钙质砂物理力学性质试验中的一些问题
珊瑚礁钙质砂中的一些问题
1、土的压缩模量指在侧限条件下土的垂直向应力与应变之比，是通过室内试验得到的，是判断土的压缩性和计算地基压缩变形量的重要指标之一。
Es=σ/ε，越大，越坚硬，越难压缩，单位是MPa。
土体压缩系数是描述土体压缩性大小的物理量，被定义为压缩试验所得e-p 曲线上某一压力段的割线的斜率。
越大，压缩性越高，单位是MPa（^-1）。
2、液化：液化指物质由气态转变为液态的过程，会对外界放热。
实现液化有两种手段，一是降低温度，二是压缩体积。
由于通常气体液化后体积会变成原来的几千分之一，便于贮藏和运输，所以现实中通常对一些气体（如氨气、天然气）进行液化处理，由于这两种气体临界点较高，所以在常温下加压就可以变成液体，而另外一些气体如氢、氮的临界点很低，在加压的同时必须进行深度冷却。
砂土液化：液化指物质由气态转变为液态的过程，会对外界放热。
实现液化有两种手段，一是降低温度，二是压缩体积。
由于通常气体液化后体积会变成原来的几千分之一，便于贮藏和运输，所以现实中通常对一些气体（如氨气、天然气）进行液化处理，由于这两种气体临界点较高，所以在常温下加压就可以变成液体，而另外一些气体如氢、氮的临界点很低，在加压的同时必须进行深度冷却。
3、结合水：结合水是水在生物体和细胞内的存在状态之一，是吸附和结合在有机固体物质上的水，主要是依靠氢键与蛋白质的极性基（羧基和氨基）相结合形成的水胶体。
自由水：自由水，（free water）又称体相水，滞留水。
指在生物体内或细胞内可以自由流动的水，是良好的溶剂和运输工具。
水在细胞中以自由水与束缚水（结合水）两种状态存在，由于存在状态不同，其特性也不同。
自由水占总含水量的比例越大，使原生质的粘度越小，且呈溶胶状态，代谢也愈旺盛。
自由水与结合水是生物学中的概念，用在这里实在不恰当。
4、同位素标记法：同位素可用于追踪物质的运行和变化规律。
借助同位素原子以研究有机反应历程的方法。
即同位素用于追踪物质运行和变化过程时，叫做示踪元素。
载荷试验在钙质砂地层中的应用
ｌ 一 １ 样、 １ ． ２＃ 、 ｌ 一 ３＃。
２ ）第 二 组 试 验 ：试 验 点 布 置 在 ０ ． ６ ０ ｍ 深 度 处 ，其 下地 层 为 钙质 砂 ，地 下 水 位 埋 深 ０ ． ５ ７ ｍ 。 目的 是 测 试饱 和状 态 下
关键词 ：钙质砂 ；载荷试验 ；变形模量 ；地基承载力
中 图 分 类 号 ：Ｔ Ｕ ４ １ ３
引 言
一
、
附录 Ｃ，本次浅层 平板载 荷试 验要点如下 ： １ ）试验加载 ：最大加载量 ５ ０ ０ ｋ Ｎ，每级加载后 ，按间 隔 １ ０ ｍｉ ｎ， １ ０ ｍｉ ｎ 、１ ０ ｍｉ ｎ 、ｌ ５ ａｉ ｒ ｎ、 １ ５ ａｉ ｒ ｎ，以后为每 间隔半小时测读一 次沉 降量 ，当在连续两小 时内 ，每小时的
根据 建 筑地基基 础设计 规范 ＞ ）（ ＧＢ５ ０ ０ ０ ７ — ２ ０ ｌ １ ）
收 稿 日期 ：２ ０ １ ３ — １ ２ — ０ ２
作者简介 ：汪正金 （ １ ９ ７ ９ 一 ） ，男 ，２ ０ １ １级硕 士研究生 ，工程师 ，主 要从事岩土工程方面研究 。
（ １ ）试 验 装 置
１ ）承 压板及加载装 置 ：承压 板尺寸为 １ ． ０×１ ． Ｏ ｍ。 和
０． ５ｘ０． ５ ｍ。 ，板 底铺 设 厚 度 为 ２ ０ ａｍ 中粗 砂 找 平 层 ，采 用 ｒ
千 斤顶和油压表作 为加载控 制装置 ，反力 系统为压重平 台反 力装 置，本次试验 采用沙包构成加载反力系统 （ 见图 １ ） 。 ２） 沉降观测装置 ： 在承压板 四边分 别架设机械 式百分表 ， 百分表 的支架采 用脚手架钢管 ， 钢管 固定在独立 的基 准桩 上。
钙质砂土中的桩基础工程综述
钙质砂土中的桩基础工程综述周杨;刘晓宇;李世海【摘要】桩基础广泛应用于钙质砂土这类高压缩性地基中。
在总结钙质砂土的成因、分布特点、基本物理性质和力学特性的基础上，认为在钙质砂土地基中传统打入桩提供的承载力不能满足工程要求，并针对传统打入桩失败原因进行了分析。
详细介绍了两种新型桩结构形式、施工方法、承载力特性及存在的问题，对两种新型桩进行了比较。
总结了两种新型桩的优缺点，提出对新型桩形式的可能的改进方案。
在总结已有研究的基础上，建议引入数值模拟方法配合试验研究的新思路。
