公路水运试验检测考试-土工ppt课件

.,1,公路水运工程试验检测专业技术人员职业资格考试-土工大庆市盛祥工程质量检测有限公司,.,2,目录,.,3,第1节概述,一、土的形成,岩石,风化（物理、化学）作用,岩石破碎化学成分改变,搬运沉积,大小、形状和成分都不相同的松散颗粒集合体（土）,.,4,第1节,二、土的三相组成1、组成物质的基本状况,概述,土,固相,液相,气相,土中颗粒的大小、成分及三相之间的相互作用和比例关系，反映出土的不同性质,.,5,气相,固相,液相,+,+,构成土骨架，起决定作用,重要影响,土体,次要作用,.,6,1）,固相,分为：无机矿物颗粒和有机质,矿物成分取决于母岩的矿物成分和风化作用原生矿物：由岩浆在冷凝过程中形成的矿物例：石英、云母、长石等特征：矿物成分的性质较稳定，由其组成的土具有无粘性、透水性较大、压缩性较低的特点次生矿物：岩石经化学风化后所形成的新的矿物，其成分与母岩不相同例：粘土矿物有高岭石、伊利石、蒙脱石等特征：性质较不稳定，具有较强的亲水性，遇水易膨胀的特点,.,7,2）,液相,土中水的含量明显地影响土的性质(尤其是粘性土)。,气态水液态水：化学结构水、化学结晶水、结合水、自由水固态水：冰,.,8,.结合水,排列致密、定向性强密度1g/cm3具有固体的特性温度高于100C时可蒸发,强结合水,位于强结合水之外，电场引力作用范围之内外力作用下可以移动不因重力而移动，有粘滞性,弱结合水,强结合水：紧靠于颗粒表面、所受电场的作用力很大、几乎完全固定排列、丧失液体的特性而接近于固体,弱结合水：紧靠强结合水的外围形成的结合水膜，所受的电场作用力随着与颗粒距离增大而减弱,.,9,自由水,存在于土粒电场影响范围以外，性质和普通水无异，能传递水压力，冰点为0，有溶解能力,以两种形式存在：毛细水、重力水,自由水,重力水,毛细水,在重力作用下可在土中自由流动,存在于固气之间在重力与表面张力作用下可在土粒间空隙中自由移动,.,10,3）,气相,土中气体存在于土孔隙中未被水占据的部分，分为与大气连通的非封闭气体和与大气不连通的封闭气体,1.非封闭气体：受外荷作用时被挤出土体外，对土的性质影响不大,2.封闭气体：受外荷作用，不能逸出，被压缩或溶解于水中，压力减小时能有所复原，对土的性质有较大的影响，使土的渗透性减小，弹性增大和延长土体受力后变形达到稳定的历时,.,11,2,土的物理性质指标,质量m,体积V,直接测量指标：密度、相对密度、含水率换算指标：孔隙比、孔隙率、饱和度,1、密度：单位体积土的质量,工程上常用重度表示单位体积土的重力：,重力加速度，近似取10m/s2,工程上常用重度表示单位体积土的重力：,重力加速度，近似取10m/s2,.,12,2.,土的物理性质指标,2、土粒相对密度Gs（土粒比重）：土粒质量与同体积的4时纯水的质量之比,3、土的含水率：土中水的质量与土粒质量之比，以百分数表示,测定方法：通常用烘干法，亦可近似用酒精燃烧法,土粒相对密度变化范围不大：细粒土（粘性土）一般2.702.75；砂土一般为2.65左右。土中有机质含量增加，土粒相对密度减小,.,13,换算指标,1、孔隙比e：土中孔隙体积与土粒体积之比,2、孔隙率n：土中孔隙体积与总体积之比，以百分数表示,3.土的饱和度Sr：土中孔隙水的体积与孔隙总体积之比，以百分数表示,饱和度描述土中孔隙被水充满的程度。干土Sr=0,饱和土Sr=100%。砂土根据饱和度分为三种状态:,Sr50%稍湿；50Sr80%很湿；Sr80%饱和,.,14,换算指标,4.