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1、检测员资格培训（土工试验）路新景 教授级高工 （国家级计量认证注册师资审核员）黄河勘测规划设计有限公司土工试验土工测试、理论分析、施工检验（模型试验验证）是岩土工程研究的三个 相辅相成重要环节。 给工程设计提供参数；土力学理论建立的基础。 （摩尔库仑强度理论、达西定律、固结理论、本构模型） 土的基本知识 土是松散颗粒的堆积物，是岩石风化的产物 土是指覆盖在地表的没有胶结或弱胶结的颗粒堆积物 三个特点：散粒体、多相性、自然变异性 土的物理性试验：土的密度、比重、含水量、颗分、界限含水量； 用于土的工程分类和判断土的状态 土的力学性试验：渗透性、压缩性和强度试验； 提供设计参数： 土的化学性试验：
2、土的矿物鉴定、易溶盐、有机质、酸碱度； 用于分析土的物质成分土的工程分类一般土、特殊土 一般土：巨粒土、粗粒土、 细粒土 特殊土：黄土、膨胀土、红 粘土、（冻土） 不均匀系数Cu、曲率系数Cc土的级配的好坏可由土中的土粒均匀程度和粒 径分布曲线的形状来决定，而土粒的均匀程度 和曲线的形状又可用不均匀系数和曲率系数来 衡量。 Cu大，级配良好，（曲线A）； Cu小，曲线 陡，土粒均匀（曲线B）； 台阶型曲线（曲线C），级配不连续，渗透稳 定性差，易产生管涌； Cc过大，台阶在d10d30间； Cc过小，台阶 在d30d60间。土样和试样制备1 扰动土试样制备筛分制备土（配土） 2 原状土试样制备
3、（取样方法与工具、 样品数量、包装与运输、力学试样的 密度要求、不合适样品与留样） 3 样品饱和（95%、水头饱和、毛细 管饱和、抽气饱和、特殊饱和法）含水率试验试验方法： 1 烘干法 2 酒精燃烧法 3 比重法 4 炒干法 5 微波法 6 核子密度法影响因素：烘干时间样品数量代表性密度试验试验方法 环刀法 蜡封法 灌砂法 灌水法 核子密度比重试验试验方法 比重瓶法、（5mm）浮称法、（5mm， 20mm 10% ）虹吸筒法、（5mm， 20mm 10% ） 经验值 影响因素1 排气的充分性2 样品的代表性3 温度颗粒分析试验试验方法 筛析法、密度计法（甲种比重计、乙种比 重计）影响因素： 筛
4、分时间 分散剂选取界限含水率试验试验方法圆锥仪（搓条塑限）、联合测定仪、碟式 仪（液限） 缩限主要应用 在公路地基， 也可联合判断 膨胀性湿化试验（崩解）土的湿化：是土体在水中慢慢发生崩解的现 试验方法 注意事项 1样品规格（5cm立方体，行业不同） 2容器大小 3试验用水（含盐量少、记录水温）相对密度试验试验方法 松散密度（最大孔隙比）、紧密密度（最小 孔隙比、可干湿交替振动台研究） 注意事项：松散密度一定要多做，选取最合 理的最小密度击实试验试验方法（手动与自动、频率影响） 轻型击实、重型击实（不适合大于5mm颗 粒含量大于30） 资料整理 影响因素 1 土的含水均匀程度 2 余土高度（不
5、大于6mm）土的渗透性见234页 达西定律 层流、紊流 流土、管涌渗透试验试验方法: 两种方法：常水头、变水头土的压缩性土在压力作用下体积减小的特性 压缩试验、固结试验P349 为建筑物地基沉降计算提供依据（总沉降 量及分层沉降量） 压缩系数、压缩模量、固结系数、先期固 结压力、压缩指数、回弹指数 超固结比：先期固结压力与上覆土体自重 产生压力之比（OCR)固结试验三轴压缩试验三轴压缩试验 三轴是指一个竖向和两个侧向而言，由于压力 室和试样均为圆柱形，因此，两个侧向（或称 周围）的应力相等并为小主应力3 ，而竖向（或轴向）的应力为大主应力1。在增加1时保 持 3 不变，这样条件下的试验称为常规
6、三轴压缩试 验。 三轴压缩仪主要由压力室、加压系统和 量测系统三大部分组成。常规试验方法的主要步骤如下： 1.将土样切成圆柱体套在橡胶膜内、 放在密封的压力室中，然后向压力室内压 入水，使试样各向受到围压3 ，并使液 压在整个试验过程中保持不变，这时试样 内各向的三个主应力都相等、因此不发生 剪应力。 2.然通过传力杆对试样施加竖向压力 ，这样，竖向主应力就大于水平向主应力 水平向主应力保持不变。而竖向主应力 逐渐增大，试件终于至剪切破坏。三轴试验根据试样的固结和排水条件不同，可分为不 固结不排水剪（UU）、固结不排水剪（CU)和固结排 水剪（CD)三种方法。分别对应于直剪试验的快剪、 固结快
