土工试验员操作培训

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1、LOGO土工土工试验的的现状与状与发展展v我国系统地开展土工试验技术工作起源于建国初期，经过半个世纪的努力，我国的土工试验技术达到了一个新的水平；但在工程勘察单位的生产性试验方面，无论设备条件或技术水平以及人员配备，都存在较大的差距。v现状：v1土工试验室是勘察单位的一个部门，与市场没有直接的沟通渠道；缺乏技术发展的市场推动力；留不住人才；v2业务范围窄，单一的室内常规土工试验与水质分析；一般不从事非常规的、研究开发型的试验；一般不从事现场试验与原位测试；v3仪器设备：大多数试验室仍沿用上世纪六、七十年代的土工仪器；80年代初期，先进的数据采集和处理系统开始研发，到了80年代的后期，数据采集和

2、处理系统自动化得到了较大的发展与普及。进入二十一世纪后，全自动气压固结仪在全国占了一定的市场，试验精度更高了，劳动强度降低了，工作效率提升了；v4人员问题：缺乏熟练的试验人员；留不住高学历的人才；试验人员的培训机制不健全；技术水平与人员素质不能适应工程的需求；v发展对策：v1对人员进行技术培训，提高试验技术水平；v2在经济条件改善的基础上添置新的设备；v3逐步扩展业务范围，争取更大的市场份额占有率；v4做好试验室的计量认证工作，为社会出具更加准确、可靠、公正、可信的试验数据。土工土工试验的作用的作用v 1 土工土工试验在岩土工程中的地位和作用在岩土工程中的地位和作用v 随着中国现代化建设事业的

3、飞速发展，对岩土工程测试技术提出新的、更高的要求。如重型厂房、高层、超高层建筑、大型水电枢纽、铁路、公路桥梁与隧道以及民用建筑物的兴建是否经济、合理，大部分取决于岩土的工程 性质。要很好地解决一个岩土工程问题，必须首先进行勘察和测试、试验与分析，并利用土力学、工程 地质学等的理论与方法，对各类土建工程进行系统性研究。因此，土工试验是岩土工程规划设计的前期工作，也是地基与基础设计工作中不可缺少的中心环节。v 2 土工土工试验规划划：v 针对任务明确试验目的；v 采取代表性试样；v 试验方法选择；v 试样组数应满足规定要求； v 3 土工土工试验项目目v 土的物理性试验：包括含水量、密度、土粒相对

4、密度、界限含水量、 颗粒分析等v 砂土相对密实度试验：包括砂的最大和最小孔隙比试验。v 土的变形试验：包括固结、压缩、湿陷和膨胀试验等。v 土的强度试验：包括直接剪切、三轴压缩、无侧限抗压强度等v 土的动力试验：包括动三轴、动单剪、共振柱等试验 土的流变试验：主要研究土的流变特性和规律，预估它们的蠕变时间；v 土的矿化试验：包括有机质、易溶盐等试验以及水、土腐蚀性分析；v 冻土试验和岩石试验试验样品物理试验项目 力学试验项目其它试验项目含水量、湿密度、液塑限、颗 粒分析、相对密实度、天然坡角压缩系数、压缩模量、抗剪强度、湿陷系数、先期固结压力等击实试验、无侧限抗压强度、自由膨胀率、渗透系数等4

5、土土样的要求和管理的要求和管理v4.1 土土样采取的数量采取的数量v 应满足要求进行的试验项目和试验方法的需要；详见附表v4.2 土土样的的验收与管理收与管理v（1）土样到达试验室时，必须附送样单及试验委托书。v送样单内容包括：工程名称、钻孔编号、取土深度、取土日期、水位埋深以及土样描述等；v试验委托书包括：工程名称、试验项目、试验方法及提交成果时间要求等；v（2）试验室接收土样时，应按委托书进行验收。v验收内容包括：土样数量、编号是否相符，所送土样是否满足试验项目和试验方法的要求，并进行登记；v登记内容有：工程名称、委托单位、送样日期、试验项目以及需要提交报告的时间等。v（3）土样验收登记后

6、，试验室应及时组织试验工作，土样从取样之日到试验之时不得超过3周；v（4）试验结束后，余土应做好贮存工作，保持工程名称及室内土样编号，以备审核成果时使用，保管期限不少于3月；v（5）处理余土时应做好环保工作；土土试样质量等量等级级别扰动程度 试验内容不扰动土类定名、含水量、密度、强度、固结试验轻微扰动土类定名、含水量、密度显著扰动土类定名、含水量完全扰动土类定名5 试验方法与方法与仪器器设备v5.1试验方法与主要方法与主要仪器器v含水量试验：烘干法-恒温烘箱、电子天平等；v土粒相对密度试验：比重瓶法-比重瓶、恒温水槽、砂浴、天平等；v密度试验：环刀法-环刀、电子天平等v界限含水量试验：液、塑限

7、联合测定法-液塑限联合测定仪；v粘粒含量试验：密度计法-甲种密度计；v砂的相对密实度试验：量筒法与振动锤击法-长颈漏斗，量筒，振动叉，击锤等；v击实试验：轻型击实与重型击实-标准击实仪；v黄土湿陷性试验：双线法-固结仪；v固结试验：固结仪、数据采集仪等；v三轴压缩试验：不固结不排水，固结不排水，固结排水-三轴仪；v直接剪切试验：快剪，固结快剪，慢剪-应变控制式直剪仪；v无侧限抗压强度试验：无侧限压缩仪；v自由膨胀率试验：量土杯，搅拌器，无颈漏斗等；v渗透试验：变水头渗透装置；5 试验方法与方法与仪器器设备v5.2室内土工室内土工仪器和要求器和要求v（1） 国家标准：所有试验仪器设备都应满足土工

8、仪器的基本参数及通用技术条件 GB/T15406；v（2）土工仪器的校准：va 所有土工仪器在使用前应按有关校验规程进行校准；vb 仪器中配备有计量标准器具时，应按规定的校验周期送交有计量检定能力的单位检定；v(3)不合格仪器及处理方法：va 不合格仪器：已明显损坏、工作不正常、过载或误动作以及超过规定的间隔时间等；vb 处理方法：v凡不合格仪器应停止使用，并做出明显标记；v能进行调整或修理的，经仔细检查检定或校准后可重新用；v对不能调整或修复的仪器应及时报废；v（4） 仪器设备的管理 v 建立仪器设备台帐，内容包括：仪器名称、制造厂家、购置日期、保管人等；v 编制仪器设备检定周期表，内容包括

9、：仪器设备名称、编号、检定周期、检定单位、最近送检 日期、送检人等；v 所有仪器设备应有统一格式的标志：v a:标志分“合格”“准用”“停用”三种，分别以绿、黄、红三种颜色表示；v b:标志内容：仪器编号、检定结论、检定日期、检定单位；v（5） 仪器说明书应妥善保存；v（6） 建立仪器档案v 其内容有：使用记录、故障及维修情况记录。6计量量认证与与试验室管理室管理v6.1计量量认证v 计量是为实现单位统一、量值准确可靠而进行的科技、法制和管理活动。准确性、一致性、溯源发表主法制性是计量工作的重要特点。v所谓“量值溯源”是指自下而上通过不间断的校准而构成溯源体系；而“量值传递”则是自上而下通过逐

