三轴击实试样的土_水特征曲线分布

《土水特征曲线及其在非饱和土力学中应用的基本问题研究》读书报告冯冬冬2011.11.7 阅读文献：张雪东. 土水特征曲线及其在非饱和土力学中应用的基本问题研究[D]. 北京: 北京交通大学, 2010.一．文献内容1. 文献在分析了SWCC应用的基本步骤、SWCC形状特点的基础上，结合现有SWCC模型的函数形式的特点，分析了拟合SWCC试验散点时可能出现的问题，而后在统计了21种土的SWCC拟合结果的基础上，首次提出了一种使用不完整SWCC(测量未到达残余状态)的试验点，拟合得到能够正确地反映土中孔隙结构特点和持水能力的函数的计算方法，使用这种方法，可以解决在试验条件有限，无法测得完整SWCC时，难以根据试验结果准确地确定一些非饱和上力学模型中的相关参数的取值问题。

2.以概率论为基础，利用SWCC和孔隙(水)分布函数之间的关系，提出了平均孔隙半径的概念，而后以此为基础得到了一个能够模拟变形对SWCC影响规律的计算模型;由于该模型考虑了土中的初始孔隙结构对SWCC随变形的变化规律的影响，所以它能够给出比较理想的计算结果;该模型可为建立分析非饱和土的水力、力学特性相互影响的计算模型奠定基础。

3.以概率论为基础，提出了一个能够考虑土中孔隙结构影响的饱和土渗透系数计算模型，而后结合本篇文章提出的模拟SWCC随变形的变化规律的计算模型，以及Mualem相对渗透系数模型，建立了一个能够模拟变形对非饱和土渗透系数影响的计算模型，该模型不仅能够考虑孔隙大小的变化对渗透系数的影响，更能够考虑孔隙结构变化的影响，这使得预测结果能够更加接近于实际情况。

4. 以传统域模型的基本原理为出发点，提出了一个能够方便地模拟多次浸润(吸湿)、干燥(脱湿)过程，以及在含水量(吸力)变化历史未知的情况下模拟含水量随吸力变化规律的SWCC 滞后模型;而后以该模型为基础，得到了一个利用边界干燥曲线以及一条一阶浸润扫描线预测边界浸润曲线的计算方法，使用该方法，可以减少SWCC滞后模型计算时所需实测的数据，从而使现有的一些SWCC滞后模型能够方便地应用于实际工程中。

土工试验粗颗粒土三轴压缩试验67．1 一般规定67．1．1 土样应为最大粒径不大于60mm的粗颗粒土。

67．1．2 根据粗颗粒土的性质、工程情况和不同的排水条件，本试验分为不固结不排水剪(UU)、固结不排水剪(CU)、固结排水剪(CD)等三种试验类型。

67．2 仪器设备67．2．1 本试验所用的主要仪器设备应符合下列规定：1 大型三轴仪(图67．2．1)：包括压力室、轴向加压系统、周围压力系统、反压力系统、体变量测系统和孔隙水压力量测系统等部分：图67．2．1 大型三轴仪示意图1-轴向荷载传感器；2-试样；3-轴向位移计；4-压力室罩；5-顶帽；6-上透水板；7-下透水板；8-橡皮膜；9-量水管；10-体变管；11-压力库；12-压力表；13-孔隙压力阀；14-进水管阀；15-排水阀；16-量水管阀；17-周围压力阀；18-反压力阀；19-通气阀；20-排气阀；21-排气(水)阀1)压力室：为钢筒，尺寸按试样大小选用，钢筒上宜镶有有机玻璃窗口；2)轴向加压系统：包括加压框架、加压设备和轴向压力量测设备(轴向荷载传感器、压力机)等；3)周围压力系统：包括空气压缩机、压力库和恒压装置；4)变形量测系统：包括大量程百分表(或位移传感器)和体变管(或体变测量装置)。

2 附属设备：包括对开成型筒、承膜筒、击实锤或振捣器、橡皮膜、真空泵、磅秤、天平、钢尺、秒表、瓷盘、烘箱等。

67．2．2 三轴仪使用前应按下列规定进行检查：1 轴向压力系统、周围压力系统运行正常。

根据工程要求确定周围压力σ3的最大值，按σ1＞5σ3估算轴向额定压力。

轴向荷载传感器的最大允许误差宜为±1％F．S。

2 压力室应密封不泄漏。

传压活塞应在轴套内滑动正常，孔隙压力量测设备的管道内应无气泡，各管道、阀门、接头等应通畅不泄漏。

检查完毕后，关闭周围压力阀、排水阀、孔隙压力阀等；以备使用。

3 橡皮膜应不漏水。

4 孔隙压力量测系统可按本标准第19．2．2条第2款的规定进行检查。

三轴试验一、基本原理三轴压缩实验是根据摩尔-库伦强度理论，用3～4个试样，分别在不同的恒定周围压力（即小主应力σ3）下施加轴向压力（即主应力差），进行剪切直至破坏，从而确定土的抗剪强度参数。

