土的压缩固结试验

试验七 固结综合试验

一、基本原理 (一) 土的压缩性

土在外荷载作用下，其孔隙间的水和空气逐渐被挤出，土的骨架颗粒之间相互挤紧，封闭气泡的体积也将缩小，从而引起土层的压缩变形，土在外力作用下体积缩小的这种特性称为土的压缩性。

土的压缩性主要有两个特点：①土的压缩主要是由于孔隙体积减少而引进的。对于饱和土，土是由颗粒和水组成的，在工程上一般的压力作用下，固体颗粒和水本身的体积压缩量都非常微小，可不予考虑，但由于土中水具有流动性，在外力作用下会沿着土中孔隙排出，从而引起土体积减少而发生压缩；②由于孔隙水的排出而引起的压缩对于饱和粘性土来说是需要时间的，土的压缩随时间增长的过程称为土的固结。 (二) 土的压缩曲线及有关指标

固结试验(亦称压缩试验)是研究土的压缩性的基本的方法。固结试验就是将天然状态下的原状土或人工制备的扰动土，制备成一定规格的土样，然后置于固结仪内，在不同荷载和在完全侧限条件下测定土的压缩变形。

由固结试验可得到土的压缩变形ΔH 与荷载 p 之间的关系，并可进一步得到相应的孔隙比e 与荷载 p 之间的关系 ：e--p 曲线或e--lgp 曲线。

图7-1 固结试样中土样孔隙比的变化

如图7-1所示，设土样的初始高度为H 0，初始孔隙比为e 0 ，在荷载p 作用下，土样稳定后的总压缩量为ΔH ，假设土粒体积V s =1（不变） ，根据土的孔隙比的定义e=V v / V s ，则受压前后土粒体积不变，且土样横截面积不变，所以受

)

17(111000

?+Δ?=+=+e H H e H

e H

压前后试样中土粒所占的高度不变，因此，根据荷载作用下土样压缩稳定后的总于是有：

压缩量ΔH ，即可得到相应的孔隙比e 的计算公式：

)

27()1(00

0?+Δ?

=e H H

e e 1)

1(0

0?+=

w

s w G e 式中 ρρ

，其中，G s 为土粒比重，ω0为土样的初始含水

量，ρ0 为土样的初始密度(g/cm 3)，ρw 为水的密度(g/cm 3) 。

e ，从而可绘制出土的如此，根据式(7-2)即可得到各级荷载p 下对应的孔隙比e-p 曲线及e-lgp 曲线等。 1. e-p 曲线及有关指标

图7-2 土的压缩曲线

通常将由固结试验得到的直角坐标系绘制成如图(7-2)所示以看出，由于软粘土的压缩性大，当发生压力变化Δp 时，则相应的比由e 1 减小到e 2 ，当压力e-p 关系，采用普通的e-p 曲线。 (1) 压缩系数a

从图(7-2)可孔隙比的变化Δe 也大，因而曲线就比较陡；反之，像密实砂土的压缩性小，当发生相同压力变化Δp 时，相应的孔隙比的变化 Δe 就小，因而曲线比较平缓，因此，土的压缩性的大小可用e-p 曲线的斜量来反映。

如图(7-2)所示，设压力由p 1 增至 p 2 ，相应的孔隙变化范围不大时，可将该压力范围的曲线用割线来代替，并用割线的斜量来表示土在这一段压力

范围的压缩性，即：

)

37(tan 1

22

1??=ΔΔ?

==?p p e e p e

a α式中， a 为土的压缩系数(MPa -1) ，压缩系数愈大，土的压缩性愈高。

图7-3 由压缩曲线确定压缩指标

从图7-3a)还可以看出，小有关。为了便于比较，一般采用压力间隔p 1=100kPa 至 p 2=200kPa 时对应的压缩系数a 1-2 来评价土e-p 曲线，还可以得到另一个压缩指标—压缩模量用E s 来表示。其定义为件下竖向应力增量Δp 与相应的应变增量Δε的比值，由图7-4可得式中，压缩系数a 值与土所受的荷载大的压缩性。

(2)压缩模量 E s

由土在完全侧限的条到:

)

7(/1

?Δ=

Δ=

H H E s ε4ΔΔp p E s 为压缩模量 (mPa) 。

图7-4 侧限条件下土样高度变化与孔隙比变化的关系

在无侧向变形，即横截面积不变的情况下，同样根据土粒所占高度不变的条件，土样高度的变化ΔH 可用相应的孔隙比的变化Δe= e 1 -e 2 来表示：

得到

将式(7-5)代入式(7-4)

压缩系数a 一样，压缩模量E s 也不是常数，而是随着压力的变化而变化。小；在压力大的时候，压缩系数a 小，100kPa 至200kPa 时可根据实际竖向应力的大小，在压缩曲线上取相应的2.

当土体加压到某一荷载值p 后不再加压，逐级进行卸载直至零，并且测得各卸载等级下土样回弹稳定后的高度，进而换算得到相应的孔隙比，即可绘制出卸载阶段的关系曲线，如图中bc 曲线所示，称为回弹曲线(或膨胀曲线)。从图中还可以看到，回弹曲线不与初始加载的曲线ab 重合，当卸载至零时，土样的孔隙比没有恢复到初始压力为零时的孔隙比e 0 。这就显示了土残留了一部分压缩变形，称之为残余变形，但也恢复了一部分压缩变形，称之为弹性变形。

若对土样重新逐级加压，则可测得土样在各级荷载作用下再压缩稳定后的孔隙比，相应地可绘制出再压缩曲线，如图7-5a 中cdf 曲线所示。可以发现其中df 段象是ab 段的延续，犹如期间没有经过卸载和再压缩的过程一样。

得：同显然在压力小的时候，压缩系数a 大，压缩模量E s 压缩模量E s 大。在工程上，一般采用压力间隔对应的压缩模量 E s1-2 ；也值计算压缩模量。

土的回弹曲线和再压缩曲线i )

57(111121?+?Δ2

2

1

=+=+e H H e H e H )

67(1

111

21?Δ=

=

Δ?H e

H H 11++e e e e )

717()1/(/111?+=

+Δ=Δ=a

e e H H E s ΔΔe p

p

图7-5 土的回弹-再压缩曲线

3. e-lgp 曲线及有关指标

当采用半对数的直角坐标来绘制固结试验关系曲线时，就得到了e-l p 曲线(如图7-2b)，可以看到，在直线，这是这种表示方法区别于e-p 曲线的独特的优点。它通常用来整理有特殊要求的试验，如先期固结5a)中的回弹再压缩曲线也可绘制成e-lgp 曲线(如图7下式所示：

压缩指数C 与压缩系数a 不同，a 值随压力变化而变化，而C c 值在压力较大

称为回弹指数或再压缩指数 C c 。 4上所曾经承受过的最大固结压力称为先期固结压力，也就是土体在固结力)然土层划分为下沉固结土、超固结土和欠固结土三类固结状g 压力较大部分，e-lgp 关系接近压力的确定，同样，图7--5b)。

(1) 压缩指数、回弹指数

将图7-3b)中e-lgp 曲线段的斜量用C c 来表示，称为压缩指数，无量纲，如

)

