不同含水率压实黄土的压缩变形试验

不同含水率压实黄土的压缩变形试验

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时间:2018-08-08

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1、不同含水率下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,

2、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

3、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:(1)在固结容器内放置护环、透水板和薄型滤纸,将带有试

4、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。(2)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。(3)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

5、步骤同标准固结试验。(4)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、50kPa、100kPa、200kPa、400kPa、800kPa、1600kPa、3200kPa。图4-3不同含水量相同干密度(1.5g/cm3)土样的e-p曲线图4-4不同含水量相同干密度(1.6g/cm3)土样的e-p曲线图4-5

6、不同含水量相同干密度(1.7g/cm3)土样的e-p曲线图4-6不同含水量相同干密度(1.8g/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:1、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。2、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%

7、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。3、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20%的要低,即是在相同的压实度的情况下,当压实度小于85%时,重塑土样的压缩性在增湿过程中有降低的现象。表4-2压缩指数Cc对

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