土力学综合性试验

土力学综合性试验报告专业土木工程班级道路与桥梁工程121班学号201202014227姓名熊祥森指导教师杨迎晓陈华所在学院城建学院完成时间2014年12月26日目录土力学综合性试验一……………………………………3土力学综合性实验二……………………………………5土力学综合性实验三……………………………………10《土力学综合性试验一》姓名：熊祥森班级：道桥121组别：四组实验名称：地基土层的鉴别与划分日期2014/10/27土样编号NO.钻孔编号NO.取土深度土的物理性质界限含水率渗透系数含水率W土粒比重湿密度Po饱和度Sr孔隙比e塑限WL液限WP液性指数塑性指数垂直Kv水平Kh图样编号钻孔编号土样深度土样的描述97-515.80~16.00黏土，灰黄色带少量青斑，中密实至密实，稍湿，含云母，坚硬，极细的均质土块，高压缩无异味，可塑98-617.80~18.00褐黄色，密实，略滑腻，黏土，切面光滑，土质均匀无杂质，可塑至硬塑，含氧化铁，高压缩，无异味，用锤子打碎无沙粒。99-719.80~20.00粉质黏土，青黄至浅黄，切面光华密实，可塑至硬塑，层理较乱，土种类复杂，不好有机质，高压缩无异味，用锤子打碎有砂粒，较干杂质较少。100-821.80~22.00黏土，深褐色，切面光滑，质地均匀，密实，含少量黑斑，硬塑，坚硬，无异味，内部偶尔有青色纹理，有有机质。GsIpIl-----m%---g/cm^3%---%%------cm/scm/s97HZ30-515.80~16.0027.72.761.96960.79841.123.018.10.2698HZ30-617.80~18.0027.92.761.991000.77441.723.318.40.2599HZ30-719.80~20.0023.92.732.00940.69134.420.414.00.25100HZ30-821.80~22.0027.42.761.96950.79440.822.917.90.25注：NO.97，IL指数=0.260.25〈IL〈0.75之间，为可塑状态IP指数=18.1IP指数〉17，为黏土孔隙比=0.798孔隙比〈0.8为膨胀土NO.98,，IL指数=0.250〈=IL〈=0.25之间，为硬塑状态IP指数=18.4IP指数〉17，为黏土孔隙比=0.774孔隙比〈0.8为膨胀土NO.99，IL指数=0.250〈=IL〈=0.25之间，为硬塑状态IP指数=14.010〈IP指数〈=17为粉质黏土孔隙比=0.691孔隙比〈0.8为膨胀土NO.100，IL指数=0.250〈=IL〈=0.25之间，为硬塑状态IP指数=17.9IP指数〉17，为黏土孔隙比=0.794孔隙比〈0.8为膨胀土综合性试验二一、试验目的模拟施工现场的压实条件，测定试验土在一定击实次数下的最大干密度和相应的最优含水率，为施工控制填土密度提供设计依据。二、试验方法本试验采用轻型击实试验方法，每层击数25下，例如水库堤防、铁路路基填土均采用轻型击实。三、试验设备击实试验仪用电动自动操作的，主要的仪器设备有：1、击实仪：包括击实筒、击锤及导筒等。2、天平：称量200g，分度值0.01g。3、台秤：称量10kg，分度值5g。4、标准筛：孔径为20mm、40mm和5mm标准筛。5、试验推出器：宜用螺旋式千斤顶或液压式千斤顶，如无此类装置，也可用刮刀或修土刀从击实筒中取出试样。6、其他：烘箱，喷水设备，碾土设备，盛土器，修土刀和保湿设备等。仪器的标签和仪器如下图：备土：1、用锤子将工程土样敲碎，用铲子拌和均匀，铲入0.5mm的筛孔当中2、用0.5mm的筛孔过筛，取小于0.5mm的土样进行制备。3、估计风干含水率：W风干=3%干土称重1900/袋ms=(1900)/(1+0.03)=1845gmw=ms*(w目标-w风干)*0.01击实号目标含水率(%)需加水（蒸馏水）(ml)1101302152213172584203135233694.