%Pile foundations are widely used in compressible soils such as calcareous sediments. Based on an introduction of the origin, distribution, basic physical properties and mechanical properties of calcareous soils, it is concluded that traditional driven piles are ineffective in calcareous soils and the reasons for it are analyzed. A review of the published literature pertaining to pile foundations in calcareous soils is summarized, and two new types of piles are described, along with their structural types, construction methods, bearing capacity characters, existing problems and comparison between them. Each method has its own advantages and disadvantages. Some improved schemes are proposed and new research approaches combing experiments with numerical simulation are suggested.【期刊名称】《水运工程》【年(卷),期】2013(000)009【总页数】8页(P143-150)【关键词】钙质砂土;桩基础;钻孔灌注钢管桩;灌浆打入桩;数值模拟;模型试验【作者】周杨;刘晓宇;李世海【作者单位】中国科学院力学研究所，北京100190;中国科学院力学研究所，北京100190;中国科学院力学研究所，北京100190【正文语种】中文【中图分类】TU473;TU449随着我国经济的发展，对能源的需求日益增加，加之国防安全的需要，南海海域因其丰富的资源和重要的地理位置，未来将兴建大量的海上现代化工程。
冲击荷载下钙质砂侧限压缩及颗粒破碎试验研究
冲击荷载下钙质砂侧限压缩及颗粒破碎试验研究王帅;雷学文;孟庆山;孙超;胡思前;徐亚飞【摘要】海洋动力环境中钙质砂受荷载时的压缩变形特性是工程建设考虑的重要因素.对1~2 mm粒径钙质砂在侧限条件下进行静荷加载、冲击加载、冲击后静荷加载试验,分析试样在三种加载方式下的e-P曲线,运用Hardin模型中的相对破碎率Br值对其颗粒破碎进行度量.试验结果表明:相同荷载幅值水平下,相对静荷加载,试样对冲击加载较为敏感,其压缩变形更加明显,颗粒级配变化更显著;冲击加载时,存在临界冲击次数Ncr,此时试样孔隙比趋于稳定;且冲击荷载幅值越大,相应临界冲击次数Ncr值越大;同时发现冲击加载会影响试样压缩性,冲击加载时试样颗粒破碎程度越高,冲击加载后静荷加载时表现的压缩性越低,颗粒相对破碎率Br值变化越小,试验结论对工程建设具有一定参考意义.%The compression deformation properties of calcareous sand under load in the ocean dynamic environment is an important factor to consider.The static load,impact load and static load after impact were carried with the calcareous sand particle samples the diameter of which are within 1~2 mm under unconfined conditions.The e-P curve of calcareous sand is determined under three different loading methods.The relative breakage,Br value,in the Hardin model is used to measure particle breakage.The test results show that the calcareous sand samples are more sensitive to the impact load compared with the static load and is more distinct in compressive deformation under the same overload amplitude;there exists a critical number ofimpact,Ncr,when sample void ratio has been stable.The greater the amplitude