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1、土工试验培训,主讲人：宿 静,2022/12/9,1,山西省交通规划勘察设计院,0综述土的固体部分是自然界中岩石经物理化学风化后形成的。包括：原生矿物和次生矿物，其中次生矿物是由原生矿物发生化学反应后变化而成的，是构成粘土颗粒的主要成分。由于土的晶格构造不同，一旦与水相互作用，会影响到塑性、膨胀、收缩、压缩性和抗剪强度等特性。土中的水与固体颗粒间不是机械混合而是有机的参与土的结构，对土的性状起到巨大作用。分为：强结合水、弱结合水、毛细水和自由水。土中气体的存在，首先取决于吸附气体的成分。分为：结合气体、溶解气体、密闭气体、自由气体、与“水”的斗争，克服其对构造物的侵蚀是我们工程人员永恒的主题。
2、,2022/12/9,2,0.前言,1.1土样的要求（1）采取原状土或者扰动土由工程对象而定。桥梁、涵洞、隧道、挡土墙、房屋建筑物的天然地基及挖方边坡、渠道等，应采取原状土样；如为填土路基、堤坝、取土坑（场）或只要求分类试验，可采取扰动土样。（2）土样可在试坑、平洞、竖井、天然地面及钻孔中采取。取原状土样时，必须保持土样的原状结构及天然含水率，并使土样不受扰动。采取扰动土时，应先清除表层土，然后分层用四分法取样。（3）土样的数量按相应试验项目规定采取。（4）取土记录和编号：所有取样均应用取样记录登记薄记录并撕下其中一半作为标签，贴在取土筒上或折叠后放入取土袋内。,2022/12/9,3,1.土
3、样采集和试样制备,1.2土样包装和运输（1）原状土或需要保持天然含水率的扰动土，在取样后，应立即密封取土筒，标注好土样层位。贴好取样记录薄上扯下的标签，密封好，以防水分散失。原状土应保持土样结构不变。（2）密封后的原状土应在装箱前放在阴凉处。（3）土样装箱时，应于取样记录薄对照清点，无误后再装入，并在记录薄存根上注明装入箱号。原状土应按上下部分将筒立放，间隙放软填充物，避免受振、受冻。,2022/12/9,4,1.土样采集和试样制备,2022/12/9,5,1.土样采集和试样制备,原状土样,1.3土样的验收与管理（1）土样到达试验室时，必须附送样单及试验委托书。（2）试验室接收土样时，应按委托
4、书进行验收。包括：土样数量、编号、试验项目和试验方法等要求，并进行登记包括：工程名称、委托单位、送样日期、试验项目以及需要提交报告的时间等。（3）土样验收登记后，试验室应及时组织试验工作。（4）试验结束后，应做好留样工作，以备审核成果时使用，保管期限不少于1月。（5）处理余土时应做好环保工作。,2022/12/9,6,1.土样采集和试样制备,原状土试样的质量等级,2022/12/9,7,1.土样采集和试样制备,1.4土样和试样的制备（1）细粒土扰动土样制备对扰动土样进行描述，如颜色、土类、气味及夹杂物等；如有需要，充分搅拌，测定含水率。根据试验所需土样数量，将碾散土样过筛。物理性试验如液限、塑
5、限、缩限等，需过0.5mm筛；常规水理及力学试验土样，需过2mm筛。（2）粗粒土扰动土样制备无凝聚性的松散砂土、砂砾及砾石碾散过筛，取具有代表性足够试验用的土样做颗粒分析使用，其余过5mm筛，筛上筛下土样分别储存，供做比重及最大最小空隙比等试验用，取一部分过2mm筛的土样备力学性质试验用。,2022/12/9,8,1.土样采集和试样制备,2.1烘干法适用于测定黏质土、粉质土、砂类土、砂砾石、有机质土和冻土土类的含水率。2.1.1试验步骤（1）取具有代表性的试样，细粒土15-30g,砂类土、有机质土为50g,砂砾12kg,放入称量盒中，立即盖好盒盖，称质量。称前，可先除去盒重，称出即为湿土重。（
