【正文】 線段；其直線收縮段的斜率為收縮系數(shù)； 試驗操作規(guī)程 ? 膨脹土的試驗方法 ? a:自由膨脹率試驗： ? 取代表性風干土樣 100g，碾碎過 ；將過篩土樣拌勻，在100～ 105℃ 下烘至恒重，在干燥箱內冷卻至室溫；將無頸漏斗放在支架上，漏斗中心對準量土杯中心，并保持距離 10 cm。用取土匙取適量試樣倒入漏斗中，邊倒邊用細鐵絲輕輕攪動，避免漏斗堵塞，使匙中土全部落入量土杯中，刮去多余土樣后進行稱量，要求兩次稱量的值不得大于 ；在量筒中注入 30ml純水，并加入 5ml濃度為 5%的純氯化鈉溶液。將試樣倒入量筒中，上下攪拌各 10次，用純水清洗懸液至 50ml；待懸液澄清后，每隔 5h測讀一次土面高度，直到兩次讀數(shù)差值不大于 ，可認為膨脹穩(wěn)定；按下式計算自由膨脹率： ? δef={(VWV0)/V0} *100% ? VW—試樣在量筒中膨脹后的體積 ml ? V0—試樣膨脹前體積 ml ? 本試驗應進行兩次平行測定，當值小于 60%時其差值不得大于 5%；當值大于等于 60%時其差值不得大于 8%，取其兩次的平均值； 試驗操作規(guī)程 ? 注意事項：自由膨脹率試驗，其制備試樣是非常重要的，因此在取樣時應充分注意試樣的代表性；其次在制備試樣時，應充分碾細，使土樣中細顆粒充分分散。 ? 試樣原始體積的量取、填裝或緊或松，對試驗結果影響較大，因此保持 10cm的距離和防止振動是非常嚴格的。 ? 試驗時向量筒中純水加入氯化鈉，目的是起凝聚作用，加速土粒聚沉，以縮短試驗時間，結氯化鈉的濃度和加入量，應按規(guī)定執(zhí)行，否則會影響試驗結果。 ? b 膨脹率試驗 ? （ 1）無荷載膨脹率試驗： ? 是試樣在無荷載而有側限條件下浸水后的膨脹量與原始高度之比，用百分數(shù)表示。 ? 試驗操作要點： ? 原狀土試樣按固結試驗要求取樣，并將試樣裝入壓縮容器內，調整到位； ? 自下而上向容器內注入純水，并保持水面高出試樣 5mm，注水后每 2h測記一次，至兩次讀數(shù)差值不大于 。測定試驗土樣的含水量和密度并計算孔隙比。 ? 按下式計算無荷載膨脹率 (%)： ? δe=(ZtZ0) 100/h0 試驗操作規(guī)程 ? （ 2） 50kpa壓力下的膨脹率試驗： ? 用原狀土進行試驗，按壓縮試驗方法將試樣裝入容器，并加壓力，每 1h讀數(shù)一次，兩次差值不大于 ，即認為下沉穩(wěn)定。下沉穩(wěn)定后，自下而上向容器內注入純水，水面設計眼出試樣頂面 5并保持試驗結束；浸水后每 2讀數(shù)一次，兩次讀數(shù)不大于 001時即認為在該壓力下的膨脹穩(wěn)定。取出試樣，稱量和計算試前及試后含水量、密度、和孔隙比。 ? 按下式計算 50壓力下的膨脹率（ %）： ? δe50 =（ Z50+ZcZ0） 100/h0 ? （ 3 ）不同壓力下的膨脹率試驗 ： ? 試驗相同，壓力不同，當要求的壓力大于或等于 150kpa時，就按 50kpa分級加荷；當壓力小于 150kpa時，應按 25kpa分級加荷； ? 資料整理如下： ? （ 1）各級壓力下的膨脹率： δepi =（ Zp+ZcZ0） 100/h0 ? （ 2）試驗后的孔隙比： e=△ h0/h0(1+e0)+e0 △ h0=Zp0+Zc0Z0 ? 以各級壓力下的膨脹率為縱坐標，壓力為橫坐標，繪制膨脹率與壓力關系曲線，該曲線與橫坐標的交點即為該試樣的膨脹力 ? 試驗操作規(guī)程 ? c 收縮試驗 ： ? 主要試驗設備：收縮試驗裝置 測板直徑 10mm，多孔板直徑 70mm； ? 環(huán)刀 (直徑 ，面積 30cm2，高 20mm)； ? 推土器（直徑 60mm，推進量為 21mm）； ? 