土的侧限压缩试验实验
第四章土的压缩性与沉降计算
1－承压板 载荷试验图
5－支墩
6－堆载
（2）土的变形模量：
土体在无侧向约束条件下，竖向应力与竖向应变的比值。竖向应变 中包括弹性应变和塑性应变，称之为变形模量。
变形模量可以由现场静荷载试验或旁压试验测定。
六
弹性模量
弹性模量是指正应力与弹性（即可恢复）正应变的比值， 通常用E来表示。 一般采用三轴仪进行三轴重复压缩试验，得到的应力-应 变曲线上的初始切线模量Ei或再加荷模量Er作为弹性模量。 在计算饱和粘性土地基上瞬时加荷所产生的瞬时沉降时， 一般应采用弹性模量。
◇室内压缩试验亦称固结试验，是研究土压缩性最基本的方法。 ◇现场载荷试验是在工程现场通过千斤顶逐级对置于地基土上的载荷 板施加荷载，观测记录沉降随时间的发展以及稳定时的沉降量s，并绘制成
P-S曲线，即获得地基土载荷试验的结果。
反映土的压缩性的指标主要有压缩系数、压缩模量、压缩指数和变形 模量、体积压缩系数。土的压缩性的高低，常用压缩性指标定量表示， 压缩性指标，通常由工程地质勘察取天然结构的原状土样进行。
第三节 地基沉降量计算
计算目的：在建筑设计中需预知该建筑物建成后将产生的 最终沉降量、沉降差、倾斜和局部倾斜，判断地基变形值 是否超出允许的范围，以便在建筑物设计时，为采取相应
的工程措施提供科学依据，保证建筑物的安全。
计算方法： 分层总和法 《建筑地基基础设计规范》(GB 50007-2002)推荐法 弹性力学方法
土质地基在荷载作用下，总是要产生变形 的这是由于土体的压缩性引起的。 地基沉降一般包括瞬时沉降、固结沉降和 次固结沉降 瞬时沉降：加荷载瞬时仅由土体的形状变 化产生的沉降 固结沉降：由于土体排水压缩产生的沉降 次固结沉降：由土体骨架蠕变产生的沉降
土力学六种常见试验实验目的步骤等介绍
4．进行剪切：施加垂直压力后，立即拔出固定销钉，开动秒 表，以每分钟4～6转的均匀速率旋转手轮（在教学中可采用每 分钟6转）。使试样在3～5分钟内剪破。如测力计中的量表指 针不再前进，或有显著后退，表示试样已经被剪破。但一般宜 剪至剪切变形达4mm。若量表指针再继续增加，则剪切变形应 达6mm为止。手轮每转一圈，同时测记测力计量表读数，直到 试样剪破为止。（注：手轮每转一圈推进下盒0.2毫米）。 5．拆卸试样：剪切结束后，吸去剪切盒中的积水，倒转手轮， 尽快移去垂直压力、框架、上盖板，取出试样。
计算土的含水量
要求
w mw m1 m2 100 % ms m2 m0
（1）计算准确至0.1%；
（2）本试验需进行2次平行测定，取其算术平均值，允许平行差
值应符合下表规定。
含水率（%）允许平Biblioteka 差值 （%）小于10 0.5
10—40 1.0
大于40 2.0
3 土的液限、塑限试验
目的
仪器设备
①三联固结仪；②刮土刀、天平、秒表等
三联固结仪
基本原理
Vv＝e0 Vs＝1
H1
s
p Vv＝e Vs＝1
土样在压缩前后变 形量为s，整个过 程中土粒体积和底 面积不变
H1/(1+e)
H0/(1+e0)
土粒高度在受
H0 H1
压前后不变
1 e0 1 e
整理
s e e0 H 0 (1 e0 )
仪器设备
1. 应变控制式三轴剪切仪，由周围压力系统、反压力系统、孔隙水压力量测 系统和主机组成。
2. 附属设备：包括击实器、饱和器、切土器、分样器、切土盘、承膜筒和对 开圆模。
土的压缩模量
e - logp曲线后段直线段的斜率
Cc
lg
e1 - e2 p2 - lg
p1
压缩指数Cc 越大，
土的压缩性越大。
Cc 0.2低压缩性土 Cc 0.4高压缩性土
粘性土的Cc值一般在0.1—1.0之间
5E .2h p固 u2i2结实验及压缩性指标
5.2.3 土的压缩模量和体积压缩指数
1、土的压缩模量：侧限条件，竖向附加应力/竖向应 变
5 土的压缩性
§5.2 固结实验及压缩性指标
