土工试验与原理2016(固结)资料
土工实验报告
土工实验报告目录三轴固结不排水剪 (2)三轴固结排水剪 (8)动三轴试验 (16)动单剪试验 (20)共振柱试验 (23)击实试验 (29)界限含水量试验 (32)压缩实验（固结试验） (37)土工织物力学性能测试 (43)声波法测定土的动力参数 (49)三轴固结不排水剪试验目的：CU 试验是使试样先在某一周围压力作用下排水固结，然后在保持σ不变 的情况下，增加轴向压力直至破坏。
1．测定a εσσ~31）（-曲线与a u ε~曲线； 2．确定总应力强度指标cu cu C ϕ,,ϕ'',C ； 3．测定孔隙应力系数A ，B ，A ； 4．测定不排水强度3~σu C 。
试验原理： 1． 正常固结土对于正常固结土：cu cu C C ϕϕ>'='=，0 2．（1 ）弱超固结土：孔压下降较慢（2）强超固结土：发生剪胀现象，强度包线并不是直线，而是一条微 弯曲线，且C C C C cu cu '>≠',0,，cu ϕϕ>'。
固结不排水剪试验是使试样先在某一周围压力作用下排水固结，然后，在保持不排水的情况下，增加轴向压力直至破坏。
由不同围压作用得出不同应力圆，然后根据摩尔——库仑理论，求得抗剪强度参数。
三、试验仪器：三轴压力室；加压系统（围压加压系统、轴压加压系统）； 量测系统（孔压量测系统、体变量测系统）；附属设备：击实筒、饱和器、切土盘、切土器及切土架、分样器、承膜筒、天平、量表、空压机。
四、试验步骤：1．试样制备：采用人工击实法制备土样，注意击实分5层，测定土样ρ，ω；2．试样抽气饱和：使饱和度S r>95%；3．试样安装：·从饱和器中取出试样，在侧面贴上7条6mm左右湿滤纸条，底部顶部放上滤纸，再开孔隙压力阀及量管阀，使仪器底座充水排气，关阀。
仪器底座放透水石，再放上湿滤纸，放置试样。
·将橡皮膜套在承膜筒内，两端向外翻出，用吸球从吸嘴吸气，使橡皮膜贴紧承膜筒内，然后将承膜筒套在试样外，放气，翻起橡皮膜，取出承膜筒。
土工实验报告
土工实验报告土工实验报告一、引言土工工程是土壤力学和岩土工程学的一个重要分支，研究土壤的物理力学性质以及土壤与结构物之间的相互作用。
本实验旨在通过一系列土工实验，探索土壤的力学性质和工程应用。
二、实验目的本实验的主要目的是通过以下几个方面的实验，对土壤的力学性质进行研究：1. 确定土壤的颗粒组成和颗粒分布特征；2. 测定土壤的密度和含水率；3. 研究土壤的压缩特性和固结性质。
三、实验方法1. 颗粒组成和颗粒分布特征的测定通过取样和筛分的方法，将土壤样品分为不同粒径的颗粒，并利用显微镜观察颗粒形态和组成。
2. 密度和含水率的测定采用快速湿度计测定土壤样品的含水率，然后利用密度计测定土壤的干密度和湿密度，进而计算得到土壤的相对密度和含水量。
3. 压缩特性和固结性质的研究通过压缩试验，测定土壤的压缩性和固结性。
首先对土壤样品进行标准贯入试验，得到贯入阻力曲线；然后进行固结试验，测定不同固结应力下土壤的压缩指数和固结指数。
四、实验结果与分析1. 颗粒组成和颗粒分布特征的测定结果显示，土壤样品主要由石英、长石和云母等颗粒组成，颗粒分布较为均匀。
2. 密度和含水率的测定结果表明，土壤的干密度为X g/cm³，湿密度为Y g/cm³，相对密度为Z%。
含水率为W%。
3. 压缩特性和固结性质的研究结果显示，土壤样品在不同固结应力下具有不同的压缩指数和固结指数。
通过绘制压缩曲线和固结曲线，可以得到土壤的压缩特性和固结性。
五、实验结论通过本次土工实验，我们得出以下结论：1. 土壤样品的颗粒组成主要由石英、长石和云母等颗粒组成，颗粒分布较为均匀。
2. 土壤样品的密度和含水率分别为X g/cm³和Y g/cm³，相对密度为Z%，含水率为W%。
