高压固结试验

高压固结试验

您好，现需要做一个十一层的高层住宅勘察，基坑5m，地下水位埋深40m以下，上部土层为黄土状粉土，可能采用天然地基，我想请问的是:高压团结实验从埋深多少米开始做，最大压力取多少从埋深20m开始做，最大压力取800kPa可以吗?

答复:

你提出了一个很有意义的问题，但从你考虑问题的角度来看，对于什么情况需要做高压固结试验和怎样选择高压固结试验的最大荷载不是很清楚，说明你对高压固结试验的基本原理还不是很清楚。

你们考虑采用高压固结试验，这在我国的工程勘察中也是一个进步。为什么说是进步?因为我国习惯采用的沉降计算方法并不能完全解决我国的岩土工程问题，需要根据不同条件，采用不同的沉降计算方法。《高层建筑岩土工程勘察规程》列入了采用高压固结试验结果计算沉降的方法，为我国沉降计算方法的多元化创造了条件。但由于过去使用得比较少，对这种方法不太熟悉，需要在工程实践中正确理解和正确地运用，包括试验方案、试验资料整理和在勘察和设计中如何运用高压固结试验的成果。

首先，我们从现状说起。《建筑地基基础设计规范》已经经历了三个版本，应用了30多年的时间，应该说已经是比较成熟了。但我们的国家那么大，幅员辽阔，地质条件极为多样，用一种方法、一个模式去解决那么复杂的岩土工程问题，总不是十分理想的。

在《建筑地基基础设计规范》(GB5007-2002)中的沉降计算公式是建立在压缩试验结果的e-p曲线基础上的，试验方法和沉降计算方法比较简单，采用经验修正系数的方法也比较实用，这些都是这种沉降计算方法的主要优点。规范所给出的经验修正系数见表5-6。从表列的修正系数可以看出，修正系数ψs的取值范围比较大，最大值相当于最小值的5-7倍，最小的修正系数相当于对计算结果打2折，说明这个公式并不适用于各种不同的土类，对于太软的土和太硬的土，计算结果与实际发生的沉降相差太大。因此，有人质疑这种方法能否适用于超压密土和欠压密土，询问对于超压密土或欠压密土，国外采用什么方法计算沉降，希望能进一步改进沉降计算的方法。

我国现行规范所采用的基于e-p曲线的分层总和法计算沉阵的前提或基本假定是土体为正常压密状态，在上覆有效自重压力作用下土层的固结变形已经稳定，因此只计算附加应力所产生的沉降量。同时，这种方法还假定，目前作用于土体的上覆有效压力与历史上曾经作用过的历史荷载相等，因此压缩变形从自重压力算起。对于正常压密的土层，采用e-p 曲线计算的沉降比较符合实际情况。

但对于在土层的自重作用下，固结尚未完成的欠压密土，用这个公式计算得到的沉降偏小，因此根据实测资料统计得到的经验系数大于1.0; 而对于超压密土，前期固结压力大于上覆自重压力，用这个公式计算得到的压力段偏大了，计算沉降结果偏大，因此统计得到的经验修正系数远小于1.0。如果采用能区别不同压密状态的沉降计算公式，就有可能使计算沉降更接近于实测沉降量，使修正系数不会出现过大或过小的情况。这种沉降计算的方法，是考虑土层的应力历史对土的变形性质存在重要影响的沉降计算方法。首先需要区分土层的压密状态，采用高压固结试验可以区分土层的压密状态，同时能得到不同压密状态土的变形计算指标。

高压固结试验的目的是提供沉降计算用的压缩指数、回弹指数和前期固结压力。沉降计算公式与《建筑地基基础设计规范》的公式不同，在《高层建筑岩土工程勘察规程>(JGJ72-2004) 中第条就有这类公式，也是采用分层总和法的计算公式，但压缩性指标不

是压缩模量，而是用高压固结试验求得的压缩指数。因此，高压固结试验应当从基础底面开始做，一直做到压缩层的底部。如果只做了一部分土层，那就没有办法计算沉降了。

目前流行的整理压缩试验资料的方法主要有两种:一种方法是绘制孔隙比—压力曲线(e-p 曲线)，借以确定不同压力变化时的压缩系数α，这是在前苏联流行的方法;另一种方法是绘制或e-lgp曲线，并且按其直线段的坡度确定压缩指数，欧美国家大都采用这种方法。

