黏性土的压缩固结试验实验报告,作者:🇦 、明明

实验目的
土的固结试验是通过测定土样在各级垂直荷载作用下产生的变形,土体在侧限条件下的变形与时间、压力的关系,计算各级荷载下相应的孔隙比,用以确定土的压缩系数和压缩模量等。
实验原理
固结压缩试验是在限制侧向变形条件下,添加轴向压力使土试样产生竖向变形。通过测量试验中的施加的压力和产生的竖向变形,绘制出一条e-p曲线。由该曲线可以求出土的侧限压缩模量、压缩系数等参数。
实验仪器
1、三联式压缩固结仪
2、鼓风式干燥箱
3、电子天平:称量1000g,感量0.1g
4、其他仪器:环刀、刮土刀、钢丝锯、铝盒、玻璃板、秒表、凡士林、盛水盆、滤纸等。

实验操作步骤
1.制备试样:按密度试验要求取原状土或制备扰动土土样,并测定试样的含水率和密度,取切下的余土测定土粒比重。
2.安装试样:在固结仪的压密容器中放置好透水石和滤纸,将带有环刀的试样和环刀一起刃口向下小心放入护环,再在试样上放置滤纸和透水石,最后放上传压活塞,安装加压装置和百分表;
3.调零:施加预压力使试样与仪器上下各部件之间接触,将百分表调整到读数较大刻度处,预留压缩沉降读数变化空间;
4.加载:确定需要施加的各级压力,压力等级宜为12.5、25、50、100、200、400、800、1600、3200kPa。第一级压力的大小应视土的软硬程度而定,宜用12.5kPa、25kPa或50kPa。最后一级压力应大于土的自重压力与附加压力之和,根据实际工程土样深度确定;
5.沉降记录:施加每级压力后到达固结稳定标准时记录此时的压缩变形量。(固结稳定标准:每1小时变形小于0.01mm时,作为稳定读数);
6.加第二级荷载:记录稳定读数后,施加第二级荷载。依此逐级加荷,至试验结束;
7.试验结束:最后一级荷载稳定后,先卸除百分表,然后卸除砝码,升起加压框,拆除仪器各部件,取出试样,测定试验后土样的含水率。

黏性土压缩固结实验数据记录

土样初始密度(g/cm3) 5 土样初始含水率(%) 0.05
土样初始高度(mm) 25 土颗粒比重 2.7
土样初始孔隙比 0.4597 土样颗粒(骨架)净高(mm) 2.3901
施加压力编号 施加的压力值(kPa) 该级压力下固结稳定后试样累计下沉高度(mm) 该级压力下固结稳定后的试样孔隙比
试样一 100 2 -0.3771
试样二 200 4 -1.2139
试样三 300 6 -2.0507
试样四 400 8 -2.8874
试样五 500 10 -3.7242
试样六 600 13 -4.9794
试样七 [object Undefined] [object Undefined] -5.8162
试样八 [object Undefined] [object Undefined] 0.4597
压缩系数
压缩模量

实验数据处理
1、 按下式计算试样的初始孔隙比 :
(4-1)
式中 —土样的初始孔隙比;
—土粒比重,砂土取Gs =2.65~2.69;粉土取Gs =2.7~2.71;粉质粘土取Gs =2.72~2.73;
粘土取Gs =2.74~2.76
—土样的初始密度( ),由试验测定;
—4°C水的密度,为1 ;
—土样的初始含水量(%),由试验测定。
2.计算试样的颗粒(骨架)净高
式中: — 试样初始高度(mm)
3、计算某级压力下变形稳定后的孔隙比ei
式中:
—某级压力下土样的孔隙比;
— 某级压力下试样高度的累计变形量,mm;
4、计算某级压力下的压缩系数 和压缩模量
式中: — 某一级荷重值,MPa。根据上覆压力确定i,一般建筑物的上覆压力在100-200kPa之间,故取 来表达图的压缩系数。
5、作孔隙比e和压力p的关系曲线
以孔隙比e为纵坐标,压力p为横坐标,绘制孔隙比与压力的关系曲线。

根据实验数据绘制图表

实验结论
本实验过程中,实验材料选取合适,获取能真实反应材料性能的实验数据。数据记录准确,数据处理方法正确,绘制图表准确,得到能贴切反应实验材料的结果。


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