土力学实验报告.docx

《土力学实验报告.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《土力学实验报告.docx（57页珍藏版）》请在三一文库上搜索。

1、土力学实验报告 土 工 试 验 报 告 班 级： 组 号： 姓 名： 同组人: 成 绩: 河北工业大学土木工程学院 16 年 月 日 试验一 土得基本物理指标得测定 (一)记录 土样编号_ 班 组_ 试验日期_ 姓 名_ 1密度试验记录表（环刀法） 环刀号 环刀质量 g 环刀加土质量 土质量 / g 环刀容积 / c 密 度 / gcm 平均重度 / N/m 3 402 43、3 168、 12、7 60 2、07 0、5 238 43、57 169、6 126、 6 、10 2。含水率试验记录表(烘干法) 盒号 盒质量 / g 盒加湿土质量 g 盒加干土质量 / 水质量 / g 干 土 质量

2、 / 含水率 % 平均含水率 / 3 16、92 4、60 4、69 、91 24、77 7、9 8、1 118 1、 0、19 、5 7、62 27、02 28、2 3。界限含水率试验 液限试验记录表(圆锥仪液限试验) 盒号 盒质量 / g 盒加湿土质量 / g 盒加干土质量 / 水质量 g 干 土 质量 / g 液限 / % 液限平均值 / % 14 15、8 2、13 37、3 、7 21、5 、22 、21 07 15、1 25、8 23、 1、68 8、29 、20 塑限试验记录表(滚搓法) 盒号 盒质量 / 盒加湿土质量 / 盒加干土质量 / g 水质量 g 干 土 质量 / g

3、塑限 % 塑限平均值 / % 18 6、64 41、7 5、0 、7 18、36 0、36 、36 7 1、33 2、00 、46 、54 26、3 0、36 液、塑限联合测定法试验记录表 圆锥下沉 深度 mm 盒号 盒质 量 / g 盒加湿土质量 / g 盒加干土质量 / 水质 量 g 干土质量 / g 含水率 % 液限 / % 塑限 / % 、2 A64 16、05 5、20 4、98 7、22 32、93 21、9 22 10mm 14 15、7 、13 7、37 4、6 21、5 22、1 7、9 118 5、55 、9 42、7 7、2 2、02 28、2 28、 A3 16、92

4、4、0 4、6 、1 4、77 27、9 17m 1、 07 6、33 52、00 、6 9、5 、 36、5 36、7 128 16、64 41、77 35、00 、77 18、 36、9 注：圆锥下沉深度与含水率得双对数坐标关系曲线绘制于图 1 之中。 含水率 / % 图 1 圆锥入土深度与含水率关系曲线 (二)试验成果汇总与计算 1。试验测定数据 = 20、5 N/m 3 w = 28、 w L 3 % p = 21 % 根据备注表 1,由 w 查表得 d s 2、7 2。计算参数 e= (1+w)d s w / 1= 、6 r wd 、1 I P = w L w = 1 I L = (

5、 L ) I =0、527 3。依上述计算结果判定 土得分类名称:粘性土 试验土样所处得状态: 可塑状态 （三)思考与分析 1。土样烘干时,为什么要控制温度为 0110? 避免把强吸着水蒸发 .环刀尺寸(直径、高度、壁厚、容积)对试验成果有何影响? 环刀得直径越大，高度越小,容积越大，实验得误差越小 3。试分析搓条法得理论依据及存在得主要问题。 存在主要问题:不容易掌握其方法,就是要依据多年得经验来判断. 备注:土粒比重与土得矿物成分有关，其值一般为 2、6、75,由于土粒比重得测定方法较为复杂。且同一地区、同类土得比重变化不大,故除重大建筑物外，一般可不做比重试验,而采用地区得经验值。 当缺

