式中一—含水率,%: m一一湿土质量, m4一 干土质量,g。 计算至0.1% 3.4.2以含水率为横坐标,圆锥下沉深度为纵坐标,在双对数坐标纸上绘制关系曲线。 三点连一直线,如图3.4.2中的A线。当三点不在一直线上,通过高含水率的一点与 其余两点连成两条直线,在圆锥下沉深度为2mm处查得相应的含水率,当两个含水率 的差值小于2%时,应以该两点含水率的平均值与高含水率的点连成一线,如图3.4.2 中的B线。当两个含水率的差值大于、等于2%时,应补做试验。 3.4.3在圆锥下沉深度与含水率关系图上,查得下沉深度为17m所对应的含水率为 液限:查得下沉深度为2m所对应的含水率为塑限,以百分数表示,取整数。 3.4.4按式(3.4.4-1)计算塑性指数和液性 指数: I=u1-0, (3.4.4.-1 1=0-o, (3.4.4-2) 式中【,一一塑性指数: 01一一液限,%: 一塑限,%: 0一一天然含水率,%: IL一一液性指数,计算至0.01。 B线 30566070 含水率(% 图3.4.2圆锥下沉深度 与含水率关系图 3.5记录 3.5.1本试验记录格式如表 表3.5.1液塑限联合试验记录表 工程名称 试验者
式中 ω——含水率,%; m——湿土质量,g; md——干土质量,g。 计算至 0.1%。 3.4.2 以含水率为横坐标,圆锥下沉深度为纵坐标,在双对数坐标纸上绘制关系曲线。 三点连一直线,如图 3.4.2 中的 A 线。当三点不在一直线上,通过高含水率的一点与 其余两点连成两条直线,在圆锥下沉深度为 2mm 处查得相应的含水率,当两个含水率 的差值小于 2%时,应以该两点含水率的平均值与高含水率的点连成一线,如图 3.4.2 中的 B 线。当两个含水率的差值大于、等于 2%时,应补做试验。 3.4.3 在圆锥下沉深度与含水率关系图上,查得下沉深度为 17mm 所对应的含水率为 液限;查得下沉深度为 2mm 所对应的含水率为塑限,以百分数表示,取整数。 3.4.4 按式(3.4.4-1)计算塑性指数和液性 指数: Ip=ωL-ωp (3.4.4.-1 IL= p I −1 (3.4.4-2) 式中 Ip——塑性指数; ωL——液限,%; ωp——塑限,%; ω——天然含水率,%; IL——液性指数,计算至 0.01。 3.5 记录 3.5.1 本试验记录格式如表 表 3.5.1 液塑限联合试验记录表 工程名称 试验者 图 3.4.2 圆锥下沉深度 与含水率关系图
土样说明」 计算者 试验日期 校核者 试样圆锥下盒 湿士 干土 含 水率 液限塑限 塑性 液性 沉深度 质量 质量 指数 指数 h (md) (山) @p 编号 (mm) 号 (g) (g) (%) () I 「-1 (6)= (2) (2) (4) (7)=3)-(5) 100 (4)-(5 (6) 实验项目2:侧限压缩实验 SL237015-1999 1目的和适用范围 1.0.1本试验的目的是测定试样在侧限与轴向排水条件下的变形和压力,或孔隙比和 压力的关系,变形和时间的关系,以便计算土的压缩系数a、压缩指数C。、回弹指数 C、压缩模量E。、固结系数C及原状土的先期固结压力P.等。测定项目视工程需要而 定。 1.0.2本规程适用于饱和的粘质土。当只进行压缩试验时,允许用于非饱和土。 2引用标准 SD191一86《切土环刀》。 SL110一95《切土环刀校验方法》。 GB4935一85《单杠杆固结》。 SL114一95《杠杆式固结仪校验方法》
土样说明 计算者 试验日期 校核者 试样 编号 圆锥下 沉深度 h (mm) 盒 号 湿土 质量 m (g) 干土 质量 (md) (g) 含 水 率 (ω) (%) 液限 ωL (%) 塑限 ωp (%) 塑性 指数 Ip 液性 指数 IL (1) (2) (3)= −1 (2) (1) × 100 (4) (5) (6)= (4)-(5) (7)= (6) (3) − (5) 实验项目 2:侧限压缩实验 SL237—015—1999 1 目的和适用范围 1.0.1 本试验的目的是测定试样在侧限与轴向排水条件下的变形和压力,或孔隙比和 压力的关系,变形和时间的关系,以便计算土的压缩系数 av、压缩指数 Cc、回弹指数 Cs、压缩模量 Es、固结系数 Cv 及原状土的先期固结压力 Pc 等。测定项目视工程需要而 定。 1.0.2 本规程适用于饱和的粘质土。当只进行压缩试验时,允许用于非饱和土。 2 引 用 标 准 SD191—86《切土环刀》。 SL110—95《切土环刀校验方法》。 GB4935—85《单杠杆固结》。 SL114—95《杠杆式固结仪校验方法》