3. 土壤样品在不同固结应力下具有不同的压缩指数和固结指数，通过压缩曲线和固结曲线可以得到土壤的压缩特性和固结性。
六、实验总结本实验通过一系列土工实验，深入研究了土壤的力学性质和工程应用。
土工试验讲义PPT课件
▪ 实容积法：根据波义尔一马略特定律设计的速测含水率
仪。它是通过测定土中固相和液相的体积，取土的经验
比重值，换算出土的含水率。该法的原理是波义尔一马
略特定律，首先要求气温基本保持不变，这在填筑工地
上是很难达到的。若以标准温度为20℃，那么气温变化
±1℃，实容积的变化就达到5%，相应含水率的变化也
约5%，为此，目前很少使用。
▪ 土样经过试验之后，余土应贮存于适当容器内，并标记工 程名称及室内土样编号妥善保管，以备审核试验成果之用 。一般保存到试验报告提出1个月以后，委托单位对试验 报告未提出任何疑义时，方可处理。
▪ 处理试验余土时要考虑余土对环境的污染、卫生等要求。
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试样制备方法及注意事项
▪ 土样和试样的制备程序是试验工作的第一个质量要求，为保 证试验成果的可靠性和试验数据的可比性，必须统一土样和 试样制备方法和程序。土样在试验前必须经过制备程序，扰 动土的土样制备包括土的风干、碾散、过筛、匀土、分样和 贮存等预备程序和击实、饱和等试样制备程序。原状土的土 样制备包括开启，切取等。这些步骤的正确与否，都直接影 响试验成果。土样制备程序视需要的试验而异，所以在土样 制备前应拟定土工试验计划。
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▪ 酒精燃烧法：在试样中放入酒精，利用酒精在试样上燃烧， 使土中水分蒸发，将土烤干，是快速测定法中较准确的一种 ，适用于没有烘箱或土样较少的情况。由于此法难以控制105 ～110℃的恒温条件，与定义不完全符合，故一般在现场使用 ，或者在制备试样时测定风干土样的含水率，供制样参考。 酒精燃烧法测得的含水率略低于烘干法所测的含水率。
含水率 密度
颗粒密度
黏性土、粉土
原状土（筒）
扰动土
φ10cm×20cm
土工试验报告(2)
一、液塑限试验实验一 液限实验粘性土由于其含水率的不同而分别处于固态、半固态、可塑状态及流动状态。
土由半固态转到可塑状态的界限含水率叫做塑限（p w ），土的可塑状态转到流动状态的界限含水率叫做液限（l w ）。
土的界限含水率，还和土的颗粒级配，矿物成分等有关，因此能反映出土的某些物理特性。
一、试验目的：测定土的液限，液性指数（I L ）和稠度等。
对粘性土进行分类；作为估算地基承载力的一个依据。
二、试验方法：液限实验，采用圆锥仪法。
三、试验原理：圆锥仪液限实验就是将质量为76g 的圆锥仪放在式样表面，使其在自重作用下沉入土中，若圆锥仪超过5s 恰好沉入土中10mm 深度，此时式样含水率是液限。
四、仪器设备1、圆锥液限仪；2、称量200g ，最小分度值0.01g 的天平；3、烘箱；4、铝制称量盒，调土刀，小刀，毛玻璃板，液滴，吹风机，孔径为0.05mm 的标准筛，研钵设备。
五、试验步骤（1）选取具有代表性的天然含水量或风干土样，若土中含有较多大0.5mm 的顺粒或夹有大量的杂物时，应将土样风干后用带橡皮头的研材研碎或用木棒在橡皮板上压碎，然后再过0.5mm 的筛；（2）取过筛的土样不少于200g 分别放入三个调土碗里，加不同数量的蒸馏水，土样的含水量分别控制在液限、略大于塑限和二者的中间状态。
用调土刀调匀，然后用玻璃片或湿布覆盖，静置24h 备用；（3）将制备好的土样用调土刀调拌均匀，分层密实地填入试样杯中，能留有空隙。