6、2）揭开盒盖，将试样和盒放入烘箱内，在温度105 110恒温下烘干。烘干时间：细粒土不少于8h，砂类土不得少于6h。对含有机质超过5%的土或含石膏的土，应将温度控制在60 70的恒温下，干燥12 15h。（3）将烘干后的试样和盒取出，放入干燥器冷却0.5 1h。冷却后盖好盒盖，称质量，精确至0.01g。,2022/12/9,9,2.土的含水率试验,2.1.2结果整理含水率计算：w=(m-ms) 100/msw -含水率（%），计算至0.1;m -湿土质量g；ms -干土质量g。2.1.3试验注意要点（1）对大多数土，通常烘干1624h足够。（2）如铝盒烘干后盖紧闭，且试样在称量前放置时间较短，
7、可不需要放入干燥器内冷却。,2022/12/9,10,2.土的含水率试验,2.2酒精燃烧法适用于快速简易测定细粒土（含有机质的土除外）的含水率。2.2.1试验步骤（1）取代表试样（黏质土510g,砂类土2030g),放入称量盒内，称湿土质量，准确至0.01g。（2）用滴管将酒精注入放有试样的称量盒中，直至盒中出现自由液面，使试样与酒精充分混合。（3）点燃酒精，燃至火焰熄灭。冷却数分钟后再重新燃烧两次。,2022/12/9,11,2.土的含水率试验,（4）第三次火焰熄灭后，盖好盒盖，立即称干土重。2.2.2结果整理同烘干法。2.2.3试验注意要点（1）酒精纯度要求95%。（2）取代表试样时，砂类
8、土数量应多于黏质土。,2022/12/9,12,2.土的含水率试验,2.3电热鼓风干燥箱校准（类）显示器示值校准：从室温开始设置控制器温度值，以10的倍数为温度级，每级温度稳定时间不少于30min，用标准温度计测定电热鼓风干燥箱内部温度并记录，同时记录数显装置温度值，作出二者之间的对比曲线或建立电热鼓风干燥箱数显温度值与标准温度计读数的数据对比表。温度控制稳定性校准：将电热鼓风干燥箱温度分段设置为65、105、175，待温度稳定后，三小时内每小时随机观察一次读数，每次读数偏差不超过设定值3为温度控制稳定性合格。,2022/12/9,13,2.土的含水率试验,2022/12/9,14,2.土的含
9、水率试验,3.1环刀法适用于细粒土。3.1.1试验步骤按工程需要取原状土或制备所需状态的扰动土样，整平两端，环刀内壁涂一层凡士林，刀口向下放在土样上。用修土刀或钢丝锯将土样上部削成略大于环刀直径的土柱，然后将环刀垂直下压，边压边削，至土样伸出环刀上部为止。削去两端余土，使土样与环刀口面齐平，并用剩余土样测含水率。擦净环刀外壁，称环刀与土质量，准确至0.1g。,2022/12/9,15,3.土的密度试验,3.1.2结果整理按下列公式计算湿密度及干密度 =（m1-m2）/Vd=/(1+0.01w) -湿密度g/cm3，计算至0.01;m1 -环刀与土合质量g；m2 -环刀质量g；V -环刀体积cm
10、3；d -干密度g/cm3 ，计算至0.01;w -含水率（%）。,2022/12/9,16,3.土的密度试验,3.2灌砂法适用于测定现场测定细粒土、砂类土和砾类土的密度。试样的最大粒径一般不超过15mm，测定密度层的厚度为150200mm。3.2.1仪器标定确定灌砂筒下部圆锥体内砂的质量（1）在储砂筒内装满砂，筒内砂的高度与筒顶的距离不超过15mm,称筒内砂的质量m1,准确至1g。注意维持该质量不变。（2）将开关打开，让砂流出，并使流砂的体积与工地所挖试洞的体积相当，然后关上开关，并称量筒内砂的质量m5,准确至1g。（3）将灌砂筒放在玻璃板上，打开开关，筒内砂不再下流时，关上开关，并小心取走
11、灌砂筒。,2022/12/9,17,3.土的密度试验,（4）收集并称量留在玻璃板上的砂或称量筒内的砂，准确至1g。（5）重复上述测量，至少三次，最后取平均值m2，准确至1g。确定量砂的密度（1）用水确定标定罐的容积V.（2）在储砂筒中装入质量为m1的砂，并将灌砂筒放在标定罐上，打开开关，让砂流出，直到储砂筒内的砂不在下流时，关闭开关；取下灌砂筒，称筒内剩余砂质量，准确至1g。（3）重复上述测量，至少三次，最后取平均值m3，准确至1g. 标定罐所需砂的质量ma=m1-m2-m3砂的密度s=ma/V,2022/12/9,18,3.土的密度试验,3.2.2试验步骤（1）在试验地点,选一块平坦表面，并