根据排水条件的不同，三轴试验分为以下三种试验类型：即不固结不排水试验（UU），固结不排水试验（CU），和固结排水试验（CD），试验方法的选择应根据工程情况，土的性质，建筑物施工和运行条件及所采用的分析方法而定。

（1）不固结不排水剪试验（UU）:是在整个实验过程中,从加周围压力和增加轴向压力直到剪坏为止,均不允许试样排水对保和试样可测得总抗剪强度参数CU、ФU或有效抗剪强度参数C′、Ф′和孔隙水压力参数。

（2）固结不排水剪试验（CU）:试验是先使试样在某一周围压力下固结排水，然后保持在不排水的情况下，增加轴向压力直到剪坏为止，可以测得总抗剪强度指标CCu、ФCu或有效抗剪强度参数C′、Ф′和孔隙水压力参数。

（3）固结排水剪试验（CD）:是在整个试验过程中允许试样充分排水，即在某一周围压力下排水固结，然后在充分排水的情况下增加轴向压力直到剪坏为止，可以测定有效抗剪强度指标2Cd、Фd。

二、固结不排水试验（一）仪器设备1、应变控制式三轴压缩仪由周围压力系统，反压力系统，孔隙水压力量测系统和主机组成。

2、附属设备包括击实器、饱和器、切土器、分样器、切土盘、承膜筒和对开圆筒，：3、百分表量程3cm或1cm，分度值〉0.01mm。

4、天平程量200g，感量0.01g；程量1000g，感量0. 1g。

5、橡皮膜应具有弹性，厚度应小于橡皮膜直径的1/100，不得有漏气空。

（二）操作步骤1、仪器检查⑴周围压力的测量精度为全量程的1%，测读分值为5kPa。

⑵孔隙水压力系统内的气泡应完全排除。

系统内的气泡可用纯水或施加压力使气泡溶于水，并从试样底座溢出，测量系统的体积因数应小于1.5×10-5cm3/ kPa。

⑶管路应畅通，活塞应能滑动，各连接处应无漏气。

• ⑸ 装第二个试样，重复上述试验步骤。
实验数据及结果分析
绘制主应力差与轴向应变关系曲线
• 绘制固结不排水剪强度包线
实验结果 Ccu= C'cu=
φcu= φ'cu=
总结与讨论
• 1．本实验实测的孔隙水压力系数B值多大？ B值越高表示土样的饱和度越高还是越低？ 说明其物理概念？
• 2．孔隙水压力系数A值在实验过程中是不 是常量？A值的变化反应土的什么性质？
应变控制式三轴剪切仪：如图示，有压力 室、轴向加压设备、施加周围压力系统、 体积变化和孔隙压力量测系统等。
击实筒、饱和器、切土盘、切土器、承膜 筒等。 天平、测微表、橡皮膜、扳手等。
仪器实物图
应 变 控 制 三 轴 仪
• 实验步骤
• 一、试样制备：
• 1．选取一定数量的代表性土样，（对直径 3.91厘米试样约取二公厅），经风干碾碎过 筛，测出风干含水量，按要求含水量算出 所需加水量。
绘制主应力差与轴向应变关系曲线。
实验原理
• 三轴剪切试验是测定土的抗剪强度的一种 方法，它通常用3-4个圆柱形试样分别在 不施剪加切同轴直的向至恒压破定力坏周（，压即然力主后（应根即力据小差摩主σ尔应1一-力σ库σ3仑）3）理进论下行， 求得总抗剪强度参数和有效抗剪强度参数。
• 三轴试验分为不排水剪、固结不排 水剪和排水剪三种方法。
⑺ 旋转微动（细）手轮，当量力环表微动时表
示活塞与试样帽接触，调量力环表和变形量表的指 针为0位置。
五、试剪切：
• ⑴ 剪切应变速率为每分钟0.1~0.05％（一般 粘性土）。
• ⑵ 开动马达，按上离合器，进行剪切。同时 打开孔压阀不断转动调压筒手轮，保持零位指 示器中水银面为原平衡位置，当试样每产生垂 直应变0.5mm时，测记重力环表及孔压表读数。

