土工试验与原理2016(固结)资料103页PPT

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按塑限估最优含水量，取5个不同含水量土样（2.5kg）置 于白铁皮上，用喷水器分别均匀加水，再装入袋内或密封 于盛土器内
分层击实：击实仪放在坚实地面上，取制好土样600~800 克装入筒内整平，击实25次。击时锤应自由落下， 46cm 落距，然后安装护筒，重复击直至试样高出筒顶
用修土刀沿套环内壁削挖后，扭动并取下套环，齐平击实 筒顶削平试样，拆除底板，擦净外壁称重
包权
人书友圈7.三端同步
试验原理
1、分散团粒，制成悬液；确定粒径小于0.1mm土颗粒在水 中沉降速度及其换算。
2、颗粒直径平方与沉降速度成正比，测速度大小来区分粒径 大小。试验测土粒在水中下沉距离L和时间t，用公式求d。
1800 L
d Gs Gt t
3、测L深度处悬液比重与原悬液比重，相比得小于d颗粒重 量百分数。
仪器设备：毛玻璃25×25×5cm；钢丝；电烘箱；称量盒；
感量0.1~0.001g天平 W0
记录
塑限试验操作步骤
取一小块接近塑限含水量的土样，用手搓成圆形， 再用手掌在毛玻璃板上来回轻搓

3.由db-da= da-ds，从而 有：ds=2da-db，由此 可得出理论零点ds
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② 时间对数法
在变形与时间对数关系曲线的开始段抛物线上， 任选一时间t1，查得相对应的变形值d1，再取时 间t2＝4t1，查得相对应的变形值d2，则 2d2-d1即 为d01。
另取时间按同样方法可求得d02、d03、d04等，取 其平均值作为平均理论零点ds。
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将e～lgp曲线直线段的斜率用Cc来表示，称为压 缩指数，无量纲。
Cc
e1 lgp2
e2 lgp1
e1 e2 lgp2
p1
压缩指数Cc与压缩系数a不同，a值随压力变化 而变化，而Cc值在压力较大时为常数，不随压 力变化而变化。
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该级压力下的垂直向固结系数Cv按下式计算：
Cv (Tv)t9900h2
0.84h82 t90
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② 时间对数法
对于某一级压力，以试样的变形为纵坐标，时 间的对数为横坐标，在半对数纸上绘制变形与 时间对数关系曲线(见图4-4)。
该曲线的首段部分接近为抛物线，中部一段为 直线，末段部分随着固结时间的增加而趋于一 直线。
17 稳定后读数
❖ 第7步
加压等级可采用12.5、25、50、100、200、 400、800、1600、3200kPa；
第一级压力的大小视土的软硬程度，分别采 用12.5、25kPa或50kPa；
最后一级压力应大于土层的自重应力与附加 应力之和，或大于上覆土层的计算压力 100~200kPa，但最大压力不应小于400kPa。

2.天平(感量0.1g)；
3. 其他：修土刀、钢丝
锯、玻璃板及圆玻璃片 等。
操作步骤
1. 按工程需要取原状土或制备所需状态的扰动土样， 土样的直径和高度应大于环刀，整平其两端放在玻璃 板上。 2. 将环刀的刀口向下放在土面上，然后将环刀垂直下 压，边压边切削，至土样上端伸出环刀为止。削去两 端余土修平，两端盖上平滑的圆玻璃片，以免水分蒸 发。
度下烘至恒量，取出土样盒放入玻璃干燥皿内冷却，称 干土的质量m2。
8、重复2～7条的步骤，测试另二种含水率土样的圆锥入
土深度和含水率（圆锥入土深度宜为3～4mm，7～9mm， 15～17mm）。
（五）成果整理
①含水率计算 ；
②塑限和液限确定 以含水率为横坐标，以圆锥入土深度 为纵坐标在双对数坐标纸上绘制含水率与 相应的圆锥入土深度关系曲线，如图。三 点应在一根直线上，如图中A线。 如果三点不在同一直线上，通过高含 水率的一点与其余两点连两根直线，在圆 锥入土深工为2mm处查得相应的两个含水 率； 如果两个含水率的差值小于2%，用该 两含水率的平均值的点与高含水率的测点 作直线，如图中的B线，若两个含水率差 值等于、大于2%，则应补点或重做试验。
m m 1 2 100 % m m 2 0
在含水率与圆锥下沉深度的关系图上查得下沉深度为17mm 对应的含水率为液限，查得下沉深度为10mm对应的含水率 为10mm液限，查得下沉深度为2mm对应的含水率为塑限。
③塑性指数计算；
Ip L P
④液性指数计算
p IL Ip
图1-1 液限、塑限联合测定仪
（四）试验步骤
1、取原状土样或用风干土制备土样，土样过0.5mm筛后，喷
洒配制一定含水率的土样，然后装入密闭玻璃广口瓶内，润 湿一昼夜备用（土样制备工作实验室已预先做好）。

