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    土力学实验报告

    时间:2020-10-30 14:34:43 来源:达达文档网 本文已影响 达达文档网手机站

    土 工 试 验 报 告

    级:

    号:

    名:

    同组人:

    绩:

    河北工业大学土木工程学院

    2016 年5

    月 18

    试验一

    土得基本物理指标得测定

    (一)记录

    土样编号_________________

    组_________________

    试验日期_________________

    名_________________

    1.密度试验记录表(环刀法)

    环刀号

    环刀质量

    / g

    环刀加土质量

    / g

    土质量

    / g

    环刀容积

    / cm 3

    / g/cm 3

    平均重度

    / kN/m 3

    402

    43、53

    168、2

    124、7

    60

    2、07

    20、85

    238

    43、57

    169、6

    126、7

    60

    2、10

    2。含水率试验记录表(烘干法)

    盒号

    盒质量

    / g

    盒加湿土质量 / g

    盒加干土质量 / g

    水质量

    / g

    干 土 质量

    / g

    含水率

    / %

    平均含水率

    / %

    A35

    16、92

    48、60

    41、69

    6、91

    24、77

    27、9

    28、1

    118

    15、55

    50、19

    42、57

    7、62

    27、02

    28、2

    3。界限含水率试验

    • 液限试验记录表(圆锥仪液限试验)

    盒号

    盒质量

    / g

    盒加湿土质量 / g

    盒加干土质量 / g

    水质量

    / g

    干 土 质量

    / g

    液限

    / %

    液限平均值

    / %

    142

    15、87 42、13 37、37

    4、76

    21、5

    0、22

    0、21

    071

    15、31

    25、28

    23、6

    1、68

    8、29

    0、20

    • 塑限试验记录表(滚搓法)

    盒号

    盒质量

    / g

    盒加湿土质量 / g

    盒加干土质量 / g

    水质量

    / g

    干 土 质量

    / g

    塑限

    / %

    塑限平均值

    / %

    128

    16、64

    41、77

    35、00

    6、77

    18、36

    0、36

    0、36

    073

    16、33

    52、00

    42、46

    9、54

    26、13

    0、36

    • 液、塑限联合测定法试验记录表

    圆锥下沉

    深度 / mm

    盒号

    盒质

    量 / g

    盒加湿土质量 / g

    盒加干土质量 / g

    水质

    量 / g

    干土质量 / g

    含水率

    / %

    液限

    / %

    塑限

    / %

    3、2

    A64

    16、05

    56、20

    48、98

    7、22

    32、93

    21、9

    22

    10mm

    142

    15、87

    42、13

    37、37

    4、76

    21、50

    22、1

    7、9

    118

    15、55

    50、19

    42、57

    7、62

    27、02

    28、2

    28、1

    A35 16、92

    48、60

    41、69

    6、91

    24、77

    27、9

    17mm

    16、9

    073

    16、33

    52、00

    42、46

    9、54

    26、13

    36、5

    36、7

    128

    16、64

    41、77 35、00

    6、77 18、36 36、9

    注:圆锥下沉深度与含水率得双对数坐标关系曲线绘制于图 1 之中。

    含水率 / %

    图 1

    圆锥入土深度与含水率关系曲线

    (二)试验成果汇总与计算

    1。试验测定数据

    γ

    =

    20、85

    kN/m 3

    w =

    28、1 %

    w L =

    36

    %

    p

    =

    21

    %

    根据备注表 1,由 w L 查表得 d s =

    2、7

    2。计算参数

    • e= (1+w)d s γ w / γ −1=

    0、65

    • S r =wd s

    / e =1、16

    • I P

    = w L

    – w P

    = 15

    • I L

    = ( w

    L

    – w ) / I P

    =0、527

    3。依上述计算结果判定

    • 土得分类名称:粘性土

    • 试验土样所处得状态: 可塑状态

    (三)思考与分析

    1。土样烘干时,为什么要控制温度为 105~110°C?

    避免把强吸着水蒸发

    2.环刀尺寸(直径、高度、壁厚、容积)对试验成果有何影响?