土工试验操作工技能竞赛理论考试参考试题一、选择题1. 颗粒分析试验中筛析法适用粒径大于 mm的土。

A、0.10B、0.05C、0.075；2. 在制备扰动土样时，对有机质含量超过5%的土、含石膏和硫酸盐的土应在（）℃的温度下烘干。

A、50～65B、65～70C、105～1103. 对渗透系数小于等于（）cm/s的细粒土，宜采用抽气饱和法饱和试样。

A、10-4B、10-5C、10-64. 在进行土的击实试验时，采用内径152mm的击实筒，试样粒径不大于（）。

A、5mmB、20mm C 、50mm5．土的密度试验需进行2次平行测定其平行差值，不得大于 g/cm3。

A、0.01B、0.02C、0.036. 土粒相对密度（比重）是在（）℃下烘至恒值时的质量与土粒同体积4℃纯水质量的比值。

A、100～105B、105～110C、110～1157．进行土粒相对密度（比重）试验时，粒径小于（）mm的土用比重瓶法进行。

A、0.5B、2C、58．采用100ml比重瓶法测定土粒相对密度（比重）时，烘干土试样的质量为（）g。

A、15B、20C、309．用浮称法做做土粒相对密度（比重）试验时，应将试样浸在水中（）h。

A、8B、12C、2410．土中水的体积与（）之比称为土的饱和度。

A、总体积B、孔隙体积C、土颗粒体积11．土粒相对密度（比重）的大小主要决定于土粒的（）。

A、大小B、形状C、矿物成分12. 对粘性土性质影响最大的水是（）A、强结合水B、弱结合水C、毛细水13. 在确定粘性土的状态时，除了需要液限，还需要土的（）。

A、密度和含水率B、孔隙比和饱和度C、含水率和塑限14．土颗粒由细变粗。

土就由（），而透水性由小变大。

A、无粘性变为有粘性 B有粘性变为无粘性 C、粘性变化无规律=1时，表明该状态的土正好处于由（）的分界。

15．当粘性土的液性指数ILA、半固态转变为固态B、可塑状态转变为半固态C、流动状态转变为可塑状态16．土中含（）愈多，土粒的比表面也愈大。

土壤含水量、土水势和土壤水特征曲线的测定3.1测定意义严格地讲，土壤含水量应称为土壤含水率，因其所指的是相对于土壤一定质量或容积中的水量分数或百分比，而不是土壤所含的绝无仅绝对水量。

土壤含水量的多少，直接影响土壤的固、液、气三相比，以及土壤的适耕性和作物的生长发育。

在农业生产中，需要经常了解田间土壤含水量，以便适时灌溉或排水，保证作物生长对水分需要，并利用耕作予以调控，达到高产丰收的目的。

近几十年来的研究表明，要了解土壤水运动及土壤对植物的供水能力，只有土壤水数量的观念是不够的。

举一个直观的例子：如果粘土的土壤含水量为20%，砂土的土壤含水量为15%，两土样相接触，土壤水应怎样移动？如单从土壤水数量的观念，似乎土壤水应从粘土土样流向砂土土样，但事实恰恰相反。

这说明，光有土壤水数量的观念，尚不能很好研究土壤水运动及对植物的供水，必须建立土壤水的能量的观念，即土水势的概念。

测定土壤水特征曲线（基质势与土壤含水量之间的关系曲线）需要特别的仪器设备，随着土壤科学的发展，越来越多的基层土壤工作者需要土壤水特征曲线这一基础资料，了解土壤水特征曲线的测定，对今后土壤水特征曲线（不管是自己测定还是由别的单位测定）的应用是有益的。

3.2方法选择的依据土壤含水量目前常用的方法有：烘干法、中子法、射线法和TDR法（又称时域反射仪法）。

后三种方法需要特别的仪器，有的还需要一定的防护条件。

土水势包括许多分势，与土壤水运动最密切相关的是基质势和重力势。

重力势一般不用测定，只与被测定点的相对位置有关。

测定基质势最常用的方法是张力计法（又称负压计法），可以在田间现场测定。

土壤水特征曲线是田间土壤水管理和研究最基本的资料。

通过土壤水特征曲线可获得很多土壤基质和土壤水的数据，如土壤孔隙分布及对作物的供水能力等等。

测定土壤水特征曲线最基本的方法是压力膜（板）法，它可以完整地测定一条土壤水特征曲线。

3.3土壤含水量的测定（烘干法）烘干法又称质量法，具体操作是：用土钻采取土样，用感量0.1g的天秤称得土样的质量，记录土样的湿质量m t，在105℃烘箱内将土样烘6h～8h至恒重，然后测定烘干土样，记录土样的干质量m s，根据θm＝m w/m s×100%计算土样含水量，式中：m w=m t－m s；θm表示土样的质量含水率，习惯上又称为质量含水量。

