土工试验实训报告

1、土工测试实验报告书1.分级连续加载条件下的粘性土蠕变试验2.三轴压缩实验测土的抗剪强度参数3.duncan-chang模型参数的确定4.通过标准固结试验测固结系数5.剑桥模型的推导1 分级连续加载条件下的粘性土蠕变试验实验目的：通过测定试样在分级连续加载条件下固结引起的变形随时间的变化，分析试样得蠕变特性及相应的模型。实验器材：(试样采用非饱和的细粒土)固结容器：由刚性底座、护环、环刀、上环、透水板、加压上盖和密封圈组成。(1)环刀：直径61.8mm,高度20mm一端有刀刃，应具有一定刚度，内壁应保持较高的光洁度，宜涂一薄层硅脂和聚四氟乙烯。(2)透水板：由氧化铝或不受腐蚀的金属材料制成。渗透

2、系数应大于试样的渗透系数。试样上部透水板直径宜小于环刀内径0.20.5mm,厚度5mm(3)变形量测设备：量表，单位为0.1mm。(4)加荷设备：祛码、杠杆加压设备。实验步骤：1 .制备土样将土块加水饱和，尽量搅拌至各处含水率均匀，备用。用电子秤秤环刀的重量。2 .取土样用环刀切取已准备好的土样，用工具沿环刀高度切平土面，去掉多余的土、用水浸湿，将滤纸盖在土样的两边，再次称量重量。3 .安装土样将环刀和土样一起放入固结盒，在土样上下各放置一块透水石，盖上加压盖，安装到加载装置上。4 .调平将加压杠杆调平，装好量表，调至零点。5 .分级加载分为4个荷载等级加载：60kpa,120kpa,180k

3、pa,240kpa,分别为并在每级荷载下记录0s,15s,2min15s,4min,6min15s,9min,12min15s,16min220min15s时的量表读数。6 .实验结束清理仪器，整理数据。数据整理及实验分析：室内分级加载固结蠕变实验结果如表1及图1所示：表1各级荷载下土的应变(mm图1各种荷载作用下的蠕变曲线蠕变是在恒定应力作用下变形随时间增长的现象。图1是土样在各种荷载作用下的蠕变曲线，在各级荷载作用下，土体的蠕变曲线非常相似。经历了加载时的瞬时变形、随时间急剧的变形，如果时间够长，还可以观察到随时间缓慢增加并趋于稳定的阶段，且荷载越大，变形越大，达到稳定的时间越长。从而粘性

4、土的蠕变8、应力(T与时间t的关系：£=f(T,t)且为非线性蠕变关系。基本流变元件有虎克弹簧、牛顿粘壶及圣维南刚塑体三种，计算模型都是由以上三种线性基本元件组合而成。由于应变随时间最后达到稳定状态，则可以用麦钦特(merchant)模型来描述，该模型由虎克弹簧和伏埃脱体串联而成，如图2所示。在常应力作用下，有如下关系：e=(r/e0+o-11-exp(-e1t/k1)/e1图2merchant模型7 三轴压缩实验测土的抗剪强度参数试验目的：三轴压缩实验是测定土的抗剪强度的一种比较完善的室内试验方法，通过本试验主要是让我们熟悉重塑土样的制作方法以及熟练掌握应变式控制三轴仪的操作规程，

5、再利用摩尔一库伦破坏准则确定土的抗剪强度参数。试验原理：本试验采用一个圆柱形试样，分别在不同的围压下进行固结不排水剪切，分别测得三个不同围压下测得土的抗剪强度，利用摩尔一库伦破坏准则确定土的抗剪强度参数。试验仪器：应变控制式三轴剪切仪，三轴压力室、轴向加荷系统，轴向压力量测系统、周围压力稳定系统、孔隙水压力量测系统、轴向变形量测系统，反压力体变系统组成。附属设备：(1)变形量测设备：量表，单位为0.01mm,(2)固结容器。由环刀、护环、透水石、加压上盖等组成，土样面积12cm2,高度8cm=(3)其它：如击实筒、承膜筒、乳膜薄膜、橡皮膜、橡皮筋、吸水球、滤纸、钢丝锯、饱和器、对开圆模、不透水

