【正文】 至少準(zhǔn)備 5 個(gè)試樣，每樣稱量：對(duì)小試筒為 3kg，對(duì)大試筒為 ，分別加入不同水分（按 2～ 3％含水量遞增），拌勻后悶料一夜備用。 達(dá)西定律的滲透屬于層流，由于細(xì)粒土在起始比降以前、粗粒土在某一比降以后不屬于層流，因此不適用達(dá)西定律。 （ 2）壓縮是由于孔隙體積的減小。 （ 3）前期固結(jié)壓力試驗(yàn) 主要是最后一級(jí)加荷應(yīng)大于前期固結(jié)壓力或自重壓力的 5 倍以上，采用 elgP 曲線測(cè)定。利用大小主應(yīng)力可以畫出莫爾圓。 剪切強(qiáng)度指標(biāo)可以 估算地基承載力、評(píng)價(jià)土體穩(wěn)定性、計(jì)算地基沉降量。 三是介于二者之間，可測(cè)記手輪轉(zhuǎn)數(shù)與量 力 環(huán) 相應(yīng)讀數(shù)，以便繪制剪應(yīng)力 —剪切變形曲線，據(jù)此確定抗剪強(qiáng)度的破壞值。 4. 如果是飽和軟粘土（ Φ＝ 0） ，則其不排水抗剪強(qiáng)度是無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度的 1/2。 步驟； 試驗(yàn)前儀器檢量、試樣制備、試樣飽和按不固結(jié)不排水試驗(yàn)有關(guān)要求進(jìn)行。 室 內(nèi)測(cè)定土的抗剪強(qiáng)度可以用十字板剪切儀、直剪儀、三軸儀等，但無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度儀不是。常用的是輕型（適用粘性土等軟土）和重型（砂土及礫石等）。+ 孔壓觸探可對(duì)測(cè)得的阻力進(jìn)行修正。 3）相對(duì)沉降量（ S/B） 超過(guò) ~（ 大于 1/12） 。 2cm 高把貫入器先打入土中 15 厘米，再計(jì)數(shù)打入土 24 中 30 厘米的擊數(shù)，擊數(shù)大說(shuō)明承載力高。 （ 2） 桿長(zhǎng)修正 《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》：當(dāng)桿長(zhǎng)大于 3 米時(shí)： N＝α N`。 (5)荷載要求在 15 秒內(nèi)加到設(shè)計(jì)值。 （ 2）十字板插入土后應(yīng)停留 5 分鐘，太短或太長(zhǎng)會(huì)使強(qiáng)度減小或增大。 (4) 可以 確定地基承載力 的試驗(yàn)有：靜 力觸探、標(biāo)準(zhǔn)貫入、平板載荷、旁壓試驗(yàn)。 （ 4）荷載應(yīng)隨著深 度的增加而加大。如為密實(shí)土層， N 大于 50 時(shí)，記錄下 50 時(shí)的貫入深度△ S（ cm）。 2）對(duì)于透水性差的軟粘土由于加荷速度與實(shí)際差異大獲得的參數(shù)不準(zhǔn)確。每級(jí)荷載維持 2 小時(shí) ， 即可施加下一級(jí)荷載 。 （ 3） 當(dāng)貫入擊數(shù)大于某一值時(shí)（ 如輕型大于 100 擊，重型大于 50 擊 ）可停止。 e) 分層時(shí)（ P101），可根據(jù)測(cè)得的比貫入阻力的變動(dòng)范圍不超過(guò)一定值時(shí)作為一層；也可根據(jù)錐尖阻力，結(jié)合側(cè)壁阻力進(jìn)行分層；對(duì)于很薄的土層，如果測(cè)得的兩個(gè)大小比貫入阻力之比小于 2，則可認(rèn)為時(shí)一層。 3）剪切速率問題： UU 試驗(yàn)速率對(duì)強(qiáng)度影響不大（ %— ％ ）； CU 試驗(yàn)相對(duì)要慢，并且粘性土 (%— %)要比粉質(zhì)土 (%— %)慢； CD 試驗(yàn)要緩慢的剪切 (%— %)。 試樣的安裝。 ３） 計(jì)算試件平均斷面積 校正后的面積 Aa＝Ａ 0/（ 1ε） Ａ 0： 試驗(yàn)前試件面積 ４） 計(jì)算試件所受的軸向應(yīng)力 ?＝Ｃ *Ｒ／Ａａ Ｃ：量力環(huán)校正系數(shù) ５） 繪制應(yīng)力－應(yīng)變曲線 注意事項(xiàng) ： 1. 在試樣兩端以及側(cè)面涂凡士林。