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渗透试验方法
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• 常水头渗透试验
➢常水头渗透试验是指通过土样的渗流在一定的 水头差影响下进行的。
1．仪器设备
(1)常水头渗透装置。70型渗透仪(基姆式渗透 仪)，见图6-7，包括：
✓①有底金属圆筒(高40cm，直径10cm)；
变 水 头 渗 透 试 验 装 置 示 意 图
如图3-4所示。在试验筒内装
置土样，土样的截面积为A，
高度为l。试验筒上设置储水
管，储水管截面积为a，在
试验过程中储水管的水头不
断减小。若试验开始时，储
水管水头为h1，经过时间t后
降 为 h2 。 令 在 时 间 dt 内 水 头
2024/7/17 降低了 -dh，则在dt时间内通
上图为软土地基深基坑施工时常用的防渗、护
壁围护结构，在开挖基坑的过程中，通常是基坑外土
层中的地下水位高于基坑内水位而形成水头差，地下
水将通过坑外土层绕过板桩渗入坑内。
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土的渗透定律
❖达西（H.Darcy）渗透定律
达西(1855年)分析了大量实验
资料，发现土中单位时间渗透的
✓②金属网格(放在距筒底5~10cm处)；
✓③测压孔三个，其中心距为10cm，与筒壁连接 处装有筛布；
✓④玻璃测压管(玻璃管内径0.6cm左右，用橡皮
管和测压孔相连接，固定于一直立木板上，旁
有毫米尺，作测记水头之用，三管的零点应齐
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平)。
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三轴试验
总结词
三轴试验是一种模拟土体在三维应力作用下 的试验方法。
详细描述
三轴试验通过施加不同围压和轴压，测量土 样的应力应变关系和孔隙水压力变化，可以 得出土的应力应变曲线和破坏曲线，评估土 的强度和变形性质。
无侧限抗压强度试验
总结词
无侧限抗压强度试验用于测定土在无侧限条件下的抗压强度。
详细描述
提高效率
准确的土工试验检测数据 能够缩短工程勘察和设计 周期，提高工程建设的效 率。
土工试验检测的分类
常规试验
包括含水量、密度、液塑 限、颗粒分析等常规指标 的测定。
原位试验
在岩土体原位进行试验， 如标准贯入试验、静力触 探等。
室内试验
在实验室进行的土工试验 ，如压缩试验、剪切试验 等。
02
土的物理性质试验
设计和抗震分析提供依据。
共振柱试验
总结词
共振柱试验用于测定土体的剪切波速和动态剪切模量 。
详细描述
共振柱试验利用土体的共振原理，通过激振器使圆柱 形试样产生振动，并测量其振动频率和振幅。通过分 析土样的共振曲线，可以计算出土体的剪切波速和动 态剪切模量等动力参数，这些参数对于评估土体的抗 震性能和场地类别具有重要意义。
空心圆柱扭剪试验
要点一
总结词
空心圆柱扭剪试验用于测定土体的抗剪强度和剪切模量。
要点二
详细描述
空心圆柱扭剪试验是在空心圆柱形试样中施加扭剪应力， 通过测量试样的扭矩和扭转角度，计算出土体的抗剪强度 和剪切模量等参数。这些参数对于评估土体的稳定性和地 基承载力具有重要意义，在土木工程设计和施工中具有广 泛的应用价值。
有助于提高边坡的安全性和稳定性。
地下工程设计与施工