87(2

12

1?lg lg lg 1

2

1

2?=

?=e e e e C ?p p p p c c 时为常数，不随压力变化而变化，C c 值越大，土的压缩性则越高。卸载段和再压缩段的平均斜量(如图7-5b). 先期固结压力

土层历史过程中所受的最大有效应力，用p c 来表示，先期固结压力是一个非常有用的量和概念，是了解土层应力历史的指标。

通过先期回结压力p c 与土层自重应力p 0 (即自重作用下固结稳定的有效应状态的比较，可将天态，并用超固结比OCR=p c /p 0 去判别：

(1)如果土层的自重应力p 0 等于前期固结压力p c ，也就是说土自重应力就是该土层历史上受过的最大有效应力，这种土称为正常固结土，则OCR=1。

中的竖向有效压应力减少了，则

OCR 在自重程需要，固结试验可以进行如下方法的试验：①标准固结试验；②快速固形与压比与压力的关系及变形与时间的关系，并可确定土的压缩系数a 、压缩等比例综合固结度进行修正。 1. 仪、护环、透水板、加压上盖待组成，土样面积30cm 2或50 cm (2)如果土层的自重应力p 0 小于前期固结压力p c ，也就是说该土层历史上受过的最大的有效压力大于土自重应力，这种土称为超固结土，如覆盖的土层由于被剥蚀等原因，使得原来长期存在于土层>1。

(3)如果土层的前期固结压力p c 小于土层的自重应力p 0 ，也就是说该土层作用下的固结尚未完成，这种土称为欠固结土，如新近沉积粘性土、人工填土等，由于沉积的时间短，在自重作用下还没有完全固结，则OCR<1。 二、试验方法

根据工结试验；③应变控制连续加荷固结试验。

通过固结试验，可以测定试样在侧限与轴向排水条件下的变形与压力的关系、孔隙比与通过固结试验，可以测定试样在侧限与轴向排水条件下的变力的关系、孔隙模量E s 、体积压缩系数m V 、压缩指数C c 、回弹指数C s 、竖向固结系数

C v 以及先期固结压力p c 。

以下主要介绍快速固结试验。 （一）、快速固结试验

对于计算精度要求不高，而渗透性又较大的土用不需要固结系数时，可采用快速固结试验方法。快速固结试验法规定在各级压力下的固结时间为1h ，仅最后一级压力延长至24 h ，并以器设备

(1) 固结容器。由环刀2，高度2 cm ，如图7-6所示。

图7-6 固结容器示意图

(2) 加荷设备。可采用量程为秤式或气压式等加荷设备。 也可 2. 需要选择面积为30cm 2或50 cm 2的切土环刀，环刀内侧涂上一层薄薄刀偏心入土，应使整修土样进入环刀并凸出环并在余土中取代表性土样测定其含水量，然后用圆玻璃片将带有试样的切土样刀(刀口向下)，在土样两端器，准确地放在加荷横梁的中心，如杠杆式固结仪，

5～10kn 的杠杆式、磅(3) 变形量测设备。可采用最大量程10mm 、最小分度值0.01 mm 的百分表，采用准确度为全量程0.2%的位移传感器及数字显示仪表或计算机。

(4) 毛玻璃板、圆玻璃板、滤纸、切土刀、钢丝锯和凡士林或硅油等。试验步骤

(1) 按工程的凡士林或硅油，刀口应向下放在原状或人工制备的扰动土上，切取原状土样时应按天然状态时垂直方向一致。

(2) 小心地边压边削，注意避免环刀为止，然后用钢丝锯(软土)或用修土刀(较硬的土或硬土)将环刀两侧余土修平，擦净环刀外壁。

(3) 测定土样密度，环刀两端盖上，防止水分蒸发。

(4) 在固结仪的固结宣传品内装上应贴上洁净而湿润的滤纸，再用担环螺丝将导环置于固结，然后放在透水石和传夺活塞以及定向钢球。

(5) 将装有土样的固结容

应调百分表或位移传感器至“0”读数，并按工程需要确定加压等级、测定项目用12.5kpa ，25 kpa ，50 kpa ，200 kpa ，400 kpa ，800 kpa ，160结容器的水槽中注水浸结束时，应先排队固结容器内水分，然后拆除容器内各部件，取验前后土样含水量 h 。

定后土的孔隙比e 0： 式中 e ∑△h i ——某级压力下试样固结1h 的累计变形量(cm)；

∑△h n )t 或k=(∑△e n )T /(∑△e n )t )；

整杠杆平衡，为保证试样与容器上下各部件之间接触良好，应施加1kpa 预压荷载；如采用气压式压缩仪，可按规定调节气压力，使之平衡，同时使各部件之间密合。

(6) 调整以及试验方法。

(7) 加压等级可采0 kpa ，3200 kpa 。第一 大小视土的软硬程度，分别采用12.5 kpa ，25 kpa 或50 kpa ；最后一级压力应大于土层的自重应力与附加应力之和，或大于上覆土层的计算压力100～200 kpa ，但最大压力不应小于400 kpa 。

(8) 对于饱和试样，在试样受第一级荷重后，应立即向固没试样，而对于非饱和土样，须用湿棉纱或湿海绵覆盖于加压盖板四周，避免水分蒸发。

⑼ 当试验出带环刀的土样，必要时，揩干试样两端和环刀外壁上的水分，测定试验后的密度和含水量。 3. 成果整理

(1) 计算试(2) 计算试验前后土样密度 (3) 计算试样初始孔隙比e 0。(4) 计算试样的颗粒(骨架)净高(5) 按式(7-9)计算某级压力下固结稳

)

97(0?Δ?

?=∑s

i

i h h

k e e i ——某级压力下的孔隙比；

k——校正系数，k=(∑△h n )T /( (∑△h n )t ——最后一级压力下试样固结1h 的总变形量(cm (∑△h n )T ——最后一级压力下试样固结24h 的总变形量(cm)； (∑△e n )T ——最后一级压力下试样固结1h 的孔隙比总减缩量；

(∑△e n )t ——最后一级压力下试样固结24h 的孔隙比总减缩量； )。

a V 和压缩模量E S 。 4.

(6)绘制e-p 曲线或e-lgp 曲线

以孔隙比e 为纵坐标，压力p 为横坐标，绘制e-p 曲线(可绘制在表7-3中(7)计算某一压力范围内压缩系数试验记录

表7-1试验前后含水量测定记录表工程名称： 试验者： 工程编号： 计算者： 试验日期： 校核者：

表7-2试验前后密度测定记录表)

程名称： (环刀法工 试验者： 工程编号： 计算者： 试验日期： 校核者：

表7-3快速固结试验记录

工程名称：试验者：

工程编号：计算者：

试验日期：校核者：

密度g/cm3比重= 含水量= %

试验前试样高度= cm 试验前孔隙= 颗粒净高= % 校正系数=

压力读数各级测微压缩孔隙校正校正压缩压缩

荷重压缩时间表读

数

量比减

量缩

前孔

隙比

后孔

隙比

系数

时间模量

孔

隙

比

e

压力p(kPa)

