土的固结实试验影响因素的研究
土的固结实验报告
土的固结实验报告一、实验目的本次实验的目的是通过模拟土体固结过程，了解土体固结规律及其影响因素，并掌握土体固结试验的操作方法和数据处理技巧。
二、实验原理土体固结是指土体在受到外部荷载或自身重力作用下，由于孔隙水压力降低而导致孔隙水排出，从而引起土颗粒之间的相对移动和密实度增加的过程。
常见的影响因素有荷载大小、荷载时间、土体类型等。
本次实验采用静载法进行，即通过施加一定大小的荷载，在规定时间内记录不同深度处孔隙水压力变化，从而得到土体固结曲线。
根据试验数据可以计算出不同深度处的有效应力和孔隙比等参数。
三、实验步骤1. 准备工作：清洗试件及仪器设备。
2. 安装试件：将试件放置于试验机上，并调整好仪器参数。
3. 施加荷载：按照预定荷载大小施加荷载，并记录不同时间点下各深度处孔隙水压力值。
4. 记录数据：根据试验要求记录孔隙水压力变化曲线及荷载大小、时间等参数。
5. 数据处理：根据试验数据计算出有效应力和孔隙比等参数，并绘制土体固结曲线。
四、实验结果及分析根据本次实验得到的数据，我们可以得到不同深度处的孔隙水压力变化曲线，进而计算出有效应力和孔隙比等参数。
通过绘制土体固结曲线，可以看出土体固结过程中孔隙比逐渐减小，有效应力逐渐增加的趋势。
此外，影响土体固结的因素还包括荷载大小、荷载时间、土体类型等。
在实验过程中，我们可以通过改变这些因素来观察其对土体固结规律的影响。
五、实验注意事项1. 实验前要仔细检查试件及仪器设备是否完好。
2. 在施加荷载时要注意保持稳定，避免过大或过小。
3. 记录数据时要认真记录各项参数，并注意单位转换。
4. 在数据处理时要仔细检查计算公式及运算过程是否正确。
5. 实验后要及时清洗试件及仪器设备，并做好记录和归档工作。
六、实验结论通过本次实验，我们了解了土体固结规律及其影响因素，并掌握了土体固结试验的操作方法和数据处理技巧。
在实际工程中，我们可以根据土体类型及荷载情况等因素进行合理设计，从而保证工程的安全性和稳定性。
黏土固结过程中结合水对黏滞系数影响研究
黏土固结过程中结合水对黏滞系数影响研究杨琴【摘要】渗透系数作为土的基本力学指标参数,是孔隙比和黏滞系数的函数.为了研究黏土中结合水对黏滞系数的影响,开展固结试验得到各级压力下的渗透系数与黏滞系数;并由高速离心机分离试验定量测得结合水量.结果表明固结压力增大,孔隙比减小,渗透系数随之减小,由渗透系数计算公式反算出动力黏滞系数,随固结压力增大而线性增大.压力较小时,结合水量变化较小;自由水减少到一定程度变为结合水排出为主.结合水排出会导致结合水膜厚度变薄,黏滞系数随结合水膜厚度减小而线性增大.所以,对于结合水含量较高的黏土,固结压缩过程中存在结合水排出现象,计算渗透系数时需考虑结合水膜变薄导致黏滞系数增大进而对渗透系数产生的影响.%As one of the basic mechanical parameters of soil, permeability coefficient is a function of void ratio and viscosity coefficient.To explore the effect of bound water in the pore of clays on the viscosity coefficient, consolidation test was conducted for permeability coefficient and viscosity coefficient, and centrifuge test was carried out for bound water contents.The result shows that when consolidation pressure increasing, void ratio and permeability coefficient get smaller.Viscosity coefficient calculated based on calculation formulas of permeability coefficient increases lineally with logarithm of consolidation pressures.When pressure is low, bound water content has little change.When free water content decreases