水运工程地基基础考试真题

PAGEPAGE1水运工程试验检测工程师考试题库土工试验及地基承载力检测第一章土工基础知识1、土的形成我国的土大部分形成于第四纪或是新第三纪时期,按照地质营力和沉积条件可分为残积土（风化后在原处）和运积土.根据来源分为有机土和无机土，当土中有机质含量大于5％—10%时会对工程产生不利影响。

岩石可分为：岩浆岩、沉积岩、变质岩2、土的组成

土由固相、液相和气相三相部分组成.固相：土由原生矿物(石英云母长石等）和次生矿物（高岭石蒙脱石等)组成，通过颗粒分析试验可以对土的级配进行确定，级配好的土压实度高、渗透性小、强度高.液相：分为结合水（吸附在颗粒表面)和自由水两种.

结合水:物理化学作用，对细粒土的影响大。

自由水:分为毛细管水和重力水。毛细管水的作用是表面张力和重力.重力水可以传递动水和静水压力，但不能承受剪力.含水率测得是两者含量之和。气相:开口和闭口气泡.闭口气泡使得土的渗透性减小，弹性增大，承载力降低，密度减小,变形缓慢.3、国家标准《土的工程分类》规定：

采用粗细粒统一体系分类法。工程用土主要是按照土的工程性质（如粒径、级配、塑性、有机质/压缩性等)进行分类。其中主要性质有：颗粒粒径工程上将相近粒径的土合成一组叫粒组，其中大于0。075mm的叫粗粒,其性质主要取决于粒径大小和级配。小于0。075mm的叫细粒，其性质主要取决于矿物组成。

（2）塑性指数(Ip=Wl-Wp）

塑性指数相同，土的性质不一定相同,因为随着液限的变化土的性质变化也很大。作为建筑地基的土,其分类可见教材第6页，要注意粒径和塑性指数对土分类的影响.如细粒土分类的依据有粒径、塑性指数、稠度。《港口工程地质勘察规范》(JTJ240—97）规定:按颗粒级配或塑性指数分为碎石土、砂土、粉土和粘性土碎石土按照大于2mm粒径进行再分类砂土按照小于2mm粒径进行再分类，用Cc、Cu表示组成特征(颗粒级配)，密实度可由标贯击数判定。粉土按照大于0。075mm粒径和粘粒含量以及塑性指数(小于10）进行再分类.(冻胀最严重)粘性土按照小于0.075mm粒径以及塑性指数（大于10)进行再分类。天然含水率大于液限，天然孔隙比大于1。0的粘性土为淤泥性土填土由人类活动堆积的土塑性图（细粒土分类）：液限为横坐标,塑性指数为纵坐标。有机土的测定:(1)有机质呈黑色、青黑色或暗色，有臭味，弹性和海绵感。（2）将试样放在105—110烘箱中，如试样的液限小于烘前的液限1/3时，试样为有机质。需要说明的是：各种分类法中没有软土、冻土、盐渍土的称谓，也没有有机土、砂、石料等。4、土的结构

土粒可分为三种类型:单粒结构：在动力作用下易液化，如粉土。絮凝结构：孔隙大，对扰动敏感。片堆结构：各向异性。5、土的物理性质指标是最基本的工程特征，是衡量土的工程性质的关键。（1)三相指标:土的物理指标分为2类指标试验指标(天然密度ρ、含水率W、土粒比重Gs）换算指标（孔隙比、孔隙率、饱和度）1）天然密度ρ：总质量与总体积之比.2）饱和密度ρsat:孔隙全为土水的质量与总体积之比3)浮密度ρ’：土粒质量与同体积的水质量之差与总体积之比（饱和密度－1）4)干密度ρd：土粒质量与总体积之比，是填土施工的控制指标。饱和密度〉天然密度〉干密度>浮密度5)含水率w：水的质量与土粒质量之比。6)土粒比重Gs：土粒质量与同体积4摄氏度水的质量之比，数值上等于土粒密度.7）孔隙比e：孔隙体积与土粒体积之比（e=Gs/ρd－1=土粒比重/干密度－1)8）孔隙率n：孔隙体积与总体积之比（n=e/(1+e)）9)饱和度Sr:水体积与孔隙体积之比。(含水率小并不意味着饱和度小）注意：孔隙体积＝充水的孔隙和未充水孔隙体积土的空隙体积为零不能说明土的密度最大。不同土样（甲、乙）含水率与饱和度没有关系。（2）无粘性土的相对密度一般采用相对密度来衡量土的松紧程度emax—e0最大孔隙比—天然孔隙比Dr=__________=____________________emax—e0最大孔隙比—最小孔隙比由三相指标换算可得相对密度的实用表达式：（天然干密度-最小干密度）最大干密度Dr==______________________________________（最大干密度—最小干密度）天然干密度按相对密度区分土:疏松土：0＜Dr≤1/3上面那个应该这样说:DR大于零小于等于1/3中密土：1/3＜Dr≤2/3DR大于三分之一，小于等于二分之三密实土：2/3＜Dr≤1（3)粘性土的稠度三个界限含水量：液限（流动状态与可塑状态的分界含水量）、塑限（可塑状态与半固体状态的分界)、缩限（半固体状态与固体状态的分界)。土从液限到缩限体积是不断减小的，缩限以后不再改变。根据三个界限求得的指数为：塑性指数和液性指数。塑性指数：Ip=WL—Wp，用整数表示（如15），可用来判别粘性土的分类。其值越大表示越具有高塑性,粘粒含量越多.液性指数：IL=(W-Wp）/Ip可判别粘性土状态.坚硬：IL≤0；可塑:0<IL≤1。0;流动:IL〉1.0含水率与软硬程度无关。6、土中水的运动规律土的毛细性:水的毛细作用主要存在于0.002－0。5mm的孔隙中，如细砂土、粉土、湿砂中。湿砂土表现出的假粘聚力湿由于毛细压力形成的，不同于粘性土的粘聚力。土的渗透性：达西定律（V=ki)：指水在土中的渗透速度与水力坡降成正比。认为渗透属于层流，一般只适用于砂性土.对于粘性土由于存在结合水的粘滞作用，需要加入起始水力坡降进行修正（V=k(i—io)）。当渗透力向上时,常常造成流砂、管涌等危害.冻土现象主要是指土体冻结时地面膨胀的冻胀现象和融化后土体强度急剧降低的冻融问题。例题1已知土样体积V＝37。5，湿土重Mo＝0。6711N，烘干后重M＝0。4915N，比重Gs=2.68，计算孔隙比和饱和度。解:公式：e=Gs/ρd－1；ρd＝ρ/（1＋W）；W=M水/M干土；Sr=V水/V孔隙；Gs＝M干土/V土粒;可求得：（1)W=M水/M干土＝（0。6711－0。4915)/0。4915=36.5%ρd＝ρ/(1＋W)=67.11/37。5（1+0。365）=1.311e=Gs/ρd－1=2。68/1.311—1=1.04（2）V水=67。21—49。25=17.96V土粒＝M干土/Gs=49。15/2。69=18.27V孔隙＝V-V土粒=38.4—18.27=20。13Sr=V水/V孔隙=17。96/20。13=89。22%例题2某细粒湿土质量为190g，烘干后为145g,土样液限为36％，塑限为18％，则求土塑性指数、液性指数、状态并命名。解：（1)塑性指数Ip=36％—18％=18命名为粘土。液性指数含水率W=（190-145）/145=31.03％

Il=(W-Wp）/Ip=(31.03％—18％)/18％=0。72为可塑状态。1、某1。5m3的土样，重度为17。5KN/m3，含水率30％，土粒重度27KN/m3，则土粒体积为多少?(0。748m3)

