土力學試驗指導書

2022-09-10 03:30:04 字數 4307 閱讀 7573

學院班級學生學號

學生姓名

指導教師

雲南農業大學水利學院

實驗一流限、塑限試驗

一、流限的測定

土的流性界限(簡稱流限)是土從塑性狀態進行流性狀態時的臨界含水量。測定粘性土的流性界限,是為了區別土的種類,供計算塑性指數(ip)、液性指數(il)。粘性土分類及計算地基容許承載力之用。

下述方法適用於有機質含量小於5%的土。

1、主要儀器裝置

(1)錐式流限儀(錐體總重為76克±0.2克,錐體頂角30°,高25公釐,在10公釐處有一環形刻度;)

(2)天平(感重0.01克);

(3)稱量盒、烘箱等。

2、試驗步驟

(1)取天然濕度的土樣(土中若含有較多大於0.5公釐的顆粒及夾雜物時,應將其風乾研磨過0.5公釐篩)加潔淨水調成糊狀。

(2)如土含水量較小或採用風乾土進行試驗,在加水調勻後用濕布覆蓋靜置約12小時方可進行試驗。

(3)將配好的試樣分層填入流限儀的試杯中(填裝時勿使土內有氣泡)。用調土刀將多雜土刮去,使其與杯口齊平,土面光滑平整不應有張開裂縫出現;在刮之餘土時不得用刀在土面上反覆塗。

(4)將流限儀錐體塗一薄層凡士林,放在試樣之中心,使錐尖與試樣表頊接觸,然後松公升手指使錐體在其自重下沉入土中。

(5)錐體經約5秒鐘沉入試樣中深度力10公釐時,證明已達流限(wl)。

(6)從錐體附近取乙份10克左右之試樣放入稱量盒測其含水量。

(7)同一土樣做平行試驗取其算術平均值。

3、成果整理

式中:、、同前。

4、注意的問題

(1) 將錐體放在土面上時應避免衝擊,以免影響結果。

(2) 一般土拌合後經放置半小時即可進行試驗。

(3) 亞砂土試驗力求快速裝入流限儀中,以防止土壤表面液化。

二、塑跟的測定

土的塑限界限(簡稱塑限)是土從固體狀態進行塑性狀態時的臨界含水量,測定粘性土的望限,足為了區別土的種類。供計算塑性指數(ip),液性指數(il)。粘性土分類及計算地基容許承載力。

1、主要儀器裝置

(1) 毛玻璃板;

(2) 烘箱、稱量盒、天平等。

2、試驗步驟

(1)取天然濕度之土樣(如土中含有較多的大於0.5公釐的顆粒及夾雜物時應風乾過0.5公釐的篩);

(2)如土之天然含水量小於塑限或採用風乾土,需加水調勻後靜置12小時以上方可進行試驗。

(3)取一塊製備好的試樣放在玻璃板上進行滾搓,直至直徑為3公釐,土條上出現均勻密緻裂縫,並開始斷裂時,其相應的含水量即為塑限,將搓好之土條取4—5克裝入稱量盒內測其含水量。

(4)同一土樣應做平行試驗,取其算術平均值。

3、成果整理

符號同前。

4、注意的問題

(1)土條斷裂應在數處伺時發生,如果僅有一處斷裂,可能系由於用力不均勻之故,不能認為到達塑限。

(2)在滾搓過程中注意土條出現空心現象,以防影響試驗成果。

三、實驗成果

流限試驗

塑限試驗

實驗二擊實試驗

1、試驗目的:

用封閉式擊實儀,決定其填土料的最大幹容重和最有含水率。

2、儀器裝置

(1)擊實儀

(2)天平、台城、篩子(孔徑5公釐)、修土刀、盛土容器等。

3、操作步驟

(1)取通過5公釐篩的風乾土約15公斤(教學試驗用土3.5公斤)。

(2)估計土的風乾含水量和規定擊數下的最優含水量。規定至少五種含水量,依次相差2%,希望兩種大於、兩種小於最優含水量,以使幹容重——含水量關係曲線上的點子分布較均勻。

各種土的估計最優含水量如下:

砂土 8——12% 亞砂土 9——14%

亞粘土 12——22% 粘土 20——25%

(3)按規定含水量分別製備試樣。為此,每取土料的2.5公斤 (教學試驗用700克),幹鋪在一不吸水的平板上,均勻灑上規定的水量,充分拌和,放置一定時間後,再用於試驗。

預定的加水量按下式計算:

式中:——需要的加水量,克;

