土力学渗透实验汇总
3.2.2 尾矿的渗透特性
影响上游法筑坝尾矿库安全稳定性的诸多因素中，尾矿库的渗流状态是最重要的因素之一。只有深入分析尾矿库的渗流状态，才能确定合理的筑坝工程指标，选择合适的排渗方案，从而保证尾矿库的安全[65,73,74]。
目前，国内外对尾矿库进行渗流分析时很少考虑尾矿的渗透系数随填埋位置和时间的变化。近代土力学的研究表明，土的渗透特性与土中孔隙的多少和孔隙的分布情况密切相关。随着尾矿的排放，下部堆积尾矿的上覆土压力逐渐增加。在上覆土压力的作用下，尾矿将逐渐排水固结，随着固结的进行，尾矿孔隙比逐渐减小，而孔隙比的减小必然引起渗透系数的变化。堆积尾矿的渗透系数与上部固结压力和孔隙比之间存在何种关系是一个值得探讨的问题[75-76]。本文通过室内试验的方法，研究不同固结压力和孔隙比条件下各类尾矿的渗透系数变化情况，从而为尾矿库渗流稳定性分析提供科学依据。
（1）固结—渗透联合测定装置说明
①固结—渗透联合测定装置构造说明
现有技术中进行土样渗透试验主要仪器为《土工试验方法标准》[68]（GB/T50123-1999）中所述的“常水头渗透试验”中的常水头渗透仪和“变水头渗透试验”中的变水头渗透仪。上述仪器仅能进行单纯的渗透试验，但无法定量并均匀施加固结压力，因此很难精确得到孔隙比，导致试验数据不准确。
针对目前常见渗透试验装置存在的不足，为了减少同一试验中相同土样的制备数量和消除同一试验相同土样在制备过程中产生的误差，作者在70型渗透仪的基础上进行了合理改进，自行研制了固结—渗透联合测定装置，该装置不仅实现了定量、均匀施加固结压力，精确测定单一固结压力下的渗透系数的基本目的，而且实现了针对一个土样可以连续精确测定不同固结压力条件下土样的渗透系数，得到固结压力—孔隙比—渗透系数的定量变化规律，弥补了普通渗透装置由于无法定量、均匀施加固结压力，导致无法精确测定固结压力条件下土样的渗透系数，同时也不能连续测定不同固结压力下土样渗透系数的不足，提高了固结压力下渗透系数的测量精度而且大大减少了测定不同固结压力条件下土样渗透性的试验次数，该参数精度的提高使相关问题的研究更贴近实际。
固结—渗透联合测定装置的详细构造如图3.6所示：
图3.6 固结—渗透联合测定装置示意图 Fig. 3.6 Schematic plot of Osmotic Oedometer
固结—渗透联合测定装置构造说明：本装置的溢水孔亦是测量孔。通过加压活塞可以改变土样所承受的轴向荷载，加压活塞与加压筒的筒壁之间有间隙，水可在加压活塞与加压筒筒壁之间自由流动。
②试验方法：
a.将透水石放入加压筒的底部，在透水石上放一层滤纸并将土样放入加压筒的内腔中，在土样上再放一层滤纸，放上透水石并在透水石上放上加压活塞；
b.在支架两边分别安装1个百分表，并使两个百分表的触头分别顶在加压筒的上表面，在进水口上安装进水管，在溢水孔上安装流量计或在溢水孔外设置量筒，将本装置安装在固结试验台上；
c.通过安装在进水口上的进水管向加压筒内注水，使土样排气、饱和；
d.通过固结试验台施加一定的固结压力来模拟试样的不同压力状态，通过百分表读取土样的轴向变形量，当土样变形稳定时，测定渗透系数；
e.通过固结试验台改变固结压力，再次进行其他固结压力条件下的渗透试验。
（2）不同固结压力条件下尾矿固结渗透试验
①实验内容：使用固结—渗透联合测定装置采用常水头法分别测定阿哈来、同乃尾矿库各类型尾矿及混合尾矿、分层尾矿在0 kPa 、32.5 kPa 、65 kPa 、130 kPa 、260 kPa 、390 kPa 、780 kPa 、1170 kPa 八级固结压力下的渗透系数，每施加一级荷载后需等待沉降稳定后再测量其渗透系数，每个渗透系数测两次，固结稳定的
1—加压活塞； 2—加压筒； 3—进水口； 4—溢水孔； 5—支架； 6—透水石； 7—滤纸； 8—土样； 9—量筒。.
判别标准为每小时沉降量小于0.01 mm。取两次测量值的平均值作为该级荷载下的渗透系数。为了减小试验误差，所有试验均在常温下进行。
②砂类尾矿固结—渗透试验方法：砂类尾矿渗透系数很大，因此为避免由于透水石渗透系数小于砂类尾矿渗透系数而造成的测量结果错误，采用金属网代替透水石，并在金属网上边铺上一层粗砂代替滤纸作为反滤层来进行砂类尾矿的固结—渗透试验。
修正各砂类尾矿的实际固结数据，以消除两端反滤层及金属网压缩变形对试验结果的影响，得到不同固结压力条件下砂类尾矿的实际单位沉降量和孔隙比。
图 3.7 固结—渗透联合测定装置图 3.8 尾矿的固结—渗透联合试验
Fig. 3.7 Osmotic Oedometer Fig. 3.8 Osmotic Oedometer test of tailings
③阿哈来、同乃尾矿库各类型尾矿的渗透试验结果及分析
阿哈来、同乃尾矿库各类型尾矿，不同固结压力条件下孔隙比数据如表3.8
所示：
表3.8 阿哈来、同乃尾矿库各类型尾矿在各固结压力下的孔隙比数据 Tab. 3.8 Void ratio datas of all types of tailings under consolidation pressures
固结压力/kPa 孔隙比e
阿哈来 尾细砂 阿哈来 尾粉砂 阿哈来 尾粉土 阿哈来 原尾矿 同乃 尾粉砂 同乃 尾粉土 同乃 原尾矿 0 0.851 0.849 1.529 0.839 0.993 1.145 1.021 32.5 0.846 0.836 1.513 0.875 0.924 1.032 0.946 65 0.839 0.829 1.5 0.862 0.847 0.968 0.889 130 0.832 0.818 1.489 0.856 0.758 0.934 0.848 260 0.821 0.8 1.471 0.84 0.683 0.897 0.763 390 0.814 0.789 1.459 0.825 0.659 0.853 0.734 780 0.801 0.778 1.438 0.801 0.614 0.821 0.702 1170
0.784
0.769
1.424
0.797
0.598
0.782
0.679
根据表3.8绘制阿哈来、同乃尾矿库各类型尾矿孔隙比与固结压力关系曲线，如图3.9、3.10所示：
阿哈来原尾矿
孔隙比e
固结压力P（kpa）
图3.9
阿哈来尾矿库各类型尾矿的e p -关系
Fig. 3.9 Relationship of e p - of all types of the A halai tailings
孔隙比e
固结压力P（kpa）
图3.10同乃尾矿库各类型尾矿的e p -关系
Fig. 3.10 Relationship of e p - of all types of the Tong nai tailings
当固结压力增大时，各种尾矿试样的压缩规律与前面的压缩特性规律相近，但因有持续水流的作用，其结果有细微的差别，体现在阿哈来原尾矿和同乃尾粉土试样上，其孔隙比随固结压力的增大变化梯度稍大，阿哈来尾粉砂的最终孔隙比最小。
不同固结压力条件下尾矿土样渗透系数数据如表3.9所示：
表3.9 阿哈来、同乃尾矿库各类型尾矿在不同固结压力下的渗透系数数据 Tab. 3.9 Permeability coefficient datas of all types of tailings under consolidation pressures 固结压力/kPa 渗透系数/(10-2cm/s)
阿哈来 尾细砂 阿哈来 尾粉砂 阿哈来 尾粉土 阿哈来 原尾矿 同乃 尾粉砂 同乃 尾粉土 同乃 原尾矿 0 6.29 9.2 0.0891 0.58 0.095 0.0053 0.0065 32.5 6.19 8.18 0.0746 0.5 0.084 0.0042 0.0056 65 6.015 7.68 0.0669 0.42 0.077 0.0039 0.0052 130 5.804 6.98 0.0616 0.37 0.072 0.0037 0.0049 260 5.65 6.56 0.0565 0.34 0.068 0.0035 0.0047 390 5.54 6.31 0.0529 0.32 0.067 0.0032 0.0045 780 5.41 5.78 0.0486 0.3 0.066 0.0031 0.0044 1170
5.33
5.46
0.0465
0.29
0.065
0.0029
0.0043
根据数据表3.9绘制阿哈来、同乃尾矿库各类型尾矿渗透系数与固结压力关系曲线图3.11、3.12：
1.0x10
2.0x10
3.0x10
4.0x10
5.0x10
6.0x10
7.0x10
8.0x109.0x10渗透系数k （c m /s ）
固结压力（KPa）
图3.11 阿哈来尾矿库各类型尾矿k p -关系
Fig. 3.11 Relationship of k p - of all types of the A halai tailings
渗透系数k （c m /s ）
固结压力P（KPa）
图3.12 同乃尾矿库各类型尾矿k p -关系
Fig. 3.12 Relationship of k p - of all types of the Tong nai tailings