10、级检定而构成检定系统。v计量认证是我国通过计量立法，对凡是为社会出具 公证数据的检验机构进行强制考核的一种手段，也可以说计量认证是具有中国特点的政府对实验室的强制认可。v 校准和检定：v 在规定条件下，为确定测量仪器或测量系统所指示的量值，与对应的由标准物质所复现的量值之间关系的一组操作，称为校准；v（1） 校准的含义：v 1在规定的条件下，用一个可参考的标准，对包括参考物质在内的测量器具的特性赋值，并确定其示值误差；v 2将测量器具所指示或代表的量值，按照校准链将其溯源到标准所复现的量值；计量量认证与与试验室管理室管理v（2）校准的目的：v 1确定示值误差，并可确定是否在预期的允许范围内；v

11、 2得出标准值偏差的报告值，可高速测量器具或对示值加以修正；v 3给任何标尺标记赋值或确定其它特性，或给参考物质特性赋值；v 4实现溯源性；v（3）检定：是查明确认计量器具是否符合法定要求的程序，它包括检查、加标记和出具检定证书。检定具有法制性由下计量检定机构执行。v（4）校准与检定的主要区别：v 1校准不具法制性，是企业自愿行为；检定具有法制性，属计量管理范畴的执法行为。v 2校准主要确定测量器具的示值误差；检定是对测量器具的计量特性及技术要求的全面评定。v 3校准的依据是校准规范、校准方法，可统一规定也可自行制定；检定的依据检定规程。v 4校准不判断测量器具合格与否；检定要对所检的测量器具

12、作出合格与否的结论。v 5校准结果通常是发校准证书或校准报告；检定结果合格的发检定证书，不合格的发不合格通知书。计量量认证与与试验室管理室管理v6.2试验室的管理室的管理v试验室的管理是通过质量管理体系的建立和运行来实现的。质量管理体系文件包括：质量管理手册、程序文件以及质量体系运行中产生的各种质量文件。v质量管理手册：v是试验室从事各项质量活动的唯一法规性文件，是质量体系在试验室运行的依据。v质量管理手册包括以下内容：v 1 组织与管理v 2质量体系的建立v 3人员v 4试验室设施和环境v 5仪器设备的管理v 6量值溯源和校准v 7试验方法的选用v 8试验样品的管理v 9试验记录管理v10试

13、验报告v11外部支持服务和供应v12试验的分包v13抱怨的处理计量量认证与与试验室管理室管理v 程序文件应包括下列内容：v1质量体系文件的控制和维护程序；v2质量体系管理评审程序 ；v3质量体系审核程序；v4保护委托方的机密信息和所有权程序；v5开展新试验项目管理程序；v6允许偏离和纠正程序；v7控制偏离的管理程序；v8试验工作管理程序；v9量值溯源程序；v10仪器设备控制与管理程序；v11仪器设备购置、验收及流转程序；v12培训与考核程序；v13试验环境的建立、维护和管理程序；v14现场试验管理程序、v15试验方法管理程序；v16复验程序；v17抽样程序；v18保护数据完整和安全性管理程序；

14、v19计算机软件管理程序；v20消耗材料的采购、验收和贮存程序；v21样品管理程序；v22记录管理程序；v23档案管理程序；v24试验报告的编制和管理程序；v25试验工作的分包管理程序；v26外部支持服务和供应管理程序；v27抱怨处理程序；试验数据数据处理与分析理与分析v土工试验数据v试验数据误差v有效数据与计算法则v土工试验中常用单位换算v质量：g, kgv长度：m,1m=100cmv体积：m3v面积：cm2v时间：sv力 ：kNv压力：kpav温度：t土工土工试验中常用中常用单位位换算算 量 公制准确换算近似换算重度2.0t/m319.6kN/m320kN/m3模量100kg/m29.81

15、Mpa10Mpa压缩系数0.05cm2/kg0.49Mpa-10.50Mpa-1承载力10t/m298.1kpa100kpa试验数据数据误差差v观测值与真值之差即为误差；v真值：它是通过完善的或完美无缺的测量，才能获得的值。v 测量结果是由测量所得到的赋于被测量的值，是客观存在的量的实际表现，不知道的，需要测定的值；v误差一般分为三类：v1 系统误差v2 偶然误差v3 过失误差试验数据数据误差差v 系统误差v仪器不良，如刻度不准、砝码未校正 ；v试验环境的变化，如温度、压力、湿度的变化；v操作人员的习惯，如从侧面读数；v可以用校正仪器、控制环境和改正不良习惯来消除系统误差。v 偶然误差v已消除

16、系统误差，但所测的数据仍在末一位或末二位数字上有差别，称为偶然误差；v偶然误差时大时小，时正时负，方向不一定；v偶然误差产生的原因不清楚，也无法控制；v用同一精度的仪器，在同一条件下，对同一物理量作多次测量，若测量的次数足够多，则可发现偶然误差完全服从统计规律，偶然误差的算术平均值将逐渐接近于零。v 人为（过失）误差v完全人为因素造成，如粗枝大叶、过度疲劳或操作不正确；v消除过失误差的方法是提高工作人员的责任感，健全工作制度，加强对数据的审核；有效数据与有效数据与计算法算法则v一、有效数据的概念v 对于任何数，包括无限不循环小数和循环小数，截取一定位数后所得的值即是近似数，根据误差公理，测量总

17、是存在误差，测量结果只能是一个接近于真值的估计值，其数字也是近似值。v 近似数有效数字的概念就是：当该按近似数从左边的第一个非零数字数字算起，直到最末一位数字为止的所有数字都是有效数字；测量结果的数字，其有效位数代表结果的不确定度。有效位数的不同，它们的测量不确定度也不同，有效位数越多，其不确定度越小；v二、计算法则：v1 记录测量数据时，只保留一位可疑数字；v2 当有效数字位数确定后，其余数字应一律舍去。舍去办法：凡末位有效数字后的第一位数字大于5，在前一位增加1 ，小于5则舍去，等于5 时，如前一位为奇数，则增加1 ，如前一位为偶数则舍去不计。（奇进偶不进） v3 不能连续修约（12.51

18、-15.25-12.2），因为多次连续修约会产生累计不确定度。土的基本特性及其指土的基本特性及其指标 v1 物理性指标： 天然密度、含水量、土粒比重、孔隙比、液性指数、塑性指数、液限、塑限、曲率系数、不均匀系数、相对密度、饱和度、粘粒含量；v2 力学性指标： 2. 1 变形指标： 压缩系数、压缩模量、渗透系数、先期固结压力、压缩指数、回弹指数、回弹模量、湿陷系数、自重湿陷系数、湿陷起始压力、自由膨胀率、收缩系数； 2. 2 强度指标；内摩擦角、粘聚力、无侧限抗压强度、灵敏度v3渗透性指标：渗透系数、固结系数；v4压实性指标：最优含水量、最大干密度；v5化学性指标： 腐蚀性分析LOGO 1.1土