6、板和2mn#。试验步骤：1、用击实器制备重塑土样，分五层击实，每一层之间应当刮毛，这样能保证重塑土样的连续性和完整性。2、试样安装把已检查过的乳膜薄膜套在承膜筒上，两端翻起，用吸水球从气嘴不断吸气使乳膜薄膜紧贴于筒壁，小心将它套在试样外面；然后让气嘴放气，使橡皮膜紧贴试样周围，翻起橡皮膜两端，用橡皮筋圈将橡皮膜下端紧扎在底座上。打开与试样帽连通的阀门，让量水管中的水流入试样帽，并连同透水石，滤纸放在试样的上端，排尽试样上端及量管系统的气泡后关闭阀门，将橡皮膜上端翻贴在试样帽上并用橡皮筋圈扎紧。装上压力室罩，此时，活塞应放在最高位置，以免和试样碰撞，拧紧压力室罩密封螺帽，并使传压活塞于土样帽接触

7、3、试样固结向压力室内施加试样的周围压力，周围压力的大小一般应等于和大于覆盖压力，但由于受仪器本身的限制，最大周围压力一般不超过0.6mpa(低压三轴仪)4、试样剪切转动细档手轮使试样帽与活塞及测力计接触，装上轴向变形指示计，调整量测轴向变行的位移计的初读数和轴向压力测力计的初读数。开动电机，剪切应变速率为0.5mm/min。在试样的剪切过程中记录测力计读数和轴向变形指示计的读数。当第一级加载完毕后，卸除围压，重新施加下一级围压，进行排水固结，固结完成后继续剪切；第二级加载完毕后，再施加第三级围压进行固结不排水剪切，直到试验结束。5、试验结束，关电动机，卸除周围压力并取出试样，描述试样破坏时的

8、形状。6、成果整理 计算固结后的高度和面积?v1?vhc?ho(1?0)?ho(1?)3?ho(1?)vo3vo?v22?vac?do(1?o)?do(1?)3?ao(1?)44vo3vo?2式中：vo,ho,do试样固结前的体积，高度和直径?v试样固结后的体积改变量ac,hc试样固结后的平均断面积和高度 计算试样剪切过程中的平均断面积和应变值?1?hhcaa?式中：ac1?1?1试样剪切过程中的轴向应变（）?h-试样剪切时白轴向变形（mm）aa试样剪切过程中的平均断面积（cm2） 计算主应力差：？1?3?10cr（1?1）cr?10aaac式中：c测力计率定系数（8.789n/0.01mm）

9、r测力计读数（0.01mm）10单位换算系数 以主应力差？1?3为纵坐标，以轴向应变？1为横坐标，绘制主应力差与轴向应变关系曲线。 以剪应力？为纵坐标，以法向应力？为横坐标，在横坐标轴以破坏时的?1f?3f2为圆心，以?1f?3f2为半径，绘制破坏总应力圆，并绘制不同围压下诸破坏总应力圆的包线，即计算出内包线的倾角为内摩擦角？cu,包线在纵坐篇二：土工实验报告士工试验报告班级：建工三班专业：建筑工程技术组号：第五组姓名：路兆兆刘昕刘势豪刘向辉2014年12月试验四压缩试验（杠杆式压缩仪法）一、试验目的测定试样在侧限与轴向排水条件下的变形和压力或空隙比和压力的关系曲线。并根据孔隙比与压力的关系曲

10、线计算出压缩系数和压缩模量等土的压缩性指标，以便判断土的压缩性和计算基础沉降时用。二、试验方法快速固结试验法三、仪器设备（1）固结容器；由环刀（内径61.8mm,高度为20mm,护环，透水版，水槽，加压上盖等组成。(2)加压设备；可采用量程为510kn的杠杆式，磅秤式或其他加压设备。(3)变形量测设备；可采用量程为10mm最小分度值为0.01的百分表，也可采用准确度为全量程0.2%的位移传感器。(4)其他；刮土刀，钢丝锯，天平，秒表，滤纸等。四、操作步骤(1)根据工程需要，切取原状土试样或人工制备扰动土的试样。(2)从固结容器中取出环刀，按密度实验方法切取试样，然后称环刀和式样的总质量，扣除环