试杯装满后，刮去余土与杯边齐平，并将实样放在底座上；（4）将圆锥仪擦拭干净，锥尖涂少许凡士林，两指捏住圆锥手柄，保持椎体垂直，当圆锥仪锥尖与式样表面正好接触时，轻轻松手让椎体自由沉入土中； （5）放椎体后约经5s,椎体如土深度恰好为100mm 的圆锥环状刻度线处，此时的土的含水率即为液限；（6）若椎体入土深度超过或小于100mm 时，表示试样的含水率高于或低于液限，应该用小刀挖去沾有凡士林的土，然后将式样全部取出，放在毛玻璃上，根据式样的干湿程度，适当加水或边调办边风干重新拌合，然后重复（3）-（5）的实验步骤；（7）取出锥体，用小刀挖去沾有凡士林的土，然后取椎体附近的土约10-15g ，放入称量盒内，测定其含水率。
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。
土工试验
2. 贯入速率 • 如果贯入速率大于1cm/s 以上时，读数受贯入速率 的影响就很小了 • 事实上，静力触探的贯入 速率一般用2cm/s
3.温度影响.
温度变化会引起探头内部的电阻应变片长度发 生变化，从而使其阻值发生变化，导致测量结 果的大误差。 产生温度变化的重要原因之一是地面温度与地 下温度的不同，特别在夏天与冬天。 措施：（1）采用温度补偿或自动温度补偿应变 片来补偿温度变化对探头测试数据的影响； （2）防止暴晒与受冻； （3）探头贯入地下约 0.5-1.0m，停止贯入5-10min，使探头的温度与 地下的温度一致，然后调零。
第一章 概述
一、土体原位测试的概念
原位测试（In-Situ Testing ）：在岩土体原有的位置上， 在保持岩土的天然结构、天然含水量以及天然应力 状态条件下测定岩土性质称为原位测试。 土体原位测试：一般指的是在工程地质勘察现场， 在不扰动或基本不扰动土层的情况下对土层进行测 试，以获得所测土层的物理力学性质指标及划分土 层一种土工勘察技术。
i.
铁道部TBJ37-93规则法
ii.
中国 地质 大学 法
iii.
国外法
3.确定土的物理力学性质指标
CPT可以确定如 c, , Cu, Dr, Es, sat, 等土的物 理力学性质指标。 表2-13为用静力触探评定砂土的密实度 图2-59为砂土的内摩擦角与锥尖阻力的关系图
土体三轴试验固结过程解析
固结指的指在荷载或其他因素的作用下，土体中的水分逐渐排
木工程之中，而这就要求相关的研究人员必须就三轴试验的基本理 除、体积压缩以及密度增大的现象，是土体三轴试验中非常常见的
论和基础公式进行更加全面的解析，进而确保其仍能应用到当前甚 一种现象。
至未来的土木施工之中。
４ 三轴试验固结过程详解
１ 土体三轴试验提出的背景
第二，固结不排水试验试样在施加周围压力 σ３ 打开排水阀
Ｒｅｎｄｕｌｉｃ 的影响，国内外多个学者逐步加大了在此领域内的研究， 门，允许排水固结，待固结稳定后关闭排水阀门，再施加竖向压力，
例如由我国研究专家张海霞对固结试验时间控制标准的研究以及 使试样在不排水的条件下剪切破坏。
安定军对三轴试验稳定控制孔压、时间、位移等三种判断标准的讨
背景下，研究土体的剪切规律便显得十分必要，因此就有了土体剪 将指出排水固结全过程固结度以及孔压消散的相关问题。
切试验。一般来说，土体剪切试验主要包括室内试验和野外试验两
基本假定：
种，而本文我们研究的三轴试验便是室内试验的一种。
对于三轴圆柱形试样有以下假定：
２ 三轴试验详解
第一，圆柱试样为饱和状态，且土体和孔隙内的水不可压缩，换
三轴试验的试验仪器主要包括应变控制式三轴仪和应力控制 一步的试验验证，才能真正促进该领域的发展与进步。
式三轴仪两种，其中应变控制式三轴仪主要包含压力室、加压系统
参考文献
以及量测系统三部分构成。
[1]陈勇,杨迎,曹玲. 特殊应力路径下岸坡饱和土体变形特性模拟[J].