6、乏地区得经验值时,对于黏性土,可取d s = 2、7、75;对于砂土可取d s = 2、65。天津地区液限 w L 与比重 s 关系如备注表 1 所示. 备注表 1 天津地区液限 w L 与比重 d s 关系表(录自天津市勘察院资料) w / % 6 262、6 28、730、6 3、734、 4、 6、37、6 37、7 4、51、 51、 s 2、69 、70 2、71 2、2 2、73 2、74 2、75 2、6 、77 试验二 颗粒分析试验（密度计法） （一)颗粒分析试验记录 土样编号_ 班 组_ 试验日期_ 姓 名_ 干土质量_0g_ 密度计号 7 小于 0、075m 土质量百分数1

7、00% 量 筒 号 7 试样处理说明_ 烧 瓶 号 土粒比重_、7_ 比 重 校 正 系 数 C G _0、985_ 下沉时间 t /m 悬液温度 T /C 密 度 计 读 数 土粒落距 L 粒径 d /mm 小于某粒径土质量百分数 X / % 小于 某粒径总土质量百分数 / 密度计读数 刻度及弯液面校正值 n 温度校正值 分散剂校正值 C D R M = +n+ mC = R G 1 21 2 0 +0、3 0、5 20、8 20、488 1、899 0、0510 68、29 6、9 2 13 0、3 -0、5 12、8 1、68 17、147 0、038 2、03 42、3 2 7、 0

8、+、3 0、5 7、3 7、90 1、60 0、056 23、97 2、97 15 21 4 0 0、 0、 3、8 3、43 1、680 0、17 12、48 1、48 3 2 +0、 0、5 1、 1、77 20、20 0、7 5、91 5、91 0 1 2 +0、 0、 1、8 1、5 2、4 0、0054 5、25 5、5 绘图与计算 以小于某粒径得试样质量占试样总质量得百分数为纵坐标，颗粒粒径为横坐标,在单对数坐标上绘制颗粒大小分布曲线(见图 2),并根据颗粒分布曲线完成填写表 . 思考与分析 1. 用密度计作颗粒分析时只就是测定密度计浮泡中心处得悬液密度,为何可以代表全部悬液相应得

9、密度? 悬液得整体沉降得趋势就是相同得与浮泡中心悬液密度变化基本相同，再加上温度校正、分散剂修正、刻度修正等,所以测定密度计浮泡中心处得悬液密度可以代表全部悬液相应得密度。 .密度计法作颗粒分析试验得误差原因分析，请选择。 （1)系统误差：由理论假设、所用仪器与规定得试验方法步骤不完善造成。 土粒刚开始下沉时为加速运动, V 常数 土粒并不就是球形 土粒比重 ds 常数 密度计泡体积过大，影响土粒下沉 土粒下沉过程中互相干扰,且受器壁影响 用浮泡所排开范围内之悬液密度,代替密度计浮泡中心液面密度就是近似得 （2)偶然误差:由试验操作不当造成 土粒称量不准或有损失 土粒分散不完全 搅拌不均匀 读

10、数有误（R、T、t） 要求仔细体会，明白者在后面画(）、否则画() 土粒直径 mm 图 2 颗粒级配曲线 表 2 颗粒组成 颗 粒 组 成 / % 限制粒径 有效粒径 不均匀系数 土得类别 0、075 0、05、05 0、50、005 、05 d 6 d 10 / d 0 4 53 0、006 、0024 0、03 4、61 均粒土 试验三 固结试验 记录 土样编号_ 班 组_ 试验日期_ 姓 名_ 1。含水率试验记录表 土样情况 盒号 盒质量 g 盒加湿土质量 g 盒加干土质量 / 水质量 / g 干土质量 / g 含水率 / % 平均含水率 / % 试验前 A64 16、5 6、 48、8