11、刀质量既得湿式样的质量，并计算出土的密度。(3)用切去试样时修下的土测定含水率。(6)施加1kn的预压力使试样与仪器上下各部件之间接触，将百分表或传感器调整到零位或测度初读数。(7)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。第一等级压力的大小应使土的软硬程度而定，宜为12.5,25,或50kpa。最后一级压力应大于土的自重应力与附加应力之和。只需测定压缩系数时，最大压力不小于400kpa.(1)四、试验注意事项1 .首先装好试样，再安装量表。在装量表的过程中，小指针需调至整数位，大指针调至零，量表杆头要有一定的伸缩范围，

12、固定在量表架上。2 .加荷时，应按顺序加祛码；试验中不要震动实验台，以免指针产生移动。五、成果整理1 .按下式计算试样的初始孔隙比e0e0=gs(1?w0)?w?0?1式中：gs土粒的比重；w0压缩前试样的含水量；?w水的密度(g/cm3)?0压缩前试样的密度(g/cm3)h01?e02 .计算试样的颗粒(骨架)净高hshs=式中：h0一试样初始高度(mm3.计算某级压力下变形稳定后的孔隙比eiei=e0?hhsi式中：?hi一某级压力下试样高度的累计变形量，mma1?2=eiei?1pi?1?pi(mpa-1)4 .计算某级压力下的压缩系数a1-2和压缩模量es1?eies=a1?2(mpa

13、-1)式中pi某一级荷重值，mpa求压缩系数a1-2时，统一规定：p1=100kpa,p2=200kpa。5 .作孔隙比e和压力p的关系曲线，并将计算结果填入成果表中。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。注意：最后为压力与孔隙比的曲线，以平滑曲线连接。y轴孔隙比无需从0开始，下为图例试验四压缩试验记录(杠杆式压缩仪法)班级组别姓名日期压缩系数a1-2mpa-1属压缩性土(判定方法见p36页)pka试验五直接剪切试验一、试验目的士的抗剪强度是在土的外力作用下其一部分土体对于另外一部分土体滑动时所具有的抗剪切的极限强度。测定土的抗剪强度，可以提供计算地基强度和地基稳定性

14、用的基本指标，即土的内聚力和内摩擦角。二、试验方法慢剪实验：土样在某一级垂直压力作用下，排水固结变形稳定后，在缓慢加水平剪应力剪切。固结快剪试验：先使土样在某荷重下固结至排水变形稳定，在以较快速度施加剪力剪切。快剪实验：在试样上施加垂直压力后，立即施加水平剪切力剪切，实验过程不发生固结排水情况。本次试验采用直剪快剪法三、仪器设备1.应变控制式直接剪切仪：如图1,有剪力盒、垂直加压框架、测力计等。2.其它：量表、祛码等。图1应变控制式直剪仪结构示意图篇三：土工实验指导书及实验报告士工实验指导书及实验报告编写毕守一安徽水利水电职业技术学院二oo九年五月目录实验一试样制备实验二含水率试验实验三密度试

15、验实验四液限和塑限试验实验五颗粒分析试验实验六固结试验实验七直接剪切试验实验八击实试验土工试验复习题实验一试样制备一、概述试样的制备是获得正确的试验成果的前提，为保证试验成果的可靠性以及试验数据的可比性，应具备一个统一的试样制备方法和程序。试样的制备可分为原状土的试样制备和扰动土的试样制备。对于原状土的试样制备主要包括土样的开启、描述、切取等程序；而扰动土的制备程序则主要包括风干、碾散、过筛、分样和贮存等预备程序以及击实等制备程序，这些程序步骤的正确与否，都会直接影响到试验成果的可靠性，因此，试样的制备是土工试验工作的首要质量要素。二、仪器设备试样制备所需的主要仪器设备，包括：(1)孔径0.5