固结现象
1 固结定义
固结是指土壤在压力作用 下，由于颗粒之间的重新 排列和水分的排出而发生 的压缩变形。
2 固结过程
固结过程包括初期压缩、 次级压缩和重塑，其中次 级压缩是最主要的固结过 程。
3 固结现象的分类
固结现象可分为一维固结、 二维固结和三维固结，具 体情况取决于土体的形状 和约束条件。
固结量度
1
ห้องสมุดไป่ตู้
常用固结量度方法
常用的固结量度方法包括固结指数法、
DLT法
2
OCR法和压缩试验等。
DLT法是一种用于测量土壤固结性质的无
侵入式方法，通过电阻层析成像技术实
现。
3
PLL法
PLL法是一种基于电解质滞后现象测量土 体固结性质的物理试验方法。
影响固结的因素
土的类型
不同类型的土壤具有不同的固 结特性，例如粘土和砂土的固 结行为存在差异。
《土的固结理论》PPT课 件
土的固结理论是一门重要的土工学分支，探讨了土壤在重力作用下的压缩现 象。本课件将介绍土的固结理论的基本概念和应用实例。
简介
什么是土的固结？
土的固结是指土壤在自重作用下，由于颗粒之间 的重排和水分流失而发生的压缩现象。
为什么需要研究土的固结理论？
了解土的固结原理可以帮助我们预测土壤的沉降 和应对基础工程中的问题。
压缩性对固结的影响
具有较高压缩性的土壤，在受 力下容易发生较大的固结和沉 降。
固结应用
1 基础工程
了解土的固结特性可以帮助设计和施工人员预测土壤沉降，确保基础工程的安全稳定。
2 土体改良
通过控制土体的固结行为，可以实现土壤的加固和改良，提高土壤的工程性能。

按土的沉积年代分类
根据土的沉积年代，将土分为老沉积土、新沉积土和残积土。
土的基本物理性质
01
02
03
密度（重度）
指单位体积内土的质量， 通常以千克/立方米（ kg/m³）或吨/立方米（ t/m³）表示。
孔隙比
指土中孔隙体积与固体颗 粒体积之比，用以表征土 的松密程度。
含水量
指土中水的质量与固体颗 粒质量的比值，用以衡量 土的湿度。
常用的设备包括：电子天平、 比重瓶、液塑限联合测定仪、 光电式液塑限测定仪、击实仪 、压实度试验仪等
这些设备的功能和使用方法将 在后续的课程中进行详细介绍
02
土的分类与基本性质
土的分类方法
按土的粒径分类
根据土粒的粒径范围，将土分为巨粒土、粗粒土、细粒土和特殊 粒径土。
按土的工程性质分类
根据土的工程性质，将土分为黏性土、砂性土、砾石土和岩石类。
土的强度与承载力
1 2
强度定义
土在外力作用下抵抗破坏的能力。
承载力定义
土在外力作用下不发生破坏的最大承载能力。
3
影响因素
土的粒度、矿物成分、含水量、压力大小和分布 等。
土的流变性质与长期强度
流变性质
01
土在长期荷载作用下产生的变形和强度变化。
长期强度
02
土在长期荷载作用下不发生破坏的强度值。
影响因素
方法
采用直接剪切试验、三轴压缩试验等。
土的三轴压缩试验
目的
测定土在三维应力作用下的变形和强度特性，了解土在不同应力状态下的力学行为。
方法
采用三轴压缩试验等。
05
土工试验的质量控制与数据分析
试验前的质量控制
仪器设备的选择与校准

《土工试验与测试》PPT 课件
本课件介绍了土工试验与测试的重要性、常见试验和测试方法、标准以及实 验室安全等内容，旨在帮助大家更好地认识和应用土工试验与测试。
一、引言
土工试验和测试在土木工程中起着至关重要的作用。了解土工试验和测试的 概念、分类以及其重要性对于工程设计和施工非常关键。
二、常见的土工试验
3 实验室设备的使用和维护
正确操作和维护实验室设备，保证测试结果的准确性和可靠性。
六、结论
土工试验和测试在土木工程中具有重要性和广泛应用，需要注意一些问题并 提出改进方案，以提高工程的质量和可持续性。
七、参考文献
了解更多关于土工试验与测试的资料和专业文献，深入学习和研究土工工程 领域的发展和应用前景。
三、常见的土工测试
物理测试
通过测量土工材料的密度、质地和粒径分布，了解其物理特性和用途。
机械测试
评估土工材料在不同荷载下的力学性能和变形特性，帮助设计和优化土木工程。
化学测试
测试土工材料的化学成分和反应性，确定其对环境的影响和耐久性。
四、土工试验和测试的标准来自欧洲标准 美国标准 中国标准
包括EN ISO和EN标准，用于指导和标准化土工试 验和测试的方法和程序。
1
剪切强度试验
2
衡量土壤在剪切过程中的抗剪能力，帮
助确定土壤的稳定性和承载能力。
3
入渗试验
4
评估土壤的渗透能力和排水性能，对于
排水系统的设计和管理至关重要。
5
压缩性试验
通过施加不同的荷载，测量土壤的变形 特性和压缩性能。
孔隙比试验
通过测量孔隙度和饱和度，了解土壤的 孔隙结构和水分特性。
压实试验
模拟土壤在施工和荷载作用下的变形过 程，了解土壤的压实性能和工程行为。