to a certain value, the main process is flowing out of bound water.Outflow of bound water leads to a decrease in thickness of bound water layer and viscosity coefficient decreases lineally with the thickness.Therefore, if clays of highbound water content are consolidated and compressed, bound water will flow out and an increase in viscosity coefficient caused by decrease in thickness of bound water layer should be taken into consideration when permeability coefficient needs to be calculated.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2017(017)006【总页数】5页(P92-96)【关键词】黏土;结合水;黏滞系数;渗透系数【作者】杨琴【作者单位】河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室, 江苏省岩土工程技术工程研究中心,河海大学,南京 210098【正文语种】中文【中图分类】TU411.3建筑科学渗透系数是土体基本力学性质参数之一，与土体固结、地下水渗流关系密切，关于固结过程中渗透系数方面的研究[1—6]已经有很多。
土力学固结实验报告
土力学固结实验报告一、实验目的。
本实验旨在通过对土壤的固结性质进行实验研究，探究土壤在不同应力作用下的固结变形规律，为土木工程中的地基设计提供参考依据。
二、实验原理。
土壤的固结是指土壤在受到外部荷载作用下，由于土颗粒之间的重排和土体内部孔隙的变形而引起的土体体积的减小。
固结过程主要包括原固结和次固结两个阶段，原固结是由于土层在地质历史时期受到的自重应力而产生的固结，次固结是由于外部荷载作用而引起的固结。
土壤的固结性质对土体的承载力、变形特性和渗透特性等有着重要影响。
三、实验内容。
1. 实验材料，本次实验选取了一种典型的黏性土作为实验材料，该土壤具有较好的可塑性和固结性能。
2. 实验装置，实验采用固结仪进行，该仪器能够模拟不同应力条件下的土壤固结过程，并实时记录土壤的固结变形数据。
3. 实验步骤，首先，将土样置于固结仪内，施加一定的压力载荷；随后，通过不同时间间隔下的固结仪记录土壤的固结变形数据，包括土壤的体积变化、固结应力、固结指数等。
四、实验结果与分析。
通过实验数据的记录和分析，我们得出了如下结论：1. 土壤的固结过程呈现出明显的时间效应和应力效应，随着时间的推移和应力的增加，土壤的固结变形逐渐加剧。
2. 土壤的固结指数随着应力的增加而增大，说明土壤的固结性能与应力大小密切相关。
3. 土壤的固结过程具有一定的非线性特性，固结曲线呈现出明显的曲折和拐点。
五、实验结论。
本实验通过对土壤的固结性质进行了系统研究，得出了土壤固结过程的一些基本规律。
这些规律对于土木工程中的地基设计和土壤工程的应用具有重要的意义。
同时，本实验也为今后对土壤固结性能的深入研究提供了一定的参考。
六、实验总结。
通过本次实验，我们对土壤的固结性质有了更深入的了解，同时也增强了对土力学理论的实践应用能力。
希望今后能够进一步深入研究土壤固结性能，在土木工程实践中为工程建设提供更可靠的技术支持。
七、参考文献。
1. 刘鹏.土力学[M].北京:中国建筑工业出版社,2018.2. 李明.土壤力学与基础工程[M].北京:人民交通出版社,2017.以上就是本次土力学固结实验的报告内容，希望能够对相关领域的研究和实践工作有所帮助。
土工试验中常见问题的研究
土工试验中常见问题的研究【摘要】将土工试验中较为常见的一些问题进行了归类，以便使土工试验的结果更加可靠和精确，最终为工程的设计提供更优良的服务。
【关键词】土工试验；密度；颗粒；比重1、土工试验的重要性土工试验不只是进行岩石勘察的一项重要内容，还是地质工作的非常重要的部分。
可以说土工试验的结果不仅影响着工程的勘察效果，还为土体的地质性质与变形机理提供了力学等方面的指标，在实际工程中，每一个施工现场的地质情况都是不一样的，即使是在相同的地方，土质也会有所变化。