２．３ 三轴试验的常规试验方法
岩土力学,2017,(3):1-7.
第三，等应变条件成立，即在同一深度上的平面任一点的垂直
土工实验工作总结
土工实验工作总结
土工实验是土木工程中非常重要的一部分，通过实验可以对土壤的物理性质、力学性质和工程性质进行研究和分析，为工程设计和施工提供重要的依据。
在过去的一段时间里，我们进行了一系列的土工实验工作，现在我将对这些工作进行总结和分析。
首先，我们进行了土壤的物理性质实验，包括颗粒分析、含水量测定、密度测定等。
通过这些实验，我们了解了土壤的颗粒组成、孔隙结构以及含水量和密度的变化规律，为土壤的工程性质提供了基础数据。
其次，我们进行了土壤的力学性质实验，主要包括压缩试验、剪切试验和抗压试验。
通过这些实验，我们得到了土壤的压缩特性、剪切特性和抗压特性的参数，为土壤的工程设计和施工提供了重要的参考依据。
最后，我们进行了土工材料的工程性质实验，主要包括渗透试验、压缩固化试验和抗拉强度试验。
通过这些实验，我们对土工材料的渗透性、压缩固化性和抗拉强度有了更深入的了解，为土工材料的选择和使用提供了科学依据。
通过以上的土工实验工作，我们不仅对土壤和土工材料有了更深入的了解，同时也积累了丰富的实验经验，为今后的工程实践提供了宝贵的经验和参考。
希望通过我们的努力，能够为土木工程领域的发展和进步贡献一份力量。
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2018/11/5
应变控制连续加荷固结试验仪
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通过固结试验，可以测定：
试样在侧限与轴向排水条件下的变形与压力
的关系； 试样孔隙比与压力的关系及变形与时间的关 系； 确定土的压缩系数av、压缩模量Es、体积压缩 系数mv、压缩指数Cc、回弹指数Cs、竖向固 结系数cv以及先期固结压力pc。
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第 8步 当需要确定原状土的先期固结压力时，初始 段的荷重率应小于1，可采用0.5或0.25； 最后一级压力应使测得的e~logp曲线下段出 现直线段； 对于超固结土，应采用卸压、再加压方法来 评价其再压缩特性。
2018/11/5
固结试验
根据工程需要，固结试验可以进行如下方 法的试验：
(1)标准固结试验； (2)快速固结试验；
(3)应变控制连续加荷固结试验。
应变控制连续加荷固结试验，是在试样上连续加荷，
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并随时测定试样的变形量和底部孔隙水压力。 要求试验过程中，试样底部的孔隙水压力不超过轴向 压力的某一值。 控制标准是使试验时的任何时间内，试样底部产生的 孔隙水压力为同时施加轴向荷重的3%~20%。
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有效应力原理
对于饱和土，如果在土中某点截取某一水平截面，
截面上由土体的重力、静水压力及外荷载所产生 的应力，称为总应力σ。 总应力 σ 一部分是由土颗粒间的接触面承担，称 为有效应力 σ’；另一部分是由土体孔隙内的水承 担，称为孔隙水压力u。 σ= σ’+ u 这个关系式称为有效 应力公式。
岩土工程试验与测试技术
—室内土工试验(固结)
同济大学 袁聚云 2016
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七、固结试验
常规固结试验 快速固结试验 固结系数的计算 黄土湿陷试验 膨胀试验 静止侧压力系数K0试验
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（一）土的压缩机理和有效应力原理 压缩机理
由于土是固体颗粒的集合体，具有碎散性，因 而土的压缩性比钢材、混凝土等其他材料大得 多，并具有下列两个特点 : (1)土体的压缩变形主要是由于孔隙的减小所 引起的。 (2)饱和土的压缩需要一定时间才能完成，这 个过程称为土的渗流固结。
4
将制备好的环刀土样韧口朝下放入压力盒中
5
放平土样
6
放上护环
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土样上面放上潮湿的滤纸
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再放上透水石
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放上加压盖板
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土样装好
第 5步 将装有土样的固结容器，准确地放在加荷横 梁的中心； 对于杠杆式固结仪，应调整杠杆平衡，为保 证试样与容器上下各部件之间接触良好，应 施加1kPa预压荷载； 对于采用气压式压缩仪，可按规定调节气压 力，使之平衡，同时使各部件之间密合。 第 6步 调整百分表或位移传感器至“0”读数； 按工程需要确定加压等级、测定项目以及试 验方法。 2018/11/5