5.2.1 固结试验和压缩曲线 压缩：
土在压力作用下，体积缩小的现象。
固结： 饱和土压缩的过程称为固结；土中水体 积缩小的过程，饱和土排水过程；
5.2 固结实验及压缩性指标
5.2.1 固结试验和压缩曲线（侧限条件）
压缩性测试
室内试验
室外试验
侧限压缩、三轴压缩等 载荷试验、旁压试验等
e3
t
5.2 固结实验及压缩性指标
5.2.1 固结试验和压缩曲线
高度之比等于 体积之比
∵压缩前后Vs、A均不变
∴有：
（5-1）a
（5-1）b
（5-1）c
式中: e0=ds（1+ω0)(ρw/ρ0)-1
初始密度
❖压缩曲线是室内压缩实验的成果，它是土的孔隙比e与所受压力 P的关系曲线。 ❖加荷速率和稳定标准等参阅“试验规程”或“试验指导书”
Es=△p/ε---------（1）。同5.2.1推导
H2/H1=(1+e2)/(1+e1) （H2-H1）/H1=(1+e2-1-e1)/(1+e1) （H1-H2）/H1=(e1-e2)/(1+e1)
ε= △ H/H1 =(e1-e2)/(1+e1) 代入（1），有Es=△p*(1+e1)/ (e1-e2）= (1+e1)/a a= △e/ △ p
土力学-第四章-一维压缩性及其指标 张丙印
6. B点对应于先期固结压力p
智者乐水 仁者乐山
A
mB
1
3
2
D
p
p(lg)
先期固结压力p的确定
16
反映了土的应力历史
0.8 1 Ce
0.7 0.6
指标：
• 压缩指数
Cc
Δe Δ(lgp)
• 回弹指数
（再压缩指数） Ce
100
1000
p (kPa)
Ce << Cc 一般Ce ≈ 0.1-0.2Cc
e – lg p曲线
11
§4.3 一维压缩性及其指标 - e - lg p曲线
智者乐水 仁者乐山
指标 Es mv a Cc Ce
滞回圈
侧限压缩试验
4
§4.3 一维压缩性及其指标 - - p曲线
智者乐水 仁者乐山
应力历史及影响 σz p
土体在历史上所承受过的 应力情况（包括最大应力 等）称为应力历史
初始
加载
p
卸载
A
B 再加载
εz
土样在A和B点所处的应
力状态完全相同，但其 变形特性差别很大
应力历史的影 响非常显著
侧限压缩试验
t
3
§4.3 一维压缩性及其指标 - - p曲线
卸载和再加载曲线
σz p
一次 加载
p
初始 加载
卸载 再加载
εz
智者乐水 仁者乐山
在试验曲线的卸载和再
加载段，土样的变形特 性同初始加载段明显不 同，前者的刚度较大
在再加载段，当应力超
过卸载时的应力p时，
曲线逐渐接近一次加载 曲线
卸载和再加载曲线形成
e
智者乐水 仁者乐山
改良土无侧限抗压强度试验报告
改良土无侧限抗压强度试验报告1.实验目的本实验旨在评估改良土的无侧限抗压强度，通过对改良土经过不同改良措施后的力学性能进行研究和评价，为土壤改良工程的设计提供依据。
2.实验原理无侧限抗压强度指的是土体在受力方向上无侧向变形的情况下所能承受的最大应力。
一般通过三轴压缩试验来测定。
改良土壤的无侧限抗压强度与改良措施以及改良土的物理性质有关，因此在试验中需要采用不同的改良方式和改良剂，对试样进行处理。
3.实验步骤3.1实验样品的制备选取一定量的常规土壤作为基质，然后按照设计要求加入不同种类和量的改良剂进行调配，制备出一定数量的改良土试样。
3.2试样制备和装置准备将制备好的改良土试样放入标准模具中，并按照标准程序进行模压和整形。
然后将试样放入稳定器中，使其达到孔隙率饱和。
3.3试验装置的搭建在试验装置中安放试样，并将应力传感器放置在试样的上、下部位，用以测量试样受力情况。
3.4试验参数的设定根据实际情况和试验要求，设置试验的加载速度、应力平台和停止条件等参数。
3.5试验数据的采集和处理在试验过程中，实时采集试样的应力和应变数据，并进行记录和整理。
然后对数据进行统计和分析，得出试样的无侧限抗压强度。