19、的三相特征土的三相特征土是由固体土是由固体颗粒、空气和水粒、空气和水组成的三相体系，基本概念有：成的三相体系，基本概念有： 含含 水水 量：土中水的量：土中水的质量与土量与土颗粒粒质量比；量比； 土土颗粒密度：土粒粒密度：土粒质量与同体量与同体积的的4时水的水的质量之比；量之比； 质 量量 密密 度：土的度：土的总质量与其体量与其体积之比即之比即单位体位体积的的质量量 干干 密密 度度: 土粒土粒质量与土的量与土的总体体积之比；之比； 重重 度：土所受的重力与土的度：土所受的重力与土的总体体积之比；之比； 孔孔 隙隙 比：土中孔隙体比：土中孔隙体积与土粒体与土粒体积之比；之比； 孔孔 隙隙 率

20、：土中孔隙体率：土中孔隙体积与土的与土的总体体积之比；之比； 饱 和和 度：土中水的体度：土中水的体积与土中孔隙体与土中孔隙体积之比；之比；前三前三项指指标是是试验室直接室直接测定的。其余各指定的。其余各指标间的的换算公式如下：算公式如下： 干密度：干密度： d=/(1+0.01w) 孔隙比：孔隙比： e= ( ds(1+0.01w)/ )-1 饱和度：和度： Sr= w ds/e 孔隙率：孔隙率：=(e/(1+e)100 重重 度：度：=g 饱和密度：和密度：sr= (ds+0.85e)w/(1+e)1土的物理性指土的物理性指标1土的物理性指土的物理性指标v1.2 土的可塑性指土的可塑性指标

21、v土从一种状态转入到另一种状态时的含水量称为界限含水量，流动状态与可塑状态之间的分界含水量定义为液限WL；从可塑状态转入到半固体状态的分界含水量称为塑限WP；v液限与塑限是试验室直接测定的，由此可计算求得其它指标如下；v塑性指数IP：土呈可塑状态时含水量变化的范围，代表土的可塑程度；IP=WL-WPv液性指数IL：土抵抗外力的量度，其值越大，抵抗外力的能力越小；v IL= (W- WP)/( WL- WP)v含水比u：土的天然含水量与液限含水量之比；u= W/WLv活动度A：土的含水量变化时，土的体积相应变化的程度，其值越大，变化程度越大；A=IP/P0.002v根据塑性指数的大小可将粘性土分

22、类如下：v 3 0.075mm的粒径含量不超过50%）v 10 17 粘土v当天然含水量大于液限，天然孔隙比大于1.0的粉质粘土或天然孔隙比大于1.3的粘土称为淤泥质土。1土的物理性指土的物理性指标v1.3颗粒粒组成及砂土的密度指成及砂土的密度指标v在自然界所存在的土，都是由大小不同的土粒（矿物、岩石）组成，土粒的粒径由粗到细逐渐变化时，土的性质相应地出发生变化。v土的固体颗粒（土粒）大小通常是以直径尺寸表示，简称“粒径”，单位为毫米；划分粒径的分界尺寸称为界限粒径，主要有200，20，5，0.5，0.075mm，v（1） 直接测定的指标有；v颗粒组成；土颗粒按粒径大小分组所占的质量百分数；v

23、最大干密度；土在最紧密状态时的干密度；v最小干密度；土在最松散状态时的干密度；v（2） 计算求得的指标有；v界限粒径；小于该粒径的颗粒占总质量的60%；v平均粒径：小于该粒径的颗粒占总质量的50%；v中间粒径：小于该粒径的颗粒占总质量的30%；v有效粒径；小于该粒径的颗粒占总质量的10%；v不均匀系数：界限粒径与有效粒径之比，土的不均匀系数越大，表明土的粒度组成愈分散；Cu=d60/d10v曲率系数：表示某种中间粒径的粒组是否缺失的情况；vCs=d302/(d60d10)LOGO1土的物理性指土的物理性指标（3）指）指标应用：用：Cu值越小，表明土的粒径分布均匀，曲越小，表明土的粒径分布均匀，

24、曲线较陡，陡，级配不良；反之，配不良；反之，Cu值越大，表明土的粒径分布不均，曲越大，表明土的粒径分布不均，曲线平平缓，级配良好，容易配良好，容易压实。 工程中分工程中分类：Cu5为级配良好的非均粒土配良好的非均粒土; 1Cs3 的土称的土称为级配不良的土。配不良的土。砂土的相砂土的相对密度；砂土最疏松状密度；砂土最疏松状态的孔隙比和天然状的孔隙比和天然状态的孔隙比之差，的孔隙比之差，与砂土最疏松状与砂土最疏松状态的孔隙比和最的孔隙比和最紧密状密状态的孔隙比之差的比的孔隙比之差的比值。即。即Dr=(emax-e)/(emax-emin)天然状天然状态下的孔隙比介于最大与最小孔隙比之下的孔隙比介

25、于最大与最小孔隙比之间，所以，所以，Dr值变化在化在0-1之之间，通常把作，通常把作为砂土的砂土的结构指构指标，分，分为以下三种状以下三种状态；0 Dr 0.33 疏松疏松0.33 Dr 0.67 中密中密0.67 Dr 1 密密实1土的物理性指土的物理性指标v1.4土的分土的分类v（1）碎石土v粒径大于200的颗粒含量超过全重的50%的土称为碎石土；v根据粒组含量及颗粒的形成分为漂石、块石、卵石、碎石、圆砾和角砾。v土的名称 颗粒形状 颗粒级配v 漂石 圆形及亚圆形为主 粒径大于200mm的颗粒含量超过全重的50%v 块石 棱角形为主v 卵石 圆形及亚圆形为主 粒径大于20mm的颗粒含量超过

26、全重的50%v 碎石 棱角形为主v 圆砾 圆形及亚圆形为主 粒径大于2mm的颗粒含量超过全重的50%v 角砾 棱角形为主v（2）砂土v粒径大于2的颗粒含量不超过全重的50%，粒径大于0075的颗粒超过全重的50%的土称为砂类土；根据粒组含量可分为砾砂、粗砂、中砂、细砂和粉砂。v土的名称 粒组含量 v 砾砂 粒径大于2 mm的颗粒占全重的25-50%v 粗砂 粒径大于0.5mm的颗粒超过全重的50%v 中砂 粒径大于0.25mm的颗粒超过全重的50%v 细砂 粒径大于0.075mm的颗粒超过全重的85%v 粉砂 粒径大于0.075 mm的颗粒超过全重的50%1土的物理性指土的物理性指标v（3）粉

27、土v粒径大于0.075的颗粒不超过全重50%，且塑性指数小于等于10的土定名为粉土。v粉土的密实度和湿度分别根据孔隙比、含水量分为以下三种： e 0.75 密实 w 0.9 稍密 w 30 很湿 v（4）粘性土v当塑性指数大于10，且小于17时，定名为粉质粘土，当塑性指数大于17时，应定名为粘土。根据液性指数可以将粘性土的状态分为以下几类：v IL0 坚硬v 0 IL0.25 硬塑v0.25 IL0.75 可塑（0.25-0.5硬可塑，0.5-0.75软可塑）v0.751.0 流塑v（5）填土v填土系指由人类活动而堆填的土。根据其物质组成和堆填方式，可分为以下三类：v a 素填土：由天然土经人