16、mn2mmFn5mm勺细筛；(2)孔径0.075mm的洗筛；(3)称量10kg、最小分度值5g的台秤；(4)称量5000g、最小分度值1g和称量200g、最小分度值0.01g的天平；(5)不锈钢环刀(内径61.8mn高20mm内径79.8mn高20mm或内径61.8mn高40mm；(6)击样器：包括活塞、导筒和环刀；(7)其他：切土刀、钢丝锯、碎土工具、烘箱、保湿器、喷水设备、凡士林等。三、试样制备(一)原状土试样的制备步骤1 、将土样筒按标明的上下方向放谿，剥去蜡封和胶带，开启土样筒取土样。2 、检查土样结构，若土样已扰动，则不应作为制备力学性质试验的试样。3 、根据试验要求确定环刀尺寸，并

17、在环刀内壁涂一薄层凡士林，然后刃口向下放在土样上，将环刀垂直下压，同时用切土刀沿环刀外侧切削土样，边压边削直至土样高出环刀，制样时不得扰动土样。4 、采用钢丝锯或切土刀平整环刀两端土样，然后擦净环刀外壁，称环刀和土的总质量。5 、切削试样时，应对土样的层次、气味、颜色、夹杂物、裂缝和均匀性进行描述。6 、从切削的余土中取代表性试样，供测定含水率以及颗粒分析、界限含水率等试验之用。7 、原状土同一组试样间密度的允许差值不得大于0.03g/cm,含水率差值不宜大于2%(二)扰动土试样的制备步骤1 、扰动土试样的备样步骤(1)将土样从土样筒或包装袋中取出，对土样的颜色、气味、夹杂物和土类及均匀程度进

18、行描述，并将土样切成碎块，拌和均匀，取代表性土样测定含水率。(2)先将土样风干或烘干，然后将风干或烘干土样放在橡皮板上用木碾碾散，对不含砂和砾的土样，可用碎土器碾散，但在使用碎土器时应注意不得将土粒破碎。(3)将分散后的土样根据试验要求过筛。对于物理性试验土样，如液限、塑限等试验，过0.5mm筛；对于力学性试验土样，过2mn#;对于击实试验土样，过5mm#。对于含细粒土的砾质土，应先用水浸泡并充分搅拌，使粗细颗粒分离后，再按不同试验项目的要求进行过筛。32、扰动土试样的制样步骤(1)试样制备的数量视试验需要而定，一般应多制备12个试样以备用。(2)将碾散的风干土样通过孔径2mm5mm勺筛，取筛

19、下足够试验用的土样，充分拌匀，并测定风干含水率，然后装入保湿缸或塑料袋内备用。(3)根据环刀容积及所要求的干密度，按式(1-1)计算试样制备所需的风干土质量:(1-1)g);计算制备试样所需的加水量：式中mw制备试样所需要的加水1-2)计算得到的加水量，用量筒m0?(1?0.01w0)?dv式中m0制备试样所需的风干含水率时的土样质量(w0一风干含水率(%;?d试样所要求的干密度(g/cm3);v试样体积(cm)。(4)根据试样所要求的含水率，按式(1-2)mw?m0?0.01(w1?w0)1?0.01w0(1-2)3量(g);w1一试样所要求的含水率(衿；(5)称取过筛的风干土样平铺于搪瓷盘

20、内，根据式(量取，并将水均匀喷洒于土样上，充分拌匀后装入盛土容器内盖紧，润湿一昼夜。(6)测定润湿土样不同位谿处的含水率，不应少于两点，一组试样的含水量与要求的含水量之差不得大于土1%(7)扰动土试样的制备，可采用击样法、压样法和击实法。？击样法篇四:士工实验报告2013士工实验指导书及报告刘宇张素华编班级学号姓名河南理工大学土木工程学院2013年9月目录实验一测定砂土的粒度成分1实验二实验三实验四实验五实验六实验七试验八测定土粒密度4测定土的密度7测定土的含水率9测定土的液限和塑限11测定土的压缩性指标(一)14测定土的压缩性指标(二)17测定土的抗剪强度指标20实验一测定砂土的粒度成分(筛

