【正文】 1）常規(guī)固結(jié)試驗(yàn) 每級加荷時間為 24 小時 ，加荷率為 1（即每級壓力比上一級增加 1 倍）。 注意事項(xiàng) ： 1）試樣兩端應(yīng)放置濾紙和透水石。 5）由增加的有效應(yīng)力產(chǎn)生的固結(jié)為主固結(jié)，應(yīng)力不變化下產(chǎn)生的固結(jié)為次固結(jié)。因此單面排水是雙面排水時間的 4 倍。 t2=T2H22 /Cv2 t 2= 8 x 8002 /4 = 1280000 分鐘 第七章 抗剪強(qiáng)度試驗(yàn) 土的抗剪強(qiáng)度理論 （ 1）莫爾圓（三軸剪切原理） 在三軸壓力作用下，在土體內(nèi)任何一個平面上都作用著一個合應(yīng)力，可以分解法向應(yīng)力?和切向應(yīng)力σ，如果某一個平面上只有法向應(yīng)力而沒有切向應(yīng)力，則該平面稱為主應(yīng)力面。 莫爾圓示意圖 18 （ 2）庫侖定律（直剪試驗(yàn)原理） 土體中任何一個滑動面上存在著庫侖定律，近似直線表示： σ＝ C+? tgΦ σ — 土的抗剪強(qiáng)度 C— 土的粘聚力 ? — 滑動面的法向應(yīng)力 Φ — 內(nèi)摩擦角 通過剪切試驗(yàn)可以得到不同法向應(yīng)力?下的抗剪強(qiáng)度，把它們繪制在坐標(biāo)上 ,得到直線的截距和傾角就是該土的 C 和Φ。 有關(guān)土的極限平衡狀態(tài)的說法： ，土體達(dá)到極限 狀態(tài)。 例題 1：設(shè)地基土的內(nèi)摩擦角Φ為 30，粘聚力 C 為 10，地基中某點(diǎn)的大小主應(yīng)力? ? 3 分別是 、100，問該點(diǎn)是否已經(jīng)破壞？ 根據(jù) C 和Φ確定庫侖直線和莫爾圓。 儀器有 應(yīng)力控制和應(yīng)變控制式 兩種。 1） 快剪 ： 施壓后立即快速剪切（ 3— 5 分鐘破壞），不發(fā)生固結(jié)（需放置不透水設(shè)施，周圍涂凡士林）。用來模擬已經(jīng)完全固結(jié)后又突然施加荷載的情況。 儀器設(shè)備：應(yīng)變控制直剪儀、環(huán)刀、測微表、秒表、天平 試驗(yàn)步驟 1． 環(huán)刀切取試樣，稱重，測出密度，四塊試樣的密度誤差不大于 2． 擦盒內(nèi)壁， 上下盒對準(zhǔn)， 插入固定銷 ,在 下盒透水石上放一張濾紙 3． 環(huán)刀刃口向下放好，試樣上面按順序放濾紙和透水石 ，然后用推土器將試樣平穩(wěn)推入上下盒中，移去環(huán)刀。 8． 結(jié)果整理 抗剪強(qiáng)度 ： τ f=C0R C0 ：量力環(huán)率定系數(shù)； R：量力環(huán)測微表最大讀數(shù) 剪切位移量的計(jì)算： △ L=20nR n :手輪轉(zhuǎn)數(shù) 注意事項(xiàng)： 20 1）滲透系數(shù) 大于 106cm/s 的不能做快剪試驗(yàn)。 3）固結(jié)快剪和慢剪時主固結(jié)完成的標(biāo)準(zhǔn)是變形小于 。（注意：無粘性土的粘聚力為 0） . 無側(cè)限抗壓強(qiáng)度 儀器設(shè)備：應(yīng)變控制式允許膨脹壓縮儀、切土器、重塑筒、量表、天平、秒表 試驗(yàn)步驟： 1． 原狀土 按天然層次方向放在桌上，細(xì)心切削。 7． 應(yīng)變在３％以前，每０ .５％應(yīng)變記讀數(shù)一次，應(yīng)變達(dá)３％以后每１％應(yīng)變記百分表讀數(shù)一次 8． 當(dāng)讀數(shù)達(dá)到峰值或讀數(shù)達(dá)到穩(wěn)定，再繼續(xù)剪３％～５％應(yīng)變值可停止 ，如無峰值，則軸向應(yīng)變達(dá)２５％時即可停止。 2. 試驗(yàn)時如有峰值出現(xiàn)，則剪到 3％ — 5％軸向應(yīng)變時可停止，如無峰值出現(xiàn)則應(yīng)剪到 25％軸向應(yīng)變時停止，取 15％對應(yīng)值。 