of impact load,the larger the value of Ncr.The results also showsthat impact load could influence the compressive property of samples;the higher particle breakage degree the samples are in under impact load,the lower compression degree the samples showed under static load after impact load,and the smaller the relative breakage,Br value,changes.The conclusion has a certain reference significance to engineering construction.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2017(017)009【总页数】6页(P67-72)【关键词】岩土工程;钙质砂;冲击荷载;侧限压缩;颗粒破碎【作者】王帅;雷学文;孟庆山;孙超;胡思前;徐亚飞【作者单位】武汉科技大学城市建设学院,武汉 430065;武汉科技大学城市建设学院,武汉 430065;中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室,武汉 430071;武汉科技大学城市建设学院,武汉 430065;江汉大学化学与环境工程学院,武汉 430056;武汉科技大学城市建设学院,武汉 430065【正文语种】中文【中图分类】TU411.3钙质砂多出现于地球北纬30°和南纬30°之间的珊瑚岛礁以及附近海域，在我国南海诸岛上有广泛分布，其主要成分为碳酸钙，具有疏松多孔、形状不规则的特点，在较低应力水平下即会发生颗粒破碎，因其表现出有别于陆源砂的物理力学性质，引起学者们的普遍关注[1—5]，对其相继开展了相关研究，取得丰富的研究成果[6—12]。
钙质砂剪切特性试验研究
第27卷 增1岩石力学与工程学报 V ol.27 Supp.12008年6月 Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering June ，2008收稿日期：2006–12–28；修回日期：2007–03–27基金项目：国家自然科学基金资助项目(40272121)；科技部批准“十五”南沙群岛及其邻近海区综合调查项目2001年度中央级科研院所社会公益研究专项资金项目(2001DIA50041)作者简介：张家铭(1976–)，男，博士，1998年毕业于中国地质大学勘察工程专业，现任讲师，主要从事海洋土力学方面的教学与研究工作。
E-mail ：钙质砂剪切特性试验研究张家铭1，张 凌1，刘 慧2，王金娟3，芮群英4(1. 中国地质大学 工程学院，湖北 武汉 430074；2. 湖北省京珠高速公路管理处，湖北 武汉 430056；3. 三峡大学 土木水电学院，湖北 宜昌 443002；4. 江汉机械研究所，湖北 荆州 434000)摘要：对取自南沙群岛永暑礁附近海域的钙质砂进行了不同围压下的三轴排水剪切试验，试验结果表明，钙质砂在三轴剪切试验中的应力–应变关系随围压而发生变化，在低压时与普通陆源砂相近，而在中、高围压时表现出陆源砂高围压时的力学性质。
在剪切过程中由于颗粒破碎导致封闭的内孔隙释放，体积应变要比石英砂大得多，剪切过程中发生的变形几乎全为不可恢复的塑性变形，其剪胀性与峰值应力比与围压密切相关，峰值应力比与剪胀性随着围压的升高而下降。
关键词：土力学；钙质砂；三轴试验；力学特性中图分类号：TU 43 文献标识码：A 文章编号：1000–6915(2008)增1–3010–06EXPERIMENTAL RESEARCH ON SHEAR BEHA VIOR OFCALCAREOUS SANDZHANG Jiaming 1，ZHNAG Ling 1，LIU Hui 2，WANG Jinjuan 3，RUI Qunying 4(1. Faculty of Engineerings ，China University of Geosciences ，Wuhan ，Hubei 430074，China ； 2. Hubei Beijing —Zhuhai Expressway Managment Service ，Wuhan ，Hubei 430056，China ；3. College of Civil Hydroelectric Engineering ，China Three Gorges University ，Yichang ，Hubei 443002，China ；4. Jianghan Machinery Research Institute ，Jingzhou ，Hubei 434000，China )Abstract ：The results of drained shear tests carried out on calcareous sand sample from the South China Sea were presented. The tests reveal that the relation between the stress and strain changes when the confining pressures are changed. Under low pressure ，it is similar to the terrigenous sand ；and under the medium confining pressure ，the mechanical property of the calcareous sand is just analogous with that of the terrigenous sand under high stress level. The particle breakage results in liberation of the close interspace. Thus the volume of strain is much larger than that of quartz sand ，which makes almost all the deformation irreversibly plastic during shear process. And the results also indicate that the dilatancy and ratio of stress are closely related to the confining pressures ，they decrease as the confining pressures increase.Key words ：soil mechanics ；calcareous sand ；triaxial test ；mechanical characteristics1 引 言钙质砂通常指富含碳酸钙或其他难溶碳酸盐类物质的特殊介质，是海洋沉积物中的一种，多发现于北纬30°和南纬30°之间，属热带或亚热带气候的大陆架和海岸线一带，在我国南海诸岛、红海以及澳大利亚西部大陆架和巴斯海峡等地都有分布，其第27卷 增1 张家铭，等. 钙质砂剪切特性试验研究 • 3011 •主要矿物成分为碳酸钙，是长期在饱和的碳酸钙溶液中，经物理、生物化学及化学作用过程而形成的一种与陆相沉积有很大差异的碳酸盐沉积物。
不同正压力下钙质砂颗粒剪切破碎特性分析
不同正压力下钙质砂颗粒剪切破碎特性分析齐永正;袁梓瑞;杨永恒【摘要】钙质砂受力后易产生颗粒破碎,从而使其力学性质发生变化.对取自我国南沙某岛礁的钙质砂样进行了不同正压力下的直剪试验.分析了钙质砂颗粒剪切破碎特性,并就不同试验压力下剪切后钙质砂样的颗粒破碎程度通过筛分试验进行了粒径级配分析.结果表明,在不同正压力下进行直剪试验,钙质砂存在一定的颗粒破碎现象,随着正压力增大,颗粒破碎越来越严重;由于钙质砂颗粒破碎的影响,剪切后钙质砂的颗粒级配性质发生改变,随正压力增大钙质砂由级配良好逐渐变得级配不良.钙质砂直剪试验强度包络线为峰值强度包络线,而非残余强度包络线.钙质砂残余强度的摩擦角数值等于或接近砂的天然休止角.从工程安全角度考虑,选用钙质砂的内摩擦角应等于或接近天然休止角.【期刊名称】《水利水运工程学报》【年(卷),期】2018(000)005【总页数】6页(P63-68)【关键词】正压力;钙质砂;剪切;颗粒破碎【作者】齐永正;袁梓瑞;杨永恒【作者单位】江苏科技大学土木工程与建筑学院, 江苏镇江 212000;河海大学土木与交通学院, 江苏南京 210098;江苏科技大学土木工程与建筑学院, 江苏镇江212000;江苏科技大学土木工程与建筑学院, 江苏镇江 212000【正文语种】中文【中图分类】TU411天然胶结钙质砂[1]是广泛分布于热带及亚热带海洋中由生物碎屑经碳酸钙胶结或固结而形成的碳酸盐岩类，其分布范围覆盖了大陆架50%的面积，有超过55%的海床为钙质砂所覆盖。
我国的南海岛礁上广泛地分布着天然胶结钙质砂[2-6]，颗粒矿物组成以文石、方解石为主(达90%以上)。
研究发现，天然胶结钙质砂具有高孔隙比、颗粒易破碎且胶结不均匀等特征，与常规陆源砂相比，钙质砂在较低围压下就会产生颗粒破碎。
其独特的工程性质常常给岩土工程设计与施工带来麻烦，有时造成工程事故。
