實(shí)驗(yàn)一土的顆粒分析試驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康臏y定干土中各種粒組所占該土總質(zhì)量的百分?jǐn)?shù),借以明了顆粒大小分布及級配組成.供土分類及概略推斷土的工程性質(zhì)及作建筑材料用。二、試驗(yàn)內(nèi)容對粒徑大于0。075mm且粒徑大于2mm的顆粒不超過總質(zhì)量的10％的無粘性土用標(biāo)準(zhǔn)細(xì)篩進(jìn)行篩分試驗(yàn).三、實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備12mm、1mm、0。5mm、0.25mm、0.075mm、底盤；2200g0.01g1000g0.1g；搖篩機(jī)、恒溫烘箱；其他：毛刷、匙、瓷盤、瓷杯、白紙.四、實(shí)驗(yàn)方式與步驟取有代表性的風(fēng)干土樣或烘干冷卻至室溫的土樣200~500g，稱量準(zhǔn)確至0。1g。將標(biāo)準(zhǔn)細(xì)篩依孔徑大小挨次疊好，孔徑大的在上，最下列為底盤，將稱好的土樣倒入最上層篩中，蓋好上蓋。進(jìn)行篩析.標(biāo)準(zhǔn)細(xì)篩放在搖篩機(jī)上震搖與約10分鐘左右。檢查各篩內(nèi)是否有團(tuán)粒存在，若有則碾散再過篩。由最大孔徑篩開頭，將各篩取下，在白紙上用手輕叩搖晃,如有土粒漏下,應(yīng)繼續(xù)輕叩搖晃，至去土粒漏下為止。漏下的砂粒應(yīng)全部放入下級篩內(nèi).逐次檢查至盤底。并將留在各篩上的土樣分別分別倒在白紙上，用毛刷將走色中砂粒輕輕刷下，再分別倒入瓷杯內(nèi),0.1g。各細(xì)篩上及底盤內(nèi)砂土質(zhì)量總和與篩前稱量的砂土樣總質(zhì)量之差不得大于1%。五、試驗(yàn)數(shù)據(jù)整理按下式計(jì)算小于某粒徑的試樣質(zhì)量占總質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)：式中x—小于某粒徑的試樣質(zhì)量占試樣總質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)；—小于某粒徑的試樣質(zhì)量（g)；m(。以小于某粒徑的試樣質(zhì)量占試樣總質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)為縱坐標(biāo)，以粒徑（mm）為對數(shù)橫坐標(biāo)，繪制顆粒大小分布曲線。計(jì)算級配指標(biāo)①按下式計(jì)算顆粒大小分布曲線的不均勻系數(shù)：Cu—不均勻系數(shù)；d60—限制粒徑,在粒徑分布曲線上小于該粒徑的土含量占總土質(zhì)量的60％的粒徑；d10-有效粒徑,在粒徑分布曲線上小于該粒徑的土含量占總土質(zhì)量的10％的粒徑。②按下式計(jì)算顆粒大小分布曲線的曲率系數(shù):Cc—曲率系數(shù)；d30—在粒徑分布曲線上小于該粒徑的土含量占總土質(zhì)量的30％的粒徑。4對試樣土料分類并作出級配良好與否的推斷依據(jù)土的分類標(biāo)準(zhǔn)對土樣進(jìn)行分類，定名為粗砂、中砂、細(xì)砂、粉砂等；當(dāng)顆粒大小分布曲線的Cu≥5Cc=1～3,則級配良好，否則為級配不良.一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、測定試樣在側(cè)限與軸向排水條件下的變形與壓力的關(guān)系，或孔隙比與壓力的關(guān)系，變形與時(shí)間的關(guān)系。2、由測得的各關(guān)系曲線計(jì)算土的壓縮系數(shù)av、壓縮模量Es、壓縮指數(shù)Cc、回彈指數(shù)Cs、固結(jié)系數(shù)Cv、地基的滲透系數(shù)kPc等，測定項(xiàng)目視工程需要而定。3、利用壓縮試驗(yàn)所得的參數(shù)計(jì)算地基基礎(chǔ)的變形量，預(yù)估地基承載力.