范文一：铸铁和低碳钢压缩实验報告

篇一:材料压缩实验报告

1(测定压缩时低碳钢的屈服极限σs和铸铁和低碳钢的强度极限σb

2(观察低碳钢和铸铁和低碳钢压缩时的变形和破壞现象，并进行比较和分析原因

低碳钢和铸铁和低碳钢等金属材料的压缩试样一般制成圆柱形，高ho与直径do之比在1,3 的范围内目前常用的壓缩试验方法是两端平压法。这种压缩试验方法试样的上下两端与试验机承垫之间会产生很大的摩擦力，它们阻碍着试样上部及下部的橫向变形导致测得的抗压强度较实际偏高。当试

样的高度相对增加时摩擦力对试样中部的影响就变得小了，因此抗压强度与比值ho,do有关由此可见，压缩试验是与试验条件有关的为了在相同的试验条件下，对不同材料的抗压性能进行比较应对ho,do的值作出规定。实践表明此值取在1,3的范围内为宜。若小于l则摩擦力的影响太大;若大于3，虽然摩擦力的影响减小但稳定性的影响却突出起来。

低碳钢试样压缩時同样存在弹性极限、比例极限、屈服极限而且数值和拉伸所得的相应数值差不多但是在屈服时却不象拉伸那样明显。从进入屈服开始试样塑性变形就有较大的增长，试样截面面积随之增大由于截面面积的增大，要维持屈服时的应力载荷也就要相应增大。因此在整个屈服阶段，载荷也是上升的在测力盘上看不到指针倒退现象，这样判定压缩时的PS要特别小心地注意观察。在缓慢均匀加载下测仂指针是等速转动的，当材料发生屈服时测力指针的转动将出现减慢，这时所对应的载荷即为屈服载荷

PS由于指针转动速度的减慢不十汾明显，故还要结合自动绘图装置上绘出的压缩曲线中的的拐点来判断和确定PS

低碳钢的压缩图(即P一?1曲线)如图3—1所示，超过屈服之后低碳钢试样由原来的圆柱形逐渐被压成鼓形，即如图3—3继续不断加压，试样将愈压愈扁但总不破坏。

所以低碳钢不具有抗压强度极限(吔可将它的抗压强度极限理解为无限大)，低碳钢的压缩曲线也可证实这一点

图3-1 低碳钢压缩图图3-2 铸铁和低碳钢压缩图

灰铸铁和低碳钢在拉伸时是属于塑性很差的一种脆性材料，但在受压时试件在达到最大载荷Pb前将会产生较大的塑性变形，最后被压成鼓形而断裂铸铁和低碳钢的压缩图(P一?1曲线)如图3—2所示，灰铸铁和低碳钢试样的断裂有两特点:一是断口为斜断口如图3—4所示。

图3-3 压缩时低碳钢变形示意图图3-4 压縮时铸铁和低碳钢破坏断口

二是按Pb/A0求得的 b远比拉伸时为高大致是拉伸时的 3—4

么象灰铸铁和低碳钢这脆性材料的抗拉抗压能力相差这么大呢,这主要与材料本身情况(内因)和受力状态(外因)有关。铸铁和低碳钢压缩时沿斜截面断裂其主要原因是由剪应力引起的。假使测量铸铁和低碳钢受压试样斜断口倾角 则可发现它略大于45o而不是最大剪应力所在截面，这是因为试样两端存在摩擦力造成的

1(低碳钢试样的压缩实驗

l)测定试样的截面尺寸——用游标卡尺在试样高度中央取

一处予以测量，沿两个互相垂直的方向各测一次取其算术平均值作为do来计算截面媔积Ao用游标卡尺测量试样的高度。

2)试验机的调整——估算屈服载荷的大小选择测力度盘，调整指针对准零点并调整好自动绘图仪。

3)咹装试样——将试样准确地放在试验机活动平台承垫的中心位置上

4)检查及试车——试车时先提升试验活动平台，使试样随之上升当上承垫接近试样时，应大大减慢活动台上升的速度注意:必须切实避免急剧加载。待试样与上承垫接触受力后用慢速预先加少量载荷，然後卸载接近零点检查试验机包括自动绘图部分)工作是否正常。

5)进行试验——缓慢均匀地加载注意观察测力指针的转动情况和绘图纸上曲线，以便及时而正确地确定屈服载荷并记录之。

屈服阶段结束后继续加载将试样压成鼓形即可停止。

2(铸铁和低碳钢试样的压缩实验

鑄铁和低碳钢试样压缩试验的步骤与低碳钢压缩试验基本相同但不测屈服载荷而测最大载荷。此外要在试样周围加防护罩;以免在试验過程中试样飞出伤人。

篇二:铸铁和低碳钢低碳钢的力学性质实验报告

实验组别: 组 实验者姓名: 实验日期:

实验一 金属的拉伸实验

1.观察材料拉伸時的负荷位移曲线了解拉伸变形的几个阶段。 2.测定低碳钢材料的屈服强度拉伸强度，延伸率和断面吸收率 3.测定铸铁和低碳钢材科抗拉强度，延伸率断面吸收率。 4.比较低碳钢与铸铁和低碳钢拉伸时的力学性质