不同状态下土的密度,饱和密度sat：土体中孔隙完全被水充满时的土的密度,干密度d：单位体积中固体颗粒部分的质量,浮密度：土单位体积内土粒质量与同体积水的质量之差,.,15,指标间的换算,质量m,体积V,.,16,指标换算公式,.,17,第二节,土的物理性质试验,一、含水率试验1、烘干法,.,18,1.烘干法,.,19,1.烘干法,.,20,2、酒精燃烧法,.,21,2.酒精燃烧法,.,22,注意事项：烘干时间对于粘质土至8h，砂类土最少6h对含有机质超过10%的土，应将烘干温度控制在6570误差原因：试样的代表性不够试样未达到恒重就从烘干箱中取出试样称量不准确烘干法与酒精燃烧法比较：对含有机质的土，不能用酒精燃烧法对于粘性土，酒精燃烧法结果偏小，因为酒精难于将粘土烧干，而且潮湿的粘土不易破碎。,.,23,3.比重法,.,24,3.比重法,.,25,二、,密度试验,测密度的方法选择：环刀法：适用于较均一、可塑的粘性土蜡封法：适用于土中含有粗粒，或者坚硬易碎难以用环刀切割的土，或者试样量少，只有小块、形状不规则的土样灌砂法：砂土、砾石土,.,26,1,环刀法,.,27,1.环刀法,精密度和允许差：二次平行测定，取算术平均值，平行差值不得大于0.03g/cm3,.,28,2.蜡封法,.,29,2.蜡封法,.,30,3.灌砂法,.,31,3.灌砂法,.,32,3.灌砂法,仪器需标定（圆锥体砂的质量、砂的密度）,.,33,3.灌砂法,.,34,4.灌水法,.,35,三、,比重试验,1.比重瓶法原理：将已知质量的土样放入水中（或其他液体），排尽空气，求出由土壤置换出的液体的体积。以烘干土质量（105）除以求得的土壤固相体积，即得土粒密度。,注意事项：比重瓶法适用于粒径小于5mm的各类土对含有易溶盐、有机质和亲水性胶体的土必须用中性液态代替纯水，采用真空抽气法排气,.,36,2.浮称法,.,37,3.浮力法,.,38,4.虹吸筒法,.,39,四、颗粒分析试验,1、概述1）粒度、粒组划分粒度土粒大小称为粒度。粒组将大小相近的土合并成组。粒度成分土中各种不同粒组的相对含量。,.,40,2）粒度成分的表示方法：,1、表格法，以列表形式直接表示各粒组的百分含量。它用于粒度成分的分类是比较方便的。2、累计曲线法，它是一种比较完善的图示方法，通常用半对数纸绘制。横坐标（对数比例尺）表示某一粒径，纵坐标表示小于某一粒径的土粒的累计百分含量。采用半对数纸可以把细粒含量更好地表达清楚，如采用普通坐标纸刚不可能做到这一点。由累计曲线可以直观地判断土中各粒组的分布情况。3、三角坐标法，三角坐标法可用来表达三种粒组的含量。用一点表示土的粒度成分，在一张图上能同时表示几种土的粒度成分。,.,41,2）粒度成分分析方法,司笃克斯定律：球体（土粒）在介质（水）中沉降，其沉降速度与球体（土粒）半径的平方成正比，而与介质（水）的黏滞系数成反比。,司笃克斯定律是一个土力学公式，一般用于沉降分析法对细粒土的粒径分析。司笃克斯定律得出如下结论：土粒在悬液中的沉降速度与粒径的平方成正比关系。,（1）筛分法:（2）沉降分析法：,.,42,PPT模板下载：,2.筛分法,用一套孔径不同的筛子，按从上至下筛孔逐渐减小放置。将事先称过质量的烘干土样过筛，称出留在各筛上的土质量，然后计算其占总土粒质量的百分数,.,43,PPT模板下载：,3.密度计法,原理：利此法是依据斯笃克斯（Stokes）定律进行测定的。一般认为，对于粒径为0.20.002mm的颗粒，在液体中靠自重下沉时，做等速运动，这符合Stokes定律，并且大颗粒下沉比小颗粒快。