11、 7、22 32、3 21、92 22、2 4 15、87 4、1 、37 4、76 21、5 22、13 2重度试验记录表 土样情况 环 刀号 环刀质量 / 环刀+土质量 / g 土质量 / g 环 刀 容积 / cm 密度 / m 3 重度 kN/m 3 试验前 416 4、9 16、1 14、2 60 2、07 0、7 3。压缩试验记录 试样初始高度 H 0 = 2 m 压缩容器编号： 土粒比重 d s = 、59 计算初始孔隙比 =s ( w 0 ) 0、53 d 0 各级加荷历时 / min 各级荷重下测微表读数 mm 50 kPa 00 kPa 0 kPa 300 ka 0 20

12、0 60 120 8 总变形量 S 1 / m 0、1 、 、38 0、4 仪器变形量 2 / mm 0、029 、0342 0、5 0、556 试样变形量 S / mm 、851 0、165 、34 0、424 变形后孔隙比 、2 0、517 0、504 0、497 绘图与计算 绘制压缩曲线(图 3) 垂直压力 p k a 图 3 试验压缩曲线 2。计算压缩系数 a 2 与压缩模量 s12 ，并判定土得压缩性。 a a 1 1 2 2 = e e1 e e 2 2 / p p 2 2 1 1、3 13 Es 1 12 2 =1 1e e 1 1/ a a 1 12=11 2=11、 67M

13、a a 本土样属于中等压缩土压缩性土. 思考与分析 1.为什么加荷后要经过很长时间(往往 2 小时以上）变形才会稳定？ 答：在土得固结试验中,加上荷载以后,试样中会出现超静孔水压力,土得固结过程也就是超静空隙水压力得消散过程消散得速度与土得性质有关。而对于在试验中所用得粘性土来说,这一过程需要很长得时间 2.固结仪中土样得应力状态与实际地基应力状态比较有何不同?在什么情况下两者大致相符,试举例说明。 固结仪中土样为完全侧限条件只会发生横向变形,而实际地基不能保证不出现横向变形得情况. 在以下情况中两者大致相符 水平向无限分布得均质土在自重应力作用下 水平向无限分布得均质土在无限均布荷载下 当地

14、基可压缩土层厚度与荷载作用平面尺寸相比相对较小 。试验误差原因分析 土样代表性； 土样结构扰动; 室内外土样压缩条件不同； 设备及操作误差。 上述分析内容同学应仔细体会，明白者在后面画（）,否则画(）. 试验四 直接剪切试验 记录 土样编号_ 班 组_ 试验日期_ 姓 名_ 试验方法 试验前重度试验记录表 垂直压力 / kPa 环刀质量 / g 环刀土质量 / g 土质量 / g 环刀容积 m 3 密度 / /cm 3 重度 / k/m 备注 10 43、53 16、8 123、33 60 2、06 20、19 20 、5 168、26 124、9 60 、0 20、38 00 43、70 1

15、66、43 122、3 、05 20、09 400 42、88 66、46 123、5 60 、6 20、1 试验成果 1.剪切试验记录表(见表 ). 2.绘制剪应力与剪切位移关系曲线(图 )。 3。绘制抗剪强度与垂直压力关系曲线（图 )，并确定黏聚力 c 与内摩擦角 . 剪切位移 / 0 、01 图 4 剪应力与剪切位移关系曲线 表 3 直接剪切试验记录表 仪器编号_ 手轮转速_4_转m 应变圈系数 K_、2_kPa/0、0m 垂直压力 p 100a 垂直压力 p 300kPa 剪切历时 4 分 5 秒 剪切历时 5 分 15秒 抗剪强度 3、7kPa 抗剪强度 4、73kPa 手轮转数 (

16、n） 百分表读数(R） / 0、1mm 剪切位移 ( ) / 、01mm 2 剪应力 （ ) / kP 手轮转数 (n) 百分表读数(R) / 、01m 剪切位移 ( ) 0、01mm 2 剪应力 ( ) / ka 1、8 18、2 2、7 1 3、2 6、8 4、87 2 4、2 5、8 6、39 5、2 34、8 7、91 3 、2 53、8 9、44 3 、2 、8 9、4 4 8、2 71、8 12、48 4 7、7 72、3 11、72 5 9、3 90、7 14、15 5 9、2 90、8 1 6 1、2 108、 1、05 10、7 09、3 16、2 7 12、 12、2 19

