固结试验操作规程

图6-1 固结仪示意图1-水槽 2-护环 3-环刀 4-导环 5-透水石 6-加压上盖 7-位移计导杆 8-位移计架 9-试样实验六 固结试验一、概述土的压缩性是指土在压力作用下体积缩小的性能。

在工程中所遇到的压力（通常在16kg/cm 2以内）作用下，土的压缩可以认为只是由于土中孔隙体积的缩小所致（此时孔隙中的水或气体将被部分排出），至于土粒与水两者本身的压缩性则极微小，可不考虑。

压缩试验是为了测定土的压缩性，根据试验结果绘制出孔隙比与压力的关系曲线（压缩曲线），由曲线确定土在指定荷载变化范围内的压缩系数和压缩模量。

二、仪器设备1、小型固结仪：包括压缩容器和加压设备两部分，环刀（内径Ф61.8mm ，高20mm ，面积30cm 2），单位面积最大压力4kg/cm 2；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、毛玻璃板、滤纸、钢丝锯、秒表、烘箱、削土刀、凡士林、透水石等。

三、操作步骤1、按工程需要选择面积为30cm 2的切土环刀，环刀内壁涂上一薄层凡士林，刀口应向下放在原状土或人工制备的扰动土上，切取原状土样时应与天然状态时垂直方向一致。

2、小心边压边削，注意避免环刀偏心入土，应使整个土样进入环刀并凸出环刀为止，然后用钢丝锯或修土刀将两端余土削去修平，擦净环刀外壁。

3、测定土样密度，并在余土中取代表性土样测定其含水率，然后用圆玻璃片将环刀两端盖上，防止水分蒸发。

4、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。

5、检查各部分连接处是否转动灵活；然后平衡加压部分（此项工作由实验室代做）。

即转动平衡锤，目测上杠杆水平时，将装有土样的压缩部件放到框架内上横梁下，直至压缩部件之球柱与上横梁压帽之圆弧中心微接触。

6、横梁与球柱接触后，插入活塞杆，装上测微表，使测微表表脚接触活塞杆顶面，并调节表脚，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0R 。

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。

土的固结实验实验目的：本试验之目的在于测定土的沉降变形，了解土体在侧限条件下的变形与时间～压力的关系，结合其它试验指标配合计算土的压缩系数、压缩模量，确定土压缩性的高低。

基本原理：侧限压缩试验又称固结试验。

土体的固结是指土体在外力作用下，土体中的水和气体被逐渐排走，孔隙体积减小，土颗粒之间重新排列的现象。

土的固结试验是通过测定土样在各级垂直荷载作用下产生的变形，计算各级荷载下相应的孔隙比，用以确定土的压缩系数和压缩模量等。

仪器设备：1.固结容器：由环刀、护环、透水石、水槽、加压上盖组成2.环刀：高20mm，面积30cm2或50cm2;3.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。

4.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。

5.其它：开土刀、过滤纸等。

实验步骤：1、试样制备：按密度试验要求取原状土或制备扰动土土样。

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，应按规定进行抽气饱和；2、安装：在压密容器中放置好透水石和滤纸，将带有环刀的试样和环刀一起刃口向下小心放入护环，再在试样上放置滤纸和透水石，最后放上传压活塞，安装加压装置和百分表；3、调零：施加预压力使试样与仪器上下各部件之间接触，将百分表或传感器调整到零位或测读初读数，通常将百分表测距调到大于8mm；4、加载：确定需要施加的各级压力，压力等级宜为12.5、25、50、100、200、400、800、1600、3200kPa。

第一级压力的大小应视土的软硬程度而定，宜用12.5kPa 、25kPa 或50kPa 。

最后一级压力应大于土的自重压力与附加压力之和。

只需测定压缩系数时，最大压力不小于400kPa ；5、沉降记录（建议，实际操作没有按照这个执行）：施加每级压力后24h 测定试样高度变化作为稳定标准，每间隔1小时变形小于0.01mm 时，作为稳定读数；测定沉降速率时，施加每一级压力后宜按下列时间顺序测记试样的高度变化。