土力学三轴试验土力学三轴试验三轴试验中土的剪切性状分析摘要：按剪切前的固结状态和剪切时的排水条件分为三种：不固结不排水剪，固结不排水剪，固结排水抗剪。

文中将讨论正常固结饱和黏性土在剪切时将具有不同的强度特性。

关键词：不固结不排水抗剪强度，固结不排水抗剪强度，固结排水抗剪强度作者简介：Triaxial shear Characters of Middle-earthLI Jia-chun（shanghai University，department of civil engineering，08124240）Abstract: Consolidation by the state before shear and shear when the drainage is divided into three types: non-consolidated undrained shear, consolidation undrained shear, consolidated drained shear. This article will discuss the normally consolidated saturated clay in the shear strength will have different characteristics.Key words: non-consolidated undrained shear, consolidation undrained shear, consolidated drained shear.0 引言广义黏性土包括粉土，黏性土。

黏性土的抗剪强度远比无粘性土复杂。

要准确掌握原状土的强度特性，也就非常困难。

对土的强度研究，大多数用均匀的重塑土。

原状土和重塑土之间在结构上和应力历史存在重大差异，且原状土的取样扰动对其实际强度也有较大影响。

按剪切前的固结状态和剪切时的排水条件分为三种：不固结不排水剪，固结不排水剪，固结排水抗剪。

实验四 三轴压缩实验（实验性质：综合性实验）一、概述1910年摩尔（Mohr ）提出材料的破坏是剪切破坏，并指出在破坏面上的剪应力τ是为该面上法向应力σ的函数，即()f f τσ=这个函数在f τσ-坐标中是一条曲线，称为摩尔包线，如图4-1实线所示。

摩尔包线表示材料受到不同应力作用达到极限状态时，滑动面上法向应力σ与剪应力f τ的关系。

土的摩尔包线通常可以近似地用直线表示，如图4-1虚线所示，该直线方程就是库仑定律所表示的方程（c tg τσϕ=+）。

由库仑公式表示摩尔包线的土体强度理论可称为摩尔－库仑强度理论。

图4-1 摩尔包线当土体中任意一点在某一平面上的剪应力达到土的抗剪强度时，就发生剪切破坏，该点也即处于极限平衡状态。

根据材料力学，设某一土体单元上作用着的大、小主应力分别为1σ和3σ，则在土体内与大主应力1σ作用面成任意角α的平面a a -上的正应力σ和剪应力τ，可用τσ-坐标系中直径为13()σσ-的摩尔应力圆上的一点（逆时针旋转2α,如图4-2中之A 点）的坐标大小来表示，即13131311()()cos 2221()sin 22σσσσσατσσα=++-=-将抗剪强度包线与摩尔应力画在同一张坐标纸上，如图4-3所示。

它们之间的关系可以有三种情况：①整个摩尔应力圆位于抗剪强度包线的下方（圆Ⅰ），说明通过该点的任意平面上的剪应力都小于土的抗剪强度，因此不会发生剪切破坏；②摩尔压力圆与抗剪强度包线相割（圆Ⅲ），表明该点某些平面上的剪应力已超过了土的抗剪强度，事实上该应力圆所代表的应力状态是不存在的；③摩尔应力圆与抗剪强度包线相切（圆Ⅱ），切点为A 点，说明在A 点所代表的平面上，剪应力正好等于土的抗剪强度，即该点处于极限平衡状态，圆Ⅱ称为极限应力圆。

图4-2 用摩尔圆表示的土体中任意点的应力 图4-3 摩尔圆与抗剪强度包线之间的关系三轴压缩实验（亦称三轴剪切实验）是以摩尔－库仑强度理论为依据而设计的三轴向加压的剪力试验，试样在某一固定周围压力3σ下，逐渐增大轴向压力1σ，直至试样破坏，据此可作出一个极限应力圆。

实验六：三轴试验一、基本原理三轴剪切试验是用来测定试件在某一固定周围压力下的抗剪强度，然后根据三个以上试件，在不同周围压力下测得的抗剪强度，利用莫尔-库仑破坏准则确定土的抗剪强度参数。

三轴剪切试验可分为不固结不排水试验（UU ）、固结不排水试验（CU ）以及固结排水剪试验（CD ）。

1、不固结不排水试验：试件在周围压力和轴向压力下直至破坏的全过程中均不允许排水，土样从开始加载至试样剪坏，土中的含水率始终保持不变，可测得总抗剪强度指标U C 和U φ；2、固结不排水试验：试样先在周围压力下让土体排水固结，待固结稳定后，再在不排水条件下施加轴向压力直至破坏，可同时测定总抗剪强度指标CU C 和CU φ或有效抗剪强度指标C ′和φ′及孔隙水压力系数；3、固结排水剪试验：试样先在周围压力下排水固结，然后允许在充分排水的条件下增加轴向压力直至破坏，可测得总抗剪强度指标d C 和d φ。