2、若土样孔隙体积为土粒体积的0。95倍,若土样孔隙为水充满时(若土粒重度为27KN/m3)，土样重度为多少?（13。8KN/m3）

3、土样含水率15％,干重度16KN/m3，孔隙率0。35，天然重度10KN/m3，求饱和度.（68。5％）4、土的天然密度为1。7g/cm3，含水率22。2％,土粒比重2。727g/cm3,求孔隙比,孔隙率,饱和度。（0。96，49%,62。9%）5、含水率为4％的湿砂100kg，其中水的重量多少？7、土样和试样制备了解：土样的采样和试样的制备过程熟悉：原状土样与扰动土样的概念掌握:原状土样取土、运输、保管应满足的要求为保证试验成果的可靠性，要统一土样试样的制备方法和程序。试样质量不是越大越好。一般室内土工试验的土样粒径均需小于60mm的扰动土，并以含水率和密度作为控制指标。原状土：用铁皮筒或取土器（直径大于100mm）取土。扰动土：用四分法取样。（1）原状土试样制备注意:环刀内壁涂凡士林;环刀下压方向与天然土层方向一致；不立即进行试验时应保湿存放。余土进行含水量测定。平行试验或同一组试件的密度差值不大于0.03g/cm3，含水量差不得大于2％(2)扰动土试样制备1）碾压过筛加水浸润一昼夜备用，砂性土可酌量缩短物理性质试验（液塑缩限)过0.5mm;水理及力学性质试验（如直剪无侧限)过2mm:击实试验过5mm。2）试样制备:击样法：就是根据环刀体积算出所需土样数量，用单层或三层法击实。压样法:就是用静力压到所需密度，粘性土压时最好有排气孔和透水石。两种方法对力学性质有一定的影响。（3)试样饱和根据土的性质选用饱和方法1）浸水饱和法：砂性土2）毛细管饱和法:渗透系数大于10—4cm/s的土，注意上下两端放滤纸和透水石,水面不要淹没试样，时间不少于23）抽气饱和法：渗透系数小于等于10-4cm/s的土（粘性土），需要凡士林密封，抽真空达到一个大气压力值时开始注水，注水过程真空保持不变，待水淹没饱和器停止抽气，粘性土需静置10小时，饱和度不应低于95需要掌握试样加水量的计算饱和度的计算加水量的计算第二章含水量及界限含水量试验土工试验分为室内和现场试验。含水量是施工质量控制的重要依据，界限含水量可用来计算塑性指数和液性指数,也是粘性土分类和估计地基承载力的依据。可以判断土体状态和塑性范围。1、含水量试验（试验步骤)（1）烘干法：适用于粘性土，砂性土及有机质土设备:烘箱、天平（感量0。01g)、干燥器数量:15—30克，砂土稍多些。温度：105-110，有机土(含量大于5％)在65—70度烘干，结果一般比实际偏大。时间：粘性土大于8小时,砂土大于6小时.烘干后放入干燥器冷却.(2）酒精法适用于现场。土样:粘土10g左右、砂土20～30g.燃烧3次.结果略低于烘干法。试验结果精确到0.1%（如15。2％）测定原状土样的物理力学指标时，含水率可用重塑土样的含水率.（一）、烘干法定义和适用范围(1)土的含水量是在105~110℃（2）本试验方法适用于粘质土、粉质土、砂类土和有机质土类.2、仪器设备烘箱:温度能保持105～110℃天平:感量0.01g。其它:干燥器、称量盒等。3、试验步骤取具有代表性试样,细粒土15～30g；砂粒、有机土为50g称质量，称量结果即为湿土质量.揭开盒盖，将试样在温度105~110℃下烘干，烘干时间细粒土不得少于8h,对砂类土不得少于6h将烘干后的试样取出，放入干燥器冷却，称质量准确至0。01g。4、结果整理按下式计算含水量：式中:ω—-含水量%m——湿土质量gms--——干土质量g本法须进行二次平行试验,取其算术平均值，允许平行差值如下表:含水量（％）允许平行差值（％）＜50。3＜40≤1＞40≤2、酒精燃烧法1、目的和适用范围本试验方法适用于快速简易测定细粒土(含有机质的除外）的含水量。2、仪器设备称量盒天平:感量0.01g。酒精:纯度95%.滴管、火柴、调土刀等。3、试验步骤取具有代表性试样，称湿土质量。用滴管将酒精注入放有试样的称量盒中,直至盒中出现自由液面为止.点燃盒中酒精，燃至火焰熄灭。将试样冷却数分钟，重新燃烧两次。称干土质量准确至0。01g.4、结果整理按下式计算含水量：式中：ω——含水量，%m——湿土质量gms—-——干土质量g本法须进行二次平行试验，取其算术平均值，允许平行差值如下表：含水量（％）允许平行差值（%）＜50.3＜40≤1＞40≤22、界限含水量试验界限含水量是土的固有指标与环境无关.液塑限联合测定法液塑限联合测定仪理论依据：根据极限平衡理论，当圆锥角为30度时，圆锥入土深度与含水量在双对数坐标上呈直线关系.试验时使的锥体在5秒时分别下降3、17毫米左右（太大或太小时制样困难)，然后再控制几组在3—17毫米之间，椎入应重复二、三次取平均值，然后将数据绘制在双对数坐标上，查找17和2《土工试验方法标准》和《公路土工试验规程》分别采用76克和100克的锥入土.联合测定法目的和适用范围:目的是联合测定土的液限和缩限，为划分土类、计算天然稠度、塑性指数,供公路工程设计和施工使用。适用于粒径不大于0。5mm、有机质含量不大于试样总质量5%的土。仪器精度要求：LP—1000型联合测定仪：锥质量100g,锥角30°天平:称量200g，感量0。01g筛、调土刀、烘箱、凡士林等。试验步骤取代表性的土样风干，研碎，过0。5mm筛.将0.5mm筛下的土闷制三种不同含水量的土样，分别控制在液限（a点、锥入深度20±0.2mm）、略大于塑限（c点、锥入深度＜5mm＝和二者的中间状态（b点、锥入深度约10mm），放置18h以上。将制备好的土样搅拌均匀，分层装入盛土杯，用力压紧、刮平。将联合测定仪的锥头涂少许凡士林。将盛土杯放在联合测定仪的升降座上，转动升降旋钮，使锥尖与土样表面刚好接触。扭动锥下降旋钮，试锥自由下降5s后，读数即为锥入深度（h1)。改变锥尖与土接触的位置（两次距离不小于1cm)，重复测试锥入深度（h2），（h1与h2允许误差为0。5mm）取h1、h2平均值作为该点的锥入深度h.去掉锥尖入土处的凡士林，取一定土样测含水量两个，取平均值为该土含水量。重复第③～⑤步骤,对其他两个含水量土样进行试验，测其锥入深度和含水量.结果整理在二级双对数坐标上，以含水量（w）为横坐标，锥入深度(h）为纵坐标,点绘a、b、c三点含水量h-w图，连接此三点应成一直线.根据液限，在hp—wL关系图上，查得纵坐标入土深度h＝20mm所对应的横坐标的含水量w，即为土样的液限wL。通过液限wL与塑限时入土深度hp，再由a、b、c绘制的h-w图中,求出入土深度为hp时所对应的含水量,即为该土的塑限wp.塑性指标:IP=wL——wp精确至:0.1,含水量测定二次相差不得大于2%.在查hp—wL关系图时，应先区分该土为砂类土、或是细粒土.(3）滚搓法当滚搓到3毫米直径断裂时，含水量就是塑限(不是含水率）。注意土体的断裂是水分减少3、收缩试验4、成果应用

（1)我国《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002用塑性指数划分细粒土.(Ip>17为粘土，10〈Ip<17为粉质粘土）（2)用液性指数判别粘土的状态.鉴定土层所处的稠度状态（坚硬：IL≤0;可塑：0〈IL≤1。0;流动：IL〉1。0)（3）工程中还应用其估算地基土的承载力第三章密度和比重试验方法主要有：环刀法（细粒土)、蜡封法(易破裂和形状不规则）、灌砂法(现场测定细粒土、砂质土和砾质土)。