土的固结实验实验目的：本试验之目的在于测定土的沉降变形，了解土体在侧限条件下的变形与时间～压力的关系，结合其它试验指标配合计算土的压缩系数、压缩模量，确定土压缩性的高低。

基本原理：侧限压缩试验又称固结试验。

土体的固结是指土体在外力作用下，土体中的水和气体被逐渐排走，孔隙体积减小，土颗粒之间重新排列的现象。

土的固结试验是通过测定土样在各级垂直荷载作用下产生的变形，计算各级荷载下相应的孔隙比，用以确定土的压缩系数和压缩模量等。

仪器设备：1.固结容器：由环刀、护环、透水石、水槽、加压上盖组成2.环刀：高20mm，面积30cm2或50cm2;3.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。

4.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。

5.其它：开土刀、过滤纸等。

实验步骤：1、试样制备：按密度试验要求取原状土或制备扰动土土样。

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，应按规定进行抽气饱和；2、安装：在压密容器中放置好透水石和滤纸，将带有环刀的试样和环刀一起刃口向下小心放入护环，再在试样上放置滤纸和透水石，最后放上传压活塞，安装加压装置和百分表；3、调零：施加预压力使试样与仪器上下各部件之间接触，将百分表或传感器调整到零位或测读初读数，通常将百分表测距调到大于8mm；4、加载：确定需要施加的各级压力，压力等级宜为12.5、25、50、100、200、400、800、1600、3200kPa。

第一级压力的大小应视土的软硬程度而定，宜用12.5kPa 、25kPa 或50kPa 。

最后一级压力应大于土的自重压力与附加压力之和。

只需测定压缩系数时，最大压力不小于400kPa ；5、沉降记录（建议，实际操作没有按照这个执行）：施加每级压力后24h 测定试样高度变化作为稳定标准，每间隔1小时变形小于0.01mm 时，作为稳定读数；测定沉降速率时，施加每一级压力后宜按下列时间顺序测记试样的高度变化。

固结试验方法1、在切好土样的环刀外壁涂一薄层凡士林，然后将刀口向下放入护环内。

2、将底板放入容器内，底板上放透水石和薄型滤纸，借助提环螺丝将土样环刀及护环放入容器中，土样上面依次放上薄型滤纸、透水石和加压上盖，然后放下加压导环和传压活塞，使各部密切接触，保持平稳。

3、将压缩容器置于加压框架正中，密合传压活塞及横梁，预加1.0Kpa压力，使固结仪各部份紧密接触，装好百分表，并调整读数至零。

4、去掉预压荷载，立即加第一级荷载。

加砝码时应壁免冲击和摇晃，在加上砝码的同时，立即开动秒表。

荷载等级一般规定为50kpa、100kpa、300kpa和400kpa。

有时可以根据土的软硬程度。

第一级荷载可考虑用25kpa加荷后经常观看杠杆的情况或根据需要可逆时针方向旋转手轮调节升降杆，保持杠杆平衡。

5、如系饱和试样，则在施加第一级荷载后，立即向容器中注水至满。

如系非饱和试样，须以湿棉纱围住上下透水面四周，避免水份蒸发。

6、如需确定原状土的先期固结压力时，荷载率宜小于1，可采用0.5或0.25倍，施加的压力应使测得的e-lgP曲线下端出现直线段。

7、如需测定沉降速率，固结系数等指标，一般按15S、1min、2min、4min、6min、9min、12min、16min、20min、25min、30min、36min、49min、64min、100min、200min、400min、23h、24h，至稳定为止。

当不需测定沉降速度时，则施加每级压力后24h，测记试样高度变化作为稳定标准，当试样渗透系数在于10-5cm/S时，允许以主固结完成作为相对稳定标准。

按此步骤逐级加压至试验结束。

（注：测定沉降速率仅适用于饱和土）8、试验结束后拆除仪器，小心取出完整土样，称其质量，并测定其终结含水量（如不需测定试验后的饱和度，则不必测定终结含水量），并将仪器洗干净。