12、将其清扫干净，其面积不得小于基板面积。（2）将基板放在平坦表面上，当表面的粗糙度较大时，则将盛有量砂的灌砂筒放在基板中间的圆孔上，将灌砂筒的开关打开,让砂流入基板的中孔内，直到储砂桶内的砂不再下流时关闭开关。取下灌砂筒，并称量筒内砂的质量，准确至1g。（3）取走基板，并将留在试验地点的量砂收回，重新将表面清扫干净。将基板放回清扫干净的表面上，沿基板中孔凿洞（洞的直径与灌砂筒一致）。（4）从挖出的全部材料中取有代表性的样品，放在铝盒或洁净的搪瓷盘中，测定其含水量。,2022/12/9,19,3.土的密度试验,（5）将基板安放在试坑上，将灌砂筒安放在基板中间（储砂筒内放满砂到要求质量），使灌砂筒的
13、下口对准基板的中孔及试洞，打开灌砂筒的开关，让砂流入试坑内。直到储砂筒内的砂不再下流时，关闭开关。仔细取走灌砂筒，并称量筒内剩余砂的质量，准确至1g。（6）如清扫干净的平坦表面的粗糙度不大，也可省取2和3的操作。在试洞挖好后，将灌砂筒直接对准放在试坑上。打开筒的开关，让砂流入试坑内。直到储砂筒内的砂不再下流时，关闭开关。仔细取走灌砂筒，并称量剩余砂的质量，准确至1g。（7）仔细取出试筒内的量砂，以备下次试验时再用。计算压实度。,2022/12/9,20,3.2.3结果整理标定罐所需砂的质量ma=m1-m2-m3砂的密度s=ma/V填满试筒所需砂的质量灌砂时试洞上放有基板的情况mb=m1-m4-
14、(m5-m6)灌砂时试洞上不放基板的情况mb=m1-m4-m2mb-砂的质量gm1-灌砂入试洞前筒内砂的质量gm2-灌砂筒下部圆锥体内砂的平均质量gm4、m4-灌砂入试洞后，筒内剩余砂的质量g(m5-m6)-灌砂筒下部圆锥体内及基板和粗糙表面间砂的总质量g,2022/12/9,21,3.土的密度试验,3.2.3结果整理试验点土的湿密度=mts/mb-土的湿密度g/cm3，计算至0.01;mt-试洞中取出的全部土样质量g;mb- 填满试洞所需砂的质量g；s- 量砂的密度g/cm3。土的干密度d=/(1+0.01w)3.3.4试验注意要点（1）量砂要规则（2）换砂应重测密度（3）地表处理要平整,2
15、022/12/9,22,3.土的密度试验,4.1比重瓶法适用于粒径小于5mm的土。4.1 比重瓶的校正。(称量校正法)主要是考虑到比重瓶的体积受温度影响。（1）将比重瓶洗净、烘干，称重，准确至0.001g。（2）将煮沸后冷却的纯水注满比重瓶。调节恒温水槽至5或10，将比重瓶放入恒温水槽，直至瓶温稳定。取出比重瓶，擦干外壁，称瓶、水总质量。（3）以5为级差，调节恒温水槽的水温，逐级测定不同温度下的比重瓶、水总质量，直达本区最高气温。每级温度进行两次平行测定，两次差值不大于0.002g,取平均值。绘制温度与瓶、水总质量的关系曲线。,2022/12/9,23,4.土的比重试验,4.2试验步骤（1）将
16、比重瓶烘干，将15g烘干土装入100mL比重瓶内，如果50mL比重瓶，装烘干土12g,称量。（2）为排出土中空气，将装有干土的比重瓶，注入蒸馏水至瓶的一半处，摇动比重瓶，浸泡20h以上，再将瓶在砂浴中煮沸，砂及低液限粘土不应少于30min，高液限粘土不应少于1h。煮沸的目的是使土粒分散。注意煮沸时土液不要溢出。（3）如系长颈比重瓶，用滴定管调整液面恰好至刻度处（以弯月面下缘为准），擦干瓶外及瓶内刻度以上部分的水，称瓶、水、土总质量。如果为短颈的，将纯水注满，使多余水分自瓶塞毛细管中溢出，将瓶外水分擦干，称瓶、水、土总质量。然后立即测瓶内水温，准确至0.5。,2022/12/9,24,4.土的比
