实验六 固结试验
固结试验报告
固结试验报告本次固结试验旨在研究土壤的固结性质，探究土壤的变形特性，并通过实验数据得出相应的计算结果。
本次实验采用了固结仪器进行试验，详细过程如下：一、实验器材及试样准备1. 实验器材本次实验所用器材主要包括了固结仪器、计时器、电子称、试样铸模器、振动器、干燥箱、电子天平等。
2. 试样准备本次试验所采用的试样是一种黄色粘土，原始水分含量为24%。
首先需要对试样进行筛选，选择颗粒直径小于5mm的土壤作为试样，然后将试样均匀分布于铸模器内并加以固定。
在此基础上，进行一定程度的振动作用以排除空气和水分的影响，接着进行试样的固结过程。
二、实验步骤1. 录入初始资料设置试验参数：稳定荷载、荷载持续时间。
通过实验器材输入试验参数。
计算初始试样的高度和重量。
2. 开始荷载将设定好的荷载加载到试样上。
将荷载的大小和持续时间记录并进行持续测量。
3. 停止荷载在试样充分固结之后，停止荷载。
持续测量试样的高度和重量，记录数据。
4. 卸载试样将固结后的试样从铸模器中取出。
进行理论分析并计算。
三、结果分析在本次实验中，得出了试样的高度随时间的变化曲线及固结的三种状态曲线。
通过分析曲线，我们可以得到以下结论：1. 据实验数据，试样在施加荷载之后出现了弹性变形，随后变形速度逐渐减小，经过一段时间的细微震荡，最终达到了状态恒定的平衡状态。
2. 通过试验数据，我们可得到试样的固结曲线。
由于土壤固结的过程是一个比较复杂的过程，因此我们不能得到一个非常准确的曲线，但是通过数据的计算与分析，仍可以得出一定的结论。
3. 经计算，试样的弹性模量为100Mpa，固结系数为0.3，可得到单位加荷时的固结度为0.004mm/kPa。
四、结论通过本次试验，我们能够发现土壤的固结特性，了解土壤的变形特性，得到试样土壤的弹性模量以及固结系数，并通过数据计算出单位加荷时的固结度。
同时，还可了解到试验实施的过程，熟练掌握了固结试验的技术操作方法和相关方法。
固结试验
的全过程，称为土 的固结。
工程实例
左部：1709年 右部：1622年 地基：20多米厚粘土
问题： 沉降2.2米，且左 右两部分存在明显 的沉降差。左侧建 筑物于1969年加固
墨西哥某宫殿
工程实例
Kiss
由于沉降相互影响，两栋相邻的建筑物上部接触
三、试样的制备
一、准备程序 １.土样描述：如颜色、初步分类、气味、杂物等。如有 需要，拌匀后测定土样含水率。拌匀的方法可采用将土放 于橡皮板上用木碾或碎土器碾散（切勿压碎颗粒）。对配 制含水率的土样，可先风干或烘干后碾散；
2.土样过筛：据试验所需试样数量，将碾散后土样过筛。 用于物理性试验（如液限、塑限等试验）的土样需过 0.5mm筛；力学性质试验用土样需过2mm筛；击实试验 土样需过5mm筛。过筛后土样，取筛下土用四分法或分 砂器，取出足够数量的代表性试验用土，分别装入玻璃缸 内，贴上标签；以备试验之用。对风干土，需测定风干含 水率。
室内压缩试验： 单向压缩试验
三轴压缩试验： 原位试验：载荷试验
真三轴 12 3
常规三轴 12 3
1、实验目的与原理
压缩试验的目的是获得土体体积的变化与所受外力的 关系，在一维模型中，用压缩曲线来表示。在e～p曲线 上，可得到压缩系数av，在ｅ～lgp曲线上可得压缩指数 Cc、回弹指数Cs。
固结试验的目的是获得在一定大小的外力作用下土体 体积的变化与外力作用时间的关系，在 一维固结模型中， 采用太沙基一维固结理论描述时，为压缩量与时间的关系， 得到固结系数 Cv。
中压三联固结仪 碟式饱和器
电子天平 修土刀
鼓风干燥箱
内径61.8mm环刀
土力学六种常见试验实验目的步骤等介绍