由于钙质砂特殊的工程性质，促进了人们对天然胶结钙质砂物理力学性质的深入研究。
我国钙质砂工程特性研究文献统计与分析
我国钙质砂工程特性研究文献统计与分析发表时间：2019-01-02T10:40:03.733Z 来源：《建筑学研究前沿》2018年第28期作者：谢凌峰1 徐亚飞1 许洁丽1 王帅1 孟庆山2 雷[导读] 钙质砂是一种碳酸钙含量达到50%以上的海洋生物成因的地质材料[1－5]。
1.武汉科技大学城市建设学院湖北武汉 430065；2.中国科学院武汉岩土力学研究所湖北武汉 430070；摘要：对我国20年来国内关于钙质砂工程特性的研究进行了统计分析、研究了其历史、研究单位、论文数量、国内团队建设情况作了分析和统计、对学术论文的研究方向、研究单位、发表数量，研究重点、申请专利，专利来源、技术改进等各个方面进行了分析，根据文献对相应的知识，对未来的研究方向提出展望。
1引言钙质砂是一种碳酸钙含量达到50%以上的海洋生物成因的地质材料[1－5]。
从微观结构上来看，具有棱角度高、形状不规则、强度低且含有内孔隙等特点，使得其工程力学特性明显有别于一般的陆相、海相沉积物。
近20多年来，我国海洋经济的快速发展，海洋开发对中国有重要的战略意义，从而带动了有关海洋岩土的研究。
岛礁建设中越来越多的钙质砂工程特性构筑物开始修建。
研究钙质砂工程特性特性的文献也越来越多，通过对这些文献的研究，进一步分析钙质砂工程特性研究的相关热点情况具有一定意义。
1.1文献发表整体概况本文以中国知网为检索样本，以钙质砂为关键词进行了检索，来获取关于钙质砂工程特性研究文献统计分析。
该数据库是国内权威知名的专利技术分析的主要数据库，能够大致总体反映出国内钙质砂工程特性研究的现状与趋势、收录的情况比较全面。
经过检索，涉及钙质砂工程特性研究的共有186篇，其中关于研究颗粒破碎的文献有45篇，力学特性有16篇，抗剪强度有13篇，孔隙比有13篇，石英砂有13篇，孔隙水压力有12篇，碎屑沉积物有11篇，桩基工程有10篇，颗粒级配有9篇，本文以此作为分析的数据样本。
聚氨酯固化钙质砂物理力学特性
聚氨酯固化钙质砂物理力学特性
王智超;彭柱;彭峰;闫实
【期刊名称】《长江科学院院报》
【年(卷),期】2024(41)1
【摘要】聚氨酯加固是一种新型环保快速的土质改良方法。
针对南海钙质砂采用聚氨酯快速改良,并通过室内试验验证该处置方法的有效性和适用性。
通过对聚氨酯固化钙质砂试样开展无侧限抗压强度试验、静力荷载和循环荷载下的三轴试验以及渗透试验,研究聚氨酯固化钙质砂的最佳凝胶时间,静、动强度特性及渗透特性。
试验结果表明:固化试样的最佳凝胶时间为6.5 h;随着掺量的增加,固化钙质砂黏聚力得到显著提高,内摩擦角基本保持不变,在海水环境养护下的聚氨酯钙质砂仍然保持了较高的强度;随着掺量的增加,聚氨酯钙质砂的初始动剪切模量增加,最大阻尼比降低;钙质素砂渗透系数的数量级为10^(-6),掺入2%~10%聚氨酯后数量级降至10^(-8)~10^(-7),聚氨酯补漏效果较好。
【总页数】7页(P107-113)
【作者】王智超;彭柱;彭峰;闫实
【作者单位】湘潭大学岩土力学与工程安全湖南重点实验室;湘潭大学土木工程学院;中国建筑第五工程局有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TU443
【相关文献】
1.纤维加筋MICP固化钙质砂的抗拉强度特性研究
2.纳米SiO_(2)-超细水泥固化钙质砂静力特性试验
3.不同活性炭含量下MICP加固钙质砂的物理力学特性研究
4.模拟海水环境下MICP固化钙质砂的力学特性
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岩石力学与工程学报CHINESE JOURNAL OF ROCKMECHANICSAND ENGINEERING1999年 第18卷 第2期 Volume18 No.2 1999钙质砂物理力学性质试验中的几个问题*刘崇权 汪 稔 吴新生摘要 钙质砂微观结构和变形机理与陆源砂不同，需采用适用于其特征的试验技术。
对钙质砂的土粒比重、孔隙比的测量方法、三轴剪切制样技术、颗粒破碎的评价及强度取值方法进行了探讨。