试验四 侧限压缩试验

试验四侧限压缩试验 一、试验目的 本试验之目的在于测定土的沉降变形，了解土体在侧限条件下的变形与时间～压力的关系，结合其它试验指标配合计算土的压缩系数、压缩模量，确定土压缩性的高低。 试验要求：由实验室提供试样，学生在实验教师指导下制备固结试样、测定土样的压 和Es，判断该土样的压缩性，观察并缩性，绘制该土样的压缩曲线（e～p曲线）、求出 v 阐述土的变形与时间这一重要特征。 二、试验原理 侧限压缩试验又称固结试验。土体的固结是指土体在外力作用下，土体中的水和气体被逐渐排走，孔隙体积减小，土颗粒之间重新排列的现象。 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，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。 三、标准固结法 1.仪器设备 （1 加压上盖组成，见图5—1； （2）环刀：高20mm，面积30cm2 （3 GB／T15406的规定。 （4）变形量测设备：量程10mm 为0.01mm的百分表或准确度为全量程 传感器。 （5）其它：开土刀、过滤纸等。 2.操作步骤 (1)试样制备：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。试样需要饱和时，应按规定进行抽气饱和； (2)在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)施加lkPa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读初读数，通常将百分表测距调到大于8mm； （4）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。只需测定压缩系数时，最大压力不小于400kPa； （5）需要确定原状土的先期固结压力时，初始段的荷重率应小于1，可采用0.5或0.25。 施加的压力应使测得的e～log p曲线下段出现直线段。对超固结土，应进行卸压、再加压来 评价其再压缩特性； （6）对于饱和试样，施加第一级压力后应立即向水槽中注水浸没试样。非饱和试样进行压缩试验时，须用湿棉纱围住加压板周围； （7）需要测定沉降速率、固结系数时，施加每一级压力后宜按下列时间顺序测记试样的高度变化。时间为6s、15s、lmin、2minl5s、4min、6minl5s、9min、12minl5s、16min、

土工试验操作规程

试样制备 1.1.1 本试验方法适用于颗粒粒径小于60mm的原状土和扰动土。 1.1.2 根据力学性质试验项目要求，原状土样同一组试样间密度的允许差值为0.03g/cm3；扰动土样同一组试样的密度与要求的密度之差不得大于±0.01 g/cm3；一组试样的含水率与要求的含水率之差不得大于±1%。 1.1.3 试样制备需的主要仪器设备，应符合下列规定： 1 细筛：孔径0.5mm，2mm。 2 洗筛：孔径0.075mm。 3 台秤和天平：称量500g，最小分度值0.1g；称量200g，最小分度值0.01g。 4 环刀：不锈钢材料制成，内径61.8mm和79.8mm，高20mm；内径61.8mm，高40mm。 5 其他：包括切土刀、钢丝锯、碎土工具、烘箱、保湿缸、喷水设备等。 1.1.4 原状土试样制备，应按下列步骤进行： 1 将土样筒按标明的上下方向放置，剥去蜡封和胶带，开启土样取出土样。检查土样结构，当确定土样已受扰动或取土质量不符合规定时，不应制备力学性质试验的试样。 2 根据试验要求用环刀切取试样时，应在环刀内壁涂一薄层凡士林，刃口向下放在土样上，将环刀垂直下压，并用切土刀沿环刀外侧切削土样，边压边削至土样高出环刀，根据试样的软硬采用钢丝锯或切土刀整平环刀两端土样，擦净环刀外壁，秤环刀和土的总质量。 3 从余土中取代表性试样测定含水率，比重、颗粒分析、界限含水率等项试验的取样，应按本标准第1.1.5条2款步骤的规定进行。 4 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，对低塑性和高灵敏度的软土、制样时不得扰动。 1.1.5 扰动土试样的备样，应按下列步骤进行： 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 对均质和含有机质的土样，宜采用天然含水率状态下代表性土样，供颗粒分析、界限含水率试验。对非均质土应根据试验项目取足够数量的土样，置于通风处凉干至碾散为止。对砂土和进行比重试验的土样宜在105～110℃温度下烘干，对有机质含量超过5%的土、含石膏和硫酸盐的土，应在65～70℃温度下烘干。 3 将风干或烘干的土样放在橡皮板上用橡皮锤碾散。 4 对分散后的粗粒土和细粒土，应按本标准表B.1.1的要求过筛。对含细粒土的砾质土，应先用水浸泡并充分搅拌，使粗细颗粒分离后按不同试验项目的要求进行过筛。 含水率试验 2.1.1 本试验方法适用于粗粒土、细粒土和有机质土。 2.1.2 本试验所用的主要仪器设备，符合下列规定： 1 电热烘箱：应能控制温度为105～110℃。 2 天平：称量200g，最小分度值0.01g；称量1000g，最小分度值0.1g。 2.1.3 含水率试验，应按下列步骤进行： 1 取具有代表性试样15～30g或用环刀中的试样，有机质土、砂类土和整体状构造冻土为50g，放入称量盒内，盖上盒盖，称盒加湿土质量，准确至0.01g。 2 打开盒盖，将盒置于烘箱内，在105～110℃的恒温下烘至恒量。烘干时间对粘土、粉土不得小于8h，对砂土不得小于6h，对含有机质超过干土质量5%的土，应将温度控制在65～70℃的恒温下烘至恒量。

固结试验常规法与快速法对比

固结试验常规法与快速法对比 前言 固结试验是土工试验的常规试验之一，用来测定土的压缩性指标，利用这些指标来计算基础的沉降量。由于市场的需要，拟建建筑物越建越高，现在的固结试验只做常规压缩已经不能满足工程的需要，高压是我们经常需要的做的。为了快速测定压缩性指标，提高工作效率，我们常用快速法来测定。 现在我们取20组各种不同深度土质均匀的土样，进行常规法固结试验与快速法固结试验平行对比，以确定快速法是否适用。 土的压缩 土体在压力作用下体积减小的性质，称为土的压缩性，土体体积缩小包括三个方面： (1)土颗粒本身的压缩； (2)土孔隙水中的水体及封闭在孔隙中的气泡的压缩； (3)土颗粒相对位移，土中水及气体从孔隙中向外排出，从而使土体体积减小。 由于土颗粒及孔隙水的体积压缩变形量很微小，可以忽略不计，所以可将土体压缩看做是土中孔隙体积的减小。 孔隙中水和气体向外排出要有一个时间过程。因此土的压缩亦要经过一段时间才能完成。我们把土的压缩随时间增长的过程称为土的固结。 试验室测定土的压缩性的主要装置为固结仪。试验过程大致为：用金属环刀切取原状土样，然后将土样连同环刀放入圆筒形压缩容器的刚性护环内。在土样上下各放置一块透水石，以便土样受压后排出的水流出。试样的侧向限制是由环刀和刚性护环完成的。试样装好后，逐级加荷，每一级荷载作用下将土样压至稳定得到△hi后，再加下一级荷载。 在这种仪器中进行试验，由于试样不可能产生侧向变形，只有竖向压缩。于是，我们把这种条件下的压缩试验称为单向压缩试验或侧限压缩试验。土的压缩是由于孔隙体积的减小，所以土的变形常用孔隙比ｅ表示。 1、按下式计算初始孔隙化： 2、计算各级荷重下变形稳定后的也隙比：