干土称重1900g，用量筒称取表格中目标含水率所对应的水的体积。将干土放入托盘中，加水搅拌均匀（托盘上的试样土粒颜色由灰白变成褐色），然后做好与之相对应的标签。将土样装入塑料袋中，挤走空气，密封保存。在袋子外边做好总标签重复以上步骤，将接下来的四组土样制备完成。实验操作：击实能：分5层，每层25击工程名称：乔司国际商贸科稼路工程1.将击实筒固定在底座上，装好护筒，并在击实筒内涂一薄层凡士林，将制备的试样分层装入击实筒内。进行击实试验，分五层，每层25击，两层接触土面应刨毛。2.取下导筒，用刀修平超出击实筒顶部和底部的试样，擦净击实筒外壁，称击实筒与试样的总质量。3.用推土器将试样从击实筒中推出，从试样中心处取三份一定量土料测定土的含水率。用于之后的密度计实验！试验现象描述与分析击实点现象描述及分析备注1现象：击实过程中除了会带出少量的试样外，击实筒底部和中间无明显的出水现象，试样脱模完整。2现象：击实过程中除了会带出少量的试样外，击实筒底部和中间都无明显的出水现象，试样脱模完整。3现象：击实过程中除了会带出大量的试样外，击实筒底部和中间都无明显的出水现象，试样脱模完整。4现象：击实过程中会带出少量的试样，在随后的击实过程中，仪器中间出现少量的水。试样脱模完整。5现象：击实过程中，土块刚开始无明显现象，但由于含水率的增大，土块潮湿，击实过程中振捣棒带出大量的土。刚开始无明显的出水现象，但当加到第四层时，土块底部出水明显，试样脱模完整。表面有湿湿的感觉。分析：1.当试样中的含水率逐渐增大时，土的黏性增加，击实时，振捣棒会带起大量的试样。2.同时，由于含水率的增加，土中水增多，所以击实过程中，试样中的水会被击实出来。3.颗粒被击碎，土粒定向排列4.粒团被碾碎，粒间联结力被破坏而发生孔隙体积减小5.空气被挤出或被压缩四、击实试验记录工程名称乔司国际商贸科稼路工程试验者第二大组土样编号12道桥1班第二大组计算者第二大组试验日期2014.11.10校核者第二大组土粒比重土样说明试验仪器2土样类别每层击数25风干含水率3％估计最优含水率13.03％试验点号12345干密度筒湿土质量（g）43804490455546004560筒质量（g）26152615261526152615湿土质量（g）17651875194018951945筒体积（cm3）997997997997997湿密度（g/cm3）1.771.881.951.901.95干密度（g/cm3）1.651.701.731.641.61含水率盒号C19114810751080231044104910311266101810371183116610771173盒加湿土质量（g）41.0843.8443.1253.0753.0758.1752.3951.8156.7855.2649.7550.3957.4454.6251.26盒加干土质量（g）39.4342.0441.2849.4349.4854.0348.2247.6451.9949.9145.0345.5550.2348.0745.06盒质量（g）15.7516.3215.4315.3615.9815.4716.3915.5715.0816.5215.5415.1915.6316.8916.17水质量（g）1.651.801.843.643.594.144.174.174.795.354.724.847.216.556.2干土质量（g）23.6825.7225.8534.0733.5038.5631.8332.0736.9133.3929.4930.3634.6031.1828.89含水率（％）6.977.007.1210.6810.7210.7413.1013.0012.9816.0216.0115.9420.8421.0121.46平均含水率（％）7.0310.7113.0315.9921.10五、计算及绘图1.61.621.641.661.681.71.721.74510152025含水率(%)干密度（g/cm3）乔司国际商贸科稼路工程土五层二十五下1212最大干密度1.73g/cm3最优含水率13.03％土力学综合实验三动三轴试验目的检测土的抗剪强度，用于边坡稳定、地基承载力等计算。