阿哈来、同乃尾矿库各类型尾矿试样渗透系数与孔隙比的相关关系，如表3.10所示：
表3.10 阿哈来、同乃各类型尾矿渗透系数与孔隙比的关系数据 阿哈
来
尾细砂
孔隙比e 0.851 0.846 0.839 0.832 0.821 0.814 0.801 0.784 渗透系数k
（10-2 cm/s ） 6.29 6.19
6.015
5.804
5.65
5.54
5.41
5.33
阿哈来 尾粉砂
孔隙比e 0.849 0.836 0.829 0.818 0.800 0.789 0.778 0.769 渗透系数k （10-2 cm/s ） 9.2 8.18
7.68
6.98
6.56
6.31
5.78
5.46
阿哈来 尾粉土
孔隙比e 1.529 1.513 1.500 1.489 1.471 1.459 1.438 1.424 渗透系数
k （10-2 cm/s ） 0.089
1 0.0746
0.0669
0.0616
0.0565
0.0529
0.0486
0.0465
阿哈来 原尾矿 孔隙比e 0.839 0.875 0.862 0.856 0.840 0.825 0.801 0.797 渗透系数
k
（10-2 cm/s ） 0.58
0.5
0.42
0.37
0.34
0.32
0.3
0.29
尾粉砂
渗透系数k （10-2
cm/s ） 0.095
0.084 0.077 0.072 0.068 0.067 0.066 0.065
同乃 尾粉土 孔隙比e 1.145 1.032 0.968 0.934 0.897 0.853 0.821 0.782 渗透系数
k （10-2
cm/s ） 0.005
3
0.0042
0.0039
0.0037
0.0035
0.0032
0.0031
0.0029
同乃 原尾矿
孔隙比e 1.021 0.946 0.889 0.848 0.763 0.734 0.702 0.679 渗透系数k （10-2 cm/s ）
0.0065
0.0056
0.0052
0.0049
0.0047
0.0045
0.0044
0.0043
根据表3.10中阿哈来、同乃尾矿库各类型尾矿渗透系数与孔隙比的关系作各尾矿土样的渗透系数与孔隙比的关系曲线，如图3.13~3.19所示：
1.0x10
2.0x10
3.0x10
4.0x10
5.0x10
6.0x10
渗透系数k （c m /s ）
孔隙比e
图3.13 阿哈来尾细砂k e -关系
Fig. 3.13 Relationship of k e - of the A halai fine sand tailings
5.0x10
1.0x10
1.5x10
2.0x10
2.5x10
3.0x10
3.5x10
4.0x10
4.5x10
5.0x10
5.5x10
6.0x10
6.5x10
7.0x10
7.5x10
8.0x10
8.5x10
9.0x10
9.5x10
渗透系数k （c m /s ）
孔隙比e
图3.14 阿哈来尾粉砂k e -关系
Fig. 3.14 Relationship of k e - of the A halai fine silty sand tailings
5.0x10
1.0x10
1.5x10
2.0x10
2.5x10
3.0x10
3.5x10
4.0x10
4.5x10
5.0x10
5.5x10
6.0x10
6.5x10
7.0x10
7.5x10
8.0x10
8.5x10
9.0x10
9.5x10
渗透系数k （c m /s ）
孔隙比e
图3.15 阿哈来尾粉土k e -关系
Fig. 3.15 Relationship of k e - of the A halai silty soil tailings
5.0x10
1.0x101.5x10
2.0x102.5x10
3.0x103.5x10
4.0x104.5x10
5.0x105.5x10
6.0x10渗透系数k （c m /s ）
孔隙比e
图3.16 阿哈来原尾矿k e -关系
Fig. 3.16 Relationship of k e - of the A halai original tailings
5.0x10
1.0x10
1.5x10
2.0x10
2.5x10
3.0x10
3.5x10
4.0x10
4.5x10
5.0x10
5.5x10
6.0x10
6.5x10
7.0x10
7.5x10
8.0x10
8.5x10
9.0x10
9.5x10
渗透系数k （c m /s ）
孔隙比e
图3.17 同乃尾粉砂k e -关系
Fig. 3.17 Relationship of k e - of the Tong nai silty sand tailings
5.0x10
1.0x101.5x10
2.0x102.5x10
3.0x103.5x10
4.0x10
4.5x10
5.0x105.5x10渗透系数k （c m /s ）
孔隙比e
图3.18 同乃尾粉土k e -关系
Fig. 3.18 Relationship of k e - of the Tong nai silty soil tailings
5.0x10
1.0x101.5x10
2.0x102.5x10
3.0x103.5x10
4.0x104.5x10
5.0x10
5.5x10
6.0x106.5x10渗透系数k （c m /s ）
孔隙比e
图3.19 同乃原尾矿k e -关系
Fig. 3.19 Relationship of k e - of the Tong nai original tailings
由图3.13～3.19可知，阿哈来、同乃尾矿库各类型尾矿的渗透系数均随着孔隙比的减小而减小，但是减小的程度不同，其中的阿哈来尾粉土、阿哈来原尾矿、同乃尾粉土减小了1倍左右。在孔隙比减小的初期阶段，各尾矿的渗透系数减小较快，而在孔隙比减小的后期阶段，阿哈来、同乃尾矿库各类型尾矿的渗透系数减小速度放缓。对于阿哈来尾矿库，尾粉砂的最初渗透系数最大，但随着孔隙比减小其渗透系数的下降速度却最快，最终的渗透系数小于尾细砂的渗透系数；尾粉土的渗透系数小于原尾矿的渗透系数，两者相差近1个数量级；原尾矿的渗透系数小于尾粉砂的渗透系数，也相差近1个数量级。对于同乃尾矿库，尾粉砂的渗透系数最大，原尾矿的次之，尾粉土的最小，尾粉砂的最终渗透系数是尾粉土的约20倍。
根据《水利水电工程地质勘察规范》[77]可知阿哈来尾粉土和阿哈来原尾矿为中等透水，阿哈来尾细砂和阿哈来尾粉砂为强透水；同乃尾粉砂为中等透水，同乃原尾矿和同乃尾粉土为弱透水。
④渗透系数随孔隙比的变化规律
《公路土工试验规程》[78]中认为很多砂类土的渗透系数k 与孔隙比e 的关系服从幂函数曲线关系。王崇淦[17]在其研究成果中验证了该规律。本文将各类尾矿的渗透系数k 与孔隙比e 的试验数据拟合为幂函数曲线关系，如a k Ce =的形式，拟合效果不理想。
欧孝夺[73]在其研究成果中认为所研究的尾矿砂土渗透系数和孔隙比可拟合为对数函数曲线关系。本文也尝试将铁尾矿的渗透系数k 与孔隙比e 的关系拟合为对数函数曲线关系，如12()k C Ln e C =+的形式，拟合效果也不是很理想。
经多次尝试后，发现渗透系数随孔隙比的变化符合高斯曲线关系，且曲线十分平滑，拟合效果良好，如图3.13~3.19所示。
其拟合关系式如下：
阿哈来尾细砂k e -曲线拟合方程：
(
)()()(
)
22
083.09.04083.00022.02053.0+-???+=e k π
（3.13）
阿哈来尾粉砂k e -曲线拟合方程：
(
)()()(
)
22
0221.0066.140221.0082.02048.0+-???+=e k π
（3.14）
阿哈来尾粉土k e -曲线拟合方程：
(
)()()(
)
2
2
197.0732.14197.0009.020004.0+-???+=e k π
（3.15）
阿哈来原尾矿k e -曲线拟合方程：
(
)()()(
)
2
2057.0901.04057.00002.02003.0+-???+=e k π
（3.16）
同乃尾粉砂k e -曲线拟合方程：
(
)()()(
)
2
2
813.0829.14813.0003.020006.0+-???+=e k π
（3.17）
同乃尾粉土k e -曲线拟合方程：
(
)()()()
2
2
061.197.14061.100014
.0200002.0+-???+=e k π
（3.18）
同乃原尾矿k e -曲线拟合方程：
(
)()()()
2
2
663.0178.24663.00006
.02000007.0+-???+=e k π
（3.19）
另外本文采用罗伦斯曲线拟合后的效果也比较理想。即阿哈来、同乃尾矿库各类型尾矿在固结压缩过程中渗透系数随孔隙比的变化规律符合高斯曲线、罗伦斯曲线规律，同时说明试验方法的改进增加了数据精度，使固结压力—孔隙比—渗透系数之间的关系更符合实际。此规律的获得可为尾矿库渗流和稳定性分析提供可靠依据。