——含水量力(風乾含水量)時土料的重量,克。

——要求達到的臺水量,%。

(4)將擊實筒放在堅實的平地上,取製備好的土料600—800克: (試驗用700克)。倒進筒裡,並整平其表面。

(5)按規定擊數擊打土料,打完後,再按(4)裝土。仍打規定擊數,如此,裝三層,(試驗用單層)。即完成一種含水量土料的試驗。

(6)注意每次落高應為30厘公尺,應使錘自由下落。

(7)細心取下擊實筒套環,不要讓筒內試樣斷裂,齊簡頂將試樣小心削平或稍稍填補,擦淨簡的外壁,稱土和筒的合重,準確到1克。

(8)推出筒土樣。從試驗小心處取出兩個試樣各約30克,測其含水量,計算至0.1%,兩個含水量的差值不應超過1%。

(9)按(4)至(8)各條步驟,進行其它四種含水量土料的擊實試驗。

4、計算和製圖

(1)對於每一種含水量的土料,從上述操作第(7)項稱得筒和土的合重w盒,又稱得筒重w筒,筒的體積為1000厘公尺,(單層為333厘公尺),又從上述第(3)項測得該土的含水量為w,於是,可按下式計算該擊實土的容重r和幹容重rd。

r= 克/厘公尺

rd= 克/厘公尺

根據該土的含水量和幹容重rd,可在方格紙上繪出乙個點,如右圖。

(2)通過五種含水量的土料試驗,可在圖中繪出五個點。

(3)通過五個點。用曲線闆繪出一根平滑曲線。曲線上最高點所對應的幹容重稱為最大幹容重rd(max)和對應的含水量稱最優含水量成為最優含水量wop。

5、實驗成果

實驗三壓縮試驗

一、試驗目的

測定土在外力的作用下,其孔隙比與壓力之間的關係曲線即壓縮曲線(圖1),為計算建築物的沉降提供必需的資料。

二、儀器裝置

(1)壓縮儀(見圖)

(2)天平

(3)測微表、環刀、秒錶、烘箱等。

三、提供步驟和計算

(1)取原狀土或取按工程需要製配之擾亂土,整平其兩端將環刀內壁塗—薄層凡士林,刀口放在土樣上。

(2)用削土刀將土樣上部削成略大於環刀口徑之土柱,然後將環刀垂直下壓,邊壓邊削至土樣伸出環刀為止,削去兩端餘土使與環刀口面平齊。在修削土樣時要避免往復塗刮,防止擾動土樣而影響成果的精確性。

(3)擦淨粘在環刀上的土屑。稱環刀與土的合重(準確至0.1克), 求得土樣在試驗前之容重,同時取環刀四邊修削下來的土樣重約10克裝入鋁盒,稱得鋁盒與土之合重後,再放入烘箱烘至恒重,再稱重量,以測得試驗前土樣的含水量(進行兩次平行測定,取其平均值)。

(4)先在壓縮儀底部的透水石上加一層濕潤的濾紙,再將土樣連同環刀一起推入壓縮儀內,套上導環,然後在土樣頂面再放一濕潤的濾紙;繼而加上透水石,再放上傳壓板和鋼珠,最後將壓縮儀放置到容器的底板上。

(5)將壓縮儀放置到容器的底板以後,適當移動並使傳壓板上的鋼珠正好對中加壓橫樑(如圖所示)。此時輕輕按下槓桿。使加壓橫粱正好與鋼珠接觸,(注意不要使其受力),與此同時,將測微表(百分表)固定在表夾上,並使測微表上的短指標正好對準「5」字,施加0.

01公斤/厘公尺2的預壓荷重,使壓縮儀各部接觸密貼,再將測微表上的長針調整到零,至此,試驗的準備工作已經就緒。

(6)去掉預壓荷重立即加第一級荷重,加砝碼時應避免衝擊和搖晃,輕輕放上並同時開動秒錶。

(7)根據實際需要,確定加荷級數及大小,通常是按0.25、0.5、 1、 2、 4………..公斤/厘公尺2順序施加。

每級荷重和穩定歷時,其變化值不超過0.005公釐。

由於教學試驗時間的限制,(規定按四級荷重即0.5、 1、 2、 4公斤/厘公尺2的順序施加,每級荷重的歷時10分鐘)。因此,每加一級荷重經過10分鐘即記下測微表上的讀數,然後再加下一級荷重,餘類推,一直到第四級荷重施加完畢,本次試驗即告完成。

(8)根據試驗所得的資料進行計算,並繪製壓縮曲線,求出壓縮係數,說明土樣壓縮性的高低。

計算方法:設壓縮前土樣的高度為h0,孔隙力e,土樣中土粒的淨高度為hs。在某一壓力pi的作用下,其壓縮量(即垂直變形)為△hi,土樣的高度由原來的h0減少到hi(如下圖)。

其相應的孔隙比為

1)因為所以2)

3)式中:rs——土粒的容重;

r0——壓縮前土樣的容重;

w0——壓縮前土樣的含水量。

上式h0、rs為已知,只要我們在試驗前測出r0、w0,由(3)式計算出e0,代入(2)式算出hs。再在試驗過程中測出各級壓力pi作用下的△h1,代入(1)式即可算出ei。

各級荷重需加砝碼的個數(槓桿比1:20)

四、試驗中請注意:

(1)在每級加荷的過程中,要使槓桿始終保持水平位置為此在試驗之前,應將手輪逆時針旋轉到初始位置(到不能旋轉為止,千萬不能用力硬旋,以免損壞儀器)。

(2)在試驗過程中,如發現槓桿不在水平位置(此時槓桿上的水準泡偏離),則隨時以順時針轉動手輪,使水準泡重新居中

五、試驗成果

壓縮試驗

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