【正文】 驗(yàn)在固定的滲透量不同水位差下進(jìn)行 56 次。 2）水溫：比試樣溫度高 3— 4 度 ,防止試樣出現(xiàn)氣泡。 4）土的滲透速并不是實(shí)際流動(dòng)的速度。土體固結(jié)與滲透性有密切關(guān)系。 本試驗(yàn)是單向固結(jié)試驗(yàn)，在壓縮儀中指產(chǎn)生豎向壓縮無側(cè)向變形。 （ 2）壓縮是由于孔隙體積的減小。 （ 4） 符合達(dá)西定律。 孔隙水應(yīng)力 ：飽和土體中由孔隙水來承擔(dān)或傳遞的應(yīng)力。 超 孔隙水應(yīng)力 ：是固結(jié)過程中孔隙水應(yīng)力的增量。 固結(jié)過程（如吹填土的固結(jié)）是 超 孔隙水應(yīng)力和 附加 有效應(yīng)力轉(zhuǎn)化的過程，固結(jié)試驗(yàn)的數(shù)學(xué)表達(dá)式： p=ｕ +? ‘＝ｕ↘ +? ’↗ = ? ’ ＝? （孔隙水壓力是存在的，但超孔隙水壓力不存在了）。 為了實(shí)用，將不同固結(jié)應(yīng)力分布情況下土層的 平均固結(jié)度與時(shí)間因數(shù) 之間繪成曲線，供查找。 固結(jié)試驗(yàn)是根據(jù)太沙基固結(jié)理論建立的。 （ 2）快速固結(jié)試驗(yàn) 砂性土加荷時(shí)間每級(jí) 1 小時(shí) ，粘性土 2 小時(shí) 。 （ 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。 2）加荷前應(yīng)預(yù)加 1kpa 的力使得儀器結(jié)合緊密 。 4）若需要確定前期固結(jié)壓力，加荷率應(yīng)小于 1，最后一級(jí)應(yīng)大于 1000kpa，使曲線末端出現(xiàn)直線段。 6）固結(jié)時(shí)間 t 與時(shí)間因數(shù) T、土層厚度 H、固結(jié)系數(shù) Cv 之間的關(guān)系有： t = T H2/ Cv 如果是雙面排水， H 應(yīng)取土層厚度的一半。 可見固 結(jié)時(shí)間與試樣厚度平方成正比。 7）土體中實(shí)際滲透速度比理論的要小。 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 。由材料力學(xué)可知：一個(gè)微小單元體（立方體）的三個(gè)主應(yīng)力面是正交的，則三個(gè)主應(yīng)力? ? ? 3 也是正交的。利用大小主應(yīng)力可以畫出莫爾圓。 （ 3）極限平衡和強(qiáng)度理論 利用庫(kù)侖直線和莫爾圓判斷土體是否破壞！ 看圖 ：如果利用土體試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以得到庫(kù)侖定律直線，那么根據(jù)土體存在的狀態(tài)數(shù)據(jù)畫出的莫爾圓 C 與直線 相交 ，那么土體已經(jīng)破壞，如果莫爾圓 B 相切 則是極限狀態(tài)，如果是莫爾圓 A 則沒有破壞，或者說數(shù)據(jù)點(diǎn)在直線外側(cè)則破壞了，內(nèi)側(cè)沒有破壞。 破壞面與大主應(yīng)力作用面（ ? 1）夾角為α＝ 45＋Φ /2。 ，土體處于極限平衡狀態(tài)。 。 據(jù)圖計(jì)算得到 OA=[CctgΦ +(? 1+? 3)/2]sin Φ = 莫爾圓的半徑 =。 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)。一般用應(yīng)變控制式。 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。多用于滲透系數(shù) 小于 106cm/s 的粘性土 。適用滲透系數(shù)小于 106cm/s 的 粘性土和砂性土（砂土 即使施工速度很快，土體也會(huì)很快就排水固結(jié)完成）。 