二、试验目的1、了解三轴剪切试验的基本原理；2、掌握三轴剪切试验的基本操作方法；3、了解三轴剪切试验不同排水条件的控制方法和孔隙压力的测量原理；4、进一步巩固抗剪强度的基本理论。

三、试验设备1、三轴剪力仪（分为应力控制式和应变控制式两种）。

（1）三轴压力室：压力室是三轴仪的主要组成部分，它是由一个金属上盖、底座以及透明有机玻璃圆筒组成的密闭容器，压力室底座通常有3个小孔分别与围压系统以及体积变形和孔隙水压力量测系统相连。

（2）轴向加荷传动系统：采用电动机带动多级变速的齿轮箱，或者采用可控硅无级调速，根据土样性质及试验方法确定加荷速率，通过传动系统使土样压力室自下而上的移动，使试件承受轴向压力。

（3）轴向压力测量系统：通常的试验中，轴向压力由测力计（测力环或称应变圈等等）来反映土体的轴向荷重，测力计为线性和重复性较好的金属弹性体组成，测力计的受压变形由百分表测读。

轴向压力系统也可由荷重传感器来代替。

（4）周围压力稳压系统：采用调压阀控制，调压阀当控制到某一固定压力后，它将压力室的压力进行自动补偿而达到周围压力的稳定。

土的最大干密度和最佳含水量试验要点（击实试验GB/T 50123-1999）一、分类和试验范围：本试验分为轻型击实和重型击实。

轻型击实试验适用于粒径小于5mm的粘性土。

重型击实试验适用于粒径不大于20mm的土。

采用三层击实时，最大粒径不大于40mm。

二、击实功率：轻型击实试验的单位体积击实功应为592.2KJ/m3，重型击实试验的单位体积击实功应为2684.9KJ/m3。

三、设备要求：1.击实仪的击锤应配导筒，击锤与导筒间应有足够的间隙使锤能自由下落；电动操作的击锤必须有控制落距的跟踪装置和锤击点按一定角度（轻型53.5°，重型45°）均匀分布的装置（重型击实仪中心点每圈要加一击）。

2 .天平：称量200g,最小分度值0.01g。

3.台秤:称量10g,最小分度值5g。

4.标准筛：孔径为20mm、40mm和5mm。

5.试样推出器：宜用螺旋式千斤顶或液压式千斤顶，如无此类装置，亦可用刮刀和修土刀从击实筒中取出试样。

四、试样制备方法：试样制备分为干法和湿法两种。

1 干法制备试样应按下列步骤进行，用四分法取代表性土样20g(重型为50kg),风干碾碎,过5mm(重型过20mm或40mm)筛,将筛下土样拌匀,并测定土样的风干含水率。

根据土的塑限预估最优含水率,并按本标准第3.1.6条4、5款的步骤制备5个不同含水率的一组试样，相邻2个含水率的差值宜为2%。

注：轻型击实中5个含水率中应有2个大于塑限，2个小于塑限，1个接近塑限。

2 湿法制备试样应按下列步骤进行，取天然含水率的代表性土样20kg(重型为50kg)碾碎,过5mm筛(重型过20mm或40mm),将筛下土样拌匀,并测定土样的天然含水率。

根据土样的塑限预估最优含水率，按本条1款注的原则选择至少5个含水率的土样，分别将天然含水率的土样风干或加水进行制备，应使制备好的土样水分均匀分布。

五、试验步骤：击实试验应按下列步骤进行：1 将击实仪平稳置于刚性基础上，击实筒与底座联接好，安装好护筒，在击实筒内壁均匀涂一薄层润滑油。

1010.1 0.01粒径/mm图2颗粒级配图2试验方案2.1 土水特征曲线试验试验采用FLSY -10型应力应变控制式非饱和土三轴仪。

所用试样为重塑土。

影响非饱和土土水特征曲线的因素有土的矿物成 分，孔隙结构，液体的性质，土的力学性质，孔隙气粒M ，非饱和土的 土水特征曲线与其渗透t t 、抗剪强度及持水特性有很大的关系[7]。

分别配制干密度为1.47 g /cm3含水率为17. 72%，19. 36%含水率ft)/%图1击实曲线(最优含水率)、21 • 53%和含水率为19.36%下干密度为1 • 39 ^c m 3， 1.47 g /cm 3,1.55 g /cm 3的试样待高进气陶土板饱和后，将试样套人橡胶膜，然后再装人压力室。