17、重试验,（4）根据测得的温度，从已绘制的温度与瓶、水总质量关系曲线中查得瓶水总质量。如果比重瓶体积未经温度校正，应立即倒去悬液，洗净比重瓶，注入与试验温度相同的纯水，按上述步骤做一次。4.3计算结果整理。根据试验结果可按下式计算土的比重(Gs)：Gs=ms Gwt/(m1-ms-m2)Gs -土的比重，计算至0.001;ms -干土质量g；m1 -瓶、水质量g;m2 -瓶、水、土总质量g； Gwt - t时蒸馏水的比重，准确至0.001。,2022/12/9,25,4.土的比重试验,4.4试验注意要点：（1）瓶体积的温度校正（2）煮沸排气（3）注水时，长颈比重瓶注水至刻度处，短颈比重瓶应注满纯
18、水，塞紧瓶塞，多余水分自瓶塞毛细管中溢出。（4）多采用100mL的比重瓶，瓶的大小对比重结果影响不大，但因100mL的比重瓶可以多取些试样，使试样的代表性和试验的精度提高。,2022/12/9,26,4.土的比重试验,密度计法适用于分析粒径小于0.075mm的细粒土。5.1密度计校正密度计刻度及弯月面校正悬液温度校正土粒比重校正分散剂校正5.2土样分散处理采用分散剂。一般易分散的土，用氨水作为分散剂，30g样中加25%氨水1mL。对于氨水不能分散的土样，可根据土样的pH值，采用不同的分散剂。酸性土，30g样中加0.05mol/L氢氧化钠20mL。中性土，30g样中加0.25mol/L草酸钠18
19、mL。碱性土，30g样中加0.083mol/L六偏磷酸钠15mL。,2022/12/9,27,5.颗粒分析试验,2022/12/9,28,5.颗粒分析试验,2022/12/9,29,5.颗粒分析试验,2022/12/9,30,5.颗粒分析试验,5.3试验步骤（1）称取相当于试样干质量30g的风干土样。倒入三角烧瓶，注入蒸馏水200ml，浸泡一夜。加入合适分散剂。（2）摇匀，放在电热器上煮沸40min。电热板或电砂浴。（3）冷却后，过0.075mm的筛，注入1000mL的量筒。注意洗时量筒内的悬液不要超过1000mL。（4）筛上的砂粒洗入器皿中，风干，用0.25mm, 0.05mm的筛筛分，记录
20、各级质量并计算各颗粒质量占总质量的百分数。（5）加入分散剂，在注入蒸馏水，使悬液恰好为1000mL。（6）用搅拌器在量筒内沿整个悬液深度上下搅拌1min,往返约30次，使悬液均匀分布。即要搅起来。,2022/12/9,31,5.颗粒分析试验,（7）取出搅拌器，同时开动秒表。测记1min、5min、30min、60min、120min、240min及1440min的密度计读数。每次读数前1020s将密度计小心放入量筒至约接近读数的深度。读数后，取出密度计，小心放入盛有清水的量筒中。每次读数后均需记录悬液温度，精确至0.5。（8）如一次做一批土样，可先做完每个量筒的1min读数，再按上述步骤将每个
21、土样悬液依次搅拌一次。然后再分别测记各个规定时间的读数。密度计读数均以弯月面上缘为准。甲种密度计应准确至1，估读至0.1。,2022/12/9,32,5.颗粒分析试验,5.4结果整理计算及绘图：以小于某粒径的土的质量百分数为纵坐标，颗粒直径的对数值为横坐标，绘制颗粒大小分配曲线。应用土工采集软件，输入比重计号，量筒编号，时间，读数，温度，及筛分结果。会自动绘出颗粒大小分配曲线。比重计的校正结果，量筒校正结果也要提前输入电脑。5.5试验注意要点（1）密度计校正（2）分散剂选取（3）搅拌要把底部的搅起来，使悬液均匀（4）记录悬液温度（5）使用蒸馏水（6）读数以弯月面上缘为准,2022/12/9,3
22、3,5.颗粒分析试验,2022/12/9,34,5.颗粒分析试验,2022/12/9,35,5.颗粒分析试验,2022/12/9,36,5.颗粒分析试验,2022/12/9,37,5.颗粒分析试验,液限和塑限联合测定法本试验的目的是联合测定土的液限和塑限，用于划分土类、计算天然稠度和塑性指数，供公路工程设计和施工使用。适用于粒径不大于0.5mm、有机质含量不大于试样总质量5%的土。,2022/12/9,38,6.界限含水率试验,2022/12/9,39,6.界限含水率试验,6.1液塑限联合测定仪校准时间的校准：使用秒表，记录所经历的时间，平行测定三次，取平均值。(50.1）s圆锥仪的质量校准：