重復(fù)上述步驟，做其他垂直壓力下的剪切試驗(yàn)。 τσΦ 19 直接剪切試驗(yàn) 繪制剪應(yīng)力隨位移變化的曲線，確定抗剪強(qiáng)度，然后畫出法向應(yīng)力與抗剪強(qiáng)度的直線關(guān)系， 即可確定 粘聚力和內(nèi)摩擦角 兩個(gè)強(qiáng)度指標(biāo)。 例題 1 已知用 2 厘米厚試樣做雙面排水試驗(yàn)，達(dá)到某一固結(jié)度時(shí)用 8 分鐘時(shí)間，那么同樣土樣如果厚為 8米時(shí)，達(dá)到相同固結(jié)度需多長(zhǎng)時(shí)間？ 解 ：公式： t=T H2 /Cv 由于兩者試樣和固結(jié)度（決定時(shí)間因數(shù)）均相同，故 Cv 、 T 也均相同，雙面排水取厚度的一半，兩者 T/Cv 比值相同， 則： t1=T1 H12 /Cv1 。 固結(jié)試驗(yàn)是根據(jù)太沙基固結(jié)理論建立的。土體固結(jié)與滲透性有密切關(guān)系。滲透性大小主要取決于土的 粒徑和級(jí)配 。（無(wú)粘性土填筑一般通過(guò)相對(duì)密度來(lái)控制） 15 （ 10）兩次試驗(yàn)密度差值應(yīng)小于 。如 9％、 11％、 13％（塑限）、 15％、 17％。（顆粒越大下沉越快） 均勻的懸液，在土顆粒下沉過(guò)程中，用密度計(jì)在懸液里測(cè)讀出對(duì)應(yīng)于不同時(shí)間的不同懸液密度，根據(jù)密度讀數(shù)和土顆粒下沉?xí)r間，計(jì)算出小于某一粒徑的顆粒占總土樣的百分比 試驗(yàn)開始： 1) 土樣首先進(jìn)行分散處理，如果易溶鹽含量大于 %還需要洗鹽處理，然后風(fēng)干備樣 2) 取代表性土樣 100g，測(cè)定風(fēng)干含水量 3) 稱風(fēng)干土樣 30g，注入 200ml 蒸留水中 ，浸泡過(guò)夜 4) 將浸泡過(guò)的懸液過(guò) 篩，煮沸 40min 5) 冷卻 后 倒入量筒 加入分散劑 4%r 濃度 六偏磷酸鈉 10ml 進(jìn)行分散土粒 ，再注入 蒸留 水 1000ml；上下攪拌各 30 次共 1 分鐘，使土顆粒在水中均勻分布；將密度計(jì)放入液體 10— 20 秒后讀數(shù)。 3．試驗(yàn)步驟 （ 1）對(duì)于無(wú)粘聚性的土： ① 按規(guī)定稱取試樣，將試樣分批過(guò) 2mm 篩。 顆粒分析是測(cè)定土中各不同粒徑的粒組質(zhì)量占總質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)的方法。 C、稱取試樣 700g，倒入漏斗中，將漏斗與塞桿同時(shí)提高，移動(dòng)塞桿使錐體略離開管口，管口應(yīng)經(jīng)常保持高出砂面約 1~2cm，使試樣落入量筒中。 （ 2）按下式計(jì)算試驗(yàn)地點(diǎn)土的濕密度 ρ （ g/ cm3）： sbtmm ?? ?? 式中： mt—— 試洞中取出的全部土樣的質(zhì)量， g； mb—— 填滿試洞所需砂的質(zhì)量， g； ρ s—— 量砂的密度， g/ cm3。 （ 2）取走基板，將留在試驗(yàn)地點(diǎn)的砂收回，將表面清掃干凈。 （ 3）其他：修土刀、鋼絲鋸、凡士林等。 鑒定土層所處的稠度狀態(tài) （堅(jiān)硬： IL ≤ 0。將聯(lián)合測(cè)定儀的錐頭涂少許凡士林。 （ 2） 用滴管將酒精注入放有試樣的稱量盒中，直至盒中出現(xiàn)自由液面為止。 燃燒 3 次。 余土 進(jìn)行含水量測(cè)定。對(duì)于粘性土由于存在結(jié)合水的粘滯作用，需要加入 起始水力坡降 進(jìn)行修正( V=k (iio) )。 6） 土粒比重 Gs：土粒質(zhì)量與同體積 4 攝氏度水的質(zhì)量之比，數(shù)值上等于土粒密度。 作為建筑地基的土，其分類可見教材第 6 頁(yè)，要注意粒徑和塑性指數(shù)對(duì)土分類的影響。 根據(jù)來(lái)源分為有機(jī)土和無(wú)機(jī)土， 當(dāng)土中有機(jī)質(zhì)含量大于 5％ 10％ 時(shí)會(huì)對(duì)工程產(chǎn)生不利影響。 