2.2 红土力学特性研究试验为了充分研究南昌红土的力学特性，选取原状土和重塑土进行对比研究。

选取围压分别为1〇〇 k P a ，200 k P a ，300 k P a 进行在 基质吸力为〇 k P a ,50 k P a ,100 k P a 和200 k P a 的试验。

对红土进 行加载，等到土体抗压强度的2/3时，进行卸载，而后又进行加载 与卸载，由此得出了红土的加卸载强度和一次加载至破坏的峰值 强度的差异。

试验采用固结排水剪切试验。

3试验结果分析3.1 土水特征曲线1)不同含水率对土水特征曲线的影响。

由图3可知在含水 率不同的情况下土水特征曲线的趋势是一致的，即基质吸力随着 含水率的减小而增大。

也可以看出当试样的初始含水率比较低 时，得到的基质吸力相对比较小。

2)不同干密度对土水特征曲线 的影响。

由图4可以得出不同干密度下试样的土水特征曲线的 趋势是一致的:随着含水率的降低，基质吸力变大。

而且，干密度 较大的试样，在相同含水率下基质吸力也较大，这说明了干密度 的增大会增加土体的基质吸力。

其原因可能为干密度较小的土 样，试样内部具有较大的孔隙，和外界的连通性较好，在较小的吸 力作用下水分容易排出;而干密度较高的土样，内部较密孔隙小， 因而需要更大的外力作用才能使部分孔隙水排出。

[单选题]1.固结试验过程中，如为饱和试样，则在施加第一级荷载后，应（）。

A.记录试样高度变化值B.立即向容器内注水至满C.用湿棉纱围住上下透水面四周D.将百分表读数调整至零参考答案：B参考解析：如为饱和试样，则在施加第一级荷载后，应立即向容器内注水至满。

[单选题]3.某路基填土施工速度快，土层排水不良，欲验算其稳定性，应采用（）。

A.固结快剪或快剪B.快剪C.慢剪D.固结快剪参考答案：B参考解析：应采用快剪法。

由于施工速度快，且土层排水不良，所以土样所受到的剪切作用较快，且来不及排水固结。

[单选题]4.土样的法向应力与对应的破坏剪应力关系符合（）关系。

A.对数方程B.线性方程C.指数方程D.多项式方程参考答案：B参考解析：不同法向应力下土样的破坏剪切应力可以连成一条直线。

[单选题]5.土的无侧限抗压强度试验应变在3%以前，（）应变记读百分表读数一次。

A.每0.3%B.每0.5%C.每0.6%D.每1%参考答案：B参考解析：土的应变在3%以前，每0.5%应变记读百分表读数一次，应变达3%以后，每1%应变记计百分表读数一次。

[单选题]6.若某土样试件无侧限抗压强度试验的应为应变曲线中最大轴向应力不明显，取轴向应变（）的应力作为该试件的无侧限抗压强度。

A.10%处B.15%处D.25%处参考答案：B参考解析：以应力为纵坐标，应变为横坐标，绘制应力-应变曲线。

以最大轴向应力作为无侧限抗压强度。

若最大轴向应力不明显，取轴向应变15%处的应力作为该试件的无侧限抗压强度。

[单选题]7.快剪与固结快剪用来测定土（）A.强度B.土的黏聚力和土的内摩擦角C.压缩比D.先期固结压力参考答案：B参考解析：快剪：竖向压力施加后立即施加水平剪力进行剪切，而且剪切的速率也很快。

一般从加荷到剪坏只用3～5min。

由于剪切速率快，可认为土样在这样的短时间内没有排水固结或者说模拟了“不排水”的剪切情况，得到的强度指标用φq，Cq表示。

湿陷性黄土的压实度及含水率对力学性质的影响康烨摘要：为研究非饱和湿陷性黄土的工程力学性质，评估黄土隧道基底稳定性，通过相关试验，分析了黄土作为隧道基底的基本物理力学性质，研究了不同压实度、含水率条件下黄土的强度与变形特性。