试验中得到的两种尾粉土的固结渗透试验结果与一般砂的特性类似，而与一般的黏性土不同，这是因为尾粉土的结构情况与一般的黏性土具有很大差别。因为形成的时间较短，尾粉土中的黏粒含量相对较少，且尾粉土黏粒的颗粒大小比黏性土黏粒要大得多，因此在黏粒的概念上与一般黏性土的黏粒有区别，黏性土的微细颗粒能形成絮状结构而尾粉土的微细颗粒无法形成这种絮状结构。
（3）混合尾矿、分层尾矿固结—渗透试验 ①试验方法
本次试验仍采用自制的固结—渗透联合测定装置测定在不同固结压力下的混合尾矿、分层尾矿的渗透系数，按照前面3.2.1节中所述的质量比称取各级尾矿共300 g ，因为固结—渗透试验是由下部进水，所以将各级土样装填顺序调整为：下面一层为最细层，由下至上越来越粗，在最上层以上和最底层以下各加一层大于上下两层尾矿试样渗透系数的反滤层。本次试验采用的压力级别分别为：0 kPa 、32.5 kPa 、65 kPa 、130 kPa 、260 kPa 、390 kPa 、780 kPa 。试验步骤按照《土工试验方法标准》[68]的要求进行。
②混合尾矿与分层尾矿的渗透特性
a.阿哈来混合尾矿和分层尾矿的固结—渗透特性比较分析
在持续水流的作用下，两种阿哈来尾矿的孔隙比与固结压力的关系如表3.11所示：
表3.11 阿哈来混合尾矿和分层尾矿的孔隙比与固结压力关系数据
Tab. 3.11 Datas of void ratio and consolidation pressure of the A halai mixed tailings
and layered tailings
固结压力/kPa
孔隙比e
阿哈来混合尾矿
阿哈来分层尾矿
0 1.34 1.43 32.5 1.30 1.36 65 1.25 1.30 130 1.19 1.25 260 1.12 1.21 390 1.07 1.17 由试验数据绘制图形，得出各固结压力条件下阿哈来混合尾矿和分层尾矿试样孔隙比的变化规律，如图3.20所示：
孔隙比e
固结压力P（kpa）
图3.20 阿哈来混合尾矿和分层尾矿的e p -关系
Fig. 3.20 Relationship of e p - of the A halai mixed tailings and layered tailings
试验得出的不同固结压力条件下阿哈来混合尾矿和分层尾矿试样的渗透系数如表3.12所示：
表3.12 阿哈来混合尾矿和分层尾矿的渗透系数与固结压力关系数据 Tab. 3.12 Datas of permeability coefficient and consolidation pressure of the A halai mixed
tailings and layered tailings
固结压力/kPa
渗透系数/(10-5cm/s)
阿哈来混合尾矿
阿哈来分层尾矿
6.7
9.2
32.5 5.3 4.3 65 4.2 3.1 130 3.25 1.8 260 2.4 1.1 390 1.9 0.86 780 1.6 0.69
根据数据表3.12绘制阿哈来混合尾矿和分层尾矿渗透系数与固结压力关系曲线，如图3.21所示：
1.0x10
2.0x10
3.0x10
4.0x10
5.0x10
6.0x10
7.0x10
8.0x10
9.0x101.0x10渗透系数k （c m /s ）
固结压力kpa
图3.21 阿哈来混合尾矿和分层尾矿的k p -关系
Fig. 3.21 Relationship of k p - of the A halai mixed tailings and layered tailings
进而得到阿哈来混合尾矿和分层尾矿渗透系数与孔隙比的相关关系，如表3.13所示：
表3.13 阿哈来混合尾矿和分层尾矿渗透系数与孔隙比的关系数据
Tab. 3.13 Datas of permeability coefficient and void ratio of the A halai mixed tailings
and layered tailings
阿哈来混合尾
矿
孔隙比e
1.34 1.30 1.25 1.19 1.12 1.07 1.02 渗透系数k /（10-5cm/s ） 6.7
5.3
4.2
3.25 2.4 1.9 1.6 阿哈来分层尾
矿
孔隙比e
1.43 1.36 1.30 1.25 1.21 1.17 1.14 渗透系数k /（10-5cm/s ）
9.2
4.3
3.1
1.8
1.1
0.86
0.69
根据表3.13中的数据，绘制渗透系数与孔隙比的关系曲线如图3.22所示：
1.0x10
2.0x10
3.0x10
4.0x10
5.0x10
6.0x10
7.0x10
8.0x10
9.0x101.0x10渗透系数k （c m /s ）
孔隙比e
图3.22 阿哈来混合尾矿和分层尾矿的k e -的关系
Fig. 3.22 Relationship of k e - of the A halai mixed tailings and layered tailings
b.同乃混合尾矿和分层尾矿固结—渗透特性对比。
在持续水流的作用下，同乃混合尾矿和分层尾矿在不同固结压力下的孔隙比数据，如下表所示：
3.14 同乃混合尾矿和分层尾矿孔隙比与固结压力的关系数据
Tab. 3.14 Datas of void ratio and consolidation pressure of the Tong nai mixed tailings
and layered tailings
固结压力/kPa
孔隙比e
同乃混合尾矿
同乃分层尾矿
0 1.45 1.64 32.5 1.38 1.57 65 1.32 1.52 130 1.25 1.47 260 1.19 1.43 390 1.15 1.39 780
1.12
1.34
根据表3.14，绘制孔隙比与固结压力的关系曲线如图3.23所示：
孔隙比e
固结压力kpa
图3.23 同乃混合尾矿和分层尾矿的e p -关系
Fig. 3.23 Relationship of e p - of the Tong nai mixed tailings and layered tailings
不同固结压力条件下同乃混合尾矿和分层尾矿试样渗透系数试验数据如表3.15所示：
表3.15 同乃混合尾矿和分层尾矿的渗透系数与固结压力关系数据
Tab. 3.15 Datas of permeability coefficient and consolidation pressure of the Tong nai mixed
tailings and layered tailings
固结压力/kPa
渗透系数/(10-5cm/s)
同乃混合尾矿
同乃分层尾矿
0 9.3 3.1 32.5 7.2 1.57 65 5.8 1.07 130 3.9 0.7 260 2.7 0.47 390 2.3 0.26 780
1.9
0.17
根据表 3.15，绘制同乃混合尾矿和分层尾矿的渗透系数与固结压力关系曲线，如图3.24所示：
1.0x10
2.0x10
3.0x10
4.0x10
5.0x10
6.0x10
7.0x10
8.0x10
9.0x101.0x10渗透系数k （c m /s ）
固结压力kpa
图3.24 同乃混合尾矿和分层尾矿的k p -关系
Fig. 3.24 Relationship of k p - of the Tong nai mixed tailings and layered tailings
进而得到同乃混合尾矿和分层尾矿的渗透系数与孔隙比数据，如表3.16所示：
表3.16 同乃混合尾矿和分层尾矿的渗透系数与孔隙比关系数据
Tab. 3.16 Datas of permeability coefficient and void ratio of the Tong nai mixed tailings and
layered tailings 同乃混合尾矿 孔隙比e
1.45 1.38 1.32 1.25 1.19 1.15 1.12 渗透系数k /（10-5cm/s ）
9.3 7.2 5.8 3.9
2.7
2.3
1.9 同乃分层尾矿
孔隙比e
1.64 1.57 1.52 1.47 1.43 1.39 1.34 渗透系数k /（10-5cm/s ）
3.1
1.57
1.07
0.7
0.47 0.26
0.17
根据表3.16，绘制同乃混合尾矿和分层尾矿渗透系数与孔隙比关系曲线，如图3.25所示：
1.0x10
2.0x10
3.0x10
4.0x10
5.0x10
6.0x10
7.0x10
8.0x10
9.0x101.0x10渗透系数k （c m /s ）
孔隙比e
图3.25 同乃混合尾矿和分层尾矿的k e -关系
Fig. 3.25 Relationship of k e - of the Tong nai mixed tailings and layered tailings
③阿哈来、同乃混合尾矿和分层尾矿渗透特性分析
以上四种尾矿样的渗透系数与孔隙比的关系均可采用高斯曲线拟合，如图3.22和3.25所示，方程如下：
阿哈来混合尾矿k e -曲线拟合方程：
(
)()(
)()
2
2
67.0003.2467.00003.0200001.0+-???+=e k π
（3.20）
阿哈来分层尾矿k e -曲线拟合方程：
(
)()()()