    环刀得直径越大,高度越小,容积越大,实验得误差越小

    3。试分析搓条法得理论依据及存在得主要问题。

    存在主要问题:不容易掌握其方法,就是要依据多年得经验来判断.

    备注:土粒比重与土得矿物成分有关,其值一般为 2、65~2、75,由于土粒比重得测定方法较为复杂。且同一地区、同类土得比重变化不大,故除重大建筑物外,一般可不做比重试验,而采用地区得经验值。

    当缺乏地区得经验值时,对于黏性土,可取d s

    = 2、70~2、75;对于砂土可取d s

    = 2、65。天津地区液限 w L 与比重d

    s 关系如备注表 1 所示.

    备注表 1

    天津地区液限 w L 与比重 d s 关系表(录自天津市勘察院资料)

    wL

    / %

    <26

    26∼28、6

    28、7∼30、6

    30、7∼34、2

    34、3∼36、2

    36、3∼37、6

    37、7∼45

    45、1∼51、4

    >51、4

    ds

    2、69

    2、70

    2、71

    2、72

    2、73

    2、74

    2、75

    2、76

    2、77

    试验二

    颗粒分析试验(密度计法)

    (一)颗粒分析试验记录

    土样编号_______________________

    组_______________________

    试验日期_______________________

    名_______________________

    ﻩ 干土质量_____30g_______________

    密度计号

    7

    小于 0、075mm 土质量百分数_100%

    量 筒 号

    7

    ﻩ 试样处理说明___________________

    烧 瓶 号

    土粒比重__2、72__________________

    比 重 校 正 系 数 C G __________0、985________

    下沉时间 t

    /min

    悬液温度 T

    /°C

    土粒落距 L

    /cm

    粒径 d

    /mm

    小于某粒径土质量百分数

    X

    / %

    小于

    某粒径总土质量百分数

    / %

    密度计读数

    刻度及弯液面校正值 n

    温度校正值 m T

    分散剂校正值

    C D

    R M = R +n+ m−C

    R H H =

    R M M ⋅ C G

    1

    21

    21

    0

    +0、3

    —0、5

    20、8

    20、488

    14、899

    0、0510 68、29

    68、29

    2

    21

    13

    +0、3

    -0、5

    12、8

    12、608

    17、147

    0、0387

    42、03

    42、03

    21

    7、5

    0

    +0、3

    -0、5

    7、3

    7、190

    18、690

    0、0256

    23、97

    23、97

    15

    21

    4

    0

    +0、3

    -0、5

    3、8

    3、743

    19、680

    0、0107

    12、48

    12、48

    30

    21

    2

    +0、3

    -0、5

    1、8

    1、773

    20、240

    0、0077

    5、91

    5、91

    60

    21

    2

    +0、3

    —0、5

    1、8

    1、576

    20、240

    0、0054

    5、25

    5、25

    • 绘图与计算

    以小于某粒径得试样质量占试样总质量得百分数为纵坐标,颗粒粒径为横坐标,在单对数坐标上绘制颗粒大小分布曲线(见图 2),并根据颗粒分布曲线完成填写表 2.

    • 思考与分析

    1.用密度计作颗粒分析时只就是测定密度计浮泡中心处得悬液密度,为何可以代表全部悬液相应得密度?

    悬液得整体沉降得趋势就是相同得与浮泡中心悬液密度变化基本相同,再加上温度校正、分散剂修正、刻度修正等,所以测定密度计浮泡中心处得悬液密度可以代表全部悬液相应得密度。

    2.密度计法作颗粒分析试验得误差原因分析,请选择。

    (1)系统误差:由理论假设、所用仪器与规定得试验方法步骤不完善造成。

    • 土粒刚开始下沉时为加速运动, V ≠ 常数

    • 土粒并不就是球形 √

    • 土粒比重 ds

    ≠常数 √

    • 密度计泡体积过大,影响土粒下沉 √

    • 土粒下沉过程中互相干扰,且受器壁影响 √

    • 用浮泡所排开范围内之悬液密度,代替密度计浮泡中心液面密度就是近似得 √

    (2)偶然误差:由试验操作不当造成

    • 土粒称量不准或有损失 √

    • 土粒分散不完全 √

    • 搅拌不均匀 √

    • 读数有误(R、T、t)