其中主要性質(zhì)有： （ 1） 顆粒粒徑 工程上將相近粒徑的土合成一組叫粒組，其中大于 mm 的叫粗粒，其性質(zhì)主要取決于 粒徑大小和級(jí)配 。 （ 1）三相指標(biāo)： 土的物理指標(biāo)分為 2 類 指標(biāo) 試驗(yàn)指標(biāo) （天然密度ρ、含水率 W、土粒比重 Gs） 換 算 指標(biāo) （ 孔隙比、孔隙率、飽和度） 1）天然密度ρ：總質(zhì)量與總體積之比。濕砂土表現(xiàn)出的假粘聚力濕由于毛細(xì)壓力形成的，不同 于粘性土的粘聚力。 原狀土：用鐵皮筒或取土器（直徑大于 100mm）取土。烘干后放入干燥器冷卻。 （ 3） 酒精：純度 95%。 ② 將 篩下的土悶制三種不同含水量的土樣，分別控制在液限（ a 點(diǎn)、錐入深度 20177。搓成條狀不斷裂的土塑性越高。 一）、環(huán)刀法 1． 目的和適用范圍 本試驗(yàn)方法適用于細(xì)粒土。將盛有量砂 m5（ g）的灌砂筒放在基板的圓孔上。 （ 7）如試洞中有較大孔隙，量砂可能進(jìn)入孔隙時(shí)，則應(yīng)按試洞外形，松弛地放入一層紗布。 砂的相對(duì)密度試驗(yàn) ： 適用于透水性良好的無(wú)粘性土 僅僅用密度（孔隙比）不能完全說(shuō)明砂土的狀態(tài)，只有相對(duì)密度才能解釋砂的緊密程度。 （ 2）容器內(nèi)徑對(duì)結(jié)果有影響，內(nèi)徑越大，測(cè)得的干密度越大。 注意事項(xiàng)： 當(dāng)小于 2mm 的顆粒用四分法取樣時(shí)，結(jié)果為（ P48）： X＝ 100 a p/ b （一）篩分法 1． 適用范圍： 適用于分析粒徑大于 的土。 在半對(duì)數(shù)坐標(biāo)紙上，以小于某粒徑的顆粒質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為縱坐標(biāo)，以粒徑（ mm）為橫坐標(biāo)，繪制顆粒大小級(jí)配曲線，求出各粒組的顆粒質(zhì)量百分?jǐn)?shù)。體積不再變化。 （ 9）無(wú)粘性土擊實(shí)曲線 在含水較小含水率時(shí)，由于假粘聚力的存在，擊實(shí)功消耗在克服假粘聚力上，出現(xiàn)最小干密度。 根據(jù)達(dá)西定律來(lái)確定 。 3）不同壓實(shí)度的試樣滲透系數(shù)不同，因此試驗(yàn)必須是在設(shè)計(jì)密度下測(cè)定。 固結(jié)度 ：是指在某一固結(jié)應(yīng)力作用下，經(jīng)過(guò)某一時(shí)間后土體發(fā)生固結(jié)或孔隙水應(yīng)力消散的程度，公式為 U=St/S。因此單面排水是雙面排水時(shí)間的 4 倍。 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(kù)侖直線和莫爾圓。 儀器設(shè)備：應(yīng)變控制直剪儀、環(huán)刀、測(cè)微表、秒表、天平 試驗(yàn)步驟 1． 環(huán)刀切取試樣，稱重，測(cè)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(duì)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。 7． 應(yīng)變?cè)冢常ヒ郧?，每?.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(wú)峰值，則軸向應(yīng)變達(dá)２５％時(shí)即可停止。 步驟： 儀器的檢查。 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 。現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試時(shí)的歸零誤差不得大于 3%滿量程。 2 貫入 10cm錘擊數(shù) 20m 15~25 動(dòng)力觸探的影響因素： 桿長(zhǎng)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(guò) 10米時(shí)，每 米 旋轉(zhuǎn)一次。當(dāng)不易預(yù)估極限荷載時(shí)按下表。