵活；然后平衡加压部分。

4. 横梁与球柱接触后，插入活塞杆，装上测微表，并使其上的短针正好对准6字，再将测微表上的长针调整到零，读测微表初读数R0。

5. 对土样进行分级加压，每个压力等级下固结24小时。

6. 在土样固结过程中，记录不同压力等级下的变形量。

7. 解除压力，观察土样的回弹情况，记录回弹量。

8. 重复步骤5-7，直至达到最大压力等级。

9. 将实验数据整理成表格，进行计算分析。

九、实验过程1. 实验开始前，对实验仪器进行检查，确保其正常工作。

2. 按照实验步骤进行操作，记录实验数据。

3. 在实验过程中，注意观察土样的变形情况，确保实验数据准确可靠。

4. 实验结束后，对实验数据进行整理和分析。

固结试验指标摘要：一、固结试验概述二、固结试验指标分类1.压缩指数2.回弹指数3.固结系数三、固结试验指标计算与分析1.压缩指数计算2.回弹指数计算3.固结系数计算四、固结试验指标应用1.土体性质评估2.地基设计3.工程监测与维护正文：一、固结试验概述固结试验是研究土体在垂直压力作用下体积变形和孔隙比变化规律的一种室内试验方法。

通过固结试验，可以了解土体在施工荷载作用下的变形特性、固结过程以及土体内部应力分布状况。

固结试验主要包括压缩试验、回弹试验和固结试验等。

二、固结试验指标分类1.压缩指数：压缩指数是指土体在垂直压力作用下，单位压力增量引起的孔隙比变化率。

它反映了土体在压缩过程中的变形特性。

2.回弹指数：回弹指数是指土体在卸载过程中，回弹变形与卸载压力之间的关系。

它反映了土体在卸载过程中的变形特性。

3.固结系数：固结系数是指土体在垂直压力作用下，单位压力增量引起的体积变形率。

它反映了土体在固结过程中的变形特性。

三、固结试验指标计算与分析1.压缩指数计算：压缩指数的计算公式为：压缩指数= （孔隙比变化值）/（单位压力增量）2.回弹指数计算：回弹指数的计算公式为：回弹指数= （回弹变形值）/（卸载压力）3.固结系数计算：固结系数的计算公式为：固结系数= （体积变形值）/（单位压力增量）四、固结试验指标应用1.土体性质评估：通过固结试验指标，可以评估土体的压缩性、回弹性和固结性等性质，为地基设计和工程监测提供依据。

2.地基设计：根据固结试验指标，可以合理选择地基处理方法，优化地基设计，提高地基承载力和稳定性。

3.工程监测与维护：在工程建设过程中，通过监测固结试验指标的变化，可以及时了解土体的变形状况，为工程维护和调整提供依据。

综上所述，固结试验指标在土体性质评估、地基设计和工程监测等方面具有重要的应用价值。

固结试验指标
【实用版】
目录
1.固结试验的定义和目的
2.固结试验的主要指标
3.固结试验的操作步骤
4.固结试验的应用领域
5.固结试验的意义和影响
正文
【1.固结试验的定义和目的】
固结试验，是一种用来测定土壤在受到外力作用下，其结构和性质发生变化的实验。

这种试验的目的在于获取土壤在固结过程中的各种数据，以了解土壤的固结性质，并为土壤改良、基础工程、水利工程等领域的设计和施工提供科学依据。

【2.固结试验的主要指标】
固结试验的主要指标包括：固结系数、固结指数、固结密度、固结应力等。

这些指标都是通过实验过程中测量和计算得出的，能够反映土壤在固结过程中的性质变化。

【3.固结试验的操作步骤】
固结试验的操作步骤主要包括：试验准备、试验操作和试验数据处理。

试验准备阶段，需要选择合适的土壤样本，并进行土壤的物理和化学性质分析。

试验操作阶段，需要按照预定的试验方案，对土壤样本进行加压处理，并观测土壤的固结过程。

试验数据处理阶段，需要对实验数据进行整理和分析，计算出固结试验的主要指标。

【4.固结试验的应用领域】
固结试验的应用领域非常广泛，包括土壤改良、基础工程、水利工程、地质勘探等。

在这些领域中，固结试验都能够提供重要的科学依据。

【5.固结试验的意义和影响】
固结试验对于土壤工程学的研究和实践具有重要的意义。

通过固结试验，我们可以了解土壤的固结性质，为土壤改良和基础工程的设计和施工提供科学依据。

固结试验一、试验目的测定试样在完全侧限与轴向排水条件下，变形和压力的关系或孔隙比与压力关系，变形和时间的关系，以便计算土的压缩系数、压缩指数、压缩模量等。

二、试验原理土在外荷载作用下，水和空气逐渐被挤出，土骨架颗粒之间相互挤密，封闭气体的体积缩小，从而引起土的固结变形。

三、试验方法1.快速固结法：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，一般为24小时。

2.标准固结法：各级荷载以24小时为稳定标准，按照规定时间：6s、15s、1min、2min15s、4min、6min15s、9min、12 min 15s…….24h，至稳定为止。