1土的密度试验 2土的含水量试验 3土的液塑限试验 4土的固结试验 5土的直剪试验 6土的三轴剪切试验
1土的密度试验densitytest
目的objectives
测定土在天然状态下单位体积的质量
仪器设备apparatus
①符合规定要求的环刀； ②精度为0.01g的天平； ③其他：切土刀,凡士林等,
方法
快剪：在试样上施加垂直压力后立即快速施加水平剪应力, 固结快剪：在试样上施加垂直压力,待试样排水固结稳定后,快 速施加水平剪应力, 慢剪：在试样上施加垂直压力及水平剪应力的过程中,均使试样 排水固结,
固结快剪试验
仪器设备
1应变控制式直剪仪：剪切盒、垂直加压框架、测力计、推动机构等； 2位移计百分表：量程5~10mm,分度值0.01mm； 3天平、环刀、削土刀、饱和器、秒表、滤纸、直尺等,
操作步骤
1取代表性试样,粘性土为1530g,砂性土、有机质土为50g,放入 质量为m0的称量盒内,立即盖上盒盖,称湿土加盒总质量m1,精确 至0.01g, 2打开盒盖,将试样和盒放入烘箱,在温度105110℃的恒温下烘干, 烘干时间与土的类别及取土数量有关,粘性土不得少于8小时； 砂类土不得少于6小时；对含有机质超过10%的土,应将温度控 制在6570℃的恒温下烘至恒量, 3将烘干后的试样和盒取出,盖好盒盖放入干燥器内冷却至室温, 称干土加盒质量m2为,精确至0.01g,
操作步骤
1.试样制备
2.试样的安装
3.剪切试样
1.试样制备
1本试验需要3～4个试样,分别在不同（ZHOU）围压力下进行试验, 2试样尺寸：最小直径为φ35mm,最大直径为φ101mm,试样高度宜为试 样直径的2～2.5倍,对于有裂缝、软弱面和构造面的试样,试样直径宜大 于60mm, 3原状试样制备,应将土切成圆柱形试样,试样两端应平整并垂直于试样 轴,当试样侧面或端部有小石子或凹坑时,允许用削下的余土修整,试样切 削时应避免扰动,并取余土测定试样的含水量, 4扰动试样制备,应根据预定的干密度和含水量,在击实器内分层击实,粉 质土宜3～5层,粘质土宜为5～8层,各层土料数量应相等,各层接触面应 刨毛, 5对制备好的试样,应量测其直径和高度,试样的平均直径应按下式计算：
固结试验
固结试验一、试验目的测定试样在完全侧限与轴向排水条件下，变形和压力的关系或孔隙比与压力关系，变形和时间的关系，以便计算土的压缩系数、压缩指数、压缩模量等。
二、试验原理土在外荷载作用下，水和空气逐渐被挤出，土骨架颗粒之间相互挤密，封闭气体的体积缩小，从而引起土的固结变形。
三、试验方法1.快速固结法：规定试样在各级压力下的固结时间为1小时，仅在最后一级压力下除测记1小时的量表读数外，还应测读达压缩稳定时的量表读数，一般为24小时。
2.标准固结法：各级荷载以24小时为稳定标准，按照规定时间：6s、15s、1min、2min15s、4min、6min15s、9min、12 min 15s…….24h，至稳定为止。
读数计算沉降量。
四、仪器设备①三联固结仪；②环刀（高=2cm，面积=30cm2）、刮土刀、天平、秒表等。
五、试验步骤1.将环刀内侧涂上一层凡士林，刀刃相下放在土样上。
2.用刮土刀将环刀均匀压入土样，高出环刀上沿1-2mm为宜，然后用钢丝锯和刮土刀将土样两端刮平。
3.擦干净环刀外层称其质量，取贴近环刀的余土测含水率。
4.将土样放入固结容器内，试样上依次放置护环、滤纸、透水板、加压盖。
5.将固结容器放置于固结仪加压框中，安装百分表并施加1kPa预压力后百分表调零。
6.按照试验方案加初级荷载，加荷后按6s、15s、1min、2min15s、4min、6min15s、9min…时间顺序读数。