用e-p曲线描述时，采用压缩系数或压缩模量作为压缩性指标供沉降计算时使用。当采用半对数的直角坐标来绘制室内侧限压缩试验e-p关系时，就得到了e-lgp曲线[图5-5b)]。从图可以看到，在压力较大时，e-lgp关系接近直线，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，试验时以较小的压力开始，采用小增量多级加荷，并加到较大的荷载为止，一般为12.5、25、50、100， 200、400、800、1600、3200kPa。同样，图5-3a)中的回弹再压缩曲线也可绘制成回弹再压缩的e-lgp曲线[图5-3b)]。

将图5-2b)中e-lgp曲线直线段的斜率用Cc来表示，称为压缩指数，它是无量纲的指标: 压缩指数Cc与压缩系数α不同，压缩系数α的数值随压力变化而变化，而压缩指数Cc 的数值在压力较大段为常数，不随压力变化而变化。Cc值越大，土的压缩性越高，低压缩性土的Cc一般小于0.2，高压缩性土的Cc值一般大于0.4。

卸载段和再压缩段的平均斜率[图5-2b)]称为回弹指数或再压缩指数Ce,Ce< < Cc ，一般黏性土的Ce≈(0.1- O.2)Cc。

高压固结试验测定的是一个完整的压缩变形随压力变化的过程，与常规压缩试验不同。高压固结试验的最大压力是由完整的试验曲线的要求规定的，与取样的深度无关。高压固结试验的试验压力最高值应当到达3.2MPa，最少也要1.6MPa。这是为了把直线段做出来，最大压力小了，直线段做不出来，就没有办法求压缩指数了。

《高层建筑岩土工程勘察规程》(JGJ 72-2004)第条分别给出了超固结土、正常固结土和欠固结土的沉降计算公式。

(1)正常固结土层的沉降计算

正常固结工各分层P Oi=P ci，见图5-4，见固结压缩量Sc的计算公式如下:

(2) 欠固结土层的沉降计算

欠固结土的沉降不仅仅包括地基受附加应力所引起的沉降，而且还包括地基土在自重作用下尚未固结的那部分沉降。可近似地按与正常固结土一样的方法求得的原位压缩曲线来计算孔隙比的变化△ei。△ei包括两部分:一部分是各分层从现有的实际有效应力p ci至地基土在自重作用下固结结束时达到的土自重应为p Oi所引起的孔隙比变化;另一部分是从p Oi至△p i+p Oi所引起的孔隙比变化，这些孔隙比的变化自沿着图5-5曲线bc段发生的，所以计算公式为:

(3) 超固结土层的沉降计算

超固结土各分层p Oi

即孔隙比变化只沿着图5-6b)压缩曲线的b1b段发生。

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

固结试验 一、试验目的 测定试样在完全侧限与轴向排水条件下，变形和压力的关系或孔隙比与压力关系，变形和时间的关系，以便计算土的压缩系数、压缩指数、压缩模量、固结系数等。 二、试验原理 土在外荷载作用下，水和空气逐渐被挤出，土骨架颗粒之间相互挤密，封闭气体的体积缩小，从而引起土的固结变形。 三、试验方法 1.快速固结法：规定试样在各级压力下的固结时间为1小时，仅在最后一级压力下除测记1小时的量表读数外，还应测读达压缩稳定时的量表读数，一般为24小时。 2.标准固结法：各级荷载以24小时为稳定标准，按照规定时间：6s、15s、1min、2min15s、4min、6min15s、9min、12 min 15s…….24h，至稳定为止。读数计算沉降量。 本次试验课因时间问题，采用“标准固结法”，每级荷载假设9min固结稳定。 四、仪器设备 ①三联固结仪；②环刀（高=2cm，面积=30cm2）、刮土刀、天平、秒表等。 五、试验步骤 1.将环刀内侧涂上一层凡士林，刀刃相下放在土样上。 2.用刮土刀将环刀均匀压入土样，高出环刀上沿1-2mm为宜，然后用钢丝锯和刮土刀将土样两端刮平。 3.擦干净环刀外层称其质量，取贴近环刀的余土测含水率。 4.将土样放入固结容器内，试样上依次放置护环、滤纸、透水板、加压盖。 5.将固结容器放置于固结仪加压框中，安装百分表并施加1kPa预压力后百分表调零。 6.按照试验方案加初级荷载，加荷后按6s、15s、1min、2min15s、4min、6min15s、9min…时间顺序读数。 7.固结稳定后，施加下一级荷载并按上述时间读数直至加荷结束。 8.试验结束后，拆除试验，清理试验仪器。 六、成果整理 1.计算公式 1.试验记录表