读数计算沉降量。

四、仪器设备①三联固结仪；②环刀（高=2cm，面积=30cm2）、刮土刀、天平、秒表等。

五、试验步骤1.将环刀内侧涂上一层凡士林，刀刃相下放在土样上。

2.用刮土刀将环刀均匀压入土样，高出环刀上沿1-2mm为宜，然后用钢丝锯和刮土刀将土样两端刮平。

3.擦干净环刀外层称其质量，取贴近环刀的余土测含水率。

4.将土样放入固结容器内，试样上依次放置护环、滤纸、透水板、加压盖。

5.将固结容器放置于固结仪加压框中，安装百分表并施加1kPa预压力后百分表调零。

6.按照试验方案加初级荷载，加荷后按6s、15s、1min、2min15s、4min、6min15s、9min…时间顺序读数。

7.固结稳定后，施加下一级荷载并按上述时间读数直至加荷结束。

8.试验结束后，拆除试验，清理试验仪器。

六、成果整理1.计算公式1.试验记录表i 、i 、Es 公式：0(1)e 1s d w ρ+=- 2.71s d （其中取） 0001e e i i e h h +=-∆ 0h =20mm ，i h ∆为各级压力9min 读数之差。

11i i i i i e e a p p ++-=-1is ie E a +=3.判断土的压缩性。

土力学固结实验报告通过固结试验，研究土壤在施加一定固结应力下的固结变形规律，并获得土体的固结曲线和固结参数。

实验原理：土体的固结是指土体在外界荷载作用下体积发生减小的过程，主要包括剪切刚性、孔隙水压力变化和土壤框架应变变化。

固结曲线则描述土体固结程度的曲线。

固结参数主要包括固结压缩模量、固结指数和固结系数。

实验步骤：1.准备样品：采用孔隙比较大的细骨料和黏土，按一定比例混合制备试样。

2.装置试验仪器：将试样放入固结仪器中，仪器上设置有负荷框架、测量器等。

3.施加固结应力：根据试验要求，施加一定固结应力在试样上。

4.收集数据：记录不同应力下的固结变形和时间，并计算孔隙比和固结指数等参数。

5.绘制固结曲线：根据实验数据绘制固结曲线图，并进行数据分析。

实验结果及分析：通过实验观测和数据处理，得到如下结果：随着施加应力的增加，试样的体积逐渐减小，固结变形逐渐发展。

通过绘制固结曲线，可以得到固结指数和固结压缩模量等参数，进一步分析土壤的固结性质。

实验结论：1.土壤在受到一定固结应力作用下，会产生固结变形，体积缩小。

固结变形的程度与施加的应力大小有关。

2.通过绘制固结曲线和计算固结指数等参数，可以描述土壤的固结性质和压缩特性。

3.固结试验可以为土壤工程提供重要的参考数据，对土壤的固结特性和工程设计有一定的指导作用。

实验中可能存在的误差：1.试样制备过程中可能存在混合不均匀的情况，导致试样的固结性质不准确。

2.仪器的测量误差可能会对实验结果造成一定影响。

3.实验条件的限制和操作技巧的不熟练可能对实验结果产生一定的误差。

改进方案：1.在制备试样时，应尽量保证混合均匀，避免试样中存在明显的非均质性。

2.在使用仪器时，应校准并考虑测量误差，尽量减小误差对实验结果的影响。

3.在进行实验时，应加强操作技巧的培训，提高实验的准确性和可靠性。

总结：通过土力学固结实验，可以研究土壤的固结变形规律，获得固结曲线和固结参数，为土壤工程的设计和施工提供重要的参数和参考依据。

一、实验目的本实验旨在通过土的固结试验，测定土的压缩系数、压缩模量、体积压缩系数、压缩指数、回弹指数、竖向固结系数、水平向固结系数以及先期固结压力，为计算分析土的变形特性提供依据。

二、实验原理土在外荷载作用下，其空隙间的水和空气逐渐被挤出，土的骨架颗粒之间相互挤紧，封闭气泡的体积也将缩小，从而引起土体的压缩变形。

本实验采用固结试验方法，通过施加不同压力，观察土样的压缩变形，从而确定土的压缩性指标。

三、实验仪器1. 小型固结仪：包括压缩容器和加压设备两部分，环刀（内径61.8mm，高20mm，面积30cm2），单位面积最大压力4kg/cm2；杠杆比1：10。

