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1、试验二快速法压缩试验（一）试验目的固结试验的目的在于绘制压缩曲线，求得土的压缩性指标a、Es 等，利用它们可进行地基的变形等有关计算，以及判断土的压缩性。（二）试验原理试样装在厚壁金属容器内，上下各放透水石一块，然后在试样上分级施加垂直压力P，测记加压后不同时间的垂直变形H，由压缩前后土的体积变化，如图2-1 可得：图 2-1 压缩前后土的体积变化示意图H0H1H 0H 1AV 0V 1V s 0V V 0V s 1 V V 1H 0H 0 AV 0V s 0V V 0土粒的压缩常可忽略不计，故S0S1V =V即压缩前后固体颗粒的体积不变，代入上式得：Vv 0Vv 1H0 H1H Vv 0Vv
2、1Vs0Vs 0e0e1H 0H 0Vs 0Vv0Vs0Vv 01 e0HVs0Vs 0e1e0(1e0 )e0HH 0H s若测得稳定压缩变形量H，则可由上式求得相应的孔隙比e1，同样，在P2、 P3、P4 作用下测得稳定压缩变形量，并求得相应的e2、 e3 、e4 等，这样就可绘制e-P 曲线，依此计算各指标。（三）试验设备及仪器1. 压缩（固结）仪，本试验采用杠杆加压式（图 2-2 ）包括：（1）固结容器（2）加力及传力设备：传力杠杆、平衡锤、砝码等；（3）切取试样用的环刀，内径一般为8cm，面积为50cm2，高 2cm。（4）测微计（精度1/100mm）图 22固结仪示意图1水槽； 2
3、护环； 3环刀； 4加压上盖；5透水石； 6量表导杆； 7量表架； 8试样（5）其他：秒表、天平、烘箱、切土刀（或钢丝锯）、凡士林等。（四）试验步骤1. 整平土样两端，用环刀套切土样，在切取土样时应注意下列几点：(a) 土层受压方向应与天然土层受压方向一致。(b) 环刀内壁涂一薄层凡士林，以减少土样与环刀壁的摩擦及土样扰动。(c) 切土样时，先将环刀刃向下压入土样少许，将土样修成略大于环刀直径的土样，边修边压，直至土样突出环刀为止，然后修去上下两端余土，刮平土样表面。（注意不得来回涂抹） 。在切削过程中，细心观察土样，进行必要的描述。2. 将环刀外壁擦净，称环刀加土质量准确至0.1g ，计算密
4、度用。3. 将金属底板放入容器内， 在其上顺序放上湿润而洁净的透水石滤纸各一， 将装有土样的环刀 （刃口向下）放在护环内，将护环放入容器内，再在试样上放滤纸、透水石和传压盖。4. 将装好的固结容器放在加压设备正中，装上测微表，并调节其可伸长距离不小于8mm，然后检查测微表是否灵敏和垂直。5. 在砝码盘上加初始荷重 50g（土样所受压力 1kPa），以便使仪器上下各部件之间接触贴妥，然后转动测微表表盘，使指针对准零点。6. 加第一级荷重 P1 =50kPa，注意加砝码要轻，避免发生冲击。如系饱水试验，应向固结容器内注水，使土样处在水下。7. 在加荷的同时， 开动秒表， 记录测微表读数，测记时间一
5、般为15，1，215，4，615，9，1215，16（水利部土工试验规程规定快速法压缩试验应测读1 小时，最后一级荷载除测定1 小时读书，还需稳定度数，稳定标准为每小时的压缩量不超过0.005mm）。8. 重复上述步骤继续加荷 P2 =100kPa，P3 =200kPa，P4 =400kPa（最终加荷量应根据实际工程需要而定） 。9. 在最后一级荷重下，除测记上述读数外，还需测记加荷30读数，然后拆除测微计，卸下砝码从固结容器内取出环刀与土样，用滤纸吸去附在土样表面及环刀外水份，称环刀加土质量以求试验后的密度。10. 将环刀中的土样推出，从其内部取两试样，测定试验后的含水率，用以计算压缩的孔隙
6、比。进入动画 ( 固结试验 )（五）计算及绘图1. 计算（1）试验前土样孔隙比e0：W1W0d1 0.01VG s1e0d式中： W1 环刀 +湿土质量， gW0 =环刀质量， g试验前土样的含水率，%V环刀容积， cm3Gs 土粒比重。d 试样干密度，g/cm3试样密度， g/cm3(2) 试样土骨架高度：H sH1e0式中： H试验前土样高度，即环刀高度2cm。(3) 各级荷载在加荷后的 16 及最后一级荷载 30 的土样孔隙比 e：e e0HHH1H2H s H2各级荷载作用下仪器的变形。 （试验室给出） H1各级荷载加荷后 16 与最后一级荷载加荷后 30 的测微计读数(4) 按下式计
7、算压缩系数，压缩模量a1 2e2e3P3P21e0E sa1 22. 绘图：(1) 根据不同荷载下，不同时间测微计的读数（减去仪器变形）绘制土的变形H 与时间t 的关系曲线。(2) 绘出土的压缩曲线即 ep 曲线。3. 校正：上述试验方法是教学用的快速压缩试验，按正常方法进行压缩试验，每级荷载作用下一般需经过24小时。但通过比较试验得知，厚度为2cm的试样，在荷载作用下，一小时的固结度可达到0.9以上，因此土工试验规程中列有一小时快速压缩试验法，即各级荷载作用下只读到一小时仅在最后一级荷载下，除测记一小时的量表读数外还应测记24 小时的量表读数， 然后对压缩曲线进行校正，可得与正常慢压法近似的结果。而教学试验只采用的是16 分钟快速法，校正方法种类很多，我们采用直线比例校正法。直线比例校正法假设：各级荷载nn16 ）的en与相应24 小时（或P作用下， P 值与相应一小时（或30 ）的 en 的差值( enen )Pn之比 (enen )，为一常数。(1) 按下式求出校正后孔隙比 e1 ，e2， e3P1 : P2:P2 : P4(e1e1 ) : (e2 - e2 ) : (e3 - e3 ) : (e4 - e4 )已知：e4(e4 - e4 )ee - P1 (e )11P44e2e2- P2 ( e4 )P4e3e3- P3 ( e4 )P4