3） 慢剪 施加壓力經(jīng)過 3— 16 個(gè)小時(shí)固結(jié)，然后再剪切約 1— 4 小時(shí)。所測(cè)得強(qiáng)度指標(biāo)可用于有效應(yīng)力的分析。 4． 依次放上傳壓板、鋼珠、和加壓板，按規(guī)定加垂直荷重（一般一組四次試驗(yàn)，建議采用 100、 200、300、 400Kpa） 5． 順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)手輪 至鋼珠剛好與量力環(huán)接觸 ,調(diào)整測(cè)微計(jì)讀數(shù)為零 6． 開動(dòng)秒表 ,拔除固定銷 ,以每分鐘 4～ 12 轉(zhuǎn)均勻速率轉(zhuǎn)動(dòng)手輪 (6 轉(zhuǎn)為宜 ),使試樣在 3～５ｍｉｎ內(nèi)剪損，每轉(zhuǎn)一圈記 錄讀數(shù)一次，指針不在前進(jìn)或有后退，說明試樣已經(jīng)剪損。重復(fù)上述步驟，做其他垂直壓力下的剪切試驗(yàn)。 2） 剪切標(biāo)準(zhǔn)：一種是有峰值 。 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）抗剪強(qiáng)度：正常固結(jié)： 快剪 固結(jié)快剪 慢剪 。（不考慮固結(jié)） 6）飽和粘性土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)與 排水條件和剪切速率有關(guān)，與孔隙水壓力、試樣大 小無關(guān)。要求端面平整與 側(cè)面垂直上下均勻 2． 試件直徑和高度與重塑筒相同，一般直徑為 ,高度為 .。 防止水分蒸發(fā) 5． 放試件，對(duì)零點(diǎn) 6． 以每分鐘軸向應(yīng)變 1％～３％的速度轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，使實(shí)驗(yàn)在８～２０ min 內(nèi)完成。 9． 試驗(yàn)結(jié)束，取下試樣描述破壞情況 10． 當(dāng)需要測(cè)靈敏度時(shí)，將破壞的試件 去掉表面凡士林， 再加少許余土，包以塑料布，用手搓捏，破壞其結(jié)構(gòu)，重塑為圓柱形，放 入重塑筒，成與前尺寸相等。 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。 3. 破壞面是沿最軟 弱面（但直剪試驗(yàn)不是）。 4. 如果是飽和軟粘土（ Φ＝ 0） ，則其不排水抗剪強(qiáng)度是無側(cè)限抗壓強(qiáng)度的 1/2。 公式（ P71）為： S＝ q/qˊ。 三軸剪切試驗(yàn) 使 3— 4 個(gè)試樣（試樣高度與試樣直徑的比應(yīng)為 ～ ）分別在不用的圍壓（ x、 y、 z 三個(gè)方向）下施加變化的軸向壓力，直到破壞，確定抗剪強(qiáng)度參數(shù)（內(nèi)摩擦角和凝聚 力）。分 3 類： 不固結(jié)不排水 UU、 固結(jié)不排水 CU、 固結(jié)排水CD （ 1）不固結(jié)不排水試驗(yàn)（ UU） 在試驗(yàn)中不允許排水，可得到 總的或有效 的強(qiáng)度參數(shù)和孔隙水壓力。 試驗(yàn)時(shí)如測(cè)力計(jì)出現(xiàn)峰值則剪切到 5％軸向應(yīng)變就可停止，如無峰值應(yīng)剪切到 15％ — 20％的軸向應(yīng)變。 試樣的制備。 試樣的安裝。 （ 2）固結(jié)不排水試驗(yàn)（ CU） 試樣在某一壓力下固結(jié)，然后在不排水情 況下剪切破壞。 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。試樣安裝。 試樣剪切。 （ 3）固結(jié)排水試驗(yàn)（ CD） 試驗(yàn)中允許排水固結(jié)，可得到 有效 的強(qiáng)度參數(shù)。 CU 與 CD 測(cè)得的有效應(yīng)力指標(biāo)差值較大。 2） 試樣的制備：原狀土用切土器 即可。 