17、、48 7 2、2 127、8 18、59 8 14、2 145、 21、6 8 14、 145、3 22、37 9 1、7 14、3 23、89 1、 163、3 25、4 1 1、7 18、3 25、 0 9、2 180、8 29、2 1 7、2 20、8 6、 11 21、 198、 3、27 12 8、7 221、 28、4 12 22、2 27、8 33、7 13 19、2 20、8 9、2 13 24、2 5、 36、3 1 0、2 259、 0、74 14 25、 254、8 3、35 15 2、2 279、 30、74 1 26、 73、8 39、 16 0、7 29、3 31

18、、51 2、2 22、 41、39 1 21、 318、 32、 7 8、2 31、 2、9 18 20、7 339、8 1、1 18 2、7 330、 45、2 19 21、2 3、8 32、27 9 2、7 350、 4、2 20 1、2 380、8 2、2 20 3、 369、8 45、96 21 18、2 411、8 7、7 21 0、7 38、36 46、73 2 、2 431 27、7 22 30、2 40、8 45、6 2 18、 451、3 8、46 2 0、 42、 45、96 24 8、2 471、8 、7 24 、2 449、8 、96 续表 3 直接剪切试验记录表 仪器

19、编号_ 手轮转速_4_转/min 应变圈系数 K_、2/0、1 垂直压力 p 400Pa 垂直压力 p ka 剪切历时 4 分 5 秒 剪切历时 分 秒 抗剪强度 56、62kPa 抗剪强度 kP 手轮转数 (n） 百分表读数(R) / 0、01mm 剪切位移 （L） / 0、1m 20 - 剪应力 ( ） kPa 手轮转数 (n） 百分表读数（R) / 、01mm 剪切位移 (L） / 、01mm 2 剪应力 （ ） / a 1 3、2 16、 、87 1 、2 34、8 、1 3 7、2 5、8 10、6 3 4 9、 7、 4 4 5 10、7 89、 16、2 5 6 13、 106、

20、3 20、5 7 6、7 、3 25、42 7 8 、2 139、8 0、74 9 2、7 157、3 34、 10 25、2 7、8 3、35 10 11 27、2 1、8 4、4 11 12 29、2 210、8 44、44 12 13 、 228、 47、49 14 33、2 6、8 5、5 14 15 34、 6、8 52、05 15 1 3、2 84、 5、57 16 1 36、2 303、8 55、09 17 1 36、7 323、3 55、3 19 37、2 3、 56、62 19 2 37、2 36、 56、62 0 1 7、2 32、8 56、62 21 2 7、 402、8

21、 56、2 2 3 7、 42、8 、62 23 24 3、2 442、8 6、6 4 垂直压力 p / Pa 图 抗剪强度与垂直压力关系曲线 黏聚力 2、273 ka 内摩擦角 =4、908 (三）思考与分析 。快剪、固结快剪、慢剪有什么区别？试举例说明快剪指标得适用范围？ 快剪 :竖向力施加后，立即施加水平力，剪切速度很快,35 分钟后土样剪切破坏，过程不排水。 固结快剪 :使土样先在法向力作用下达到完全固结,之后施加水平力剪切土样，过程不排水。 慢剪 : 使土样先在法向力作用下得达到完全固结,之后慢速施加水平力,14 小时剪切破坏土样,过程有排水时间 快剪指标得适用范围 :适用于土体上施