4.实验结果与分析根据实验数据和计算结果，得出改良土的无侧限抗压强度。
通过对不同改良方式和改良剂的试验结果进行对比分析，评价不同改良方案的效果。
5.结论与建议根据实验结果和分析，得出改良土的无侧限抗压强度以及不同改良措施的效果。
提出结论并给出对土壤改良工程设计的建议。
6.实验总结通过本次试验的设计和实施，对改良土的无侧限抗压强度进行了评估和研究，得出了一定的结论和建议。
同时，也对试验过程中的一些问题和不足进行了总结，并提出了改进和完善的意见。
总之，本次试验通过对改良土的无侧限抗压强度进行测定和评估，为土壤改良工程提供了理论和实验依据。
同时，也为进一步的研究和应用提供了思路和方法。
土力学_第5章(固结与压缩)
P0 P H
③计算地基中自重应力σsz分布
不排水
孔隙水压力
孔隙水压力
（五）三轴压缩试验成果—应力--应变关系
1 3
(1 3 ) y
1 3
f
E
1
b c
②-超固结土或密实砂 b ③-正常固结土或松砂
①-理想弹塑性
a O
b点为峰值强度
土 的 本 构 模 型
线弹性-理想塑性 1 3 1 2
1
应变硬化段
应变软化段
C
s
p
lg '
（五）三轴压缩试验
三轴试验测定： 轴向应变 轴向应力 体应变或孔隙水压力
轴向加压杆 顶帽
压力室
试 样
有机玻璃罩 橡皮膜 加压进水
类型 固结排水 施加σ3时 固结
透水石 排水管
量测体应变或 孔隙水压力
阀门
施加σ1-σ3时 排水
量 测 体应变
固结不排水
不固结不排水
固结
不固结
不排水
将地基分成若干层，认为整个地基 的最终沉降量为各层沉降量之和。
n n
o
s si i H i
i 1 i 1
ΔS1 ΔS2 ΔS3 ΔS4 Δ Si ΔSn
i第i层土的
压缩应变
z v
e e1 e2 1 e1 1 e1
z
取基底中心点下的附加应力进行计算，以基底中点的沉降代
400
e-p曲线
p(kPa)
（σ'）
Δp
（σ'）
p(kPa)
Δ p相等而 ΔeA> ΔeB,所以曲线A的压缩性 ＞曲线B的压缩性
工程地质实验
土工试验目录一、密度试验 (1)二、含水量试验 (3)三、液限试验 (5)四、塑限试验 (8)五、压缩试验 (10)六、抗剪强度试验 (15)七、击实试验 (21)八、综合性分析试验：静力触探试验 (25)1一、 密度试验土的密度是指土的单位体积的质量。
（一）试验目的测定土的密度，以了解土的疏密和干湿状态，供换算土的其它物理性质指标和工程设计，以及控制施工质量之用。
这里指的密度是湿密度ρ，其它还有干密度ρ'、饱和密度sat ρ等。
（二）试验方法与适用范围一般粘性土，宜采用环刀法；易破碎，难以切削的土，可采用蜡封法；对于砂土与砂砾土，可用现场的灌砂法或灌水法。
（三）环刀法密度试验1、仪器设备(1)环刀（内径6.18cm ，面积30cm 2，高20mm ，壁厚1.5mm ）； (2)天平（感量为0.1g ，称量为500~1000g ）； (3)其他：修土刀，钢丝锯，凡士林等。
2、操作步骤(1)按工程需要取原状土或人工制备所需要状态的扰动土样，其直径和高度大于环刀尺寸，修平两端放在玻璃板上。
(2)称量环刀质量。
(3)在环刀内壁涂一薄层凡士林油，并将其刃口向下放在试样上。
(4)用修土刀削去部分环刀外缘土样，并将环刀垂直下压，边压边修，至土样上端伸出环刀为止。
(5)用修土刀仔细削平两端余土，注意刮平时不得使土样扰动或压密。
(6)擦净环刀外壁，称量环刀加土的质量，准确至0.1g 。
3、计算按下式计算土的密度：Vm m m V m 00)(-+==ρ 式中：ρ——土的密度，（g/cm 3）；0m ——环刀质量，（g ）；2 )(0m m ——环刀加土的质量，（g ）； V ——环刀容积，（cm 3）。
计算至0.01g/cm 3，同一土样，需进行两次平行测定，取其算术平均值，平行差不得大于0.03g/cm 3。