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 (%— %)。 4） 在不固結(jié)不排水試驗(yàn)中 ， 當(dāng)主應(yīng)力差無峰值時(shí)，采用 15％ 的軸向應(yīng)變時(shí)的應(yīng)力差值作為破壞值。 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，但無側(cè)限抗壓強(qiáng)度儀不是。 試驗(yàn)步驟： a) 初次測(cè)試時(shí)，應(yīng)將探頭在地下 1— 2 米處放 30 分鐘后提升 5 厘米讀數(shù)或調(diào)零， 使探頭在不受壓狀態(tài)下與 地溫平衡，即為初讀數(shù) b) 貫入速度控制在 ~1m/min c) 每 10 厘米測(cè)一次數(shù)據(jù)， 也可根據(jù)土層情況適當(dāng)增加，但不能超過 25 厘米。 注意事項(xiàng)： a) 反力裝置可以利用地錨、重物或車輛自重。標(biāo)定試驗(yàn)要分級(jí)加、卸荷載重復(fù) 3 次。 通過標(biāo)定曲線可以確定的誤差有：標(biāo)定誤差、非線性誤差、 重復(fù)性誤差、遲滯誤差、歸零誤差、溫飄 室內(nèi)標(biāo)定不大于 1%滿量程 。 c) 測(cè)孔之間距離至少 2 米，平行試驗(yàn)要小于 3 米。 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。 范圍：適用性廣泛，適用于強(qiáng)風(fēng)化、全風(fēng)化 的硬質(zhì)巖石，各種軟質(zhì)巖石及各類土 作用： 主要用來確定 探查土層、加固地基檢測(cè)、確定物理力學(xué)性質(zhì)（孔隙比、密實(shí)度、粉性土狀態(tài)）、地基和樁的強(qiáng)度、承載力和變形參數(shù) 。常用的是輕型（適用粘性土等軟土）和重型（砂土及礫石等）。 50177。 80177。 76177。 1 100177。 （ 2）在貫入過程中應(yīng)連連續(xù)進(jìn)行。 （ 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。 （ 4）要進(jìn)行長(zhǎng)桿、中型側(cè)壁等影響校正。+ 孔壓觸探可對(duì)測(cè)得的阻力進(jìn)行修正。主要應(yīng)用： （ 1）是確定地基承載力的準(zhǔn)確方法。 （ 3）估算土的不排水抗剪強(qiáng)度和極限填土高度。 （ 2）一般承載板面積在 ~，對(duì)于軟土或填土應(yīng) 相應(yīng)增大 。 23 （ 4）加荷方式： 加荷值據(jù)壓縮性：低中土加 50kpa，高土 25kpa,軟土 10kpa. 1）慢速法 ：等荷載分級(jí)施加， 荷載增量一般取預(yù)估土層極限荷載的 1/8~1/10，或臨塑荷載的 1/4~1/5。 每 1 1 30 分鐘觀測(cè)沉降量，直到 2小時(shí)內(nèi)每小時(shí)不超過 毫米可 施加下級(jí)荷載。每級(jí)荷載維持 2 小時(shí) ， 即可施加下一級(jí)荷載 。 （ 5）破壞標(biāo)準(zhǔn) 、試驗(yàn)終止條件 (符合條件之一即可 ) 1) 荷載不變條 件下， 24 小時(shí)的沉降速度不變或增大。 3）相對(duì)沉降量（ S/B） 超過 ~（ 大于 1/12） 。 臨塑壓力 ：當(dāng)有直線段時(shí)，以直線段終點(diǎn)為準(zhǔn)；當(dāng)無直線段時(shí)，畫成雙對(duì)數(shù)曲線，以第一個(gè)拐點(diǎn)為準(zhǔn)。 極限壓力 ：以曲線上第二個(gè)拐點(diǎn)或 S/B= 的荷載或以破壞荷載的前一級(jí)荷載為準(zhǔn)。 2）比例極限法（強(qiáng)度控制法） :以臨塑荷載的值， f= Py。 （ 3）變形模量 Eo 可按照公式由施加的壓力和沉降量計(jì)算。 