23、用电子天平称量圆锥的质量，重复三次，取平均值。（760.2）g或（1000.2）g圆锥仪角度校准：用万能角度尺测量圆角度，每120测量一次，共测量三次，取平均值。（300.2）o圆锥仪锥尖磨损校准：新购圆锥仪后，用游标卡尺测量锥高，记录初始高度，校准时使用同样的方法实测锥高，计算锥尖磨损高度值，重复三次，取平均值。（0.3mm）下沉深度测量误差校准：在022mm范围内，设定5、10、15、20mm四个校准点，用标准量块校准，每一点重复三次，取平均值。误差计算公式为：误差值=量测值-标准值/标准值100%。（不大于2%）,2022/12/9,40,6.界限含水率试验,2022/12/9,41,6
24、.界限含水率试验,6.2试验步骤（1）试验取0.5mm筛下的代表土样200g,分开放入三个盛土皿中，加入不同数量的蒸馏水，土样的含水率分别控制在液限（a点）、略大于塑限（c点）和二者中间的状态（b点）。用调土刀调匀，盖上湿布，放置18h以上。测定a点锥入深度，对于100g锥应为20mm0.2mm，对于76g锥应为17mm。测定c点的锥入深度，对于100g锥应控制在5mm以下，对于76g锥应控制在2mm以下。对于砂类土，用100g锥测定c点的锥入深度可大于5mm,用76g锥c点的锥入深度可大于2mm。（2）将制备的土样，搅拌均匀，分层装入盛土杯，用力压密。试杯装满后，刮成与杯边齐平。,2022/
25、12/9,42,6.界限含水率试验,（3）接通电源，调平机身，打开开关、提上锥体（锥头涂少许凡士林）。将装好土样的试杯放在升降座上，转动升降旋扭，试杯徐徐上升，土样表面和锥尖刚好接触，指示灯亮，停止转动旋钮，锥体立刻自行下沉，5s后，自动停止下落，显示键入深度h1。（4）改变锥尖与土接触位置(锥尖两次锥入位置距离不小于1cm)，重复上面步骤，得键入深度h2。h1、h2允许平行误差为0.5mm,否则，应重做。取h1、h2平均值为该点的锥入深度h。（5）去掉锥尖处凡士林，取10g以上的土样连个，分别装入称量 盒中，测定含水率w1、w2。计算平均值w。（6）重复上面步骤，对其他两个含水率土样进行试验
26、，测其锥入深度和含水率。,2022/12/9,43,6.界限含水率试验,6.3结果整理在双对数坐标上，以含水率w为横坐标，锥入深度为纵坐标，点绘a、b、c点含水率的h-w图。连此三点，应呈一条直线。如果三点不在一条直线上，要通过a点与b、c两点连成两条直线，根据液限即a点含水率在hp-wl图上查得hp,以此hp再在h-w的ab及ac两直线求出相应的两个含水率。当两个含水率的差值小于2%时，以该两点含水率的平均值与a 连一条直线。当两个含水率的差值不小于2%时，应重做试验。,如采用76g锥做液限试验，则在h-w图上，查得纵坐标入土身体为17mm时所对应的含水率为土样液限，如采用100g锥做液限试
27、验，则在h-w图上，查得纵坐标入土为20mm时所对应的含水率为土样液限。塑限，根据液限，76g时，锥入深度为2mm时所对的含水率为该土样的塑限。100g锥时，通过液限与塑限时入土深度hp的关系曲线查的hp,再由锥入深度和含水率关系图查得hp对应的含水率，即为塑限。,2022/12/9,44,6.界限含水率试验,2022/12/9,45,6.界限含水率试验,6.4试验注意要点（1）调土的经验。（2）装土时土要密实，表面要刮平。（3）保护好锥尖。（4）保证锥尖与土面刚好接触 。,击实试验本试验适用于细粒土。分轻型击实和重型击实。轻型击实试验适用于粒径不大于20mm的土。重型击实试验适用于粒径不大于
