無側限壓縮試驗

簡介

在地基基礎工程實踐中，處於側限壓縮狀態的土體比較常見。例如在樁基工程中，由於周圍樁的約束使樁間土處於側限條件，並在豎向荷載下產生壓縮；受荷基礎下的較深層地基中土體也基本處於側限壓縮狀態。無側限條件是指土周圍的沒有外荷載作用。水穩定性是指某種物質受水的影響程度，也叫物質的防水性能或抗水性能。試驗室中常選擇有代表性的試件6組進行不同齡期的水穩定性試驗。水穩定性係數是以不同齡期飽水抗壓強度與乾抗壓強度的比值表示，用以表征水穩定性，係數越大，則水穩定性越好。浸水無側限壓縮試驗是指土在無側限和浸水條件下進行土的壓縮特性試驗。試驗儀器：應變控制式無側限壓縮儀：由測力計、加壓框架、升降設備組成。軸向位移計：量程 10mm ，分度值 0.01mm 的百分表或準確度為全量程 0.2%的位移感測器。天平：稱量 500g ，量小分度值 0.1g 。

有關術語

壓縮係數

壓縮曲線反映了土受壓後的壓縮特性，它的形狀與土試樣的成分、結構、狀態以及受力歷史有關。壓縮性不同的土，其中，e-p曲線的形狀是不一樣的。假定試樣在某一壓力P，作用下已經壓縮穩定，現增加一壓力增量至壓力Pz。對於該壓力增量，曲線越陡，土的孑L隙比減少越顯著，表示體積壓縮越大，該土的壓縮性越高。壓縮曲線的坡度可以形象地說明土的壓縮性的高低。土體壓縮係數是描述土體壓縮性大小的物理量，被定義為壓縮試驗所得e-p曲線上某一壓力段的割線的斜率。

壓縮指數

壓縮試驗所得土孔隙比與有效壓力對數值關係曲線上直線段的斜率。

壓縮模量

壓縮模量是指土在完全側限條件下的豎向附加應力與相應的應變增量之比，也就是指土體在側向完全不能變形的情況下受到的豎向壓應力與豎向總應變的比值。壓縮模量可以通過室內試驗得到，是判斷土的壓縮性和計算地基壓縮變形量的重要指標之一。土的壓縮模量越小，土的壓縮性越高。

土的飽和度

土孔隙中，水分的體積與土的孔隙體積之比，用小數或百分數表示。須根據其他試驗結果換算求得。

影響因素

不同種類的土，由於顆粒大小不同，土中水的類型也不同，因而影響著壓縮試驗成果。飽和粉土中的水多為自由水和弱結合水，試樣在取樣、運輸、室內試驗過程中多次液化失水，土樣的壓縮性大大降低，致使室內測定的壓縮試驗成果與實際相差很大。同時，由於飽和粉土中的水多為自由水，加荷後排水固結速率快，在較短時間內，壓縮穩定較快。試樣尺寸的大小對壓縮成果的影響很大，試樣較薄，主固結速率大，次固結較早出現，主固結沉降量則被忽視；試樣較厚，主固結速率小，次固結較晚出現，主固結沉降量發揮比較充分。因此，應儘量選用較厚土樣，即H/D儘量大。但厚度增大後，試樣與固結儀側壁的摩擦力越大，傳遞給土樣的有效荷載越小。

制樣含水率和試驗含水率對初始結構性參數及無側限抗壓強度有明顯的影響，影響程度與試驗含水率的大小有關，塑限是一個臨界值，試驗含水率小於塑限時，影響很大。試驗含水率一定時，制樣含水率愈大，初始結構性參數愈大，結構性愈強，無側限抗壓強度愈大。制樣含水率一定時，試驗含水率愈大，初始結構性參數愈小，結構性愈弱，無側限壓縮性愈大。在不同的試驗含水率及制樣含水率下，壓實黃土的無側限抗壓強度與初始結構性參數有良好的歸一化非線性關係，相同粒度、密度條件下初始結構性參數可以同時涵蓋制樣含水率 ( 結構排列 ) 變化及試驗含水率 ( 結構聯結 ) 變化所引起的結構性變化對壓實黃土力學特性產生的影響，可以和粒度、密度指標一起反映對土力學性質的影響。