在进行工程设计时，一定要对工程所在地的土质进行仔细的测试，因为土本身的特性，在进行取样等活动时的扰动，以及试验所采用的设备、方法和人员的差异，都会使试验结果出现一些偏差，进而导致工程设计的准确性降低，对工程的安全性和稳定性造成不利影响。
所以，一定要严格按照有关程序和要求进行土工试验，对出现的问题妥善处理，并对测试的手段和方法不断地进行完善，从而提高施工的安全性和经济效益。
2、土工试验中存在的问题2.1 密度试验中的问题土的颗粒重量、空隙的大小、空隙中的水的质量都会对土的密度造成影响。
密度试验的操作相对简单，但是，在对开土进行切样时使用的刮土刀的刀刃却有可能因为磨损而出现凹口，这样就会使得测试到的密度和饱和度偏大、空隙的比例变小，造成测试结果与实际物理特征的不符，所以在进行切样时要及时对刮土刀进行更换，保证试样准确度。
另外，要想利用试验的土体准确的计算出土的密度，最好在进行野外取样时对合理的部分进行切取。
在切除的过程中还要注意刀的使用方式，要确保刀刃始终是垂直向下的，切忌左右晃动，以免出现空隙，刀两侧的平整度要完好，从而确保测量到的土样密度真实准确。
2.2 比重试验的问题土的比重是由土本身的矿质成分决定的，是一个比较稳定的数值，通常为2.6- 2.8之间，具体的数值主要取决于所含的矿质、颗粒的大小等因素，如果有机质含量较大，比重就会相对较小。
在进行第一次试验时通常具有较大难度，其中既有操作程序较为复杂的原因，也与要求的数据准确度较高有关，所以，在进行试验时一定要减少那些人为的误差。
吹填土固结速度影响因素的分析
—
０ ；上 海 市 重 点 学 科 （ 质 工 程 ） 建 设 项 目 ２） 地
（ ３ ８ Ｂ０）
作者简介 ：宋志刚 （９ ２ ，男 ，湖北鄂州 人。博 士研究生 ，主 １７ 一）
要从事地质工程研究。Ｅｍａ ：ｏｇｈｇｎ ａｏ．ｏ 。 — ｉ ｓｎｚｉ ＠ｙｈｏ ｃｒ ｌ ａ ｎ
０ 引 言
文献标志码 ：Ａ
文章编号 ：１０ —８２ （０ ０ ０ ０ １ — ２ ０ ３ ８ ５ ２ １ ）３— ０ ８ ０ 影响因素人手 ，分析影响 固结速度 的机理 ，希望对加 快吹填土固结处理措施 的发展有所启 示。
１ 影 响因素分析
吹填土又称冲填 土 ，是用管道吹填 方式把江河湖 海底部 的泥沙吹填至填 区造地 ，起到疏 浚航道和造地
泥面下沉越快 ，沉降量越 大及石灰 比水泥更 能加 快固 结速度 的结论 。
纵 观相关研究成果 ，系统研究影响 吹填 土固结速
颗 粒 较 细 。这 就 证 实 了 颗 粒 粒 径 越 大 ，下 沉 速 度 越快 引。 １ １ ２ 矿物成分 ．． 对 比吹填 土中 主要 的三种矿 物成分——蒙脱 石 、
结速度的影响也最大 。
间，这中间牵涉到 巨大的经济效 益。如何 加快冲填土 的固结速度 ，已成 目前研究的重点。国内外专家学者 对吹填土做了大量 的研究和探索 ，提出了一些重要 的
结论 。
影 响吹填土 主 固结速 度 的因素有 ：双 电层 厚度 ，
吹 填 土 的 渗 透 特 性 ， 电 位 势 ，土 水 势 ，粒 间 作
海水中阳离子类型及其浓度对 自重沉积 固结特性的影 响 ，指出海水 中盐溶 液浓 度越 大 或 阳离子 化 合价 越 高 ，泥浆沉积越快 ，阳离子价位也对淤泥 自重 沉积 固 结特性 产生显著 的影响 。刘莹对连云港 和青 岛的冲 填土进行 了沉积柱试验和表面蒸发结壳试 验研 究 ，并 探讨 了水泥和石灰两种掺剂对 自重沉积 固结特 性的影 响 ，获得 了泥浆初 始浓度 越低 ，也就 是 土水 比越小 ，
软土主次固结划分及影响因素探讨
软土主次固结划分及影响因素探讨雷华阳;王学超;丁小冬;刘景锦;陈丽;张文振【摘要】Division of primary-secondary consolidation is one of the key problems of prediction and analysis foundation deformation of soft soil correctly and taking effective engineering measures.A series of one dimensional compression secondary consolidation tests and three-dimensional secondary consolidation tests are performed by using