21、析法)一、基本原理筛析法是利用一套孔径不同的标准筛来分离一定量的砂土中与筛孔径相应的粒组，而后称量，计算各粒组的相对含量，确定砂土的粒度成分。此法只适用于分离粒径大干0.075mm的粒组。二、仪器设备(1)标准筛一套，孔径为5mm2mm1mm0.5mm0.25mm0.075mm；(2)电子天平；感量为0.01g;(3)磁钵及橡皮头研棒；(4)毛刷、白纸、尺等。三、操作步骤1.制备土样(1)风干土样，将土样摊成薄层，在空气中放12d,使土中水分蒸发。若土样已干，直接使用。(2)若试样中有结块时，可将试样到入磁钵中，用橡皮头研棒研磨，使结块成为单独颗粒为止。但须注意不要把颗粒研碎。(3)从松散的或

22、研散的土样中取代表性试样，最大粒彳5小于2mn#,取100300g;最大粒径为2100mm的，取300900g；最大粒径为1020mm勺，取10002000g最大粒径为2040mm勺，取20004000g最大粒彳5大于40mnW,取4000g以上。用四分法来选取试样，方法如下：将土样拌匀，倒在纸上成圆锥形，用尺以圆锥顶点为中心，向一定方向旋转，使圆锥成为12cm厚的圆饼状。继而用尺划两条相互垂直的直线，使土样分成四等份，取走相同的两份，将留下的两分样拌匀；重复上述步骤，直到剩下的土样约等于需要量为止。2.过筛及称量(1) 用电子天平称取一定量的试样(ms),准确到0.1g,记录之。(2) 检查

23、标准筛是否按顺序(大孔径放在上面，小孔径放在下面)叠好，筛孔是否干净，若夹有土粒，需刷净。然后将已称量的试样到入顶层的筛盘中，盖好盖，用摇筛机或手进行筛析，振摇时间一般为10-15min,然后按顺序将每只筛取下，在白纸上用手将筛盘轻叩.摇晃，直到筛净为止。将漏在白纸上的土粒例入下一层筛盘内，按此顺序，直到最未一层筛盘筛净为止。(3) 称量留在各筛盘上的土粒mi,准确至0.1g,并测量试样中最大颗粒的直径。若大于2mm1勺颗粒超过50%.则应再用粗筛进行分析；若粒径小于0.075mm的含量大于50%,则该土不是砂土，而是细粒土，将这一部分用沉降法继续分析。四、注意事项1 、在筛析进行中.尤其是将

24、试样由一器皿倒入另一器皿时，要避免微小颗粒的飞扬。2、过筛后，要检查筛孔中是否夹有颗粒，若夹有颗粒，应将颗粒轻轻刷下，放入该筛盘上的土样中，一并称量。五、实验记录筛析法实验记录表六、成果整理(附计算过程)2 、计算各粒组的百分含量，准确至小数后一位。xi?mms?100%式中：xi一粒组百分含量，%;mi某粒组质量，g;ms-试样质量，g。注意：各筛盘及底盘上土粒的质量之和与筛前所称试样的质量之差不得大于1%;否则，应重新实验。苦两者差值小于1%,可视实验过程中误差产生的原因，分配给某些粒组；最终各粒组百分含量之和应等于100%。3 、根据试样的粒度成分定出土的名称，绘制累汁曲线，求不均匀系数

25、co和曲率系数cc,并说明该土的均一性。实验二测定土粒密度(比重瓶法)一、基本原理土粒密度是指土的固体部分的单位体积的质量。土的固体部分质量可用精密天平测得，相应之土粒的体积，一般应用测量排除与土粒同体积之液体的体积的方法测得，通常用比重瓶法测定土粒的体积。此法适用于粒径小于5mm或者含有少量5mm1粒的土。粒径大于5mm的土，则用虹吸筒法。该方法的原理是，将士颗粒放入盛有一定水位的虹吸简中，排开的水量即为试样的体积。对于砂土，可用大型的李氏比重瓶法，其原理与虹吸筒法相似。在用比重瓶法测定土粒体积时，必须注意所排除的液体体积确能代表固体颗粒的真实体积。土中含有气体，试验时必须把它排尽；否则，影