密度计法，是将一定量的土样放在量筒中，然后加纯水，经过搅拌，使土的大小颗粒在水中均匀分布，制成一定量的均匀浓度的土悬浮液（1000mL）。静止悬,液，让土粒沉降，在土粒下沉过程中，用密度计测出在悬浮液中对应于不同时间的不同悬液密度，根据读数和下沉时间，就可以算出小于某粒径的颗粒占土粒的百分数。,.,44,PPT模板下载：,3.密度计法,注意事项：宜采用风干试样试样中易溶盐含量大于总质量0.5%时，应洗盐，易溶盐含量检测用电导法或目测法每次测得悬浮液密度后，均应将密度计轻轻放在盛水的量筒中读数要迅速准确，不宜将密度计在悬液中放置时间过久。在正式试验前，应多次联系密度计读数方法。试验前，应将量筒放在固定平稳的地方，试验中不得移动，并保持悬液稳定稳定。,.,45,4.移液管法,.,46,PPT模板下载：,级配曲线,纵坐标表示小于某粒径的土粒含量百分比,横坐标表示土粒的粒径(对数坐标）,.,47,PPT模板下载：,颗粒级配的描述,对于砾类土或砂类土，同时满足Cu5和Cc=13时，定名为良好级配砂或良好级配砾,工程上常用不均匀系数Cu描述颗粒级配的不均匀程度,d10、d30、d60小于某粒径的土粒含量为10%、30%和60%时所对应的粒径,Cu愈大，表示土粒愈不均匀。工程上把Cu5的土视为级配不良的土；Cu10的土视为级配良好的土,曲率系数Cc描述颗粒级配曲线整体形态，表明某粒组是否缺失情况,.,48,五、砂的相对密度试验,.,49,砂的相对密度试验,.,50,PPT模板下载：,六液塑限试验,稠度：是指土的软硬程度或土受外力作用所引起变形或破坏的抵抗能力,是黏性土最主要的物理状态特征,0,固态或半固态,可塑状态,流动状态,塑限P,液限L,黏性土由某一种状态过渡到另一状态的界限含水量称为土的稠度界限,.,51,PPT模板下载：,液塑限联合测定仪法,液塑限联合测定仪,.,52,PPT模板下载：,塑性指数和液性指数,塑性指数IP：是液限和塑限的差值(省去%)，即土处在可塑状态的含水量变化范围,说明：塑性指数的大小取决于土颗粒吸附结合水的能力,即与土中粘粒含量有关。粘粒含量越多,塑性指数就越高,说明：液性指数表征土的天然含水量与界限含水量间的相对关系。当IL0时,P,土处于坚硬状态;当IL1时,L,土处于流动状态。根据IL值可以直接判定土的软硬状态,液性指数IL：是粘性土的天然含水量和塑限的差值与塑性指数之比,.,53,3.液限蝶式仪法,.,54,3.液限蝶式仪法,.,55,4.塑限滚搓法,土条直径3mm左右时，土条自动断裂为若干段，此时土条的含水率即为塑限。粒径小于0.5mm和有机质含量不超5%的土,.,56,5.缩限试验,精密度和允许差：二次平行测定，平均值，计算至0.1%平行差值，高液限土不大于2%，低液限土不大于1%,.,57,七、土的天然稠度试验,.,58,七、土的天然稠度试验,.,59,第三节土的工程分类,一、土的工程分类依据根据工程用途不同，提出了不同的土工程分类体系粗粒土按粒度成分划分，黏性土按塑性指数分类不同规范有区别,.,60,二、公路土工试验规程中土的工程分类,.,61,土的分类总体系,.,62,2.巨粒土分类,.,63,3.粗粒土分类,.,64,3.粗粒土分类,.,65,4.细粒土分类,.,66,4.细粒土分类,.,67,5.特殊土分类,.,68,第四节土的力学性质试验,一、击实试验,试验目的是通过标准的击实方法，测定土的密度与含水率的关系，从而确定土的最大干密度与最优含水率。,轻型击实试验：适用于粒径不大于20mm的土，击实筒容积为997（2177）cm3，击锤质量为2.5kg。