(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

击实试验实施细则

土工作业指导书击实试验实施细则 文件编号： 版本号： 编制： 批准： 生效日期：

击实试验实施细则 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 本试验分轻型击实和重型击实。轻型击实试验适用于粒径小于5mm的粘性土，重型击实试验适用于粒径不大于20mm的土。采用三层击实时，最大粒径不大于40mm。 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： a、击实仪的击实筒和击锤尺寸应符合下表规定： b、天平：称量200g，最小分度值，0.01g。 c、台秤：称量10kg，最小分度值5g。 d、标准筛：孔径为20mm、40mm和5mm。 e、试样推出器：宜用螺旋式千斤顶颧液压式千斤顶，如无此类装置，亦可用刮刀和修 土刀从击实筒中取出试样。 5．操作步骤进行： 5．1试样的制备： 5．1．1干法试样制备：

a ．用四分法取代表性土样20kg （重型为50kg ），风干碾碎，过5mm （重型过20mm 或40mm ）筛，将筛下土样拌匀，并测定土样的风干含水率。根据土的塑限预估最优含水率，并制备5个不同含水率的一组试样，相邻2个含水率的差值宜为2%。 注：轻型击实中5个含水率中应有2个大于塑限，2个小于塑限，1个接近塑限。 b ．湿法制备试样按下列步骤进行：取天然含水率的代表性土样20kg （重型为50kg ），碾碎，过5mm 筛（重型过20mm 或40mm ），将筛下土样拌匀，并测定土样的天然含水率。根据土样的塑限预估最优含水率，并选择至少5个含水率的土样，分别将天然含水率的土样风干或加水进行制备，应使制备好的土样水分均匀分布。 5．2击实试验应按下列步骤进行： a ．将击实仪平稳置于刚性基础上，击实筒与底座联接好，安装好护筒，在击实筒内壁均匀涂一薄层润滑油。称取一定量试样，倒入击实筒内，分层击实，轻型击实试样为2～5kg ，分3层，每层25击；重型击实试样为4～10kg ，分5层，每层56击，若分3层，每层94击。每层试样高度宜相等，两层交界处的土面应刨毛。击实完成时，超出击实筒顶的试样高度应小于6mm 。 b.卸下护筒，用直刮刀修平击实筒顶部的试样，拆除底板，试样底部若超出筒外，也应修平，擦净筒外壁，称筒与试样的总质量，准确至1g ，并计算试样的湿密度。 c.用推土器将试样从击实筒中推出，取2个代表性试样测定含水率，2个含水率的差值应不大于1%。 d.对不同含水率的试样依次击实。 6．计算结果： 6．1试样的干密度按下式计算： i d ω01.01ρρ0 += 6．2干密度和含水率的关系曲线，应在直角坐标纸上绘制。并应取曲线峰值点相应的纵坐标为击实试样的最大干密度，相应的横坐标为击实试样的最优含水率。当关系曲线不能绘出峰

固结试验

固结试验 姓名：学号：班级： 一、试验目的 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，以便计算土的单位沉降量S1、压缩系数a v和压缩模量E s等。 二、试验方法 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，试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、试验设备 1．固结仪：如附图8－1所示，试样面积30cm2，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、试验步骤 （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：取削下的余土测定含水率，需要时对试样进行饱和。 （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（在教学试验中，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0.005 mm认为稳定（教学试验可另行假定稳定时间）。测记压缩稳定读数后，