7.固结稳定后，施加下一级荷载并按上述时间读数直至加荷结束。
8.试验结束后，拆除试验，清理试验仪器。
六、成果整理1.计算公式1.试验记录表i 、i 、Es 公式：0(1)e 1s d w ρ+=- 2.71s d （其中取） 0001e e i i e h h +=-∆ 0h =20mm ，i h ∆为各级压力9min 读数之差。
11i i i i i e e a p p ++-=-1is ie E a +=3.判断土的压缩性。
土力学固结实验报告
土力学固结实验报告通过固结试验，研究土壤在施加一定固结应力下的固结变形规律，并获得土体的固结曲线和固结参数。
实验原理：土体的固结是指土体在外界荷载作用下体积发生减小的过程，主要包括剪切刚性、孔隙水压力变化和土壤框架应变变化。
固结曲线则描述土体固结程度的曲线。
固结参数主要包括固结压缩模量、固结指数和固结系数。
实验步骤：1.准备样品：采用孔隙比较大的细骨料和黏土，按一定比例混合制备试样。
2.装置试验仪器：将试样放入固结仪器中，仪器上设置有负荷框架、测量器等。
3.施加固结应力：根据试验要求，施加一定固结应力在试样上。
4.收集数据：记录不同应力下的固结变形和时间，并计算孔隙比和固结指数等参数。
5.绘制固结曲线：根据实验数据绘制固结曲线图，并进行数据分析。
实验结果及分析：通过实验观测和数据处理，得到如下结果：随着施加应力的增加，试样的体积逐渐减小，固结变形逐渐发展。
通过绘制固结曲线，可以得到固结指数和固结压缩模量等参数，进一步分析土壤的固结性质。
实验结论：1.土壤在受到一定固结应力作用下，会产生固结变形，体积缩小。
固结变形的程度与施加的应力大小有关。
2.通过绘制固结曲线和计算固结指数等参数，可以描述土壤的固结性质和压缩特性。
3.固结试验可以为土壤工程提供重要的参考数据，对土壤的固结特性和工程设计有一定的指导作用。
实验中可能存在的误差：1.试样制备过程中可能存在混合不均匀的情况，导致试样的固结性质不准确。
2.仪器的测量误差可能会对实验结果造成一定影响。
3.实验条件的限制和操作技巧的不熟练可能对实验结果产生一定的误差。
改进方案：1.在制备试样时，应尽量保证混合均匀，避免试样中存在明显的非均质性。
2.在使用仪器时，应校准并考虑测量误差，尽量减小误差对实验结果的影响。
3.在进行实验时，应加强操作技巧的培训，提高实验的准确性和可靠性。
总结：通过土力学固结实验，可以研究土壤的固结变形规律，获得固结曲线和固结参数，为土壤工程的设计和施工提供重要的参数和参考依据。
固结试验实验报告
一、实验目的本实验旨在通过土的固结试验，测定土的压缩系数、压缩模量、体积压缩系数、压缩指数、回弹指数、竖向固结系数、水平向固结系数以及先期固结压力，为计算分析土的变形特性提供依据。
二、实验原理土在外荷载作用下，其空隙间的水和空气逐渐被挤出，土的骨架颗粒之间相互挤紧，封闭气泡的体积也将缩小，从而引起土体的压缩变形。
本实验采用固结试验方法，通过施加不同压力，观察土样的压缩变形，从而确定土的压缩性指标。
三、实验仪器1. 小型固结仪：包括压缩容器和加压设备两部分，环刀（内径61.8mm，高20mm，面积30cm2），单位面积最大压力4kg/cm2；杠杆比1：10。
2. 测微表：量程10mm，精度0.01mm。
3. 天平，最小分度值0.01g及0.1g各一架。
4. 环刀刀片切割器。
5. 环刀夹具。
6. 滤纸、透水石、加压导环、加压板、定向钢球等。
四、实验步骤1. 准备工作（1）将土样取出，置于实验室内自然风干，然后用环刀刀片切割器切割成30cm2的土样。
（2）将切割好的土样放入环刀夹具中，调整环刀夹具使其与水平面垂直。
