《土力学教学资料》土力学

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1、侧限压缩试验一、原理介绍：（桂志超）土样在外力作用下将产生压缩，其压缩量与作用在土样上的荷重及土质有关。在相同的荷重作用下，软土的压缩量较大，而坚密的土压缩量小，又如在同一土样条件下，压缩量随着荷重的加大而增加。因此，可以在同一种土样上，施加不同的荷重，一般分级不宜过大，视土的软硬程度及工程情况可取为0.125.0.25.0.5、1.0、2.0、3.0、4.0>6.0、30kgf/cm2等。最后一级荷重应大于土层的计算压力r2kgf/cm2o这样可以得到不同的压缩量，从而绘制压缩曲线并求得压缩系数。二、试验步骤:（桂志超）（1）按含水量试验所述方法用压缩仪环

2、刀切取土样，测定土样试验前的容重，将装有土样的环刀用玻璃片盖好备用。（2）按密度试验所述方法，取环刀切剩下的土样（不用沾有凡士林部分的）。测定土样试验前的含水量，并熟悉压缩仪各细部的构造及作用。（3）压缩仪底板上安置一块透水石（注意一定要平衡），接着安放环护，并固定环护。（4）将湿润滤纸一张放在压缩仪底部透水石上，然后将装有土样的环刀刀口向下放入环护内，再在土样上面放湿润滤纸一张、透水石一块，放下量表导杆和加压上盖，使部分密切接触，保持平稳，然后在加压上盖周围放置潮湿棉花圈，以防止水分蒸发（如土样取自地下水位以下，则需加水使其入饱和状态下进行试验）。（5）检

3、查加压设备是否灵敏，利用平衡锤调整横梁至水平位置。（6）将装好试样的压缩仪放在加压台正中，使加压上盖凹部位置的钢球与加压横梁的小孔密合，然后装上百分表，调节量表导杆缩进不小于8mm（为保证土样压缩时量表导杆不致脱空）；并检查百分表导杆是否灵活和垂直。（7）为使压缩仪各部分紧密接触，借加压设备在试样上施加预压荷载约0.01kgf/cm2,然后调整百分表的指针读书为零。（8）去掉顶压荷载，并立即施加笫一级荷载，其大小视土的状态或土的工程可采用耍求可采用；在加压的同时开动秒表，分別在1、2、3、5、10、15、20分钟记录百分表读数，直至两次度数之差不大于0.00

4、05mm时（限于学生试验时间，此处规定均与工程试验操作规程有羌别），即认为该级荷载在压缩变形已属稳定，即可进行下一级荷载。（9）其后施加第二级荷载，按第八步规立的时间，测记百分表读数,以此类推，最后一级荷重应大于土层的计算压力r2kgf/cm2,在实验过程屮，应始终保持加荷杠杠的水平。（10）最后一级荷重作用下变形达到稳定并取得变形读数后，取下百分表，卸除全部荷重，取下压缩仪，分别拆除钢球、加压上盖、护环、透水石和滤纸等，小心地取出带土样的环刀并清理环刀等。三、基础数据、待测数据的处理：（桂志超）（1）各级荷载下的百分表稳定读数与初读数（顶压荷载0.01kg

5、f/cm2）之弟，即为该级荷载下的总变形量S总i（mm）o（2）计算各级荷载作用下土样的稳定变形量St（mm）；St-s总i-s仅式中：s仪i：各级荷载作用下仪器变形量(实验室提供，根据仪器编号查表)(3)计算土样的初始孔隙比e()G(1+5)pa,eo-1A)式中：G：土的颗粒比重e()-试验前丄的初始含水量；久：试验前土的初始密度，g/cm3；Pa：水的密度,g/cm3o(4)计算土颗粒高度h&(inin)式中:h°——土样的初始高度(等于环刀高度)，mmo(5)计算各级荷载下土样变形稳定都的孔隙比ei式中：hi——各级荷载下土样高度(mm),hi=h°

6、・Si(6)按比例绘制压缩曲线，并据此计算100-200kPa的压缩系数°1・2及压缩模量E]i，体积压缩系数以及压缩指数和冋弹指数。并根据所得压缩曲线按照卡萨格兰德的方法推求其先期固结压力。四、试验数据与处理表1:侧限压缩试验记录表(桂志超)试验压力(kpa)百分表读数(mm)土样编号1231000.5410.6000.5502000.8990.8810.8583001.1621.0821.0754001.3421.2231.223表2：侧限压缩试验计算表(何昌迪)土样参数初始高度hg(mm)土粒高度hg(mm)湿密度(g/cm3)干密度(g/cm3)含水

7、量(g/cm3)孔隙比孔隙率no20.0014.082.2116%0.420.29试验压力Pi(kpa)总变形量仪器变形量土样高度变形量变形后高度孔隙比压缩系数压缩模量S总i(mm)S仪i(mm)St(mm)(mm)e•1°1-2(kpa1)(kpa)1000.56400.56419.4360.3802.2X1043450.02000.87900.87919.1210.3586172.73001.10601.10618.8940.3428387.54001.26301.26318.7370.33112100.0压缩等级中压缩性土附:(何昌迪)1、土样的体积压

8、缩系数Mv=p—,则在100kpa>200kpa>3