固结实验报告

图6-1固结仪示意图1-水槽2-护环3-环刀4-导环5-透水石6-加压上盖7-位移计导杆8-位移计架9-试样实验四固结试验实验人：学号：一、概述土的压缩性是指土在压力作用下体积缩小的性能。在工程中所遇到的压力（通常在16kg/cm2以内）作用下，土的压缩可以认为只是由于土中孔隙体积的缩小所致（此时孔隙中的水或气体将被部分排出），至于土粒与水两者本身的压缩性则极微小，可不考虑。压缩试验是为了测定土的压缩性，根据试验结果绘制出孔隙比与压力的关系曲线（压缩曲线），由曲线确定土在指定荷载变化范围内的压缩系数和压缩模量。二、仪器设备1、小型固结仪：包括压缩容器和加压设备两部分，环刀（内径Ф61.8mm，高20mm，面积30cm2），单位面积最大压力4kg/cm2；杠杆比1：20。2、测微表：量程10mm，精度0.01mm。3、天平，最小分度值0.01g及0.1g各一架。4、毛玻璃板、滤纸、钢丝锯、秒表、烘箱、削土刀、凡士林、透水石等。三、操作步骤1、按工程需要选择面积为30cm2的切土环刀，环刀内壁涂上一薄层凡士林，刀口应向下放在原状土或人工制备的扰动土上，切取原状土样时应与天然状态时垂直方向一致。2、小心边压边削，注意避免环刀偏心入土，应使整个土样进入环刀并凸出环刀为止，然后用钢丝锯或修土刀将两端余土削去修平，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。4、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润湿的滤纸，放上透水石，然后放入加压导环和加压板以及定向钢球。5、检查各部分连接处是否转动灵活；然后平衡加压部分（此项工作由实验室代做）。即转动平衡锤，目测上杠杆水平时，将装有土样的压缩部件放到框架内上横梁下，直至压缩部件之球柱与上横梁压帽之圆弧中心微接触。6、横梁与球柱接触后，插入活塞杆，装上测微表，使测微表表脚接触活塞杆顶面，并调节表脚，使其上的短针正好对准6字，再将测微表上的长针调整到零，读测微表初读数0R。7、加载等级：按教学需要本次试验定为0.5、1.0、2.0、3.0、4.0kg/cm2五级；即50、100、200、300、400Kpa（1Kpa=0.001N/mm2）五级荷重系累计数值），如第一级荷载0.5kg/cm2需加砝码1.5kg以后三级依次计算准确后加入砝码，加砝码时要注意安全，防止砝码放置不稳定而受伤。8、每级荷载经10分钟记下测微表读数，读数精确到0.01mm。然后再施加下一级荷载，以此类推直到第五级荷载施加完毕，记录测微表读数R1、R2、R3、R4、R5。9、试验结束后，必须先卸下测微表，然后卸掉砝码，升起加压框架，移出压缩仪器，取出试样后将仪器擦洗干净。四、成果整理1、按下式（6-1）计算试样的初始孔隙比0e：11000wdews（6-1）式中sd—土粒比重；w—水的密度，一般可取1g/cm3；0w—试样初始含水率；0—试样初始密度（g/cm3）。2、按下式（6-2）计算试样中颗粒净高sh：001ehhs（6-2）式中0h—试样的起始高度，即环刀高度（mm）。3、计算试样在任一级压力Pi（千帕）作用下变形稳定后的试样总变形量iS。ieiiSRRS0（6-3）式中0R—试验前测微表初读数（mm）；iR—试样在任一级荷载Pi作用下变形稳定后的测微表读数(mm)；ieS—各级荷载下仪器变形量（mm）。（由实验室提供资料）4、计算各级荷载下的孔隙比ie。0001ehSeeii（6-4）式中0e—试样初始孔隙比；0h—试样的起始高度（即环刀高度）（mm）；iS—第i级荷载作用下变形稳定后的试样总变形量（mm）。5、绘制pe~压缩曲线（见图6-2）以孔隙比e为纵坐标，压力p为横坐标，可以绘出pe~关系曲线，此曲线称为压缩曲线。6、按式（6-5）计算某一压力范围内压缩系数（Mpa-1）（6-5）式中kpap1001,kpap2002。采用p=100～200kpa压力区间相对应的压缩系数2~1来评价土的压缩性。值是判断土的压缩性高低的一个重要指标。2~1的大小将地基土的压缩性分为以下三类：当12~15.0Mpa时，为高压缩性土；当12111.05.0MpaMpa时，为中压缩性土；当1211.0Mpa时，为低压缩性土。7、计算某一荷载范围的压缩模量sE：e1e2ep1p2P(kPa)M1M2图6—2压缩曲线α1221ppeeaeEis1（6-6）式中ie—孔隙比；—压缩系数。8、试验记录与计算：含水率试验记录试样编号盒质量（g）盒加湿土质量（g）盒加干土质量（g）湿土质量（g）干土质量(g)含水率（%）平均含水率（%）325.9135.6114.2109.788.324.2424.2925.9135.6114.2109.788.324.2425.9135.6114.1109.788.224.38密度试验记录试样编号环刀号环刀加湿土质量（g）环刀质量（g）湿土质量（g）环刀容积（cm3）湿密度（g/cm3）平均湿密度（g/cm3）含水率（%）干密度（g/cm3）平均干密度（g/cm3）31155.843.3112.5601.8751.878524.291.5091.51152156.243.3112.9601.88224.291.514压缩曲线固结试验记录试样编号：3试样面积：30㎜2试验前孔隙比0e：0.5799土粒相对密度sd：2.3878g/cm3试验前试样高度0h：20mm试验日期：2015年11月27日试样密度及含水量w的测定记录见下面表格。试验前ρ＝1.8785g/cm3试验前ω=24.29%压力（kg/cm2）0.51.02.03.04.0土样1初时刻读数(mm)9.9859.9859.9859.9859.985土样1末时刻读数(mm)9.2438.8558.3808.0827.811土样1形变量(mm)0.7421.1301.6051.9032.174土样2初时刻读数(mm)9.4019.4019.4019.4019.401土样2末时刻读数(mm)8.3217.6416.6505.9915.490土样2形变量(mm)1.0801.7602.7513.4103.911平均形变量Si(mm)0.9111.4452.1782.6573.043各级荷载作用下压缩稳定后试样的孔隙比)1)(/(000ehSeeii0.50790.46580.40780.37000.3395122121ppeea0.58（Mpa-1）该土为高压缩性土五、实验分工与体会实验分工：实验前期，组内三名男同学到实验室外取土，一名女同学在实验室内擦拭、看护实验仪器。在固结实验中，由于操作相对较简单，所以一名同学加载砝码，一名同学读数，一名同学记录数据。然后四名同学轮换操作。实验结束后，全组成员清洗仪器，打扫实验台及附近卫生。实验体会：固结实验并不是很难，操作简单，原理易懂，但由于土的固结时间过长，所以在两次加载之间要经历相对较漫长的等待。虽然师兄说，如果读数长时间没有变化，就可以减少固结时间，但我们组认为做实验应该严谨，所以坚持等到实验规定时间之后才进行下一次加载。也是由于这一缘故，当其他组完成实验时，我们还有很多次加载没有完成。虽然实验结束时已经很晚了，但我认为这是值得的。在实验的过程中，我们保持了实验应有的客观、严谨、细心、耐心地原则，认真地完成了这次实验。