(1）环刀法环刀：截面面积30，高2cm；天平:感量0。01g，称量200g试验时先做比环刀内径大的土柱，环刀内壁涂凡士林，再压入环刀.（3）灌砂法适用于现场测定细粒土、砂性土、和砾类土粒径小于15mm的试样.测定层厚度150～200mm(注意标准砂密度测定步骤)标准砂密度的测定应按下列步骤进行标准砂应清洗洁净粒径宜选用密度宜选用0.25～0。5mm，密度宜为1。47~1。51g/cm3组装容砂瓶与灌砂漏斗螺纹联接处旋紧称其质量注水，称测定器和水的总质量，并测水温.根据温度修正系数换算出水的体积，即为测定器的体积。注入砂称总重，计算砂重，算砂密度在试坑中灌入标准砂精确至10g,然后求得土的密度。试坑尺寸必须与试样颗粒粒径相一致（P36)。开挖试坑时必须将松动的土全部取出，否则结果偏高.可以使用套环减少试坑表面不平带来的误差。灌砂过程中切忌不要震动。现场密度的测定方法主要有灌砂法、环刀法、核子密度仪法、钻芯法四种。一）、环刀法目的和适用范围本试验方法适用于细粒土.2．仪器设备(1)环刀:内径6～8cm，高2~3cm,壁厚1。5～2mm。（2)天平:感量0。1g.(3）其他：修土刀、钢丝锯、凡士林等.3．试验步骤（1）根据需要，取回待测土样，整平两端，环刀内壁涂一薄层凡士林,刀口向下放在土样上。（2）将土样削成大于环刀直径的土柱,边压边削，至土样伸出环刀上部为止.削出两端余土，使与环刀口面齐平，并用剩余土样测定含水量.（3)擦净环刀外壁，称环刀与土合质量m1，准确至0。01g。4．结果整理按下列公式计算湿密度及干密度：式中：ρ--湿密度，g/cm3m1————环刀与土合质量，gm2——环刀质量gV——环刀体积cm3ρd—-干密度，g/cm3ω-—含水量,%本方法进行二次平行测定，取其算术平均值,其平行差值不得大于0。03g/cm（四）、灌砂法目的和使用范围本试验方法适用于现场测定细粒土、砂类土和砂砾土的密度.试样的最大粒径不得超过15mm，测定密度层的厚度为150~200mm.仪器设备灌砂筒、金属标定罐、基板。凿子、铁锤、毛刷等。台秤:称量10~15kg、感量5g.玻璃板、饭盒其他:天平、烘箱等。试验步骤（1）在试验地点，选一块约40㎝×40㎝的表面,清扫干净。将基板放在表面上.将盛有量砂m5(g）的灌砂筒放在基板的圆孔上。打开灌砂筒开关,让砂流入基板的中孔内，直到筒内的砂不再下流时关闭开关。称筒内砂质量m6，准确至1g.(2)取走基板,将留在试验地点的砂收回，将表面清扫干净。将基板放在清扫干净的表面上,沿中孔凿洞，洞直径150mm。凿出的土全部装入塑料袋内，凿洞完毕，称取塑料袋中全部试样质量，准确至1g.减去已知塑料袋质量后，即为试样的总质量mt。(3）从挖出的试样中取代表性样品，测定其含水量ω.（4）将基板安放在试洞上,将灌砂筒安放在基板中间，使灌砂筒的下口对准基板的中孔及试洞。打开灌砂筒开关,让砂流入试洞内。关闭开关。取走灌砂筒，称量筒内剩余砂的质量m4，准确至1g.(5)如清扫干净的平坦地面上,粗糙度不大,则不需基板,直接将灌砂筒安放在试洞上，打开筒的开关，让砂流入试洞内。直到储砂筒内的砂不再下流时,关闭开关。称量筒内剩余砂的质量m4ˊ，准确至1g.（6）取出试洞中的量砂.（7)如试洞中有较大孔隙，量砂可能进入孔隙时,则应按试洞外形,松弛地放入一层纱布。然后进行灌砂工作。4．结果整理（1）按下式计算填满试洞所需的质量mb(g)：灌砂时试筒上放有基板的情况:mb=m1—m4-(m5-m6）灌砂时试洞上不放基板的情况:mb=m1—m4ˊ—m2式中:m1——灌砂入试洞前筒内砂质量，g；m2——灌砂筒下部圆锥体内砂的平均质量,g；m4、m4ˊ——灌砂入试洞后，筒内剩余砂质量，g；（m5-m6）——灌砂筒下部圆锥体内及基板和粗糙表面间砂的总质量，g。(2)按下式计算试验地点土的湿密度ρ（g/cm3)：式中：mt——试洞中取出的全部土样的质量，g；mb--填满试洞所需砂的质量，g；ρs—-量砂的密度,g/cm3。(3）按下式计算土的干密度ρd（g/cm3):2、比重试验（试验步骤）比重是土粒在105—110度下烘干后与同体积4度纯水质量之比.数值上等于土粒密度。可以消除加速度带来的影响,是无量纲量。主要用来计算孔隙比和进行分类。方法有：比重瓶法、浮称法、虹吸筒法.（1)比重瓶法适用于粒径小于5mm的土。比重瓶的校正:恒温水槽调至5OC或10OC，防入装了纯水的比重瓶，待水温稳定后，称瓶和水的总质量.以5OC一级调节水温,每个水温下称瓶和水的总质量两次取平均值，且差值不得大于0.002g。绘制温度与瓶和水总质量的关系曲线.试验步骤:100ml比重瓶烘干,装入15g干土（50ml瓶12注入一半水,摇动并用砂浴煮沸是为了去掉土中的空气，砂和低液限粘土大于30分钟，高液限粘土不少于60分钟。注满水称瓶水土总重量，立即测出瓶内水的温度，准确至0。5OC，根据测得温度,从已绘制温度与瓶、水总重关系曲线中查得瓶水总质量。对含有一定量的可溶盐、不亲水胶体或有机质的土,必须用中性液体（如煤油)测定,并用真空排除土中气体，真空表读数宜为100Kpa抽气时间1～2小时（直至悬液无气泡）本试验称量应准确至0.001g计算：Gs=ms/(m1+Ms-M2）＊GWT注意事项：

对于有可溶性盐或有机质的土样，可用中性液体代替纯水，用真空抽气代替煮沸法。3、砂的相对密度试验:适用于透水性良好的无粘性土仅仅用密度(孔隙比）不能完全说明砂土的状态,只有相对密度才能解释砂的紧密程度。

(1）最大干密度试验（最小孔隙比）

仪器设备：最小孔隙比试验设备(包括最小孔隙比、金属容器、振动叉、击锤等），天平：称量5Kg，感量1g1）最大孔隙比的测定A、取代表性试样1。5㎏，风干,并拌和均匀。B、将锥形塞杆自漏斗下口穿入,向上提起,使锥体堵住漏斗管口，放入体积为1000㎝3量筒中，使其下端与量筒底相接.C、称取试样700g，倒入漏斗中，将漏斗与塞杆同时提高，移动塞杆使锥体略离开管口,管口应经常保持高出砂面约1～2cm,使试样落入量筒中。D、取出漏斗与锥形塞，将砂面拂平,测读砂样体积，估读至5㎝3.E、用手掌堵住筒口，将量筒倒转，转动试验，回到原来位置,记下体积的最大值，估读至5㎝3。（2）最小孔隙比的测定取代表性试样4㎏，风干，并拌和均匀。分3次倒入容器进行振击，先取试样600~800g倒入1000㎝3容器中，用振动仪敲打容器两侧，用击锤于试样表面锤击,直至砂样体积不变为止。如用电动最小孔隙比仪则开动电机进行振击。重复第B步骤进行后二次加土的振动和锤击，第三次加土时应先在容器口上安装套环。最后一次振毕,取下套环，用倒削出多余试样，称量，准确至1g，计算其最小孔隙比。结果整理按下式计算最小与最大干密度:式中：dmin-最小干密度,g/㎝3；dmax—最小干密度，g/㎝3；m-试样质量,g；Vmax—试样最大体积；㎝3.Vmin-试样最大体积；㎝3。按下式计算最大与最小孔隙比：式中：emax-最大孔隙比;emin—最小孔隙比;Gs—土粒比重；按下式计算相对密实度：式中：Dr—相对密实度；eo—天然孔隙比或填土的相应孔隙比;d—天然干密度或填土的相应干密度，g/㎝3。最小与最大干密度应进行二次平行试验,取其平均值,其平行差值不得大于0。03g/cm注意事项:（1)测最大干密度时用最优含水率（4％～10％附近)的砂样。测最小干密度试验用干试样。(2）容器内径对结果有影响，内径越大,测得的干密度越大。第四章颗粒分析试验了解：土的颗粒分级的概念；筛分析法、密度计法和移液管法的基本原理；引起试验误差的原因.熟悉：筛分析法、密度计法的仪器设备掌握：各种试验适用土类及应用；筛分析法、密度计法的试验操作方法和数据整理方法。颗粒分析是测定土中各不同粒径的粒组质量占总质量的百分数的方法。是各粒组的相对百分比含量。可以对土进行分类,判断工程性质。试验成果可以画成粒径分布曲线。横坐标为粒径的对数值，纵坐标为小于某粒径的土粒含量占总量的比例，曲线平缓说明:粒径相差不大,级配好，易于压实.由此可计算某以粒径组的含量.砂土从曲线上可以计算两个有用的指标.不均匀系数Cu和曲率系数Cc（P45）。Cu＝d60/d10（反映土粒分布范围）Cc＝d302/d10d60(反映土粒分布形状)d10、d30、d60-小于某粒径的土粒含量分别为10％、30%、60％的粒径。如果不均匀系数Cu≥5，同时曲率系数Cc＝1—3，那么该土级配好。同一类土级配均匀的比不均匀的压实干密度要低查得某土样颗粒级配曲线上A点(0.5mm，76％）和B点(0。3mm，58％），则该土中粒径为0。3-0.5mm的土重占总干土重的百分数为（18％）方法主要有:筛分法、密度计、移液管法筛分法:适用于0。075mm〈d≦60mm的土。密度计、移液管法:适用于d〈0。075的土。筛分析法:适用于粒径小于等于60mm,大于0.074mm的土试验步骤首先将试样过2毫米的筛分成粗粒和细粒两组；如果粗粒组含量少于10％则不需要在分析粗粒组；如果细粒组含量少于10％则不需要分析细粒组,如果量大则可四分法后再进行筛分，筛分摇震时间一般为10-15分钟.