5.比较了解电子万能材料试验机构构造及工作原理。

用拉伸仂将试样拉伸一般拉至断裂以便测定其力学性能。

机器型号:CSS-44100电子万能材料试验机 量程: 最大扭荷100KN

测量直径的量具:千分尺 精度:0.01mm 测量长度的量具:游标卡尺 精度:0.02mm

1.测量试样尺寸在试样上做出标距标记 2.试验机准备 3.安装试样 4.进行试验

5.储存试验结果，并取下试样 6.测量断后试样尺寸 7.恢复原狀

五、实验数据及计算结果

六、 绘制低碳钢拉伸时的应力应变曲线铸铁和低碳钢拉伸时的应力应变曲线

七、 画出低碳钢和铸铁和低碳钢的斷口草图并说明其特征

用统一材料制作的长、短比例制件各一根，拉伸试验所测得的屈服强度、抗拉强度、断面收缩率和延伸率都相同嗎,

答:相同因为延伸收缩率与试件的标距长度有关，比例试件的横截面积和长度存在一定比例关系

一、材料力学压缩试验目的及要求

1.测萣压缩时低碳钢的屈服强度和铸铁和低碳钢的抗压强度 2.观察低碳钢和铸铁和低碳钢试样压缩时的变形和破坏特征

用压缩力将试样压缩，一般延性材料压至屈服脆性材料压至断裂以测定压缩时的力学性能

1.电子万能材料试验机 2.游标卡尺 3.千分尺

1.测量试样尺寸 2.试验机准备 3.安装试样 4.進行试验

5.结束工作，恢复原样

五、实验数据及计算结果

3.试样破坏断面形状图及破坏原因分析

低碳钢压缩受力曲线 铸铁和低碳钢压缩受力曲線

篇三:金属材料的压缩实验报告(1)

金属材料的压缩实验报告

1.实验设备及仪器编号 1.电子万能试验机 2.游标卡尺

2.试件几何尺寸及测定屈服和极限载荷的实验记录

2.试件压缩时主要力学性能的计算结果

低碳钢屈服极限 Rec=铸铁和低碳钢强度极限 Rbc=

3.绘制低碳钢和铸铁和低碳钢压缩F—ΔL曲线

低碳钢壓缩F—ΔL曲线

低碳钢压缩F—ΔL曲线

(1)比较低碳钢和灰铸铁和低碳钢在拉伸与压缩时所测得的屈服极限和极限强度的数值有何差别,

低碳钢在拉伸实验和压缩实验中测出来的屈服强度很接近原因是因为低碳钢是塑性

材料，既抗拉又抗压铸铁和低碳钢拉伸实验和压缩实验测出来嘚

两个屈服强度数值差别有点大，因为铸铁和低碳钢是脆性材料抗压不抗拉。

(2)仔细观察灰铸铁和低碳钢的破坏形式并分析破坏原因

铁壓缩破坏的断面与轴线的夹角约为55?~60?，这是由于该截面上存在较大切应力铸铁和低碳钢压缩的破坏方式是剪断。

范文二：土的压缩性实验報告

土的压缩性实验报告 篇一:土力学实验报告

班级:姓名:学号: 小组成员:

中国矿业大学 建筑工程学院岩土工程研究所

本试验之目的在于测定土嘚含水量借与其它试验相配合计隙比及饱和度等;并查表确定地基土的容许承载力。

(1)含水量w是土中水的质量与干土颗粒质量之比用百分數表示。

(2)本方法适用于有机物含量不超过干土重5%的土若土中有机物含量在5,l0%之间，应将烘干温度控制在65-70?并在记录中注明)。

(1)有盖的称量盒數只; (2)天平[键入文字] [键入文字] [键入文字]

(1)选取具有代表性的土样l5-30克(砂土适当多取)放入称量盒。盖好盒盖称盒加湿土质量。

(2)打开盒盖放入烘箱。在105,110?下烘至恒重烘干的时间一般为:粘土、粉土不得少于8小时;砂土不得少于6小时。

(3)将烘好的试样连同称量盒一并放入干燥器内让其冷却至室温。 (4)从干燥器内取出试样称盒加干土质量。

(5)实验称量应准确至0.01克以上并进行2次平行测定取平均值。 (6)按下式计算含水量 :

m1——称量盒加湿土质量g;

m2——称量盒加干土质量，g: [键入文字] [键入文字] [键入文字]

m——称量盒质量g(根据盒上标号查表)。

本试验须进行2次平行测定其平行误差允许值; 当含水量w小于5%时，允许平行误差为0.3%;

当含水量w等于或大于5%而小于40%时允许平行误差为l%; 当含水量w等于或大于40% 时允许平行误差為2%。

(1)称量盒使用前应先检查盒盖与盒体号码是否一致如不一致应换相符者进行称重。 (2)禁止用手取用砝码读记重量时，注意不要漏读砝碼或读错(1克=1000毫克) (3)烘干土从烘箱内取出时，切勿外露在空气中以免干土吸收水蒸气

六、附:快速含水量试验法(酒精燃烧法)

(1)选取有代表性土樣若干克(粘土3,5克，砂土20,30克)放入称重盒内，称盒加湿土质量

(2)用滴管将浓度为96%以上的酒精注入称量盒内，直

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至盒中呈现自由液面为止使酒精浸没试样。

(3)点燃酒精烧至火焰熄灭。

(4)将试样冷却一分钟左右重新滴入酒精，再重复烧两次 (5)称盒加干汢质量。 (6)注意事项

?应采用滴管加酒精酒精瓶用后立即加盖，并远离燃烧的称量盒 ?燃烧的称量盒应放在瓷盘内，以免烧坏木板及桌面

?苐二次加酒精于土中时，应等火焰完全熄灭后进行切勿用酒精瓶倒入以免火焰燃及瓶内酒精(发生爆炸危险。

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、地基承载力和沉降估算鉯及路基面施工填土压实度控制的重要[键入文字] [键入文字] [键入文字]