28、40mm的土。7.1试验步骤（1）根据工程要求，选择轻型或重型试验方法，再根据土的性质选用干土法和湿土法；（2）将击实筒放在坚硬的地面上，取制备好的土样分35次倒入筒内。每倒入一层的土样后，整平表面，按规定击实次数进行击实，然后“拉毛”，装下一层土样进行击实。击实完毕后，试样高度符合规定,2022/12/9,46,7.土的击实试验,（3）细心取下套筒，齐筒顶仔细削平试样，拆除底板，称量筒及试样总重；（4）用推土器推出试样，从试样中心取样测含水量；（5）对于干土法（土不重复使用），将试样搓散，再洒水、拌和，每次约增加2%3%含水量，依次进行击实试验；其他方法时，将已备好试样直接进行击实试验；,2
29、022/12/9,47,7.土的击实试验,7.2结果整理计算击实试样的干密度，以干密度为纵坐标，含水量为横坐标，绘制关系曲线，曲线峰值点对应最大干密度和最佳含水量。如曲线不能绘出明显的峰值，应补点或重做。7.3试验注意要点（1）土不能重复使用。（2）土要刮平。,2022/12/9,48,7.土的击实试验,2022/12/9,49,7.4校准锤质量校准：取下击实锤及导向杆放置在电子天平上准确称量，调整其配重，使锤质量准确至要求范围。轻型（25005）g，重型（45009）g锤落高校准：将击实锤提升至起始高度位置处，用钢直尺测量出击锤底部至落点处的垂直高度即击实锤落高，重复测量三次，取平均值。轻型
30、（3002）mm，重型（4502）mm击实锤锤头直径校准：用游标卡尺测量击实锤锤头直径，每120测量一次，共测量三次，取平均值。 （500.5）mm击实锤体的侧母线与击实筒内壁的间隙校准：将击实仪的定位销调整到使用大型击实筒处，安装好大型击实筒，将击实锤体手动调整到击实过程下端位置，然后手动转动击实筒，每转动120用塞尺测量击实锤体的侧母线与击实筒内壁的间隙，共测量三次，其间隙均应在2mm2.5mm范围内；小型击实筒校准采用相同的方法。,7.土的击实试验,2022/12/9,50,7.土的击实试验,本试验只适用于在规定的试筒内制件后，对各种土和路面基层、底基层材料进行承载比试验。取有代表性的风
31、干试样50kg，筛除40mm颗粒，或用木锤捣碎，土团均应捣碎到通过5mm的筛孔。（必要时可在50烘箱内烘干）通过击实试验得出最大干密度和最佳含水率。一般要制做三组试件，每种试件一组三个，共9个试件。三组试件各击实30次/层、50次/层、98次/层。,2022/12/9,51,8.土的承载比（CBR）试验,路强仪,2022/12/9,52,8.土的承载比（CBR）试验,8.1试验步骤（1）测风干土含水率，按最佳含水率加水，每份约需风干土样6kg。（2）闷料：每份试样在托盘中拌和均匀后，装于塑料袋内闷料。重粘土不少于24小时，轻粘土不少于12小时，天然砂砾2小时、砂土1小时。（3）击实成型。分3层
32、装料时，每层装1700g左右，击实后高出1/3筒高12mm。（4）每层击完，将表面拉毛，再击下层。大试筒击实后，试样不宜高出套筒10mm。（5）卸下套环，用刮刀修平击实的试件。表面不平处用细料修补。然后取出垫块，称重。,2022/12/9,53,8.土的承载比（CBR）试验,（6）将试筒放在多孔板拧紧，在多孔板上加4块荷载板。将试筒和多孔板一起放入水槽安装百分表并读取初读数，将水注入水槽至试件上部大约25mm。浸泡4昼夜后读取百分表终读数，取出试件静置15min，卸荷载板和多孔板及滤纸。（7）将浸泡终了的试件放在路面材料强度试验仪的升降台上，调整偏球座，使贯入杆与试件顶部全面接触，在贯入杆周围
33、放置4块荷载板。（8）先在贯入杆施加45N的荷载，将测力和测变形百分表的指针归零。（9）加荷使贯入杆以11.25mm/min的速度压入试件，记录测力计的某些整读数的贯入量，注意使贯入量为2.5mm时有5个以上的记录。,2022/12/9,54,8.土的承载比（CBR）试验,2022/12/9,55,8.土的承载比（CBR）试验,8.2结果整理以单位压力（p）为横坐标，贯入量（l）为纵坐标，绘制p-l关系曲线。曲线1合适，曲线2开始段是凹曲线，需进行修正。,2022/12/9,56,8.土的承载比（CBR）试验,一般采用贯入量为2.5mm的单位压力与标准压力之比作为材料的承载比（CBR）.即 C
