土力学试验指导书之-压缩试验

实验项目二

压缩试验

试验目的：

测定土的湿密度、含水率，计算土样干密度、初始孔隙比，并用此密度、含水率条件下的试样进行压缩试验，根据试验数据绘制孔隙比与压力的关系曲线（即压缩曲线），确定土的压缩系数、压缩模量，评价土体的压缩性。

试验方法：

1、 密度试验——环刀法

2、 含水率试验——烘干法

3、 压缩试验——快速固结试验法

试验指导书：

压缩试验

一、目的

1、掌握以磅秤式（或杠杆式）加压设备测定土压缩系数的方法，并根据试验数据绘制孔隙比与压力的关系曲线（即压缩曲线）；

2、根据求得的压缩系数α1-2评定土的压缩性。

二、试验原理

土样在外力作用下便产生压缩，其压缩量的大小是与土样上所加的荷重大小以及土样的性质有关。如在相同的荷重作用上，软土的压缩量就大，而坚密的土则压缩量小；又如在同一种土样的条件下，压缩量随着荷重的加大而增加。因此，我们可以在同一种土样上，施加不同的荷重，一般情况下，荷重分级不宜

过大。视土的软硬程度及工程情况可取为0.125、0.25、0.5、1.0、2.0、3.0、4.0、6.0、8.0公斤/厘米2等。最后一级荷重应大于土层计算压力的1～2公斤/厘米2。这样，便可得不同的压缩量，从而可以算出相应荷重时土样的孔隙比。如图6-1可见，当土样在荷重P 1作用下，压缩量为Δh 。一般认为土样的压缩主要由于土的压密使孔隙减少产生的。因此，与未加荷前相比，可得：Δh ＝e 0-e 1。

而土样在荷重P 1作用下产生的应变为0

h h

?=

ε，从图6-1可得

)1(100

1001

00e h h

e e e e e h h +?=

-+-=?

式中：e 1——在荷重P 1作用下，土样变形稳定时的孔隙比； e 0、h 0——分别为原始土样的孔隙比和高度；

Δh ——在荷重P 1作用下，土样变形稳定时的压缩量。

这样，施加不同荷重P ，可得相应的孔隙比e i ，P i ，根据e i ，P i 值可绘制压缩曲线，并求得压缩系数α。

三、主要试验设备

固结仪（或称压缩仪、渗压仪）——1 加压设备——磅秤式、杠杆式

测微表（或称百分表，量程10mm ，感量0.01mm ）——1 秒表——1

物理天平（称重1000g 、感量0.1g ）——1 电热烘箱（温度能控制在105～110℃）——1

其他——如环刀、切土刀、大铝盒、滤纸、凡士林、方玻璃片等。

四、试验步聚

1、用环刀切取土样，环刀要边削土边压入．．．．．．．．．，不要一下压入土样过多，以防土样压碎（如在切取原状土样时，应使土样的受荷方向与天然土层受荷方向一致），当整个环刀压入土样后，用刀将上下面削平，将外壁擦净后称重（准确至0.1克），测定土样的湿密度。取修下的土样（不沾有凡士林的土）测定土样试验前的含水量。并测定土粒比重d s （本次试验不做）。

2、将渗压环套上透水石后放入固结仪中（图6-2），面上放湿润纸一张，而后将带有土样的环刀压入渗压环中，并在土样表面放湿润滤纸一张后再依次加上透水石，加压活塞和传压块。

3、当使用杠杆式加压设备时，先要检查各部连接（如吊钩）处是否转动灵活（图6-3）。然后将固结仪放入框架内，使横梁压帽的圆弧中心与传压块稍有接触。插入活塞杆，装上测微表，使测微表的测杆与活塞杆顶面接触，并使测杆缩入7～8mm ，以免土样压缩时测杆脱空。而后目测杠杆是否水平，如不水平时，可转动平衡锤，使上杠杆达水平位置。

4、加压

当用杠杆式加压设备时，直接加第一级荷载，使土样承受0.5公斤/厘米2的压力（这时挂上托盘，托盘自重0.75公斤，再在托盘上加0.75公斤法码一个），在加上压力的同时，开动秒表分别在1、2、3、5、10、15、20分钟……记录测微表读数，直致稳定。再依次逐缓加荷达1.0公斤/厘米2（在托盘上再加0.75公斤的法码2个）、2公斤/厘米2（在托盘上再加1.5公斤的砝码2个）和4公斤/厘米2（在托盘上再加1.5公斤法码4个），同样测定变形量至稳定为止。

考虑到试验时间，只读到15分钟就假定一级变形已稳定。

5、在最后一级荷重达稳定并读得变形读数后，即可松开测微表，卸除全部荷重，拆开固结仪，清除土样。

五、计算及绘图

1、计算试样的原始孔隙比e 0

[]1/)1(000-+=ρρωw s d e

2、土颗粒高度计算 h s ＝h 0/(1+e 0)

3、计算各级荷重下变形稳定后的孔隙比

4、按一定比例绘制压缩曲线，并求得压缩系数α1-2。

压缩试验试验记录表

工程名称试验者土样说明计算者试验日期校核者