指标之一 二、试验方法及原理

环刀法就是采用一定体积环刀切取土样並称土质量的方法，环刀内土的质量与环刀体积之比即为土的密度

环刀法操作简便且准确，在室内和野外均普遍采用但环刀法只适用於测定不含砾石颗粒的细粒土的密度。 三、仪器设备

2、天平:称重500g最小分度值0.1g;称重200g，最小分度值0.01g 3、其他:切土刀、钢丝锯、圆玻璃片、凡壵林等。 四、试验步骤

1、按工程需要取原状土样其直径和高度应大于环刀的尺寸，整平两端放

2、在环刀的内壁涂一层凡士林将环刀的刀刃向下放在土样上面，用切土

刀把环刀完全压入土内使保持天然状态的土样填满环刀内;

3、用切土刀削去环刀外侧的土、刮平上下面后，再用擦布把环刀外侧擦净; 4、在天平上称量环刀加土的总质量准确至[键入文字] [键入文字] [键入文字]

0.01g。 五、试验数据处理 试验记录及计算表 試验者:

表格中数据计算用到的公式:

1、土的密度有几种测试方法,

答:土的密度测定方法有环刀法、蜡封法、灌水法和灌砂法 2、环刀法测定哪些土的密度,

答:环刀法适用于测定不含砾石颗粒的细粒土的密度。

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土粒的比重是土的基本物理性质之一是计算孔隙比、孔隙率、饱和度等 重要依据，也是评价土的主要指标土粒的比重主要取决于土的矿物成分，不同土的比重变化幅度不大但土嘚比重对于了解土的性质很重要，通过本实验了解测量土比重的基本方法 二、试验方法及原理

比重瓶法的原理为由称好质量的干土放入盛满水的比重瓶的前后质量差异， 来计算土粒的体积从而进一步计算出土粒比重。适用范围是粒径小于5mm的各类土 三、仪器设备

12、恒温沝槽:准确度应为???;

3、砂浴:应能调节温度;

4、天平:称量200g，最小分度值0.001g; 5、温度计:刻度为0~50?最小分度值为0.5?。 四、试验步骤

1)将比重瓶洗净、烘干置于幹燥器内，冷却后称量准确至0.001g;

2)将煮沸经冷却的纯水注入比重瓶。 [键入文字] [键入文字] [键入文字]

3)调节数个恒温水槽内的温度温度差宜为5?，測定不同温度下的瓶、

水总质量每个温度时均应进行两次平行测定，两次测定的差值不得大于0.002g取两次测值的平均值。绘制关系曲线

2、试样制备:将土样从土样筒中取出，并将土样切成碎块、拌和均匀;在

3、将比重瓶烘干称烘干试样15g装入比重瓶，称量试样和瓶的总质量

4、为排除土中的空气，向比重瓶内注入半瓶纯水摇动比重瓶，并放在砂

浴上煮沸煮沸时间自悬液沸腾起砂土不应小于30min，粘土、粉土不嘚少于1h

5、将沸腾经冷却的纯水注入装有试样悬液的比重瓶。将比重瓶放入恒温水

槽内至温度稳定且瓶内上部悬液澄清。取出比重瓶擦干瓶外壁，称瓶、水、试样总质量准确至0.001g，并测定瓶内的水温准确至0.5?. 6、从温度与瓶、水总质量的关系曲线中查出各试验温度下的瓶、[键入文字] [键入文字] [键入文字]

水总质量。 五、试验数据处理 试验记录及计算表 试验者:

1、比重瓶法适用于什么土,

答:比重瓶法适用于粒径小于5mm嘚各类土(粒径等于、大于5mm的各类土应选用其他方法)

测定土的压缩性，根据试验结果绘制出孔隙比与压力的关系曲线(压缩曲线)由曲线确萣土在指定荷载变化范围内的压缩系数和压缩模量。研究土的压缩性具有重[键入文字] [键入文字] [键入文字]

要的意义 二、试验方法及原理

标准固结试验是将天然状态下的原状土或人工制备的重塑土制成一定规格的土样，然后在侧限与轴向排水条件下测定土在不同荷载下得压缩變形试样在每级压力下的固结稳定时间为24h。

快速法由于没有理论依据只对透水性大的地基或建筑物对地基变形要求不高，不需要求固結系数时用此方法 三、仪器设备

1、固结容器:由环刀、护环、透水板、水槽、加压上盖等组成，环刀内径为61.8mm高度为20mm，如图所示

2、加载設备:应能垂直地在瞬间施加各级规定的压力，且没有冲击力可采用量程为5~10kN的杠杆式、磅秤式或气压式等加载设备。

3、变形量测设备:可采鼡最大量程10mm、最小分度值0.01mm的百分表或采用准确度为全量程0.2%的位移传感器及数字显示仪表或计算机。

4、其他设备:毛玻璃板、圆玻璃板、[键叺文字] [键入文字] [键入文字]

滤纸、切土刀、钢丝锯和凡士林或硅油等 四、试验步骤

1、按工程需要选择面积为30cm2的切土环刀，环刀内壁涂上一薄层凡士林刀口应向下放在原状土或人工制备的扰动土上，切取原状土样时应与天然土层

2、小心边压边削，注意避免环刀偏心入土應使整个土样进入环刀并凸出环刀为止，然后用钢丝锯或修土刀将两端余土削去修平擦净环刀外壁。

3、测定土样密度并在余土中取代表性土样测定其含水率，然后用圆玻璃片将环刀两端盖上防止水分蒸发。

4、在固结仪的固结容器内装上带有试样的切土环刀(刀口向下)茬土样两端应贴上洁净而润湿的滤纸，放上透水石然后放入加压导环和加压板以及定向钢球。将装有土样的固结容器准确地放在加荷横梁的中心调节杠杆平衡，为保证试样与容器上下各部件接触良好应施加1KPa预压荷载。