把制备成一定含水量的土料分三层装入击实筒，每层土料用击锤均匀锤击27（59）下，击锤落高为30cm,重型击实试验：适用于粒径不大于40mm的土，击实筒容积为997（2177）cm3，击锤质量为4.5kg，击锤落高为45cm。分五层击实，每层27（98）击。根据击实后土样的密度和实测含水量计算相应的干密度,.,69,击实试验,试样制备：1、干法制备（轻型为例）,取一定量的代表性风干土样20kg在橡皮板上碾散过5mm筛，将筛下土样拌匀，并测定风干土样含水率。根据土的塑限预估最优含水率，按依次相差约2%的含水率制备一组（不少于5个）试样，其中有2个含水率大于塑限，2个小于塑限，1个接近塑限。计算加水量公式如下：,mw-土样所需加水质量,gm-风干含水率是的土样质量,gw0-风干含水率,%w-土样需要的含水率,%,2、湿法制备取天然含水率的土样，测定天然含水率，其余步骤与干法相同。,.,70,击实试验,含水率与密度的关系：,当含水率较低时，击实后的干密度随含水量的增加而增大。而当干密度增大到某一值后，含水量的继续增加反招致干密度的减小。干密度的这一最大值称为该击数下的最大干密度，与它对应的含水量称为最优含水量,影响土压实性的因素很多，除了含水率外，还有击实功能、土的种类和级配等,.,71,二、压缩实试验,土的压缩性：是指土在压力作用下体积缩小的特性,压缩量的组成固体颗粒的压缩土中水的压缩空气的排出水的排出,占总压缩量的1/400不到，忽略不计,压缩量主要组成部分,说明：土的压缩被认为只是由于孔隙体积减小的结果,土的固结：是对饱和土而言，饱和土孔隙中充满水，在荷载作用下，土体中孔隙水排出、孔隙比减小而使土逐渐被压密的过程称为土的固结。,.,72,压缩试验：研究土的压缩性大小及其特征的室内试验方法，亦称固结试验,三联固结仪,土的压缩性,.,73,土的压缩性,注意：土样在竖直压力作用下，由于环刀和刚性护环的限制，只产生竖向压缩，不产生侧向变形,压缩仪示意图,.,74,土的压缩性,e-p曲线,研究土在不同压力作用下，孔隙比变化规律,Vve0,Vs1,Vve,Vs1,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,土粒高度在受压前后不变,整理,其中,根据不同压力p作用下，达到稳定的孔隙比e，绘制e-p曲线，为压缩曲线,.,75,土的压缩性,e0,p,e,曲线A压缩性曲线B压缩性,e-p曲线,压缩性指标,压缩性不同的土，曲线形状不同，曲线愈陡，说明在相同压力增量作用下，土的孔隙比减少得愈显著，土的压缩性愈高,根据压缩曲线可以得到三个压缩性指标,1.压缩系数a2.压缩模量Es3.变形模量E0,.,76,土的压缩性,1.压缩系数a,土体在侧限条件下孔隙比减少量与竖向压应力增量的比值,p1,p2,e1,e2,M1,M2,e0,e-p曲线,p,e,规范用p1100kPa、p2200kPa对应的压缩系数a1-2评价土的压缩性,a1-20.1MPa-1低压缩性土0.1MPa-1a1-20.5MPa-1中压缩性土a1-20.5MPa-1高压缩性土,.,77,土的压缩性,2.压缩模量Es,土在侧限条件下竖向压应力与竖向总应变的比值，或称为侧限模量,说明：土的压缩模量Es与土的的压缩系数a成反比，Es愈大，a愈小，土的压缩性愈低,3.变形模量E0,土在无侧限条件下竖向压应力与竖向总应变的比值。,变形模量与压缩模量之间关系,土的泊松比，一般00.5之间,.,78,土土的抗剪强度是土体抵抗剪切破坏的极限能力，也就是当土体受到剪应力作用时，土体对剪应变增大所产生的阻力称为抗剪强度。