非饱和土固结试验技巧.doc

石家庄铁道大学研究生课程论文培养单位土木工程学院学科专业建筑与土木工程课程名称非饱和土力学任课教师考试日期 学生姓名学号研究生学院非饱和土固结实验报告一、非饱和土固结试验工程意义土体的压缩变形特性决定了地基沉降量的大小和固结时间的长短, 尤其是非饱和土体的压缩变形特性是目前工程界关注的焦点。在荷载作用下,土体中产生超孔隙水压力,在排水条件下,随着时间发展,土中水被排出,超孔隙水压力逐渐消散,土体中有效应力逐渐增大, 直至超孔隙水压力完全消散,这一过程称为固结。饱和土的固结可视为孔隙水压力的消散和土骨架有效应力相应增长的过程。非饱和土的孔隙中同时含有气体和水,固结过程中,土中水和气会发生相互作用,非饱和土要涉及两种介质的渗透性,而且非饱和土的渗透性受土的结构性影响相当显著。这些使非饱和土的固结过程非常复杂。由于土体内部结构复杂,使得非饱和土体在固结变形特性上与饱和土体存在巨大差异, 同时也导致非饱和土地基在设计和施工中存在大量不确定因素。因此掌握非饱和土体的固结变形机理, 并且有针对性的对地基沉降加以控制是目前极待解决的问题。二、实验方案通过一维固结试验,利用实验数据整理出在分级施加垂直压力 p下试件的竖向变形 s与时间 t的s-t 曲线、试件排水 v 与时间 t的v-t 曲线以及 e-p 曲线,研究非饱和重塑粉质粘土在饱和度 Sr= 下的压缩变形特性。 1. 土样本实验使用重塑非饱和粉质粘土,土的压实度DC= 、含水率w=12% 、土粒比重Gs= 、最大干密度 pdmax= /com , ×H20mm ,总质量 m= ,其中固体颗粒质量 ms= 2. 实验设备本实验采用的非饱和土固结仪( 如图 1-1 所示)由中国人民解放军后勤工程学院、电力部电力自动化院大坝所、江苏省溧阳市永昌工程实验仪器有限公司联合研制生产。其主要结构有: 压缩部件:由压缩容器、压力室座、导环、陶土板、透水板、加压帽表杆支座等组成,承放土样用。 :由筒身、顶盖、活塞、活塞套等组成起密封作用及用来传递荷重力。 加荷部件:由上横梁、拉捍、下横梁、杠杆轴承座、平衡锤、吊环、砝码等组成。为产生荷重供土样受力之用。 台架部件:由机架、台面板、杠杆支架、杠杆固定螺捍等组成,压缩容器,加荷部件和唯一传感器支架等都固定安装在台架部件上。 :该仪器舍友三个数据采集通道,装有一只 0~10mm 位移电位器和一只孔压传感器。由土工试验数据采集系统微机统一进行实验数据采集。图 1-1 3. 实验方案及步骤 : 根据《土工实验规程》 SL237-1999 , 按实验需要, 配制含水量 W =12% 的土样, 将土样倒入预先装好的环刀内并固定在底板上的击实器内用击实方法将土击入环刀内(分两层击实,每层土样质量 m1= )。 饱和陶土板: 在固结仪土样容器中注入脱水( 近满), 关闭进水阀门, 拧紧固结仪上盖。打开排水阀,施加气压 300~ 400KPa 直到排水阀门有较多的睡排出。冲洗陶土板下集聚的气泡,打开进水阀,让无气水流过陶土板先的螺旋槽冲洗 30 秒,关闭进水阀门。释放容器中气压力到零, 移开固结仪上