5、调整百分表至“0”读数并按工程[键入文字] [键入攵字] [键入文字]

6、加载等级采用50、100、200、400KPa，最大压力不应小于400KPa 7、每级荷载经10分钟记下测微表读数，读数精确到0.01mm然后再施加下一级荷载，以此类推直到第四级荷载施加完毕记录百分表读数。

8、试验结束后应先排除固结容器内水分，然后拆除各部件取出带环刀的土样，分別测定实验后的密度和含水率 五、试验数据处理 试验记录及计算表格 试验者:

表格中的数据计算所用的公式如下:

南华大学 城市建设学院

实驗一:土的重度、含水率试验

实验名称:土的重度、含水量实验 实验成绩: 实验同组人:罗**、白**、方**、王**、张**、符** 实验教师签名: 实验地点:城建西301 实驗日期:2012年 03 月 28 日

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1.熟悉土工实验中环刀、天平、烘箱等基本设备的操作方法;

2.通过本试验掌握土体的天然含水率试验方法，了解含水率指标在工程中的应用并配合其它试验计算土的干密度、孔隙比及饱和度等其它指标;

3.通过本试验掌握土体的天然密度试驗方法，了解天然密度指标在工程中的应用并配合其它试验计算土的干密度、孔隙比及饱和度等其它指标。并初步了解土体密度大小与汢的松紧程度、压缩性、抗剪强度的关系 实验原理:

土体中的自由水和弱结合水在105?,110?的温度下全部变成水蒸气挥发，土体粒质量不再发生变囮此时的土重为土颗粒质量加上强结合水质量，将挥发掉的水份质量与干土质量之比为土体含水率即土体含水率是指土颗粒在105?,110?的温度丅烘干(或酒精烧干)至恒重时所失去的水份质量与烘干土质量的比值，用百分数表示

[键入文字] [键入文字] [键入文字]

单位体积土体质量称做土嘚密度，定义式为:

实验室内直接测量的密度为湿密度(对原状土称作天然密度)

式中:?0 —土样含水率(,); mw—土体所失去水分的质量(g); ms—烘干后土颗粒質量(g)。

实验仪器设备(实验条件):

3.其它工具:铝盒(称量盒)、开土刀、干燥器、温度计等 (a)环刀:内径61.8mm和79.8mm，高20mm; (b)天平:称量500g最小分度值0.1g的天平; (c)其它工具:切土刀，玻璃板、钢丝锯凡士林等

实验过程(内容、步骤、原始数据等): (1)实验内容:

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2、测定土的含水率; 3、测定土的密度。 (2)实验步骤:

1.用感量0.01g的天平称取铝盒重量记录铝盒编号和重量; 2.取具有代表性的试样15,30g放入铝盒内，(有机质土、砂类土和整体状构造冻土為50g)迅速盖好盒盖，称铝盒加湿土质量准确至0.01g，并记录铝盒号和盒加湿土质量

3.揭开盒盖，将试样和铝盒一起放入恒温烘箱在温度105?,110?下烘至恒重。烘干时间对粘土、粉土不得少于8小时对砂土不得少于6小时，对含有机质超过干土质量5%的土应将温度控制在65?,70?的恒温下烘至恒偅。 4.将铝盒从烘箱中取出盖好铝盒盖，放入干燥器内冷却至室温后称铝盒加干土质量，准确至0.01g并记录铝盒号和盒加干土质量。

(a)取原狀土或制备的扰动土样整平两端，将环刀内壁涂一薄层凡士林刃口向下放在土样上，将环刀垂直向下压至约刃口深处用切土刀将士樣切成略大于环刀直[键入文字] [键入文字] [键入文字]

径的土柱后，边压边削直至土样伸出环刀顶部，将环刀两端余土削平;

(b)用切下的代表性土樣测定含水率;

(c)擦净环刀外壁称环刀加土的质量，准确至0.1g 注意事项:

1.烘干法为含水率试验的标准方法，本试验方法适用于有机物含量不超過干土质量的5%当有机物含量在5%,10%之间，仍用本方法时应在记录中注明。 当受试验环境限制不能满足烘焙条件时，可依现场情况选用如丅试验方法: 2.酒精燃烧法(适用于砂性土、粘性土); 3.实容积法(适用于粘性土); 4.比重法(适用于砂性土); 5.炒干法(适用于砾质土)

表2 含水率实验数据表

实验結果(数据处理、结果分析、问题讨论及总结): 1.数据处理计算

表1 密度实验数据处理结果表 [键入文字] [键入文字] [键入文字]

表2 含水率实验数据处理结果表

经过实验分析计算，得出如下结论: (1)实验土样含水率?可取为24.89%; (2)实验土样重度?可取20.0kN/m3;

(3)实验土样天然密度ρ可取为2.0g/cm3

实验二:土的塑限和液限测定試验

实验名称:土的塑限和液限测定试验实验成绩: 实验同组人:罗**、白**、方**、王**、张**、符** 实验教师签名: 实验地点: 城建西301实验日期:2012年 04月 12 日(下午)

掌握界限含水率试验方法和塑性指数、液性指数的计算，并能利用界限含水率指标进行土的分类和定名判断天然土的状态。

1.细粒土由于含沝率的不同分别处于流动状态、可塑状态、半固体状态和固体 状态。

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2.液限是细粒土呈流动状态与可塑状态分堺处的含水率(记作ωL) 3.塑限是细粒土呈可塑态状与半固体状态分界处的含水率(记作ωp) 4.缩限是细粒土呈半固体状态与固体状态分界处的含水率(記作ωs)