注意事项：

当小于2mm的颗粒用四分法取样时，结果为(P48)：

X＝100ap/b(一）筛分法适用范围：适用于分析粒径大于0.074mm2．仪器精度：标准筛:孔径0.074～60mm一套。天平：称量5000g、感量5g；称量1000g、感量1g；称量摇筛机其它:烘箱、筛刷、木碾等。3．试验步骤（1）对于无粘聚性的土：按规定称取试样,将试样分批过2mm将大于2mm的试样从大到小的次序,通过大于22mm筛下的土如数量过多,可用四分法缩分至100～800g。将试样从大到小的次序通过小于由最大孔径的筛开始,顺序将筛取下，在白纸上用手轻叩摇晃,至每分钟筛下数量不大于该级筛余质量的1％为止。分级称量.筛后各级筛上和筛底土总质量与筛前试样质量之差不应大于1％（2）对于含有粘土粒的砂砾土：将土样放在橡皮板上，用木碾将土团碾散，拌和、烘干、称重。称取试样，放于瓷盆并加入清水浸泡.将浸泡后的混合液过2mm筛，边冲边洗,至筛上只留大于2通过2mm筛下的混合液过0.074mm筛，边冲边洗，至筛上只留大于将第③、④项烘干后的土粒合在一起，放入套筛进行筛分,称取各筛的筛余量。结果整理按下式计算小于某粒径颗粒质量百分数:X=×100式中：X--小于某粒径颗粒质量百分数,％A—-小于某粒径的颗粒质量,gB--试样的总质量,g当小于2mm的颗粒用四分发缩分取样时，试样中小于某粒径的颗粒质量占总土质量的百分数：X=×p×100式中：a—-通过2mm筛的试样中小于某粒径的颗粒质量,—过2mm筛的土试样中所取试样的质量，—径小于2mm在半对数坐标纸上，以小于某粒径的颗粒质量百分数为纵坐标,以粒径（mm）为横坐标，绘制颗粒大小级配曲线，求出各粒组的颗粒质量百分数.密度计法（试验步骤)

（1）司笃克原理:土颗粒在水中开始使加速运动，由于受到水粘滞阻力作用最后会等速下沉，粒径太大太小都不适用。

(2)试验原理：粒径为d的颗粒以速度v经过时间t后，下降距离为L=vt,粒径大于d的下降距离肯定大于L,所以L平面以上只有粒径小于d的颗粒,测出此处的比重与原来的比重相比较，即可求出粒径小于d的颗粒百分数.（颗粒越大下沉越快)均匀的悬液，在土颗粒下沉过程中，用密度计在悬液里测读出对应于不同时间的不同悬液密度，，根据密度读数和土颗粒下沉时间，计算出小于某一粒径的颗粒占总土样的百分比试验开始:土样首先进行分散处理,如果易溶盐含量大于0.5％还需要洗盐处理，然后风干备样取代表性土样100g，测定风干含水量称风干土样30g,注入200ml蒸留水中，浸泡过夜将浸泡过的悬液过0。074mm筛,煮沸40min冷却后倒入量筒加入分散剂4%r浓度六偏磷酸钠10ml进行分散土粒，再注入蒸留水1000ml；上下搅拌各30次共1分钟，使土颗粒在水中均匀分布；将密度计放入液体10—20秒后读数。密度计的作用：测量悬液密度；测量土粒沉降的距离。校正：当悬液不等于20度时，温度计要进行校正。甲乙密度计的可读和分度值范围。(P49）当含盐量大于0。5%时需要洗盐.第五章击实试验（试验步骤)压实可以使土体强度增加、变形减小、渗透降低.土的压实与含水量、压实功、压实方法密切相关。击实试验可求得最大干密度ρdmax和最优含水量wop。可以用来计算压实度(ρd/ρdmax）.击实不是固结也不是压缩过程，而是在不排水条件下颗粒重组（排列)的过程,可减少土的塑性变形和渗透系数.主要影响因素：含水率、击实功、土种类、级配、粗粒含量等。击实（曲线）特征原理:含水率低时，土粒表面含水层薄，土粒错动困难土粒任意排列，干密度低;含水率增加后,吸水层厚,土粒易于错动，土粒定向排列,干密度增加。当含水率增加到某值后,由于封闭气泡在土体内，击实功消耗在孔隙气体上。体积不再变化。试验注意事项：（1）应根据塑限确定加水量.使得含水量一个在塑限附近，另外分别有2个试样含水量大于和小于塑限，且各个试样之间相差2％-3％。如9%、11％、13％（塑限）、15％、17%。然后浸润一夜。（2）筒壁应涂油便于脱模，分层击实时应进行刨毛处理。（3)最后一层击实高出筒应小于5毫米（轻型）或6（4）击实曲线与饱和曲线不应该相交。（5)压实功不同，求得最大干密度和最优含水量也不同.（击实功越大，最大干密度值越大，最优含水量值越小)。当含水率很高时,提高击实功效果不大.（6）击实筒有大小之分试验，大击实筒(内径15.2cm）适用于粒径小于38mm颗粒,小击实筒（内径10。0cm)适用于粒径小于25mm颗粒。

一般用大击实筒，轻重型区别：

轻型：锤重2。5落高30击数27；重型:锤重4.5落高45击数98.

(7)试样分为：干法和湿法最大干密度：干法大于湿法

最优含水量:干法小于湿法.

粘土试样不宜用烘干试样。

(8)加水量公式(P57）：

m=mo（W—Wo）/（1+Wo）

（式中mo、Wo分别表示土现在的质量和含水量，m、W表示需要加水的质量和要达到的含水量）.(9）无粘性土击实曲线在含水较小含水率时，由于假粘聚力的存在,击实功消耗在克服假粘聚力上，出现最小干密度。随着含水率的增加,假粘聚力消失,得到了较高的干密度。因此无粘性土的填筑需要不断加水才能压实。（无粘性土填筑一般通过相对密度来控制）（10)两次试验密度差值应小于0.05g/cm3.

（11）压实度计算：P＝ρds/ρdmax(12)塑性指数越高，其最大干密度越小。一）击实试验方法类型（下表)：试验方法类别锤底直径（cm）锤质量（kg）落高(cm）试洞尺寸层数每层击数击实供功（KJ/㎝3最大粒径（mm）内径（cm）高（cm)容积（㎝3）轻型Ⅰ法Ⅰ.152。5301012。7997327598。225Ⅰ.252。53015。2122177359598。238重型Ⅱ法Ⅱ.154。5451012。79975272687.025Ⅱ。254.54515。21221773982677。238（二）所用仪器精度要求:标准击实仪：根据工地需要选择轻型、或重型。天平：1000g、感量0。01g;10kg感量5g土工筛、拌和工具、脱模器等。（三）试验步骤：试样制备：按四分法至少准备5个试样,每样称量：对小试筒为3kg，对大试筒为6.5kg,分别加入不同水分(按2～3％含水量递增）,拌匀后闷料一夜备用.试样击实:将击实筒放在坚硬的地面上，将制备好的试样按所选击实方法分3或5层倒入筒内,每层按规定的击实次数进行击实，每一层击完后，将试样表面“拉毛",后装入土进行下层击实，最后一层要求击实后余土高度不超过试筒顶的5mm.取下试筒,用修土刀刮平试模顶、底面。称量试模和模内土样重量。用脱模器脱出土样,取中间处土样测含水量.重复上述第2～5步骤,将所备不同预定含水量的土样击完。（四）结果整理:1.按下式计算击实后各点的干密度＝式中:-击实后土的干密度g/cm3—击实后土的湿密度g/cm3ω—击实后土的含水量,％2．以干密度为纵坐标，含水量ω为横坐标,绘制—ω关系曲线，曲线上峰值点的纵、横坐标分别为最大干密度和最佳含水量。如曲线不能绘出明显的峰值，应进行补点或重做

例题1击实试验时有试样2006g,含水量为10。2％，如果要得到含水量为13。2%的试样，加水多少？

解：m=mo（W-Wo)/（1+Wo)

＝2006x(13。2%—10.2％）/（1+10.2％)=54.6g第六章渗透固结试验1、渗透试验（试验步骤）

渗透是水在孔隙中的流动,水力坡降越大渗透力越大.渗透系数K是指：水力坡降为1时水的渗透速度.根据达西定律来确定。试验分为两种：常水头试验：适于粗粒土（砂性土）。测定在固定水位差下一定时间内的渗透量.渗透性大小主要取决于土的粒径和级配。（水流的快，如渗透量固定，时间难控制）。变水头试验：适于细粒土（粘性土)。测定在固定的渗透量下所需要的时间。达西定律的渗透属于层流，由于细粒土在起始比降以前、粗粒土在某一比降以后不属于层流,因此不适用达西定律。常水头试验仪器设备：常水头渗透仪，锤，秒表、天平试验步骤：取土样3～4kg称量准确至1.0g，测风干含水量土样分层装入圆筒，每层厚2~3cm,用木锤轻轻击实到一定厚度,以控制孔隙比。如粘粒土多则需要铺2厘米的粗砂以防止细粒冲走；每层都需要从底部充水饱和；至试样表面高出上测压孔3～4cm，量出试样顶面至筒顶高度。计算试样高度。称剩余土质量，准确至0。1g。试样上面铺1-2厘米测压管应与溢水孔齐平，否则说明仪器有气。变水头试验饱和从试样上部进行；试验在固定的渗透量不同水位差下进行5-6次。注意事项:1)试验用水：进行脱气,或者使用土中的天然水。2）水温：比试样温度高3-4度，防止试样出现气泡。3）不同压实度的试样渗透系数不同，因此试验必须是在设计密度下测定。4）土的渗透速并不是实际流动的速度。5)保证试验效果措施：煮沸脱气、充分饱和、测压管水位稳定后记录水位2、固结试验（试验步骤）

主要仪器:环刀、加压设备、百分表、秒表

由于应力作用引起土应变随时间变化的过程叫固结.土体固结与渗透性有密切关系。可以得到压缩指标(P64).