,抗剪强度是土的重要力学指标之一。在外荷载作用下，建筑物地基或土工构筑物内部将产生剪应力和剪切变形，而土体具有抵抗剪应力的潜在能力抗剪力，它随着剪应力的增加而逐渐发挥，当抗剪力完全发挥时，土就处于剪切破坏的极限状态，此时抗剪力也就达到极限。这个极限值就是土的抗剪强度。,三、土的抗剪强度,.,79,库仑定律：土的抗剪强度是剪切面上的法向总应力的线性函数,f=tan,砂土,粘土,c,f=c+tan,c:土的粘聚力:土的内摩擦角,土的抗剪强度,.,80,土体抗剪强度影响因素,摩擦力的两个来源1.滑动摩擦：剪切面土粒间表面的粗糙所产生的摩擦2.咬合摩擦：土粒间互相嵌入所产生的咬合力粘聚力：由土粒之间的胶结作用和电分子引力等因素形成抗剪强度影响因素摩擦力：剪切面上的法向总应力、土的初始密度、土粒级配、土粒形状以及表面粗糙程度粘聚力：土中矿物成分、粘粒含量、含水量以及土的结构,土的抗剪强度,.,81,莫尔库仑破坏准则,莫尔应力圆与库仑强度线相切的应力状态作为土的破坏准则目前判别土体所处状态的最常用准则,土的抗剪强度,.,82,土的抗剪强度,土的剪切试验方法：,直接剪切试验、三轴剪切试验、无侧限抗剪、十字板剪切试验,1、直接剪切试验,试验仪器：直剪仪（应力控制式，应变控制式）,.,83,直剪试验的三种方法：快剪、固结快剪、慢剪,快剪：快剪试验是在土样上下两面均贴以蜡纸，在加法向压力后立即施加水平剪力，使土样在35min内剪坏,固结快剪：固结快剪是在法向压力作用下是土样完全固结，然后很快施加水平剪力，使土样在剪切过程中来不及排水,慢剪：快剪试验是在土样上下两面均贴以蜡纸，在加法向压力后立即施加水平剪力，使土样在35min内剪坏,土的抗剪强度,.,84,固结稳定标准：在试样上施加垂直压力后，如果每小时垂直变形读数变化不超过0.005mm，认为已达到固结稳定。,破坏值的选定：1、取峰值2、应变15%或直径1/151/10,土的抗剪强度,.,85,3.三轴剪切试验,应变控制式三轴仪：压力室，加压系统，量测系统组成应力控制式三轴仪,试验步骤:,2.施加周围压力,3.施加竖向压力,1.装样,土的抗剪强度,.,86,3.三轴剪切试验,.,87,三轴剪切试验的三种方法：不固结不排水（快剪）、固结不排水（固结快剪）、固结排水（慢剪）,快剪：试样在施加周围应力和随后施加偏应力直至破坏的整个试验过程中都不允许排水，这样从开始加压直至试样剪坏，土中的含水量始终保持不变，孔隙水压力也不可能消散,固结快剪：试样在施加周围压力时，允许试样充分排水，待固结稳定后，再在不排水的条件下施加轴向压力，直至试样剪切破坏，同时在受剪过程中，测得土体的孔隙水压力,慢剪：试样先在周围压力下排水固结，然后允许试样在充分排水的条件下增加轴向压力直至破坏，同时在试验过程中测读排水量以计算试样的体积变化,土的抗剪强度,.,88,抗剪强度包线,分别在不同的周围压力3作用下进行剪切，得到34个不同的破坏应力圆，绘出各应力圆的公切线即为土的抗剪强度包线,c,土的抗剪强度,.,89,4.单轴试验与无侧限抗压强度试验,无侧限抗压强度试验是三轴剪切试验的特例，对试样不施加周围压力，即3=0，只施加轴向压力直至发生破坏，试样在无侧限压力条件下，剪切破坏时试样承受的最大轴向压力qu，称为无侧限抗压强度,.,90,土的抗剪强度指标随试验方法、排水条件的不同而异，对于具体工程问题，应该尽可能根据现场条件决定采用实验室的试验方法，以获得合适的抗剪强度指标,抗剪强度指标选用,.,91,5.粗粒土的直接剪切试验,.,92,四、粗粒土和巨粒土的最大干密度试验,1.