28、工扰动和搬运堆填而成，不含杂质或杂质很少，由碎石、砂、粉土和粘 性土等一种或几种材料组成，不含杂质或杂质很少；v b 杂填土：含有大量建筑垃圾、工业废料或生活垃圾等杂物；按其组成物质成分和特征分为：建筑垃圾土、工业废料土、生活垃圾土等。v c 冲填土：由水力冲填泥砂组成的；1土的物理性指土的物理性指标v填土按堆积时间可分为三类：va 古填土：堆填时间在50年以上的；vb 老填土：堆填时间在15-50年的填粘土或填粉质粘土；vc 新填土：堆填时间在15年以下的填粘土或填粉质粘土；v（6）软土v天然孔隙比大于或等于1.0，且天然含水量大于液限含水量的细粒土即为软土；包括淤泥、淤泥质土，其压缩系数大

29、于0.5MPa，不排水抗剪度宜小于20kpa。分类标准如下：v软土的工程性质：触变性、流变性、高压缩性、低强度、低透水性、不均匀性。v（7） 特殊土v是指在特定的地理环境下形成的具有特殊性质的土。主要有：湿陷性黄土、膨胀土、红粘土、冻土等。v 湿陷性土：v指浸水后产生附加沉降，其湿陷系数大于或等于0.015的土；v 膨胀土：v是指土中黏粒成分主要由亲水性矿物组成，同时具有显著的吸水膨胀和失水收缩特性，其自由膨胀率不小于40%的黏性土。v 红黏土：v是指碳酸盐系的岩石经红土化作用形成的高塑性黏土。其液限一般大于50；红黏土经搬运后仍保留其基本特征，其液限大于45的为次生红黏土。v21土的力学性指

30、土的力学性指标v1土的压缩性：v 是指土体在荷重作用下产生变形的特性。就室内试验而言，就是土体在荷重作用下孔隙体积逐渐变小的特性。试验方法主要就是采用固结仪在有侧限和两面排水的条件下进行的，测定的压缩性指标有：压缩系数、压缩模量、体积压缩系数、固结系数、次固结系数、前期固结压力、压缩指数、回弹指数、变形模量等；v（1）压缩系数：v压缩曲线中某一压力范围的割线斜率；通常采用100kpa-200kpa压力段所得的压缩系数来判定土的压缩性：v a1-20.5Mpa-1 属高压缩性v计算公式如下：va1-2=（(ei-ei+1)/(Pi+1-Pi)）1000vei=e0-(1+e0)hi/h0vhi

31、表示某一级压力下试样稳定后的变形量mm (减去仪器变形量后的值)vh0 表示试样初始高度 mm 2 土的力学性指标土的力学性指标v（2）压缩模量：v在无侧向膨胀条件下，压缩时垂直压力增量与垂直应变增量的比值称为压缩模量；压缩模量越大，表明土在同一压力变化范围内土的压缩变形越小，则土的压缩性越低；计算公式如下：v Es=(1+e0)/avv根据100-200kpa压力段的压缩模量标准判定如下：v Es 5 MPa 高压缩性v5 MPa 15 MPa 低压缩性v（3）体积压缩系数：v土压缩时单位体积垂直应变与垂直压力增量之比，即压缩模量的倒数称为体积压缩系数；体积压缩系数越大，表明土的压缩越高。计

32、算公式为： mv=1/Es=av/(1+e0)v(4) 压缩指数：e-p曲线一直线部分的斜率称为压缩指数，压缩指数愈大，表明土的压缩性愈高。对于同一个试样，压缩指数是个定量，不随压力增大而变化。计算方法如下：vCc=(ei-ei+1)/(Pi+1-Pi) 2 土的力学性指土的力学性指标v(5) 回弹指数：ve-p曲线回弹圈中虚线的斜率称为回弹指数。回弹指数愈大，表明土的回弹变形量愈大。计算方法如下：Cs=(ei-ei+1)/(Pi+1-Pi)v(6) 先期固结压力：v是指该土层在地质历史上所曾经承受过的上履土层自重压力或其他作用力，并在该力作用下，己固结稳定的最大压力。先期固结压力与目前上履土

33、层自重压力的比值称为超固结比，用OCR表示。根据OCR值可以判断该土层的应力状态和压密状态，见下表：v根据先期固结压力判断土的压密状态v土的状态 Pc与P0的比较 OCR值 典型土类v超压密土 PcP0 OCR1 老黏性土v正常压密土 Pc=P0 OCR=1 一般黏性土v欠压密土 PcP0 OCRqu120kpa 硬v120kpaqu60kpa 中等v60kpaqu30kpa 软v qu30kpa 很软v v粘性土结构性按灵敏度分为；vSt16 极灵敏3土的渗透性指土的渗透性指标v 3.1土的渗透性土的渗透性v土的透水性指标以渗透系数来表示，其物理意义为当水力梯度等于1时的渗透速度。v1室内测

34、定方法有：v 南55型渗透仪（变水头渗透仪），适用于粘性土的渗透试验。v试验原理：在某一初始水头差h0作用下，水流过试样，由于水流动，量管内水头不断下降，在时间 t终了时的水头差为h1，由量管测得的水量为Q，量管的内截面积为a，因为整个试验时间内水头都在变化，所以达西定律用微分方程来表示，经过积分便得到渗透系数的计算公式.v变水头渗透试验方法：v（1）将装有试样的环刀（直径61.8mm, 高度40mm）装入渗透容器，密封至不漏水不漏气；v（2）将渗透容器的进水口与变水头管连接，利用供不瓶中的纯水向进水管注满水，并渗入渗透容器，开排气阀，排除渗透容器底部的空气，直至溢出水中无气泡，关排气阀，放平

35、渗透容器，关进水管夹。v（3）向变水头管注纯水，水头不高度一般不应大于2m，待水位稳定后切断水源，开进水管夹，使水通过试样，当出水口有水溢出时开始测记变水头管中起始水头高度和起始时间，按预定时间间隔测记水头和时间的变化，并测记出水口 的水温。3土的渗透性指土的渗透性指标v（4）将水头管中的水位变换高度，待水位稳定再进行测记水头和时间变化，重复5-6次，取其平均值。当不同开始水头下测定的渗透系数在允许差值范围内时，试验结束。v（5）按下式计算变水头渗透系数：v kt=2.3aL(H1/H2)/A(t2-t1)v a：变水头管的断面积（cm2）v A：土试样的截面积（cm2）；v L：试验量管长度

36、（cm）；v 70型渗透仪（常水头渗透仪），适用于砂性土。v2 水平向渗透性v测定土的水平向渗透系数比较困难，过去室内比较简单的办法就是把土样转90方向，再按测定竖向渗透系数的方法来测定。vRowe渗透仪的水流流向是径向向内的，其理论计算与井的抽水试验情况相似，可以直接写出水平向渗透系数的计算公式。3土的渗透性指土的渗透性指标v 3.2 非均非均质土的渗透性土的渗透性v天然土层是成层的，各土层的系数分别为k1,k2,k3,厚度分别为上H1，H2，H3，在水力坡降的作用下，水平方向的平均渗透系数为kx,垂直方向的渗透系数为中kz,其计算公式分别为：vKx=(k1H1+k2H2+k3H3+)/Hv