34、BR=p100/7000 CBR-承载比（%），计算至0.1； p-单位压力（kPa）同时计算贯入量为5mm时的承载比： CBR=p100/10500,当试件5mm的贯入量大于2.5mm的贯入量时应重做，如结果相同，以5mm的贯入量为准。如根据3个平行试验结果计算得的承载比变异系数Cv大于12%，则去掉一个偏离大的值，取其余两个结果的平均值。如果Cv小于12%，且3个平行试验结果计算的干密度偏差小于0.03g/cm3,则取3个结果的平均值。如3个试验结果计算得干密度偏差超过0.03g/cm3，则去掉一个偏离大的值，取其两个结果的平均值。,2022/12/9,57,8.土的承载比（CBR）试验,
35、2022/12/9,58,8.土的承载比（CBR）试验,8.3试验注意要点（1）土要刮平（2）控制高度（3）O点修正（4）结果的处理,8.4路强仪校准上升速率校准：将仪器升降台调节至适当的位置、上升速率档位设置为1mm/min，将百分表用支架、表夹等装置固定，使表头与上升盘接触并调零，开启上升按钮，同时启动秒表，当秒表显示时间为5min时关闭上升按钮，读取百分表读数，计算上升速率，重复测量三次，取平均值。框架横梁、升降台的水平度校准：将水平框尺分别在相互垂直的两个方向置于框架顶部，调节框架水平后，将水平尺以相同的方式放置在升降台上，启动上升按钮，查看升降台上升过程中是否水平，否则应进行维修处理
36、。上升轴及贯入杆的竖直度校准：连接测力环、贯入杆，将上升台升至与贯入杆接触的位置，查看贯入杆与升降台是否对中处于同一竖直线上，否则应予以维修处理。,2022/12/9,59,8.土的承载比（CBR）试验,2022/12/9,60,8.土的承载比（CBR）试验,A=B可以使用 AB维修,横梁,测力环,贯入杆,箱体,升降台,9 固结(压缩)试验9.1 固结试验和压缩试验的基本概念固结试验：饱和土体受到外力作用后，孔隙中的部分水份逐渐从土体中排出，土中孔隙水压力逐渐减小，作用在土骨架上的有效压力逐渐增加，土体积随之压缩，直到变形稳定为止，土体这一变形的全过程称之为固结。固结试验用于测定饱和土的压缩系
37、数、体积压缩系数、压缩模量、压缩指数、回弹指数、先期固结压力、固结系数和次固结系数等；压缩试验：非饱和土体在外力作用下的变形通常是由孔隙中气体排出或压缩所引起，主要取决于有效应力的改变，土体的这种变形称为压缩。压缩试验用于测定非饱和土的压缩系数、体积压缩系数、压缩模量、压缩指数、回弹指数、先期固结压力。,2022/12/9,61,9.土体固结试验,2022/12/9,62,9.土体固结试验,9.2固结（压缩）试验操作步聚：（1）将带有环刀的试样，小心装入护环，再装入压缩仪容器内，然后放上透水石和加压盖板，置于加压框下，对准加压框架的正中，安装量表；（2）为保证试样与仪器上下各部件之间接触良好，
38、应施加1kpa的预压荷重，调整量表使指针读数为零；（3）荷重等级为50kpa，100kpa，150kpa，200kpa，300kpa，400kpa，600kpa等，压力大小依试验委托要求为准；,（4）压缩稳定标准规定为每级荷重下每小时读数不大于0.01mm，测记稳定后施加第二级荷重，依次类推至试验结束。（5）试验结束后，卸除荷重取出环刀试样；（6）计算指标如下： 天然孔隙比：e0=(1+0.01w)ds/-1 各级压力下的孔隙比：ei= (1+e0)hi/h-1 某一压力范围的压缩系数：av=10(ei-ei+1)/(Pi+1-Pi) 某一压力范围的压缩模量：Es=(1+ei)/av,2022