表面振动压实法,.,93,表面振动压实法,.,94,2.振动台法,.,95,五、土的承载比（CBR）试验,目的和适用范围,2.试样的最大粒径宜控制在20mm以内，最大不得超过40mm,且含量不超过5%。,1.本试验方法只适用于在规定的试筒内制件后，对各种土和路面基层、底基层材料进行承载比试验。,.,96,1.仪器设备,1.圆孔筛：孔径40mm、20mm及5mm筛各一个。2.重型标准击实仪器设备：试筒、夯锤等。3.贯入杆：端面直径50mm、长100mm的金属柱。4.路面材料强度或其他载荷装置：能量不小于50kN。5.百分表、测力环、荷载板等。,.,97,.,98,.,99,2、试样,1.将具代表性的风干试料用木碾捣碎，但应尽量注意不使土或粒料的单个颗粒破碎。土团均应捣碎到通过5mm的筛孔。2.采取有代表性的试料50kg，过40mm筛后按四分法取出约25kg。再用四分法将取出的试料分成4份，每份质量6kg，供击实试验和制试件之用。3.在预定做击实试验的前一天，取有代表性的试料测定其风干含水量。,.,100,3、试验步骤,1.击实法制样制备三种干密度试件，每种干密度试件制3个，则共制9个试件。每层击数分别为30、50、和98次。2.预压法制样称试筒本身质量m1，将试筒固定在底座上，在底座上放一张滤纸。将样分3次装入试筒内，用151h50垫块进行加压，然后取出垫块，将试样层面“拉毛”，重复上述方法进行其余2、3层试样的加压。最后1层加压到垫块与击实筒顶面齐平并稳压1min，取出垫块，称试筒和试件的质量（m2）,.,101,3、试验步骤,泡水测膨胀量a在试样制成后，试件顶面放一张好滤纸，并在上安装附有调节杆的多孔板，在多孔板上加4块荷载板。b将试筒与多孔板一起放入槽（筒）内，并用拉杆将模具拉紧，安装百分表，并读取初读数。c向水槽（筒）内放水，使水自由进到试件的顶部和底部。在泡水期间，水面应保持在试件顶面以上大约25mm，试件要泡水4昼夜。d泡水终了时，读取试件上百分表的终读数，并用下式计算膨胀量：f从水槽中取出试件，倒出试件顶面的水，静置15min，让其排水，然后卸去附加荷载和多孔板、底板和滤纸，并称量（m3）。,.,102,3、试验步骤,.,103,3、试验步骤,4.贯入试验a将泡水试验终了的试件放到路面材料强度试验仪的升降台上，调整偏球座，使贯入杆与试件顶面全面接触，在贯入杆周围放置4块荷载板。b先在贯入杆上施加45N荷载，然后将测力和测变形的百分表指针都调至零点。c加荷使贯入杆以11.25mm/min的速度压入试件，记录测力计内百分表某些整读数（如20、40、60）时的贯入量，并注意使贯入量为25010-2mm时，能有5个以上的读数。,.,104,4、结果整理,4.结果整理（1）以单位压力p为横坐标，贯入量L为纵坐标，绘制p-L关系曲线，如图所示。,.,105,4、结果整理,.,106,4、结果整理,.,107,土基现场CBR测试方法,.,108,一、适用范围,1.所用试样的最大集料粒径小于25mm，最大不超过40mm。2.适用于在公路现场测定各种土基材料的现场CBR值。,.,109,二、主要仪器,1.荷载装置：设有加劲横梁的载重汽车，后轴重不小于60kN。2.现场测试装置：由千斤顶、测力计、球座、贯入杆、荷载板及百分表等组成。,现场CBR试验装置,.,110,三、方法与步骤,1.准备工作,(1)将试验地点直径约30cm范围的表面找平，用毛刷刷净浮土；(2)装置测试设备；(3)安装贯入量测定装置，将支架平台、百分表安装好。,2.