5. 靈敏度是 原狀土與重塑土無側(cè)限抗壓強(qiáng)度的比值。 該試驗(yàn)可 控制排水 條件，且 剪切面不固定 的。 步驟： 儀器的檢查。 試樣剪切。 2。 若土層薄，滲透性大，施工速度慢可采用此種方法。 注意事項(xiàng) ： 1）試樣飽和分三種方法： 抽氣法、水頭法、反壓力法 。也就是說： UUCUCD。 第十章 觸探試驗(yàn)（試驗(yàn)步驟） 靜力觸探（ CPT） 利用加壓和反力裝置將探頭壓入土中來測試土性質(zhì)的 原位測試 方法，可以測得錐尖側(cè)壁阻力、比貫入阻力和孔隙壓力（飽和土），來判定 砂土、粉土、粘性土土層性質(zhì)（土層劃分畫柱狀圖、土類判別、土承載力、單樁承載力、變形模量、地基沉降量、液化判別、固結(jié)系數(shù)） 。 b) 探頭有防水密封性，應(yīng) 3 個月 標(biāo)定一次，傳感器應(yīng)至少 3 級精度 ，標(biāo)定時應(yīng)采用額定荷載的 1/10或者 1/20?，F(xiàn)場測試時的歸零誤差不得大于 3%滿量程。 動力觸探 (DPT) 原理： 利用落錘將探頭打入土中的難易 程度 ，得到 貫入度、 錘 擊數(shù) 或探頭單位面積動貫入阻力 等來判定土性的方法 。 類型 錘重（ Kg） 落距 貫入標(biāo)準(zhǔn) 貫入深度 停止條件 速度 輕型 N10 10177。 2 貫入 10cm錘擊數(shù) 重型 177。 2 貫入 10cm錘擊數(shù) 20m 15~25 動力觸探的影響因素： 桿長校正、側(cè)壁影響校正、地下水位影響校正 注意事項(xiàng) ： （ 1）為保證探桿垂直，每探入 1 米，應(yīng)將探桿旋轉(zhuǎn) 圈，探入 超過 10米時，每 米 旋轉(zhuǎn)一次。重型連續(xù)大于 50擊時可換超重型。 第十一章 平板載荷試驗(yàn)（試驗(yàn)步驟） 通過在一定尺寸的剛性承載板上分級加荷載，觀測壓力與變形的原位試驗(yàn)。 一般技術(shù)要求（ P111） （ 1）設(shè)備：承載板、加壓系統(tǒng)、反力系統(tǒng)、觀測系統(tǒng)。當(dāng)不易預(yù)估極限荷載時按下表。 3）等速沉降法 ：控制 承載板以一定的速率 沉降，觀測施加荷載值 ，直至試驗(yàn)達(dá)到破壞狀態(tài) 。 資料整理 （ 1）確定 P— S 曲線的臨塑壓力 (Py)和極限壓力 (Pu)。 （ 2）地基承載力 [? ]確定 1）極限荷 載法：極限荷載除以安全系數(shù)， f= Pu/k。也可： 用慢速法或修正后的直線段斜率確定排水的變形模量。 3）一般得到的承載力比實(shí)際偏低些，變形模量也是近似的。適用于砂土和粘性土（不要飽和）。 （ 4）地基加固處理效果的檢驗(yàn)和施工監(jiān)測 （ 5）判定砂土密實(shí)度及內(nèi)摩擦角、粘土稠度以及 砂土地震 液化 的 可能 性 。計(jì)算錘擊數(shù)。其貫入按下式計(jì)算 N=1500/△ S 4) 轉(zhuǎn)動探桿，提出貫入器，取出貫入器中土樣進(jìn)行鑒別、描述、記錄，必要時送試驗(yàn)室分析 5) 如需進(jìn)行下一深度的實(shí)驗(yàn)，重復(fù)上述 步驟，并注意孔內(nèi)水位應(yīng)始終高于孔外?？偟内厔菔遣辉傩拚?。 第十三章 旁壓試驗(yàn)（ PMT） 在鉆孔中放置可充水?dāng)U張的旁壓器，測定在充水后壓力 使周圍土體產(chǎn)生變形直至破壞，從而得到壓力與鉆孔體積增量之間 的關(guān)系。 技術(shù)要點(diǎn) （ 1）旁壓沿深度 1 米測試一次。 10 米，大于 1000 kpa。 （ 6） 旁壓曲線 d 如圖所示。 c 曲線 孔徑太大，旁壓器的膨脹量大部分消耗在空穴體積上。需標(biāo)定的 5 種情況 (P122)。 ? 