    要求仔细体会,明白者在后面画(√)、否则画(×)

    土粒直径 / /mm

    图 2 颗粒级配曲线

    表 2

    颗粒组成

    成 / %

    限制粒径

    有效粒径

    不均匀系数

    土得类别

    ≥ 0、075

    0、075~0、05

    0、05~0、005

    ≤ 0、005

    d 60

    d 10

    60 / d 10

    41

    53

    0、0060

    0、0024

    0、0013 4、61

    均粒土

    试验三

    固结试验

    • 记录

    土样编号_______________________

    组_______________________

    试验日期_______________________

    名_______________________

    1。含水率试验记录表

    土样情况

    盒号

    盒质量

    / g

    盒加湿土质量 / g

    盒加干土质量 / g 水质量

    / g

    干土质量 / g

    含水率

    / %

    平均含水率 / %

    试验前

    A64 16、05 56、2 48、98 7、22 32、93 21、92 22、02 142 15、87 42、13 37、37 4、76 21、5 22、13 2.重度试验记录表

    土样情况

    环 刀号

    环刀质量

    / g

    环刀+土质量

    / g

    土质量

    / g

    环 刀 容积

    / cm 3

    密度

    / g/cm 3

    重度

    / kN/m 3

    试验前

    416 42、97 167、17 124、2 60 2、07 20、7

    3。压缩试验记录

    试样初始高度 H 0

    = 20 mm

    压缩容器编号:

    土粒比重 d s

    =

    2、59

    计算初始孔隙比 e 00 =ﻩs ⋅ γ w ( 1 + w 0 ) − 11 =

    0、53

    d γ 0

    各级加荷历时

    / min

    各级荷重下测微表读数 /mm

    50 kPa

    100 kPa

    200 kPa

    300 kPa

    0

    11

    20

    20

    60

    38

    120

    48

    总变形量 S 1

    / mm

    0、11 0、2 0、38 0、48

    仪器变形量 S 2

    / mm

    0、0249 0、0342 0、0456 0、0556

    试样变形量 S / mm

    0、0851 0、1658 0、3344 0、4244

    变形后孔隙比 e

    0、52 0、517 0、504 0、497

    • 绘图与计算

    1.绘制压缩曲线(图 3)

    垂直压力 p / k Pa 图 3 试验压缩曲线

    2。计算压缩系数 a 11—2 与压缩模量 E

    s1—2 ,并判定土得压缩性。

    • a a 1 1 − 2 2

    = e e1 − e e 2 2 / p p 2 2 — p 1 1=0、3 13

    ﻩ• Es 1 1−2 2 =1 1+e e 1 1/ a a 1 1−2=11 2=11、67M pa a • 本土样属于中等压缩土压缩性土.

    • 思考与分析

    1.为什么加荷后要经过很长时间(往往 24 小时以上)变形才会稳定?

    答:在土得固结试验中,加上荷载以后,试样中会出现超静孔水压力,土得固结过程也就是超静空隙水压力得消散过程.消散得速度与土得性质有关。而对于在试验中所用得粘性土来说,这一过程需要很长得时间 2.固结仪中土样得应力状态与实际地基应力状态比较有何不同?在什么情况下两者大致相符,试举例说明。

    固结仪中土样为完全侧限条件只会发生横向变形,而实际地基不能保证不出现横向变形得情况.在以下情况中两者大致相符 水平向无限分布得均质土在自重应力作用下 水平向无限分布得均质土在无限均布荷载下 当地基可压缩土层厚度与荷载作用平面尺寸相比相对较小

    3。试验误差原因分析

    • 土样代表性;

    • 土样结构扰动;

    • 室内外土样压缩条件不同;

    • 设备及操作误差。

    上述分析内容同学应仔细体会,明白者在后面画(√),否则画(×).