二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備、儀器125～10kN的杠桿式加壓設(shè)備；3:10mm0。01mm；4、其他：快速烘箱(300°C～350°C)、電子天平（稱量1000g,感量0。01g)、測容重用環(huán)刀、刮土刀、鋼絲鋸、鋁盒、玻璃板、秒表、凡士林、盛水盆、濾紙等。三、試驗(yàn)步驟1、按要求取原狀樣或制備擾動(dòng)土樣。2、取環(huán)刀樣，測試驗(yàn)前的密度與含水量。3、取壓縮儀內(nèi)的環(huán)刀，內(nèi)壁擦抹凡士林使其光滑少摩擦。環(huán)刀刃口向下對準(zhǔn)制備的圓柱土樣中心，漸漸垂直下壓且邊壓邊削土樣，使土樣成錐臺(tái)形。直至土樣伸出環(huán)刀頂面為止,將環(huán)刀兩邊余土削去修平，擦凈環(huán)刀外壁。4、在壓縮容器內(nèi)放置透水石、濾紙和下護(hù)環(huán)，將帶有環(huán)刀的試樣小心裝入護(hù)環(huán)，然后在環(huán)刀試樣上放薄濾紙、上護(hù)環(huán)、透水板和加壓蓋板，置于加壓框架下，并對準(zhǔn)加壓桿,使加壓桿與加壓蓋板中心凹槽對正。5、安裝百分表，為保證試樣與儀器上下各部分之間接觸良好,應(yīng)施加1kPa的預(yù)壓壓力，然后調(diào)整百分表，使百分度指針歸零（表的毫米指針應(yīng)控制在5~10mm之間,以保證有足夠的量程測定試樣的壓縮量。6、加荷。按50、100、200、400(kpa）四級荷重加荷,每級荷載歷時(shí)10分鐘，即每級荷重加上10分鐘時(shí)，記測微表讀數(shù)一次，然后加下一級荷載，依些類推，直到第四級荷載施加完畢為止。四、著重事項(xiàng)首先裝好試樣，再安裝量表。在裝量表的經(jīng)過中，小指針需調(diào)至整數(shù)位,大指針調(diào)至零，量表?xiàng)U頭要有肯定的伸縮范圍，固定在量表架上.壓縮容器內(nèi)放置的透水石、濾紙濕度盡量與試樣濕度接近。.五、試驗(yàn)數(shù)據(jù)整理1、按下式計(jì)算試樣的初始孔隙比e0:式中e0—土樣的初始孔隙比；Gs—.土粒比重,本實(shí)驗(yàn)取Gs=2.7；ρ0—土樣的初始密度g/cmρω—4°C水的密度，為1g/cm3；ω0—土樣的初始含水量(％）,由試驗(yàn)測定。計(jì)算試樣的顆粒(骨架）凈高h(yuǎn)s式中：h0—試樣初始高度(mm）3、計(jì)算某級壓力下變形穩(wěn)定后的孔隙比ei式中：ei—某級壓力下土樣的孔隙比;—某級壓力下試樣高度的累計(jì)變形量，mm；4、計(jì)算某級壓力下的壓縮系數(shù)ai—i+1和壓縮模量EsPi—某一級荷重值，MPa.依據(jù)上覆壓力確定i，一般建筑物的上覆壓力在100-200kPa之間，故取a1—2來表達(dá)圖的壓縮系數(shù).5、作孔隙比e和壓力p的關(guān)系曲線以孔隙比e為縱坐標(biāo),壓力p為橫坐標(biāo),繪制孔隙比與壓力的關(guān)系曲線。一、試驗(yàn)?zāi)康?c和Φ，為計(jì)算地基承載力、擋墻土壓力、驗(yàn)算地基及土坡穩(wěn)定提供根本參數(shù)。2、認(rèn)識應(yīng)變式直接剪切試驗(yàn)測定土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)的方式。分為：快剪（Q快剪C、慢剪）.3、明了直接剪切試驗(yàn)的特點(diǎn)。二、實(shí)驗(yàn)方式快剪：在試樣上施加垂直壓力后立刻快速施加水平剪應(yīng)力。固結(jié)快剪：在試樣上施加垂直壓力，待試樣排水固結(jié)穩(wěn)定后，快速施加水平剪應(yīng)力。慢剪：在試樣上施加垂直壓力及水平剪應(yīng)力的經(jīng)過中，均使試樣排水固結(jié).本次實(shí)驗(yàn)內(nèi)容只進(jìn)行快剪試驗(yàn).