試驗要點： ? (1)用推土器將試樣推出，于多孔板上稱量，精確至 , 底土試樣裝在試驗裝置上，每 14h測記百分表讀數(shù)，并稱試樣質量，兩天后每 624h測記一次百分表讀數(shù)，并稱量試樣質量 ，試驗至兩次讀數(shù)基本不變?yōu)橹梗? ? (2)試驗結束后，底土試樣在恒溫下烘干，稱量干土質量，如須計算體收縮率，宜用蠟封法測出干試樣體積。 ? (3)計算及制圖： ? 各測點的含水量（ %）： Wi=﹝ (mi/md)1﹞ 100 ? 豎向線縮率（ %）： δni=(ZiZ0) 100/h0 ? 體收縮率（ %）： δv=(V0Vd) 100/V0 ? 豎向收縮系數(shù)： λs=Δδni/ΔW ? Δδni—與 ΔW相對應的兩點線縮率之差（ %） ? ΔW—收縮曲線上第一階段兩點的含水量之差（ %） 試驗操作規(guī)程 ? 8 固結 (壓縮 )試驗 ? 固結試驗和壓縮試驗的基本概念 ? 固結試驗： ? 飽和土體受到外力作用后，孔隙中的部分水分逐漸從土體中排出，土中孔隙水壓力逐漸減小，作用在土骨架上的有效壓力逐漸增加，土體積隨之壓縮，直到變形穩(wěn)定為止，土體這一變形的全過程稱之為固結。 ? 固結試驗用于測定飽和土的壓縮系數(shù)、體積壓縮系數(shù)、壓縮模量、壓縮指數(shù)、回彈指數(shù)、先期固結壓力、固結系數(shù)和次固結系數(shù)等； ? 壓縮試驗： ? 非飽和土體在外力作用下的變形通常是由孔隙中氣體排出或壓縮所引起，主要取決于有效應力的改變，土體的這種變形稱為壓縮。 ? 壓縮試驗用于測定非飽和土的壓縮系數(shù)、體積壓縮系數(shù)、壓縮模量、壓縮指數(shù)、回彈指數(shù)、先期固結壓力 試驗操作規(guī)程 ? （壓縮）試驗操作步聚 ： ? （ 1）將帶有環(huán)刀的試樣，小心裝入護環(huán)，再裝入壓縮儀容器內，然后放上透水石和加壓蓋板，置于加壓框下，對準加壓框架的正中，安裝量表； ? （ 2）為保證試樣與儀器上下各部件之間接觸良好，應施加 1kpa的預壓荷重，調整量表使指針讀數(shù)為零； ? （ 3）荷重等級為 50kpa， 100kpa， 150kpa， 200kpa， 300kpa，400kpa， 600kpa等，壓力大小依試驗委托要求為準； ? （ 4）壓縮穩(wěn)定標準規(guī)定為每級荷重下每小時讀數(shù)不大于 ，測記穩(wěn)定后施加第二級荷重，依次類推至試驗結束。 ? （ 5）試驗結束后，卸除荷重取出環(huán)刀試樣； ? （ 6）計算指標如下： ? 天然孔隙比： e0=｛ (1+)ds/ρ｝ 1 ? 各級壓力下的孔隙比： ei= ｛ (1+e0)hi/h｝ 1 ? 某一壓力范圍的壓縮系數(shù)： av=10(eiei+1)/(Pi+1Pi) ? 某一壓力范圍的壓縮模量： Es=(1+ei)/av 試驗操作規(guī)程 ? ： ? （ 1）飽和土的固結需要一定時間才能完成，所以不得采用快速法進行試驗。 ? （ 2）在制備試樣時，應選用合適的切削工具，盡可能避免破壞土試樣結構，不允許在削去環(huán)刀兩端余土時，用刀來回涂沫土面，而致孔隙堵塞。 ? （ 3）透水石要保持清潔、平正、透水良好； ? （ 4）固結儀要每年定期檢定和校準； ? 固結儀的校正： ? 1 固結（壓縮）儀在使用過程中每一年必須校正一次。如果在這段時間內儀器零件如加壓蓋板、框架、透水石等調換、搬遷或受震動等其它影響，就隨時給予校正，以確定儀器的變形量。 ? 校正步驟如下： ? （ 1）以與試樣等直徑的金屬塊，按正常試驗程序裝入儀器，同時將儀器的各個零件的位置做好標記； ? 試驗操作規(guī)程 ? （ 2）每十分鐘加荷一次，測記各級壓力下量表讀數(shù)，荷重大小視儀器設備而定，依次為 : ? 25kpa,50kpa,75kpa,100kpa,150kpa,200kpa,300kpa,400kpa,500kpa,600kpa,800kpa,1000kpa,1200kpa,1400,kpa,1600kpa,2400kp,3200kpa. ? (3)將最大荷重下的量表讀數(shù)記下后，按與加荷等級相反的次序，每十分鐘退荷重一次，測記量表讀數(shù)，至荷重完全卸除為止。 ? （ 4）按壓縮試驗步驟拆除儀器，重新安裝，重復以上程序再進行校正，取其平均值為各級壓力下的變形量，其平行差值不得大于 。 ? （ 5）以儀器變形量為縱坐標，壓力為橫坐標，繪制壓縮儀的校正曲線。 ? 2 加壓設備的調整 ? (1)加壓框架豎桿必須垂直，臺面必須水平； ? (2)用水平尺檢查加框架的橫梁是否水平，如有傾斜，用橫梁上的螺絲進行調整至水平位置； ? 3 環(huán)刀高度、內徑和重量應定期校正，不合格者及時更換； 試驗操作規(guī)程 ? 9 直接剪切試驗 ? ： ? 直剪試驗是將環(huán)刀切取的土試樣置入剪切盒中等待剪切，通過不同垂直壓力作用下的剪切試驗所得的抗剪強度，求取土的粘聚力和內摩擦角。 ? ：直接剪切試驗是測定土的抗剪強度的一種常用方法。通常采用四個試樣，分別在不同的垂直壓力下，施加水平剪切力進行剪切，求得破壞時的剪應力，然后根據(jù)庫侖定律確定土的抗剪強度參數(shù)：內摩擦角和粘聚力。 ? ： ? （ 1）從原狀土樣中每組試驗至少取四個環(huán)刀試樣（環(huán)刀直徑 ，面積30cm2）； ? （ 2）對準上下盒，插入固定銷，在下盒內放與透水石厚度相等的不透水板，將裝有試樣的環(huán)刀平口向下，對準剪切盒口，在試樣上放不透水板，然后將試樣徐徐推入剪切盒內，移去環(huán)刀； ? （ 3）轉動手輪，使上盒前端鋼珠剛好與量力環(huán)接觸。調整量力環(huán)中的量表計數(shù)為零，順次加上加壓蓋板，壓力框架等，測記起始讀數(shù)。 ? （ 4）施加垂直壓力后，立即拔去固定銷，開動秒表，以每分鐘 412轉的均勻速率旋轉手輪，使試樣在 35分鐘內剪損。但一般宜至剪切變形達到 46mm ? （ 5）剪切結束后，吸去剪切盒中積水，倒轉手輪，盡快移去垂直壓力，取出試驗，測定剪切面附近土的含水量； 試驗操作規(guī)程 ? （ 6）計算與制圖： S=C R 10/A0 ? 以剪應力為縱坐標，垂直壓力為橫坐標，繪制抗剪強度與垂直壓力的關系曲線，直線的傾角為土的內摩擦角，直線在縱坐標上的截距為土的粘聚力； ? S= c+ζtanφ ? ： 試驗儀器簡單，操作方便； ? 缺點： ? （ 1）剪切面不一定是試樣抗剪能力最弱的面； ? （ 2）剪切面上的應力分布不均勻，而且受剪切面積越來越?。? ? （ 3）不能嚴格控制排水條件，測不出剪切過程中孔隙水壓力的變化。 ? ： ? ①剪切儀須安置穩(wěn)固，不得有搖動、傾斜等現(xiàn)象； ? ②所有滑動部分必須擦油，保持靈活； ? ③量力環(huán)應定期率定； ? 率定系數(shù) C=P/AR ? C 量力環(huán)率定系數(shù)； ? P 某一垂直荷載； kpa ? A 剪切面積 ,cm2 ? R 與某一荷重對應的量表讀數(shù)； 試驗操作規(guī)程 ? 10三軸剪切試驗 ? 試驗原理 ： ? 三軸試驗是在圓柱形試樣上施加最大主應力和最小主應力，保持其中之一不變，改變另一主應力，使試樣中的剪應力逐漸增大，直到達到極限平衡而剪切，由此求得土的抗強度。 ? 試驗目的 ： ? 三軸剪切試驗是測定土的抗剪強度的一種方法，它通常用 34個圓柱形試樣，分別在不同的恒定周圍壓力（即小主應力 ζ3）下，施加軸向壓力 ﹝ 即主應力差（ ζ1ζ3） ﹞ ，進行剪切直至破壞；然后根據(jù)摩爾 庫侖理論，求得抗剪強度參數(shù)。 ? 常用的試驗方法有 ： ? ① 不固結不排水剪（ UU）：試樣在完全不排水下施加周圍壓力后，快速增大軸向壓力到試樣破壞； ? ② 固結不排水剪（ CU）：試樣先在周圍壓力下進行固結，然后在不排水條件下快速增大軸向壓力到試樣破壞； ? ③ 固結排水剪（ CD）：試樣先在周圍壓力下進行固結，然后繼續(xù)在排水條件下緩慢增大軸向壓力到試樣破壞。