    试验四

    直接剪切试验

    • 记录

    土样编号_____________

    组____________________ 试验日期_____________

    名____________________

    试验方法

    试验前重度试验记录表

    垂直压力 / kPa

    环刀质量

    / g

    环刀+土质量

    / g

    土质量

    / g

    环刀容积

    / cm 3

    密度

    / g/cm 3

    重度

    / kN/m 3

    备注

    100

    43、53

    166、86

    123、33

    60

    2、06

    20、19

    200

    43、57

    168、26

    124、69

    60

    2、08

    20、38

    300

    43、70

    166、43

    122、73

    60

    2、05

    20、09

    400

    42、88

    166、46

    123、58

    60

    2、06

    20、19

    • 试验成果

    1.剪切试验记录表(见表 3).

    2.绘制剪应力与剪切位移关系曲线(图 4)。

    3。绘制抗剪强度与垂直压力关系曲线(图 5),并确定黏聚力 c 与内摩擦角 ϕ

    .

    剪切位移 △ L

    / 0 、01 mm

    图 4 剪应力与剪切位移关系曲线

    表 3

    直接剪切试验记录表

    仪器编号_______________

    手轮转速______4____转/min

    应变圈系数 K_____1、522____kPa/0、01mm

    垂直压力 p

    100kPa

    垂直压力 p

    300kPa

    剪切历时

    4 分

    15

    剪切历时

    5 分 15秒

    抗剪强度 τ

    32、27kPa

    抗剪强度 τ

    46、73kPa

    手轮转数 (n)

    百分表读数(R)

    / 0、01mm

    剪切位移

    (Δ L )

    / 0、01mm

    20 × ①-②

    剪应力

    ( τ

    )

    / kPa

    × ②

    手轮转数

    (n)

    百分表读数(R)

    / 0、01mm

    剪切位移

    (Δ L )

    / 0、01mm

    20 × ①-② 剪应力

    ( τ )

    / kPa

    × ②

    1、8 18、2 2、74 1

    3、2 16、8 4、87 2

    4、2 35、8 6、39 2

    5、2 34、8 7、91 3

    6、2 53、8 9、44 3

    6、2 53、8 9、44 4

    8、2 71、8 12、48 4

    7、7 72、3 11、72 5

    9、3 90、7 14、15 5

    9、2 90、8 14 6

    11、2 108、8 17、05 6

    10、7 109、3 16、29 7

    12、8 127、2 19、48 7

    12、2 127、8 18、59 8

    14、2 145、8 21、61 8

    14、7 145、3 22、37 9

    15、7 164、3 23、89 9

    16、7 163、3 25、42 10

    16、7 183、3 25、42 10

    19、2 180、8 29、22 11

    17、2 202、8 26、18 11

    21、2 198、8 32、27 12

    18、7 221、3 28、46 12

    22、2 217、8 33、79 13

    19、2 240、8 29、22 13

    24、2 235、8 36、83 14

    20、2 259、8 30、74 14

    25、2 254、8 38、35 15

    20、2 279、8 30、74 15

    26、2 273、8 39、88 16

    20、7 299、3 31、51 16

    27、2 292、8 41、39 17

    21、2 318、8 32、27 17

    28、2 311、8 42、92 18

    20、7 339、8 31、51 18

    29、7 330、3 45、2 19

    21、2 358、8 32、27 19

    29、7 350、3 45、2 20

    19、2 380、8 29、22 20

    30、2 369、8 45、96

    21

    18、2 411、8 27、7 21

    30、7 389、36 46、73 22

    18、2 4318 27、7 22

    30、2 409、8 45、96 23

    18、7 451、3 28、46 23

    30、2 429、8 45、96 24

    18、2 471、8 27、7 24

    30、2 449、8 45、96 续表 3

    直接剪切试验记录表

    仪器编号_______________

    手轮转速__4______转/min

    应变圈系数 K____1、522kPa/0、01mm

    垂直压力 p

    400kPa

    垂直压力 p

    kPa

    剪切历时

    4 分

    45 秒

    剪切历时

    抗剪强度 τ

    56、62kPa

    抗剪强度 τ

    kPa

    手轮转数 (n)