37、Kz=H/(H1/k1)+(H2/k2)+H3/k3)+)v由上述分析可看出，各层土的渗透系数相差很大，水平向渗透由最透水的一层控制，竖向渗透由最不透水的土层控制。所以，成层土的水平渗透系数总是大于它的竖向渗透系数v 4.3固结系数v是表示土的固结速度的一个特性指标，固结系数越大，表明土的固结速度越快，可用来计算实际受压土层不同时间的固结度，其值大小取决于土在某一压力范围的渗透系数、孔隙比以及压缩系数。4土的土的压实性指性指标v v4.1 土的土的击实性性v在一定的击实功能作用下，能使填筑土达到最大密度所需的含水量为最优含水量，与其相应的干密度称为最大干密度。v击实试验的原理是根据土的三相（颗

38、粒、水、空气）之间的体积变化理论而来的。土的击实程度与含水量、击实功能和击实方法有着密切关系，当击实功能和击实方法不变时，则土的干密度随含水量的增加而增加。当干密度达到某一最大值后，含水量的继续增加反而使干密度减少。此最大值称为最大干密度，其相应的含水量称为最优含水量。v4.2砂土的密砂土的密实度度v砂土的相对密度：砂土最疏松状态的孔隙比和天然状态的孔隙比之差，与砂土最疏松状态的孔隙比和最紧密状态的孔隙比之差的比值。即vDr=(emax-e)/(emax-emin)v天然状态下的孔隙比介于最大与最小孔隙比之间，所以，Dr值变化在0-1之间，通常把Dr作为砂土的结构指标，按值大小分为以下三种状态

39、；v0 Dr 0.33 疏松v0.33 Dr 0.67 中密v0.67 Dr 1 密实5土的化学分析土的化学分析试验v5.1土的易溶土的易溶盐含量分析含量分析：v土中的易溶盐是指易溶于水的盐类，包括全部氯化物、易溶的硫酸盐和易溶的碳酸盐等；易溶盐试验是测定土中易溶盐总量、阴离子（CO32-、HCO3-、SO42-等）和阳离子（Ca2+、Mg2+、K+、Na+等）v5.2有机有机质含量含量试验：v土中有机质主要是指碳、氢、氮、氧及少量的硫、磷和金属元素组成的有机化合物。土中有机质含量在同一剖面中随深度增加而降低。v5.3场地水化学分析地水化学分析：v水质分析的目的是为了查清场地水，对建筑材料的腐

40、蚀性，以便在设计和施工时采取必要的防护措施。水的室内化学分析项目有：PH值、 Ca2+ 、 Mg2+ 、 CO32- 、 HCO3- 、 SO42- 、侵蚀性CO2、NH4+、OH-、总矿化度等。试验操作规程试验操作规程v 1 界限含水量界限含水量试验v 1.1液限液限试验： 圆锥液限仪-适用于粒径小于0 .5mm的细粒土；v试验方法；v 将重76g锥角30的圆锥提起，慢慢放在调制好的试样上，使其在自重作用下15s内沉入土中，当刚好下沉到17mm、10mm刻度时测定试样的含水量，此含水量即为土的液限。 v2.2塑限塑限试验v搓条法-适用于粒径小于0 .5mm的细粒土；v2.3液塑限液塑限联合合

41、测定法定法v试验要点：v a：适用于粒径小于0 .5mm以及有机质含量不大于试样总质量5%的细粒土；v b：将制备好的试样填满试样杯后刮平，放在联合测定仪升降座上；v c：电磁铁吸住圆锥，调整零点和升降座，使圆锥尖接触试样表面。电磁铁断电，圆锥靠自重下沉，当沉入试样中5后，观测并记录圆锥入土深度。取出试样测定含水量；v d：按相同步骤测定另外两种不同含水量试样的圆锥入土深度含水量；v e：资料整理：v (1) 绘制含水量与圆锥下沉深度曲线；v (2) 由含水量与圆锥下沉深度曲线上，查得：下沉深度为17mm所对应的含水量即为17mm液限，下沉深度为10mm所对应的含水量即为10mm液限，下沉深度

42、为2mm所对应的含水量即为塑限。v 2土粒相土粒相对密度密度试验v2.1试验目的：v 土的相对密度是组成土颗粒矿物成分相对密度的平均值，其定义为土粒的密度与4时蒸馏水的密度之比，亦即土粒的干质量与其同体积4蒸馏水的质量之比；v2.2试验方法：v 比重瓶法-适用于粒径小于5mm的土；v 浮称法 - 适用于粒径等于或大于5mm的土，且其中粒径为20土质量应小于土总质量的10%；v 虹吸筒法-适用于粒径等于或大于5mm的土，且其中粒径为20土质量应大于、等于土总质量的10%；v 2.3操作规程：v（1）比重瓶校正：vA比重瓶洗净、烘干 后称其质量（精确至0.001g）;vB 将煮沸、排气、冷却后的蒸

43、馏水注满比重瓶，放入恒温槽至瓶内水温稳定后擦净外壁，称瓶、水总质量及测定恒温水槽温度；vC 按5间隔调节恒温水槽温度，测定不同温度下比重瓶、水质量，每级温度需进行两次平行测定，差值不大于0.002g。绘制温度与瓶水总质量关系曲线； v（2） 试验方法：v A在烘干的100ml比重瓶内装入烘干试样15g称量瓶、土质量后注入半瓶蒸馏水摇动并在砂浴上煮沸。砂性土不应小于30min,粘性土不应小于1h；vB 在装有试样的比重瓶中注入煮沸冷却后的蒸馏水（液面高度与比重瓶校正时相同）放置于恒温水槽内，直到温度稳定、瓶上部悬液澄清，取出比重瓶擦净外壁，称量瓶水试样总质量并测定瓶内水温；vC比重瓶法应进行两次

44、平行测定，其平行差值不得大于0 .002；v（3）资料整理：v根据试验结果可按下式计算土粒的相对密度(ds)：v ds=md dIt/(mbw+md-mbws)vmd -干土质量g;vmbw -比重瓶、水总质量g；vmbws-比重瓶、水、土总质量g ;vdIt -T时蒸馏水的相对密度；见下表；蒸蒸馏水的相水的相对密度密度温度水的相对密度修正系数温度水的相对密度修正系数温度水的相对密度修正系数41.0000001.0009130.9994061.0003220.9978000.998750.9999921.0009140.9992731.0001230.9975680.998460.999968

45、1.0008150.9991291.0000240.9973270.998270.9999301.0008160.9989720.9998250.9970750.997980.9998771.0007170.9988040.9997260.9968140.997790.9998091.0007180.9986250.9995270.9965440.9974100.9997281.0006190.9984350.9993280.9962640.9971110.9996341.0005200.9982340.9991290.9959760.9968120.9995261.0004210.99802

46、20.9989300.9956780.9965v 3 颗粒分析试验v2.1试验目的：v 颗粒分析试验就是将土按颗粒大小不同，分成粒组的过程。因颗粒大小变化范围较大，试验中不同的粒组方兴未艾采用不同的方法测定，目前常用的有筛分法和重力沉降法；v2.2筛分法：v 就是将粗颗粒试样通过不同孔目的筛进行土的粒组分级，适用于粒径小于、等于60mm大于0.075的土。v粗筛孔径为：60、40、20、10、5、2mm；v细筛孔径为：2.0、1.0、0.5、0.25、0.1、0.075mm；v2.3密度计法：v 就是利用土壤密度计通过测量不同深度处悬液的密度和土粒沉降的距离来计算不同粒径所占的百分比。此方法适