第十四章 十字板剪切試驗(yàn)（ FVT）試驗(yàn)步驟 十字板剪切試驗(yàn)可對飽和軟粘土的不排水抗剪強(qiáng)度（即內(nèi)摩擦角為 0 時的粘聚力值）進(jìn)行測試。 （ 3）剪切速度一般為 1 度 /10 秒，過快（粘滯性）過慢（固結(jié)）會使 強(qiáng)度增加 。 （ 2）地基加固效果和強(qiáng)度變化規(guī)律。 （ 4）測出峰值后應(yīng)快速轉(zhuǎn)動 3— 6 周，測重塑土的強(qiáng)度。 26 技術(shù)要點(diǎn) （ 1）十字板插入深度大于孔徑的 5 倍；孔間距大于 — 1 米。 （ 3）自鉆式試驗(yàn)中止條件：本級的變形量大于前一級的 3 倍或總變形值達(dá)到了最大容許值。 （ 2）實(shí)際壓力小于壓力表的讀數(shù)。 a 曲線 鉆孔太小或縮孔，試驗(yàn)前就有壓力。 30 米， 2500kpa。 （ 3）加荷穩(wěn)定時間多用 3 分鐘 標(biāo)準(zhǔn)。 從旁壓曲線上，可找出地基中的初始水平應(yīng)力 po、臨塑壓力 pt 和極限壓力 pl 等特征值，并計(jì)算出旁壓模量 EM。 （ 4） 預(yù)估單樁承載力 （ 5） 持力層的選擇 一般選擇擊數(shù)再 30— 50 土層。 水下中粗砂： N＝ N`＋ 5 水下粉砂：當(dāng)擊數(shù)大于 15 時 ,大于 15 部分折半計(jì)算。后 30cm 的總擊數(shù) N 即為貫入擊數(shù) 。 （ 2）如再水下進(jìn)行時，孔內(nèi)水位要高于孔外，以防止擾動土體。 （ 2）判定地基承載力、變形模量 、 一級物理力學(xué) 指標(biāo)。 的錘從 76177。 注意事項(xiàng) 1） 承載板影響范圍不 超過其寬度的 2 倍，因此只能了解淺層地基土特性。 3）相對沉降法：如承載板面積在 25005000 平方厘米之間，則對于低壓縮性土取 S/B=— 為準(zhǔn)，對高壓縮性土，以 S/B= 為準(zhǔn)（太沙基校正后）?？梢宰鳛闃O限承載力使用。 2）承載板周圍隆起或有 破壞性 裂縫。 試驗(yàn)土層 荷載增量 Kpa 淤泥，流塑粘性土，松散粉細(xì)砂 小于 15 軟塑粘性土，心近沉積黃土，微密粉細(xì)砂 15~25 可塑 ~硬塑粘性土，黃土，中密粉細(xì)砂 25~50 堅(jiān)硬粘性土，密實(shí)粉細(xì)砂，中粗砂 50~100 碎石土，軟巖石，風(fēng)化石 100~200 2）快速法 ：每級荷載隔 15 分鐘 觀測一次。 （ 3）如果承載板在基坑底部，基坑寬度應(yīng)大于承載板寬度的 3 倍 。 （ 2）計(jì)算土的變形模量。地下水位影響校正公式為： ＝ 180。錘擊速率控制在 15— 30 擊 /分鐘。 2 貫入 10cm錘擊數(shù) 12~16m 連續(xù) 3 次 ＞ 50， 若要繼續(xù)，可考慮使用超重型 15~30 超重型N120 120177。 2 貫入 30cm錘擊數(shù) 4m，大于 4m 時可清孔后深入 2m N10＞ 100 或貫入 超過 50 時 盡量連續(xù) 中型 N28 28177。 據(jù)擊錘重量分為輕、中、重、超重型（ P102）。 d) 三橋探頭（可測孔壓）在試驗(yàn)時不準(zhǔn)提升和碰撞探桿，防止破壞飽和狀態(tài)。 標(biāo)定用的電纜和記錄儀應(yīng)該時現(xiàn)場實(shí)際使用的 22 相同 。 d) 一般每 2 米提升 10 厘米一次進(jìn)行調(diào)零。 5）在 排水固結(jié) CD 試驗(yàn)中，孔隙水壓力消散 95％ 時算作固結(jié)完成。對擾動試樣可 以采用壓樣法和擊樣法，一般因?yàn)闀r間短多采用擊樣法， 粘性土分 5— 8 層制樣，粉質(zhì)土分 3— 5 層制樣。剪切過程中應(yīng)打開排水閥排水。 試樣排水固結(jié)?？傻玫?總的或有 效的強(qiáng)度參數(shù)和孔隙水壓力。 試樣飽和。其強(qiáng)度包線不是直線。 