本试验是单向固结试验,在压缩仪中指产生竖向压缩无侧向变形。假定（P15）：

(1）土体是饱和的。

(2）压缩是由于孔隙体积的减小。

（3)排水在竖向发生。

(4)符合达西定律。

（5）荷载是均匀的一次施加有效应力：通过土体颗粒的接触面传递的应力。

孔隙水应力：饱和土体中由孔隙水来承担或传递的应力。

附加有效应力：是固结过程中有效应力的增量.

超孔隙水应力:是固结过程中孔隙水应力的增量。它们与附加应力有关系。固结过程(如吹填土的固结）是超孔隙水应力和附加有效应力转化的过程，固结试验的数学表达式：

p=ｕ+σ‘＝ｕ↘+σ'↗=σ'＝σ

（孔隙水压力是存在的,但超孔隙水压力不存在了）。

固结度:是指在某一固结应力作用下,经过某一时间后土体发生固结或孔隙水应力消散的程度,公式为U=St/S.为了实用，将不同固结应力分布情况下土层的平均固结度与时间因数之间绘成曲线，供查找。如果知道了最终沉降量，那么可以求某一沉降量的值或其所需要的时间。

固结试验是根据太沙基固结理论建立的.试验方法主要有：

（1)常规固结试验每级加荷时间为24小时，加荷率为1(即每级压力比上一级增加1倍）。

（2）快速固结试验

砂性土加荷时间每级1小时，粘性土2小时.最后一级应为24小时.（3）前期固结压力试验

主要是最后一级加荷应大于前期固结压力或自重压力的5倍以上,采用e—lgP曲线测定。

注意事项：

1）试样两端应放置滤纸和透水石.

2)加荷前应预加1kpa的力使得仪器结合紧密。

3）若为饱和试样应在容器内注满水,非饱和试样应用棉纱围住透水石避免水分蒸发.

4)若需要确定前期固结压力，加荷率应小于1，最后一级应大于1000kpa,使曲线末端出现直线段。5)由增加的有效应力产生的固结为主固结,应力不变化下产生的固结为次固结。

6）固结时间t与时间因数T、土层厚度H、固结系数Cv之间的关系有：

t=TH2/Cv如果是双面排水,H应取土层厚度的一半。固结度相同时，时间因数T也相同.

可见固结时间与试样厚度平方成正比.因此单面排水是双面排水时间的4倍。

7)土体中实际渗透速度比理论的要小。

8）若只测压缩系数，则稳定标准为每级荷载下试样变化小于0。05mm/h。若需测固结系数,则稳定标准一般为每级荷载24小时.例题1已知用2厘米厚试样做双面排水试验，达到某一固结度时用8分钟时间，那么同样土样如果厚为8米时,达到相同固结度需多长时间？

解：公式：t=TH2/Cv

由于两者试样和固结度（决定时间因数）均相同，故Cv、T也均相同,双面排水取厚度的一半,两者T/Cv比值相同，则：

第七章抗剪强度试验1、土的抗剪强度理论(1）莫尔圆（三轴剪切原理）在三轴压力作用下，在土体内任何一个平面上都作用着一个合应力,可以分解法向应力σ和切向应力τ，如果某一个平面上只有法向应力而没有切向应力,则该平面称为主应力面。由材料力学可知：一个微小单元体（立方体)的三个主应力面是正交的，则三个主应力σ1、σ2、σ3也是正交的.其中最大最小的主应力分别就是σ1、σ3（利用P18公式可进行换算)。利用大小主应力可以画出莫尔圆。莫尔圆示意图（2)库仑定律(直剪试验原理）土体中任何一个滑动面上存在着库仑定律，近似直线表示：τ＝C+σtgΦτ—土的抗剪强度

C-土的粘聚力

σ-滑动面的法向应力

Φ-内摩擦角

通过剪切试验可以得到不同法向应力σ下的抗剪强度，把它们绘制在坐标上,得到直线的截距和倾角就是该土的C和Φ。(3)极限平衡和强度理论

利用库仑直线和莫尔圆判断土体是否破坏!看图:如果利用土体试验数据可以得到库仑定律直线，那么根据土体存在的状态数据画出的莫尔圆C与直线相交，那么土体已经破坏，如果莫尔圆B相切则是极限状态，如果是莫尔圆A则没有破坏，或者说数据点在直线外侧则破坏了，内侧没有破坏。同时可得到：土中某点破坏时，与中主应力σ2无关.破坏面与大主应力作用面（σ1）夹角为α＝45＋Φ/2.

有关土的极限平衡状态的说法：

1。莫尔应力圆与抗剪强度线相切,土体达到极限状态。

2。土中任意面达到抗剪强度时，土体处于极限平衡状态。

3。剪切破坏面与最大剪应力作用面有夹角（α＝45＋Φ/2)。

4.土体剪切破坏只有莫尔应力圆与抗剪强度线相切后才发生.例题1:设地基土的内摩擦角Φ为30，粘聚力C为10,地基中某点的大小主应力σ1、σ3分别是138。4、100，问该点是否已经破坏?根据C和Φ确定库仑直线和莫尔圆。据图计算得到OA=［CctgΦ+（σ1+σ3）/2］sinΦ=68.2>莫尔圆的半径=19.2.因此可确定该地基土处于稳定状态。直接剪切试验绘制剪应力随位移变化的曲线，确定抗剪强度，然后画出法向应力与抗剪强度的直线关系，即可确定粘聚力和内摩擦角两个强度指标.

仪器有应力控制和应变控制式两种.一般用应变控制式。

剪切方法有:快剪、固结快剪和慢剪。剪切强度指标可以估算地基承载力、评价土体稳定性、计算地基沉降量。快剪:施压后立即快速剪切（3—5分钟破坏），不发生固结(需放置不透水设施,周围涂凡士林）。多用于渗透系数小于10-6cm/s的粘性土.2）固结快剪

固结后立即剪切，剪切过程中不固结。适用渗透系数小于10—6cm/s的粘性土和砂性土(砂土即使施工速度很快,土体也会很快就排水固结完成)。用来模拟已经完全固结后又突然施加荷载的情况.

3）施加压力经过3—16个小时固结，然后再剪切约1—4小时。实际工程中很少。所测得强度指标可用于有效应力的分析。仪器设备:应变控制直剪仪、环刀、测微表、秒表、天平试验步骤环刀切取试样，称重，测出密度，四块试样的密度误差不大于0.03g/cm3擦盒内壁，上下盒对准，插入固定销,在下盒透水石上放一张滤纸环刀刃口向下放好，试样上面按顺序放滤纸和透水石，然后用推土器将试样平稳推入上下盒中,移去环刀。依次放上传压板、钢珠、和加压板，按规定加垂直荷重（一般一组四次试验，建议采用100、200、300、400Kpa）顺时针转动手轮至钢珠刚好与量力环接触，调整测微计读数为零开动秒表，拔除固定销，以每分钟4～12转均匀速率转动手轮(6转为宜）,使试样在3～５ｍｉｎ内剪损，每转一圈记录读数一次，指针不在前进或有后退，说明试样已经剪损.如一直指针缓慢前进，说明不出现峰值,则破坏以变形达４ｍｍ时为止取出试样。重复上述步骤，做其他垂直压力下的剪切试验.结果整理抗剪强度:τf=C0RC0：量力环率定系数；R:量力环测微表最大读数剪切位移量的计算：△L=20nRn:手轮转数注意事项:1）渗透系数大于10—6cm/s的不能做快剪试验。

2）剪切标准：一种是有峰值。二是剪切曲线上无峰值出现,则应使位移达到6mm，取剪切位移为4mm时的剪应力为抗剪强度。三是介于二者之间,可测记手轮转数与量力环相应读数，以便绘制剪应力—3）固结快剪和慢剪时主固结完成的标准是变形小于0。005mm/h.4）抗剪强度：正常固结：快剪<固结快剪〈慢剪。

超固结：固结快剪最大5)与剪切速率有关,越快强度越大.（不考虑固结)