测试步骤,（1）安放承载板；（2）调节测力计及贯入量百分表，调零，记录初始读数；启动千斤顶，使贯入杆以lmmmin的速度压入土基，记录不同贯入量及相应荷载。贯入量达7.5mm或12.5mm时结束试验。（3）卸载后在测点取样，测定材料含水量。（4）在测点旁用灌砂法或环刀法等测定土基的密度。（5）绘制荷载压强-贯入量曲线，必要时进行原点修正。,.,111,六、土的回弹模量试验,试验简介目的和适用范围：测试土的回弹模量。仪器设备：击实试验的大击实筒杠杆压力仪或路面材料强度仪。,.,112,.,113,.,114,回弹模量仪,.,115,主要试验步骤：进行击实试验，求得试料的最大干密度和最佳含水率；按最佳含水率用试筒制备试件。将试件和试筒安放在杠杆压力仪上，采用杠杆压力仪对试件进行加载和卸载，从而测得土的回弹量，从而进一步计算土在每级荷载下的回弹模量。,.,116,每个回弹变形读数应减去交点坐标数值予以修正,.,117,.,118,6.61-3.36=3.25,3.25-0.19=3.06,pl曲线交点坐标数值,.,119,黄土湿陷是黄土在一定的压力、浸水及渗流长期作用下,产生压缩、湿陷及渗透溶滤变形的全过程。规程采用单线法(实际荷载法)测定黄土湿陷性指标。在初步勘察阶段或取多个试样有困难时也允许采用双线法进行试验。单线法:单线法需取五个环刀试样,要求含水量均匀一致，环刀试样间密度差值小于等于0.03g/cm3,均在天然湿度下分级加荷,分别加至不同的规定压力，下沉稳定后浸水至湿陷稳定为止。最后绘制sP曲线,在曲线上求得湿陷起始压力。,试验原理及方法,七、黄土湿陷性试验,.,120,.,121,双线法:双线法需取两个环刀，环刀试样间密度差值小于等于0.03g/cm3,分别在天然湿度下和浸水饱和后做压缩试验，利用两条压缩曲线的变形差绘制sP曲线，在曲线上求得湿陷起始压力。,.,122,.,123,主要仪器,室内试验：杠杆式固结仪、天平、环刀、透水石等。现场试验：承压板、载荷设备、观测设备等。,.,124,1)采用室内压缩试验测定黄土的湿陷系数s、自重湿陷系数zs和湿陷起始压力Psh，均应符合下列要求:（1）土样的质量等级应为I级不扰动土样；（2）环刀面积不应小于5000mm2,使用前应将环刀洗净风干,透水石应烘干冷却；（3）在黄土湿陷性试验中,开土这一环节非常重要,开土时必须严格控制密度差值小于等于0.03g/cm3,严禁开土时来回刮环刀表面,遇有虫孔,应轻轻补孔,遇有树根要小心剔除,且勿将土扰动,否则试验数据将误差较大,有时甚至无法使用；（4）加荷前,应将环刀试样保持天然湿度；透水板的湿度应接近试样的天然湿度。（5）试样浸水宜用蒸馏水；（6）第一级压力下的变形调整:由于切取试样时环刀表面不平或安装时仪器接触不好等原因,加压后两个环刀产生一定的变形差异,在第一级压力变形稳定后将两个百分表读数调整一致,这样就避免了人为因素对试验结果的影响。（7）试样浸水前和浸水后的稳定标准,应为每小时的下沉量不大于0.01mm。（8）施加1kPa的预压力使试样与仪器上、下各部件接触,并调整变形测量计的零位或初始值。,室内压缩试验,.,125,2)测定湿陷系数除应符合1)条的规定外,还应符合下列要求:（1）分级加荷至试样的规定压力,下沉稳定后,试样浸水饱和,附加下沉稳定,试验终止。（2）在0200kPa压力以内,每级增量宜为50kPa；大于200kPa压力,每级增量宜为100kPa。