粘性土的两种压缩试验方法

粘性土的两种压缩试验方法的比较 摘要：采用不同状态的粘性土分别进行1h快速压缩试验和每级判稳压缩试验，对试验结果进行分析比较，建议根据工程需要选择不同的压缩试验方法。 关键词：1h压缩试验；每级判稳压缩试验 土的压缩试验是研究土在有侧限条件下的压缩性能的一种室内试验，是土的常规试验之一。试验时,将土样放在刚性金属盒内,通过承压活塞对土样由小到大分级加压,根据各级压应力与相应孔隙比,绘出土压缩曲线,求出压缩系数(a v)及压缩模量(Es)等。由试验结果计算所得压缩模量是计算土体沉降和基床系数的重要指标。在实验室里土的压缩试验一般有两种方法:1h快速压缩和每级判稳压缩： 1. 1h快速压缩试验：把按照标准制备好的样品安装在固结仪上，按照加荷等级（常规压缩一般为50、100、200、400kPa）每小时加一级荷载，并记下相应的变形量，最后一级变形量测记后继续保持所加荷载，直到样品变形稳定（每小时变形量不超过0.005mm），记下稳定读数。 2. 每级判稳压缩试验：把按照标准制备好的样品安装在固结仪上，按照加荷等级（常规压缩一般为50、100、200、400kPa）按顺序加载，施加第一级荷载等样品变形稳定（每小时变形量不超过0.005mm)后才能加第二级荷载，记录每级荷载下的变形量。

对比两种方法的加荷过程，可以看出1h快速压缩试验所用的时间要明显少于每级判稳压缩试验，但是对于不同状态的土这两种方法得出的结果有一定的差异，采用某市地铁某标段的几种不同状态的比较均匀的粘性土进行这两种压缩试验，其试验结果如下： 表1 表2

（表2中1h变形量经过末级判稳修正） 由表1表2结算结果见表3： 表3 分别用1h快速压缩的Es和每级判稳的Es来计算土的基床系数（K=3.30*Es=A*Es）和土的沉降变形量(S=ΨPZ/ Es=B/ Es)，结果见表4： 表4

土的压缩实验

四、土的压缩实验 （一）实验目的 测定试样在侧限与轴向排水条件下的压缩变形△h 和荷载P 的关系，以便计算土的压缩系数a v 、压缩指数C C 和压缩模量Es 等压缩性指标。 （二）实验原理 土的压缩性主要是由于孔隙体积减少而引起的。在饱和土中，水具有流动性，在外力作用下沿着土中孔隙排出，从而引起土体积减少而发生压缩，实验时由于金属环刀及刚性护环所限，土样在压力作用下只能在竖向产生压缩，而不可能产生侧向变形，故称为侧限压缩。（三）仪器设备 1．固结仪：仪器如图1所示，仪器结构示意图如图2所示。试样面积30/50cm 2，高2cm 。 2．量表：量程10mm ，最小分度0.01mm 。 3．其它：刮土刀、电子天平、秒表。 （四）操作步骤 （1）切取试样：用环刀切取原状土样或制备所需状态的扰动土样。 （2）测定试样密度和含水量：根据环刀中土样的质量和体积计算初始密度，取削下的余土测定含水率。 （3）安放试样：将带有环刀的试样安放在压缩容器的护环内，并在容器内顺次放上底板、湿润的滤纸和透水石各一，然后放入加压导环和传压板。 （4）检查设备：检查加压设备是否灵敏，调整杠杆使之水平。 （5）安装量表：将装好试样的压缩容器放在加压台的正中，将传压钢珠与加压横梁的凹穴相连接。然后装上量表，调节量表杆头使其可伸长的长度不小于8mm ，并检查量表是否灵活和垂直（在教学实验中，学生应先练习量表读数）。 （6）施加预压：为确保压缩仪各部位接触良好，施加1kPa 的预压荷重，然后调整量表读数至零处。 （7）加压观测： 1）荷重等级一般为50、100、200、400kPa 。 2）如系饱和试样，应在施加第一级荷重后，立即向压缩容器注满水。如系非饱和试样，需用湿棉纱围住加压盖板四周，避免水分蒸发。 3）压缩稳定标准规定为每级荷重下压缩24小时，或量表读数每小时变化不大于0.005mm 认为稳定（教学实验可另行假定稳定时间）。测记压缩稳定读数后，施加第二级荷重。依次逐级加荷至实验结束。 4）实验结束后迅速拆除仪器各部件，取出试样，必要时测定实验后的含水率。 （五）实验注意事项 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，固定在量表架上。 2．加荷时，应按顺序加砝码；实验中不要震动实验台，以免指针产生移动。 （六）计算及制图 1．按下式计算试样的初始孔隙比： 000 (1)1s G e ω ωρρ+= - 式中：G s —土粒比重； ρw —水的密度，g/cm 3； ωo —试样起始含水率，％；

(土工)固结实验(报告)

固结实验报告 专业班级学号姓名同组者姓名（写一个）实验编号实验名称固结实验 实验日期批报告日期成绩 一、实验目的 土的固结试验可测定土的压缩系数、压缩模量、体积压缩系数、压缩指数、回弹指数、竖向固结系数、水平向固结系数以及先期固结压力，为计算分析土的变形特性提供依据。 二、实验原理 土在外荷载作用下，其空隙间的水和空气逐渐被挤出，土的骨架颗粒之间相互挤紧，封闭气泡的体积也将缩小，从而引起土体的压缩变形。 三、实验仪器 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1：10。 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。 四、实验步骤 1、按工程需要选择面积为30cm2的切土环刀取土样。 2、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。 3、检查各部分连接处是否转动灵活；然后平衡加压部分。 4、横梁与球柱接触后，插入活塞杆，装上测微表，并使其上的短针正好对 R。 准6字，再将测微表上的长针调整到零，读测微表初读数0

5、加载等级：按教学需要本次试验定为0.5、1.0、2.0、3.0、4.0、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。 7、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。 五、注意事项 1、使用仪器前必须严格按程序进行操作，对仪器不清楚的地方马上问老师 2、试验过程中不能卸载，百分表也不用归零。 六、实验数据记录与处理 压缩曲线

实验二低碳钢和铸铁的压缩实验

实验二金属材料（低碳钢和铸铁）的压缩实验 一、实验目的 （1）比较低碳钢和铸铁压缩变形和破坏现象。 （2）测定低碳钢的屈服极限σs和铸铁的强度极限σb。 （3）比较铸铁在拉伸和压缩两种受力形式下的机械性能、分析其破坏原因。 二、验仪器和设备 （1）万能材料试验机。 （2）游标卡尺。 三、试件介绍 根据国家有关标准，低碳钢和铸铁等金属材料的压缩试件一般制成圆柱形试件。低碳钢压缩试件的高度和直径的比例为3：2，铸铁压缩试件的高度和直径的比例为2：1。试件均为圆柱体。 四、实验原理及方法 压缩实验是研究材料性能常用的实验方法。对铸铁、铸造合金、建筑材料等脆性材料尤为合适。通过压缩实验观察材料的变形过程、破坏形式，并与拉伸实验进行比较，可以分析不同应力状态对材料强度、塑性的影响，从而对材料的机械性能有比较全面的认识。 压缩试验在压力试验机上进行。当试件受压时，其上下两端面与试验机支撑之间产生很大的摩擦力，使试件两端的横向变形受到阻碍，故压缩后试件呈鼓形。摩擦力的存在会