2
2
483.0987.14483.00007
.02000005.0+-???+=e k π
（3.21）
同乃混合尾矿k e -曲线拟合方程：
(
)()()()
2
2
46.0613.1446.000006
.02000008.0+-???+=e k π
（3.22）
同乃分层尾矿k e -曲线拟合方程：
(
)()()()
2
2
504.0189.24504.00002
.020000009.0+-???+=e k π （3.23）
由表3.12和表3.15可知，阿哈来、同乃混合尾矿的渗透系数分别远大于阿哈来、同乃分层尾矿的渗透系数。混合尾矿整体渗透系数均一，分层尾矿由于各层粒径从下到上依次增大，导致其渗透系数由下到上逐渐增大。最底层粒度很小，其渗透系数非常小，虽然厚度不是很大，但足以使整体的尾矿试样渗透系数减小很多。根据《水利水电工程地质勘察规范》[77]可知阿哈来分层尾矿和同乃分层尾矿随着固结压力的增大，其渗透性能由弱透水降至微透水，同时同乃分层尾矿的渗透系数远小于阿哈来分层尾矿的渗透系数。说明分层尾矿的整体渗透系数亦和颗粒整体的粒度大小有关。
尾矿库内尾矿的固结程度由尾矿坝顶向上游方向逐渐降低，尾矿的粒度也是向上游方向逐渐减小。就渗透系数的平均值而言，尾矿坝坝顶处的渗透系数最大，往库内逐渐减小，所以尾矿坝内的尾矿渗透特性既是非均质的，总体上又是渐变的。随着滩面上堆积尾矿荷载的不断增加，下部尾矿在堆积荷载增加的过程中逐渐固结。在尾矿坝的垂直剖面上，由于尾矿堆积的厚度不同，固结压力也不同。上部的压力小，则固结程度低，渗透性好；下部的压力大，则固结程度高，渗透性差。因此，尾矿的渗透特性又是随时间和荷载而变化的。
层状分布结构使尾矿的粒度分布、固结特征和渗透特性的关系更加复杂，整体趋势是使尾矿在垂直方向上的渗透系数较水平方向小约10倍，这对尾矿库的
渗流必将产生巨大影响。
《土工试验规程》(SL237-1999)土力学简版要点
土力学实验指导书 目录 土力学实验的目的 (1) 一、颗粒分析试验 (1) [附1-1]筛析法 (1) [附1-2]密度计法（比重计法） (2) 二、密度试验（环刀法） (5) 三、含水率试验（烘干法） (5) 四、比重试验（比重瓶法） (6) 五、界限含水率试验 (8) 液限、塑限联合测定 (8) 六、击实试验 (10) 七、渗透试验 (11) [附7-1]常水头试验（70型渗透仪） (11) [附7-2]变水头试验（南55型渗透仪） (12) 八、固结试验（快速法） (13) 九、直接剪切试验 (15) 十、相对密度试验 (16) 十一、无侧限抗压强度试验 (18) 十二、无粘性土休止角试验 (19) 十三、三轴压缩试验 (20)
土力学实验指导书 《土力学实验》的目的 土力学试验是在学习了土力学理论的基础上进行的，是配合土力学课程的学习而开设的一门实践性较强的技能训练课。根据教学计划的需要，安排试验内容，以突出实践教学，突出技能训练。 试验课的目的：一、是加强理论联系实际，巩固和提高所学的土力学的理论知识；二、是增强实践操作的技能；三、是结合工程实际，让学生掌握土工试验的全过程和运用实验成果于实际工程的能力。 《土力学实验》的内容及要求 土力学实验指导书是依据中华人民共和国水利部发布《土工试验规程》（SL237－1999）规范编写的。根据教学大纲要求，安排下列实验项目。也可根据实验学时选做。 一、颗粒分析试验 [附1－1] 筛分法 （一）试验目的 测定干土各粒组占该土总质量的百分数，以便了解土粒的组成情况。供砂类土的分类、判断土的工程性质及建材选料之用。 （二）试验原理 土的颗粒组成在一定程度上反映了土的性质，工程上常依据颗粒组成对土进行分类，粗粒土主要是依据颗粒组成进行分类的，细粒土由于矿物成分、颗粒形状及胶体含量等因素，则不能单以颗粒组成进行分类，而要借助于塑性图或塑性指数进行分类。颗粒分析试验可分为筛析法和密度计法，对于粒径大于0.075mm的土粒可用筛析法测定，而对于粒径小于0.075mm的土粒则用密度计法来测定。筛析法是将土样通过各种不同孔径的筛子，并按筛子孔径的大小将颗粒加以分组，然后再称量并计算出各个粒组占总量的百分数。 （三）仪器设备 1．标准筛：孔径10、5、2、1.0、0.5、0.25、0.075mm； 2．天平：称量1000g，分度值0.1g； 3．台称：称量5kg，分度值1g； 4．其它：毛刷、木碾等。 （四）操作步骤 1．备土：从大于粒径0.075mm的风干松散的无粘性土中，用四分对角法取出代表性 的试样。 2．取土：取干砂500g称量准确至0.2g。 3．摇筛：将称好的试样倒入依次叠好的筛，然后按照顺时针或逆时针进行筛析。振摇时间一般为10～15分钟。 4．称量：逐级称取留在各筛上的质量。 （五）试验注意事项 1．将土样倒入依次叠好的筛子中进行筛析。 2．筛析法采用振筛机，在筛析过程中应能上下振动，水平转动。 3．称重后干砂总重精确至 2g。 （六）计算及制图 1．按下列计算小于某颗粒直径的土质量百分数：
中国矿业大学矿山岩石力学知识点
矿山岩石力学知识要点 1 Rock mechanics and mining engineering (1)岩石力学定义/definition of rock mechanics ：(P1) (2)岩石力学固有复杂/inherent complexities in rock mechanics ：(P2-4)rock structure/岩石内部普遍存在岩石结构面，size effect ，tensile strength ，effect of groundwater ，weathering (3)岩石力学项目实施过程/implementation of a rock mechanics program ：(P7-9)(Fig ．1．3)通常按照下列五个方面依次进行，即Site characterization/，mine model formulation ，design analysis ，rock performance monitoring ，retrospective analysis ，而基于现场实测的反分析结果又进一步指导进行必要的、新的Site characterisation ，mine model formulation 和designanalysis ，改善实施效果。 2 Stress and infinitesimal strain (1)应力/stress ：(P10)the intensity of internal forces set up in a body under the influence of a set of applied surface forces ． (2)正应力/normal stress component ：(P11)应力在其作用截面的法线方向的分量。 (3)剪应力/shear stress component ：(P11)应力在其作用截面的切线方向的分量。 (4)体力：分布在物体体积内的力。 (5)面力：分布在物体表面上的力。 (6)内力：物体本身不同部分之间相互作用的力。 (7)正面：外法线沿着坐标轴的正方向的截面。正面上的应力分量与坐标轴方向一致为正，反之为负。 (8)负面：外法线是沿着坐标轴的负方向的截面。负面上的应力分量与坐标轴方向相反为正，反之为负。 (9)应力变换公式/stress transformation equation ：(P 15) 22 2ll lm 2() ()()()x xx y yy z zz x y xy y z yz z x zx x x xx y y yy z z zz x y y x xy y z z y yz z x x z zx l l l l l l l l l l m l m l m l m l m l m l m l m l m σσσσσσσσσσσσσσ=+++++=++++++++ (9)主平面/principle plane ：(P15)单元体剪应力等于零的截面。 (1 0)主应力/principle stress ：(P15)主平面上的正应力。 (11)三维主应力方程与应力不变量：(P16) 321231222222230 ()2() P P P xx yy zz xx yy yy zz zz xx xy yz zx xx yy zz xy yz zx xx yz yy zx zz xy I I I I I I σσσσσσσσσσσσσσσσσσσσσσσσσσσ-+-=?=++??=+++++??=+-++?? σ1,σ2,σ3 in order of decreasing magnitude,and are identified respectively as the major ，intermediate and minor principal stresses/最大主应力、中间主应力和最小主应力． (12)主应力之间相互正交条件：1212120x x y y z z λλλλλλ++= (13)静水应力分量与主偏应力分量/hydraulic component and major principle deviator stress ：(P17-18) 1112233,,,3 m m m m I S S S σσσσσσσ==-=-=- (14)静力平衡方程/differential equations of static equilibrium ：(P19)；