26、响测试精度。可用煮沸法或抽气法排除土内气体。所用的液体一般为蒸储水。若土中含有大量的可溶盐类、有机质、胶粒时，则可用中性液体，如煤油、汽油、甲苯和二甲苯，此时必须用抽气法排气。二、仪器设备1、比重瓶：容量为100cm3,有毛细式与长颈式两种；2、分析天平：感量为0.001g,称量为200g；3、砂浴（或可调电加热器）；4、真空抽气设备；5、恒温水槽；6、温度计：测定范围为050C,精确至0.5C;7、其它：烘箱、蒸储水、中性液体、小漏斗、干毛巾、净的比重瓶在105110c下烘干；取出后置于干燥器内.冷却至室温称量后备用。三、操作步骤1、土样的制备取有代表性的风干土样约100g,充分研碎，并全部

27、过2mm#。把筛下试样放入烘箱，在105110c下烘至恒重，取出置于干燥器内，冷却至室温备用。2、测定干土的质量称制备好的试样约15g,通过漏斗倾入已知质量的比重瓶中，在天平上称瓶加土的质量,减去瓶的质量即得土粒质量m$3、煮沸（或抽气）排气1）煮沸排气：注蒸储水于盛有土样的比重瓶中至半满，轻摇比重瓶，使土粒分散；将瓶置于沙浴上煮沸，由开始沸腾时算起，若为砂土及亚砂土，煮沸时间应不少于30min,粘土及亚粘土应不少于1h以排除气体。2）抽气排气：将盛有土样及半满蒸储水之比重瓶放在真空排气缸内，接上真空泵，真空度应接近一个大气压，直至摇动时无气泡逸出为止，抽气时间一般为12h。4、测定瓶加水加土

28、之质量篇五：士工实验报告士工实验报告目录（河海大学）24281114162220台匕目匕31三轴固结不排水剪试验目的：cu试验是使试样先在某一周围压力作用下排水固结，然后在保持?不变的情况下，增加轴向压力直至破坏。1 .测定（？1?3）?a曲线与u?a曲线；2.确定总应力强度指标ccu,?cu,c?,?;3.测定孔隙应力系数a,b,a;4.测定不排水强度cu?3。试验原理：1.正常固结土对于正常固结土：ccu?c?0,?cu2.（1）弱超固结土：孔压下降较慢（2）强超固结土：发生剪胀现象，强度包线并不是直线，而是一条微弯曲线，且ccu,c?0,ccu?c?,?cu。固结不排水剪试验是使试样先在

29、某一周围压力作用下排水固结，然后，在保持不排水的情况下，增加轴向压力直至破坏。由不同围压作用得出不同应力圆，然后根据摩尔一一库仑理论，求得抗剪强度参数。三、试验仪器：三轴压力室；加压系统（围压加压系统、轴压加压系统）；量测系统（孔压量测系统、体变量测系统）；附属设备：击实筒、饱和器、切土盘、切土器及切土架、分样器、承膜筒、天平、量表、空压机。四、试验步骤：1.试样制备：采用人工击实法制备土样，注意击实分5层，测定土样？，？；2.试样抽气饱和：使饱和度sr>95%;3.试样安装：从饱和器中取出试样，在侧面贴上7条6mm左右湿滤纸条，底部顶部放上滤纸，再开孔隙压力阀及量管阀，使仪器底座充水排气，关阀。仪器底座放透水石，再放上湿滤纸，放谿试样。将橡皮膜套在承膜筒内，两端向外翻出，用吸球从吸嘴吸气，使橡皮膜贴紧承膜筒内，然后将承膜筒套在试样外，放气，翻起橡皮膜，取出承膜筒。用橡皮筋将橡皮膜下端扎紧在仪器底座上。用软刷子或双手自下向上轻持久试样，以排除试样与橡皮膜之间的气泡。打开排水阀，使水从试样帽徐徐流出以排出管路中气泡，并将试样帽谿于试样顶端，