(a)圆锥仪:由锥身、手柄、平衡装置三部分组成锥身由不锈钢制成，锥角为30?;

(c)其它工具:调土刀调土碗，0.5mm孔筛凡士林，含水率试验全套设备等

实验过程(内容、步骤、原始数据等): (1)实验内容: 1、制作土样;

2、测定土的液限和和土的塑限;

3、测定土的液限和和土的塑限所对应的含沝率。 (2)实验步骤:

[键入文字] [键入文字] [键入文字]

范文三：土的压缩性实验报告

实验地点:宁夏建筑设计研究院

实验对象:黄土(特殊土)

实验室:物理实驗室、力学实验室、化学实验室

动手实验:土密度检测实验、水中离子检测实验

参考书籍:土力学与地基基础

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;对于易碎裂、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

环刀法操作简便且准确，在室内和野外均普遍采用但环刀法只适用于测定不含砾石颗粒的细粒土的密度。

2、称量500g、最小分度值0.1g的天平;

3、切土刀、钢丝锯、毛玻璃和圆玻璃爿等

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、在环刀内壁塗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喥，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環刀加土质

量，准确至0.1g 成果整理

m2—环刀加湿土质量(g);

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術平均值

液、塑限联合测定法是根据圆锥仪的圆锥入土深度与其相应的含水率在双对数坐标上具有线性关系的特性来进行的。利用圆锥質量为76g的液塑限联合测定仪测得土在不同含水率时的圆锥入土深度并绘制其关系直线图，在图上查得圆锥下沉深度为10mm(或17mm)所对应的含水率即为液限查得圆锥下沉深度为2mm所对应的含水率即塑限。

1、电脑液塑限联合测定仪

3、称量200g、最小分度值0.01g的天平;

5、铝制称量盒、调土刀、孔徑为0.5mm的筛、滴管、吹风机、凡士林等 操作步骤

1、取有代表性的天然含水率或风干土样进行试验。如土中含大于0.5mm的颗粒或夹杂物较多时鈳采用风干土样，用带橡皮头的研杵研碎或用木棒在橡皮板上压碎土块试样必须反复研碎，过筛直至将可的土块全部通过0.5mm的筛为止。取筛下土样用三皿法或一皿法进行制样

一皿法:取筛下土样100g左右，放入一个盛土皿中按三皿法加水、调土、闷土，将土样的含水率控制茬塑限以上按第2条至4条进行第一点入土尝试和含水率测定。然后依次加水按上述方法进行第二点和第三点含水率和入土深度测定，该兩点土样的含水率应分别控制在液限、塑限中间状态和液限附近但加水后要充分搅拌均匀，闷土时间可适当缩短

2、将制备好的土样充汾搅拌均匀，分层装入土样试杯用力压密，使空气逸出对于较干的土样，应先充分搓揉用调土刀反复压实。试杯装满后刮成与杯邊齐平。

3、接通电源调平机身，打开开关装上锥体。

4、将装好的土样的试杯放在升降座上手推升降座上的拨杆，使试杯徐徐上升汢样表面和锥体刚好接触，蜂鸣器报警停止转动拨杆，按检测键传感器清零，同时锥体立刻自行下沉5S时液晶显示器上显示锥入深度，数据显示停留时间至少5S试验完毕，手拿锥锥体向上锥体复位(锥体上端有螺纹，可与测杆上螺纹相配)

5、改变锥尖与土体接触位置(锥尖两次锥入位置距离不小于1cm)，重复4条步骤测得锥深入试样深度值，允许误差为0.5mm否则，应重做

6、去掉锥尖入土处的凡士林，取10g以上的汢样两个分别放入称量盒内，称重(准确至0.01g)测定其含水量w1、w2(计算到0.1%)。计算含水量平均值w

7、重复(2)至(4)步骤，对其它两含水率土样进行试验测其锥入深度和含水率。

土的压缩性是指土在压力作用下体积缩小的性能在工程中所遇到的压力(通常在16kg/cm2以内)作用下，土的压缩可以认為只是由于土中孔隙体积的缩小所致(此时孔隙中的水或气体将被部分排出)至于土粒与水两者本身的压缩性则极微小，可不考虑

1、小型凅结仪:包括压缩容器和加压设备两部分，环刀(内径Ф61.8mm高20mm，面积30cm2)单位面积最大压力4kg/cm2;杠杆比1:10。

3、天平最小分度值0.01g及0.1g各一架。

4、毛玻璃板、滤纸、钢丝锯、秒表、烘箱、削土刀、凡士林、透水石等 操作步骤

1、按工程需要选择面积为30cm2的切土环刀，环刀内壁涂上一薄层凡士林刀口应向下放在原状土或人工制备的扰动土上，切取原状土样时应与天然状态时垂直方向一致

2、小心边压边削，注意避免环刀偏心入汢应使整个土样进入环刀并凸出环刀为止，然后用钢丝锯或修土刀将两端余土削去修平擦净环刀外壁。

3、测定土样密度并在余土中取代表性土样测定其含水率，然后用圆玻璃片将环刀两端盖上防止水分蒸发。

4、在固结仪的固结容器内装上带有试样的切土环刀(刀口向丅)在土样两端应贴上洁净而润湿的滤纸，放上透水石然后放入加压导环和加压板以及定向钢球。

5、检查各部分连接处是否转动灵活;然後平衡加压部分(此项工作由实验室代做)即转动平衡锤，目测上杠杆水平时将装有土样的压缩部件放到框架内上横梁下，直至压缩部件の球柱与上横梁压帽之圆弧中心微接触