9、试验结束后，登记仪器使用记录。

中国水利水电第十六工程局有限公司中心实验室二O一三年九月。

全自动气压固结仪操作规程
1、根据工程需要切取原状土或制备所需湿度密度的扰动土样。

2、擦净环刀外壁，称环刀与土合重，精确至0.1g，并取环刀两
面修下的土样测定其含水量。

3、取下固结容器套件，在固结容器内装上切土环刀（刀口向下），土样两端应贴上洁净而湿润的滤纸，再将导环置于固结容器中，然后放上透水石和传压板。

安装好后，手拉传感器的测杆，将容器置
于工作台正中。

4、检查气源的压力是否超过0.85MPa。

5、启动计算机软件，按计算机软件的要求操作。

在采集（S）菜单中选择固结试验。

6、为了保证16 个通道试验时的土样面积、试验编号、荷重系列、试验方法的一致性，方法如下：从起始的土样开始，输入土样面积、试验编号、土样编号、荷重序列、试验方法，按快速输入键对16 个土样进行设定，然后对每个土样的土样编号进行设定。

设定完毕，再对每个土样的设定参数进行校对。

7、开始自重平衡。

按自重平衡键计算机发出自重平衡指令，气压控制器对土样进行自重校正。

观察每个传感器是否在有效行程内，即百分表的指针在5-9mm 内。

8、固结试验。

按开始试验键，固结试验开始。

9、固结试验按时间和荷重序列加载，并按固结试验的要求记录数据，显示时间平方根曲线、时间对数曲线。

10、当试验自动结束后，计算机软件上各土样显示“空闲”时，即可卸载，方法如下：点击手动，软件弹出卸荷，点击卸荷，则将固结载荷卸掉。

11、试验结束后，吸去容器仪器各部件中水分，取出试样，测定固结后土样的含水量。

土的固结试验步骤土的固结试验，是为了研究土体中水分的作用而进行的试验，主要研究土体的压缩特性和时间效应等问题。

该试验通常采取多个操作步骤，包括采样、制样、装置、实验条件等。

下面我们就介绍在实际进行土的固结试验中，常规所采用的操作步骤。

1、采样试验前必须选好土样的采集地点，采集土样的位置应当考虑到所要研究的问题与该地点所能代表的整体性。

采样过程中，要使土样充分代表采样地点的情况，因此在采集时，应将所要研究的层面进行分层，每层至少要采集一个以上的土样。

采样土样时，要注意不要混入外来物质，比如铁、石、树根等，以免影响试验的结果。

2、制样制样是将采样的土样进行初步处理，制成符合试验要求的样品。

制样的目的是去除土样中的小砖头、杂物、大块石头等。

在制样时要做好保护土样的工作，注意土样的湿度和稳定性，以保证试验结果的准确性和可重复性。

3、装置装置是将已制成样品放置在固定的装置中，以进行固结试验，其中主要的装置是套筒四轴流变仪和三轴流变仪。

套筒四轴流变仪主要由主体、存储器、位移传感器、压剪仪、体积变形计等组成。

三轴流变仪主要采用三个相互垂直的油压缸作为应力的作用点。

4、实验条件实验条件是指实验过程所需的各种条件，包括温度、湿度、作用力等。

在进行土的固结试验时，应确保试验室的温度、湿度和气压等稳定，以保证试验结果的准确度。

此外，在实验过程中，要定时记录样品的体积、应力、应变、时间等参数，并及时分析记录。

综上，进行土的固结试验时，需要进行采样、制样、装置和实验条件等操作步骤，保证试验结果的准确性和可重复性。

同时，要在操作过程中注意各项细节问题，并及时记录和分析结果，以便于更好的进行土的固结特性研究。

自动固结仪的操作规程自动固结仪是一种常用于土壤力学试验中的仪器，用于测定土壤固结特性和压缩性能。

正确操作自动固结仪对于获取准确可靠的试验结果至关重要。

以下是一份自动固结仪的操作规程，详细说明了准备工作、操作步骤和注意事项。

一、准备工作1. 检查自动固结仪是否处于正常工作状态，包括仪器连接、电源是否正常、传感器是否灵敏等。