研究表明：湿陷性黄土易于压实，压实后空气容积率接近黏性土的空气体积率，残余变形能得到有效控制。

最优含水率条件下，压实度k≥0.95的黄土变形呈软化特征；k≤0.93的黄土，围压较低时，变形为软化型；围压较高时，变形为硬化型。

围压越高，含水率越大，压实系数越小，则试样塑性越明显。

黄土的内摩擦角、粘聚力与压实度正相关，与含水率负相关，可用y=A ln（x）+B较精确的拟合。

关键词：湿陷性黄土；强度；变形；密实度；含水率；隧道桩土复合基底；极限强度Effects of water content and compaction coefficient on mechanical behaviors of collapsed loessKANG YeRAILWAY ENGINEERING CONSULTING GROUP CO.,LTD.，Beijing 100055Abstract：In order to study the engineering mechanics behavior of unsaturated collapsible loess and to evaluate stability of loess tunnel base, the basic physic-mechanical properties of loess were analyzed in the experiments, the strength and deformation behaviors of disturbed loess with different water content and compaction coefficient were studied. Conclusions indicate the loess is easy to compacted, compacted loess has the same volume ratio of air with cohesive soil, and residual deformation can be contained. For specimens at optimum water compactness higher than 95%, the deformation character is softening. For specimens at optimum water compactness lower than 93%, the deformation character is softening in the case of low confining pressure, however it is hardening in the case of high confining pressure. For specimen with higher water content, higher confining pressure and lower compactness, the plastic deformation is more significant. There is positive correlation between internal friction angle, cohesionand degree of compaction, but negative correlation between internal friction angle, cohesion and water content. And the relationship can be fitted with y=A ln（x）+B.Key words：collapsed loess; deformation; strength; water content; compactness; tunnel composite substrate1 引言黄土是指粒径介于粘土与细砂之间，范围为>0.005毫米～<0.05毫米的陆相黄色粉砂质土状堆积物，其颗粒之间结合不紧，孔隙度一般在40%～50%。

长春地区非饱和粉质黏土的土-水特征试验研究
郭浩天;江珊;李向群
【期刊名称】《吉林建筑大学学报》
【年(卷),期】2024(41)2
【摘要】土-水特征曲线(SWCC)是反映非饱和土工程特性的重要表现形式。

为研究长春地区非饱和土的土-水特征曲线变化,以长春地区广泛分布的粉质黏土作为研究对象,采用GEO-Experts压力板仪和GDS非饱和土三轴仪对不同初始含水率的土体进行土-水特征曲线的测量分析。

结果表明:不同设备所测得的结果基本一致,土体的进气值均在基质吸力25 kPa左右时达到。

土体的体积含水率均随基质吸力的增加而减小,土-水特征曲线均在基质吸力为125 kPa时出现明显拐点。

同一含水率土样,GEO-Experts压力板仪的排水体积比GDS非饱和土三轴仪多,压力板仪所对应的体积含水率相对较低。

【总页数】7页(P58-64)
【作者】郭浩天;江珊;李向群
【作者单位】吉林建筑大学测绘与勘查工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TU411
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地区低液限粉质黏土土水特征曲线试验研究5.黄泛区非饱和砂质粉土的土-水特征曲线试验研究
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三轴试验一、基本原理三轴压缩实验是根据摩尔-库伦强度理论，用3～4个试样，分别在不同的恒定周围压力（即小主应力σ3）下施加轴向压力（即主应力差），进行剪切直至破坏，从而确定土的抗剪强度参数。

根据排水条件的不同，三轴试验分为以下三种试验类型：即不固结不排水试验（UU），固结不排水试验（CU），和固结排水试验（CD），试验方法的选择应根据工程情况，土的性质，建筑物施工和运行条件及所采用的分析方法而定。

（1）不固结不排水剪试验（UU）:是在整个实验过程中,从加周围压力和增加轴向压力直到剪坏为止,均不允许试样排水对保和试样可测得总抗剪强度参数CU、ФU或有效抗剪强度参数C′、Ф′和孔隙水压力参数。

（2）固结不排水剪试验（CU）:试验是先使试样在某一周围压力下固结排水，然后保持在不排水的情况下，增加轴向压力直到剪坏为止，可以测得总抗剪强度指标CCu、ФCu或有效抗剪强度参数C′、Ф′和孔隙水压力参数。

（3）固结排水剪试验（CD）:是在整个试验过程中允许试样充分排水，即在某一周围压力下排水固结，然后在充分排水的情况下增加轴向压力直到剪坏为止，可以测定有效抗剪强度指标2Cd、Фd。

