放在试样表面中部,至锥尖与试样表现接触时,放开手指,使锥体在其自重作用下下沉入土中。
(5)在松开手指的同时,打开秒表,当锥体经约15秒钟深入土中的深度恰等于
l0mm时,表示土的含水率刚好为液限。如果锥尖在15秒内入土深度大于或小于 l0mm时,则说明试样的含水率高于或低于液限,须重新试验。此时,应先用调土刀将锥体深入处沽有凡士林的土样挖去后将全部土样挖出,放入磁碗中,如含水量过高,则放子红外线烘箱中适当烘烤或用电吹风吹干,降低含水量。含水量小时,加适量清水后再行调拌,如此直至试锥尖沉入度刚好是l0mm时为止。
(6)将所得合格试样挖去沾有凡士林的那部分土,取试杯中央约15g放入盒中,盖好盒盖称重,精确至0.0lg,而后在105℃下烘干至恒重,冷却后称得其干土重,测定含水率。
3.试验记录与计算
液限试验 (环刀法)
工程编号: 试验者: 钻孔编号: 计算者: 试样说明: 校核者: 试验 日期 土样 编号 盒号 (g) 盒+湿 土质量 (g) 盒+干 土质量 (g) 水质量 干土质量 (g) (g) 液限WL 天然含水率 w= 液性指数 IL?
根据液性指数此土处于 状态。 结果分析:
5 塑限试验
塑限是指粘性土可塑状态的界限含水率。试验目的是测定塑限。并与液限试验 结合计算的塑性指数,作为粘土分类以及估计地基承栽力的依据。塑限试验的方法 一般采用搓条法。 1.仪器设备
(1)毛玻璃板 约20×30cm (2)卡尺:分度值为0.02mm
(3)天平:称量200g,最小分度值0.01g (4)其它:称量盒等。 2.操作步骤
(1)按做液限试验制备土样(100g)
(2)为使试验土样的含水量接近塑限,可将土样放在手中捏揉至不粘手,或用吹风机稍吹干些,然后将土样捏成扁饼状如出现裂缝,表示土样含水量接近塑限。
(3)取接近塑限土样的一小块,先用手搓成橄榄状,然后再用手掌在毛玻璃上轻轻地搓滚,搓滚时手掌要均匀施加压力于土样条上,不得使土样条在毛玻璃上无力滚动。土条长度不宜超过手掌宽度。在滚动时,不应从手掌下任一边脱出,土样条在任何情况下,不得产生中空现象。
(4)若土条搓至直径3mm时。
(5)取合格的断裂土样条放入称量盒中,随即盖紧盒盖,待收集约3—5g后(至少10条以上)称量,测定其含水率,即得该土的塑限。
(6)计算公式
wp?式中:wp——塑限
?m0?m???m0?ms??100%
?m0?ms??m0m0?m——盒+湿土质量(g)
m0?ms——盒+干土质量(g)
m0——盒质量(g)
塑性指数(Ip)
IP?wL?wP
根据塑性指数,可对粘性土进行分类。定出土的名称。 3.试验记录
工程编号: 试验者 钻孔编号: 计算者: 土样说明: 校对者: 试验 土样 日期 编号
天然含水量 w? 塑性指数 IP?
按塑性指数定出土的名称为 土。 结果分析:
盒号 盒质量 盒+湿土质量 盒+干土质量 水质量 干土质量 塑限 (g) (g) (g) (g) (g) wP 思 考 题
1.塑限的大小与哪些因素有关,工程上为什么按塑性指数对粘性上进行分类? 2.土的天然含水率越大,其塑性指数是否也越大?
3.采用原状土和扰动土测定的塑限值是否一样?为什么?