影响试件的抗压能力甚至破坏形式。为了尽量减少摩擦力的影响，实验时试件两端必须保证平行，并与轴线垂直，使试件受轴向压力。另外。端面加工应有较高的光洁度。 低碳钢压缩时也会发生屈服，但并不象拉伸那样有明显的屈服阶段。因此，在测定Ps 时要特别注意观察。在缓慢均匀加载下，测力指针等速转动，当材料发生屈服时，测力指针转动将减慢，甚至倒退。这时对应的载荷即为屈服载荷Ps。屈服之后加载到试件产生明显变形即停止加载。这是因为低碳钢受压时变形较大而不破裂，因此愈压愈扁。横截面增 ,因此也得不到强度极大时，其实际应力不随外载荷增加而增加，故不可能得到最大载荷P b ，所以在实验中是以变形来控制加载的。 限 b 前出现较明显的变形然后破裂，此时试验机测力铸铁试件压缩时，在达到最大载荷P b 指针迅速倒退，从动针读取最大载荷P 值，铸铁试件最后略呈故形，断裂面与试件轴线大 b 约呈450。 图2—2 低碳钢压缩图铸铁压缩图 五、实验步骤 （1）试验机准备。根据估算的最大载荷，选择合适的示力度盘（量程）按相应的操作规程进行操作。 （2）测量试件的直径和高度。测量试件两端及中部三处的截面直径，取三处中最小一处的平均直径计算横截面面积。 （3）将试件放在试验机活动台球形支撑板中心处。 （4）开动试验机，使活动台上升，对试件进行缓慢均匀加载，加载速度为0.5mm/min。对于低碳钢，要及时记录其屈服载荷，超过屈服载荷后，继续加载，将试件压成鼓形即可停

土的压缩固结试验

试验七 固结综合试验 一、基本原理 (一) 土的压缩性 土在外荷载作用下，其孔隙间的水和空气逐渐被挤出，土的骨架颗粒之间相互挤紧，封闭气泡的体积也将缩小，从而引起土层的压缩变形，土在外力作用下体积缩小的这种特性称为土的压缩性。 土的压缩性主要有两个特点：①土的压缩主要是由于孔隙体积减少而引进的。对于饱和土，土是由颗粒和水组成的，在工程上一般的压力作用下，固体颗粒和水本身的体积压缩量都非常微小，可不予考虑，但由于土中水具有流动性，在外力作用下会沿着土中孔隙排出，从而引起土体积减少而发生压缩；②由于孔隙水的排出而引起的压缩对于饱和粘性土来说是需要时间的，土的压缩随时间增长的过程称为土的固结。 (二) 土的压缩曲线及有关指标 固结试验(亦称压缩试验)是研究土的压缩性的基本的方法。固结试验就是将天然状态下的原状土或人工制备的扰动土，制备成一定规格的土样，然后置于固结仪内，在不同荷载和在完全侧限条件下测定土的压缩变形。 由固结试验可得到土的压缩变形ΔH 与荷载 p 之间的关系，并可进一步得到相应的孔隙比e 与荷载 p 之间的关系 ：e--p 曲线或e--lgp 曲线。 图7-1 固结试样中土样孔隙比的变化 如图7-1所示，设土样的初始高度为H 0，初始孔隙比为e 0 ，在荷载p 作用下，土样稳定后的总压缩量为ΔH ，假设土粒体积V s =1（不变） ，根据土的孔隙比的定义e=V v / V s ，则受压前后土粒体积不变，且土样横截面积不变，所以受 ) 17(111000 ?+Δ?=+=+e H H e H e H

压前后试样中土粒所占的高度不变，因此，根据荷载作用下土样压缩稳定后的总于是有： 压缩量ΔH ，即可得到相应的孔隙比e 的计算公式： ) 27()1(00 0?+Δ? =e H H e e 1) 1(0 0?+= w s w G e 式中 ρρ ，其中，G s 为土粒比重，ω0为土样的初始含水 量，ρ0 为土样的初始密度(g/cm 3)，ρw 为水的密度(g/cm 3) 。 e ，从而可绘制出土的如此，根据式(7-2)即可得到各级荷载p 下对应的孔隙比e-p 曲线及e-lgp 曲线等。 1. e-p 曲线及有关指标 图7-2 土的压缩曲线 通常将由固结试验得到的直角坐标系绘制成如图(7-2)所示以看出，由于软粘土的压缩性大，当发生压力变化Δp 时，则相应的比由e 1 减小到e 2 ，当压力e-p 关系，采用普通的e-p 曲线。 (1) 压缩系数a 从图(7-2)可孔隙比的变化Δe 也大，因而曲线就比较陡；反之，像密实砂土的压缩性小，当发生相同压力变化Δp 时，相应的孔隙比的变化 Δe 就小，因而曲线比较平缓，因此，土的压缩性的大小可用e-p 曲线的斜量来反映。 如图(7-2)所示，设压力由p 1 增至 p 2 ，相应的孔隙变化范围不大时，可将该压力范围的曲线用割线来代替，并用割线的斜量来表示土在这一段压力

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/cm 2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30cm 2），单位面积最大压力4kg/cm 2；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30cm 2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 R 。 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/cm 2五级；即50、100、200、300、400Kpa （1Kpa=0.001N/mm 2）五级荷重系累计数值），如第一级荷载0.5kg/cm 2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 ： () 1 10 00-+?= ρρw d e w s （6-1） 式中 s d —土粒比重； w ρ—水的密度，一般可取1g/cm 3； 0w —试样初始含水率； 0ρ—试样初始密度（g/cm 3）。 2、按下式（6-2）计算试样中颗粒净高s h ： 00 1e h h s += （6-2） 式中 0 h —试样的起始高度，即环刀高度（mm ）。

金属的压缩实验

金属的压缩实验 一、概述 实验表明，工程中常用的塑性材料，其受压与受拉时所表现出的强度、刚度和塑性等力学性能是大致相同的。但广泛使用的脆性材料，其抗压强度很高，抗拉强度却很低。为便于合理选用工程材料，以及满足金属成型工艺的需要，测定材料受压时的力学性能是十分重要的。因此，压缩实验同拉伸实验一样，也是测定材料在常温、静载、单向受力下的力学性能的最常用、最基本的实验之一。 二、实验目的 1、观测低碳钢压缩时的屈服荷载F SC 2、测定铸铁压缩时的抗压强度σbC 3、观察并比较低碳钢和铸铁在压缩时的变形和破坏现象。 三、实验设备 1、液压式万能材料试验机 2、游标卡尺 四、试样的制备 按照国标GB7314－87《金属压缩试验方法》，金属材料的压缩试样多采用圆柱体，如图2－16所示。试样长度L＝(2.5～3.5)d0的试样适用于测定σpc、σtc、σsc、σbc；L＝(5～8)d0的试样适用于测定σpc0.01、E e；L＝(1～2)d0的试样适用于测定σbc、。为了尽量使试样受轴向压力，加工试样时，必须有合理的加工工艺，以保证两端面平行，并与轴线垂直。 σpc－规定非比例压缩应力 σtc－规定总压缩应力 σsc－压缩屈服点 σbc－抗压强度 σpc0.01－规定非比例压缩应变为0.01％时的应力 E e－压缩弹性模量 五、实验原理 以低碳钢为代表的塑性材料，轴向压缩时会产生很大的横向变形，但由于试样两端面与试验机支承垫板间存在摩擦力，约束了这种横向变形，故试样中间部分出现显著的鼓胀，如图2－17所示。