SL237-002一1999《土样和试样制备》 SL237-003-1999《含水率试验》。 SL237-004一1999《密度试验》。 GB/T15406一94《土工仪器的基本参数及通用技术条件》第一篇:室内土工仪器。 3标准固结试验 3.1仪器设备 3.1.1固结容器:由环刀、护环、透水板、加压上盖 和量表架等组成。环刀、透水板的技术性能和尺寸参 数应符合SD191一-86切土环刀及相关标准的规定。见 图3.1.1。 3.1,2加压设备:可采用量程为5~10kN的杠杆式、 磅秤式或其他加压设备,其准确度应符合GB4935一85 及GB/T15406一94的规定。 3.1.3变形测量设备:百分表量程10mm,分度值 图3.1山周结容器示意图 1一水 上 为0.01m,或准确度为全量程的0.2%的位移传感 5一透水板:6一量表导杆:7一量表架 器。 3.1.4其他:刮土刀、钢丝锯、天平、秒表等。 3.2仪器设备的检定和校准 3.2.1环刀:应按SL110一95规定的方法进行校验。 3.2.2透水板:应按SL111一95规定的方法进行校验。 3.2.3加荷设备:参照SL114-95的方法进行校验。 3.2.4百分表:应按JJG34一84《百分表检定规程》进行检定。 3.2.5固结仪变形校正京戏按SL114一95的附《固结仪变形校正》方法进行。 3.3试验步骤 3.3.1根据工程需要,切取原状土试样或制备给定密度与含水率的扰动土试样。制备 方法参照SL237-002一1999规定进行。 3.3.2如系冲填土,先将土样调成液限或1.2~1.3倍液限的土膏,拌合均匀,在保 湿器内静置h。然后把环刀倒置于小玻璃板上,用调土刀把土音填入环刀,排除气泡 刮平,称量。 3.3.3按SL237一003一1999及SL237-004一1999规定,测定试样的含水率及密度。 对于扰动试样需要饱和时,按SL237一002一1999规定的方法将试样进行抽气饱和。 3.3.4在固结容器内放置护环、透水板和薄滤纸,将带有环刀的试样,小心装入护环, 然后在试样上放薄滤纸、透水板和加压盖板,置于加压框架下,对准加压框架的正中
SL237—002—1999《土样和试样制备》。 SL237—003—1999《含水率试验》。 SL237—004—1999《密度试验》。 GB/T15406—94《土工仪器的基本参数及通用技术条件》第一篇:室内土工仪器。 3 标 准 固 结 试 验 3.1 仪器设备 3.1.1 固结容器:由环刀、护环、透水板、加压上盖 和量表架等组成。环刀、透水板的技术性能和尺寸参 数应符合 SD191—86 切土环刀及相关标准的规定。见 图 3.1.1。 3.1.2 加压设备:可采用量程为 5~10kN 的杠杆式、 磅秤式或其他加压设备,其准确度应符合 GB4935—85 及 GB/T15406—94 的规定。 3.1.3 变形测量设备:百分表量程 10mm,分度值 为 0.01mm,或准确度为全量程的 0.2%的位移传感 器。 3.1.4 其他:刮土刀、钢丝锯、天平、秒表等。 3.2 仪器设备的检定和校准 3.2.1 环刀:应按 SL110—95 规定的方法进行校验。 3.2.2 透水板:应按 SL111—95 规定的方法进行校验。 3.2.3 加荷设备:参照 SL114—95 的方法进行校验。 3.2.4 百分表:应按 JJG34—84《百分表检定规程》进行检定。 3.2.5 固结仪变形校正京戏按 SL114—95 的附《固结仪变形校正》方法进行。 3.3 试验步骤 3.3.1 根据工程需要,切取原状土试样或制备给定密度与含水率的扰动土试样。制备 方法参照 SL237—002—1999 规定进行。 3.3.2 如系冲填土,先将土样调成液限或 1.2~1.3 倍液限的土膏,拌合均匀,在保 湿器内静置 2h。然后把环刀倒置于小玻璃板上,用调土刀把土膏填入环刀,排除气泡 刮平,称量。 3.3.3 按 SL237—003—1999 及 SL237—004—1999 规定,测定试样的含水率及密度。 对于扰动试样需要饱和时,按 SL237—002—1999 规定的方法将试样进行抽气饱和。 3.3.4 在固结容器内放置护环、透水板和薄滤纸,将带有环刀的试样,小心装入护环, 然后在试样上放薄滤纸、透水板和加压盖板,置于加压框架下,对准加压框架的正中, 图 3.1.1 固结容器示意图 1—水槽;2—护环;3—环刀;4—加压上盖; 5—透水板;6—量表导杆;7—量表架
