1粉煤灰的級配組成顆粒分析按《土工試驗方法標準》的要求進行試驗，對于粒徑大于0.075mm的粉煤灰顆粒用篩分試驗來測定，對粒徑小于0.075mm的粉煤灰顆粒用密度計法測定。選取200g的試驗土樣，選用直徑分別為2mm,1mm,0.5mm,0.25mm,0.075mm的篩子，按直徑從大到小從上到下依次排列，將試驗土樣緩慢均勻的倒入最上層，均勻搖晃20min左右，測量留在各個篩子上土樣的質量并記錄。小于某粒徑的試樣質量占試樣總質量的百分比可按式1.1計算，即（1.1）XmAdms（1.1）式中x——小于某粒徑的試樣占總質量的百分比（%）；小于某粒徑的試樣質量（g）；mB——當細篩分析時或用密度計分析時為所取的試樣質量（g）；ds——粒徑小于2mm的試樣質量占試樣總質量的百分比（％）。試驗結果如表1.1所示，粉煤灰顆粒大小分布曲線如圖2.1所示。表1.1篩分結果分析表篩前總土質量=200.00g孔徑(mm)累計留篩土質量（g）小于該孔徑的土質量（g）小于該孔徑土質量的百分比（%）占總土質量百分比（%）22.26197.7398.998.912.59195.1497.697.60.522.35172.7986.486.40.2559.70113.0956.556.50.07590.4722.6211.311.3