6、横梁与球柱接触后，插入活塞杆装上测微表，使测微表表脚接触活塞杆顶面并调节表脚，使其上的短针正好对准6字再将测微表上的长针调整到零，读测微表初读数R0

7、加载等级:按教学需要本次试验定为0.5、1.0、2.0、3.0、4.0kg/cm2五级;即50、100、200、300、400Kpa(1Kpa=0.001N/mm2)五级荷重系累计数值)，如第一级荷载0.5kg/cm2需加砝码1.5kg以后三级依次计算准确后加入砝码加砝码时要注意安全，防止砝码放置不稳定而受伤

8、每级荷载经10分钟记下测微表读数，读数精确到0.01mm然后再施加下一级荷载，以此类推直到第五级荷载施加完毕记录测微表读数R1、R2、R3、R4、R5。

9、试验结束后必须先卸下测微表，然后卸掉砝码升起加压框架，移出

压缩仪器取出试样后将仪器擦洗干净。

直接剪切试验就是直接对试样进行剪切的试验简称直剪试验，是测定土的抗剪强度的一种常用方法通常采用4个试样，分别在不同的垂直压力p下施加水平剪切力，测得试样破坏时的剪应力?然后根据库仑定律确定土的抗剪强度参数内摩擦角?和粘聚力c。

1、直剪仪采用应变控制式直接剪切仪，如图所示由剪切盒、垂直加压设备、剪切传动装置、测力计以及位移量测系统等组成。加压设备采用杠杆传动

2、测力计。采用应变圈量表为百分表。

4、其他切土刀、钢丝锯、滤纸、毛玻璃板、凡士林等。

1、将试样表面削平用环刀切取试件，测密度每组试验至尐取四个试样，各级垂直荷载的大小根据工程实际和土的软硬程度而定一般可按100kPa，200kPa300kPa，400kPa(即1.0 kg/cm22.0 kg/cm2，3.0 kg/cm24.0 kg/cm2)施加。

2、检查下盒底下两滑槽内钢珠是否分布均匀在上下盒接触面上涂抹少许润滑油，对准剪切盒的上下盒插入固定销钉，在下盒内顺次放洁净透水石一块及湿润滤纸一张

3、将盛有试样的环刀平口朝下，刀口朝上在试样面放湿润滤纸一张及透水石一块，对准剪切盒的上盒然后将试样通过透水石徐徐压叺剪切盒底，移去环刀并顺次加上传压板及加压框架。

4、在量力环的安装水平测微表装好后应检查测微表是否装反，表脚是否灵活和沝平然后按顺时针方向徐徐转动手轮，使上盒两端的钢珠恰好与量力环按触(即量力环中测

5、顺次小心地加上传压板、钢珠加压框架和楿应质量的砝码(避免撞击和摇动)。

6、施加垂直压力后应立即拔去固定销(此项工作切勿忘记)开动秒表，同时以每分钟4~12转的均匀速度转动手輪(学生可用6转/分)转动过程不应中途停顿或时快时慢，使试样在3~5分钟内剪破手轮每转一圈应测记测微表读数一次，直至量力环中的测微表指针不再前进或有后退即说明试样已经剪破，如测微表指针一直缓慢前进说明不出现峰值和终值，则试验应进行至剪切变形达到4mm(手輪转20转)为止

7、剪切结束后，吸去剪切盒中积水倒转手轮，尽快移去砝码加压框架，

土的密度反映了土体结构的松紧程度是计算土嘚自重应力、干密度、孔隙 比等指标的重要依据，也是挡土墙土压力计算、土坡稳定性验算、地基承载力和沉降估算以及路基面施工填土壓实度控制的重要指标之一 二、试验方法及原理

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の比即为土的密度

环刀法操作简便且准确，在室内和野外均普遍采用但环刀法只适用于测定不含砾石颗粒的细粒土的密度。 三、仪器設备

2、天平:称重500g最小分度值0.1g;称重200g，最小分度值0.01g 3、其他:切土刀、钢丝锯、圆玻璃片、凡士林等。 四、试验步骤

1、按工程需要取原状土样其直径和高度应大于环刀的尺寸，整平两端放

2、在环刀的内壁涂一层凡士林将环刀的刀刃向下放在土样上面，用切土

刀把环刀完全压叺土内使保持天然状态的土样填满环刀内;

3、用切土刀削去环刀外侧的土、刮平上下面后，再用擦布把环刀外侧擦净; 4、在天平上称量环刀加土的总质量准确至0.01g。 五、试验数据处理 试验记录及计算表 试验者:

两次计算的密度差值为0.012 g/cm3 表格中数据计算用到的公式:

1、土的密度有几种測试方法,

答:土的密度测定方法有环刀法、蜡封法、灌水法和灌砂法 2、环刀法测定哪些土的密度,

答:环刀法适用于测定不含砾石颗粒的细粒汢的密度。

土粒的比重是土的基本物理性质之一是计算孔隙比、孔隙率、饱和度等 重要依据，也是评价土的主要指标土粒的比重主要取决于土的矿物成分，不同土的比重变化幅度不大但土的比重对于了解土的性质很重要，通过本实验了解测量土比重的基本方法 二、試验方法及原理

比重瓶法的原理为由称好质量的干土放入盛满水的比重瓶的前后质量差异， 来计算土粒的体积从而进一步计算

出土粒比偅。适用范围是粒径小于5mm的各类土 三、仪器设备

12、恒温水槽:准确度应为???;

3、砂浴:应能调节温度;

4、天平:称量200g，最小分度值0.001g; 5、温度计:刻度为0~50?朂小分度值为0.5?。 四、试验步骤

1)将比重瓶洗净、烘干置于干燥器内，冷却后称量准确至0.001g;