21 兩土樣應(yīng)有相同的密度和含水量，重塑土樣應(yīng)立即進(jìn)行試驗(yàn)，防止強(qiáng)度恢復(fù)。對于脆性土，破壞面與水平面的夾角 α＝ 45＋ Φ /2。重復(fù)上述步驟試驗(yàn) 11． 成果整理： １） 計(jì)算試件平均直徑 Ｄ ０ ＝（Ｄ１ +２Ｄ２ +Ｄ３） /４ Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３：試件上中下各部位直徑 ２） 計(jì)算試件的軸向應(yīng)變 軸向應(yīng)變 ε＝△ｈ／ｈ ０ 軸向變形 △ｈ＝ｎ△ L－Ｒ ｈ ０ ：試件起始高度；ｎ：螺桿上升轉(zhuǎn)數(shù) ；Ｒ：量表讀數(shù)， （化為 cm 代入）；△ L 螺桿上升以轉(zhuǎn)的垂直距離。直徑與高度比 ~ 之間 3． 立即稱重 ，準(zhǔn)確 ,取余土測含水量 4． 在試樣兩端以及側(cè)面涂凡士林。 超固結(jié)： 固結(jié)快剪最大 5）與剪切速率有關(guān)，越快強(qiáng)度越大。二是 剪切曲線上 無峰值 出現(xiàn)，則應(yīng)使位移達(dá)到 6mm，取剪切位移為 4mm時的剪應(yīng)力為抗剪強(qiáng)度。如一直指針緩慢前進(jìn)，說明不出現(xiàn)峰值，則破壞以變形達(dá)４ｍｍ時為止 7． 取出試樣。實(shí)際工程中很少 。 模擬現(xiàn)場土體的土層較厚，滲透性較小，施工速度較快，基本上來不及固結(jié)就加載剪損 2）固結(jié)快剪 固結(jié)后立即剪切，剪切過程中不固結(jié)。 剪切方法有： 快剪、固結(jié)快剪和慢剪 。 因此可確定該地基土處于穩(wěn)定狀態(tài)。 （α＝ 45＋Φ /2） 。 同時可得到：土中某點(diǎn)破壞時，與中主應(yīng)力? 2 無關(guān)。其中 最大最小的主應(yīng)力分別就 是? ? 3（利用 P18 公式可進(jìn)行換算 ）。 8）若只測壓縮系數(shù)，則穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)為每級荷載下試樣變化小于 ，則穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)一般為每級荷載 24 小時。固結(jié)度相同時，時間因數(shù) T 也相同。 3）若為飽和試樣應(yīng)在容器內(nèi)注滿水，非飽和試樣應(yīng)用棉紗圍住透水石避免水分蒸發(fā)。最后一級應(yīng)為 24 小時。如果知 17 道了最終沉降量，那么可以求某一沉 降量的值或其所需要的時間。它們與附加應(yīng)力有關(guān)系。 （ 5）荷載是均勻的一次施加 有效應(yīng)力 ：通過土體顆粒的接觸面?zhèn)鬟f的應(yīng)力。 假定 （ P15）： （ 1）土體是飽和的。 5）保證試驗(yàn)效果措施：煮沸脫氣、充分飽和、測壓管水位穩(wěn)定后記錄水位 固結(jié)試驗(yàn)（試驗(yàn)步驟） 主要儀 器：環(huán)刀、加壓設(shè)備、百分表、秒表 由于應(yīng)力作用引起土應(yīng)變隨時間變化的過程叫固結(jié)。 注意事項(xiàng)： 1）試驗(yàn)用水：進(jìn)行脫氣，或者使用土中的天然水。計(jì)算試樣高度。測定在固定的滲透量下所需要的 時間。測定在固定水位差下一定時間內(nèi)的滲透量。 如曲線不能繪出明顯的峰值，應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)點(diǎn)或重做 例題 1 擊實(shí)試驗(yàn)時有試樣 2020g，含水量為 ％，如果要得到含水量為 %的試樣，加水多少？ 解 ： m=mo(WWo)/(1+Wo) ＝ 2020 x (%%)/(1+%)= 第六章 滲透固結(jié)試驗(yàn) 滲透試驗(yàn)（試驗(yàn)步驟） 16