土力学实验报告
园林学院 土力学实验报告 学生姓名 学号2009041001 专业班级土木工程091 指导教师李西斌 组别第三组 成绩
实验目录 前言 (1) 实验一含水量试验 (2) 实验二密度实验 (5) 实验三液限和塑限试验 (7) 实验四固结试验 (13) 实验五直接剪切试验 (18)
前言 土是矿物颗粒所组成的松散颗粒集合体，其物理力学性质与其他材料不同；土力学是利用力学的基本原理和土工试验技术来研究土的强度和变形及其规律性的一门应用学科。 土的天然含水率、击实性、压缩性、抗剪强度是水利工程中的四大问题，他们的好坏与否直接关系到水利工程的经济效益与安全问题，因此在工程中作好土料的指标实验，确定出相应标对水利工程具有十分重要的意义。
实验一 含水量试验 一、概述 土的含水率 是指土在温度105~110℃下烘干至恒量时所失去的水质量与达 到恒量后干土质量的比值，以百分数表示。 含水率是土的基本物理性质指标之一，它反映了土的干、湿状态。含水率的变化将使土物理力学性质发生一系列变化，它可使土变成半固态、可塑状态或流动状态，可使土变成稍湿状态、很湿状态或饱和状态，也可造成土在压缩性和稳定性上的差异。含水率还是计算土的干密度、孔隙比、饱和度、液性指数等不可缺少的依据，也是建筑物地基、路堤、土坝等施工质量控制的重要指标。 二、实验原理 土样在在105℃～110℃温度下加热，土中自由水会变成气体挥发，土恒重后， 即可认为是干土质量s m ，挥发掉的水分质量为w s m m m =-。 三、实验目的 测定土的含水量，供计算土的孔隙比、液性指数、饱和度等不可缺少的一个基本指标。并查表可确定地基土的允许承载力 四、实验方法 含水率实验方法有烘干法、酒精燃烧法、比重法、碳化钙气压法、炒干法等，其中以烘干法为室内实验的标准方法。在此仅用烘干法来测定。 烘 烘干法是将实样放在温度能保持105~110℃的烘箱中烘至恒量的方法，是室内测定含水率的标准方法。 （一）仪器设备 （1）保持温度为105~110℃的自动控制电热恒温烘箱； （2）称量200g 、最小分度值0.01g 的天平； （3）玻璃干燥缸；
一些土力学试验实验
实验一：密度试验（环刀法） 一、概述 土的密度ρ是指土的单位体积质量，是土的基本物理性质指标之一，其单位为g/cm3。土的密度反映了土体结构的松紧程度，是计算土的自重应力、干密度、孔隙比、孔隙度等指标的重要依据，也是挡土墙土压力计算、土坡稳定性验算、地基承载力和沉降量估算以及路基路面施工填土压实度控制的重要指标之一。土的密度一般是指土的天然密度。 二、试验方法及原理 密度试验方法有环刀法、蜡封法、灌水法和灌砂法等。对于细粒土，宜采用环刀法；对于易碎、难以切削的土，可用蜡封法，对于现场粗粒土，可用灌水法或灌砂法。环刀法就是采用一定体积环刀切取土样并称土质量的方法，环刀内土的质量与环刀体积之比即为土的密度。 1．仪器设备 (1)恒质量环刀：内径6. 18cm(面积30cm2）或内径7. 98cm(面积50cm2），高20mm，壁厚1.5mm； (2)称量500g、最小分度值0. 1g的天平； (3)切土刀、钢丝锯、毛玻璃和圆玻璃片等。 2. 操作步骤 (1) 按工程需要取原状土或人工制备所需要求的扰动土样，其直径和高度应大于环刀的尺寸，整平两端放在玻璃板上。 (2) 在环刀内壁涂一薄层凡士林，将环刀的刀刃向下放在土样上面，然后用手将环刀垂直下压，边压边削，至土样上端伸出环刀为止，根据试样的软硬程度，采用钢丝锯或修土刀将两端余土削去修平，并及时在两端盖上圆玻璃片，以免水分蒸发。
(3)擦净环刀外壁，拿去圆玻璃片，然后称取环刀加土质量，准确至0. 1g。 环刀法试验应进行两次平行测定，两次测定的密度差值不得大于0.03 g/cm3.，并取其两次测值的算术平均值。 实验二：含水率试验（烘干法） 一、概述 土的含水率是指土在温度105-110℃下烘到衡量时所失去的水质量与达到恒量后干土质量的比值，以百分数表示。 二、试验方法及原理 含水率试验方法有烘干法、酒精燃烧法、比重法、碳化钙气压法、炒干法等，其中以烘干法为室内试验的标准方法。烘干法是将试样放在温度能保持105~110℃的烘箱中烘至恒量的方法，是室内测定含水率的标准方法。 1．仪器设备 (1)保持温度为105110℃的自动控制电热恒温烘箱或沸水烘箱、红外烘箱、微波炉等其他能源烘箱； (2)称量200g、最小分度值0. 0lg的天平； (3)装有干燥剂的玻璃干燥缸； (4)恒质量的铝制称量盒。 2．操作步骤 (1)从土样中选取具有代表性的试样15~30g（有机质土、砂类土和整体状构造冻土为50g)，放人称量盒内，立即盖上盒盖，称盒加湿土质量，准确至0. 0lg。 (2)打开盒盖，将试样和盒一起放人烘箱内，在温度105^-110℃下烘至恒量。试样烘至恒量的时间，对于粘土和粉土宜烘8~10h，对于砂土宜烘6~8h。对于有机质超过干土质量5％的土，应将温度控制在65~70℃的恒温下进行烘干。 (3)将烘干后的试样和盒从烘箱中取出，盖上盒盖，放人干燥器内冷却至室温。 (4)将试样和盒从干燥器内取出，称盒加干土质量，准确至0. 0lg。 烘干法试验应对两个试样进行平行铡定，并取两个含水率测值的算术平均值。当含水率小于40％时，允许的平行测定差值为1％；当含水率等于、大于40%时，允许的平行测定差值为2％。 实验三：土的压缩、固结试验 一、概述 标准固结试验就是将天然状态下的原状土或人工制备的扰动土，制备成一定规格的土样，然后在侧限与轴向排水条件下测定土在不同荷载下的压缩变形，且试样在每级压力下的固结稳定时间为24h。 二、试验方法与原理 1. 仪器设备 (1) 固结容器。由环刀、护环、透水板、加压上盖等组成，土样面积30cm2或50cm2，高度2cm。 (2）加荷设备。可采用量程为5～l0kN的杠杆式、磅秤式或气压式等加荷设备。 (3) 变形量测设备。可采用最大量程l0mm, 最小分度值0.0lmm的百分表，也可采用一准确度为全量程0. 2％的位移传感器及数字显示仪表或计算机。
2020土木工程专业毕业自我鉴定
土木工程专业毕业自我鉴定(一) 转眼间大学生活即将画上句号，回首这段美好的时光，往事历历在目。大学期间，我始终以提高自身的综合素质为目标，以提高自我的全面发展为努力方向，注重在细节中锻炼自己的实践能力和树立正确的人生观、价值观和世界观。 “业精于勤而荒于嬉，行成于思而毁于随”是我大学期间学习和工作的动力，因此我很珍惜这次难得的学习机会。学习中能正确处理“工”学矛盾，按照学校的有关规定，利用上课和业余时间学习好各门课程，通过二年半的学习，现已认真完成了《中国近代史纲要》、《建筑力学》、《管道工程估价》、《工程项目管理与施工组织》、《装饰工程估价》、《施工企业会计》、《建筑法规与合同管理》、《工程经济》、《工程项目管理》等门课程和课程设计，学习期间，无一例补考。学习和工作，理论和实际相互补充，也使我的知识更加丰富，自然工作也有很大的提高。 在校期间，通过《中国近代史纲要》、《马克思主义基本原理》等课程的学习，老师用真心话语和精彩的分析让我在原有认知的基础上对马列主义，毛泽东思想以及在我国现代化建设中发挥的中大作用有了更深入和真实的认识。从思想上，行动上，深深感觉到自己的基础知识有所不足，在以后的生活中，我要更加努力地学习党的知识，关心实事和党的政策;同时从小事做起，遵守国家的法律法规及各项规章制度，积极上进，勇于批评与自我批评，用党员的标准要求自己。 大学校园就是一个大家庭。在这个大家庭中，老师是我们的长辈，所以我对他们尊敬有加，同时老师又是我们的朋友，时常进行交流，同学们就像兄弟姐妹，我们一起学习，一起娱乐，互帮互助，和睦的相处。集体生活使我懂得了要主动去体谅别人和关心别人，也使我变得更加坚强和独立。 毕业，就要离开了，但我会永远记得这段美好的求学经历。是这里培养教育了我，这里是我扬帆起航的起点，我要从这里续写我人生的新篇章。 土木工程专业毕业自我鉴定(二) 通过几年的学习，本人掌握工程力学、流体力学、岩土力学的基本理论，掌握工程规划与选型、工程材料、结构分析与设计、地基处理方面的基本知识，掌握有关建筑机械、电工、工程测量与试验、施工技术与组织等方面的基本技术。 具有工程制图、计算机应用、主要测试和试验仪器使用的基本能力，具有综合应用各种手段(包括外语工具)查询资料、获取信息的初步能力; 了解土木工程主要法规，具有进行工程设计、试验、施工、管理和研究的初步能力。在校学习期间，我热爱社会主义，拥护中国共产党和他的领导。自觉遵守国家的法律和学校的纪律。积极参加各种校内党校活动，向党组织靠拢，并取得了党校结业证书。在学校里，我积极参加各种集体活动，并为集体出谋献策。时刻关心同学，与大家关系融洽。 在课余生活中，我还坚持培养自己广泛的兴趣爱好，坚持体育锻炼，使自己始终保持在
土力学实验报告
土力学 实验报告 姓名 班级 学号