不均勻系數按式1.2不均勻系數按式1.2計算:(1.2)d

C=f

ud(1.2)10C=L=-0^=3.08ud0.09110曲率系數按式1.3計算：C=吃(1.3)cdxdC=cdC=cd230——dxd0.1620.091x0.28=1.00式中cu——不均勻系數;Cc——曲率系數；d60限制粒徑，即土中小于該粒徑的顆粒質量為60%的粒徑（mm）；d即土中小于該粒徑的顆粒質量為30%的粒徑（mm）；《°——有效粒徑，即土中小于該粒徑的顆粒質量為10%的粒徑（mm）。我國《土的分類標準》規(guī)定：當Cu錯誤！未找到引用源。＜5時，為級配不良的土?？梢?，粉煤灰的級配不良。由試驗結果可知，在0.075?2mm范圍內（砂粒組）有87.56%，在小于0.075mm范圍內（細粒組）有11.31%。2尾礦的含水率含水率是土的基本物理指標之一，它反映土的狀態(tài)，它的變化將使土的一系列力學性質隨之而異；它又是計算土的十密度、孔隙比、飽和度等項指標的依據，是檢測土工構筑物施工質量的重要指標。烘干法一般采用能控制恒溫的電熱烘箱。烘干溫度為105?110°C。取10g土樣放入鋁制稱量盒內，蓋上盒蓋稱量盒加土的質量。打開盒蓋，將鋁制盒和土放入烘箱中，在105C左右恒溫下烘烤8h。將鋁制稱量盒蓋上盒蓋，冷卻全室溫，然后稱量盒加十土質量。土樣的含水率按式2.1計算得到，即：3=ms-mdX100（2.1）md式中3含水率（%）;m濕土質量（g）;md十土質量（g）。試驗結果如表2.1所示：表2.1尾礦含水率樣品號樣品質量（g）盒、灰總質量（g）烘干后總質量（g）含水率（%）平均含水率（%）110.0324.9724.0110.589.55210.0624.2223.438.523粉煤灰的壓縮特性（固結試驗）土體在受外力作用后，其體積變小的現(xiàn)象稱為土的壓縮。引起土體壓縮的原因有三:一是土粒本身的壓縮；二是土孔隙中的水和氣體的壓縮；三是土孔隙中的水分與空氣被擠出，土?；ハ嗫繑n，孔隙變小。根據研究，土粒和水本身的壓縮量甚微，可以忽略不計。我們通常講土的壓縮，就是指土在某一壓力作用下，其孔隙體積變小的現(xiàn)象。由前面的研究，粉煤灰也可視為土的一種，所以其固結特性的研究與其他土采用相同的方法。試驗步驟如下：（1）環(huán)刀內壁抹凡士林，刃口向下放在土樣上面，切取土樣。要邊削土邊壓入，不要一下將環(huán)刀壓入土樣過多，以防土樣結構破壞（切取土樣時，應使土樣的受荷方向與天然土層受荷方向一致）；（2）當整個環(huán)刀壓入土樣后，用直邊刀將上下兩端面多余土樣削平，將環(huán)刀外壁擦凈后上下兩端面放圓玻璃板，稱量（準確至0.1克），測定土樣的密度；（3）取切余下的土樣（不沾有凡士林的土），用烘干法測定土樣試驗的含水率0；（4）將透水石放入固結儀中，套上護環(huán)在透水石面上放濕潤濾紙一張，然后將帶有土樣的環(huán)刀裝入護環(huán)中，并在土樣表面放濕潤的濾紙一張后再依次加上透水石和加壓蓋。（5）檢查杠桿式加壓設備杠桿是否轉動靈活，用平衡砣調整杠桿至水平位置，然后將固結儀放入加壓框架內，使橫梁中心與傳壓板對中，插入量表導桿，裝上測微表，使測微表的測桿與量表導桿頂面接觸，并使表測桿縮入7?8毫米（以免土樣壓縮時測桿脫空，測不到變形量），把測微表調整至某一個毫米整數值。然后轉動平衡錘，觀察測微表讀數稍有變化時，說明加壓框架橫梁與傳壓板已經接觸好，重新調整測微表讀數至毫米整數值，隨即記錄下來，作為試驗前測微表的起始讀數。（6）開始加荷載。第一級荷載使土樣承受50KPa的壓力，在加上壓力的同時，即開動秒表。分別在1、2、3、5、7、10分鐘時記錄測微表讀數，假設讀到10分鐘時一級變形已穩(wěn)定，接著再依次逐級加荷達100KPa、200KPa、400KPa，在每加上一級荷載后，都要測定變形量至穩(wěn)定，然后才能加下一級荷載。（7）在最后一級荷重達穩(wěn)定并讀取變形讀數后，即可松開測微表，卸除全部荷重，拆開固結儀，清除土樣。成果整理（計算與繪圖）（1）按下式計算試樣初始孔隙比e0（2）e二頃+氣）P-1（3.1）0P0某一壓力范圍內的壓縮系數*a=dip-pi+1i（3.2）e0d——s-試樣的初始孔隙比；-土粒比重；Po一水的密度（g/cm3）；3一m試驗刖的含水率，o-（-0-1）X100%00mdP——,試驗刖土的密度，p-0（g/cm3）；00Veh-某一壓力下穩(wěn)定孔隙比；e-h-1，hiihsp——i某一壓力值（KPa）；m0濕土質量（g）；md干土質量（g）；m'——0一環(huán)刀內濕土質量（g）；V環(huán)刀體積，60cm3；h——i一固結后試樣高度，h-h0-￡Ahh—0試驗前試樣高度，20mm；EAh.-——試樣固結后變形量（mm）。式中:s,h

——0—

1+e0(3)I以孔隙比為縱坐標，壓力為橫坐標，繪制孔隙比與壓力的關系曲線即壓縮曲線，在壓縮曲線上取P，P相應的e，e，計算壓縮系數a和壓縮模量E:12120se、-e^e-e1+e(3.3)a=P_p(MPa-i)=；0。_poo=(e-e)x10(MPa)-1E=100(MPa)o21P200。00100200sa（4）根據壓縮系數大小，來評價土的壓縮性高低:(3.3)a0<0.1Mpa-i為低壓縮性土；0.1忍a°V0.5Mpa-i為中壓縮性土。a0'0.5Mpa-i為高壓縮性土?？紫侗扰c壓力數據匯總（固結）真實含水率時間（min）壓力值（KPa）百分/長讀數第一組第二組8.5%0000512.55.29.3306.110.1352511.819.06012.920.1655022.039.89023.140.19510036.152.512038.754.612520050.171.515052.074.915530064.686.418066.287.918540073.896.421075.397.821580089.9114.824091.0116.12451600110.0136.1270111.0137.0表3.1水率為孔隙比關系數真實含8.5%時與壓力據表