塑性材料在压缩过程中的弹性模量、屈服点与拉伸时相同，但在到达屈服阶段时不像拉伸试验时那样明显，因此要仔细观察才能确定屈服载荷F sC。当继续加载时，试样越压越扁，由于横截面面积不断增大，试样抗压能力也随之提高，曲线持续上升，如图2－18所示。除非试样过分鼓出变形，导致柱体表面开裂，否则塑性材料将不会发生压缩破坏。因此，一般不测塑性材料的抗压强度，而通常认为抗压强度等于抗拉强度。 以铸铁为代表的脆性金属材料，由于塑性变形很小，所以尽管有端面摩擦，鼓胀效应却并不明显，而是当应力达到一定值后，试样在与轴线大约成450～550的方向上发生破裂，如图2－20所示。这是由于脆性材料的抗剪强度低于抗压强度，从而使试样被剪 断 六、实验步骤 1、用游标卡尺测量试样直径，方法是在试样原始标距中点处两个相互垂直的方向上测量直径，并取其算术平均值。 2、根据低碳钢屈服载荷和铸铁抗压强度的估计值, 选择试验机的示力盘，并调整其指针对零。 3、调整好自动绘图器。 4、准确地将试样置于试验机活动平台的支承垫板中心处。 5、调整试验机夹头间距，当试样接近上支承板时，开始缓慢、均匀加载。 6、对于低碳钢试样，将试样压成鼓形即可停止试验。对于铸铁试样，加载到试样破坏时(主针回摆150左右)立即停止试验，以免试样进一步被压碎。 金属的拉伸实验指导书 一、概述 常温、静载下的轴向拉伸试验是材料力学试验中最基本、应用最广泛的试验。通过拉伸试验，可以全面地测定材料的力学性能，如弹性、塑性、强度、断裂等力学性能指标。这些性能指标对材料力学的分析计算、工程设计、选择材料和新材料开发都有及其重要的作用。 二、实验目的 1、测定低碳钢的屈服强度R el、抗拉强度R m、断后延伸率A11.3和断面收缩率Z 2、测定铸铁的抗拉强度R m 3、观察上述两种材料在拉伸过程中的各种现象，并绘制拉伸图(F─曲线) 4、分析比较低碳钢和铸铁的力学性能特点与试样破坏特征

实验一、二 拉伸和压缩实验

实验一 拉伸和压缩实验 拉伸和压缩实验是测定材料在静载荷作用下力学性能的一个最基本的实验。工矿企业、 研究所一般都用此类方法对材料进行出厂检验或进厂复检，通过拉伸和压缩实验所测得的力 学性能指标，可用于评定材质和进行强度、刚度计算，因此，对材料进行轴向拉伸和压缩试 验具有工程实际意义。 不同材料在拉伸和压缩过程中表现出不同的力学性质和现象。低碳钢和铸铁分别是典型 的塑性材料和脆性材料，因此，本次实验将选用低碳钢和铸铁分别做拉伸实验和压缩实验。 低碳钢具有良好的塑性，在拉伸试验中弹性、屈服、强化和颈缩四个阶段尤为明显和清 楚。低碳钢在压缩试验中的弹性阶段、屈服阶段与拉伸试验基本相同，但最后只能被压扁而 不能被压断，无法测定其压缩强度极限bc σ值。因此，一般只对低碳钢材料进行拉伸试验而 不进行压缩试验。 铸铁材料受拉时处于脆性状态，其破坏是拉应力拉断。铸铁压缩时有明显的塑性变形， 其破坏是由切应力引起的，破坏面是沿45?～55? 的斜面。铸铁材料的抗压强度bc σ远远大 于抗拉强度b σ。通过铸铁压缩试验观察脆性材料的变形过程和破坏方式，并与拉伸结果进 行比较，可以分析不同应力状态对材料强度、塑性的影响。 一、 实验目的 1．测定低碳钢的屈服极限s σ（包括sm σ、sl σ），强度极限b σ，断后伸长率δ和截 面收缩率ψ；测定铸铁拉伸和压缩过程中的强度极限b σ和bc σ。 2．观察低碳纲的拉伸过程和铸铁的拉伸、压缩过程中所出现的各种变形现象，分 析力与变形之间的关系，即P —L ?曲线的特征。 3．掌握材料试验机等实验设备和工具的使用方法。 二、 实验设备和工具 1． 液压摆式万能材料试验机。 2． 游标卡尺(0.02mm)。 三、 拉伸和压缩试件 材料的力学性能sm s σσ(、sl σ）、b σ、δ和ψ是通过拉伸和压缩试验来确定的，因此， 必须把所测试的材料加工成能被拉伸或压缩的试件。 试验表明，试件的尺寸和形状对试验结果有一定影响。为了减少这种影响和便于使各种 材料力学性能的测试结果可进行比较，国家标准对试件的尺寸和形状作了统一的规定，拉伸 试件应按国标GB ／T6397—1986《金属拉伸试验试样》进行加工，压缩试件应按国标GB ／ T7314—1987《金属压缩试验方法》进行加工。拉伸试件分为比例的和非比例的两种。比例 试件应符合如下的关系 00A k l =

材料拉伸与压缩实验报告参考

材料拉伸与压缩实验报告参考

碳钢与铸铁的拉伸、压缩实验 一、实验目的 1、测定碳钢在拉伸时的屈服极限s σ，强度极限b σ，延伸率δ和断面收缩率ψ，测定铸铁拉伸时的强度极限b σ。 2、观察碳钢、铸铁在拉伸过程中的变形规律及破坏现象，并进行比较，使用绘图装置绘制拉伸图（P-ΔL 曲线）。 二、实验设备 微机控制电子万能材料试验机、直尺、游标卡尺。 三、实验试祥 1. 为使各种材料机械性质的数值能互相比较，避免试件的尺寸和形状对试验结果的影响，对试件的尺寸形状GB6397-86作了统一规定，如图1所示： 图1 用于测量拉伸变形的试件中段长度（标距L 0）与试件直径d 。必零满足L 0 ／d 0=10或5，其延伸率分别记做和δ10和δ5 2、压缩试样：低碳钢和铸铁等金属材料的压缩试件一般做成很短的圆柱形，避免压弯，一般规定试件高度h 直径d 的比值在下列范围之内： 1≤d h ≤3 为了保证试件承受轴向压力，加工时应使试件两个端面尽可能平行，并与试件轴线垂直，为了减少两端面与试验机承垫之间的摩擦力，试件两端面应进行磨削加工，使其光滑。 图

