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土工试验的基本知识及操作流程.ppt

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土工试验的基本知识及操作流程.ppt
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土工试验的基本知识 及操作流程,一、土的演变及与工程的关系 二、土的组成及基本物理指标 三、土工试验项目 四、试验前的准备 五、试验的操作 六、试验认识的误区 七、试验的一些经验性总结,土工试验的基本知识及操作流程,目录,一、土的演变及与工程的关系,1.土的形成 土是岩石风化的产物。 物理风化------岩石暴露在大气层内,受风、霜、雨、雪的侵蚀,以及受温度升降变化的影响,裂隙水结冰等原因,使岩石崩解成块。 化学风化-------这些碎块再与水、二氧化碳、氧气接触发生化学作用。 生物风化-------岩石在风化过程中与自然界的生物发生相互作用。,一、土的演变及与工程的关系,2、土与工程的关系 地基-----作为建筑物(桥涵、楼房等)或构筑物(路基等)的地基,如承载力、变形; 填料-----作为土工构筑物(路基、堤坝等)的填料; 介质-----作为构筑物(渠道、黄土隧道等)的周围介质,如基坑支护、降水、渗漏等。,一、土的演变及与工程的关系,3、土工试验的重要意义 土用于地基,会出现地基的变形和稳定问题;用作填料,存在土的压实和变形问题;用于介质,需考虑土的渗流和抗渗稳定性问题。研究解决以上问题,涉及到土的物理、力学、化学性能。要评价土的以上性能,须通过土工试验来获取土的各项性能指标。尤其在研究不良地基处理方案时,实测的试验指标是优选技术措施的重要依据。,二、土的组成及基本物理指标,1、土的三相体概念 土是由固体颗粒、水分和空气三相组成。其中每种成分的质量、体积的相对比例有所增减,都会引起土的物理力学性质的变化。,二、土的组成及基本物理指标,2、土的基本物理指标及换算关系 土的基本物理指标有九项,他们是:密度、颗粒密度、含水率、干密度、饱和密度、有效重度、孔隙比、孔隙率及饱和度。其中前三项是直接检测出来的,后六项是计算出来的。前3项中密度最关键,试验方法简单,最能代表土的特性。密度越大,空隙比越小,土的力学性质越好,湿陷性越低,反之相反。,二、土的组成及基本物理指标,2、土的基本物理指标及换算关系 只要记住两个换算公式,其它的公式均好推导,这两个公式是: (1)已知密度和含水率推导干密度公式(2)干密度推导孔隙比公式其它的指标均可快速推导,,,,,二、土的组成及基本物理指标,2、土的基本物理指标及换算关系,三、土工试验项目,土工试验项目应根据土的用途决定,试验项目包括物理、力学、化学、动力特性等性能试验,具体试验项目的确定稍后会专门介绍。,,,三、土工试验项目,1.物理性质 土的物理性能试验:含水率、密度、颗粒密度、界限含水率(液限、塑限)、颗粒分析、渗透、砂的相对密度、击实等,前五项试验统称常规物理五项。试验成果用于土的工程分类,土的状态的判定,渗透计算,砂的相对密度包括砂的最大和最小孔隙比的测定,由此确定砂的相对密度,判定砂的疏密状态,用于填土工程施工方法的选择和碾压质量控制。,,,三、土工试验项目,2.力学性质(变形与强度) 土的变形试验:包括固结、压缩、湿陷性和膨胀性等。这些试验为工程设计提供变形参数:压缩系数、压缩模量、体积压缩系数、压缩指数、回弹指数、前期固结压力、固结系数、湿陷系数、自重湿陷系数、膨胀率、膨胀力等。变形这些指标主要用于承载力评价、沉降计算、稳定性分析等。,,,三、土工试验项目,2.力学性质(变形与强度) 土的强度试验:包括直接剪切试验、反复直接剪切试验、三轴压缩试验、无侧限抗压强度试验等。这些试验为设计提供土的抗剪指标参数(粘聚力、内摩擦角)、无侧限抗压强度、灵敏度。强度这些指标主要用于基坑支护、承载力计算、稳定性评价。,,,三、土工试验项目,3.化学性质 土的化学性试验:易溶盐、中溶盐(石膏)和难溶盐(碳酸钙)。包括粘土矿物鉴定、有机质和盐渍土试验等。粘土矿物成分是决定土的物理化学性质的重要因素,主要是膨胀土;有机质试验提供土中有机质含量,区分泥炭土、有机质土和淤泥质土;盐渍土是土中易溶盐含量大于5%的土,盐渍土试验指标供地基评价、采取工程措施或选料之用。 此外,还存在污染土,由于致污物质不同,性状与试验方法也不同。,,,三、土工试验项目,4. 动力特性 包括动三轴、动单剪或共振柱试验,属于地震动参数指标,主要用于分析液化和震陷, 地震安评中可能涉及该指标。,,,四、试验前的准备,1、取样数量 (1)土 1)易溶盐的土样不小于0.5kg。 2)常规试验原状样1筒,如果剪切和压缩均做需取原状样2筒。 3)黄土湿陷性试验需取原状样2筒,试样直径不宜小于120mm,如果剪切和压缩均做需取原状样2筒(高度为20cm)。,,,四、试验前的准备,1、取样数量 (1)土 4)颗分试验的取样数量需满足下表1:5)软土试验需用专门的软土取土器取样,取样长度不宜少于50cm;如不是软土取土器取土,取样数量不宜少于3筒(
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