    百分表读数(R)

    / 0、01mm

    剪切位移

    (ΔL)

    / 0、01mm

    20 × ①-②

    剪应力

    ( τ

    / kPa

    × ②

    手轮转数

    (n)

    百分表读数(R)

    / 0、01mm

    剪切位移

    (ΔL)

    / 0、01mm

    20 × ①—②

    剪应力

    ( τ )

    / kPa

    × ②

    1

    3、2 16、8 4、87 1

    5、2 34、8 7、91 2

    3

    7、2 52、8 10、96 3

    4

    9、2 70、8 14 4

    5

    10、7 89、3 16、29 5

    6

    13、7 106、3 20、85 6

    7

    16、7 123、3 25、42 7

    8

    20、2 139、8 30、74 8

    9

    22、7 157、3 34、55 9

    10

    25、2 174、8 38、35 10

    11

    27、2 192、8 41、4 11

    12

    29、2 210、8 44、44 12

    13

    31、2 228、8 47、49 13

    14

    33、2 246、8 50、53 14

    15

    34、2 265、8 52、05 15

    16

    35、2 284、8 53、57 16

    17

    36、2 303、8 55、09 17

    18

    36、7 323、3 55、83 18

    19

    37、2 342、8 56、62 19

    20

    37、2 362、8 56、62 20

    21

    37、2 382、8 56、62 21

    22

    37、2 402、8 56、62 22

    23

    37、2 422、8 56、62 23

    24

    37、2 442、8 56、62 24

    垂直压力 p / kPa

    图 5 5 抗剪强度与垂直压力关系曲线

    黏聚力 c

    22、273

    kPa

    内摩擦角 ϕ

    =4、908 °

    (三)思考与分析

    1。快剪、固结快剪、慢剪有什么区别?试举例说明快剪指标得适用范围?

    快剪 :竖向力施加后,立即施加水平力,剪切速度很快,3—5 分钟后土样剪切破坏,过程不排水。

    固结快剪 :使土样先在法向力作用下达到完全固结,之后施加水平力剪切土样,过程不排水。

    慢剪 : 使土样先在法向力作用下得达到完全固结,之后慢速施加水平力,1—4 小时剪切破坏土样,过程有排水时间 快剪指标得适用范围

    :适用于土体上施加与剪切过程中都不发生固结与排水现象得情况 2。试分析应变式直剪仪得主要优缺点与可能造成误差得原因?

    优点 :

    直剪仪构造简单,操作方便 缺点

    1剪切面上剪应力分布不均匀,土样剪切破坏先从边缘破坏,在边缘发生应力集中现象.