（3）用天平称量土样的质量，记录数据。
2. 安装试样（1）将环刀刀口向下，放入固结仪的压缩容器内。
（2）在土样两端贴上洁净而润湿的滤纸，放入透水石。
（3）将加压导环和加压板放在透水石上，然后将定向钢球放在加压板上。
3. 施加压力（1）将横梁与球柱接触，插入活塞杆。
（2）装上测微表，并使其上的短针正好对准6字。
（3）将测微表上的长针调整到零，读测微表初读数R0。
（4）逐渐增加压力，每隔一定时间读取测微表读数，记录数据。
4. 数据处理（1）根据测微表读数，计算土样的压缩变形量。
（2）根据土样的压缩变形量，计算土的压缩系数、压缩模量、体积压缩系数、压缩指数、回弹指数、竖向固结系数、水平向固结系数以及先期固结压力。
五、实验结果与分析1. 土的压缩系数通过实验数据，计算出土的压缩系数为0.12cm-1。
固结实验报告总结
一、实验目的本次固结实验旨在通过测定土的压缩系数、压缩模量、体积压缩系数、压缩指数、回弹指数、竖向固结系数、水平向固结系数以及先期固结压力等参数，分析土的变形特性，为土工工程设计和施工提供科学依据。
二、实验原理土体在外部荷载作用下，空隙中的水和空气逐渐被挤出，土颗粒之间相互挤紧，封闭气泡的体积缩小，从而导致土体的压缩变形。
本实验通过施加不同压力，观察土样的压缩变形，从而计算出土的各种固结参数。
三、实验仪器1. 小型固结仪：包括压缩容器和加压设备两部分，环刀（内径61.8mm，高20mm，面积30cm²），单位面积最大压力4kg/cm²；杠杆比1：10。
2. 测微表：量程10mm，精度0.01mm。
3. 天平，最小分度值0.01g及0.1g各一架。
四、实验步骤1. 按工程需要选择面积为30cm²的切土环刀取土样。
2. 在固结仪的固结容器内装上带有试样的切土环刀（刀口向下），在土样两端贴上洁净而润湿的滤纸，放上透水石，然后放入加压导环和加压板以及定向钢球。
3. 检查各部分连接处是否转动灵活；然后平衡加压部分。
4. 横梁与球柱接触后，插入活塞杆，装上测微表，并使其上的短针正好对准6字，再将测微表上的长针调整到零，读测微表初读数R0。
五、实验结果与分析1. 压缩系数：根据实验数据，计算出土的压缩系数α1-1，表明在相同条件下，土样的压缩变形与其应力增量成正比。
2. 压缩模量：通过计算压缩模量E，可以评估土体的变形能力。
实验结果显示，土样的压缩模量E1-1较大，说明土体具有较高的变形抵抗能力。
3. 体积压缩系数：体积压缩系数αv反映了土体在压缩过程中体积的变化。
实验数据表明，土样的体积压缩系数αv较小，说明土体在压缩过程中体积变化较小。
4. 压缩指数：压缩指数C反映土体的压缩特性。
实验结果显示，土样的压缩指数C较大，说明土体在压缩过程中表现出较明显的非线性关系。
5. 回弹指数：回弹指数β反映了土体在卸载后的恢复能力。
固结试验
5．如系饱和试样，则在施加第一级荷载 后，立即向容器中注水至满。 如系非饱
和试样，须以湿棉纱围住上下透水面四周， 以免水分蒸发。
6．如需确定原状土的先期固结压力时， 荷载率宜小于1，可采用0.5或0.25倍，最 后一级荷载应大于1000 KPa,使—曲线下 端出现直线段。
7．如须测定沉降速度、固结系数等指标， 一般按 15s,1min,2min15s,4min,6min15s,9min,1 2min15s,16min,20min15s,25min,30min1 5s,36min,49min,64min,100min,200min,4 00min,23h,24h,直至稳定为止。
试验结果整理
.1、按下式计算试验前土样的孔隙比：
e0
s 1 1
0
2、按下式计算各级荷载压缩稳定后，单 位沉降量：