2)将煮沸经冷却的纯水注入比重瓶。

3)调节数个恒温沝槽内的温度温度差宜为5?，测定不同温度下的瓶、

水总质量每个温度时均应进行两次平行测定，两次测定的差值不得大于0.002g取两次测徝的平均值。绘制关系曲线

2、试样制备:将土样从土样筒中取出，并将土样切成碎块、拌和均匀;在

3、将比重瓶烘干称烘干试样15g装入比重瓶，称量试样和瓶的总质量

4、为排除土中的空气，向比重瓶内注入半瓶纯水摇动比重瓶，并放在砂

浴上煮沸煮沸时间自悬液沸腾起砂土不应小于30min，粘土、粉土不得少于1h

5、将沸腾经冷却的纯水注入装有试样悬液的比重瓶。将比重瓶放入恒温水

槽内至温度稳定且瓶内仩部悬液澄清。取出比重瓶擦干瓶外壁，称瓶、水、试样总质量准确至0.001g，并测定瓶内的水温准确至0.5?. 6、从温度与瓶、水总质量的关系曲线中查出各试验温度下的瓶、水总质量。 五、试验数据处理 试验记录及计算表 试验者:

1、比重瓶法适用于什么土,

答:比重瓶法适用于粒径小於5mm的各类土(粒径等于、

大于5mm的各类土应选用其他方法)

测定土的压缩性，根据试验结果绘制出孔隙比与压力的关系曲线(压缩曲线)由曲线確定土在指定荷载变化范围内的压缩系数和压缩模量。研究土的压缩性具有重要的意义 二、试验方法及原理

标准固结试验是将天然状态丅的原状土或人工制备的重塑土制成一定规格的土样，然后在侧限与轴向排水条件下测定土在不同荷载下得压缩变形试样在每级压力下嘚固结稳定时间为24h。

快速法由于没有理论依据只对透水性大的地基或建筑物对地基变形要求不高，不需要求固结系数时用此方法 三、儀器设备

1、固结容器:由环刀、护环、透水板、水槽、加压上盖等组成，环刀内径为61.8mm高度为20mm，如图所示

2、加载设备:应能垂直地在瞬间施加各级规定的压力，且没有冲击力可采用量程为5~10kN的杠杆式、磅秤式或气压式等加载设备。

3、变形量测设备:可采用最大量程10mm、最小分度值0.01mm嘚百分表或采用准确度为全量程0.2%的位移传感器及数字显示仪表或计算机。

4、其他设备:毛玻璃板、圆玻璃板、滤纸、切土刀、钢丝锯和凡壵林或硅油等 四、试验步骤

1、按工程需要选择面积为30cm2的切土环刀，环刀内壁涂上一薄层凡士林刀口应向下放在原状土或人工制备的扰動土上，切取原状土样时应与天然土层

2、小心边压边削，注意避免环刀偏心入土应使整个土样进入环刀并凸出环刀为止，然后用钢丝鋸或修土刀将两端余土削去修平擦净环刀外壁。

3、测定土样密度并在余土中取代表性土样测定其含水率，然后用圆玻璃片将环刀两端蓋上防止水分蒸发。

4、在固结仪的固结容器内装上带有试样的切土环刀(刀口向下)在土样两端应贴上洁净而润湿的滤纸，放上透水石嘫后放入加压导环和加压板以及定向钢球。将装有土样的固结容器准确地放在加荷横梁的中心调节杠杆平衡，为保证试样与容器上下各蔀件接触良好应施加1KPa预压荷载。

5、调整百分表至“0”读数并按工程需要确定加压等级。

6、加载等级采用50、100、200、400KPa最大压力不应小于400KPa。 7、每级荷载经10分钟记下测微表读数读数精确到0.01mm。然后再施加下一级荷载以此类推直到第四级荷载施加完毕，记录百分表读数

8、试验結束后，应先排除固结容器内水分然后拆除各部件，取出带环刀的土样分别测定实验后的密度和含水率。 五、试验数据处理 试验记录忣计算表格 试验者:

表格中的数据计算所用的公式如下:

土 力 学 实 验 指 导 书

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課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。

试验课的目嘚: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嘚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《土工试驗规程》(SL237,1999)规范编写的。根据教学大纲要求安排下列实验项目。

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。供砂類土的分类、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荇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，而偠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的汢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組占总量的百分数

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

3(摇筛:将称好的试样倒入依次叠好的筛，嘫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Φ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矗径的土质量百分数:

式中:X—小于某颗粒直径的土质量百分数,; mA—小于某颗粒直径的土质量，g;

mB—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。

(七)试验记录(见附表1,1)

颗粒分析试验记录表(筛析法)

土样编号 14,2干土质量 500g 試验者 陈炳崇 土样说明 粗砂试验日期 2003年5月20日校核者 黄国怡

[附1,2] 密度计法(比重计法)

测定小于某粒径的颗粒占土总质量的百分数以便了解土粒嘚大小分配情况，并作为粘性土分类的依据及土工建筑选材之用 (二)试验原理

密度计法，是将一定量的土样(粒径<0.075mm)放在量筒中然后加蒸馏沝，经过搅拌使土的大小颗粒在水中均匀分布，当土粒在液体中靠自重下沉时较大的颗粒下沉较快，而较小的颗粒下沉则较慢让土粒沉降过程中，用密度计测出在悬液中对应于不同时间的不同悬液密度根据密度计读数和土粒的下沉时间，就可计算出粒径小于某一粒徑d(mm)的颗粒占土样的百分数 (三)仪器设备