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 ）。

非饱和土一维固结的半解析解

文章编号:100020887(2010)022*******Ζ应用数学和力学编委会,I SS N 100020887 非饱和土一维固结的半解析解 3 秦爱芳 1 ,　孙德安1,　谈永卫 2,3 (1.上海大学土木工程系,上海200072;(2.同济大学地下建筑与工程系,上海200092; 3.同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室,上海200092) (郭兴明推荐) 摘要:　首先对Fredlund 的非饱和土一维固结理论进行简化,由得到的液相及气相的控制方程、 Darcy 定律及Fick 定律,经Lap lace 变换及Cayley 2Ha m ilt on 定理构造了顶面状态向量与任意深度处 状态向量间的传递关系;通过引入边界条件,得到了大面积瞬时加荷情况多种边界条件下Lap lace 变换域内的超孔隙水压力、超孔隙气压力及土层沉降的解;采用Cru mp 方法编制程序实现Lap lace 逆转换,得到了时间域内的超孔隙水压力、超孔隙气压力、土层沉降的半解析解;引用典型算例,对单面排水排气情况,与已有的解析解进行对比,验证其正确性;对单面排气不排水情况,与差分法结果进行对比进一步证明半解析解的正确性,并进行固结特性分析.该研究对非饱和土一维固结的研究具有重要的意义. 关　键　词:　一维固结;　非饱和土;　超孔隙水压力;　超孔隙气压力;　半解析解中图分类号:　T U44 文献标志码:　A DO I :10.3879/j .issn .100020887.2010.02.009 引 言 国外从20世纪60年代开始研究非饱和土固结问题,典型的有B light [1] ,Scott [2] ,Bar 2den [3],Fredlund 等[425]等提出的固结方程.20世纪90年代非饱和土固结问题是国内非饱和土 力学研究的热点,Yang (杨代泉)[6]、陈正汉[728]、Shen (沈珠江)[9]、殷宗泽[10] 等曾先后研究过非饱和土的固结理论,并提出了各自的见解.在非饱和土固结理论中比较完善也具有权威性的 是Fredlund [5]固结理论.秦爱芳等[11] 基于Fredlund 的非饱和土一维固结理论得到了大面积均布瞬时加载下顶面为透水透气面,底面为不透水不透气(单面排水排气)边界条件下非饱和土层一维固结的解析解.对于简单荷载及边界条件的Lap lace 逆变换问题,可直接利用Lap lace 变换表得到逆变换的解析表达式,而对于大部分荷载及边界条件(如以上荷载的其它边界条件),Lap lace 变换下的表达式极其复杂,难以直接进行Lap lace 逆变换得到其解析解,需要通过数值方法进行逆变换.本文对大面积均布瞬时加载的多种边界条件,首先推导出Lap lace 变换域内的超孔隙水压力、超孔隙气压力及土层沉降的解,然后采用Crump 方法编制程序实现La 2p lace 逆转换,得到其半解析解.这种半解析解方法避免了直接Lap lace 逆变换的困难,并可向 9 91　应用数学和力学,第31卷第2期　2010年2月15日出版 App lied Mathe matics and Mechanics Vol .31,No .2,Feb .15,2010 3 收稿日期:　2009206208;修订日期:　2009212228 作者简介:　秦爱芳(1966—),女,山西人,副教授,博士生(联系人.Tel:+86221256336014; E 2mail:qinaifang@21cn .com ).

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：

中国石油大学固结实验报告

中国石油大学海洋岩土力学实验报告 实验日期： 成绩： 班级： 学号： 姓名： 教师： 刘志慧 同组者： 具体实验内容：格式样板如下，字体均用宋体。 固结实验报告 一、实验目的 测定试样在侧限与轴向排水条件下，变形和压力，孔隙比和压力，变形和时间关系，计算土的压缩系数v a ，压缩指数c c ，压缩模量s E 。 二、实验原理（35） 土在外载荷作用下，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、实验仪器设备 固结剪切仪 环刀 凡士林 滤纸 天平 土样 刮刀 钢丝锯 毛玻璃 四、实验步骤 1.将环刀内外涂抹凡士林之后，取土样 2.称取土样的质量 3.将滤纸放在透水石上方，将透水石放入剪切盒中（注意滤纸在透水石上方，将与土壤接触） 4.将滤纸放置在土样上方，将透水石放置在土样上 5.将环刀放置在剪切盒上方，轻轻向下压透水石，将土样放置于剪切盒中 6.拿掉环刀，将剪切盒上盖（传压板）盖在透水石上方 7.将上顶头对准传压板，调整上压头螺钉，使杠杆处于水平或稍微上翘的位置 8.施加100kPa 的力，并按照数据表要求读数 9.待固结稳定之后在第二三四组施加200kPa 的力，并按要求读数 10.待固结稳定之后在第三四组施加300kPa 的力，并按要求读数 11.待固结稳定之后在第四组施加400kPa 的力，并按要求读数 五、实验数据处理（60）（根据实验数据画图p e i -，p e i lg -，计算土的压缩系数v a ，压缩指数c c ，压缩模量s E ） 环刀截面积30cm 2 环刀高度：2cm 土粒比重：2.65 含水率：30% 1.密度试验 环刀质量 环刀土质量 土质量 试样体积 密度g/cm 3 43.13g 159.10g 115.97g 60cm 3 1.93 2.固结实验记录表

