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试验四 侧限压缩试验 一、试验目的 本试验之目的在于测定土的沉降变形，了解土体在侧限条件下的变形与时间～压力的关系，结合其它试验指标配合计算土的压缩系数、压缩模量，确定土压缩性的高低。 试验要求：由实验室提供试样，学生在实验教师指导下制备固结试样、测定土样的压缩性，绘制该土样的压缩曲线（e～p曲线）、求出和，判断该土样的压缩性，观察并阐述土的变形与时间这一重要特征。 二、试验原理 侧限压缩试验又称固结试验。土体的固结是指土体在外力作用下，土体中的水和气体被逐渐排走，孔隙体积减小，土颗粒之间重新排列的现象。 土的固结试验是通过测定土样在各级垂直荷载作用下产生的变形，计算各级荷载下相应的孔隙比，用以确定土的压缩系数和压缩模量等。 三、标准固结法 1.仪器设备 （1）固结容器：由环刀、护环、透水石、水槽、 加压上盖组成，见图5—1； （2）环刀：高20mm，面积30cm2或50cm2； （3）加压设备：应能垂直地在瞬间施加各级规 定的压力，且没有冲击力，压力准确度应符合现行 国家标准《土工仪器的基本参数及通用技术条件》 GB／T15406的规定。 （4）变形量测设备：量程10mm，最小分度值 为0.01mm的百分表或准确度为全量程0.2％的位移 传感器。 （5）其它：开土刀、过滤纸等。 2.操作步骤 (1)试样制备：按密度试验要求取原状土或制备扰动土土样。并测定试样的含水率和密度，取切下的余土测定土粒比重。试样需要饱和时，应按规定进行抽气饱和； (2)在压密容器中放置好透水石和滤纸，将带有环刀的试样和环刀一起刃口向下小心放入护环，再在试样上放置滤纸和透水石，最后放上传压活塞，安装加压装置和百分表； (3)施加lkPa的预压力使试样与仪器上下各部件之间接触，将百分表或传感器调整到零位或测读初读数，通常将百分表测距调到大于8mm； （4）确定需要施加的各级压力，压力等级宜为12.5、25、50、100、200、400、800、1600、3200kPa。第一级压力的大小应视土的软硬程度而定，宜用12.5kPa、25kPa或50kPa。最后一级压力应大于土的自重压力与附加压力之和。只需测定压缩系数时，最大压力不小于400kPa； （5）需要确定原状土的先期固结压力时，初始段的荷重率应小于1，可采用0.5或0.25。 施加的压力应使测得的e～logp曲线下段出现直线段。对超固结土，应进行卸压、再加压来评价其再压缩特性； （6）对于饱和试样，施加第一级压力后应立即向水槽中注水浸没试样。非饱和试样进行 压缩试验时，须用湿棉纱围住加压板周围； （7）需要测定沉降速率、固结系数时，施加每一级压力后宜按下列时间顺序测记试样 的高度变化。时间为6s、15s、lmin、2minl5s、4min、6minl5s、9min、12minl5s、16min、20minl5s、25min、30minl5s、36min、42minl5s、49min、64min、l00min、200min、400min、23h、24h，至稳定为止； 注：测定沉降速率仅适用饱和土。 （8）不需要测定沉降速率时，则施加每级压力后24h测定试样高度变化作为稳定标准， 只需测定压缩系数的试样，施加每级压力后，每小时变形达0.01mm时，作为试样高度变化稳定读数； (9)记下稳定读数后，加第二级荷载，依照加第一级荷载时的读数时间记下量表读数， 直至稳定。依此逐级加荷，至试验结束，固结试验记录表见表5—1； （10）需要进行回弹试验时，可在某级压力下固结稳定后退压，直至退到要求的压力， 每次退压至24h后测定试样的回弹量。稳定标准同前； (11)试验结束后吸去容器中的水，先卸除百分表，然后卸除砝码，升起加压框，拆除 仪器各部件，取出固结容器和整块试样，测定含水率。 四、计算： 1.计算试样的初始孔隙比： （5—1） 式中： —压缩前试样的含水率； —压缩前试样的密度； —土粒比重； —水的密度。 2.计算试样颗粒净高hs： （5—2） 式中：h0—试样初始高度（即环刀高度）（mm）。 3.计算各级压力下试样固结稳定后的单位沉降量： （5—3） 式中： —某压力下试样固结稳定后的单位沉降量（mm/m）； —试样初始高度（mm）（等于环刀高度20mm）； —某压力下试样固结稳定后的总变形量（mm）（等于该级压力下试样固 结稳定读数减去仪器变形量）； 103—单位换算系数。 4. 计算各级压力下试样固结稳定后的孔隙比：