【正文】 。 ? 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；然后根據摩爾 庫侖理論，求得抗剪強度參數。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。調整量力環(huán)中的量表計數為零，順次加上加壓蓋板，壓力框架等，測記起始讀數。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，然后根據庫侖定律確定土的抗剪強度參數：內摩擦角和粘聚力。 ? 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。 ? （ 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 。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。 ? （ 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。 ? 壓縮試驗用于測定非飽和土的壓縮系數、體積壓縮系數、壓縮模量、壓縮指數、回彈指數、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。 ? (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： 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。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讀數一次，兩次差值不大于 ，即認為下沉穩(wěn)定。 ? 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，至兩次讀數差值不大于 。 ? 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。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。土的收縮大致可分為三個階段：直線收縮段；曲線過渡段；近水平直線段；其直線收縮段的斜率為收縮系數； 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。 ? ： ? 濕陷系數： δs=(h1h2)/h0 ? 自重濕陷系數： δzs=(hzhz′)/h0 ? 飽和密度： ρsri=ρd(1+Sr e/ds)， ? ρ85i=ρd+(1+e) ? 飽和自重壓力： P=ρsri H ? h1 某級壓力下，試樣變形穩(wěn)定后的高度（ mm）； ? h2 某級壓力下，試樣浸水濕陷變形穩(wěn)定后的高度（ mm）； ? hz 在飽和自重壓力下試樣變形穩(wěn)定后的高度（ mm）； ? hz′ 在飽和自重壓力下試樣浸水濕陷變形穩(wěn)定后的高度（ mm）； ? h0 試樣原始高度（ mm）； ? Sr— 土的飽和度，可取 Sr=85% ? H 土的厚度 (cm) 試驗操作規(guī)程 ? 7 膨脹性試驗 膨脹土的特征 ： ? 膨脹土多呈堅硬 硬塑狀態(tài)，結構致密，成棱形土塊者常具有脹縮性 ? 膨脹土多為細膩的膠體顆粒，斷口光滑，土內常包含鈣質結核和鐵錳結核，呈零星分布；土內有裂隙，斜交剪切裂隙越發(fā)育，脹縮性越強； ? 膨脹土的礦物成分主要是次生粘土礦物 —蒙脫石和伊利石，具有較高的親水性，失水時土體即收縮，甚至出現干裂，遇水即膨脹隆起； ? 膨脹土的粘粒含量愈高，吸水能力愈強，脹縮性就大；膨脹土的密度越大，孔隙比就越小，浸水膨脹強烈，失水收縮??；反之，浸水膨脹小，失水收縮大； ? 膨脹土一般我呈灰白、灰綠、灰黃、棕紅和褐紅等顏色； ? 自由膨脹率大于或等于 40%的土，且具有以上特征的土應定名為膨脹土。 ? （ 2） 雙線法壓縮試驗 ：在同一取土點的同一深度處，取 2個環(huán)刀試樣，一個在天然濕度下分級加荷，加至規(guī)定壓力下沉穩(wěn)定后浸水，另一個環(huán)刀在天然濕度下加第一級荷重，下沉穩(wěn)定后浸水，至濕陷穩(wěn)定 ，再分級加荷至規(guī)定壓力，同樣計算出各級壓力下的濕陷系數 δs，繪制成曲線，并在曲線上取 δs = psh。 ? 滲透溶濾變形的測定：將測定濕陷系數后的試樣，繼續(xù)用水滲透，每隔 2h測記變形一次， 24h后每日測記 1～ 3次，變形穩(wěn)定標準為每三天下沉增量不大于 mm,滲透用水宜用蒸餾水。 ? 3 滲透溶濾變形試驗：黃土的滲透溶濾變形，也是由于水的作用引起的。 ? 2 濕陷變形試驗：濕陷性黃土的濕陷變形是在垂直荷載和浸水的共同作用下，由于土體結構的破壞而產生的垂直變形；這種濕陷變形在其壓縮穩(wěn)定后，一旦浸水仍然發(fā)生。 ? ： ? tgα=2h/d ? h—圓錐的堆積高度， cm ? d—圓錐底面直徑 , cm ? 6黃土濕陷性試驗 ? ? 濕陷性黃土在垂直荷載作用下，有三種變形：壓縮變形、濕陷變形和滲透溶濾變形。 ? ：圓盤法、抽板法、傾到法等； ? 適用范圍：不含粘?；蚍哿５募兩巴粒覂仍囼灥牧揭恍∮?5，測試干燥狀態(tài)的天然坡角，要求試樣充分風干； ? ： ? 圓盤法是在天然坡角儀圓盤上自然、輕輕堆積試樣，然后輕輕提起，記讀錐頂與圓盤中心豎桿接觸處刻度，作平行測定；水下試驗是將堆積的試樣沉入水中，并使氣泡充分逸出，然后輕輕提起，記讀豎桿刻度，計算由砂土形成的錐體坡面所保持的最大傾角即為天然坡角。 ? 錘擊振動聯合法的試驗規(guī)程是：將試樣 2022g分三次倒入金屬圓筒內，用振動叉敲打振動圓筒周圍， 150200次 /min，并用錘擊試樣 3060次 /min，至試樣體積不變后，刮平圓筒表面試樣，稱量試樣質量。 ? （ 5）取上述兩種方法測得的較大體積值，計算最小干密度： ? ρdmin=md/Vd ? 最大孔隙比按下式計算： ? emax=(ρw ds/ρdmin)1 試驗操作規(guī)程 ? 最大干密度（最小孔隙比）試驗 ： ? 與擊實試驗相同，是用一定質量的錘擊自適當高度擊實砂土以求得其最小孔隙比。 ? （ 3）試樣全部落 入量筒后，取出漏斗和錐形塞，用砂面拂平器 將砂面拂平、測記試樣體積，估讀至 5ml。 ? 量筒法試驗方法： ? （ 1）將錐形塞桿自長頸漏斗下口穿入，并向上提起，使錐底堵住漏斗管口，一并放入 1000ml的量筒內，使其下端與 量筒底接觸。此方法適用于粒徑小于 的土； ? 主要試驗設備：土壤密度計 甲種密度計； ? 土壤密度計的校正： ? 由于土壤密度計的刻度是以溫度 20℃ 、土粒相對密度 ，試驗時應對土壤密度計的刻度、土粒沉降距離、溫度、土粒相對密度等進行校正，校正值見有關附表。因顆粒大小變化范圍較大，試驗中不同的粒組方興未艾采用不同的方法測定，目前常用的有篩分法和重力沉降法； ? ： ? 就是將粗顆粒試樣通過不同孔目的篩進行土的粒組分級，適用于粒徑小于、等于 60mm大于 。 ? mbw 比重瓶、水總質量 g； ? mbws比重瓶、水、土總質量 g 。繪制溫度與瓶水總質量關系曲線； ? （ 2） 試驗方法： ? A在烘干的 100ml比重瓶內裝入烘干試樣 15g稱量瓶、土質量后注入半瓶蒸餾水搖動并在砂浴上煮沸。 ? 2土粒相對密度試驗 ? ： ? 土的相對密度是組成土顆粒礦物成分相對密度的平均值，其定義為土粒的密度與 4℃ 時蒸餾水的密度之比，亦即土粒的干質量與其同體積 4℃ 蒸餾水的質量之比； ? ： ? 比重瓶法 適用于粒徑小于 5mm的土； ? 浮稱法 適用于粒徑等于或大于 5mm的土，且其中粒徑為 20土質量應小于土總質量的 10%； ? 虹吸筒法 適用于粒徑等于或大于 5mm的土，且其中粒徑為 20土質量應大于、等于土總質量的 10%； ? ： ? （ 1）比重瓶校正： ? A比重瓶洗凈、烘干 后稱其質量（精確至 ） 。電磁鐵斷電，圓錐靠自重下沉，當沉入試樣中 5后，觀測并記錄圓錐入土深度。 的圓錐提起，慢慢放在調制好的試樣上，使其在自重作用下 15s內沉入土中，當剛好下沉到 17mm、