含水量实验 一、实验名称：含水量实验 二、实验目的要求 含水量反映了土的状态，含水量的变化将使土的一系列物理力学性质指标 也发生变化。测定土的含水量，以了解土的含水情况，是计算土的孔隙比、液性指数、饱和度和其他物理力学性质指标不可缺少的一个基本指标。 三、试验原理 土样在100~105℃温度下加热，途中自由水首先会变成气体，之后结合水也会脱离土粒的约束，此时土体质量不断减少。当图中自由水和结合水均蒸发脱离土体，土体质量不再变化，可以得到固体矿物即土干的重。土恒重后，土体质量即可被认为是干土质量m s ，蒸发掉的水分质量为土中水质量m w =m-m s 。 四、仪器设备 烘箱、分析天平、铝制称量盒、削土刀、匙、盛土容器等。 五、试验方法与步骤 1.先称量盒的质量m 1，精确至0.01g 。 2.从原状或扰动土样中取代表性土样15~30g （细粒土不少于15g ，砂类土、有机质土不少于50g ），放入已称好的称量盒内，立即盖好盒盖。 3.放天平上称量，称盒加湿土的总质量为m 0+m ，准确至0.01g 。 4.揭开盒盖，套在盒底，通土样一样放入烘箱，在温度100~105℃下烘至质量恒定。 5.将烘干后的土样和盒从烘箱中取出，盖好盒盖收入干燥器内冷却至室温。 6.从干燥器内取出土样，盖好盒盖，称盒加干土质量m 0+m s （准确至0.01g ） 。 六、试验数据记录与成果整理 含水量试验（烘干法）记录 计算含水量：%100) () ()(000?++-+= s s m m m m m m w 实验日期 盒质量 m 0/g 盒+湿土质 量（m 0+m ）/g 盒+干土质 量（m 0+m s ） /g 水质量/g 干土质量m s /g 含水量w/% 1 2 3 4=2-3 5=3-1 4/5
最新土力学与地基基础实验
土力学与地基基础实 验
《土力学与地基基础》实验指导书深圳大学建工学院土木工程系
一、颗粒分析试验 （筛分法） （一）试验目的 测定干土各粒组占该土总质量的百分数，以便了解土粒的组成情况。供砂类土的分类、判断土的工程性质及建材选料之用。 （二）试验原理 土的颗粒组成在一定程度上反映了土的性质，工程上常依据颗粒组成对土进行分类，粗粒土主要是依据颗粒组成进行分类的，细粒土由于矿物成分、颗粒形状及胶体含量等因素，则不能单以颗粒组成进行分类，而要借助于塑性图或塑性指数进行分类。颗粒分析试验可分为筛析法和密度计法，对于粒径大于0.075mm的土粒可用筛析法测定，而对于粒径小于0.075mm的土粒则用密度计法来测定。筛析法是将土样通过各种不同孔径的筛子，并按筛子孔径的大小将颗粒加以分组，然后再称量并计算出各个粒组占总量的百分数。 （三）仪器设备 1．标准筛：孔径10、5、2、1.0、0.5、0.25、0.075mm；（见附图1） 2．天平：称量1000g，分度值0.1g； 3．台称：称量5kg，分度值1g； 4．其它：毛刷、木碾等。 （四）操作步骤 1．备土：从大于粒径0.075mm的风干松散的无粘性土中，用四分对角法取出代表性的试样。2．取土：取干砂500g称量准确至0.2g。 3．摇筛：将称好的试样倒入依次叠好的筛，然后按照顺时针或逆时针进行筛析。振摇时间一般为10～15分钟。
4．称量：逐级称取留在各筛上的质量。 （五）试验注意事项 1．将土样倒入依次叠好的筛子中进行筛析。 2．筛析法采用振筛机，在筛析过程中应能上下振动，水平转动。 3．称重后干砂总重精确至 2g 。 （六）计算及制图 1．按下列计算小于某颗粒直径的土质量百分数： 100A B m X m = ? 式中： X —小于某颗粒直径的土质量百分数，%； m A —小于某颗粒直径的土质量，g ； m B —所取试样的总质量（500g ）。 2．用小于某粒径的土质量百分数为纵坐标，颗粒直径（mm ）的对数值为横坐标，绘制颗粒大小分配曲线。
土力学学习心得与总结.docx
土力学是工程力学专业的一门专业课，经过2个多月的学习，我对专业知识有了新的理解和掌握。为了巩固所学的理论知识，提高同学之间的合作能力与动手能力，学校为我们专业开设土力学实验课程。土力学实验我们供选作了5个有代表性的实验，分别是:1、颗粒分析试验2、界限含水率（稠度）试验3、渗透试验4、压缩试验5、直接剪切试验。 我们做试验的顺序基本上是和理论课程同步的。我们首先做的实验是颗粒分析试验。粒分析试验是测定干土中各颗粒含量占该土总质量的百分数，土的大小、级配和粒组含量是土的工程分类的重要依据。由于我们选用的土粒粒径小于0.075mm，因此我们选用了密度计法。这次试验做起来还算是比较轻松，但处理数据却有一定的困难，这个也是土力学试验这一门课的比较明显的特点。这次土力学试验规范了我写试验报告的模式，相比这对于以后我写报告会有很大的帮助。为了更好的将土的液塑限指标和土的含水率联系起来，我们又做了界限含水率（稠度）试验。这个试验在处理数据时要注意用电子天平测出的是土和盒子的质量，因此，要减去盒子的质量才能的出土的质量。 为了让我们进一步的体验土的渗透性这一个特点，我们又做了渗透试验。这个试验是基于达西定律建立起来的理论。经过理论的推导可以得知渗流速度是和土的渗透系数和水力梯度有关的，根据土的种类的不同，我们选用了常水头试验和变水头试验两个试验方案。这个试验也提高了我们的团队协作能力。 压缩试验相对来说是比较简单的一个试验。这个试验和最后一个直接剪切试验有点相似。在做直接剪切试验中要注意有一个步骤是把销钉去掉后才加载的，结果我们忘记了去销钉，幸亏老师的提醒，我们才把这个错误改过来。做试验要讲究一个认真仔细。 以上是我对这一学期土力学试验的一个小结，我从这次总结中也学到了好多东西。总的来说，土力学试验对我的提高还是很大的。
岩土力学总复习
岩土力学总复习内容与要求 第一部分土体力学 绪论 第1章土体中的应力 第2章地基变形计算 第3章土压力理论 第4章土的抗剪强度与地基承载力 第5章土坡稳定性分析 第二部分岩体力学 绪论 第1章岩块、结构面、岩体的地质特性简介 第2章岩石(块)的物理、水理与热学性质 第3章岩块(石)的变形与强度 第4章结构面的变形与强度 第5章岩体的力学性质 第6章岩体中的天然应力 第7章地下洞室围岩稳定性分析 第8章岩体边坡稳定性分析 符号说明： ◆掌握(含记住) ▲理解 △了解 第一部分土体力学 绪论 ◆土力学的研究对象、研究内容、研究任务及土体的工程特性(与一般连续体相比) ▲土体在工程建筑中的三种用途 第1章土体中的应力 §1.1 概述 ▲地基附加应力σz是引起地基变形破坏的根源 §1.2 土体的自重应力(σcz) ◆σcz的概念 ◆σcz的计算方法(含有地下水与不透水层的情况)
§1.3 基底压力(p)与基底附加压力(p 0) ◆p 、p 0的概念 ◆影响p 的因素有哪些？ ◆计算、的已知斜向偏心荷载竖向偏心荷载竖向中心荷载0p p e ??????? ??????，P13式1-14要求记住。 )B 6e (1A P P max min ±= §1.4 地基中的附加应力(σz ) ◆布氏解的假设前提及其适用范围 ◆局部荷载下σz 的影响因素 ◆矩形基础在?? ???竖向梯形荷载竖向三角形荷载竖向均布荷载 下σz 的计算 其中注意B 边的取法与角点法、等效均布荷载法的应用 ◆条基均布荷载与三角形荷载下σz 的计算 ◆圆形基础均布荷载与三角形荷载下σz 的计算(前者r 范围，后者基底投影内) 说明：σz 计算中，地基附加应力系数可查表！若遇到，会给出表。 ◆非均质地基中的附加应力集中现象与附加应力扩散现象及其概念 第2章 地基变形计算 §2.1 概述 ◆地基变形按成因的分类 ◆地基变形按计算原理的主要方法 §2.2 分层总和法(应力比法) ◆计算原理与主要计算步骤 ▲具体计算方法 §2.3 规范法 ◆计算原理与计算步骤 ▲具体计算方法 ▲平均附加应力系数的含义 △规范法的优点 §2.4 相邻荷载对地基变形的影响 ▲采用分区后叠加法 §2.5 e-lg σ法(考虑应力历史法) ◆正常固结土、超固结土、欠固结土变形计算中的压缩、再压缩与压缩指数
2土力学与地基基础考试试题及答案
土力学与地基基础 一、填空题 1. 土的稠度状态依次可分为（固态），（半固态），（可塑态），（流动态），其界限含水量依次是（缩限），（塑限），（液限）。 2. 土的天然容重、土粒相对密度、土的含水界限由实验室直接测定，其测定方法分别是（环刀法），（比重瓶法），（烘干法）。 3. 桩按受力分为（端承桩）和（摩擦桩）。 4. 建筑物地基变形的特征有（沉降量）、（沉降差）、（局部倾斜）和倾斜四种类型。 5 .天然含水量大于（液限），天然孔隙比大于或等于（1.5 ）的粘性上称 为淤泥。 6. 土的结构分为以下三种：（单粒结构）、（蜂窝状结构）、（絮状结构）。 7. 附加应力自（外荷引起的应力）起算，自重应力自（自重引起的应力）起算。 8. 土体受外力引起的压缩包括三部分（固相矿物本身的压缩）、（土中液相水的压缩）、（土中孔隙的压缩）。 1、地基土的工程分类依据为《建筑地基设计规范》，根据该规范，岩土分为（岩石）、（碎石土）、（砂土）、（粉土）、（粘性土）和（人工填土）。 2、地基的极限荷载指（地基剪切破坏发展即将失稳时所能承受的极限荷载）。 3、根据工程（工程重要性）等级、（场地复杂程度）等级和（地基复杂程度）等级，可将岩土工程勘察等级分为甲级、乙级和丙级。 4、按桩的制作分类，可分（预制桩）和（灌注桩）两类。 5、桩身中性点处的摩察力为（ 0 ）。 6、土的颗粒级配是指组成土颗粒的搭配比例，可以用颗粒级配曲线表示。其中横坐标代表（粒径），纵坐标代表（小于某粒质量占全部土粒质量的百分比）。 7、土的稠度状态依次可分为（固态），（半固态），（可塑态），（流动态），其界限含水量依次是（缩限），（宿限），（液限）。 8、附加应力自（外荷引起的应力）起算，自重应力自（自重引起的应力）起算。 9、最优含水率是指（在压实功能一定条件下 , 土最易于被压实、并能达到最大密度时的含水量）。 二、选择题 1. 建筑物施工速度较快，地基土的透水条件不良，抗剪强度指标的测定方法 宜选用( A )。 (A)不固结不排水剪切试验(B)固结不排水剪切试验(C)排水剪切试验(D)直接剪切试验