用等速沉降法直線段斜率確定不排水的變形模量。 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。 第十二章 標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)（ SPT） 是動(dòng)力觸探的一種，是將 177。 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)大說明承載力高。主要應(yīng)用 如下 ： （ 1）查明場(chǎng)地 的地層 剖面和 各地層在垂直和水平方向的均勻程度及 軟弱夾層。 （ 3）預(yù)估單樁承載力和選擇 樁尖 持力層。 試驗(yàn)要求 （ 1）要清楚孔底殘土干凈，廢土高度小于 5cm。 （ 3）當(dāng)擊數(shù)大于 50 時(shí)，可停止試驗(yàn)。 試驗(yàn)設(shè)備 ： 主要由貫入器長(zhǎng) 810mm，內(nèi)徑 35mm、貫入探針穿心錘、錘墊、導(dǎo)向桿及自動(dòng)落錘裝置 試驗(yàn)方法： 1) 一般先鉆孔至試驗(yàn)土層標(biāo)高以上 15cm 處，清孔護(hù)壁 2) 檢查探桿于貫入器接頭 ，注意保持導(dǎo)向桿、探桿和貫入器在同一鉛垂線上，以保證穿心錘垂直施打 3) 貫入時(shí)落距 76cm，一般采用自動(dòng)落錘裝置，貫入速率為 15~30 擊 /min，并記錄錘擊數(shù)包括先打入的 15cm 的預(yù)打擊數(shù)，后 30cm 中每 10cm 的擊數(shù)以及 30cm 的累計(jì)擊數(shù)。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）。 資料整理 (P117) （ 1）地下水位影響校正 。 （ 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`。 （ 3） 可對(duì)砂土 相對(duì)密實(shí)度、內(nèi)摩擦角 進(jìn)行估算。 （ 6） 砂土 承載力標(biāo)準(zhǔn)值 可按照 或 N10 查表得到（粗砂和細(xì)砂的判別標(biāo)準(zhǔn)是不同的 P119）；粘性土 承載力標(biāo)準(zhǔn)值或無側(cè)限抗壓強(qiáng)度 可按照 或 e 查 ；素填土可按照 N10 查。 可以確定地基承載力、變形模量、單樁容許承載力以及地基沉降計(jì)算。 分為預(yù)鉆式和自鉆式試驗(yàn)兩種。 （ 2）荷載以臨塑荷載的 1/5 或極限荷載的 1/10 分級(jí)施加。 （ 4）荷載應(yīng)隨著深 度的增加而加大。 25 20— 30 米 ,2020kpa。 (5)荷載要求在 15 秒內(nèi)加到設(shè)計(jì)值。 AB 為 接觸階段 ，荷載壓力用來填充空隙 BC 為 準(zhǔn)彈性變形階段 ，終點(diǎn)為臨塑荷載 CD 為 塑 性變形階段 ，達(dá)到極限荷載。 b 曲線 孔壁擾動(dòng)，旁壓器容量不夠。 注意事項(xiàng) （ 1）當(dāng)旁壓器增加的體積 等于原孔的體積 時(shí)的荷載就是極限荷載，一般需要通過延長(zhǎng)曲線得到。因此需要對(duì)膜進(jìn)行標(biāo)定。 新使用的； 新膜使用 3— 4 次的； 舊膜使用 6－ 8 次的； 停止試驗(yàn) 2 晝夜的； 膜取出出現(xiàn)拉翻時(shí)。 (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)。最大優(yōu)點(diǎn)是避免了擾動(dòng)帶來的強(qiáng)度下降。 （ 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。一般 310 分鐘出 現(xiàn)峰值后應(yīng)繼續(xù)剪切 1 分鐘。 成果應(yīng)用 （ 1）飽和軟粘土的抗剪強(qiáng)度和靈敏度。 （ 3）測(cè)定地基或邊坡滑動(dòng)