39、/12/9,63,9.土体固结试验,2022/12/9,64,9.土体固结试验,9.3压缩仪的校准：1 加压设备的调整 (1)加压框架竖杆必须垂直，台面必须水平； (2)用水平尺检查加框架的横梁是否水平，如有倾斜，用横梁上的螺丝进行调整至水平位置；2修正值的调整（1）每十分钟加荷一次，测记各级压力下量表读数，荷重大小视仪器设备而定，依次为:25kPa,50kPa,75kPa,100kPa,150kPa,200kPa,300kPa,400kPa,500kPa,600kPa,800kPa,1000kPa,1200kPa,1400, kPa,1600kPa,2400kPa,3200kPa.,(2)将
40、最大荷重下的量表读数记下后，按与加荷等级相反的次序，每十分钟退荷重一次，测记量表读数，至荷重完全卸除为止。（3）按压缩试验步骤拆除仪器，重新安装，重复以上程序再进行校正，取其平均值为各级压力下的变形量，其平行差值不得大于0.01mm。 （4）以仪器变形量为纵坐标，压力为横坐标，绘制压缩仪的校正曲线。3 环刀高度、内径和质量应定期校正，不合格者及时更换；,2022/12/9,65,9.土体固结试验,2022/12/9,66,9.土体固结试验,2022/12/9,67,9.土体固结试验,普通压缩试验相关曲线,2022/12/9,68,9.土体固结试验,普通压缩试验相关曲线,2022/12/9,69
41、,9.土体固结试验,10.1试验原理：直剪试验是将环刀切取的土试样置入剪切盒中等待剪切，通过不同垂直压力作用下的剪切试验所得的抗剪强度，求取土的粘聚力和内摩擦角。10.2试验目的：直接剪切试验是测定土的抗剪强度的一种常用方法。通常采用四个试样，分别在不同的垂直压力下，施加水平剪切力进行剪切，求得破坏时的剪应力，然后根据库仑定律确定土的抗剪强度参数：内摩擦角和粘聚力。10.3试验步骤：（1）从原状土样中每组试验至少取四个环刀试样（环刀直径61.8mm，面积30cm2）；,2022/12/9,70,10.土体的直接剪切试验,（2）对准上下盒，插入固定销，在下盒内放与透水石厚度相等的不透水板，将装有
42、试样的环刀平口向下，对准剪切盒口，在试样上放不透水板，然后将试样徐徐推入剪切盒内，移去环刀；（3）转动手轮，使上盒前端钢珠刚好与量力环接触。调整量力环中的量表计数为零，顺次加上加压盖板，压力框架等，测记起始读数。（4）施加垂直压力后，立即拔去固定销，开动秒表，以每分钟412转的均匀速率旋转手轮，使试样在35分钟内剪损。但一般宜至剪切变形达到46mm（5）剪切结束后，吸去剪切盒中积水，倒转手轮，尽快移去垂直压力，取出试验，测定剪切面附近土的含水率；,2022/12/9,71,10.土体的直接剪切试验,（6）计算与制图： S=CR10/A0 以剪应力为纵坐标，垂直压力为横坐标，绘制抗剪强度与垂直压
43、力的关系曲线，直线的倾角为土的内摩擦角，直线在纵坐标上的截距为土的粘聚力； S= c+tan10.4主要优点：试验仪器简单，操作方便； 缺点：（1）剪切面不一定是试样抗剪能力最弱的；（2）剪切面上的应力分布不均匀，而且受剪切面积越来越小；,2022/12/9,72,10.土体的直接剪切试验,（3）不能严格控制排水条件，测不出剪切过程中孔隙水压力的变化。10.5直接剪切仪注意事项： 剪切仪须安置稳固，不得有摇动、倾斜等现象； 所有滑动部分必须擦油，保持灵活； 量力环应定期率定； 率定系数 C=P/AR C - 量力环率定系数； P - 某一垂直荷载；kPa A - 剪切面积,cm2 R - 与某一荷重对应的量表读数；,2022/12/9,73,10.土体的直接剪切试验,2022/12/9,74,10.土体的直接剪切试验,2022/12/9,75,10.土体的直接剪切试验,2022/12/9,76,10.土体的直接剪切试验,反复剪相关曲线,2022/12/9,77,10.土体的直接剪切试验,三轴试验相关曲线,谢谢！,2022/12/9,78,山西省交通规划勘察设计院试验研究中心,