1．土的密度的测定（环刀法） 土的密度定义为土单位体积的质量，单位为g ／cm3或t／m3，即 工程中还常用重度／来表示类似的概念。土的重 度定义为单位体积土的重量，单位为kN／m3。它 与土的密度有如下关系： 式中g——重力加速度（g= 9．81m／s2，工程上为 了计算简便，取g= 10m／s2）。 仪器设备：环刀；天平；切土刀；钢丝锯 计算公式： （ 环 刀 土 重 ） 环 刀 重
4. 土的压缩试验（e-p曲线、压缩性指标的测 定） （1）试验方法：加荷载，让土样在压力（50、 100、200、400kPa)作用下只可能发生竖向压缩， 而无侧向变形。测定各级压力作用下土样高度的 稳定值，即压缩量。将压缩量换算成每级p。 （2）仪器设备：压缩仪 （3）计算公式： e e s (1 e )
密 度 环刀体积
2．土的含水量的测定（烘干法） 土的含水量定义为土中水的质量与土粒质量之 比，以百分数表示：
仪器设备：烘箱；天平；土盒两个 计算公式：
（ 土 盒 湿 土 重 ） 土 盒 干 土 重 ） （ 含水量（ ） % 100% （ 土 盒 干 土 重 ） 土 盒 重 ） （
0
式中s——各级压力p作用下的稳定压缩量 H0——土样的初始高度 e ——土的初始孔隙比
H0
0
5. 土的直剪试验（不固结不排水剪） ——土的抗剪强度指标c、的测定 试验方法：对仪器中的土样先施加不同的法向应 力σ =F／A（A为土样截面积），然后再施加水平 剪力T，将下盒推动，使土样在侧限条件下沿人为 规定的剪切面ab受剪。按规定的破坏标准确定破 坏状态。同一种土的几个不同土样的直剪试验都 可得到法向应力σ 和剪坏时剪切面上的平均剪应 力τ f=Tmax／A。在直角坐标抗剪强度-法应力即σ τ f关系图中可以作出破坏剪应力的连线。 仪器设备：应变式直剪仪；蜡纸 计算公式：剪应力 =C0R C0——量力环的校正系数 （kPa/0.01mm) R——剪切时量力环中百分表的最大读数（0.01mm)

室内击实试验原理与方法
3 最大干密度与最优含水量的影响因素
1. 土体击（压）实的目的
土的击(压)实是在一定的击实功 作用下，土颗克服粒间阻力产生位 移，土粒重新排列，使土中孔隙减 小密实度增加的过程；理论上，在 某一含水量下将土压到最密，就是 将土中所有的气体从孔隙中赶走， 使土体达到饱和。
击实手段：夯打、碾压、振动等
思考: 理论上完全饱和线如何绘制？
ρd
击数
40
30
20
Sr 80%
d
dsw
1 e
Sr
d s
e
0
ω
3. 最大干密度与最优含水量的影响因素
土类和级配的影响:
土的级配对土的压实性影响很大。级配良好的土，易于压实，级配不良的土，不易压实。
在相同击实功能下，粘性土粘粒含量愈高或塑性指数愈大，压实愈困难，最大干密度愈小， 最优含水率愈大；粗粒含量多、级配好的土，最大干密度较大，最优含水率较小。
ρd
无粘性土在实际填筑中，通常要不 断洒水使其在较高的含水量下压实。
0
无粘性土的击实曲线
无粘性土在干燥或洒水饱和状态下，采用振动 击实效果较好，其密实程度用相对密实度来衡量；饱 和无粘性土当相对密实度大于0.7～0.75时，是力学 ω 性质的转折点，强度明显增加，变形显著减小。
土的压缩性
目录
1
土的压缩性概念
2
土体压缩的实质
1. 土的压缩性概念
土的压缩性: 是指土在压力作用下体积缩小的特性
土压缩量的组成:
固体颗粒的压缩 土中水的压缩 空气的排出 水的排出
占总压缩量的1/400不到，忽略 压缩量主要组成部分
1. 土的压缩性概念