压缩试验是研究土的压缩性最基本的方法,在这里介绍室内侧限压缩试验,侧限是指土体在侧向(水平向)受到限制不能变形,这种试验是为了模拟地基的主要变形特征,即只考虑垂直压缩变形。
图3-11 压缩仪的压缩容器简图
土的室内侧限压缩试验又称作固结试验,采用的试验装置为压缩仪,如图3-11所示。试验时将切有土样的环刀置于刚性护环中,由于金属环刀及刚性护环的限制,使得土样在竖向压力作用下只能发生竖向变形,而无侧向变形。在土样上下放置透水石使土样的孔隙水排出。压缩过程中竖向压力通过刚性板施加给土样,常规压缩试验通过逐级加荷进行,常用的分级加荷量p为:50kPa、100kPa、200kPa、300kPa、400kPa。每一级荷载下,待压缩稳定后,测定总压缩量ΔH(可通过百分表量测),便可得到ΔH ~p 关系。
由于土体体积的变化主要是孔隙体积的变化,一个压缩量对应一个孔隙比,为了扣除试样高度的影响,需将压缩量ΔH 换算为相应的孔隙比。
如图3-12所示,设土样初始高度为H0,孔隙比为e0。在荷载pi作用下土样稳定后总压缩量为ΔHi(各级荷载的ΔHi均从H0算起),孔隙比为ei,根据压缩前后土粒体积不变的原则,可得
土样初始孔隙比e0由土样初始状态的实测指标换算求得,即其中ds、ρw、w、ρ分别为土粒相对密度、水的密度和土样初始含水量与密度。(www.xing528.com)
这样,根据式(3-11)即可得到各级荷载pi下对应的孔隙比ei,从而可绘制出土样的压缩曲线e~p 曲线,如图3-13所示。
图3-12 侧限压缩试验加荷前后孔隙比
(a)初态;(b)末态
图3-13 e~p 压缩曲线
压缩曲线反映了土的压缩性的高低,曲线越陡,土的压缩性越高。相反,压缩性越低。
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