三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備1、應(yīng)變控制式直剪儀:主要包括:剪切盒(水槽、上剪切盒、下剪切盒），垂直加壓框架，測力環(huán)，推動(dòng)機(jī)構(gòu)，臺(tái)板，杠桿式加壓設(shè)備.2、位移計(jì)或百分表:5～10mm,0。01mm。3、環(huán)刀:3個(gè);618mm20mm.4、其他：削土刀，秒表，玻璃板,推土器，臘紙或塑料膜四、實(shí)驗(yàn)步驟1、制備土樣：制備給定干密度和含水量范圍的擾動(dòng)土樣，土樣為土樣為直徑約200mm100mm的土柱。(實(shí)際工程中，切取原狀土樣)。2、切取土樣：用與直剪儀配套的環(huán)刀切取土樣。環(huán)刀刃口向下對準(zhǔn)圓柱土樣中心，漸漸垂直下壓，邊壓邊削切土樣使土樣成錐臺(tái)形。直至土樣伸出環(huán)刀頂面為止，將環(huán)刀兩邊余土削去修平,擦凈環(huán)刀外壁。3、安裝土樣：對準(zhǔn)上下剪切盒,插入固定插銷。在下盒內(nèi)放不透水板,在放入，然后用推土器將試樣緩緩?fù)迫爰羟泻袃?nèi),移去環(huán)刀.再順次放入另一張同直徑的蠟紙或塑料膜、上透水石、加壓蓋板與鋼珠。4、調(diào)試儀器：安裝加壓框架，轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，使上剪切盒前端鋼珠剛好與測力環(huán)接觸。調(diào)整測力環(huán)百分表讀數(shù)為零。對需要測記垂直變形量的，安裝垂直位移計(jì)或百分表。5、施加垂直壓力：轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，使上盒前端鋼珠剛好與測力計(jì)接觸，調(diào)整測力計(jì)中的量表讀數(shù)為零。順次加上蓋板、鋼珠壓力框架.每組四個(gè)試樣，分別在四種不同的垂直壓力下進(jìn)行剪切。在教學(xué)上，可取四個(gè)垂直壓力分別為100、200、400kPa.6、進(jìn)行剪切：施加垂直壓力后，立刻拔出固定銷釘，開動(dòng)秒表,以每分鐘4～6轉(zhuǎn)的均勻速率旋轉(zhuǎn)手輪（6轉(zhuǎn)。使試樣在3～5分鐘內(nèi)剪破.如測力計(jì)中的量表指針不再前進(jìn)，或有顯著后退，表示試樣已經(jīng)被剪破。但一般宜剪至剪切變形達(dá)4mm。若量表指針再繼續(xù)增加，則剪切變形應(yīng)達(dá)6mm為止.手輪每轉(zhuǎn)一圈，同時(shí)測記測力計(jì)量表讀數(shù)，直到試樣剪破為止（注：手輪每轉(zhuǎn)一圈推動(dòng)下盒0.2毫米。7、拆卸試樣:剪切結(jié)束后，吸去剪切盒中的積水，倒轉(zhuǎn)手輪，盡快移去垂直壓力、框架、上蓋板,取出試樣。試驗(yàn)著重事項(xiàng)1、先安裝試樣，再裝量表.安裝試樣時(shí)要用透水石把土樣從環(huán)刀推動(dòng)剪切盒里，試驗(yàn)前量表中的大指針調(diào)至零。2、加荷時(shí)，不要搖晃砝碼；剪切時(shí)要拔出銷釘五、試驗(yàn)數(shù)據(jù)整理1、按下式計(jì)算各級垂直壓力下所測的抗剪強(qiáng)度:式中:τf—土的抗剪強(qiáng)度，kPa;C—測力計(jì)率定系數(shù),kPa/0.01mm；R—測力計(jì)量表最大讀數(shù),4毫米時(shí)的讀數(shù)(0。01毫米)，0.01mm。2、繪制τ~σ曲線以抗剪強(qiáng)度τ為縱坐標(biāo)，垂直壓力σ為橫坐標(biāo)，繪制抗剪強(qiáng)度τ與垂直壓力σ的關(guān)系曲線。依據(jù)圖上各點(diǎn)，繪制一條視測的直線。則直線的傾角為土的內(nèi)摩擦角Φ，直線在縱坐標(biāo)軸上的截距為土的粘聚力c.一、試驗(yàn)?zāi)康娜S剪切試驗(yàn)是在三向應(yīng)力狀態(tài)下，測定土的抗剪強(qiáng)度參數(shù)的一種剪切試驗(yàn)方式。