47、用于粒径小于0.075mm的土；v主要试验设备：土壤密度计-甲种密度计；v土壤密度计的校正：v由于土壤密度计的刻度是以温度20、土粒相对密度2.65为准设计的，试验时应对土壤密度计的刻度、土粒沉降距离、温度、土粒相对密度等进行校正，校正值见有关附表。v2.4试验规程：v （1）选取代表性土样200g300g风干；v （2）称取试样30g或40g倒入锥形瓶并注入约200ml蒸馏水浸泡一夜后过0.075筛，筛上试样冲洗、烘干、称量筛析，筛下试样倒回锥形瓶煮沸（40min），冷却后倒入量筒加入4%浓度的分散剂（六偏磷酸钠）10ml，再注蒸馏水至1000ml；v （3）悬液搅拌1min后取出搅拌器，立

48、即放入密度计观测1、2、5、15、30、60、240和1440min时的密度计读数及水温；v （4）每次读数后取出密度计；v资料整理：v （1）计算小于某粒径的试样占总质量的百分比：x=100CG(Rm+T)/mdv (2)土颗粒的粒径按下式计算：d=kL/tv (3)绘制颗粒大小级配曲线试验操作操作规程程v 4 相相对密密实度度试验v相对密实度指标试验是通过测求砂砾土最大孔隙比与 最小孔隙比来计算确定的；v常用的试验方法有：v4.1 最大孔隙比（最小干密度）最大孔隙比（最小干密度）试验：v采用量筒法、漏斗法或松砂器法等；适宜和于粒径不大于5mm的土，而且粒径为2-5mm的试样质量不大于试样总

49、质量的15%。v量筒法试验方法：v（1）将锥形塞杆自长颈漏斗下口穿入，并向上提起，使锥底堵住漏斗管口，一并放入1000ml的量筒内，使其下端与 量筒底接触。v（2）称取烘干的代表性试样700g，均匀缓慢地倒入漏斗中，将漏斗和锥形塞杆同时提高，移动塞杆，使锥体略离开管口，管口应经常保持高出砂面1-2cm，使试样缓慢且均匀地落入量筒中。v（3）试样全部落 入量筒后，取出漏斗和锥形塞，用砂面拂平器 将砂面拂平、测记试样体积，估读至5ml。v（4）用手掌或橡皮板堵住量口，将量筒倒转并缓慢地转回到原来位置，重复数次，记下试样在量筒内占体积的最大值，估读至5ml。v（5）取上述两种方法测得的较大体积值，计

50、算最小干密度：v dmin=md/Vdv最大孔隙比按下式计算：vemax=(w ds/dmin)-1试验操作操作规程程v 4.2 最大干密度（最小孔隙比）最大干密度（最小孔隙比）试验：v与击实试验相同，是用一定质量的锤击自适当高度击实砂土以求得其最小孔隙比。v试验方法有：锤击法、振动法和锤击振动联合法。v锤击振动联合法的试验规程是：将试样2000g分三次倒入金属圆筒内，用振动叉敲打振动圆筒周围，150-200次/min，并用锤击试样30-60次/min，至试样体积不变后，刮平圆筒表面试样，称量试样质量。v试样的最大干密度按下式计算：vdmax=md/Vdv试样的最小孔隙比按下式计算vemin=

51、(w ds/dmax)-1v砂土的相对密实度：v Dr=( emax e0)/( emax- emin)试验操作操作规程程v 5 天然坡角天然坡角试验v5.1试验目的：v 天然坡角是无凝聚性土在自然堆积时其天然坡面和水平面所形成的最大倾角。v5.2试验方法：圆盘法、抽板法、倾到法等；v适用范围：不含粘粒或粉粒的纯砂土，室内试验的粒径一小于5，测试干燥状态的天然坡角，要求试样充分风干；v5.3操作规程：v 圆盘法是在天然坡角仪圆盘上自然、轻轻堆积试样，然后轻轻提起，记读锥顶与圆盘中心竖杆接触处刻度，作平行测定；水下试验是将堆积的试样沉入水中，并使气泡充分逸出，然后轻轻提起，记读竖杆刻度，计算由砂

52、土形成的锥体坡面所保持的最大倾角即为天然坡角。水中测得的天然坡角比干燥状态下测得的天然坡角为小。v4.4按下式计算天然坡角：v tg=2h/dv h圆锥的堆积高度，cmv d圆锥底面直径, cmv 6黄土湿陷性黄土湿陷性试验v6.1概述概述v湿陷性黄土在垂直荷载作用下，有三种变形：压缩变形、湿陷变形和渗透溶滤变形。v1 压缩变形试验：黄土的压缩变形是在垂直荷载作用下，没有受外部水作用时产生的垂直变形；这种变形符合一般粘性土的正常压缩规律。v2 湿陷变形试验：湿陷性黄土的湿陷变形是在垂直荷载和浸水的共同作用下，由于土体结构的破坏而产生的垂直变形；这种湿陷变形在其压缩稳定后，一旦浸水仍然发生。这也

53、是黄土不同于一般粘性土的重要特性。v3 渗透溶滤变形试验：黄土的渗透溶滤变形，也是由于水的作用引起的。从某种程度上讲，它是湿陷变形的继续，但从其变形的机理来讲，它又不完全与湿陷变形相同，渗透溶滤变形主要是由于土粒之间重力的缓慢塑性变形和黄土长期受渗透水作用，土中盐类的溶滤所引起。v渗透溶滤变形的测定：将测定湿陷系数后的试样，继续用水渗透，每隔2h测记变形一次，24h后每日测记13次，变形稳定标准为每三天下沉增量不大于0.01 mm,渗透用水宜用蒸馏水。v按下式计算渗透溶滤变形系数：vwt=(h2-h3)/h0试验操作操作规程程v6.2湿陷系数的湿陷系数的测定：定：v6.2.1 v 环刀直径79

54、.8mm，高度20mm，面积50cm2，透水石应烘干冷却；v 采取分级加荷，在0200kpa压力以内，每级增量为50kpa，在 200kpa以上每级增量为100kpa；v6.2.2测定湿陷系数时，应将环刀试样保持在天然湿度下，分级加荷至规定压力，下沉稳定后浸水，至湿陷稳定为止；v6.2.3测定自重湿陷系数时，应将环刀试样持在天然湿度下，采取快速分级加荷，加至试样的上履土的饱和自重压力，下沉稳定后浸水，至湿陷稳定为止；v6.2.4测定不同压力下的湿陷系数或湿陷起始压力，可采用以下试验方法：v （1）单线法压缩试验：在同一取土点 抽深度处，至少取5 个环刀试样，均在天然湿度下分级加荷，分别压至不同

55、的规定压力，下沉稳定后浸水，至湿陷稳定为止，计算出各级压力下的湿陷系数s，并绘制曲线，在曲线上取s =0.015时所对应的压力值即为湿陷起始压力psh值。v （2）双线法压缩试验：在同一取土点的同一深度处，取2个环刀试样，一个在天然湿度下分级加荷，加至规定压力下沉稳定后浸水，另一个环刀在天然湿度下加第一级荷重，下沉稳定后浸水，至湿陷稳定 ，再分级加荷至规定压力，同样计算出各级压力下的湿陷系数s，绘制成曲线，并在曲线上取s =0.015时对应的压力值为湿陷起始压力psh。值试验操作操作规程程v6.2.5判稳标准：v 每级加荷后的下沉稳定标准以每1的下沉量不大于0.01mm为准。v6.2.6湿陷性