关键词 钙质砂, 物理力学性质试验分类号 TU411.3SOME PROBLEMS FOR THE TESTS OF PHYSICO-MECHANICAL PROPERTIES OF CALCAREOUS SANDLiu Chongquan1 Wang Ren1 Wu Xinsheng2(1Institute of Rock and Soil Mechanics, The Chinese Acad emy of Sciences, Wuhan 430071)(2Long gang Real Estate Compary, Shenzhen 518000)Abstract The micro-structure and mechanism of deformation of calcareous sand are different from that of terrogenious sand. It is necessary to use new experiment technique to fit its characters. The methods are disscussed for measuring grain specific gravity and void ratio, preparing sample for triaxial test, evaluating particle crushing and estimating soil strength.Key words calcareous sand, tests of physico-mechanical properties1 前 言 钙质砂是一种含CaCo3达50%以上的海洋生物成因的特殊土。
钙质砂从微观结构上看，棱角度高，粒间孔隙度大，有内孔隙，这些内孔隙或相互联通，或成为盲孔，使常规试样饱和技术很难达到95%以上的饱和度。
又由于矿物硬度低，颗粒粗糙度大，使试样在加载剪切过程中，颗粒破碎与剪胀耦合作用，表现出特殊的应力-应变关系及强度特征。
为了对其物理力学性质进行详细的研究，必须有一整套适用于其特性的试验技术。
本文对钙质砂的土粒比重、孔隙比的测量方法、三轴剪切制样技术、颗粒破碎的评价及强度取值方法进行了探讨。
2 物理性质试验2.1 土粒比重 通常测试土粒比重的方法有比重瓶法、浮称法、虹吸筒法。
《土工试验方法标准》(GBJ123～88)规定：粒径＜5.0mm的土采用比重瓶法；粒径≥5.00mm的土，其中＞20mm的颗粒含量＜10%时，采用浮称法；粒径≥5.0mm的土，其中粒径为20mm的土的含量≥总土质量的10%时，采用虹吸筒法。
表1是各种方法测得钙质砂的土粒比重。
表1 土粒比重测试统计表Table 1 Stastics table of measured grain gravity ratio测试方法比重G s/g.cm-3比重瓶法纯水作液体 2.802.73煤油作液体浮称法 2.53～2.71虹吸筒法 2.25～2.33 当颗粒粒径较大时，在比重瓶法中，制样过程中需经砂浴煮沸，并用真空抽气法排气，这有利于液体浸入颗粒内孔隙。
而在浮称法和虹吸筒法中则只是浸水一昼夜。
其内孔隙在无压力条件下液体很难浸入，这导致测得的土粒排水体积偏大，G s值偏低。
由于颗粒表面含有易溶盐，用纯水作液体时，盐类全部或部分溶于水中，使瓶、水、土总质量增大，因而引起所测G s值偏大。
而煤油作液体时可避免这种情形。
为了进一步验证测试G s值的可靠性，用上述两种方法测得的G s值计算孔隙比与实测孔隙比进行对比，如表2所列。
表2 孔隙比实测值与计算值比较Table 2 Comparison of measured and calaculated pore ratio实测e计 算 孔 隙 比G s=2.80g.cm-3误差/%G s=2.73g.cm-3误差/%1.162 1.3213.6 1.268.4 1.014 1.30528.7 1.24722.9 1.08 1.28318.8 1.1778.98 1.221 1.2583.0 1.202-1.56 1.213 1.318.0 1.252 3.2 1.20 1.319.2 1.2544.5 1.117 1.35221.0 1.29315.8 1.231 1.304 5.9 1.247 1.31.212 1.3188.7 1.260 4.0注：本表中孔隙比的实测值为三轴试验试样饱和度达95%以上后，根据试样排水量及烘干后失水量算出。
从表2中可看出，G s=2.73时，实测值与计算值较为吻合。
故在测量土粒比重时，一般推荐采用煤油作液体的比重瓶法，通常可取G s=2.73作经验值。
2.2 相对密度 现行国家规范中用振动与锤击联合使用的方法测试最大、最小孔隙比，进而得到土的相对密度。
但由于钙质砂易碎，锤击过程中会改变颗粒级配，使测试结果失真。
因此，在测试过程中只用振动叉振动，直至体积不再改变为止。
试验测得钙质砂孔隙比为0.8～2.97之间，这显然比普通石英砂的值高了许多。
3 力学性质试验 通常的力学试验中，一般做单轴压缩、直剪、三轴排水剪等试验。
对力学性质试验而言，最重要的是三轴剪切过程中的制样和饱和。
通过试验，采用干砂制样，再辅以多种饱和方法联合饱和，使备样、饱和过程可在4～6h完成，且饱和度都达95%以上。
