土的固结试验步骤

土的固结实验

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=60cm 3，质量m=117.6g ，初始高h 0=20mm ，含水量26.2%ω=，比重G S =2.71， 初始孔隙比0(1) 2.711 1.26260110.7449117.6s w G V e m ρω+⨯⨯⨯=

-=-= 各级压力下最终孔隙比0

00i h Δh )

e (1e e +-=

e 1、e 2分别取p i 为100kPa 、200kPa 时对应的孔隙比

压缩系数：112210.67650.65070.258200100

v e e a MPa p p ---===--, 0.11MPa -

==⨯，4MPa

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0e 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