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1、土力学试验指导,作者：杨迎晓,责任编辑：王波 出版日期：2009年9月 IDPN：308-2009-051 课件章数：9,第7章 固结试验,7.1概述 7.1.1土的压缩性指标 (1)压缩系数 (2)压缩模量 (3)压缩指数,7.1.2前期固结压力 (1)OCR=1，表明土层的自重应力Po等于前期固结压力Pc，这种土称为正常固结土。 (2)OCR1，表明土层的自重应力Po小于前期固结压力pc，这种土称为超固结土。 (3)OCR1，表明土层的前期固结压力Po小于土层的自重应力Pc，这种土称为欠固结土。,(1)从室内e-lgp压缩曲线上找出曲率最大点A点; (2)过A点作水平线A1，和切线A2;
2、(3)作水平线A1与切线A2所夹角的平分线A3; (4)由e-lgp曲线直线段向上延长交A3于B点，则B点的横坐标即为前期固结应力。,7.1.3固结理论 孔隙水压力 有效应力,7.2标准固结试验 7.2.1仪器设备 1.固结容器 2.加荷设备 3.变形量测设备 4.其他设备,7.2.2操作步骤 1.试样制备 (1)按工程需要选择面积为30cm2或50cm2的切土环刀，环刀内侧涂上一层薄薄的凡士林或硅油，刀口应向下放在原状土或人工制备的土样上，切取原状土样时，应与天然土层受荷方向一致。 (2)小心地边压边削，注意避免环刀偏心人土，使整个土样进人环刀并凸出环刀为止，然后用钢丝锯(软土)或用修土刀(
3、较硬的土或硬土)将环刀两端余土修平，擦净环刀外壁。 (3)测定土样密度，并在余土中取代表性土样测定其含水率，然后用圆玻璃片将环刀两端盖上，防止水分蒸发。,2.操作步骤 (1)在固结仪的固结容器内装上带有试样的切土环刀(刀口向下)，在土样两端应贴上洁净而湿润的滤纸，再用提环螺丝将导环置于固结容器中，然后放上透水石和传压活塞以及定向钢球。 (2)将装有土样的固结容器准确地放在加荷横梁的中心，如采用杠杆式固结仪，应调整杠杆平衡，为保证试样与容器上下各部件之间接触良好，应施加1kPa预压荷载;如采用气压式压缩仪，可规定调节气压力，使之平衡，同时使各部件之间密合。 (3)调整百分表或位移传感器至“0”读
4、数，并按工程需要确定加压等级、测定项目以及试验方法。 (4)加压等级可采用12.5, 25, 50, 100, 200, 400, 800, 1600, 3200kPa。第一级压力的大小视土的软硬程度分别采用12.5、25或50kPa，最后一级压力应大于土层的自重应力与附加应力之和，最大压力不应小于400kPa。,(5)需要确定原状土的先期固结压力时，初始段的荷重率应小于1，可采用0.5或0. 25。最后一级压力应使测得的曲线下段出现直线段。对于超固结土，应采用卸压、再加压方法来评价其再压缩特性。 (6)对于饱和试样，在试样受第一级荷重后，应立即向固结容器的水槽中注水浸没试样，而对非饱和土样，
5、须用湿棉纱或湿海绵覆盖于加压盖板四周，避免水分蒸发。 (7)对于预估建筑物沉降与时间的关系需测定竖向固结系数Cv，或对于层理构造明显的软土需测定水平向固结系数Ch时，应在某一级荷重下测定时间与试样高度变化的关系。读数时间点为6s, 15s, 1min, 2min15s, 4min, 6min15s, 9min, 12min15s, 16min, 20min15s, 25min, 30min15s, 36min, 42minl5s, 49min, 64min, 100min, 200min, 400min, 23h, 24h，直至稳定为止。,(8)不需要测定沉降速率时，则施加每级压力后24h测定
6、试样高度变化作为稳定标准; 只需测定压缩系数的试样，施加每级压力后，每小时变形达0.01mm时，测定试样高度变化作为稳定标准。 (9)当需要做回弹试验时，可在某级压力下固结稳定后退压，直至退到要求的压力，每次退压至24h后测定试样的回弹量。 (10)当试验结束时，应先排除固结容器内水分，然后拆除容器内各部件，取出带环刀的土样，必要时，揩干试样两端和环刀外壁上的水分，分别测定试验后的密度和含水率。,7.2.3成果整理 1.计算试样的初始孔隙比 2.计算试样的颗粒(骨架)净高 3.计算某级压力下固结稳定后土的孔隙比,4.绘制ep曲线或elgp曲线 以孔隙比为纵坐标，以压力P或lgp为横坐标，绘制e
7、p曲线或elgp曲线 5.按下式计算某一压力范围内压缩系数av、压缩模量Es和体积压缩系数mv 6.按下式计算土的压缩指数Cc,7.垂直向固结系数计算 (1)时间平方根法,(2)时间对数法,7.2.4注意事项 1.取原状土样 2.试验规格和条件 3.荷重率 4.荷重历时及固结标准,7. 3快速固结试验 7.3.1操作步骤和成果整理 快速法的试样制备与标准固结试验相同，操作步骤与标准固结试验的试验步骤15, 10相同，只是每级压力的历时缩短到1h，仅在最后一级压力下，除测记1h的变形量外，还应继续试验至24h并测记变形量，并以等比例综合固结度进行修正。 试验成果的整理基本一致,7.3.2试验记录,7.4试验成果的应用 7.4.1地基的沉降计算,7.4.2实例 1.问题分析,2.试验结果,由图可见，属于高压缩性土,3.沉降计算 总沉降量:s=s1+s2=52.75+48=100.75(mm),Thank You !,