其主要过程为：先用二氧化碳冲洗底座，在底座上放置透水石和滤纸一层，然后，装上击实筒和橡皮膜(视有效围压大小使用一层或多层橡皮膜)，将干砂撒在三轴试样制样筒内，用木柄轻按砂面，同时，在击实筒外敲击振动，直至要求的干密度。
放入滤纸和透水石装上试样帽，扎紧橡皮膜。
试样加一小的负压，以维持试样直立，小心拆去击实筒，按国标要求测量试样直径和高度。
若需加2个以上橡皮膜，则在测量直径前不装试样帽，仅在透水石上扎紧第一层橡皮膜，再将第二层橡皮膜装在承膜筒上，小心地套在试样外。
然后重新套上击实筒，以保护试样，减少扰动，最后装上试样帽，重新施加负压使其直立。
装上压力室，向室内充水至满，利用加压装置施加很小的围压，一般为10～20kPa，将高压钢瓶中的二氧化碳经过两级减压(纯度99%以上)至2～10kPa，经试样底座中心小孔通入试样，再从排水管顶端溢出，其目的是用二氧化碳置换试样中的空气，时间为15min，然后关闭进气阀，二氧化碳冲洗完毕。
打开进水阀，让水从试样底部中心孔进入样中，进行水头饱和，时间为30～45min。
经测定，这两个阶段以后，试样B值(孔隙水压力系数)只有0.6～0.8，远不能达到试验要求。
其后施加反压饱和，则可使试样饱和度达98%以上。
反压采取分级施加。
在此过程中，保持围压大于反压20kPa以上，以防止试样可能因膨胀而破坏结构，且该差值在施加反力过程中保持常数，每级反压力取50kPa，施加时逐级缓慢施加，在施加反力时不允许试样体积变化或出现附加有效应力，每一级压力需待试样内孔压充分均匀后再施加下一级反压。
孔压稳定标准采用孔压消散为零，且水不再流入试样中为止。
反压约10min一级。
每级反压施加后，测B值，B=(Δu)/(Δσ3)，(Δu为施加反压后的孔隙水压力增量，Δσ3为本级施加的反压力)，当B＞0.95时，说明饱和度已达98%以上，可终止饱和，否则需继续施加反压。
一般只需施加二、三级反压即可满足要求，一般不超过四级。
在B值大于0.95时，饱和过程结束，制样完毕。
试验中，要求B值≥0.95。
此时饱和度S r可达98%以上。
实际上达到饱和所需施加的反压值可由下式估算：式中：u0——所需施压的反压力/kPa； u a——大气压力为1.013×102kPa； h——亨利系数(即空气溶解系数，20℃时为0.02)； S0——加反压前起始饱和度/%； S f——最后饱和度/%。
从上式看出提高试样初始饱和度对于降低反压值的意义。
一般经过二氧化碳与水头饱和后，B值大于0.8，此时S r值已经已大于90%后，代入(1)式，反压值在200kPa以内，即能达到要求。
在B值大到0.95后，保持反压值1h以上，以利于空气的进一步溶解和调整。
4 颗粒破碎的评价 颗粒破碎是一个与粒径、级配、颗粒形状、有效应力状态、有效应力路径、孔隙比、颗粒硬度及含水量有关的复杂过程。
颗粒破碎最明显的表现是试验前后级配曲线的变化，因此，许多研究者把试验前后颗分曲线上某一几何点的变化，如D10，D15等作为颗粒破碎的衡量指标。
文［1］中全面考虑了颗分曲线，以试验前后颗分曲线与D=0.074竖线三条线所包围的面积为总破碎B t，而将试验前颗分曲线与D=0.074竖线所围的面积为破碎势B p, 从而定义相对破碎B r(图1)： Hardin的研究表明，B r在其他条件不变，只有颗粒级配为一变量时是与级配无关的量，为一常数。
试验表明，对钙质砂而言，B r也是一个与级配无关的量，且与应力、应变、塑性功等标志剪切过程的物理量有相关关系。
可以将B r作为评价颗粒破碎的指标，讨论颗粒破碎的一些问题。
(a) B p的定义(b) B t的定义图1 B r的定义Fig.1 Definition of B r5 钙质砂的强度 由于钙质土地区既有建于岛礁之上的国防及工农业建筑，也有水下几十米甚至上百米水深的海洋平台、海底管线等，需要研究从低压到高压水平的强度特性。
图2所示为典型钙质砂三轴固结排水剪应力-应变曲线，可见在低围压下(如σ1=0.2MPa, σ3=0.1MPa)应力-应变曲线有峰值，剪切中体积增加。
在高压下(如σ1=1.0MPa, σ3=2.5MPa)，应力-应变曲线没有明显峰值出现， 而剪切过程中体积减小。
图3是按《土工试验方法标准》(GBJ123-88)规定在三轴试验中对有峰值时取峰值点为破坏点，对峰值不明显时取ε1=15%时作为破坏点得到的强度包线，可见其呈明显的非线性特征，随围压增高，曲线斜率减小 。
图2 典型三轴固结排水剪σ1-σ3～ε1-εv曲线Fig.2 The σ1-σ3～ε1-εv curve of typicaltriaxial consolidated shear tests图3 摩尔-库仑强度包线Fig.3 Mohr-Coulomb strength envelope 从σ3=1.0，1.5，2.0MPa的卸载再加载曲线可看出，剪应变以塑性应变为主。