6）饱和粘性土的抗剪强度指标与排水条件和剪切速率有关,与孔隙水压力、试样大小无关。(注意：无粘性土的粘聚力为0)。4、无侧限抗压强度仪器设备:应变控制式允许膨胀压缩仪、切土器、重塑筒、量表、天平、秒表试验步骤:原状土按天然层次方向放在桌上,细心切削。要求端面平整与侧面垂直上下均匀试件直径和高度与重塑筒相同,一般直径为4。0cm,高度为10.0cm..直径与高度比2。0~2.5之间立即称重,准确0。1g,取余土测含水量在试样两端以及侧面涂凡士林.防止水分蒸发放试件,对零点以每分钟轴向应变1％~３％的速度转动手轮，使实验在８～２０min内完成.应变在３％以前，每０.５％应变记读数一次,应变达３％以后每１％应变记百分表读数一次当读数达到峰值或读数达到稳定,再继续剪３％~５％应变值可停止，如无峰值,则轴向应变达２５％时即可停止。试验结束,取下试样描述破坏情况当需要测灵敏度时，将破坏的试件去掉表面凡士林，再加少许余土，包以塑料布，用手搓捏，破坏其结构,重塑为圆柱形，放入重塑筒,成与前尺寸相等。重复上述步骤试验成果整理：计算试件平均直径Ｄ０＝（Ｄ１+２Ｄ２+Ｄ３）/４Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３：试件上中下各部位直径计算试件的轴向应变轴向应变ε＝△ｈ／ｈ０轴向变形△ｈ＝ｎ△L－Ｒｈ０：试件起始高度；ｎ:螺杆上升转数;Ｒ：量表读数，0。01mm（化为cm代入）；△L螺杆上升以转的垂直距离.计算试件平均断面积校正后的面积Aa＝Ａ0/(1—ε)Ａ0：试验前试件面积计算试件所受的轴向应力σ＝Ｃ＊Ｒ／ＡａＣ:量力环校正系数绘制应力－应变曲线注意事项：在试样两端以及侧面涂凡士林。试验时如有峰值出现，则剪到3％—5%轴向应变时可停止，如无峰值出现则应剪到25％轴向应变时停止，取15％对应值。破坏面是沿最软弱面（但直剪试验不是）。对于脆性土，破坏面与水平面的夹角α＝45＋Φ/2。如果是饱和软粘土（Φ＝0),则其不排水抗剪强度是无侧限抗压强度的1/2。灵敏度是原状土与重塑土无侧限抗压强度的比值.公式（P71）为：S＝q/qˊ。两土样应有相同的密度和含水量，重塑土样应立即进行试验，防止强度恢复。5、三轴剪切试验使3—4个试样(试样高度与试样直径的比应为2.0～2.5）分别在不用的围压（x、y、z三个方向）下施加变化的轴向压力，直到破坏，确定抗剪强度参数（内摩擦角和凝聚力)。该试验可控制排水条件，且剪切面不固定的.分3类:不固结不排水UU、固结不排水CU、固结排水CD（1）不固结不排水试验（UU)在试验中不允许排水，可得到总的或有效的强度参数和孔隙水压力。其强度包线不是直线.

试验时如测力计出现峰值则剪切到5％轴向应变就可停止，如无峰值应剪切到15％—20%的轴向应变。步骤：1、仪器的检查。2、试样的制备。3、试样饱和。4、试样的安装。5、试样剪切.(2)固结不排水试验（CU）试样在某一压力下固结，然后在不排水情况下剪切破坏.可得到总的或有效的强度参数和孔隙水压力.步骤;1、试验前仪器检量、试样制备、试样饱和按不固结不排水试验有关要求进行。2。试样安装。3、试样排水固结。4、试样剪切。若土层薄,渗透性大,施工速度慢可采用此种方法.(3)固结排水试验(CD)试验中允许排水固结，可得到有效的强度参数。剪切过程中应打开排水阀排水。CU与CD测得的有效应力指标差值较大。注意事项：1）试样饱和分三种方法:抽气法、水头法、反压力法。2）试样的制备:原状土用切土器即可.对扰动试样可以采用压样法和击样法，一般因为时间短多采用击样法，粘性土分5—8层制样，粉质土分3—5层制样。3)剪切速率问题：

UU试验速率对强度影响不大(0。5％-1。0％）；CU试验相对要慢，并且粘性土(0。05％-0。1％）要比粉质土（0。1％—0。5％)慢；CD试验要缓慢的剪切（0。003％-0。012%）。也就是说:UU〉CU>CD。4）在不固结不排水试验中，当主应力差无峰值时，采用15%的轴向应变时的应力差值作为破坏值。

5)在排水固结CD试验中，孔隙水压力消散95％时算作固结完成。

室内测定土的抗剪强度可以用十字板剪切仪、直剪仪、三轴仪等，但无侧限抗压强度仪不是。第十章触探试验（试验步骤）1、静力触探（CPT)

利用加压和反力装置将探头压入土中来测试土性质的原位测试方法,可以测得锥尖侧壁阻力、比贯入阻力和孔隙压力（饱和土），来判定砂土、粉土、粘性土土层性质（土层划分画柱状图、土类判别、土承载力、单桩承载力、变形模量、地基沉降量、液化判别、固结系数）。试验步骤：初次测试时，应将探头在地下1—2米处放30分钟后提升5厘米读数或调零,使探头在不受压状态下与地温平衡，即为初读数贯入速度控制在0。5～1m/min每10厘米测一次数据,也可根据土层情况适当增加，但不能超过25厘米.一般每2米提升10厘米一次进行调零。注意事项：反力装置可以利用地锚、重物或车辆自重.探头有防水密封性，应3个月标定一次，传感器应至少3级精度，标定时应采用额定荷载的1/10或者1/20。标定试验要分级加、卸荷载重复3次.标定用的电缆和记录仪应该时现场实际使用的相同.通过标定曲线可以确定的误差有：标定误差、非线性误差、重复性误差、迟滞误差、归零误差、温飘室内标定不大于1％满量程。现场测试时的归零误差不得大于3％满量程.测孔之间距离至少2米，平行试验要小于3米。三桥探头(可测孔压)在试验时不准提升和碰撞探杆，防止破坏饱和状态.分层时（P101），可根据测得的比贯入阻力的变动范围不超过一定值时作为一层；也可根据锥尖阻力,结合侧壁阻力进行分层；对于很薄的土层，如果测得的两个大小比贯入阻力之比小于2，则可认为时一层。2、动力触探（DPT）原理：利用落锤将探头打入土中的难易程度，得到贯入度、锤击数或探头单位面积动贯入阻力等来判定土性的方法.范围:适用性广泛，适用于强风化、全风化的硬质岩石,各种软质岩石及各类土作用：主要用来确定探查土层、加固地基检测、确定物理力学性质（孔隙比、密实度、粉性土状态)、地基和桩的强度、承载力和变形参数。据击锤重量分为轻、中、重、超重型(P102）。常用的是轻型（适用粘性土等软土）和重型(砂土及砾石等）.类型锤重（Kg)落距贯入标准贯入深度停止条件速度轻型N1010±0。250±2贯入30cm锤击数4m,大于4m时可清孔后深入2mN10＞100或贯入0。15m尽量连续中型N2828±0。280±2贯入10cm锤击数重型N63。563。5±0.576±2贯入10cm锤击数12～16m连续3次N63.5＞50，若要继续，可考虑使用超重型15～30超重型N120120±1100±2贯入10cm锤击数20m15～25动力触探的影响因素：杆长校正、侧壁影响校正、地下水位影响校正注意事项：（1)为保证探杆垂直,每探入1米，应将探杆旋转1。5圈，探入超过10米时,每0。2米旋转一次。（2）在贯入过程中应连连续进行。锤击速率控制在15—30击/分钟.（3）当贯入击数大于某一值时（如轻型大于100击，重型大于50击)可停止。重型连续大于50击时可换超重型。（4）要进行长杆、中型侧壁等影响校正。地下水位影响校正公式为：N63.5＝1.1N´63.5+1.0孔压触探可对测得的阻力进行修正.第十一章平板载荷试验(试验步骤）通过在一定尺寸的刚性承载板上分级加荷载，观测压力与变形的原位试验.主要应用:（1）是确定地基承载力的准确方法。(2）计算土的变形模量。（3）估算土的不排水抗剪强度和极限填土高度。1、一般技术要求（P111）(1）设备：承载板、加压系统、反力系统、观测系统.(2）一般承载板面积在0.25～0.5m2，对于软土或填土应相应增大.（3)如果承载板在基坑底部，基坑宽度应大于承载板宽度的3倍。(4）加荷方式：加荷值据压缩性：低中土加50kpa,高土25kpa,软土10kpa。1）慢速法：等荷载分级施加，荷载增量一般取预估土层极限荷载的1/8～1/10，或临塑荷载的1/4～1/5。当不易预估极限荷载时按下表。每10、10、10、15、15、30分钟观测沉降量，直到2小时内每小时不超过0.1毫米可施加下级荷载。试验土层荷载增量Kpa淤泥,流塑粘性土，松散粉细砂小于15软塑粘性土，心近沉积黄土，微密粉细砂15～25可塑～硬塑粘性土，黄土，中密粉细砂25～50坚硬粘性土，密实粉细砂，中粗砂50~100碎石土，软岩石，风化石100～2002)快速法:每级荷载隔15分钟观测一次。每级荷载维持2小时,即可施加下一级荷载.3）等速沉降法：控制承载板以一定的速率沉降，观测施加荷载值，直至试验达到破坏状态。（5）破坏标准、试验终止条件（符合条件之一即可)1）荷载不变条件下，24小时的沉降速度不变或增大.2）承载板周围隆起或有破坏性裂缝。3）相对沉降量(S/B)超过0。06～0.08(大于1/12）。2、资料整理(1）确定P—S曲线的临塑压力（Py）和极限压力(Pu）.临塑压力:当有直线段时，以直线段终点为准;当无直线段时,画成双对数曲线，以第一个拐点为准。可以作为极限承载力使用。极限压力:以曲线上第二个拐点或S/B=0.06的荷载或以破坏荷载的前一级荷载为准。（2)地基承载力［σ］确定1)极限荷载法:极限荷载除以安全系数,f=Pu/k。2）比例极限法(强度控制法）:以临塑荷载的值，f=Py。3）相对沉降法:如承载板面积在2500-5000平方厘米之间，则对于低压缩性土取S/B=0.01—0.015为准，对高压缩性土,以S/B=0。02为准（太沙基校正后).（3）变形模量Eo