通常用3～4個(gè)圓柱體試樣，分別在不同的恒定圍壓下，施加軸向壓力,進(jìn)行剪切,直至破壞;然后依據(jù)極限應(yīng)力圓包絡(luò)線,求得抗剪強(qiáng)度參數(shù)。二、實(shí)驗(yàn)方式依據(jù)排水條件不同，三軸剪切試驗(yàn)分為不固結(jié)不排水試驗(yàn)（UU(CU和固結(jié)排水試驗(yàn)C。本試驗(yàn)只作部固結(jié)不排水剪切試驗(yàn)。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備1、應(yīng)變控制式三軸剪切儀，由周圍壓力系統(tǒng)、反壓力系統(tǒng)、孔隙水壓力氣測系統(tǒng)和主機(jī)組成。2、附屬設(shè)備：包括擊實(shí)器、飽和器、切土器、分樣器、切土盤、承膜筒和對開圓模。3200g,0.01g1000g0。1g。4、橡皮膜：應(yīng)具有彈性,1/100,不得有漏氣孔。四、試驗(yàn)步驟1。試樣制備本試驗(yàn)需要3～4個(gè)試樣，分別在不同周圍壓力下進(jìn)行試驗(yàn)。試樣尺寸:最小直徑為φ35mm，最大直徑為φ101mm，試樣高度宜為試樣直徑的2～2.5倍。對待有裂縫、軟弱面和構(gòu)造面的試樣,60mm。原狀試樣制備，應(yīng)將土切成圓柱形試樣，試樣兩端應(yīng)平整并垂直于試樣軸，當(dāng)試樣側(cè)面或端部有小石子或凹坑時(shí)，允許用削下的余土修整，試樣切削時(shí)應(yīng)避開擾動(dòng)，并取余土測定試樣的含水量。擾動(dòng)試樣制備，應(yīng)依據(jù)預(yù)定的干密度和含水量，在擊實(shí)器內(nèi)分層擊實(shí),粉質(zhì)土宜3～55～8層，各層土料數(shù)量應(yīng)相等,各層接觸面應(yīng)刨毛。對制備好的試樣，應(yīng)量測其直徑和高度。試樣的平均直徑應(yīng)按下式計(jì)算：（式中D1,D2，D3分別為試樣上、中、下部位的直徑)取余土，測定含水率。2（1）在壓力室底座上依次放上不透水板、試樣及試樣帽，將橡皮膜套在試樣外,并將橡皮膜兩端與底座及試樣帽分別扎緊。(2）裝上壓力室罩，向壓力室內(nèi)注滿純水，關(guān)排氣閥，壓力室內(nèi)不應(yīng)有殘留氣泡。并將活塞對準(zhǔn)千分表和試樣頂部。(3）關(guān)排水閥，開周圍壓力閥，施加周圍壓力,周圍壓力值應(yīng)與工程實(shí)際荷重相適應(yīng)，最大一級周圍壓力與最大實(shí)際荷重大致相等。（4）轉(zhuǎn)動(dòng)手輪使試樣帽與活塞及千分表接觸，裝上變形指示計(jì)，將千分表和變形指示計(jì)讀數(shù)調(diào)至零位。剪切試樣（1)開動(dòng)電機(jī)，接上離合器，剪切應(yīng)變速率宜為每分鐘應(yīng)變0。5~1.0％進(jìn)行。剪切開頭階段，試樣每產(chǎn)生0。3～0。4％的軸向應(yīng)變,測記一次千分表讀數(shù)和軸30.7～0。8％的應(yīng)變值測記一次讀數(shù)。當(dāng)千分表讀數(shù)出現(xiàn)峰值時(shí)，剪切應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行，超過5％的軸向應(yīng)變?yōu)橹?。若?dāng)千分表讀數(shù)無峰值時(shí)，剪切應(yīng)進(jìn)行到軸向應(yīng)變?yōu)?5～20％。（4)試驗(yàn)結(jié)束,關(guān)電動(dòng)機(jī)，關(guān)周圍壓力閥，開排氣閥,排除壓力室內(nèi)的水，拆除壓力室外罩,取出試樣，描述破壞特征,稱試樣質(zhì)量，并測定含水率。（5）對其余幾個(gè)試樣，在不同圍壓下重復(fù)上述步驟進(jìn)行剪切試驗(yàn)。五、試驗(yàn)數(shù)據(jù)整理計(jì)算試樣剪切時(shí)的校正面積式中：A0——起始剪切時(shí)試樣的面積；ε1—-軸向