7、剪和慢剪试验。三轴压缩试验按剪切前的固结 程度和剪切时的排水条件，分为以下三种试验方法； (1) 不固结不排水试验(UU Test)：试样在施加 周围压力和随后施加竖向压力直至剪切破坏的整个过 程中都不允许排水，试验自始至终关闭排水阀门。 (2) 固结不排水试验(CU Test)：试样在施加周 围压力3 后打并排水阀门，允许排水固结，稳定后 关闭排水阀门，再施加竖向压力、使试样在不排水的 条件下剪切破坏。 (3) 固结排水试验(CD Test)：试样在施加周围 压力3时允许排水固结，待固结稳定后，再在排水条 件下施加竖向压力至试样剪切破坏。三轴压缩试验优缺点 三轴压缩仪的突出优点是能较为严格地
8、控 制排水条件，量测试件中孔隙水压力的变化。 此外，试件中的应力状态也比较明确，破裂面 是在最弱处，而不象直接剪切仪那样限定在上 下盒之间。一般说来，三轴压缩试验的结果比 较可靠。三轴压缩试验的缺点是试样的中主应 力2 3 。而实际上土体的受力状态未必都 属于这类轴对称情况。真三轴仪中的试样可在 不同的三个主应力(1 2 3 )作用下进行 试验。同时也只能将围压人为设定。与实际工 程条件的对应关系不得而知。直接剪切试验直接剪切试验方法 为了近似模拟土体在现场受剪的排水条件，直 接剪切试验可分为 快剪、固结快剪和慢剪： 快剪试验 在试样施加垂直压力 后立即快 速施加水平剪应力使试样剪切破坏。 固
9、结快剪 在试样施加垂直压力 后，允许试 样充分排水，待固结完成后，再快速施加水平 剪应力使试样剪切破坏。 慢剪试验 在试样施加垂直压力 后，允许试 样充分排水，待固结完成后，以缓慢的速率施 加水平剪应力使试样剪切破坏。直接剪切仪具有构造简单，操作方使等优点，但它 存在若干缺点，主要有： 剪切面限定在上下盒之间的平面，而不是沿 土样最薄弱的面剪切破坏； 剪切面上剪应力分布不均匀，土样剪切破坏 时先从边缘开始，在边缘发生应力集中现象； 在剪切过程中， 土样剪切面逐渐缩小，而在 计算抗剪强度时却是按土样的原截面积计算； 试验时不能严格控制排水条件，不能量测孔 隙水压力、在进行不排水剪切时，试件仍有可
10、能排 水，特别对于饱和粘粘性土。 由于土的抗剪强度受排水条件的影响显著。故 试验结果不够理想。但由于它具有的优点，故仍为 一般工程广泛采用。抗剪强度指标选用1 对应于可能工况 2 样品代表性问题 3 常规的取值原则 4 工程类比 5 地区经验无侧限抗压强度试验三轴压缩试验中当周围压力3 0时即为无侧 限试验条件。所以，也可称为单轴压缩试验。由于试样的侧向压力为零，在侧向受压时，其 侧向变形不受限制，故又称为无侧限压缩试验 。同时，又由于试样是在轴向压缩的条件下破 坏的，因此，把这种情况下土所能承受的最大 轴向压力称为无侧限抗压强度以qu表示。黄土湿陷试验黄土遇水浸湿后，凡是在上覆土自重压力或附
11、加压力共同作用下，发生显著附加沉降者统称为湿陷性黄土，否则称为非湿陷性黄土。在上覆土自重压力作用下发生显著湿陷者称为自重湿陷性黄土；在上覆土自重压力作用下未发生显著湿陷，但在附加压力作用下发生显著湿陷称为非湿陷性黄土。黄土的湿陷性指标黄 土的湿陷系数室内 压缩试验 （固结仪 ）非湿陷性黄土 湿陷性黄土 轻微湿陷性 中等湿陷性 强烈湿陷性膨胀性试验膨胀土的胀缩性 （1）自由膨胀率 人工置备的松散烘干土样在水中增加的体积与原 始 体积之比。 （2）膨胀率 试样在有侧限条件下浸水后的单向膨胀量与试样 原始高度之比。 （3）膨胀力 试样在体积保持不变条件下，浸水膨胀后产生的 内应力。 自由膨胀率：量筒
12、；膨胀率、膨胀力：固结仪。线缩率、体缩率及收缩系数 线缩率：试样失水引起的试样高度的变化量与 试样初始高 度之比； 体缩率：试样失水引起的试样体积的变化量与 试样初始体 积之比；收缩系数：土样线缩率与含水量关系曲线直线段 的斜率。 缩限 土样由半固态连续蒸发水分到固态（处于饱和 ）的界限含水量。 线缩率、体缩率、收缩系数及缩限：通过收缩 试验测定，收缩仪无粘性土休止角试验休止角是无粘性土在松散状态堆积时 其坡面与水平面形成的最大倾角。 试验方法P361水上、水下有机质试验土中有机质是以碳、氮、氢、氧为主，伴 有少量硫、磷及其他金属元素等组成的有 机化合物的通称。 试验方法：质量法、容量法（重铬酸钾容 量法）、 比色法、双氧水氧化法P326SL237-1999静载试验中承载力的选取指向JGJ79 -89，而现行有效规范是GB-2003，你认为该怎 样用？ 1 89,规范指向 5 2 2003，现行有效 4 5 安全法1 6 听设计的 6 4 听客户的，但不合理时尽量说服，必要时留 下证据 3 3 两个都算，推荐2003 2