    2 试验中不能严格控制排水条件。

    3

    剪切过程中,土样剪切面逐渐减小,而计算剪切强度时却按照原来截面面积计算.试验五

    三轴压缩试验

    • 三轴压缩试验记录

    试验日期

    土样编号

    班组

    姓名

    1.不固结不排水三轴压缩试验记录表

    第 1 页

    试样直径 d 0 = 3、91cm

    试样高度 h 0 =8、0 cm

    试样面积 A 0 =12、28 cm 2

    试样体积 V 0 = 98、24 cm 3

    试样质量 m 0 =188、4 g

    试样密度 ρ 0 =1、92 g/cm 3

    测力计系数 C =13、7N/0、01mm

    剪切速率 1、5 mm/min

    周围压力 σ

    3 =100 kPa

    序号

    测力计读数

    / 0、01mm

    轴向荷重

    / N

    轴向

    变形

    / 0、01mm

    轴向应变

    / %

    应变减量 校正后

    试样面积

    / cm 2

    主应力差

    / kPa

    轴向应力

    / kPa

    P = C R

    ∑ Δ h

    h

    1 1− ε1

    A α = 0

    1− ε 1

    σ 1 − σ 3 =P / A α

    σ

    1

    1、5 20、55 0、3 0、00375 0、99625 12、32622334 16、67177321 116、6717732 2

    1、7 23、29 0、6 0、0075 0、9925 12、37279597 18、82355456 118、8235546 3

    1、9 26、03 0、9 1、125 0、98875 12、41972187 20、95860138 120、9586014 4

    2、2 30、14 1、2 1、5 0、985 12、46700508 24、17581433 124、1758143 5

    2、4 32、88 1、5 1、875 0、98125 12、51464968 26、27320847 126、2732085 6

    2、6 35、62 1、8 2、25 0、9775 12、56265985 28、35386808 128、3538681 7

    2、8 38、36 2、1 2、625 0、97375 12、61103979 30、41779316 130、4177932 8

    3 41、1 2、4 3 0、97 12、65979381 32、46498371 132、4649837 9

    3、3 45、3 3、75 0、96 12、75835、4353623135、4353

    21 25 44156 8 624 10

    3、6 49、32 3、6 4、5 0、955 12、85863874 38、35553746 138、3555375 11

    3、9 53、43 4、2 5、25 0、9475 12、96042216 41、22550896 141、225509 12

    4、2 57、54 4、8 6 0、94 13、06382979 44、、0452769 13

    4、5 61、65 5、4 6、75 0、9325 13、1689008 46、81484121 146、8148412 14

    4、8 65、76 6 7、5 0、925 13、27567568 49、53420195 149、534202 15

    5、1 69、87 6、6 8、25 0、9175 13、38419619 52、20335912 152、2033591 16

    5、3 72、61 7、2 9 0、91 13、49450549 53、80708469 153、8070847 17

    5、5 75、35 7、8 9、75 0、9025 13、6066482 55、37734121 155、3773412 18

    5、7 78、09 8、4 10、5 0、895 13、72067039 56、91412866 156、9141287 19

    6 82、2 9 11、25 0、8875 13、83661972 59、40757329 159、4075733 20

    6、2 84、94 9、6 12 0、88 13、95454545 60、86905537 160、8690554 21

    6、4 87、10、2 12、75 0、8 14、074462、2970162、297068

    68 725 9857 684 4 22

    6、6 90、42 10、8 13、5 0、865 14、19653179 63、69161238 163、6916124 23

    7 95、9 11、4 14、25 0、8575 14、32069971 66、96600163 166、9660016 24

    7、2 98、64 12 15 0、85 14、44705882 68、27687296 168、276873 第 2 页

    试样直径 d

    0 0 = 3、90cm

    试样高度 h 0 =8、0 cm

    试样面积 A 0 =12、25cm 2

    试样体积 V

    0 = 98、00 cm 3

    试样质量 m

    0 =189、00 g

    试样密度ρ 0 =1、93g/cm 3

    测力计系数 C =13、7N/0、01mm

    剪切速率 1、5 mm/min

    周围压力 σ

    3 =200 kPa

    序号

    测力计读数

    / 0、01mm

    轴向荷重

    / N

    轴向

    变形

    / 0、01mm

    轴向应变

    / %

    应变减量

    校正后

    试样面积

    / cm 2

    主应力差

    / kPa

    轴向应力 / kPa

    R

    P = C R

    ∑ Δ h

    1 1− ε1

    A

    A α = 0

    1 1−ε 1

    σ 1 − σ 3 =P / A α

    σ

    1

    0、8 10、96 0、3 0、375 0、99625 12、29611041 8、9 、9133878 2

    0、9 12、33 0、6 0、75 0、9925 12、34256927 9、989816327 209、9898163 3

    1、4 19、18 0、9 1、125 0、98875 12、38938053 15、481 215、481 4

    2 27、4 1、2 1、5 0、985 12、43654822 22、、0318367 5

    2、4 32、88 1、5 1、875 0、98125 12、48407643 26、337226、3375

    55102 51 6

    2、6 35、62 1、8 2、25 0、9775 12、53196931 28、42330612 228、4233061 7

    2、9 39、73 2、1 2、625 0、97375 12、58023107 31、58129592 231、5812959 8

    3、1 42、47 2、4 3 0、97 12、62886598 33、62930612 233、6293061 9

    3、6 49、32 3 3、75 0、9625 12、72727273 38、75142857 238、7514286 10

    4 54、8 3、6 4、5 0、955 12、82722513 42、72163265 242、7216327 11

    4、4 60、28 4、2 5、25 0、9475 12、92875989 46、62473469 246、6247347 12 4、8 65、76 4、8 6 0、94 13、03191489 50、46073469 250、4607347 13