unidirectional consolidation apparatus and triaxial shear apparatus for the typical soft soil in Tianjin.Load, pore ratio and pore water pressure,volume strain and time relationship are obtained.The test results show that:the division point of primary-secondary consolidation should be before the pore water pressure dissipation completely.A new method according to the strain rate and strain curve to differentiate the primary and secondary consolidation is founded.And the new method is suitable for all kinds of load.Primary consolidation time is prolonged along with increasing sample height while shortened along with the strengthening of drainage condition.With the increase of the load level,primary consolidation time is prolonged.When the load is less than the structure yieldstress,the division of the primary-secondary consolidation is less affected by load ratio.While the load is greater than the structure yield stress,the primary consolidation time is prolonged along with the increase of load ratio.The ratio of the primary consolidation strain and the total strain after preloading is increased 30.7%than that of no preloading. Theratio increases along with the increase of the preloading load.%主、次固结的划分是正确预测和分析软土地基变形并采取有效工程措施的关键问题之一。
固结度计算中的影响因素分析
式中 : U p 为 应力固结度 , % ; Rp 为附加应力 , kP a; $ Rp 为 地基土有效应力增量 , kPa 。 应变固结度为 固结过程中地基土 某时刻的沉降量与 最 终沉降量之比 , 如式 ( 7) : U E= St × 100 S∞ ( 7)
式中 : UE 为应变固结度 , % ; S t 为某时刻地基沉降量 , m ; S ∞ 为地基最终沉降量 , m 。 根据单向 分层总和法 , 某时刻地 基沉降计算公式如 式 ( 8) , 当式中 U p = 1. 0 时 , 计算所得的沉降为最终沉降 S ∞ 。 S t = ms Cc R + $ Rp Cc R + Rp U p h lo g c = ms h lo g c 1 + e1 Rc 1 + e1 Rc ( 8) S ∞ = ms Cc R + $ Rp h lo g c 1 + e1 Rc ( 9) 图 2 各土层 C v ～ P 关系曲线 固结度计算时 , 一 般采用固结压力在 100～ 200 kP a 下 的固结系数 , 如采用该压力范围下的固结系数 , 从图 2 可以 看出 , 对于 表层吹填淤泥 , 固结系数取值偏大 , 相对准确的 计算应根据实际应力情况进行选取。 4. 2 室内试验固结系数与实际固结系数的差异 由于现场取土和 室内切土的扰动 , 室内 试验单向排水 与现场三向排水的差异以 及固结系数确定方 法等各种因素 的影响 , 室内试验得出的固结系数往往 小于实际固结系数。 ( 10) 例如文 献 [ 4] 中 [ 实例 31] 浙江炼油 厂油灌地基 , 根据沉 降与时间、孔隙水压力与 时间关系反算的固 结系数约为室 内试验 的 1. 5～ 2. 0 倍。因此 , 在排水预压过程中应根据沉 降或孔隙水压力监测结果对固结系数进行调整。 5 欠固结的问题 一些吹填不久的 软基 , 采用真空预压或 真空联合堆载 预压进行加固处理 , 由于刚吹填的上 部软土 , 对于原地基来 说是荷载 , 在未打设 塑料排水板前 , 地基土 的固结系数很 小 , 来不及 固结 , 地基处于欠固结状态 , 在铺设砂垫层打设 塑料排水板后地基产 生沉降 , 在利用实测表 层沉降或分层 沉降资料进行固结度 计算时 , 将该部分沉降 纳入实际预压 沉降中 , 所得的固结度应是欠固结压 力 ( 自重压力与前期固 ( 下转第 6 页 )
固结试验及固结参数确定方法研究综述
《 土工试 验方法标 准》 （ Ｇ Ｂ ｆ５ ０ １ ２ ３ ） 推荐 的时间平方根 法计算 固结系数时 ， 要求土体 固结度达到 ９ ０ ％， 大量 的试验
表 明高度 为 ２ ｃ ｍ 的试样 在荷载作用下 １ ｈ的固结度一般可 达到 ９ ０ ％以上 （ ２ ４ ｈ 稳定标准 ） 。因此 ， 快速法固结试验把每 级荷 载 的加 载时 间缩短 到 １ ～ ２ ｈ ，最 后对试 验结果 进行校 正， 可得到与常规 固结试验近似的结果 。由于此法 大大缩短 了试验时间 ， 因此得到 了相当广泛的应用 。
下， 常见土体完 成主固结 （ 固结度达 到 ９ ９ ％） 需 要的时 间不 超过 ４ ｈ ， 粉土和粉质粘土则少于 １ ｈ 。并建议对不 同的土质 应采用不同的加载时间进行试验研究 。 祝刘文通过试验研究发现 ： 对饱 和软土而言 ， １ ０ ０ ｋ Ｐ ａ 时， 固结系数变化较
下， 各 土样 的固结系数分 布集 中 ， 实际工程 中可近似采用此
结了固结试验及通过试验确定固结参数的研究现状。
２ 固结试 验
２ ． １常规 固结试 验
压力 范 围内的 固结系数 均值 进行 变形计 算 ；在压力 大于
１ ０ ０ ｋ Ｐ ａ时 ， 各 土样 的固结 系数分布 比较 分散 ； 同区域 内吹 填淤泥 的固结系数小于原状淤泥 ， 随着 固结应力的增加 ， 两 者问的差异越来越 小。
大； 固结压力小 于 ５ ０ ｋ Ｐ ａ时 ， 固结系数 随压力增 加而减少 ，
大于 ５ ０ ｋ Ｐ ａ时 ，固结 系数 随压力增加而增加 ；固结压力在
１ ０ ０ ～ ４ ０ ０ ｋ Ｐ ａ区间时 ， 固结 系数变化 较小 ， 并 随固结压 力增
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土的固结实试验影响因素的研究
摘要：固结系数是岩土工程中较常采用的计算参数之一,大量的实际工程计算与监测结果表明,试验得到的固结系数偏小.为了探讨固结试验过程的内在特征,将常规固结试验仪器进行了改进,使其能够进行土样底部的孔压测定。
关键词：土固结实；试验；影响；因素
1 引言
在岩土工程土工试验中，包含着样品（土体）的物理性质试验和力学性质试验。
在许多工程中，通过土工试验的物理性质试验，除了对土进行定名、判定其状态外，还必须对其进行力学性质的试验，以便为工程提供必要的设计参数。
本文所涉及的固结试验，就是力学性质试验当中的一种，这里所谓的固结，一般来说是指垂直方向上的固结，也就是单向固结。
我们在了解了单向固结及其力学机理后，进行固结试验在严格遵守试验规程的同时，还要特别重视影响试验的种种因素并采取有效措施进行控制，为土工试验成果提供保证[1]。
2 土体的单向固结及力学机理
土的固结是指土体在某一压力作用下，与时间有关的压缩过程。
对于饱和的土体来说，是由于土中孔隙水的逐渐向外排出而引起的。
如果土中孔隙水只朝着一个方向向外排出，土体的压缩也只是在一个方向上发生（一般指垂直方向），那么我们就把这种压缩过程称为单向固结；土体单向固结的快慢取决于它的渗透速度。
在压力作用下，土体中的孔隙水不断地向外排出，它的体积在逐渐地减小，这只是我们观察到的一种表面现象，而它的本质却与土体固结内部所受到的压力有着直接关系，也就是土体固结的力学机理。
在某一垂直压力作用下，饱和土的固结过程也就是土体中各点的超静孔隙水应力不断消散，附加有效应力相应的增加的过程，或者说是超静孔隙水应力逐渐转换为附加有效应力的过程，而在这个转化过程中，任一时刻、任一深度上的应力始终遵循着有效应力基本原理：所施加的垂直压力等于附加有效应力与超静孔隙水应力之和。
这就是土体单向固结的力学机理[2]。