2. 测微表：量程10mm，精度0.01mm。

3. 天平，最小分度值0.01g及0.1g各一架。

4. 环刀刀片切割器。

5. 环刀夹具。

6. 滤纸、透水石、加压导环、加压板、定向钢球等。

四、实验步骤1. 准备工作（1）将土样取出，置于实验室内自然风干，然后用环刀刀片切割器切割成30cm2的土样。

（2）将切割好的土样放入环刀夹具中，调整环刀夹具使其与水平面垂直。

（3）用天平称量土样的质量，记录数据。

2. 安装试样（1）将环刀刀口向下，放入固结仪的压缩容器内。

（2）在土样两端贴上洁净而润湿的滤纸，放入透水石。

（3）将加压导环和加压板放在透水石上，然后将定向钢球放在加压板上。

3. 施加压力（1）将横梁与球柱接触，插入活塞杆。

（2）装上测微表，并使其上的短针正好对准6字。

（3）将测微表上的长针调整到零，读测微表初读数R0。

（4）逐渐增加压力，每隔一定时间读取测微表读数，记录数据。

4. 数据处理（1）根据测微表读数，计算土样的压缩变形量。

（2）根据土样的压缩变形量，计算土的压缩系数、压缩模量、体积压缩系数、压缩指数、回弹指数、竖向固结系数、水平向固结系数以及先期固结压力。

五、实验结果与分析1. 土的压缩系数通过实验数据，计算出土的压缩系数为0.12cm-1。

七、固结试验（标准固结试验）基本原理土的压缩性是指土在压应力作用下发生压缩变形，体积被压缩变小的性能。

饱水土在压应力作用下，由于孔隙水的不断排出而引起的压缩过程称为渗透固结。

因此，饱水土的压缩试验亦称固结试验。

固结试验是将土样放在金属器内，在有侧限的条件下施加压力，观察土在不同压力下的压缩变形量，以测定土的压缩系数、压缩模量、压缩指数、固结系数、前期固结压力等有关压缩性指标，作为工程设计计算的依据。

1 本试验方法适用于饱和的粘土。

当只进行压缩时，允许用于非饱和土。

2 本试验所用的主要仪器设备，应符合下列规定：1 固结容器：由环刀、护环、透水板、水槽、加压上盖组成1)环刀：内径为61．8mm和79．8mm，高度为20mm。

环刀应具有一定的刚度，内壁应保持较高的光洁度，宜涂一薄层硅脂或聚四氟乙烯。

2)透水板：氧化铝或不受腐蚀的金属材料制成，其渗透系数应大于试样的渗透系数。

用固定式容器时，顶部透水板直径应小于环刀内径O．2～O．5mm；用浮环式容器时上下端透水板直径相等，均应小于环刀内径。

2 加压设备：应能垂直地在瞬间施加各级规定的压力，且没有冲击力，压力准确度应符合现行国家标准《土工仪器的基本参数及通用技术条件》GB／T15406的规定。

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0．2％的位移传感器。

3 固结仪及加压设备应定期校准，并应作仪器变形校正曲线，具体操作见有关标准。

4 试样制备应按有关标准的规定进行。

并测定试样的含水率和密度，取切下的余土测定土粒比重。

试样需要饱和时，应按有关标准步骤的规定进行抽气饱和。

5 固结试验应按下列步骤进行：(1) 在固结容器内放置护环、透水板和薄型滤纸，将带有试样的环刀装入护环内，放上导环、试样上依次放上薄型滤纸、透水板和加压上盖，并将固结容器置于加压框架正中，使加压上盖与加压框架中心对准，安装百分表或位移传感器。

注：滤纸和透水板的湿度应接近试样的湿度。

土的力学性质试验（固结试验、直剪试验、三轴剪切试验、无侧限抗压强度试验、砂层的振动液化试验）（一）固结试验1、试验目的本试验的目的是测定试样在侧限与轴向排水条件下的变形和压力或孔隙比和压力的关系，变形和时间的关系，以便计算土的单位沉降量、压缩系数Av、压缩指数Cc、回弹指数Cs 、压缩模量Es 、固结系数Cv 及原状土的先期固结压力等。

测定项目视工程需要而定。

2、适用范围本试验适用于饱和的黏质土或无黏性土，最大粒径60mm。

当试样为非饱和土时，可按此作压缩试验。

3、引用标准及主要质量指标检测方法标准SL 237、SD 128、GB 50021、GB / T 50123、SD 191、SL 110、GB 4935、SL 114、GB / T 154064、试验条件、成果整理与计算和参数选取（1）成果整理与计算。

参见有关章节的固结试验部分。

（2）试验条件与参数选取。

当采用压缩模量进行沉降计算时，固结试验施加的最大压力应大于土的有效自重压力与附加压力之和，试验成果可用 e –p 曲线的形式整理。

压缩系数和压缩模量的计算应取自土的有效自重压力至土的有效自重压力与附加压力之和的压力段；当考虑深基坑开挖卸荷和再加荷影响时，应进行回弹试验，其压力的施加应模拟实际的加、卸荷状态。

当考虑土的应力史进行沉降计算时，试验成果应按 e –lgp 曲线整理，确定先期固结压力并计算压缩指数和回弹指数。

施加的最大压力应满足绘制完整的e – lgp 曲线。

为计算回弹指数，应在估计的先期固结压力之后，进行一次卸荷回弹；再继续加荷，直至完成预定的最后一级压力。

当需进行沉降历时关系分析时，应选取部分土试样在土的有效压力与附加压力之和的压力下，作详细的固结历时记录，并计算固结系数。

对厚层高压缩性软土上的一级建筑物，宜取一定数量的土试样测定次固结系数，用以计算次固结沉降及其历时关系。

（二）直剪试验1、试验目的直接剪切试验是测定土的抗剪强度的一种常用方法。