（3）测定湿陷系数s的试验压力,应自基础底面(如基底标高不确定时,自地面下1.5m)算起：基底下10m以内的士层应用200kPa,10m以下至非湿陷性黄土层顶面,应用其上覆土的饱和自重压力(当大于300kPa压力时,仍应用300kPa)；当基底压力大于300kPa时,宜用实际压力；对压缩性较高的新近堆积黄土,基底下5m以内的土层宜用100150kPa压力,510m和10m以下至非湿陷性黄土层顶面,应分别用200kPa和上覆土的饱和自重压力。,.,126,3)测定自重湿陷系数除应符合5.1.1条的规定外,还应符合下列要求:（1）分级加荷,加至试样上覆土的饱和自重压力,下沉稳定后,试样浸水饱和,附加下沉稳定,试验终止；（2）试样上覆土的饱和密度,可按下式计算:,.,127,4）测定湿陷起始压力除应符合5.1.1条的规定外,还应符合下列要求:（1）可选用单线法压缩试验或双线法压缩试验。（2）从同一土样中所取环刀试样,其密度差值不得大于0.03g/cm3。（3）在0150kPa压力以内,每级增量宜为2550kPa,大于150kPa压力每级增量宜为50100kPa。（4）单线法压缩试验不应少于5个环刀试样,均在天然湿度下分级加荷,分别加至不同的规定压力,下沉稳定后,各试样浸水饱和,附加下沉稳定,试验终止。,.,128,（5）双线法压缩试验，应按下列步骤进行:应取2个环刀试样，分别对其施加相同的第一级压力，下沉稳定后应将2个环刀试样的百分表读数调整一致，调整时并应考虑各仪器变形量的差值。应将上述环刀试样中的一个试样保持在天然湿度下分级加荷，加至最后一级压力,下沉稳定后，试样浸水饱和，附加沉稳定，试验终止。应将上述环刀试样中的另一个试样浸水饱和,附加下沉稳定后,在浸水饱和状态下分级加荷,下沉稳定后继续加荷,加至最后一级压力,下沉稳定,试验终止。当天然湿度的试样,在最后一级压力下浸水饱和，附加下沉稳定后的高度与浸水饱和试样在最后一级压力下的下沉稳定后的高度不一致，且相对差值不大于20%时，应以前者的结果为准,对浸水饱和试样的试验结果进行修正；如相对差值大于20%时，应重新试验。,.,129,1单线法压缩试验（1）湿陷系数s值,应按下式计算:,.,130,（2）自重湿陷系数,可按下式计算:,.,131,（3）溶滤变形系数：,.,132,双线法压缩试验,（1）以试样高度为纵坐标，压力P为横坐标，绘制试样高度与P关系曲线。在同一压力P下，两曲线纵坐标之差值即为该压力下的湿陷变形量。,（2）计算某一压力下的湿陷系数：,.,133,（3）以压力为横坐标，各湿陷系数为纵坐标，绘制压力与湿陷系数关系曲线。,（4）双线法试验的误差问题,应采用单线法,当取多个试样有困难时，允许采用双线法。然而，我们在实际生产过程中发现，采用这两种不同的试验方法所测定的湿陷系数S或湿陷起始压力Psh是不同的，有时甚至存在着较大的差异。为此，如何正确地选择试验方法与能否提供可靠的试验结果摆到了同样位置上。试验结果的修正:用单线法测定的湿陷起始压力,从理论上和试验结果来说比双线法更接近黄土的变形实际情况,因此在双线法试验中,保持天然含水量施加压力的试样,在最后一级压力下稳定后应浸水饱和,计算其湿陷系数。这个湿陷系数与在饱和状态下最后一级压力与天然湿度下最后一级压力之间的湿陷系数其值是不一致的,通常情况下前者小于后者,也有后者小于前者的情况。出现这种情况是由于:预先浸水使土样强度降低,当实际压力大于或小于结构强度时,浸水破坏的湿陷变形值可能偏大、偏小。试验土样的不均匀或试验过程中的误差所致。为了使双线法测得的结果符合实际情况,可用不浸水试样最后一级压力下浸水饱和的湿陷变形结果(单线法)来修正浸水饱和试样各级压力下的变形稳定值。,.,134,谢谢支持!,