二、固结不排水试验（一）仪器设备1、应变控制式三轴压缩仪由周围压力系统，反压力系统，孔隙水压力量测系统和主机组成。

2、附属设备包括击实器、饱和器、切土器、分样器、切土盘、承膜筒和对开圆筒，：3、百分表量程3cm或1cm，分度值〉0.01mm。

4、天平程量200g，感量0.01g；程量1000g，感量0. 1g。

5、橡皮膜应具有弹性，厚度应小于橡皮膜直径的1/100，不得有漏气空。

（二）操作步骤1、仪器检查⑴周围压力的测量精度为全量程的1%，测读分值为5kPa。

⑵孔隙水压力系统内的气泡应完全排除。

系统内的气泡可用纯水或施加压力使气泡溶于水，并从试样底座溢出，测量系统的体积因数应小于1.5×10-5cm3/ kPa。

⑶管路应畅通，活塞应能滑动，各连接处应无漏气。

土工试验操作工技能竞赛理论考试参考试题一、选择题1. 颗粒分析试验中筛析法适用粒径大于（C ）mm的土。

A、0.10B、0.05C、0.075；2. 在制备扰动土样时，对有机质含量超过5%的土、含石膏和硫酸盐的土应在（ B ）℃的温度下烘干。

A、50～65B、65～70C、105～1103. 对渗透系数小于等于（ A ）cm/s的细粒土，宜采用抽气饱和法饱和试样。

A、10-4B、10-5C、10-64. 在进行土的击实试验时，采用内径152mm的击实筒，试样粒径不大于（ B ）。

A、5mmB、20mmC、50mm5．土的密度试验需进行2次平行测定其平行差值，不得大于 C g/cm3。

A、0.01B、0.02C、0.036. 土粒相对密度（比重）是在（ B ）℃下烘至恒值时的质量与土粒同体积4℃纯水质量的比值。

A、100～105B、105～110C、110～1157．进行土粒相对密度（比重）试验时，粒径小于（ C ）mm的土用比重瓶法进行。

A、0.5B、2C、58．采用100ml比重瓶法测定土粒相对密度（比重）时，烘干土试样的质量为（ A ）g。

A、15B、20C、309．用浮称法做做土粒相对密度（比重）试验时，应将试样浸在水中（ C ）h。

A、8B、12C、2410．土中水的体积与（ B ）之比称为土的饱和度。

A、总体积B、孔隙体积C、土颗粒体积11．土粒相对密度（比重）的大小主要决定于土粒的（ C ）。

A、大小B、形状C、矿物成分12. 对粘性土性质影响最大的水是（ B ）A、强结合水B、弱结合水C、毛细水13. 在确定粘性土的状态时，除了需要液限，还需要土的（ C ）。

A、密度和含水率B、孔隙比和饱和度C、含水率和塑限14．土颗粒由细变粗。

土就由（ B ），而透水性由小变大。

A、无粘性变为有粘性 B有粘性变为无粘性 C、粘性变化无规律=1时，表明该状态的土正好处于由（ C ）的分15．当粘性土的液性指数IL界。

三轴试验报告课程高等土力学授课老师冷伍明等指导老师彭老师学生姓名刘玮学号 114811134专业隧道工程目录1.试验目的 (1)2.仪器设备 (1)3.试样制备步骤 (1)4.试样的安装和固结 (2)5.数据处理(邓肯—张模型8大参数的确定) (2)6.注意事项 (9)7.总结 (10)1.试验目的(1).三轴压缩试验室测定图的抗剪强度的一种方法，它通过用3～4个圆柱形试样，分别在不同的恒定周围压力下，施加轴向压力，进行剪切直至破坏；然后根据摩尔-强度理论，求得土的抗剪强度参数；同时还可求出邓肯-张模型的其它6个参数。

(2).本试验分为不固结不排水剪(UU)；固结不排水剪(CU或CU)和固结排水剪(CD)等3种试验类型。

本次试验采用的是固结排水剪(CD)。

2.仪器设备本次实验采用全自动应变控制式三轴仪：有反压力控制系统，周围压力控制系统，压力室，孔隙压力测量系统，数据采集系统，试验机等。

3.试样制备步骤(1).本次试验所用土属于粉粘土，采用击实法对扰动土进行试样制备，试样直径39.1mm，试样高度80mm。

选取一定数量的代表性土样，经碾碎、过筛，测定风干含水率，按要求的含水率算出所需加水量。

(2).将需加的水量喷洒到土料上拌匀，稍静置后装入塑料袋，然后置于密闭容器内24小时，使含水率均匀。

取出土料复测其含水率。

(3).击样筒的内径应与试样直径相同。

击锤的直径宜小雨试样直径，也允许采用与试样直径相同的击锤。

击样筒在使用前应洗擦干净。

(4).根据要求的干密度，称取所需土质量。

按试样高度分层击实，本次试验为粉粘土，分5层击实。

各层土料质量相等。

每层击实至要求高度后，将表面刨毛，然后再加第2层土料。

如此继续进行，直至击完最后一层，并将击样筒中的试样取出放入饱和器中。

表1 含水率记录表盒号盒重(g) 盒加湿土重(g) 盒加干土重(g) 含水率含水率均值6b0084 10.52 23.15 21.45 15.5%15.75%6b0503 10.51 23.74 21.91 16.0%试验要求干密度为1.7g/cm3，饱和器容积为96cm3，所以所需湿土质量为：+⨯=⨯=vmρ(g)w+1(=)1888.7.196).01(1575分5层击实，则每层质量为37.76g。