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。計(jì)算錘擊數(shù)。 技術(shù)要點(diǎn) （ 1）旁壓沿深度 1 米測(cè)試一次。需標(biāo)定的 5 種情況 (P122)。 （ 4）測(cè)出峰值后應(yīng)快速轉(zhuǎn)動(dòng) 3— 6 周，測(cè)重塑土的強(qiáng)度。 a 曲線 鉆孔太小或縮孔，試驗(yàn)前就有壓力。 （ 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。 （ 2）判定地基承載力、變形模量 、 一級(jí)物理力學(xué) 指標(biāo)?？梢宰鳛闃O限承載力使用。 （ 2）計(jì)算土的變形模量。 2 貫入 30cm錘擊數(shù) 4m，大于 4m 時(shí)可清孔后深入 2m N10＞ 100 或貫入 超過(guò) 50 時(shí) 盡量連續(xù) 中型 N28 28177。 d) 一般每 2 米提升 10 厘米一次進(jìn)行調(diào)零。 試樣排水固結(jié)。 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)。 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。 模擬現(xiàn)場(chǎng)土體的土層較厚，滲透性較小，施工速度較快，基本上來(lái)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(guò)程中不固結(jié)。 同時(shí)可得到：土中某點(diǎn)破壞時(shí)，與中主應(yīng)力? 2 無(wú)關(guān)。 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)。 （ 5）荷載是均勻的一次施加 有效應(yīng)力 ：通過(guò)土體顆粒的接觸面?zhèn)鬟f的應(yīng)力。計(jì)算試樣高度。 4. 稱量試模和模內(nèi)土樣重量。當(dāng)含水率很高時(shí)，提高擊實(shí)功效果不大。擊實(shí)試驗(yàn)可求得最大干密度ρ dmax 和最優(yōu) 含水量 wop。 ⑤ 篩后各級(jí)篩上和篩底土總質(zhì)量與篩前試樣質(zhì)量之差不應(yīng)大于 1% （ 2）對(duì)于含有粘土粒的砂礫土： ① 將土樣放在橡皮板上，用木碾將土團(tuán)碾散，拌和、烘干、稱重。不均勻系數(shù) Cu 和曲率系數(shù) Cc（ P45）。 D、 最后一次振畢，取下套環(huán)，用倒削出多余試樣，稱量，準(zhǔn)確至 1g，計(jì)算其最小孔隙比。 a) 比重瓶的校正：恒溫水槽調(diào)至 5OC 或 10OC，防入裝了純水的比重瓶，待水溫穩(wěn)定后，稱瓶和水的總質(zhì)量。關(guān)閉開關(guān)。 2． 儀器設(shè)備 （ 1） 灌砂筒、金屬標(biāo)定罐、基板。注入砂稱總重，計(jì)算砂重，算砂密度 在試坑中灌入標(biāo)準(zhǔn)砂 精確至 10g，然后求得土的密度。根據(jù)液限，在 hp— wL 關(guān)系圖上，查得縱坐標(biāo)入土深度 h＝ 20mm 所對(duì)應(yīng)的橫坐標(biāo)的含水量 w，即為土樣的液限 wL。 《土工試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》和《公路土工試驗(yàn)規(guī)程》分別采用 76 克和 100 克的錐入土。 （ 3） 其它：干燥器、稱量盒等。 需要掌握試樣加水量的計(jì)算 飽和度的計(jì)算 加水量的計(jì)算 ? 第二章 含水量及界限含水量試驗(yàn) 5 土工試驗(yàn)分為室內(nèi)和現(xiàn) 場(chǎng)試驗(yàn)。 （ 2） 液性指數(shù) 4 （ 3） 含水率 W =(190145)/145=% Il=(WWp)/ Ip=(%18%)/18%= 為可塑狀態(tài)。其值越大表示越具有高塑性，粘粒含量越多。 （ 2）將試樣放在 105110 烘箱中，如試樣的液限小于烘前的液限 1/3 時(shí)，試