安装量表。 下透水板应事先浸水饱和 对非饱和状态的试样,透 试样为试样,透水板的湿度应尽量与试样湿 水板的湿度应尽量 3.3.5为保证试样与仪器上下各部件之间接触良好,应施加1kP的预压压力,然后 调整量表,使指针读数为零。 3.3.6确定需要施加的各级压力。加压等级一般为12.5、25.0、50.0、100、200、400 800、1600、3200kPa。最后一级的压力应大于上覆土层的计算压力100^200kPa。 3.3.7需要确定原状土的先期固结压力时,加压率宜小于1,可采用0.5或0.25倍。 最后一级压力使e1g即曲线下段出现较长的直线段。 3.3.8第1级压力的大小视土的软硬程度分别采用12.5、25.0kPa或50.0kPa(第 1级实加压力应减去预压压力)。 3.3.9如系饱和试样,则在施加第1级压力后,立即向水槽中注水至满。如系非饱和 试样,须用湿棉转住加压盖板四周,避免水分蒸发。 3.3.10需测定沉降速率时,加压后按下列时顺序测记量表读数:0.10、0.25、1,00 2.25、4.00、6.25、9.00、12.25、16.00、20.25、25.00、30.25、36.00、42.25、49.00、 64.00、100.00、200.00min和400.00min及23h和24h至稳定为止。 3.3.11当不需要测定沉降速率时,稳定标准规定为每级压力下固结24h。测记稳定读 数后,再施加第2级压力。依次逐级加压至试验结束。 注:当试样的渗透系数大于10c/s时,允许以主固结完成作为相对稳定标准:对某些高液限 土,24h以后尚有较大的压缩变形时,以试样变形每小明变化不大于0.005m认为稳定。 3.3.12需要作回弹试验时,可在某级压力(大于上覆压力)下固结稳定后卸压,直 至卸至第1级压力。每次卸压后的回弹稳定标准与加压相同,并测记每级压力及最后 一级压力时的回弹量。 3.3.13试验结束后,迅速拆除仪器各部件,取出带环刀的试样。如系饱和试样,则 用干滤纸吸去试样两端表面上的水,取出试样,测定试验后的含水率。 3.4计算及制图 3.4.1按式(3.4.1)计算试样的初发孔隙比6: e=2G0+0.01o2.1 (3.4.1) P。 式中G一一土粒比重: p -水的密度,g/cm: 一试样初始密度,g/cm: 一试样的初始含水率,%。 3.4.2按式(3.4.2)计算各级压力下固结稳定后的孔隙比:
安装量表。 注:如试样为饱和土,上、下透水板应事先浸水饱和;对非饱和状态的试样,透 水板的湿度应尽量与试样,透水板的湿度应尽量与试样湿度接近。 3.3.5 为保证试样与仪器上下各部件之间接触良好,应施加 1kPa 的预压压力,然后 调整量表,使指针读数为零。 3.3.6 确定需要施加的各级压力。加压等级一般为 12.5、25.0、50.0、100、200、400、 800、1600、3200 kPa。最后一级的压力应大于上覆土层的计算压力 100~200 kPa。 3.3.7 需要确定原状土的先期固结压力时,加压率宜小于 1,可采用 0.5 或 0.25 倍。 最后一级压力使 e~lgp 曲线下段出现较长的直线段。 3.3.8 第 1 级压力的大小视土的软硬程度分别采用 12.5、25.0 kPa 或 50.0 kPa(第 1 级实加压力应减去预压压力)。 3.3.9 如系饱和试样,则在施加第 1 级压力后,立即向水槽中注水至满。如系非饱和 试样,须用湿棉转住加压盖板四周,避免水分蒸发。 3.3.10 需测定沉降速率时,加压后按下列时顺序测记量表读数:0.10、0.25、1.00、 2.25、4.00、6.25、9.00、12.25、16.00、20.25、25.00、30.25、36.00、42.25、49.00、 64.00、100.00、200.00min 和 400.00min 及 23h 和 24h 至稳定为止。 