22、加与剪切过程中都不发生固结与排水现象得情况 。试分析应变式直剪仪得主要优缺点与可能造成误差得原因? 优点 : 直剪仪构造简单,操作方便 缺点 ： 剪切面上剪应力分布不均匀，土样剪切破坏先从边缘破坏,在边缘发生应力集中现象. 2 试验中不能严格控制排水条件。 3 剪切过程中,土样剪切面逐渐减小,而计算剪切强度时却按照原来截面面积计算. 试验五 三轴压缩试验 三轴压缩试验记录 试验日期 土样编号 班组 姓名 .不固结不排水三轴压缩试验记录表 第 1 页 试样直径 d 0 = 3、91cm 试样高度 h 0 8、0 c 试样面积 A 0 =12、28 cm 试样体积 V 0 = 98、 cm 3 试

23、样质量 m =18、4 g 试样密度 =1、92 g/m 3 测力计系数 C =13、7N0、mm 剪切速率 1、5 mm/m 周围压力 00 ka 序号 测力计读数 0、01 轴向荷重 / N 轴向 变形 、1mm 轴向应变 / 应变减量 校正后 试样面积 cm 主应力差 / a 轴向应力 / ka P = R h h A = 0 1 1 3 =P / A 1 1、5 20、55 0、 0、005 0、995 12、32233 16、61721 116、6717732 2 1、7 3、29 0、 0、005 、99 1、3727957 8、2355456 1、83546 3 、9 26、 0

24、、9 1、125 0、98875 12、41972187 20、9560138 0、95864 4 、 、4 1、2 1、5 0、985 12、4600508 24、178133 124、1843 5 2、4 2、88 1、5 1、875 、8125 12、516968 2、22087 126、73205 6 2、6 5、62 1、8 2、2 0、9775 1、5626585 2、3386808 128、35381 7 2、8 38、36 、1 2、65 、9375 12、61039 30、4177 3、4132 8 3 41、 、4 3 、97 2、6599381 32、498371 12、

25、49 9 3、3 45、 、7 0、 12、53、3536235、45 2 25 4415 24 10 、6 4、32 3、6 4、 0、95 2、85634 3、3346 38、35555 11 3、 53、4 4、2 5、5 0、95 2、96421 41、225096 141、2509 12 4、2 57、54 4、8 6 0、94 1、06382979 、 、052769 13 4、5 6、5 5、 6、7 、9325 13、1689008 46、148411 16、814412 14 、8 6、6 6 、5 0、925 1、27556 49、53420 149、3202 15 5、1

26、 6、8 6、6 8、2 、975 1、8419619 、23352 152、2033 6 5、3 72、 7、2 9 0、91 13、945059 5、8070469 13、00847 17 5、5 7、35 、 、75 0、95 13、6664 55、77421 15、37312 18 、7 7、 、4 10、 、895 13、72067039 、42866 16、91487 9 2、2 9 11、25 0、87 13、3661972 59、4757329 59、40753 0 6、2 84、94 9、6 2 0、8 1、554 0、86955 16、89055 21 6、4 8、10、

27、12、75 、 14、074、916、27068 8 725 857 8 22 6、6 90、2 10、8 13、5 0、 14、19651 6、69613 16、691614 23 7 95、9 11、4 14、2 0、875 14、32971 66、90016 16、9616 4 、 98、4 2 15 0、85 14、47582 8、2767296 1、276873 第 2 页 试样直径 = 3、0m 试样高度 h 0 8、0 cm 试样面积 A 0 =12、25 2 试样体积 0 = 9、0 cm 3 试样质量 0 =89、00 g 试样密度 =1、93g/cm 测力计系数 C =13、7/、0m 剪切速率 1、5 mm/min 周围压力 3 =20 kPa 序号 测力计读数 / 、1m 轴向荷重 N 轴向 变形 / 0、1mm 轴向应变 / 应变减量 校正后 试样面积 / cm 2 主应力差 / kPa 轴向应力 Pa R P = C h 1 A A = 0 1 1 3 =P / A 1 0、8 10、96 0、3 0、375 、9625 12、2961041 8、9 、9338 2 0、9 、33 0、6 0、7 0、992 12、356927 9、8981632 209、988163 1、 19、