地质类各个专业介绍
专业名称：地下水科学与工程 开设课程：地下水科学概论、地下水水力学、地下水水化学、地下水工程 概论、岩土环境工程、地下水资源评价与开发利用、岩土力学、地质灾害 与防治以及数学物理方法、第四纪地质与地貌、综合地质学等。 实践：包括专业认识实习、专业生产实习、毕业实习、专业课程设计、毕业设计（论文）等。 培养目标：本专业旨在培养德、智、体全面发展，具备较扎实的基础理论知识又具有较宽的地下水科学基础理论、基本知识和技能的素质高、有创新精神，适合21世纪社会经济发展需要的高级专门人才。 培养要求：本专业培养学生掌握地下水科学与工程学的基本理论和方法，具备本专业科学研究的技能与能力。 毕业生的知识与能力：1.通过四年的学习，毕业生具有扎实的数理基础知识；四级以上的英语水平；2.掌握计算机基础理论和基本操作，具备一定的编程能力；接受工程制图、科学运算、实验与测试等方面的基本训练，具有较好的人文社会科学素质；3.具有良好的体魄和健康的身心及一定的军事基本知识；4.系统掌握地下水与工程的基本理论和文献检索、资料查询的方法；5.受到应用基础研究和技术开发方面的科学思维和科学试验训练、具有良好的科学素养；6.初步具备地下水资源评价、勘探、开发、管理以及工程地质、地质灾害的勘查、规划、设计、施工和治理的能力，了解地下水科学与资源工程的发展动向，具有独立分析和解决实际问题的基本能力。 授予学位：工学学士 就业方向：毕业生可在国土资源、水利、城建、环保、煤炭、冶金、交通等部门的相关单位（如水利勘察设计研究院、电力设计研究院、煤炭设计研究院、建筑设计研究院、地热开发设计院及各种工程施工单位等）以及中外合资企业、教育部门、部队的相关领域从事与地下水科学与工程的科研、教学、管理、设计和生产等方面的工作。 专业名称：地质工程
土力学试验指导书之-直剪试验
试验项目三 直剪试验 试验目的： 测定土样在不同正压力下的抗剪强度指标——内摩擦角和粘聚力，为估算地基承载力、评价地基及土坡的稳定性、计算挡土墙土压力等提供必需的资料。 试验方法： 通常采用4个试样，分别在不同的垂直压力p下，施加水平剪切力进行剪切，测得剪切破坏时的剪应力τ。然后根据库仑定律确定土的抗剪强度指标：内摩擦角φ和粘聚力c。 根据试验时的剪切速率和排水条件不同，直接剪切试验可分为：快剪、固结快剪和慢剪三种方法。试验方法的选择，原则上应该尽量模拟工程的实际情况，如施工情况，土层排水条件等(学生试验一般采用快剪方法)。 试验指导书： 直接剪切试验 一、目的 1、掌握应变控制式直剪仪快剪的操作方法； 2、测定土样在不同正压力下的抗剪强度并确定土的内摩擦角和内聚力； 3、巩固抗剪强度的理论概念。 二、试验原理 当地基上施加外荷载后，如取出一单元体来分析 时，在单元体任意角度a的平面上（主应力面除外）， 如图7-1上m－n平面，作用着法向应力σn和剪应
力τn,而剪应力有使m-n面以上土体向左滑动的趋势。因此，土颗粒之间的阻力便要阻止它滑动，这阻力称为抗剪强度τf。 因此，剪应力τn和抗剪强度τf在不同的荷载作用下有可能出现下列三种情况： ⑴当荷载较小时，τn<τf，土体尚处于弹性压缩阶段，土体内尚未形成剪切滑动面； ⑵当荷载继续增加，使τn＝τf，这时土体内已开始形成剪切滑动面；但尚未滑动而是处于极限平衡状态。从理论上说只要外载稍有增加，土体内某面m-n上便开始剪切滑动。 ⑶如荷载继续加大，使τn>τf，这时剪应力超过土的抗剪强度（实际这是不可能的，因当τn>τf时土中应力将重分配），直至在土体内某一面上的剪应力大于抗剪强度时，便形成了剪切滑动面，使土体沿滑动面滑动。 而在工程上所关心的是土体在什么情况下处于极限平衡状态，如何求得土的抗剪强度。 剪切试验便是解决这个问题，可在同一种土样上施加不同的法向力，进行剪切，将剪切破坏时的剪应力作为土的抗剪强度。按照库伦定律，剪应力与法向应力近似成线性关系。因此可根据不同的法向应力和相应的抗剪强度得τf～σn曲线。同时该曲线可用直线来代替，在直线上任意一点的纵坐标表示在土体内某一个平面处于极限平衡状态时土的抗剪强度。三、主要仪器设备
岩土力学 作业 答案
中央广播电视大学人才培养 模式改革与开放教育试点 岩土力学 形成性考核手册 学生姓名： 学生学号： 分校班级： 中央广播电视大学编制
使用说明 本考核手册是中央广播电视大学水利水电工程专业“岩土力学”课程形成性考核的依据，与《岩土力学》教材（主编刘汉东，中央广播电视大学出版社出版）配套使用。 形成性考核是课程考核的重要组成部分，是强化教学管理，提高教学质量，反馈学习信息，提高学员综合素质和能力的重要保证。 “岩土力学”课程是水利水电工程专业的主要专业基础课，其特点是既具有丰富的理论，又具有很强的实践性，而且基本概念多，公式多，系数多，学员有时感到抓不住重点。通过形成性考核有助于学员理解和掌握本课程的基本概念、基本理论、基本计算方法，明确应掌握的课程重点。同时，形成性考核对于全面测评学员的学习效果，督促和激励学员完成课程学习，培养学员自主学习和掌握知识的能力也具有重要作用。 本课程以计分作业方式进行形成性考核。全部课程要求完成4次计分考核作业，分别对应于文字教材的1~3章、4~6章、7~9章和10~12章。学员应按照教学进度按时完成各次计分作业，教师根据学员完成作业的情况评定成绩，每次作业以100分计，并按4次作业的平均成绩计算学员的形成性考核成绩。 形成性考核成绩占课程总成绩的20%，终结性考试成绩占课程总成绩的80%。课程 总成绩满分为100分，60分为及格。 2004年3月10日
岩土力学作业一 说明：本次作业对应于文字教材1至3章，应按相应教学进度完成。 一、填空题（每空1分，共计25分） 1．工程上常用的土的密度有湿密度、饱和密度、浮密度和干密度。 2．土是由固相、气相、和液相三部分组成。 3．土体的应力按引起的原因分为自重应力和附加应力两种。 4．对于天然土，OCR>1时的土是超固结土，OCR=1的土属于正常固结土，而OCR<1的土是欠固结土。 5.土的颗粒分析试验最常用的室内试验方法有筛析法和比重 计法。 6. 土体的变形可分为由正应力引起的体积变形和由剪应力引起 的形状变形。 7.按照土颗粒的大小、粒组颗粒含量把地基土分成碎石土、砂土、粉 土、粘性土和人工填土。 8.根据渗透破坏的机理，渗透破坏的形式主要有流土、管涌、接触流失和接触冲 刷。 9.控制坝基及地基的渗流，其主要任务可归结为三点：一是尽量减少渗漏量；二是提早释放渗透压力，保证地基与水工建筑物有足够的静力稳定性；三是防止渗透破坏， 保证渗透稳定性。 二、问答题（每小题5分，共计35分） 1．什么是孔隙比e、孔隙率n，二者的关系。 孔隙比为土中孔隙的体积与土粒的体积之比；孔隙率为土中孔隙的体积与土的体积之比；关系为：n=e/(1+e)，或e=n/(1-n)。 2．固结度指：在某一固结应力作用下，经某一时间t后，土体发生固结或孔 隙水应力消散的程度。 3. 在压力作用下，饱和土体固结的力学本质是什么？
考研高等土力学复习
一(b)、《高等土力学》研究的主要内容。 二、与上部结构工程相比，岩土工程的研究和计算分析有什么特点？ 三、归纳和分析土的特性。 四、简述土的结构性与成因，比较原状土与重塑土结构性强弱，并说明原因？ 五/0、叙述土工试验的目的和意义。 五/1、静三轴试验基本原理（即确定土抗剪强度参数的方法）与优点简介 五/2、叙述土体原位测试（既岩土工程现场试验）的主要用途，并介绍3种原位测试方法 五/3、粘土和砂土的各向异性是由于什么原因引起的？什么是诱发各向异性？ 五/4、介绍确定土抗剪强度参数的两种不同方法（包括设备名称），并分析其优缺点？ 五/5、什么叫材料的本构关系？在土的本构关系中，土的强度和应力-应变有什么联系？ 五/6、什么是加工硬化？什么是加工软化？请绘出他们的典型的应力应变关系曲线。 五/7、渗透破坏的主要类型？渗透变形的主要防治方法？ 五/8、沉降计算中通常区分几种沉降分量？它们的机理是什么？按什么原理对它们进行计算？ 六、阐述土工参数不确定性的主要来源和产生原因？ 七、岩土工程模型试验要尽可能遵守的原则？ 八、何谓土的剪胀特性？产生剪胀的原因？ 九、影响饱和无粘性土液化的主要因素有哪些？举出4种判断液化的方法。 十、刚性直剪试验的缺点并提出解决建议？ 十一、列举一个土工试验在工程应用中的实例，并用土力学理论解释之。 十二、叙述土工试验的目的和意义和岩土工程模型试验要尽可能遵守的原则？ 十三、土的本构模型主要可分为哪几类？邓肯-张本构模型的本质？并写出邓肯-张本构模型应力应变表达式，并在应力应变座标轴中表示。 十四、广义地讲，什么是土的本构关系？与其他金属材料比，它有什么变形特征？ 十五、在土的弹塑性本构关系中，屈服准则、硬化定理、流动法则起什么作用？ 十六、剑桥模型的试验基础及基本假定是什么？说明该模型各参数的意义及确定方法。 十七、给出应变硬化条件下，加载条件。为什么该条件在应变软化条件下不能使用 十八、土的本构模型主要可分为哪几类？何为非关联流动法则？写出基于非关联流动法则的弹塑性本构关系。