si
hi h0
1000mm/ m
3、按下式计算各级荷载下变形稳定后的 孔隙比：
ei e0
hi h0
1
e0
3绘制压缩曲线。 4按下式计算某一荷载范围的压缩系数:
3．将压缩容器置于加压框架正中，密合传压 活塞及横梁。预加1.0KPa压力，使固结仪各部 分紧密接触，装好百分试表，并调整读数至零。
4．去掉预压荷载，立即加第一级荷载，加砝 码时应避免冲击和摇晃，在加砝码的同时立即 开动秒表。 荷载等级一般规定为50 KPa、100 KPa、200 KPa、300 KPa、400 KPa。有时可 以根据土的软硬程度，第一级荷载可考虑用25
3. 擦净环刀外壁，称环刀与土总质量，准 确至0.1g，并取环刀两面修下的土样测定 含水量。若试样需要饱和时，应进行抽气 饱和。
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实验六固结试验
一、试验目的：
固结试验是测定土体在外力作用下排水、排气、气泡压缩性质的一种测试方法。
在一般情况下，土体承受三个主应力的作用，发生三相应变。
压缩试验的目的在于测定试样在侧限和轴向排水条件下的变形和压力、变形和时间以及空隙比和压力间的关系，以便绘制压缩曲线，求得土的压缩系数a V、压缩模量E S、，以便来判断土的压缩性和进行变形计算。
二、实验方法：
正常慢固结试验、快速固结试验。
本试验因时间关系用快速固结试验法。
三、试验原理：
试样装在厚壁金属容器内，上下各放透水石一块，然后在试样上分级施加垂直压力P。
记录加压后不同时间的垂直变形量，绘制不同荷载下垂直变形量Δh与时间t的关系曲线；垂直变形Δh与相应荷载P的关系曲线；空隙比e与荷载P的关系曲线。
由于试样受金属厚壁容器的限制，不可能产生侧向膨胀，土样只有垂直变形，故该试验称为侧限压缩试验。
通过记录加压前后土样空隙比的变化，建立变形和空隙比的关系，然后计算地基的压缩模量。
四、仪器设备：
目前常用的压缩试验仪分杠杆加压式和磅称式两种。
本试验用杠杆加压式。
常用型号WG—1B三联中压固结仪、WG—1C三联低压固结仪。
1、压缩仪（土样面积30cm2，土样高度2cm），固结压力应满足12.5、25.0、50.0、100.0、200.0、300.0、400.0、600.0、800.0、1600.0kp的等级荷载，杠杆比1：12。
2、测微表（最大量程为10mm、最小分辨率为0.01mm的百分表）。
3、透水石试样上下放透水石，以便于土样受压后土中空隙水排除。
五、操作步骤
1、环刀选用
按工程需要选择(大环刀)50cm2或(小环刀)30cm2切土环刀（本试验用50cm2切土环刀），调整天平平衡，称量环刀的重量m1，计算初始密度ρ0，填入表1中。
2、套切试样前环刀内壁涂一薄层凡士林，以减少试样与环刀壁的摩擦及对试样的扰动。
整平试样两端用环刀套切试样。
3、试样制备
切取原状土样时刀口朝下，土层受压方向应与天然土层受压方向一致，并观察土样的层次、颜色、有无杂质等，如有杂质时取出并用余土填补空缺处，小心地边压边削，注意避免环刀偏心入土，将土样修成略大于环刀的土柱，直至试样突出环刀为止，用钢丝锯拉断土样，然后修去上下两端余土，再修平试样两端表面，擦净环刀外壁，称环刀与湿土的质量m2，求得实验前的湿密度ρ0，立即用玻璃板将环刀两端盖上，防止水分蒸发。
再用天平称两个铝盒的重量，取10克左右的土样，称两个铝盒加湿土样的重量，放在烘箱烘干8h，称铝盒加干土的重量,计算初始含水量W0，并将有关数据填入表2中。
4、安装试样
装入护环，在固接仪底部的透水石上放湿润的滤纸一张，将带有环刀的试样刀口朝上，再放湿润的滤纸一张，然后放上透水石和加压盖板，以及定向钢球。
