土的固结试验
土的固结实验
港一 黄鹏飞 1103010124
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（建议，实际操作没有按照这个执行）：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；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，但这时易使透水石淤堵；
3、固结试验仅进行需要固结系数的那几级荷载，其它仅测读稳定沉降量；
4、压缩试验中，使用卡萨格兰德(Casagrande)方法确定前期固结应力时，前面几级加载比应小于1；
5、压缩试验过程中，使加载杠杆始终保持水平。
数据及处理：
试样体积V=60cm3，质量m=117.6g，初始高h0=20mm，含水量，比重GS=2.71，
初始孔隙比
各级压力下最终孔隙比
时间(min)
压力pi(kPa)土加于
读数(mm)
试样变形量△h(mm)
孔隙比ei
0
8.000
0.000
0.7449
2
50
7.330
0.670
0.6864
5
50
7.280
0.720
0.6821
7
50
7.261
0.739
0.6804
9
50
7.244
0.756
0.6789
10
50
7.216
0.784
0.6765
12
100
7.072
0.928
0.6639
14
100
7.028
0.972
0.6601
16
100
6.991
1.009
0.6569
18
100
6.960
1.040
0.6542
20
100
6.923
1.080
0.6507
22
200
6.702
1.298
0.6317
24
200
6.633
1.367
0.6256
26
200
6.578
1.422
0.6208
28
200
6.538
1.462
0.6173
30
200
6.485
1.515
0.6127
32
400
6.182
1.818
0.5863
34
400
6.101
1.899
0.5792
36
400
6.028
1.972
0.5729
38
400
5.952
2.048
0.5662
40
400
5.895
2.105
0.5612
e1、e2分别取pi为100kPa、200kPa时对应的孔隙比
压缩系数：, 0.1<<0.5
压缩模量：，4MPa<<15MPa
          试样土属中等压缩性土。
误差分析：
1、削去余土时，用削掉的土涂抹，导致孔隙被填上，导致减小
2、实验过程中，实验仪器砝码太靠近实验平台柜子把手，导致实验实际重量减小
3、人工读数产生误差
4、实验开始时，传压活塞突然下降，导致瞬时土样下降，影响实验精确度

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