不同含水率压实黄土的压缩变形试验.doc

不同含水率压实黄土的压缩变形试验 一、实验设计 本次试验采用预湿法调整含水率，所谓预湿法，就是对土样首先进行预增湿然后放入保湿器令水分扩散均匀的方法。在试验操作过程中避免破坏到土样表层的结构，避免土样受到冲刷，本次试验采用注射器加水的方法。击实后切取环刀（规格为30cm2，高度为2cm），试验土样均为环刀样，为了加快水分扩散均匀的时间，采用双面加水的方式，通过计算目标称重，在天平上向环刀缓慢注水至指定值。具体操作为通过向环刀中加水的方法调整含水率到设定值，在保湿器中放置24小时，24小时后再次称量，再次少量加水进行微调。因为试验用土的原始含水量较低，所以主要进行增湿试验，少部分土样需要减湿，减湿采用晾干法。试验的含水率值设定为10%、15%、20%、25%（延安黄土的塑限为11%左右，液限为26%左右）。试样准备好后采取固结试验来测定土样的压缩变形性质。 现场取样 一般认为钻探取土对土体的结构性扰动较大，探井取土由人工从井壁切取后腊封，相对来说后者取样方法对于试验所得参数误差较小。由于本次试验采用的是击实后的黄土来进行试验研究分析，这两种方法对于本试验的影响近于没有。因此根据现场情况及其他试验项目需要采用合适方法。该样取自延安新区建设工程的第十三合同段，采用机械挖探井法，挖直径60厘米的探井，人工刻槽，每米取两大一小原状样。 图3-1 机械开挖探井 图3-2 人工取样 二、试验方法 本次试验严格按照《土工试验方法标准 GB/T50123-1999》执行，试验仪器为JDS-1型数控电动击实仪、三联杠杆式固结仪与高压固结仪（最大荷载为4MPa）。 1、击实土样 本次试验击实选择重型击实，采用三层击实方法，湿法制备土样。 试验采用击实得到的重塑土样，在不同的击实功下得到不同干密度的土样，本次试验干密度值设定为1.5、1.6、1.7、1.8。 击实试验 2、固结试验 本次试验的固结试验分为标准固结试验及高压固结试验。 固结容器由环刀护环透水板水槽加压上盖组成，具体如下页图所示： 试验步骤： 在固结容器内放置护环、透水板和薄型滤纸，将带有试样的环刀装入护环内，放上导环，试样上依次放上薄型滤纸、透水板和加压上盖，并将固结容器置于加压框架正中，使加压上盖与加压框架中心对准，安装百分表。 施加1kPa的预压力使试样与仪器上下各部件之间接触，将百分表调整到零位或测读初读数。 确定需要施加的各级压力，本次标准固结试验中施加的各级压力为50、100、200、300、400kPa。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，测定试样高度变化作为稳定标准。按此步骤逐级加压至试验结束。高压固结试验中施加的各级压力为50、100、200、400、800、1600、3200、4000kPa，测定步骤同标准固结试验。 实验数据采用理正土工试验软件处理。最终得到得出e-p曲线、e-lgp曲线以及δp-p曲线，得出压缩指数Cc等压缩指标，综合比较分析可得出黄土增湿变形规律。 高压固结试验 三、实验结果 图4-3到4-6所示为在干密度均为各设定值时，不同的含水率所对应的e-p关系曲线。图表中标注的各点对应的横坐标值即压力值依次为0kPa、50 kPa、100 kPa、200 kPa、400 kPa、800 kPa、1600 kPa、3200 kPa。 图4-3 不同含水量相同干密度（1.5 g/ cm3）土样的e-p曲线 图4-4 不同含水量相同干密度（1.6 g/ cm3）土样的e-p曲线 图4-5 不同含水量相同干密度（1.7 g/ cm3）土样的e-p曲线 图4-6 不同含水量相同干密度（1.8 g/ cm3）土样的e-p曲线 从上面四个高压固结的e-p曲线中能够看出： 在不同的干密度下，随着水分的增加，也即增湿含水率的增大，e-p曲线在总体上呈现自上而下的渐变关系。即孔隙比e随着荷载压力P的增大而减小。但各含水率下的土样曲线的渐变趋势各不相同。干密度对于压缩变形的影响将在下一章节具体分析。 随着含水量的增加，土样的压缩变形表现出更易于压缩的倾向。上图均可以看出，曲线的减小幅度随着含水率的增加而增大。以干密度为1.8的土样为例，含水量为25%的土样的曲线斜率远远大于10%的土样。也即，在同一干密度下，随着含水量的增加，土的压缩性将随之提升。 以上现象在干密度较小的情况下通过e-p表现的不够明显，我们可以通过计算压缩指数Cc的大小来进一步验证这一结论。 压缩指数Cc采用理正土工试验软件分析，通过曲线拟合得到最后结果，数据采用标准固结试验的数据，Cc取三组平行试验下的平均值。 从表4-2可以看出，随着含水率的增加，压缩指数Cc随之增加。但干密度为1.5，含水率为25%的压缩性比含水率为