2. 检查试验样品是否符合试验要求，如样品湿度和初始排水状态。

3. 准备好所需试验材料和试验装置，包括固结压实器、压力计、挠度计、实验土和配备的浸水设备。

二、操作步骤1. 将试验样品放入固结压实器中，确保样品填充均匀且无明显缺陷。

2. 使用浸水设备对固结压实器中的土样进行浸水。

根据试验要求，可以选择不同的浸水方式，如浸泡或采用真空浸水。

3. 连接气动系统，根据试验要求设定所需气压。

4. 连接挠度计，确保挠度计与试验样品之间的接触良好。

5. 使用电脑或仪器的控制面板设置试验参数，包括加载方式、加载时间间隔和加载幅度等。

6. 启动自动固结仪进行试验。

7. 监测仪器的运行状态和试验过程中各个参数的变化，确保试验过程的可控性和连续性。

8. 根据试验要求，进行必要的数据记录和采样。

三、注意事项1. 操作前仔细阅读自动固结仪的使用说明书，了解其结构和性能。

2. 操作人员需具备相关的土力学试验知识和操作经验，确保安全和可靠的试验进行。

3. 在进行试验前，仔细检查仪器的连接和传感器的灵敏度，确保各部组件工作正常。

4. 在试验过程中，及时记录试验参数的变化，并按要求进行数据处理和分析。

5. 遵循实验室安全规范，确保操作人员的安全和仪器的正常使用。

6. 遵循试验操作步骤和要求，不得擅自更改试验参数和操作方法。

7. 在试验完成后，及时清洗和维护自动固结仪，以保持仪器的良好状态和工作性能。

总结：自动固结仪的操作规程是确保试验可靠性和结果准确性的重要保障。

操作人员在进行试验前需充分了解仪器的使用说明，并遵循试验操作步骤和要求，同时要注意实验室安全和设备的维护保养，确保自动固结仪的正常运行和试验的顺利进行。

固结试验——快速压缩法1、实验目的土的固结是土体在外荷载作用下，水可空气逐渐被挤出，土的骨架颗粒相互挤紧，因而引起土的变形过程。

固结试验的目的在于测定试样在侧限条件下变形和压力的关系曲线，从而求出土的压缩性指标、判断土的压缩性和计算土工建筑物与地基的沉降。

2、试验设备及仪器压缩（固结）仪，本试验采用中压双联固结仪（图1）包括：1)固结容器2)加力及传力设备：传力杠杆、平衡锤、砝码等；3)切取试样用的环刀，内径一般为8cm，面积为50cm2，高2cm。

4)其他：百分表、秒表、天平、烘箱、切土刀（或钢丝锯）等。

图1固结仪示意图1–水槽；2–护环；3–环刀；4–加压上盖；5–透水石；6–量表导杆；7–量表架；8–试样3、操作步骤1.用环刀切取土样先取原状土或自己制备的土样，将环刀刃向下压入土样少许，将土样修成略大于环刀直径的土样，边修边压，直至土样突出环刀为止，然后修去上下两端余土，刮平土样表面，并立即盖上玻璃板。

注意不得来回涂抹，并使土层受压方向应与天然土层受压方向一致。

用抹布擦净环刀外壁及玻璃片，以测定土的密度。

2.测量土的初始孔隙比。

将环刀外壁擦净，称环刀加土质量准确至0.1g，计算密度用。

1)测定土的密度。

（详见密度实验）2)测定土的含水率。

（详见含水率实验）3.将金属底板放入容器内，在其上顺序放上湿润而洁净的透水石滤纸各一，将装有土样的环刀（刃口向下）放在护环内，将护环放入容器内，再在试样上放滤纸、透水石和传压盖。

4.将装好的固结容器放在加压设备正中，装上百分表，并调节其可伸长距离不小于8mm ，然后检查测微表是否灵敏和垂直。

5.在砝码盘上加预压荷重50g （土样所受压力1kPa ），以便使仪器上下各部件之间接触贴妥，然后转动百分表表盘，使指针对准零点。

6.加荷测记。

去调预压荷载根据需要世家各级压力，荷载等级一般为12.5、25、50、100、200、400、800……kpa ，最后一级荷载应大于土层的计算压力100~200kpa 。