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

实验六 固结试验

实验六固结试验 一、试验目的： 固结试验是测定土体在外力作用下排水、排气、气泡压缩性质的一种测试方法。在一般情况下，土体承受三个主应力的作用，发生三相应变。压缩试验的目的在于测定试样在侧限和轴向排水条件下的变形和压力、变形和时间以及空隙比和压力间的关系，以便绘制压缩曲线，求得土的压缩系数a V、压缩模量E S、，以便来判断土的压缩性和进行变形计算。 二、实验方法： 正常慢固结试验、快速固结试验。本试验因时间关系用快速固结试验法。 三、试验原理： 试样装在厚壁金属容器内，上下各放透水石一块，然后在试样上分级施加垂直压力P。记录加压后不同时间的垂直变形量，绘制不同荷载下垂直变形量Δh与时间t的关系曲线；垂直变形Δh与相应荷载P的关系曲线；空隙比e与荷载P的关系曲线。由于试样受金属厚壁容器的限制，不可能产生侧向膨胀，土样只有垂直变形，故该试验称为侧限压缩试验。通过记录加压前后土样空隙比的变化，建立变形和空隙比的关系，然后计算地基的压缩模量。四、仪器设备： 目前常用的压缩试验仪分杠杆加压式和磅称式两种。本试验用杠杆加压式。常用型号WG—1B三联中压固结仪、WG—1C三联低压固结仪。 1、压缩仪（土样面积30cm2，土样高度2cm），固结压力应满足12.5、25.0、50.0、100.0、200.0、300.0、400.0、600.0、800.0、1600.0kp的等级荷载，杠杆比1：12。 2、测微表（最大量程为10mm、最小分辨率为0.01mm的百分表）。 3、透水石试样上下放透水石，以便于土样受压后土中空隙水排除。

五、操作步骤 1、环刀选用 按工程需要选择(大环刀)50cm2或(小环刀)30cm2切土环刀（本试验用50cm2切土环刀），调整天平平衡，称量环刀的重量m1，计算初始密度ρ0，填入表1中。 2、套切试样前环刀内壁涂一薄层凡士林，以减少试样与环刀壁的摩擦及对试样的扰动。整平试样两端用环刀套切试样。 3、试样制备 切取原状土样时刀口朝下，土层受压方向应与天然土层受压方向一致，并观察土样的层次、颜色、有无杂质等，如有杂质时取出并用余土填补空缺处，小心地边压边削，注意避免环刀偏心入土，将土样修成略大于环刀的土柱，直至试样突出环刀为止，用钢丝锯拉断土样，然后修去上下两端余土，再修平试样两端表面，擦净环刀外壁，称环刀与湿土的质量m2，求得实验前的湿密度ρ0，立即用玻璃板将环刀两端盖上，防止水分蒸发。再用天平称两个铝盒的重量，取10克左右的土样，称两个铝盒加湿土样的重量，放在烘箱烘干8h，称铝盒加干土的重量,计算初始含水量W0，并将有关数据填入表2中。 4、安装试样 装入护环，在固接仪底部的透水石上放湿润的滤纸一张，将带有环刀的试样刀口朝上，再放湿润的滤纸一张，然后放上透水石和加压盖板，以及定向钢球。 5、固接容器和量表安装 将装好的固结容器放在加压框架上，对准加压框架正中，装上量表，并调节其可伸长距离不大于8mm，然后检查量表是否灵敏和垂直，使百分表长针正好对准“0”字，短针对准刻度的中间（注意要将百分表活动杆提到上部再调“0”。） 6、施加预压荷载 在砝码盘上加预压荷载1kp（此时试样所受压力约1kpa），检查试样与仪器上下各部件之间接触是否良好，如果良好则表针转动，然后微调表盘，使长指针对准零点方便计算。 7、施加第一级荷载并测读压缩量 工程上加载大小与级数根据土质实际情况需要确定。本次实验采用常规实验确定用12.5、25、50、100、200、300 、400kpa等四级荷载顺序加压。施加第一级荷载P1=12.5kpa，注意加砝码为吊盘+0.319kg+0.637 kg要轻放，避免发生冲击，在加荷的同时开动秒表，记录表读数。根据SD128-84《土工试验规程》，加荷后按下列时间顺序记录表读数，工程上加载为时间24h，教学试验受时间限制可选择1min、2min、3min、4min、5min、6min、7min、8min 9min、10min所对应的百分表的读数，并填入表3中，卸下第一级荷载，按装荷载的相反顺序取出土样。 8、根据上述施加一级荷载的步骤施加 P1=12.5kpa (吊盘+0.319kg) P2=25kpa (吊盘+0.319kg+0.637kg) P3=50kpa (吊盘+0.319kg+0.637kg+1.275kg）) P4=100kpa（吊盘+0.319kg+0.637kg+1.275kg+2.55kg）； P5=200kpa（吊盘+0.319kg+0.637 kg+1.275kg+2.55kg+2.55kg）； P6=300kpa（吊盘+0.319kg+0.637 kg+1.275kg+2.55kg+2.55kg+5.1kg） P7=400kpa (吊盘+0.319kg+0.637 kg+1.275kg+2.55kg+2.55kg+5.1kg+5.1kg)等各级荷载，并记录压缩量填在表3中。 9、实验结束，迅速拆除仪器各部件，将环刀中的试样取出，洗净环刀放到规定的地点。 五、试验数据的记录和资料整理（注意单位要统一） 1、基本数据：