    5、1 69、87 5、4 6、75 0、9325 13、13672922 53、1867551 253、1867551 14

    5、5 75、35 6 7、5 0、925 13、24324324 56、89693878 256、8969388 15

    5、9 80、83 6、6 8、25 0、9175 13、35149864 60、54002041 260、5400204 16

    6、2 84、7、2 9 0、91 13、63、、09

    94 46153846 82857 17

    6、6 90、42 7、8 9、75 0、9025 13、5734072 66、61555102 266、615551 18

    6、9 94、53 8、4 10、5 0、895 13、68715084 69、、0647755 19

    7、2 98、64 9 11、25 0、8875 13、8028169 71、46367347 271、4636735 20 7、5 102、75 9、6 12 0、88 13、92045455 73、8122449 273、8122449 21

    8 109、6 10、2 12、75 0、8725 14、04011461 78、、0620408 22 8、1 110、97 10、8 13、5 0、865 14、16184971 78、35840816 278、3584082 23

    8、4 115、08 11、4 14、25 0、8575 14、28571429 80、556 280、556 24

    8、5 116、45 12 15 0、85 14、41176471 80、80204082 280、8020408 第 3 页

    试样直径 d 0 = 3、90cm

    试样高度 h 0 =8、0 cm

    试样面积 A 0 =12、25 cm 2

    试样体积 V 0 = 98、00 cm 3

    试样质量 m 0 =187、6 g

    试样密度ρ 0 =1、91g/cm 3

    测力计系数 C

    =13、7N/0、01mm

    剪切速率 1、5 mm/min

    周围压力 σ

    3 =300 kPa

    序号

    测力计读数

    / 0、01mm

    轴向荷重

    / N

    轴向

    变形

    / 0、01mm

    轴向应变

    / %

    应变减量

    校正后

    试样面积

    / cm 2

    主应力差

    / kPa

    轴向应力

    / kPa

    P = C R

    ∑ Δ h

    1− ε1

    A α = 0

    1− ε1

    σ 1 1 − σ 3 3 = P

    / A α

    σ

    1

    3、1 42、47 0、3 0、375 0、99625 12、29611041 34、53937755 334、5393776 2

    3、7 50、69 0、6 0、75 0、9925 12、34256927 41、0692449 341、0692449 3

    4、1 56、17 0、9 1、125 0、98875 12、38938053 45、33721429 345、3372143 4

    4、3 58、91 1、2 1、5 0、985 12、43654822 47、36844898 347、368449 5

    4、6 63、02 1、5 1、875 0、98125 12、48407643 50、48030612 350、4803061 6

    4、9 67、13 1、8 2、25 0、9775 12、53196931 53、567 353、567 7

    5、1 69、87 2、1 2、625 0、97375 12、58023107 55、53952041 355、5395204 8

    5、3 72、61 2、4 3 0、97 12、62886598 57、49526531 357、4952653 9

    5、7 78、09 3 3、75 0、9625 12、72727273 61、35642857 361、3564286 10

    6 82、2 3、6 4、5 0、955 12、82722513 64、、082449 11

    6、3 86、31 4、2 5、25 0、9475 12、92875989 66、75814286 366、7581429

    12

    6、6 90、42 4、8 6 0、94 13、03191489 69、3835102 369、3835102 13

    6、9 94、53 5、4 6、75 0、9325 13、13672922 71、95855102 371、958551 14

    7、2 98、64 6 7、5 0、925 13、24324324 74、48326531 374、4832653 15