可按照公式由施加的压力和沉降量计算.也可：用慢速法或修正后的直线段斜率确定排水的变形模量。用等速沉降法直线段斜率确定不排水的变形模量。3、注意事项1）

承载板影响范围不超过其宽度的2倍,因此只能了解浅层地基土特性。2）对于透水性差的软粘土由于加荷速度与实际差异大获得的参数不准确。3)一般得到的承载力比实际偏低些,变形模量也是近似的.第十二章标准贯入试验（SPT)是动力触探的一种,是将63。5±0.5kg的锤从76±2cm高把贯入器先打入土中15厘米,再计数打入土中30厘米的击数,击数大说明承载力高.适用于砂土和粘性土（不要饱和）。主要应用（1）查明场地的地层剖面和各地层在垂直和水平方向的均匀程度及软弱夹层。（2）判定地基承载力、变形模量、一级物理力学指标.(3）预估单桩承载力和选择桩尖持力层。(4）地基加固处理效果的检验和施工监测（5）判定砂土密实度及内摩擦角、粘土稠度以及砂土地震液化的可能性。1、试验要求(1）要清楚孔底残土干净，废土高度小于5cm。（2）如再水下进行时，孔内水位要高于孔外,以防止扰动土体。(3）当击数大于50时,可停止试验.计算锤击数。2、试验设备：主要由贯入器长810mm,内径35mm、贯入探针穿心锤、锤垫、导向杆及自动落锤装置3、试验方法：一般先钻孔至试验土层标高以上15cm处,清孔护壁检查探杆于贯入器接头，注意保持导向杆、探杆和贯入器在同一铅垂线上，以保证穿心锤垂直施打贯入时落距76cm，一般采用自动落锤装置，贯入速率为15～30击/min，并记录锤击数包括先打入的15cm的预打击数，后30cm中每10cm的击数以及30cm的累计击数。后30cm的总击数N即为贯入击数.如为密实土层，N大于50时，记录下50时的贯入深度△S（cm）。其贯入按下式计算N=1500/△S转动探杆，提出贯入器，取出贯入器中土样进行鉴别、描述、记录，必要时送试验室分析如需进行下一深度的实验，重复上述步骤，并注意孔内水位应始终高于孔外.3、资料整理（P117）（1）地下水位影响校正.水下中粗砂：N＝N`＋5水下粉砂：当击数大于15时,大于15部分折半计算。杆长修正《建筑地基基础设计规范》:当杆长大于3米时:N＝αN`可对砂土相对密实度、内摩擦角进行估算。预估单桩承载力持力层的选择一般选择击数再30—50土层.砂土承载力标准值可按照N63。5或N10查表得到(粗砂和细砂的判别标准是不同的P119）；粘性土承载力标准值或无侧限抗压强度可按照N63。5或e查；素填土可按照N10查.第十三章旁压试验（PMT）在钻孔中放置可充水扩张的旁压器，测定在充水后压力使周围土体产生变形直至破坏，从而得到压力与钻孔体积增量之间的关系.可以确定地基承载力、变形模量、单桩容许承载力以及地基沉降计算。从旁压曲线上,可找出地基中的初始水平应力po、临塑压力pt和极限压力pl等特征值，并计算出旁压模量EM。分为预钻式和自钻式试验两种。1、技术要点

（1)旁压沿深度1米测试一次.

(2）荷载以临塑荷载的1/5或极限荷载的1/10分级施加。

(3）加荷稳定时间多用3分钟标准.

（4）荷载应随着深度的增加而加大。

〈10米，大于1000kpa；

20—30米，2000kpa；

〉30米，2500kpa。

（6）旁压曲线d如图所示。

AB为接触阶段，荷载压力用来填充空隙BC为准弹性变形阶段，终点为临塑荷载CD为塑性变形阶段，达到极限荷载.a曲线钻孔太小或缩孔,试验前就有压力。b曲线孔壁扰动，旁压器容量不够。c曲线孔径太大，旁压器的膨胀量大部分消耗在空穴体积上.2、注意事项

(1）当旁压器增加的体积等于原孔的体积时的荷载就是极限荷载，一般需要通过延长曲线得到.

(2）实际压力小于压力表的读数。因此需要对膜进行标定。需标定的5种情况(P122）;

新使用的；

新膜使用3—4次的；

旧膜使用6－8次的;

停止试验2昼夜的;

膜取出出现拉翻时。（3）自钻式试验中止条件:本级的变形量大于前一级的3倍或总变形值达到了最大容许值。

（4)可以确定地基承载力的试验有：静力触探、标准贯入、平板载荷、旁压试验.第十四章十字板剪切试验(FVT)试验步骤十字板剪切试验可对饱和软粘土的不排水抗剪强度（即内摩擦角为0时的粘聚力值）进行测试。最大优点是避免了扰动带来的强度下降.1、技术要点

（1）十字板插入深度大于孔径的5倍；孔间距大于0。75—1米。

(2）十字板插入土后应停留5分钟,太短或太长会使强度减小或增大.

(3）剪切速度一般为1度/10秒，过快（粘滞性)过慢（固结）会使强度增加.一般3—10分钟出现峰值后应继续剪切1分钟。

（4)测出峰值后应快速转动3—62、成果应用

(1)饱和软粘土的抗剪强度和灵敏度.

（2）地基加固效果和强度变化规律.

(3)测定地基或边坡滑动面位置。

(4）可计算地基容许承载力。3、注意事项

（1）十字板的规格：板高/板宽=2，刃角60度,面积比＝13％—14％（越小越好）。

（2）由于圆柱侧面和顶面达到剪切破坏不是同时的，因此强度的并不是真正的峰值,是一种平均抗剪强度。4、试验的主要影响因素（P136)（1）十字板剪切速度（2)土的各向异形成层性.(3）土的渐进性破坏效应。（4）土层扰动5．在试验地点下套管至欲测深度以上3~5倍套管直径处，清除孔内残土将十字板头、轴杆，钻杆逐节接好并拧紧，然后将十字板压入土内欲测试的深度。当试验深度处为较硬夹硬层,应穿过该层再进行试验。对于开口钢环式十字板剪切仪,先提升导杆2～3cm,使离合器脱离，用旋转手柄快速旋转导杆十余圈，使轴杆磨擦减至最低值，然后再合离合器。安装扭力量测装设备，将量测仪调零或初读数。施加扭力,以每10s1度的转速旋转,每一度读数一次。当出现峰值或稳定后，再继续测读1分钟，其峰值或稳定值读数为原状土剪切破坏时的读数Ry松开导杆夹具，用板手或管钳快速将杆顺时针方向转动3～6圈.对电测式十字板剪切仪,为防止因十字板转数太多而扭断电缆,应事先反向旋转板头数圈，使十字板头周围土充分扰动，再去进重塑土试验，测得最大读数Rc依次进行下一个测试深度处的剪切试验.待全孔试验完毕后，逐节提取钻杆和十字板头,清洗干净，检查各部件的完好程度,拆除压入主机.第十五章土中应力测试大纲要求土压力计的基本技术要求和埋设要求土压力计的种类和埋设方法；土压力计的标定和观测；观测成果的整理及分析应用.利用埋设在土中的压力盒测试土中总应力和孔隙水应力的变化，推算强度随时间变化的规律,控制施工速度。土压力计的基本技术要求分辨力：量程范围0~0。16Mpa，分辨力≤0.15FS不重复度≤0。5%FS滞后1％FS非线性误差综合误差防水密封性:传感器1。2倍额定压力的水重连续工作6h，应无渗漏温度影响:在大气压力状态下，0～40OC使用温度范围内，温度影响不大于±0。04%FS/OC过载能力：传感器应能承受压力值的1。2倍稳定性：在参比条件（温度20±1OC，大气压86~106kpa),按额定压力加压卸荷3次，零点飘移不大于±0。25％FS埋设要求：埋设时要尽量减少对土体的扰动，注意膜盒与结构物固定情况（接触式压力计），膜盒与土的接触情况，做好记录回填土要与周围土一致，如在土压力盒外设模具，则标定时也应连同模具一起标定接触式土压力计的埋设应根据不同对象采取不同方法根据情况处理好压力膜的保护。注意电缆的保护，必要时加套管埋设位置、深度、编号要在电缆上作好标记土压力计的标定:目的是为了确定标定系数、各类误差、检定传感器的质量。一般是逐级（按规范规定的级数和级差)加荷至额定压力值，逐级测读输出量(电阻比或频率）,然后逐级卸载,同时测读输出量。加荷、卸载重复3次，绘制标定曲线1、总应力测试