6 压缩试验
土在压力作用下体积缩小的特性称为土的压缩性。其压缩量的大小与土样上所施加的荷重大小和土样的性质有关,如在相同的荷重下,软土的压缩量就大。而坚密土的压缩量就小。又如在同一个土样的情况下,压缩量随着荷重的加大而增加。那么,在外力作用下为什么会引起土体的压缩?这是因为在荷载作用下,土体产生下面三种变形:(1)土体本身的压缩;(2)土体孔隙中的水和空气的压缩;(3)土孔隙中的水和空气被挤出。土的颗粒互相靠拢。孔隙体积变小。实际上,土体和水本身的压缩量很小,可以忽略不计。所以土体的压缩通常是指土体在某一外力作用下,其孔隙体积变小的现象。
压缩试验的目的就是测定一般粘性土在外侧限条件下受荷的稳定压缩量及固结过程。绘制孔隙比与压力之间的关系曲线——压缩曲线。从而确定压缩系数?1?2,压缩模量Es。为评价土的压缩性及为计算建筑物的沉降量提供必要的资料。 压缩试验目前通常采用单向压缩仪。土样是放在不能发生侧向变形的压缩环内。在垂直压力作用下,只可能发生垂直方向的变形。因此试验中只要测出应压力下的垂直变形。即可求得孔隙比与压力的系数。一般的可在同一种土样上,施加不同的荷重,荷重分级不宜过大。可依土的软硬程度及工程情况取为0.125、0.25、0.5、1.0、2.0、3.0、4.0、6.0、8.0、kg/cm2等。最后一级荷重应大于土层的计算压力的1—2kz/cm2。这样使可测得不同的压缩量。从而可以算出相应荷重时的土样孔隙比。 设土样的初始高为H0。则H=H0—S,S为外力P作用下土样压缩稳定后的变形量。根据孔隙比的定义。假设土粒体积为VS=1,则土样孔隙体积Vv在受压前就相应与初始孔隙比eo,在受压后,柏应于孔隙比e。为求土样压缩稳定后的孔隙比e,利用受压前后土样体积不变横截面积不变的两个条件,得
即:e?e0?S?1?e0? H0式中: e0?ds?1?w??w?0?1
ds、w、?0分别为土样比重、土样初始含水率和初始密度 H0——土样初始高度
因此试验时只需测出S即可求得e。 1.仪器设备
固结仪(或称压缩仪、渗压仪)、杆杠式加压设备、测微表、秒表、天平及切土刀、大铝盒、滤纸、凡士林等。
2.试验步骤:
(1)用环刀切取土样。环刀要边削土边压入。用力要均匀,速度要适宜。以免将土样揉碎。如果所取的土样是原状土样。则压入时应使受荷方向与天然土样受荷方向一致。当整个环刀压入土样后,将上下面削平。将外壁擦净后称重。并测定该土样的含水率及比重。
(2)将渗压环套上透水石后放入固结仪中,面上放一张湿润的滤纸。而后将带有土样的环刀压入渗压环中,并在土样表面放湿润滤纸一张后再依次加上透水石、加压活塞和传压块。
(3)采用杆杠式加压设备加荷。先检查各部连接处是否转动灵活然后将固结仪放入框架内。使横梁压帽的弧圆中心与传压块接触。插入活塞杆装上测微表。使测微表侧杆与活塞杆顶面接触。使扛杆水平。上述步骤完成后,即可加载。先直接加第一级荷载,使土样承受50kPa的压力。在加上压力的同时,开动秒表,分别在1、2、3、5、10、15分钟等记录测微表读数。直到稳定。再依次逐级加荷100kPa、200kPa、300kPa。测定变形量直到稳定为止。一般读到15分钟即假定一级变形已经稳定。在最后一级荷重达到稳定并读得变形数后,即可松开测微表,卸除全部荷重、拆开固结仪,清除土样。
3.试验记录与计算
(1)计算试样的原始孔隙比eo精确到小数点后三位) (2)试样中的土粒净高HS计算:
HS?H0 1?e0式中:H0——环刀高度。20mm
(3)在某一荷重下压缩稳定后试样的孔隙比:
e?H?1 HS