4、试验记录密度试验 (环刀法)工程编号： 试验者： 钻孔编号： 计算者：5、思考题(1)若两次测定的值有较大误差，试分析其原因。
土力学实验报告
园林学院土力学实验报告学生姓名学号**********专业班级土木工程091 指导教师李西斌组别第三组成绩实验目录前言 (1)实验一含水量试验 (2)实验二密度实验 (5)实验三液限和塑限试验 (8)实验四固结试验 (13)实验五直接剪切试验 (21)前言土是矿物颗粒所组成的松散颗粒集合体，其物理力学性质与其他材料不同；土力学是利用力学的基本原理和土工试验技术来研究土的强度和变形及其规律性的一门应用学科。
土的天然含水率、击实性、压缩性、抗剪强度是水利工程中的四大问题，他们的好坏与否直接关系到水利工程的经济效益与安全问题，因此在工程中作好土料的指标实验，确定出相应标对水利工程具有十分重要的意义。
实验一 含水量试验一、概述土的含水率是指土在温度105~110℃下烘干至恒量时所失去的水质量与达到恒量后干土质量的比值，以百分数表示。
含水率是土的基本物理性质指标之一，它反映了土的干、湿状态。
含水率的变化将使土物理力学性质发生一系列变化，它可使土变成半固态、可塑状态或流动状态，可使土变成稍湿状态、很湿状态或饱和状态，也可造成土在压缩性和稳定性上的差异。
含水率还是计算土的干密度、孔隙比、饱和度、液性指数等不可缺少的依据，也是建筑物地基、路堤、土坝等施工质量控制的重要指标。
二、实验原理土样在在105℃～110℃温度下加热，土中自由水会变成气体挥发，土恒重后，即可认为是干土质量s m ，挥发掉的水分质量为w s m m m =-。
三、实验目的测定土的含水量，供计算土的孔隙比、液性指数、饱和度等不可缺少的一个基本指标。
并查表可确定地基土的允许承载力四、实验方法含水率实验方法有烘干法、酒精燃烧法、比重法、碳化钙气压法、炒干法等，其中以烘干法为室内实验的标准方法。
在此仅用烘干法来测定。
烘干法烘干法是将实样放在温度能保持105~110℃的烘箱中烘至恒量的方法，是室内测定含水率的标准方法。
（一）仪器设备（1）保持温度为105~110℃的自动控制电热恒温烘箱；（2）称量200g、最小分度值0.01g的天平；（3）玻璃干燥缸；（4）恒质量的铝制称量盒。
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土的侧限压缩试验实验
一．实验目的
本实验主要通过钙质砂的测限压缩试验来测定钙质砂的压缩性，根据试验结果绘制出孔隙比与压力的关系曲线（压缩曲线），由曲线确定土在指定荷载变化范围内的压缩系数和压缩模量。
二．试验方法
对配置好的砂样按照土工试验标准进行加载，加载等级分别为50kpa，100kpa，200kpa，300kpa，400kpa。
三．仪器设备
小型固结仪，环刀，天平，百分表，滤纸等。
四．试验步骤
1、称取试验所需土样，分三次加入
2、使整个土样进入环刀并凸出环刀为止，然后用将两端多余土削去修平，擦净环刀外壁。
3、将试样装上加压装置，检查装置并调整百分表参数为零。
按照土工试验标准方法进行加压，加载等级如试验方法所述。
加砝码时要注意安全，防止砝码放置不稳定而受伤。
4、每级荷载经10分钟记下测微表读数，读数精确到0.01mm。
然后再施加下一级荷载，以此类推直到荷载施加完毕，记录百分表读数。
5、试验结束后，必须先卸下百分表，然后卸掉砝码，升起加压装置，移出压缩仪器，取出试样后将仪器擦洗干净。
五．计算公式
1.试样的初始孔隙比：00(1)1s w
w d e ρρ
+=- 2.某一压力范围内的压缩系数：122
1p p e e a --=
3.某一压力范围内的压缩模量：Es=a e 0
1+
六.影响试验准确性因素
1、环刀内壁应保持光滑;
2、加压设备应能垂直在瞬间施加各级规定压力，且没有冲击力
; 3、测百分表的时间不得有误差。