四、实验原理 图2为试验机绘出的碳钢拉伸P-△L 曲线图，拉伸变形ΔL 是整个试件 的伸长，并且包括机器本身的弹性变形和试件头部在夹头中的滑动，故绘出的曲线图最初一段是曲线，流动阶段上限B ‘受变形速度和试件形式影响，下屈服点B 则比较稳定，工程上均以B 点对应的载荷作为材料屈服时的载荷P S ，以试 样的初始横截面积A0除PS ，即得屈服极限： 0A Ps S = σ 屈服阶段过后，进入强化阶段，试样又恢复了承载能力，载荷到达最大值 P b ，时，试样某一局部的截面明显缩小，出现“颈缩”现象，这时示力盘的从动针停留在P b 不动，主动针则迅速倒退表明载荷迅速下降，试样即将被拉断。以试样的初始横截面面积A 。除P b 得强度极限为 0A P b b = σ 延伸率δ及断面收缩率φ的测定，试样的标距原长为L 0拉断后将两段试样紧密地对接在一起，量出拉断后的标距长为L 1延伸率应为 %1000 1?-= l l l δ 试样拉断后，设颈缩处的最小横截面面积为A 1，由于断口不是规则的圆形，应在两个相互垂直的方向上量取最小截面的直径，以其平均值计算A 1，然后按下式计算断面收缩率： 01 100%ψA -A = ?A 铸铁试件在变形极小时，就达到最大载荷P b 而突然发生断裂。没有屈服和颈缩现象，其强度极限远小于低碳钢的强度极限。

土的压缩试验

土的压缩试验 一、目的和要求 测定土体的压缩变形与荷载的关系。 二、实验原理 1.室外观测法（观测沉降） 2.实验室测试法 三、实验装置 1.DGY—ZH 1.0型杠杆式压缩仪，杠杆比为1∶12 a.压缩容器：环刀，截面积F=302 cm，直径 =61.8mm，高H=20mm。 b.百分表。 c.砝码：0.125，0.313，0.625，1.25，2.5，5，10。 d.台架主体：杠杆装置，加压框架。 图3-1 杠杆式压缩仪 2.天平：称量500g，感量0.01g。 3.其它设备：秒表，削土刀，浅盘，铝盒等。 四、实验步骤 1. 试验前准备工作 a. 试样制备：取代表土样风干、碾碎、过2mm筛，然后称料0.5Kg，加水拌和并焖料24小时。称取环刀质量 m。 1 b. 击样：用击样法将拌制好的土样制成试样。 c. 取样：用环刀在试样上进行取样，刀口向下，边削边压，使土体充满环刀并削去多

余土样，称环刀及土样的总质量2m 。 e. 计算初始密度V m m 1 20-=ρ，测量剩余土样的初始含水量0ω。 f. 调整仪器平衡锤，使杠杆保持平衡。 2. 试验操作步骤 a. 在压缩容器内依次放入护环、透水石乙、定位环、滤纸、透水石甲、传压活塞。 b. 拉上加压框架，调节横梁上接触螺钉，使之与传压活塞接触（不要压紧），装上百分表，并使测杆压缩5mm ，预加1.0KPa ，使压缩仪各部分紧密接触，将百分表调零。 c. 去掉预压荷载，立即加第一级荷载，加砝码时，立即启动秒表。 d. 加荷等级一般为5级，依次加载。每级荷载加上后，每隔30分钟记录百分表读书 一次（读红色读数精确至0.01mm ）。若两次读数变化小于0.01mm 时，可认为沉降稳定，允许加次级荷载。按此步骤逐级加压，直至试验结束。荷载等级如荷载等级 表所示。 e. 试验结束后，迅速卸下砝码，小心拆除仪器并擦净，需要时，测压缩后土样的含水量和密度。 五、试验结果整理及分析 1. 初始孔隙比0e 的计算：1) 01.01(0 00-+= ρωρs e （s ρ=2.72g/3m ） 2. 单位沉降量i s 的计算：i s =3 010??∑h h i （∑?i h 为百分表读数，表示在 该级荷载下的仪器变形量，0h =20mm ） 3. 各级荷载下试样变形稳定后的孔隙比i e 的计算：1000 )1(00i i s e e e +- = 4. 某一级荷载范围内的压缩系数α的计算：i i i i p p e e --=++11α （1 -KPa ） 5. 某一级荷载压缩范围内的压缩模量s E 的计算：3 101?+=α e E s （KPa ） 6. 作空隙比i e 和压力i p 关系曲线。 附表： 荷载等级表

土的固结压缩试验

土的固结压缩试验 一、实验目的 1、测定试样在侧限与轴向排水条件下的变形与压力的关系，或孔隙比与压力的关系，变形与时间的关系。 2、由测得的各关系曲线计算土的压缩系数av、压缩模量Es、压缩指数Cc、回弹指数Cs、固结系数Cv、地基的渗透系数k及土的先期固结压力Pc等，测定项目视工程需要而定。 3、利用压缩试验所得的参数计算地基基础的变形量，预估地基承载力。 二、实验设备、仪器 1、压缩固结仪：由环刀、护环、透水板、加压上盖、量表架等组成； 2、加压设备：采用量程为5～10kN的杠杆式加压设备； 3、变形量测设备：百分表量程10mm，分度值为0.01mm； 4、其他：快速烘箱（300°C～350°C）、电子天平（称量1000g，感量0.01g）、测容重用环刀、刮土刀、钢丝锯、铝盒、玻璃板、秒表、凡士林、盛水盆、滤纸等。 三、试验步骤 1、按要求取原状样或制备扰动土样。 2、取环刀样，测试验前的密度与含水量。 3、取压缩仪内的环刀，内壁擦抹凡士林使其光滑少摩擦。环刀刃口向下对准制备的圆柱土样中心，慢慢垂直下压且边压边削土样，使土样成锥台形。直至土样伸出环刀顶面为止，将环刀两边余土削去修平，擦净环刀外壁。

4、在压缩容器内放置透水石、滤纸和下护环，将带有环刀的试样小心装入护环，然后在环刀试样上放薄滤纸、上护环、透水板和加压盖板，置于加压框架下，并对准加压杆，使加压杆与加压盖板中心凹槽对正。 5、安装百分表，为保证试样与仪器上下各部分之间接触良好，应施加1kPa 的预压压力，然后调整百分表，使百分度指针归零（表的毫米指针应控制在5～10mm之间，以保证有足够的量程测定试样的压缩量）。 6、加荷。按50、100、200、400（kpa）四级荷重加荷，每级荷载历时10分钟，即每级荷重加上10分钟时，记测微表读数一次，然后加下一级荷载，依些类推，直到第四级荷载施加 2．压缩容器

土三轴压缩试验报告.