56、计算：v 湿陷系数： s=(h1-h2)/h0v 自重湿陷系数：zs=(hz-hz)/h0v 饱和密度：sri=d(1+Sre/ds)，v 85i=d+0.85e/(1+e) v 饱和自重压力：P=sriHvh1 - 某级压力下，试样变形稳定后的高度（mm）；vh2 - 某级压力下，试样浸水湿陷变形稳定后的高度（mm）；vhz - 在饱和自重压力下试样变形稳定后的高度（mm）；vhz- 在饱和自重压力下试样浸水湿陷变形稳定后的高度（mm）；vh0 - 试样原始高度（mm）；vSr 土的饱和度，可取Sr=85%vH- 土的厚度(cm)试验操作操作规程程v 7 膨膨胀性性试验 7.1 膨膨胀土的特

57、征土的特征：v膨胀土多呈坚硬-硬塑状态，结构致密，成棱形土块者常具有胀缩性v膨胀土多为细腻的胶体颗粒，断口光滑，土内常包含钙质结核和铁锰结核，呈零星分布；土内有裂隙，斜交剪切裂隙越发育，胀缩性越强；v膨胀土的矿物成分主要是次生粘土矿物蒙脱石和伊利石，具有较高的亲水性，失水时土体即收缩，甚至出现干裂，遇水即膨胀隆起；v膨胀土的粘粒含量愈高，吸水能力愈强，胀缩性就大；膨胀土的密度越大，孔隙比就越小，浸水膨胀强烈，失水收缩小；反之，浸水膨胀小，失水收缩大；v膨胀土一般我呈灰白、灰绿、灰黄、棕红和褐红等颜色；v自由膨胀率大于或等于40%的土，且具有以上特征的土应定名为膨胀土。v 7. 2膨膨胀土的特性

58、指土的特性指标v自由膨胀率：是反映膨胀土吸水膨胀特性的指标之一，由人工制备的烘干土，在水中增加的体积与原来体积之比；v膨胀率：在一定压力下，浸水膨胀稳定后，土样增加的高度与原高度之比；v膨胀力：原状土样在体积不变时，由于浸水膨胀产生的最大内应力；v收缩系数：在膨胀土中，由于粘土矿物的作用，收缩性往往比一般粘土还会强烈。土的收缩大致可分为三个阶段：直线收缩段；曲线过渡段；近水平直线段；其直线收缩段的斜率为收缩系数；试验操作操作规程程v 7.3 膨胀土的试验方法va:自由膨胀率试验：v 取代表性风干土样100g，碾碎过0.5mm筛；将过筛土样拌匀，在100105下烘至恒重，在干燥箱内冷却至室温；将

59、无颈漏斗放在支架上，漏斗中心对准量土杯中心，并保持距离10 cm;用取土匙取适量试样倒入漏斗中，边倒边用细铁丝轻轻搅动，避免漏斗堵塞，使匙中土全部落入量土杯中，刮去多余土样后进行称量，要求两次称量的值不得大于0.1g；在量筒中注入30ml纯水，并加入5ml浓度为5%的纯氯化钠溶液。将试样倒入量筒中，上下搅拌各10次，用纯水清洗悬液至50ml；待悬液澄清后，每隔5h测读一次土面高度，直到两次读数差值不大于0.2，可认为膨胀稳定；按下式计算自由膨胀率：v ef=(VW-V0)/V0 *100%vVW试样在量筒中膨胀后的体积 mlvV0试样膨胀前体积 mlv本试验应进行两次平行测定，当值小于60%时

60、其差值不得大于5%；当值大于等于60%时其差值不得大于8%，取其两次的平均值；试验操作操作规程程v注意事项：自由膨胀率试验，其制备试样是非常重要的，因此在取样时应充分注意试样的代表性；其次在制备试样时，应充分碾细，使土样中细颗粒充分分散。v试样原始体积的量取、填装或紧或松，对试验结果影响较大，因此保持10cm的距离和防止振动是非常严格的。v试验时向量筒中纯水加入氯化钠，目的是起凝聚作用，加速土粒聚沉，以缩短试验时间，结氯化钠的浓度和加入量，应按规定执行，否则会影响试验结果。v b 膨胀率试验v（1）无荷载膨胀率试验：v是试样在无荷载而有侧限条件下浸水后的膨胀量与原始高度之比，用百分数表示。v试

61、验操作要点：v原状土试样按固结试验要求取样，并将试样装入压缩容器内，调整到位；v自下而上向容器内注入纯水，并保持水面高出试样5mm，注水后每2h测记一次，至两次读数差值不大于0.01mm时终止试验。测定试验土样的含水量和密度并计算孔隙比。v按下式计算无荷载膨胀率(%)：v e=(Zt-Z0)100/h0试验操作操作规程程v（2）50kpa压力下的膨胀率试验：v用原状土进行试验，按压缩试验方法将试样装入容器，并加压力，每1h读数一次，两次差值不大于0.01时，即认为下沉稳定。下沉稳定后，自下而上向容器内注入纯水，水面设计眼出试样顶面5并保持试验结束；浸水后每2读数一次，两次读数不大于001时即认

62、为在该压力下的膨胀稳定。取出试样，称量和计算试前及试后含水量、密度、和孔隙比。v按下式计算50压力下的膨胀率（%）：ve50 =（Z50+Zc-Z0）100/h0v（ 3 ）不同压力下的膨胀率试验：v试验相同，压力不同，当要求的压力大于或等于150kpa时，就按50kpa分级加荷；当压力小于150kpa时，应按25kpa分级加荷；v资料整理如下：v （1）各级压力下的膨胀率：epi =（Zp+Zc-Z0）100/h0v （2）试验后的孔隙比：e=h0/h0(1+e0)+e0 h0=Zp0+Zc0-Z0 v以各级压力下的膨胀率为纵坐标，压力为横坐标，绘制膨胀率与压力关系曲线，该曲线与横坐标的交点

63、即为该试样的膨胀力 v 试验操作操作规程程vc 收缩试验：v主要试验设备：收缩试验装置-测板直径10mm，多孔板直径70mm；v环刀(直径61.8mm，面积30cm2，高20mm)；v推土器（直径60mm，推进量为21mm）；v 试验要点：v (1)用推土器将试样推出，于多孔板上称量，精确至0.1g, 底土试样装在试验装置上，每1-4h测记百分表读数，并称试样质量，两天后每6-24h测记一次百分表读数，并称量试样质量 ，试验至两次读数基本不变为止；v (2)试验结束后，底土试样在恒温下烘干，称量干土质量，如须计算体收缩率，宜用蜡封法测出干试样体积。v (3)计算及制图：v 各测点的含水量（%）

64、： Wi=(mi/md)-1100v 竖向线缩率（%）：ni=(Zi-Z0)100/h0v 体收缩率（%）：v=(V0-Vd)100/V0v 竖向收缩系数：s=ni/Wv ni与W相对应的两点线缩率之差（%）v W收缩曲线上第一阶段两点的含水量之差（%）试验操作操作规程程v 8 固固结(压缩)试验v8.1 固固结试验和和压缩试验的基本概念的基本概念v固结试验：v 饱和土体受到外力作用后，孔隙中的部分水分逐渐从土体中排出，土中孔隙水压力逐渐减小，作用在土骨架上的有效压力逐渐增加，土体积随之压缩，直到变形稳定为止，土体这一变形的全过程称之为固结。v固结试验用于测定饱和土的压缩系数、体积压缩系数、压