固结实验

实训六固结试验 一、实训时间与课时 二、实训名称与内容 1、固结实验 2、固结实验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。 三、实训目的与要求 1、试验的目的是测定试样在侧限与轴向排水条件下，变形和压力或孔隙比 E等指标。和压力的关系，绘制压缩曲线，以便计算土的压缩系数 、压缩模量 s 2、通过各项压缩性指标，可以分析、判断土的压缩特性和天然土层的固结状态，计算土工建筑物及地基的沉降等。 四、实训场地、仪器与设备 1、实训楼土工实训室 2、固结仪；环刀:面积30cm2，高2cm；天平；测微表；秒表；烘箱；修土刀；称量盒；滤纸等。 五、实训步骤与方法 1、实训步骤 （1）根据工程要求，用环刀（50cm3）切取试样备用，并测出土样的密度、含水量、和比重。(参见前面的试验) （2）把下护环和大的透水石放入固结容器，并放上一张滤纸。 （3）将带有环刀的试样，刃口向下小心地装入压缩容器的下护环内。 （4）再套入上护环，放上滤纸和稍小的透水石，最后放上加压盖。 （5）轻抬杠杆，将装好试样的压缩容器放在加压台的正中，使加压横梁的凹槽与加压盖的钢珠紧密结合，然后装上测微表（百分表），并预调百分表大于6mm以上，并检查表是否灵敏和垂直。（学生在试验前应熟悉测微表如何读数。）（6）在砝码吊盘上加相当于试样受压约为1kPa的预压荷载，使固结仪的各

部分接触良好，并调平加压杠杆，然后调整测微表，使其大指针归零。 （7）卸去预压荷载，施加第一级荷载，其大小可视土的软硬程度或工程情况一般采用25、50、100、200、300、400 kPa ，或按设计要求，模拟实际加荷情况进行调整。 （8）在加荷同时开动秒表计时，按规定的时间读数，做完一级，再加下一级荷载，直至全部荷载完成。在试验过程中，应始终保持加压杠杆的平衡。 （9）试验结束后，迅速拆去测微表，卸除砝码，取出环刀，把仪器擦干净。 2、实训方法 固结试验分为标准固结试验；快速固结试验；应变控制连续加荷固结试验。 六、实训的注意事项 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； 3、随时调整加压杠杆，使其保持平衡； 4、加荷时应轻拿轻放，不得对仪器产生震动； 5、试验完毕，卸下荷载，取出土样，把仪器打扫干净。 七、实训成果与小结 1、实训成果 （1）按下式计算试样的原始孔隙比： ()010.011w s w G e ρρ +=- 式中：0e —— 试样原始孔隙比； w ρ —— 水的密度（g/ cm 3），一般取1； s G —— 土粒比重； w —— 试样原始含水量（％）； ρ —— 试样原始密度（g/ cm 3） ； （2）按下式计算各级荷载下变形稳定后的孔隙比： ()001i i e h e e H +=-