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第 4步 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湿润的滤纸 用提环螺丝将导环置于固结容器； 然后放上透水石和传压活塞以及定向钢球。
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2
打开固结仪器的压力盒
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压力盒中底部放入透水石和潮湿的滤纸
1 制备土样
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第 2步 小心地边压边削，注意避免环刀偏心入土； 使整个土样进入环刀并凸出环刀为止； 用钢丝锯(软土)或用修土刀(较硬的土或硬土)， 将环刀两端余土修平，擦净环刀外壁。 第 3步 测定土样密度； 在余土中取代表性土样测定其含水率 然后用圆玻璃片将环刀两端盖上，防止水分 蒸发。
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压缩变形Δh与孔隙比变化Δe的关系
在实际地基常遇到的压 力范围内，土颗粒本身 的压缩量很小，故常忽 略不计。 土样的压缩变形为孔隙 体积的减小，可建立压 缩变形Δh与孔隙比变化 Δe的关系为
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h e2 e1 (1 e1 ) h1
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(二 )
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(2)加荷设备
可采用量程为5~10kN的杠杆式、磅秤式或气压 式等加荷设备。
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WG系列三联固结仪
GDG-4S三联高压固结仪
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KTG-GY气压式高压固结仪
KTG-BY气压式固结仪
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气压式固结仪
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(3)变形量测设备
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标准固结试验
将天然状态下的原状土或人工制备的扰动土，制 备成一定规格的土样； 在侧限与轴向排水条件下测定土在不同荷载下的 压缩变形；
试样在每级压力下的固结稳定时间为24小时。
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1．仪器设备 (1)固结容器
由环刀、护环、透水 板、加压上盖等组成 土样面积30cm2(内径 6.18cm) 或 50cm2( 内 径 7.98cm) ， 高 度 2cm。
采 用 最 大 量 程 10mm 、 最小分度值0.01mm的 百分表，也可采用准 确度为全量程 0.2%的 位移传感器及数字显 示仪表或计算机。
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(4)其他
毛玻璃板、圆玻璃片、滤纸、切土刀、钢丝锯和 凡士林或硅油等。
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2．试验步骤
第 1步
按工程需要选择面积为 30cm2或50cm2的切土环 刀； 环刀内侧涂上一层薄薄 的凡士林或硅油； 刀口向下放在原状土或 人工制备的扰动土上； 切取原状土样时应按天 然状态时垂直方向一致。
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放压力盒入固结仪加压框
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调杠杆水平
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调整百分表内圈小针初读数
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旋转百分表外圈调零
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百分表调整完毕
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加荷载
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稳定后读数
第 7步 加压等级可采用12.5、25、50、100、200、 400、800、1600、3200kPa； 第一级压力的大小视土的软硬程度，分别采 用12.5、25kPa或50kPa； 最后一级压力应大于土层的自重应力与附加 应力之和，或大于上覆土层的计算压力 100~200kPa，但最大压力不应小于400kPa。