根据饱和土体的力学机理，我们可以解决在附加应力的作用下，地基内的孔隙水应力问题。
关于土体的单向固结，我们对土有以下假设：土是均质、各向同性和饱和的；土的压缩完全是由于孔隙体积的减小，土粒和孔隙水是不可压缩的；土的压缩和
排水仅在竖直方向上发生；孔隙水的向外排出符合达赛定律，因此土的固结快慢决定于它的渗透速度，所以常称这种固结为单向渗透固结；土的渗透系数和压缩系数在整个固结过程中均为常量；地面上作用着连续均匀分布荷载并且是一次施加的。
通过考察得出粘土层在固结过程中，土层内部的竖直附加应力与水平地面施加连续均布荷载的关系[3]。
假设一均质各向同性的饱和粘土层，位于不透水的岩石上，粘土层有一定的厚度，在自重应力作用下已经固结稳定，仅考虑外加载荷引起的固结，若在水平地面上施加连续均布荷载，则在土层内部引起的竖直附加应力（固结应力）沿高度的分布将是均匀的且等于外加均布载荷。
3 影响固结试验的因素
土的固结试验是了解试样在压力作用下产生变形的过程。
其目的是测定试样在有侧向与径向排水及受稳定荷重作用下变形和压力或孔隙比和压力以及变形和时间的关系。
通过固结试验，可以计算土的单位沉降量、压缩系数、压缩指数、回弹指数、压缩模量、固结系数等等。
所求得的各项固结试验的指标用来分析、判断土的固结特性和天然土层的固结状态，计算建筑物及地基的沉降，估算区域性的地面沉降等。
目前，国内的土体固结试验是以单向固结理论为基础，实验方法一般采用标准固结和快速固结两种，对于饱和土体而言，根据工程要求，如果需要测定固结系数，则采用标准固结的实验方法，如果工程没有特殊要求，只是提供一般的压缩性指标，那么无论是饱和土还是非饱和土都采用快速固结的方法，这样可以加速工程的进度。
进行固结试验时，目前国内所采用的固结仪加压设备有气压、液压、磅秤式、杠杆式，固结容器包括环刀、护环、透水板、水槽、加压盖板，无论采用上述哪种加压设备进行试验，对固结试验成果都有着一定的影响，其影响因素主要从以下几个方面考虑：（1）试验前先检查百分表是否灵敏，环刀、容器、透水石的完好度，加压设备采用气压或液压的要观察压力是否充足，另外要定期对压力泵进行排水。
（2）试样要按实验操作规程取样，装入容器盒的试样上下均用事先剪好的薄型滤纸与透水石隔开，这样能保证透水石良好的透水性，使试样中的孔隙水能够及时排出。
试样装好后，要检查容器摆放是否平稳，然后再施以零点压力进行初始荷重的加荷。
（3）加压荷重的确定和加荷比率对固结试验成果有着直接影响，一般是根据工程要求确定，特殊情况下，可根据土层含水量大小和土层深度确定，对于含水量较大的试样，初始荷重应选择小些，加荷比率也不宜过大，否则试样就容易从容器盒中挤出来，从而影响试验结果。
（4）试样在加荷后，应根据其天然含水量来决定向容器盒中的加水量，当含水量大于液限时，向盒中注水使试样处于饱和状态，当含水量小于液限时，透水石需要浸湿，用湿棉纱围住加压盖板周围，并保持棉纱的湿度直至试验结束。
对于硬塑状态的高塑性粘土，工程没有特殊要求时，一般不能注水，因为试样在吸水后会发生膨胀，因此，这类试样初始荷重可以稍大些，使试样不膨胀即可。
（5）在试验进行当中，观察每级荷重下的数据是否正常，发现异常及时查找原因，采取有效措施，以免造成不必
要的损失。
（6）试验完毕，及时清洗容器盒和透水石，使透水石常保持良好的透水性，透水石的规格应符合试样要求，发现不合格的及时更换。
（7）定期对仪器、仪表、传感器等进行校正，以确保其性能完好，量值准确；并做到每个月对仪器、百分表等进行一次全面保养和维护[4]。
因此，充分了解和掌握影响固结试验的各种因素，并加以有效控制是十分重要的。
参考文献：
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[2] 顾行文,徐光明,蔡正银,米占宽,刘滨,刘京生.人工岛软基处理离心模型试验研究[J]. 水利与建筑工程学报. 2010(04)
[3] Yoichi Watabe,Serge Leroueil.Simplified Modelling of Isotache Concept for Consolidation[A]. Springer Series in Geomechanics & Geoengineering Constitutive Modeling of Geomaterials Advances and New Applications[C]. 2012
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