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

实验5：土的固结实验

实验5：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.沉降记录：施加每级压力后24h测定试样高度变化作为稳定标准，每间隔1小时变形小于0.01mm时，作为稳定读数； 要测定沉降速率时，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、20minl5s、25min、30minl5s、36min、42minl5s、49min、64min、l00min、200min、400min、23h、24h，至稳定为止； 6.加第二级荷载：记下稳定读数后，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，测定含水率。 注意事项： 1.在高压压缩试验中，仪器变形量不能忽略； 2.滤纸浸湿后的变形量较大，因此，压缩试验要求使用薄滤纸或用孔径较细的透水石而不使用滤纸，但这

固结灌浆试验方案

潼南航电枢纽一期工程 固结灌浆试验方案 中国水利水电第四工程局有限公司潼南航电枢纽工程项目部 2015年4月

批准：审核：编制：

目录 一、工程概况 (1) ㈠工程概述 (1) ㈡固结灌浆试验区工程地质条件 (2) 二、固结灌浆及试验的必要性 (2) 三、编制依据 (2) 四、试验准备 (3) ㈠试验地点 (3) ㈡试验时间 (3) ㈢试验布置 (3) ㈣试验设备 (3) ㈤试验人员 (4) ㈥试验材料 (4) 五、固结灌浆抬动观测钻孔施工 (4) ㈠施工次序 (4) ㈡抬动观测孔施工 (4) 六、试验程序和方案 (5) ㈠试验程序 (5) ㈡试验方案 (5) 七、特殊情况处理 (7) 八、固结灌浆试验质量要求 (8) ㈠质量要求 (8)

㈡灌浆效果检测孔布置 (8) ㈢固结灌浆效果检测 (8) ㈣灌浆和封孔 (9) ㈤灌浆试验成果整理 (9) 九、注意事项 (9)

一、工程概况 ㈠工程概述 涪江干流梯级渠化潼南航电枢纽工程位于重庆市潼南县城区涪江大桥下游约3km处，开发任务是以航运为主兼顾发电，修复涪江干流潼南县城段水生态系统。水库正常蓄水位为236.50m，相应库容1571万m3，校核洪水位249.26m （P=0.2%），相应流量36000m3/s，总库容2.19亿m3，船闸和航道等级为Ⅴ级，设计通航船舶吨级为300t，电站装机容量42MW。本工程等别为Ⅱ等，工程规模为大（2）型。枢纽主要建筑物泄水闸、船闸上下闸首和闸室、发电厂房、挡水土坝为3级建筑物，引航道建筑物等次要建筑物为4级，临时建筑物为5级。 本工程枢纽主要建筑物从左至右依次为：左岸土坝连接段、厂房安装间、厂房主机间、18 孔泄水闸坝段、船闸上闸首段、船闸门库坝段和右岸土坝连接段。枢纽轴线全长685.00m，坝顶高程252.40m。 泄水闸为18孔，采用开敞式平底宽顶堰，孔口净宽为14m，堰顶高程为225.00m，前沿总长307.80m，闸室顺水向宽25.5m，泄水闸采用底流消能型式，消能工分三区设置。船闸布置于右岸，为Ⅴ级船闸，船舶吨位按300t设计，闸室有效尺度为120m×12m×3m（长×宽×门槛水深），为整体式结构，船闸前沿总长为30m。电站厂房为河床式厂房，布置于枢纽左岸，厂房前沿总长101.86m，主机间共布置3台灯泡式贯流机组，总装机容量42MW，电站厂房采用垂直进厂方式。挡水土坝采用粘土防渗分区土石坝坝型，坝顶宽10m，坝体上游侧填筑料为防渗土料，下游侧填筑砂砾料。上、下游坡比为1:2.5，基础采用垂直截渗方式，选用混凝土防渗墙+帷幕灌浆，帷幕深度为q≤3Lu 线以下5m。 泄水闸坝基础由侏罗系中统上沙溪庙组上段第三岩组（J s2-3），中厚层~巨厚 2