5、固接容器和量表安装
将装好的固结容器放在加压框架上，对准加压框架正中，装上量表，并调节其可伸长距离不大于8mm，然后检查量表是否灵敏和垂直，使百分表长针正好对准“0”字，短针对准刻度的中间（注意要将百分表活动杆提到上部再调“0”。
）
6、施加预压荷载
在砝码盘上加预压荷载1kp（此时试样所受压力约1kpa），检查试样与仪器上下各部件之间接触是否良好，如果良好则表针转动，然后微调表盘，使长指针对准零点方便计算。
7、施加第一级荷载并测读压缩量
工程上加载大小与级数根据土质实际情况需要确定。
本次实验采用常规实验确定用12.5、25、50、100、200、300、400kpa等四级荷载顺序加压。
施加第一级荷载P1=12.5kpa，注意加砝码为吊盘+0.319kg+0.637kg要轻放，避免发生冲击，在加荷的同时开动秒表，记录表读数。
根据SD128-84《土工试验规程》，加荷后按下列时间顺序记录表读数，工程上加载为时间24h，教学试验受时间限制可选择1min、2min、3min、4min、5min、6min、7min、
8min 9min、10min所对应的百分表的读数，并填入表3中，卸下第一级荷载，按装荷载的相反顺序取出土样。
8、根据上述施加一级荷载的步骤施加
P1=12.5kpa (吊盘+0.319kg)
P2=25kpa (吊盘+0.319kg+0.637kg)
P3=50kpa (吊盘+0.319kg+0.637kg+1.275kg）)
P4=100kpa（吊盘+0.319kg+0.637kg+1.275kg+2.55kg）；
P5=200kpa（吊盘+0.319kg+0.637kg+1.275kg+2.55kg+2.55kg）；
P6=300kpa（吊盘+0.319kg+0.637kg+1.275kg+2.55kg+2.55kg+5.1kg）
P7=400kpa (吊盘+0.319kg+0.637kg+1.275kg+2.55kg+2.55kg+5.1kg+5.1kg)等各级荷载，并记录压缩量填在表3中。
9、实验结束，迅速拆除仪器各部件，将环刀中的试样取出，洗净环刀放到规定的地点。
五、试验数据的记录和资料整理（注意单位要统一）
1、基本数据：
试样面积S=50cm 2 给定土粒比重Gs=2.70（g/cm 3） 试样初始高度h 0=20mm ρw =1g/cm 3
2、计算试样初始空隙比e 0
ρ0—初始密度， w 0—初始含水率
1)1(0
00-⨯+=
ρρW
s W G e
3、试样颗粒净高hs （mm ）
1
00
+=
e h h s 4、计算各级荷载下压缩稳定后的空隙比ei
ΣΔhi—某一级荷载下土样变形量（Ｒi -Ｒ0）mm ，
（Ｒi -Ｒ0）—百分表终读数减去某一级荷载下的百分表初读数 5、计算压缩系数a i
某级荷载后（下一级）压缩稳定后的空隙比 p i ——某一级荷载值(kpa)
p i+1——对应于 时的荷载值(kpa)
i
i i i i p p e
e a -+=
++11
6、计算压缩模量Esi
v
i
i a e E +=
1
表2
固结实验变形记录表：(初始读数为9.00mm) 表3
固结实验计算表(e
六、思考题：
1、压缩系数a1-2和压缩指数Cc有何作用？
答：这两个指标可以反映土的压缩性质。
2、根据压缩系数a1-2的大小，来判断本实验土的压缩性高低？
答：压缩系数越小，图的压缩性越低。
3、绘制e~p曲线、绘制Ei~p关系曲线
分析：由于试验中的不当操作，造成荷载为100kpa,200kpa测得的沉降量不准确，导致计算地e偏大。
对应的Es偏小。