3.3.11 当不需要测定沉降速率时,稳定标准规定为每级压力下固结 24h。测记稳定读 数后,再施加第 2 级压力。依次逐级加压至试验结束。 注:当试样的渗透系数大于 10-5 cm/s 时,允许以主固结完成作为相对稳定标准;对某些高液限 土,24h 以后尚有较大的压缩变形时,以试样变形每小明变化不大于 0.005mm 认为稳定。 3.3.12 需要作回弹试验时,可在某级压力(大于上覆压力)下固结稳定后卸压,直 至卸至第 1 级压力。每次卸压后的回弹稳定标准与加压相同,并测记每级压力及最后 一级压力时的回弹量。 3.3.13 试验结束后,迅速拆除仪器各部件,取出带环刀的试样。如系饱和试样,则 用干滤纸吸去试样两端表面上的水,取出试样,测定试验后的含水率。 3.4 计算及制图 3.4.1 按式(3.4.1)计算试样的初发孔隙比 eo; eo= 0 (1 0.01 ) Gs + o -1 (3.4.1) 式中 GS——土粒比重; ρω——水的密度,g/cm3; ρ0——试样初始密度,g/cm3; ω0——试样的初始含水率,%。 3.4.2 按式(3.4.2)计算各级压力下固结稳定后的孔隙比 ei:
e-1+e) (3.4.2) h 式中a一一某级压力上的孔隙比: △h,一一某级压力下试样高度变化,cm: h,一一试样初始高度,cm。 3.4.3按式(3.4.3)计算某一压力范围内的压缩系数a: a月 (3.4.3) 式中一一某一压力值,kPa: 其余符号见本规程式(3.4.2)。 3.4.4按下列公式计算某一压力范围内的压缩模量£和体积压缩系数m,: E-1+e (3.4.4-1) a 21-a2 E,1+ (3.4.4-2) 式中符号见本规模式(3.4.1)、式(3.4.3)。 3.45以孔隙比为e为纵坐标,压力p为横坐标,绘制孔隙比与压力的关系曲线,如 图3.4.5所示。 3.46原状土的先期固结压力4的确定方法见图3.4.6,用适当比例的纵横坐标作一 1g曲线,在曲线上找出最小曲率半径尼点O。过O点作水平经0A、切线B及角A0B 的平分线O0,D与曲线的直线段C的延长线交于点E,则对应于E点的压力值即为该 原状土的先期固结压力A。 3.4.7按式(3.4.7)计算压缩指数C及回弹指数C: C.或C e二 1gP 式中符号见本规程式(3.4.3) G即eIgp曲线直线段的斜率。用同法在回弹支上求 率,即G。 3.4 0 为纵坐标,目 0.2 网=3 风10kPa 3(min)
ei=eo-(1+eo) o i h h (3.4.2) 式中 ei——某级压力上的孔隙比; △hi——某级压力下试样高度变化,cm; h0——试样初始高度,cm。 3.4.3 按式(3.4.3)计算某一压力范围内的压缩系数 av: av= i i i i P P e e − − + + 1 1 (3.4.3) 式中 pi——某一压力值,kPa; 其余符号见本规程式(3.4.2)。 3.4.4 按下列公式计算某一压力范围内的压缩模量 Es 和体积压缩系数 mυ: Es= v o a 1+ e (3.4.4-1) mv= Es 1 = o v e a 1+ (3.4.4-2) 式中符号见本规模式(3.4.1)、式(3.4.3)。 3.4.5 以孔隙比为 e 为纵坐标,压力 p 为横坐标,绘制孔隙比与压力的关系曲线,如 图 3.4.5 所示。 3.4.6 原状土的先期固结压力pc的确定方法见图3.4.6,用适当比例的纵横坐标作e~ lgp 曲线,在曲线上找出最小曲率半径 Rmin 点 O。过 O 点作水平经 OA、切线 OB 及角 AOB 的平分线 OD,OD 与曲线的直线段 C 的延长线交于点 E,则对应于 E 点的压力值即为该 原状土的先期固结压力 pc。 3.4.7 按式(3.4.7)计算压缩指数 Cc 及回弹指数 Cs: Cc 或 Cs= i i i i gP gP e e 1 1 1 1 − − + + (3.4.7) 式中符号见本规程式(3.4.3)。 Cc 即 e~lgp 曲线直线段的斜率。用同法在回弹支上求其平均斜 率,即 Cs。 3.4.8 按下列方法求算固结系数 Cυ。 1 时间平方根法。 对于某一压力,以量表读数 d(mm)为纵坐标,时 图 3.4.5 e~p 关系曲线