    7、5 102、75 6、6 8、25 0、9175 13、35149864 76、95765306 376、9576531 16

    7、7 105、49 7、2 9 0、91 13、46153846 78、364 378、364 17

    7、9 108、23 7、8 9、75 0、9025 13、5734072 79、73679592 379、7367959 18

    8、1 110、97 8、4 10、5 0、895 13、68715084 81、、0760408 19

    8、4 115、08 9 11、25 0、8875 13、8028169 83、37428571 383、3742857 20

    8、5 116、45 9、6 12 0、88 13、92045455 83、65387755 383、6538776 21

    8、7 119、19 10、2 12、75 0、8725 14、04011461 84、89246939 384、8924694 22

    9 123、3 10、8 13、5 0、865 14、16184971 87、、064898 23

    9、1 1211、4 14、25 0、8 14、285787、269 387、

    4、67 575 1429 269 24

    9、3 127、41 12 15 0、85 14、41176471 88、40693878 388、4069388 第 4 页

    1.试验结果汇总

    1.三轴 UU 试验结果(kPa)

    土样编号

    1

    3

    4

    σ

    3

    100

    200

    300

    周围压力

    ( σ

    1 − σ

    3 )

    67、1

    79、1

    86、7

    剪切破坏时得偏应力

    σ

    1

    168、276 280、80

    388、40

    剪切破坏时得大主应力

    ( σ

    1 + σ

    3 )/2

    133、6

    239、6

    343、4

    摩尔圆圆心坐标(p)

    ( σ

    1 − σ

    3 )/2

    33、6

    39、6

    43、4

    摩尔圆得半径)(q)

    • 试验成果

    1.绘制各试件主应力差 σ

    1 − σ

    3 与轴向应变 ε 1 关系曲线(图 6)

    轴向应变 / %

    图 6 主应力差与轴向应变关系曲线

    2.绘制各土样破坏总应力圆及抗剪强度包线(图 7),并确定土样黏聚力 c u 与内摩擦角ϕ

    u 。

    黏聚力 c u

    = 26、2

    kPa

    内摩擦角 ϕ

    u

    =

    3、2

    °

    σ

    / kPa

    图 7 破坏总应力圆及抗剪强度包线

    3。用 Excel 绘制 p−q 关系曲线(图 8),并确定土样黏聚力 c uu 与内摩擦角 ϕ

    u 。

    p / kPa

    图 8 8

    p −q 关系曲线

    b =

    26、2

    kPa

    β

    =

    3、2°

    黏聚力 c u

    =

    26、24 kPa

    内摩擦角 ϕ

    u

    =

    3、21 °

    4、比较第 2、3 步结果

    第 3 步结果比第 2 步结果略大,也更精确。

    • 思考与分析

    1、分析不固结不排水剪切试验(UU 试验)、固结不排水剪切试验(CU 试验)与固结排水剪切试验(CD 试验)有什么区别,举例说明三轴试验抗剪强度指标使用得工程条件。

    不固结不排水试验:试样在施加周围压力与随后施加竖向压力直至剪切破坏得整个过程中都不允许排水,试验自始至终关闭排水阀门.适用:实际工程中饱与软粘土快速加荷得应力情况或短期承载力问题 固结不排水剪切试验:使土样在法向压力作用下排水固结达到稳定,然后在不排水得条件下进行得剪切试验方法。适用:地基长期稳定性或长期承载力问题 固结排水剪切试验:试样在施加周围压力 σ3 时允许排水固结,待固结稳定后,再在排水条件下施加竖向压力至试件剪切破坏.适用:对工程土体中孔隙水压力估计把握不大或缺少这方面得数据

    2.分析三轴剪切试验优缺点及误差产生得原因。

    优点:1、能控制试验过程中得试样排水条件

    2、能测试试样固结与排水过程中得孔隙水压力

    3、试样内应力分布均匀 误差:1、制作得试样可能不标准,不规范

    2、安装时手对试样挤捏

    3、试样安装时没有居中垂直读数有误差

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