实验六土三轴压缩试验 实验人：学号： （一）、试验目的 1、了解三轴剪切试验的基本原理； 2、掌握三轴剪切试验的基本操作方法； 3、了解三轴剪切试验不同排水条件的控制方法和孔隙压力的测量原理； 4、进一步巩固抗剪强度的基本理论。 （二）、试验原理 三轴剪切试验是用来测定试件在某一固定周围压力下的抗剪强度，然后根据三个以上试件，在不同周围压力下测得的抗剪强度，利用莫尔-库仑破坏准则确定土的抗剪强度参数。 三轴剪切试验可分为不固结不排水试验（UU）、固结不排水试验（CU）以及固结排水剪试验（CD）。 1、不固结不排水试验：试件在周围压力和轴向压力下直至破坏的全过程中均不允许排水，土样从开始加载至试样剪坏，土中的含水率始终保持不变，可测得总抗剪强度指标和UCU； 2、固结不排水试验：试样先在周围压力下让土体排水固结，待固结稳定后，再在不排水条件下施加轴向压力直至破坏，可同时测定总抗剪强度指标和CUCCU 或有效抗剪强度指标和C及孔隙水压力系数； 3、固结排水剪试验：试样先在周围压力下排水固结，然后允许在充分排水的条件下增加轴向压力直至破坏，可测得总抗剪强度指标和dCd。 （三）、试验仪器设备 1、三轴剪力仪（分为应力控制式和应变控制式两种）。 应变控制式三轴剪力仪有以下几个组成部分（图8-1）：

图8-1 应变控制式三轴剪切仪 1－调压桶；2－周围压力表；3－周围压力阀；4－排水阀；5－体变管；6－排水管；7－变形量表；8－测力环；9－排气孔；10－轴向加压设备；11－压力室；12－量管阀；13－零位指标器；14－孔隙压力表；15－量管；16－孔隙压力阀；17－离合器；18－手轮；19－马达；20－变速箱。 （1）三轴压力室压力室是三轴仪的主要组成部分，它是由一个金属上盖、底座以及透明有机玻璃圆筒组成的密闭容器，压力室底座通常有3个小孔分别与围压系统以及体积变形和孔隙水压力量测系统相连。 （2）轴向加荷传动系统采用电动机带动多级变速的齿轮箱，或者采用可控硅无级调速，根据土样性质及试验方法确定加荷速率，通过传动系统使土样压力室自下而上的移动，使试件承受轴向压力。 （3）轴向压力测量系统通常的试验中，轴向压力由测力计（测力环或称应变圈等等）来反映土体的轴向荷重，测力计为线性和重复性较好的金属弹性体组成，测力计的受压变形由百分表测读。轴向压力系统也可由荷重传感器来代替。（4）周围压力稳压系统采用调压阀控制，调压阀当控制到某一固定压力后，它将压力室的压力进行自动补偿而达到周围压力的稳定。 （5）孔隙水压力测量系统孔隙水压力由孔隙水压力传感器测得。

土木工程标准固结试验实施细则

xxxxxx公司 土工作业指导书标准固结试验实施细则文件编号： 版本号： 编制： 批准： 生效日期：

标准固结试验实施细则 1. 目的 为了规范标准固结试验中的各个环节，特制定本细则。 2. 适用范围 本试验方法适用于饱和的粘土的标准固结试验的室内作业和分析计算。当只进行压缩时，允许用于非饱和土。不适用于砂土和粉土。 3. 引用文件 GB/T50123-1999 土工试验方法标准。 4. 检测设备 本试验所用的主要仪器设备，应符合下列规定： 1、固结容器：由环刀、护环、透水板、水槽、加压上盖组成。 （1）环刀：内径为61.8mm和79.8mm，高度为20mm。环刀应具有一定的刚度，内壁应保持较高的光洁度，宜涂一薄层硅脂或聚四氟乙烯。 （2）透水板：氧化铝或不受腐蚀的金属材料制成，其渗透系数应大于试样的渗透系数。 用固定式容器时，顶部透水板直径应小于环刀内径0.2～0.5mm；用浮环式容器时上下端透水板直径相等，均应小于环刀内径。 2、加压设备：应能垂直地在瞬间施加各级规定的压力，且没有冲击力，压力准确度应 符合现行国家标准《土工仪器的基本参数及通用技术条件》GB/T15406的规定。 3、变形量测设备：量程10mm，最小分度值为0.01mm的百分表或准确度为全量程0.2% 的位移传感器。 4、固结仪及加压设备应定期校准，并应作仪器变形校正曲线，具体操作见有产品标准。5．操作步骤进行： 5．1原状土试样制备： 5．1．1将原土样筒按标明的上下方向放置，剥去蜡封和胶带，开启土样筒取出土样。检查土样结构，当确定土样已受扰动或取土质量不符合规定时，不应制备力学性质试验的试样。5．1．2根据试验要求用环刀切取试样时，应在环刀内壁涂一薄层凡士林，刃口向下放在土样上，将环刀垂直下压，并用切土刀沿环刀外侧切削土样，边压边削至土样高出环刀，根据试样的软硬采用钢丝锯或切土刀整平环刀两端土样，擦净环刀外壁，称环刀和土的总质量。5．1．3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，对低塑性和高灵敏度的软土，制样时不得扰动。 5．1．4 测定试样的含水率和密度，取切下的余土测定土粒比重：对均质和含有机质的土样，宜采用天然含水率状态下代表性土样，供颗粒分析、界限含水率试验。对非均质土应根据试验项目取足够数量的土样，置于通风处凉干至可碾散为止。对砂土和进行比重试验的土样宜在105～110℃温度下烘干，对有机质含量超过5%的土、含石膏和硫酸盐的土，应在65～70℃温度下烘干。 5．2试样需饱和时制备： 5．2．1抽气饱和法试样制备，应选用叠式或框式饱和器和真空饱和装置。在叠式饱和器下夹板的正中，依次放置透水板、滤纸、带试样的环刀、滤纸、透水板，如此顺序重复，由下向上重叠到拉杆高度，将饱和器上夹板盖好后，拧紧拉杆上端的螺母，将各个环刀在上、下夹板间夹紧。 5．2．2将装有试样的饱和器放入真空缸内，真空缸和盖之间涂一薄层凡士林，盖紧。将真空缸与抽气机接通，启动抽气机，当真空压力表读数接近当地一个大气压力值时（抽气时间不少于1h），微开管夹，使清水徐徐注入真空缸，在注水过程中，真空压力表计数宜保持不变。 5．2．3待水淹没饱和器后停止抽气。开管夹使空气进入真空缸，静止一段时间，细粒土宜

土的固结试验步骤

土的固结实验 实验目的： 本试验之目的在于测定土的沉降变形，了解土体在侧限条件下的变形与时间～压力的关系，结合其它试验指标配合计算土的压缩系数、压缩模量，确定土压缩性的高低。 基本原理： 侧限压缩试验又称固结试验。土体的固结是指土体在外力作用下，土体中的水和气体被逐渐排走，孔隙体积减小，土颗粒之间重新排列的现象。 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，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。 仪器设备： 1.固结容器：由环刀、护环、透水石、水槽、加压上盖组成 2.环刀：高20mm，面积30cm2或50cm2; 3.加压设备：应能垂直地在瞬间施加各级规定的压力，且没有冲击力，压力准确度应符合现行国家标准《土工仪器的基本参数及通用技术条件》GB／T15406的规定。 4.变形量测设备：量程10mm，最小分度值为0.01mm的百分表或准确度为全量程0.2％的位移传感器。 5.其它：开土刀、过滤纸等。 实验步骤： 1、试样制备：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。试样需要饱和时，应按规定进行抽气饱和； 2、安装：在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，将百分表或传感器调 整到零位或测读初读数，通常将百分表测距调到大于8mm； 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