65、缩模量、压缩指数、回弹指数、先期固结压力、固结系数和次固结系数等；v压缩试验：v 非饱和土体在外力作用下的变形通常是由孔隙中气体排出或压缩所引起，主要取决于有效应力的改变，土体的这种变形称为压缩。v压缩试验用于测定非饱和土的压缩系数、体积压缩系数、压缩模量、压缩指数、回弹指数、先期固结压力试验操作操作规程程v8.2固固结（压缩）试验操作步聚操作步聚：v（1）将带有环刀的试样，小心装入护环，再装入压缩仪容器内，然后放上透水石和加压盖板，置于加压框下，对准加压框架的正中，安装量表；v（2）为保证试样与仪器上下各部件之间接触良好，应施加1kpa的预压荷重，调整量表使指针读数为零；v（3）荷重等级为5

66、0kpa，100kpa，150kpa，200kpa，300kpa，400kpa，600kpa等，压力大小依试验委托要求为准；v（4）压缩稳定标准规定为每级荷重下每小时读数不大于0.01mm，测记稳定后施加第二级荷重，依次类推至试验结束。v（5）试验结束后，卸除荷重取出环刀试样；v（6）计算指标如下：v 天然孔隙比：e0=(1+0.01w)ds/-1v 各级压力下的孔隙比：ei= (1+e0)hi/h-1v 某一压力范围的压缩系数：av=10(ei-ei+1)/(Pi+1-Pi)v 某一压力范围的压缩模量：Es=(1+ei)/av试验操作操作规程程v8.3注意事注意事项：v（1）饱和土的固结需要

67、一定时间才能完成，所以不得采用快速法进行试验。v（2）在制备试样时，应选用合适的切削工具，尽可能避免破坏土试样结构，不允许在削去环刀两端余土时，用刀来回涂沫土面，而致孔隙堵塞。v（3）透水石要保持清洁、平正、透水良好；v（4）固结仪要每年定期检定和校准；v固结仪的校正：v 1 固结（压缩）仪在使用过程中每一年必须校正一次。如果在这段时间内仪器零件如加压盖板、框架、透水石等调换、搬迁或受震动等其它影响，就随时给予校正，以确定仪器的变形量。v校正步骤如下：v（1）以与试样等直径的金属块，按正常试验程序装入仪器，同时将仪器的各个零件的位置做好标记；v 试验操作操作规程程v（2）每十分钟加荷一次，测记

68、各级压力下量表读数，荷重大小视仪器设备而定，依次为:v25kpa,50kpa,75kpa,100kpa,150kpa,200kpa,300kpa,400kpa,500kpa,600kpa,800kpa,1000kpa,1200kpa,1400,kpa,1600kpa,2400kp,3200kpa.v (3)将最大荷重下的量表读数记下后，按与加荷等级相反的次序，每十分钟退荷重一次，测记量表读数，至荷重完全卸除为止。v（4）按压缩试验步骤拆除仪器，重新安装，重复以上程序再进行校正，取其平均值为各级压力下的变形量，其平行差值不得大于0.01mm。v （5）以仪器变形量为纵坐标，压力为横坐标，绘制压缩

69、仪的校正曲线。v 2 加压设备的调整v (1)加压框架竖杆必须垂直，台面必须水平；v (2)用水平尺检查加框架的横梁是否水平，如有倾斜，用横梁上的螺丝进行调整至水平位置；v 3 环刀高度、内径和重量应定期校正，不合格者及时更换；试验操作操作规程程v 9 直接剪切试验v9.1试验原理：原理：v 直剪试验是将环刀切取的土试样置入剪切盒中等待剪切，通过不同垂直压力作用下的剪切试验所得的抗剪强度，求取土的粘聚力和内摩擦角。v9.2试验目的：直接剪切试验是测定土的抗剪强度的一种常用方法。通常采用四个试样，分别在不同的垂直压力下，施加水平剪切力进行剪切，求得破坏时的剪应力，然后根据库仑定律确定土的抗剪强度

70、参数：内摩擦角和粘聚力。v9.3试验步步骤：v（1）从原状土样中每组试验至少取四个环刀试样（环刀直径61.8mm，面积30cm2）；v（2）对准上下盒，插入固定销，在下盒内放与透水石厚度相等的不透水板，将装有试样的环刀平口向下，对准剪切盒口，在试样上放不透水板，然后将试样徐徐推入剪切盒内，移去环刀；v（3）转动手轮，使上盒前端钢珠刚好与量力环接触。调整量力环中的量表计数为零，顺次加上加压盖板，压力框架等，测记起始读数。v（4）施加垂直压力后，立即拔去固定销，开动秒表，以每分钟4-12转的均匀速率旋转手轮，使试样在3-5分钟内剪损。但一般宜至剪切变形达到4-6mmv（5）剪切结束后，吸去剪切盒中

71、积水，倒转手轮，尽快移去垂直压力，取出试验，测定剪切面附近土的含水量；试验操作操作规程程v（6）计算与制图： S=CR10/A0v 以剪应力为纵坐标，垂直压力为横坐标，绘制抗剪强度与垂直压力的关系曲线，直线的倾角为土的内摩擦角，直线在纵坐标上的截距为土的粘聚力；v S= c+tanv9.4主要主要优点：点：试验仪器简单，操作方便；v 缺点：v （1）剪切面不一定是试样抗剪能力最弱的面；v （2）剪切面上的应力分布不均匀，而且受剪切面积越来越小；v （3）不能严格控制排水条件，测不出剪切过程中孔隙水压力的变化。v9.5直接剪切直接剪切仪注意事注意事项：v 剪切仪须安置稳固，不得有摇动、倾斜等现象

72、；v 所有滑动部分必须擦油，保持灵活；v 量力环应定期率定；v 率定系数 C=P/ARv C - 量力环率定系数；v P - 某一垂直荷载；kpav A - 剪切面积,cm2v R - 与某一荷重对应的量表读数；试验操作操作规程程v 10三三轴剪切剪切试验v10.1 试验原理原理：v 三轴试验是在圆柱形试样上施加最大主应力和最小主应力，保持其中之一不变，改变另一主应力，使试样中的剪应力逐渐增大，直到达到极限平衡而剪切，由此求得土的抗强度。v10.2 试验目的目的：v三轴剪切试验是测定土的抗剪强度的一种方法，它通常用3-4个圆柱形试样，分别在不同的恒定周围压力（即小主应力3）下，施加轴向压力即主应力差（1-3），进行剪切直至破坏；然后根据摩尔-库仑理论，求得抗剪强度参数。v10.3 常用的常用的试验方法有方法有：v 不固结不排水剪（UU）：试样在完全不排水下施加周围压力后，快速增大轴向压力到试样破坏；v 固结不排水剪（CU）：试样先在周围压力下进行固结，然后在不排水条件下快速增大轴向压力到试样破坏；v 固结排水剪（CD）：试样先在周围压力下进行固结，然后继续在排水条件下缓慢增大轴向压力到试样破坏。