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1、岩土工程土体固结实验课程汇报,小组组长：徐东建 小组成员：初艺、路佳乐、韩祥、詹志达、钟启荣、韩全、李春林,固结试验,土体压缩过程,天然土是三相体,受力后水和气体向外排出,土颗粒平衡被破坏,向下移动。发生沉降。所以土的压缩过程是一个时间过程,即固结过程当时间趋于无穷长时,固结完成,土颗粒不再移位。土的压缩性是指土的变形随时间不断增长的特性。所以土的压缩包括两方面的内容 。,土体压缩内容,1、最大沉降量的大小 2、压缩变形随时间的变化,即土体固结过程,研究土体压缩性方法,压缩实验,试验原理,地基土在外荷载作用下，水和空气逐渐被挤出，土的颗粒之间相互挤紧，封闭气体体积减小，从而引起土的压缩变形。土
2、的压缩变形是孔隙体积的减小。由于孔隙水的排出而引起的压缩对于饱和土来说是需要时间的，土的压缩随时间增长的过程称为土的固结。所以土的压缩试验也称固结试验。固结试验就是将天然状态下的原状土样或扰动土样，制成一定规格的试件，然后置于固结仪内，分级施加垂直压力，在不同荷载作用下，测定不同时间的压缩变形，直至各级压力下的变形量趋于某一稳定标准为止。然后将在各级压力下最终的变形与相应的压力绘成曲线，从而求得压缩指标值。,土的压缩主要是孔隙体积的减小，所以关于土的压缩变形常以其孔隙比的变化来表示。试验资料整理时，可根据试样压缩前后的体积变化求出压缩变形和孔隙比的关系，绘制ep曲线，也可整理成elgp曲线。,
3、试验目的和适用范围,本试验的目的是测定土的单位沉降量，以便确定土的压缩系数、压缩模量、压缩指数、回弹指数、固结系数以及原状土的先期固结压力等。 本试验适用于饱和的粘性土，只进行压缩时允许用非饱和土。,仪器设备,1固结仪：试样面积30cm2，高度20mm。 2环刀：直径为61.8mm和79.8mm，高度为20mm。环刀应具有一定的刚度，内壁应保持较高的光洁度，宜涂一薄层硅脂或聚四氟乙烯。,仪器设备,3. 透水石：由氧化铝或不受土腐蚀的金属材料组成，其透水系数应大于试样的渗透系数。用固定式容器时，顶部透水石直径小于环刀内径0.20.5mm；当用浮环式容器时，上下部透水石直径相等。 4. 变形量测设
4、备。 5其他：天平、秒表、烘箱、钢丝锯、铝盒等。,单向固结仪,试样制作,1. 根据工程需要切取原状土样或制备所需湿度密度的扰动土样。切取原状土样时，应使试样在试验时的受压情况与天然土层受荷方向一致。,2. 用钢丝锯修成略大于环刀直径的土柱。然后用手轻轻将环刀垂直下压，边压边修，直至环刀装满土样为止。再用刮刀修平两端。,3. 擦净环刀外壁，称环刀与土总质量，准确至0.1g，并取环刀两面修下的土样测定含水量。若试样需要饱和时，应进行抽气饱和。,试验步骤,1在切好土样的环刀外壁涂一薄层凡士林，然后将刀口向下放入护环内。 2将底板放入容器内，底板上放透水石，借助提环螺丝将土样、环刀及护环放入容器内，土
5、样上面放一块透水石。然后放下加压导环和传压活塞，使各部密切接触，保持平稳。,3将压缩容器置于加压框架正中，密合传压活塞及横梁。预加1.0KPa压力，使固结仪各部分紧密接触，装好百分试表，并调整读数至零。 4去掉预压荷载，立即加第一级荷载，加砝码时应避免冲击和摇晃，在加砝码的同时立即开动秒表。 荷载等级一般规定为50 KPa、100 KPa、200 KPa、300 KPa、400 KPa。有时可以根据土的软硬程度，第一级荷载可考虑用25 KPa,5如系饱和试样，则在施加第一级荷载后，立即向容器中注水至满。 如系非饱和试样，须以湿棉纱围住上下透水面四周，以免水分蒸发。 6如需确定原状土的先期固结压
6、力时，荷载率宜小于1，可采用0.5或0.25倍，最后一级荷载应大于1000 KPa,使曲线下端出现直线段。,7如须测定沉降速度、固结系数等指标，一般按15s,1min,2min15s,4min,6min15s,9min,12min15s,16min,20min15s,25min,30min15s,36min,49min,64min,100min,200min,400min,23h,24h,直至稳定为止。,8当不须测定沉降速度时，则施加每级压力后24h，测记试样高度变化作为稳定标准，当试样渗透系数大于10-5cm/s时，允许以主固结完成作为相对稳定标准。按此步骤逐级加压至试验结束。（注：测定沉降
7、速率仅适用于饱和土。）,9试验结束后拆除仪器，小心取出完整土样，称其质量，并测定其终结含水量（如不须测定试验后的饱和度，则不必测定终结含水量），并将仪器洗干净。,试验结果整理,.1、按下式计算试验前土样的孔隙比：,2、按下式计算各级荷载压缩稳定后，单位沉降量：,3、按下式计算各级荷载下变形稳定后的孔隙比：,3绘制压缩曲线。 4按下式计算某一荷载范围的压缩系数:,5、按下式计算某一荷载范围内的压缩模量Es：,6、按下式计算压缩指数Cc及回弹指数Cs：,按规范方法求固结系数和确定原状土的先期固结压力 。,注意事项,1固结试验的成果对土样是否扰动是非常敏感的，因此，原状土样在切削过程中必须仔细耐心，尽可能使土样的原有结构不受破坏。但试样的切削工作也应尽快完成，以免水分蒸发。,2必须注意仪器的调整工作，在进行试验前必须重点检查仪器的加压设备，加压框架的横梁必须水平，竖杆必须垂直，各部位必须转动灵活自由。仪器一般每年须校正一次。 3加荷卸荷时务必轻取轻放，以免冲击振动影响测试结果。,试验结果在工程中的应用,1评定地基土的压缩性 2土的压缩系数a或压缩模量Es是地基土沉降计算时必不可少的指标。 3根据测定的前期固结压力pc与土层自重应力p0（即自重作用下固结稳定的有效竖向应力）的比较，可将天然土层划分为正常固结土、超固结土、欠固结土三类固结状态，并用超固结比判别。,
