土工试验报告
学号：0330502027 姓名：胡 昕
共振柱试验
一、试验目的：
测定小应变（10～10）情况下动力参数G、D及其与?之间的关系曲线。
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二、试验原理：
圆柱形试样与激振器共同封闭在压力室内，先施加静力，固结稳定后，再在试样的一端施加扭转
激振力，改变其振动频率，可测得试样的共振频率，并根据试样的几何尺寸及端部支承条件，按下式计算压缩模量E与剪切模量G： E??V?2G??Vs2
其中： ?：土样密度 V?：压缩功率 Vs：扭转功率
土体在应力作用下共振，振幅达到最大。由共振频率、试样尺寸和两端的约束条件确定弹性波在试样中的传播速度，计算试样的G。
1．对于一端固定，一端自由的土样，其频率方程为：
FtgF?I0 IIt：自由端集中力总的转动惯量 I0：试样本身转动惯量
F?2?fnhc fn：共振频率（Hz） hc: 试样高度（cm） VsVs?G/P G：剪切模量
?2?fnhc?由上面三式可得 G????
F??剪应变：??2d? d ：试样直径 θ：试样扭转角J：对数衰减率 : 3hcJ?A1lnn NAn?1阻尼比 D?1? 2?2．对于一端固定，一端弹簧阻尼支承
轴向压力不等于侧向压力下试验，轴向加压装置对试样振动的阻尼作用不能忽略不计，所以，常用共振柱把激振器随试样扭转的附加质力，作为有弹簧与阻尼器支承，Ks为弹簧系数，Kd为阻尼系数
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土工试验报告
学号：0330502027 姓名：胡 昕
FtgF?I0??f?2?0It?1???f??????n???
f0：空机频率
It>>I0,F=tgF
2222 G?4??hcIt(f0?f0)/I0
J?A1lnn NAn?1 D?1[?s(1?s)?s?0] 2??s：对数衰减率 S：能量比
IS?tI0?f0F??f??f02???f2?f2 ?02 ??Ad(空机时) 3d1hcA：传感器距轴心d1处的位移峰值 d0：试样直径
d1：速度或加速度传感器距轴心位置
三、试验仪器：
1．TC—158型主机（垂直，扭剪力加荷装置）； 2．压力源（正、负压力、空压机真空泵）； 压力控制系统；
电气控制系统量测系统。
四、试验步骤：
1．制样，用无粘性土m=316.1g，D=5cm，H=10cm，
2．试样制成后，将激振驱动系统通过加压活塞与试样帽刚性连接。施加固结压力使试样固结。
3．选定一最小的输出电流给电磁激振器，使试样能在低应变范围内产生振动，同时调节信号发生器的输出频率，观察示波器图形，如呈现一垂直与水平轴的椭圆，则激振系统与试样产生共振，记录共振频率及放大器的峰值电压，用于计算振动幅值。然后由光线示波器的接触开关，自动切断激振器的电流，同时记录试样自由衰减运动的振动幅值和时间的关系曲线。
加大一级输出电流，重复上述过程1～3，又可测得另一共振时的各个数据，直到试样不再响应共振为止。
五、试验成果整理及分析：
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学号：0330502027 姓名：胡 昕
4?2?hc2It(fn2?f02)Ad G? ??
I03d1hc hc=10cm It=28.4kgcm
2
d1=5cm D=5cm f0=18HZ,
f021??s(1?S)?S?0? ?0?0.25 S?22 D?2?fn?f01．共振柱试验记录表格：
共振柱试验记录表格重量 316.1g 高×直径 5×10cm2 ρ=1.61 g/cm3 d1=5cmIt=28.4Kg/cm I0=md0/8=987.21×10 Kg/cm系统共振柱频率ft(Hz)68.367.365.2655957.757.3传感器位移（DX)10E-1(mm)0.0150.040.10.1450.350.460.2922-32 f0=18Hz δ0=0.25γ(10-5)0.51.333.334.8311.6715.339.67序号1234567
G (kg/cm2)79.0076.8971.8171.1057.5454.7754.112.绘制G?lg?、D?lg?关系曲线
G(Kg/cm2)90.0080.0070.0060.0050.0040.000.000001lgγ0.000010.0001G-lgγ关系曲线0.001
本次试验未得到振幅衰减曲线,故无法求得与上数据相对应的对数衰减率δ及阻尼比D及D-lgγ曲线.而采用另一实测振动衰减曲线,以说明对数衰减率δ及阻尼比D计算方法.
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学号：0330502027 姓名：胡 昕
振幅A50250-25-50
由上振幅衰减曲线可测得相邻振幅An及An+1,再根据公式 J?振幅衰减曲线(根据实测曲线另绘)时间A1lnn NAn?1求出对数衰减率J即δ=0.0927,再由
f021 D???s(1?S)?S?0? ?0?0.25 S?22
2?fn?f0求出相应的阻尼比D.
3．试验误差分析：
考虑仪器本身变形力，对剪切变形有影响；
在G-lgγ关系曲线中,最后一点偏离趋势线较远,应属测量误差. 由共振柱可计算得到剪切模量G,并可根据G求出弹性模量E.
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学号：0330502027 姓名：胡 昕
击实试验
实验目的
研究非饱和粘性土在一定击实功作用下，不同含水量时的干密度变化规律。用以确定土体的最大干密度和它对应的最优含水量，为工程设计提供初步的填筑标准。
试验原理
土体击实过程中，随着击实功的增加，体积不断地减小。对于非饱和土，在一定击实作用下，当含水量很低时，土粒间的水主要为吸着水，土粒间引力较大，在外力作用下，由于吸着水能承受剪应力的作用，使土的骨架不易变形，因而击实困难，相应的干密度较小；随着含水量的增加，吸着水膜变厚，粒间引力减小，土体容易击实，相应的干密度增加；当土体的含水量接近饱和含水量时，土样内出现大量的自由水和封闭气体，外力功大部分变成孔隙应力，因而土粒受到的有效击实功减小，干密度降低。对于细粒饱和土，由于渗透系数小，在击实过程中来不及排水，故认为是不可击实的。
试验仪器
击实仪，推土器，台秤和其它有关设备
试验步骤
试样制备
取代表性土样20kg,风干碾碎,过3mm筛,将筛下的土样拌匀,并测定土样 的风干含水量ω0。据土的最优含水量略低于塑限的经验，由塑限预估最优含水量。选择五个含水量制备5份试样，每份试样质量5kg，各试样间含水量相差2-3%。 加入需要的水拌和均匀后，密封静止一昼夜后备用； 2.击实
将击实筒内壁涂一层凡士林或润滑油，固定在击实仪刚性底版上，装好护筒。按规定轻性击实仪份三层击实，每层装入试样600-800g，分层击25击。每层击实后的高度不超过理论高度5mm，最后余高应小于6mm。
3.拆除护筒，用刀修平击实筒顶部的试样。拆除底版，试样底部若超出筒外，也应修平，擦净筒外壁，称筒+试样总质量，估读至1g。计算出试样的湿密度；
4.用推土器将试样从筒中推出，在试样中心取两块代表性土样测定含水量，当两个含水量值相差小于2%时，计算得到试样平均含水量，计算试样的干密度；
5.重复步骤2-4，对不同含水量试样依次进行击实试验，得到各试样的湿密度、含水量，计算得到干密度。
6.画出击实曲线，得到最大干密度ρdmax和对应的最优含水量ωop。
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