摘要:通过对南京地铁三山街站底部的原状淤泥质粉质粘土进行循环三轴仪的室内动三轴试验,采用一定的动应力频率、不同的动应力比以及不同的固结状态来模拟地铁行车荷载及隧道周围土体.研究了在地铁行车循环荷载长期作用下,淤泥质粉质粘土的动强度和动应力-动应变的变化规律.实验结果表明,淤泥质粉质粘土的动强度随动荷载循环次数的增加而降低,在设计基础时,所取土的强度指标必须根据一次列车的动荷载大小及其循环次数而定;淤泥质粉质粘土在地铁列车循环荷载作用下的动应力-动应变关系的形式仍可用R.L.Kondner的双曲线关系描述;土体的动剪切模量、动抗剪强度等具有随动应变值的变化而变化的规律.1.试验仪器图11实验仪器Fig.11Theexperimentalinstrument1)ELDyn动态三轴仪系统基本构架与配置仪器连接如下图2所示：图12仪器连接图Fig.12Instrumentconnectiondiagram文献：1、试验土样2、本次试验取用南京地铁三山街车站底部的淤泥质粉质粘土的原状土,其常规试验数值见表1.2.试验控制参数(1)本次试验采用正弦波形循环荷载对地铁行车振动荷载进行模拟图2a是淤泥质粉质粘土试样在振动时间t=60min,f=2Hz时,动荷载Rd和动应变Ed在不同围压作用下的关系图.图2b,c则是上述条件下1/Ed与Ed、Ed与Ed关系曲线.可以看出,1/Ed与Ed关系近似为直线表达式,即1/Ed=a+bEd(a为截距,b为斜率),整理得Ed=1/(a+bEd);而Ed=Rd/Ed,所以Rd=Eda+bEd由此可知,此种淤泥质粉质粘土在地铁列车循环荷载作用下的动应力-动应变关系的形式仍可用R.L.Kondner的双曲线关系描述[5,6].图2b的关系曲线方程如下:R3=60kPa时,1/Ed=1.6Ed+0.036,相关系数=0.9862R3=80kPa时,1/Ed=1.2Ed+0.031,相关系数=0.9665根据上式,可以得到Kc=0.46时,不同围压下淤泥质粉质粘土的a和b值及最大动弹性模量Eod,同时也可得到相应最大的动剪切弹性模量God=Eod/[2(1+L)](L为所取淤泥质粉质粘土的泊松比,这里L=0.35).各参数具体情况如表3.a.频率室内循环三轴试验模拟地铁列车荷载时的土体响应参数值分别取频率为0~2Hz本次试验仪器主要选用由美国引进的CKC单向激振型循环三轴仪,简谐激振力频率为0~2Hz.所用试样为高80mm、直径39.1mm的圆柱体,围压为0~1.2MPa,最大循环应变范围为10-5~10-2,轴向最大激振力为2500kN.仪器设有动应力、动应变和孔隙水压力测试系统,分析所需的参数可直接从表头读出或由记录仪绘出.可测定的参数有:动弹模量,动阻尼比,液化强度等.考虑到列车及隧道体系施加给隧道周围土体的附加应力在２０ｋＰａ～４０ｋＰａ之间（地铁隧道轴线埋深１１～１３ｍ，试验取１３ｍ时工况，），即为３０ｋＰａ±１０ｋＰａ，模拟深度１３.５ｍ左右的地铁行车荷载时，取循环应力幅值为１０ｋＰａ，动荷基准值为３０ｋＰａ，总荷载基准值２６５ｋＰd.围压所用试样为高80mm、直径39.1mm的圆柱体,围压为0~1.2MPa,最大循环应变范围为10-5~10-2,轴向最大激振力为2500kN.仪器设有动应力、动应变和孔隙水压力测试系统,分析所需的参数可直接从表头读出或由记录仪绘出.可测定的参数有:动弹模量,动阻尼比,液化强度等.本试验针对南京地铁三山街车站底部的淤泥质粉质粘土,研究地铁列车循环荷载作用下隧道周围土体的动强度特性.通过CKC动三轴仪器模拟列车振动,列车在行进过程中施加给土体的动荷载主要与列车的激振力、激振频率及列车行驶速度和加速度有关.考虑