根據上述的數據和公式計算出各個壓力對應的孔隙比，計算結果如下:表3.2孔隙比組別孔隙比e0ele2e3e4e5e6e7e8e9第一組0.9530.9470.9350.9120.8740.8230.7590.6860.5970.488第二組0.9530.9430.9240.8840.8310.7580.6720.5770.4630.329根據上表繪出圖3.1：實際含水率日.5盼的孔隙比與壓力的關系(固結)1III|II%——擔二組■V—\7J—*02004006008001000120014001600P(kPa)圖3.1真實含水率為8.5%時孔隙比與壓力關系曲線土的壓縮系數不是常數，它隨初始壓力匕和壓力增量P1-P2而變化，為了判斷和比較土的壓縮性，并考慮到土基礎通常受到的壓力大小，實用上采用pj100kpa和p2=200kpa，根據土的室內壓縮試驗孔隙比與壓力的曲線(e—p)來確定土的壓縮系數ai-2,根據ai-2來評價土的壓縮性大小。含水率為8.5%時的壓縮系數為0.621Mpa-i。4粉煤灰的抗剪強度（直接剪切試驗）土的抗剪強度是土在外力作用下，其一部分土體對于另外一部分土體滑動時所具有的抵抗剪切的極限強度。測定土的抗剪強度，可以提供計算地基強度和地基穩(wěn)定性的基本指標，即土的粘聚力和內摩擦角。土的內摩擦角和粘聚力與抗剪強度之間的關系由庫倫公式表示：T=btg8+c（4.1）式中T——抗剪強度（kPa）；c正應力（kPa）；中——內摩擦角（度）；c——粘驟力（kPa）。粉煤灰的剪切強度可以通過粘聚力c值和內摩擦角◎值來表征。無論是飽和土的抗剪強度試驗，還是天然土基礎加荷過程中，孔隙水壓力的消散，即荷載在土體中產生的應力全部轉化為有效應力，需要一定的固結時間來完成。因此，土的固結過程，實質上也是土體強度不斷增長的過程。對同一種土，即使在同一法向壓力下，由于剪切前試樣的固結過程和剪切試樣的排水條件不同，其強度指標也是各異的，為了近似地模擬現(xiàn)場土體的剪切條件，即按剪切前的固結過程、剪切時的排水條件以及加荷快慢情況，將直剪試驗分為快剪，固結快剪和慢剪三種試驗方法。對本項目的粉煤灰可用固結快剪試驗。試驗過程如下：（1）按照《土工試驗方法標準》規(guī)定的方法制備試樣。（2）對準剪切容器上下盒，插入固定銷，在下盒內放透水石和濾紙，將帶有試樣的環(huán)刀刃口向下，對準剪切盒口，在試樣上放濾紙和透水石，將試樣小心地推入剪切盒內。（3）移動傳動裝置，使上盒前端鋼珠剛好與測力計接觸，依次加上傳壓板，加壓框架，安裝垂直位移量測裝置，測記初始讀數。（4）施加各級垂直壓力，分別為100kpa，300kpa，500kpa，700kpa。（5）垂直壓力施加后，拔出固定銷，立即開動秒表，以0.8mm/min的剪切速度進行。（6）當測力計百分表讀數不變或后退時，則繼續(xù)剪切至剪切位移為4mm時停止，記下破壞值。當剪切過程中測力計百分表讀數無峰值時，則剪切至剪切位移達6mm時停止。（7）剪切結束，吸掉盒內積水，退去剪切力和垂直壓力，移動壓力框架，取出試樣，測定試樣含水率。成果整理如下：（1）按下式計算每一試樣的抗剪強度T=c?R（4.2）式中T——相應于某一垂直壓力的抗剪強度（kPa）；c——試驗溫度下的量力環(huán)應力系數（kPa/0.1mm）；R——剪切時量力環(huán)中百分表的最大讀數（0.01mm）。（2）作抗剪強度與垂直壓力的關系圖確定土的粘聚力和內摩擦角（c、^）。如各點不在一條近似的直線上，可按相鄰的三點連接成兩個三角形，分別得到兩個三角形的形心，然后將兩形心連成一直線，直線的傾角即為內摩擦角聊），直線在縱坐標上的截距為粘聚力（c）。（3）作剪應力T與剪切位移的關系曲線本項目分別作含水率為8.5%的直接剪切（快剪）試驗，試驗結果如圖4.1所示：圖4.1含水率10%條件下剪切