土压力计分为卧式和竖式两种。一般用电阻应变式和钢弦式.可以在0—40度环境下工作.卧式用于土压力测试，竖式用于土与结构物之间的接触土压力测试.填埋是回填土应与压力计周围土一致。标定时应逐级加、卸荷载，并重复3次。

2、孔隙水压力测试

电测试孔隙水压力计可以测试深度大于10米的孔隙水压力，可多个测头同时测量.

有封闭和开口式。封闭式包括电测（钢弦、电阻、差动）和流体压力（液压和气压平衡式)

仪器埋设:土层硬时用钻孔埋设法，钻孔段用隔水填料埋实；软土中用压入法。

孔隙水压力计周围要填透水填料。

液压和开口式适用于渗透系数大于1x10—5的土.使用期限不超过1个月，不在零度下使用.埋设前应预浸24小时，以排除空气.第十六章表面变形观测表面变形观测包括垂直位移（沉降)和水平位移观测。沉降一般采用水准仪观测,在建筑物观测表面设立观测测点,在附近便于对测点进行观测的地基上设立起测基点，然后再设立2－3个水准基点引测起测基点的高程变化。对于要求高的建筑物，需要建立高精度高程网。表面水平位移一般采用经纬仪活全站仪配合活动觇牌或活动进行。对于要求高的建筑物需要建立精度高的平面基准网.1、测点和基点布置原则

（1)测点

测点数量和位置应根据观测目的和要求等设定.通常在同一测点设沉降和水平点。在能控制整个工程主要变形地方选择观测断面。一个工程断面一般不少于3个，每个断面测点一般不少于4个，在可能最大最小变形裂缝滑坡也要设立。测点可为球形铜或不锈钢标点头与结构结合牢固。

采用视准线法观测水平位移时，沿纵断面各标点布设在同一视准线上.如采用全站仪做测边交会法则应建立平面检测网.2、观测精度

(1）沉降观测

按照《国家三四等水准测量规范》，采用中丝读数法进行往返观测.按三等水准测量时,闭合差小于1。4n1/2mm（n为测站数)，按四等时小于2。4n1/2mm(n为测站数），起测基点的引测和校测按二等水准，闭合差小于0.72n1/2mm(n为测站数）.

（2)位移观测

用视线法观测土体每测回允许误差小于4mm,测回数不少于2个。用用视线法校准工作站允许中误差不大于2mm.3、观测测次

工作基点在土石坝施工期一季度观测1次，水库运行期可半年1次.一般测点可每天观测数次到几天1次.

4、资料分析

根据观测结果绘制同一断面各测点沉降与时间分布图，分析判断是否处于稳定、趋于稳定还是不稳定状态,当不稳定时应停止或减缓加载.根据各测点变形差异分析产生裂缝可能性.根据沉降变化过程分析土体的固结、流变、后期沉降，确定加载的大小和时间等。

可以用统计方法对沉降进行分析，以预测变形趋势和最终沉降。土石坝可取15年.对于地基等采用一元统计模型（如对数或双曲线模型等较好）.第十七章内部沉降观测

分层沉降仪是一种地基原位测试仪器。有电磁式、干簧管式、水管式、钢弦式等。它适用于测量地基等各分层沉降量。根据测试数据的变化,可计算出沉降趋势，分析其稳定性,监控施工过程等。

电磁式分层沉降仪所用传感器是根据电磁感应原理设计,将磁感应沉降环预先通过钻孔方式埋入地下待测的各点位，当传感器通过磁感应环时,产生电磁感应信号送至地面仪表显示，同时发出声光报警。读取孔口标记点上对应钢尺的刻度数值，即为沉降环的深度.1、安装方法

(1）根据成孔孔深，备好规格合适、总长足够的塑料管，在各段子外部按照预定测点深度的位置装上感应金属环，最底端的管口必须作封堵处理,以防泥砂堵塞。

（2）每段管子逐根放入孔内后,应在地表管口上施加压力，使孔底部的管头插入土层中，再向孔壁与管外壁之间的空隙中填入中细砂，以利于感应环更好地随着土层垂向变化而上下移动。

（3）管子全部到位后，应在上部管口作较耐久的标记,以此作为测试时的参照点。测量出每个感应环的初始深度位置，即为以后测试初始参考值。2、初值设定

全部测点埋设后开始测定初值.初读数应测定3次，且差值小于2mm.

3、观测精度

读数分辨率为1mm,综合观测精度为2mm。必须掌握好仪器发出声响或灯亮的瞬间。

4、观测测次

施工期每填筑一层至少观测一次,或至少每周一次。在连续加载时应每天观测一次或几小时一次.运行期每月一次,土石坝初次蓄水应每周2次,暴雨或最高水位应每天2次。5、资料整理

施工期：同一桩号不同高程沉降分布近似抛物线，中间最大。

运行期：呈三角形分布,顶部最大,底部最小。

根据沉降量大小评价工程压实、施工质量，综合分析工程的安全性。第十八章内部水平位移观测

观测土体内部水平位移的可用测斜仪。目前一般用加速度计式和电阻应变片式.

一般在最大断面、最危险地段、地形变化较大地质复杂段确定若干观测断面。通过测头在测斜管内的移动，连续逐段进行观测,计算出沿孔深的整个断面的水平位移。1、仪器埋设

（1)钻孔埋设法

先钻直径大于测斜管直径20mm的孔，孔斜小于1度，下放测斜管。安装完成后进行回填封孔（岩石用水泥砂浆,土用膨润土），然后浇孔口保护。

（2)填土埋设法

方法同沉降仪法。2、观测方法

将探头向上拉,每0。5米读数一次，测得正向读数，然后将测头翻转180度，重新测读一次得反向读数。同一深度得正反向读数平均值即该处测量值。

3埋设完成后开始测定初值，至少观测两次,去其平均值作为初值。每节埋设管得初值是不同的。4、观测精度加速度式灵敏度为8秒，电阻应变片式为15秒。测点管越多测值累加得到的观测误差越大。5、资料整理

根据资料绘制水平位移与时间以及加载的过程线，进行误差分析处理。分析加卸载过程中位移增长变化规律.当建筑物稳定时，位移变化曲线收敛。否则需要校核并采取工程措施.第八章土的动力特性试验动三轴试验是圆柱试样在三轴应力下固结(固结一般大于12小时）后在不排水条件下做振动试验。也就是说在动荷载不排水条件下，土体孔隙水压力上升强度下降甚至会液化。研究土在动荷载作用下应力—应变—孔压的发展规律.一般比静荷载下的强度大变形小.1、小应力作用用来确定剪切（动）模量和阻尼比（两者为双曲线关系）.施加逐渐增大（荷载率为1)的各级荷载,记录每级荷载下应力—应变曲线或滞回圈，每级荷载振动尽可能少,模拟强震时n=10-15，考虑动力机器时n＝50—60当应变波形不对称或孔压较大时停止。

2、大应力作用

用来确定土的动强度和抗液化强度。当应变达到5％或孔压达到侧压时停止.注意施加的荷载不能太小也不能太大，防止试样不能破坏或破坏太早动强度的确定（P85）：

（1）试样在围压σ3－1下固结，用三个不等的动应力分别得到不同振动周数下的应变值，直到达到应变破坏（一般为5％)，得到曲线。见图1。

（2）在5％破坏应变下得到三组动应力(σd）与破坏周数（lgn)的关系，大致成直线。同样绘制在围压σ3－2、围压σ3－3下的直线。见图2。

(3)得到