土力学实验报告(最终版)
《土力学与基础工程》 土 工 实 验 报 告 书 学院：环资学院 班级：地质1301班 姓名：郑 学号：20131140 时间：2015.11.24
目录 实验一侧限压缩实验 (3) 1实验目的 (3) 2实验原理 (3) 3仪器设备 (3) 4操作步骤 (3) 5实验数据整理 (4) 实验二直接剪切实验 (7) 1土的抗剪强度及实验方法 (7) 1.1 土的抗剪强度 (7) 1.2实验目的 (7) 1.3实验原理 (7) 2 直接剪切实验步骤 (7) 2.1 仪器设备 (7) 2.2 操作步骤 (7) 2.3 实验数据整理 (8) 三、三轴压缩实验 (10) 1实验目的 (10) 2实验原理 (10) 3实验设备 (10) 4实验步骤 (10) 5计算与绘图 (10) 6实验记录 (12) 四、实验总结 (12)
实验一 侧限压缩实验 1实验目的 通过测定变形和压力的关系或者孔隙比与压力的关系、变形和时间的关系，进而计算单位沉降量 i s 、压缩系数 v 、压缩指数c C 、压缩模量s E 。 2实验原理 实验基于构成土骨架的矿物颗粒在土体变形过程中保持刚性且竖向变形是连续的假设前提。 3仪器设备 （1）固结仪：试样面积302 cm ,高为2cm ； （2）加压设备：称量500kg~1000kg 。感量为0.2kg~0.5kg 的磅秤。 （3）百分表：量程10mm ，分度值为0.01mm ； （4）其它：钢丝锯、天平、环刀、刮土刀等。 4操作步骤 （1）制备式样：取面积为302 cm 的环刀抹上适量的凡士林并称量，记录读数为42.9g ，取原状土按一定的含水量制备试样，用环刀切取土样并用天平称量，记录数据为162.0g ； （2）土样装入固结仪器中：先装入下透水石，再将带有环刀的试样小心装入护环，在装入固结仪容器内，然后放上透水石和加压盖板，至于加压框下，对准加压框架的正中，安装量表。（透水石的湿度应尽量与试样保持一致）； （3）为保证试样与仪器上下各部件之间接触良好，应施加1KPa 预压荷载，然后调整量表归零； （4）对试样施加压力，加压等级分别为50.0、100、200、300、400、1600KPa ； （5）需要确定原状土的先期固结压力时，加压率应小于1，可采用0.5或0.25倍。最后一级压力应大于1000KPa ； （6）第一级压力的大小取决于土的软硬程度，此次实验采取50KPa ； （7）加荷后按下列时间顺序计量表读数：6”、15”、1’、2’15”、4’、6’15”、9’、12’15”、16’、20’15”、25’、30’15”、36’、42’15”、49’、64’、100’、200’、400’、23h 和24h ，至稳定为止。（中间加压等级只读数0’’、60’’即可）； （8）固结稳定标准规定为每级压力下压缩24h ； （9）整理设备，清理实验仪器。
大工《土力学与地基基础》模拟试卷 A+B 答案
一、单项选择题（本大题共10小题，每小题3分，共30分） 1、处于天然状态的砂土的密实度一般用哪一种试验来测定？( C ) A．荷载试验B．现场十字板剪切试验 C．标准贯入试验 D．轻便触探试验 2、评价下列说法的正误。( D ) ①土的渗透系数越大，土的透水性也越大，土中的水力梯度也越大 ②任何一种土，只要水力梯度足够大，就可能发生流土和管涌 ③土中一点渗流力的大小取决于该点孔隙水总水头的大小 ④渗流力的大小不仅取决于水力梯度，还与其方向有关 A．①对B．②对C．③和④对D．全不对 3、通过土粒承受和传递的应力称为( A )。 A．有效应力B．总应力C．附加应力D．孔隙水压力 1、由某土颗粒级配累计曲线得： 6012.5mm d=， 100.03mm d=，该土的不均匀系数 u c为( A )。 A．416.7 B．4167 C．2.4×10-3D．12.53 2、对无粘性土的工程性质影响最大的因素是( B )。 A．含水量B．密实度C．矿物成分D．颗粒的均匀程度 3、土透水性的强弱可用土的哪一个指标来反映？( D ) A．压缩系数B．固结系数C．压缩模量D．渗透系数 4、当各土层中仅存在潜水而不存在毛细水和承压水时，在潜水位以下土自重应力为( C )。 A．静水压力B．总应力C．有效应力，但不等于总应力D．有效应力，等于总应力 5、所谓土的固结，主要是指( B )。 A．总应力引起超孔隙水压力增长的过程B．超孔隙水压力消散，有效应力增长的过程 C．总应力不断增加D．总应力和有效应力不断增加的过程 6、下列说法中正确的是( B )。 A．土的抗剪强度与该面上的总正应力直接相关B．土抗剪强度与该面上的有效正应力成正比 C．剪切破裂面发生在最大剪应力作用面上D．破裂面与小主应力作用面夹角为45°+?/2 7、若代表土中某点应力状态的摩尔应力圆与抗剪强度包线相切，则表明土中该点( C )。 A．任一平面上的剪应力都小于土的抗剪强度B．某一平面上的剪应力超过了土的抗剪强度 C．在相切点所代表的平面上，剪应力正好等于抗剪强度D．在最大剪应力作用面上，剪应力正好等于抗剪强度8、当挡土墙后的填土处于主动极限平衡状态时，挡土墙( B )。 A．在外荷载作用下推挤墙背土体B．被土压力推动而偏离墙背土体 C．被土体限制而处于原来的位置D．受外力限制而处于原来的位置 9、对于( C )，较易发生整体剪切破坏。 A．高压缩性土B．中压缩性土C．低压缩性土D．软土 10、计算挡土墙压力时，荷载效应( D )。 A．应按正常使用极限状态下荷载效应的标准组合 B．应按正常使用极限状态下荷载效应的准永久组合 C．应按承载能力极限状态下荷载效应的基本组合，采用相应的分项系数 D．应按承载能力极限状态下荷载效应的基本组合，但其分项系数均为1.0
2016土力学实验报告详解
吉林铁道职业技术学院 土力学实验报告 班级________________ 学号：________________ 姓名：________________ 小组：
实验一土的颗粒分析实验 一、目的与适用范围 颗粒分析试验就是测定土中各种粒组所占该土总质量的百分数的试验方法，可分为筛析法和沉降分析法。其中沉降分析法又有密度计法和移液管法等。对于粒径大于0.075mm的土粒可用筛分析的方法来测定，而对于粒径小于0.075mm 的土粒则用沉降分析方法来测定。 这里我们仅对筛析法进行介绍。 二、筛析法 筛析法就是将土样通过各种不同孔径的筛子，并按筛子孔径的大小将颗粒加以分组，然后再称量并计算出各个粒组的质量占该土总质量的百分数。筛析法是测定土的颗粒组成最简单的一种试验方法，适用于粒径小于、等于60mm，大于0.075mm的土。 （一）仪器设备 1、分析筛； ①圆孔粗筛，孔径为60mm，40mm，20mm，10mm，5mm和2mm。 ②圆孔细筛，孔径为2mm，1mm，0.5mm，0.25mm，0.075mm。 2、称量1000g、最小分度值0.1g的天平；称量200g、最小分度值0.01g的天平； 3、振筛机； 4、烘箱、量筒、漏斗、研钵、瓷盘、不锈钢勺等。 （二）操作步骤 先用风干法制样，然后从风干松散的土样中，用四分法按下表称取代表性的试样，称量准确至0.1g，当试样质量超过500g时，称量应准确至1g。 筛析法取样质量
（1）将按上表称取的试样过孔径为2mm的筛，分别称取留在筛子上和已通过筛子孔径的筛子下试样质量。当筛下的试样质量小于试样总质量的10%时，不作细筛分析；当筛上的试样质量小于试样总质量的10%时，不作粗筛分析。 （2）取2mm筛上的试样倒入依次叠好的粗筛的最上层筛中，进行粗筛筛析，然后再取2mm筛下的试样倒入依次叠好的细筛的最上层筛中，进行细筛筛析。细筛宜置于振筛机上进行震筛，振筛时间一般为10~15min。 （3）按由最大孔径的筛开始，顺序将各筛取下，称留在各级筛上及底盘内试样的质量，准确至0.1g。 （4）筛后各级筛上及底盘内试样质量的总和与筛前试样总质量的差值，不得大于试样总质量的1%。 2、含有细粒土颗粒的砂土 （1）将按上表称取的代表性试样，置于盛有清水的容器中，用搅棒充分搅拌，使试样的粗细颗粒完全分离。 （2）将容器中的试样悬液通过2mm的筛，取留在筛上的试样烘至恒量，并称烘干试样质量，准确至0.1g。 （3）将粒径大于2mm的烘干试样倒入依次叠好的粗筛的最上层筛中，进行粗筛筛析。按由最大孔径的筛开始，顺序将各筛取下，称留在各级筛上及底盘内试样的质量，准确至0.1g。 （4）取通过2mm筛下的试样悬液，用带橡皮头的研杆研磨，然后再过0.075mm筛，并将留在0.075mm筛上的试样烘干至恒量，称烘干试样质量，准确至0.1g。 （5）将粒径大于0.075mm的烘干试样倒入依次叠好的细筛的最上层筛中，进行细筛筛析。细筛宜置于振筛机上进行震筛，振筛时间一般为10~15min。 （6）当粒径小于0.075mm的试样质量大于试样总质量的10%时，应采用密度计法或移液管法测定小于0.075mm的颗粒组成。 实验一土的筛分实验报告 1、实验目的： 2、实验仪器设备： 3、实验方法：