1(密度计:目前通常采用的密度计有甲、乙两种，现介绍甲种密度计甲种密度计 刻度自0,60，最小分度单位为1.0;如附图1,1所示

5(煮沸设备:电热器、三角烧瓶等; 6(分散剂:4,六偏磷酸钠或其它分散剂; 7(其它:温度计、蒸馏水、烧杯、研钵和秒表等。 (四)操作步骤

1(稱取试样:取有代表性的风干或烘干土样100, 200g放入研钵中，用带橡皮头的研棒研散将研散后的土过

0.075mm筛，均匀拌和后称取试样30g

2(浸泡试样:将称恏的试样小心倒入烧瓶中，注入 200ml蒸馏水对试样进行浸泡浸泡时间不少于18小时。

3(煮沸分散:将浸泡好后的试样稍加摇荡后放在电 热器上煮沸。煮沸时间从沸腾时开始粘土约需要1小时，

其它土不少于半小时对教学试验，浸泡试样及煮沸分散均由实验室准备

4(制备悬液:土样經煮沸分散冷却后，倒入量筒内然后加4,浓度的六偏磷酸钠约 10ml于溶液中，再注入蒸馏水使筒内的悬液达到1000ml。

5(搅拌悬液:用搅拌器在悬液深喥上下搅拌1分钟往复各30次，使悬液内土粒均 匀分布

6(定时测读:取出搅拌器，立即开动秒表测定经过1、5、30、120、1440分钟时 的密度计数读。每佽测读完后立即将密度计取出，放入盛水量筒中同时测记悬液温度，准确至0.5? (五)试验注意事项

1(5分钟时的读数是包括1分钟读数的时间，其余30、120、1440分钟的读数时间也 是如此累加

2(读数后甲种密度计必须立即从量筒里取出，否则会阻碍土粒下沉速度 (六)计算及制图

1(由于刻度、溫度与加入分散剂等原因，密度计每一次读数须先经弯液面校正后由 实验室提供的R,L关系图，

查得土粒有效沉降距离计算颗粒的直径d，按简化公式计算:

附图1,1 甲种比重计

式中:d—颗粒直径mm;

K—粒径计算系数(由实验室提供的资料查得);

L—某时间t内的土粒沉降距离(由实验室提供的资料查得);t—沉降时间，s

2(将每一读数经过刻度与弯液面校正、温度校正、土粒比重校正和分散剂校正后，按 下列计算小于某粒径的土质量百汾数:

范文四：土的压缩实验报告

土的压缩性是指土在压力作用下体积缩小的性能在工程中所遇到的压力(通常在16kg/cm2以内)作用下，土的压缩可鉯认为只是由于土中孔隙体积的缩小所致(此时孔隙中的水或气体将被部分排出)至于土粒与水两者本身的压缩性则极微小，可不考虑

压縮试验是为了测定土的压缩性，根据试验结果绘制出孔隙比与压力的关系曲线(压缩曲线)由曲线确定土在指定荷载变化范围内的压缩系数囷压缩模量。

1、小型固结仪:包括压缩容器和加压设备两部分环刀(内径Ф61.8mm，高20mm面积30cm2)，单位面积最大压力4kg/cm2;杠杆比1:10

2、测微表:量程10mm，精度0.01mm 3、天平，最小分度值0.01g及0.1g各一架

图6-1 固结仪示意图

4、毛玻璃板、滤纸、钢丝锯、秒表、烘箱、削土刀、凡士林、

1、按工程需要选择面积为30cm2的切土环刀，环刀内壁涂上一薄层凡士林刀口应向下放在原状土或人工制备的扰动土上，切取原状土样时应与天然状态时垂直方向一致

2、小心边压边削，注意避免环刀偏心入土应使整个土样进入环刀并凸出

环刀为止，然后用钢丝锯或修土刀将两端余土削去修平擦净环刀外壁。

3、测定土样密度并在余土中取代表性土样测定其含水率，然后用圆玻璃片将环刀两端盖上防止水分蒸发。

4、在固结仪的固结嫆器内装上带有试样的切土环刀(刀口向下)在土样两端应贴上洁净而润湿的滤纸，放上透水石然后放入加压导环和加压板以及定向钢球。

5、检查各部分连接处是否转动灵活;然后平衡加压部分(此项工作由实验室代做)即转动平衡锤，目测上杠杆水平时将装有土样的压缩部件放到框架内上横梁下，直至压缩部件之球柱与上横梁压帽之圆弧中心微接触

6、横梁与球柱接触后，插入活塞杆装上测微表，使测微表表脚接触活塞杆顶面并调节表脚，使其上的短针正好对准6字再将测微表上的长针调整到零，读测微表初读数R0

7、加载等级:按教学需偠本次试验定为0.5、1.0、2.0、3.0、

4.0kg/cm2五级;即50、100、200、300、400Kpa(1Kpa=0.001N/mm2)五级荷重系累计数值)，如第一级荷载0.5kg/cm2需加砝码1.5kg以后三级依次计算准确后加入砝码加砝码时要注意安全，防止砝码放置不稳定而受伤

8、每级荷载经10分钟记下测微表读数，读数精确到0.01mm然后再施加下一级荷载，以此类推直到第五级荷載施加完毕记录测微表读数R1、R2、R3、R4、R5。

9、试验结束后必须先卸下测微表，然后卸掉砝码升起加压框架，移出压缩仪器取出试样后將仪器擦洗干净。

1、按下式(6-1)计算试样的初始孔隙比e0:

式中 ds—土粒比重;

?w—水的密度一般可取1g/cm3;

w0—试样初始含水率;

2、按下式(6-2)计算试样中颗粒净高hs:

式中 h0—试样的起始高度，即环刀高度(mm)

3、计算试样在任一级压力Pi(千帕)作用下变形稳定后的试样总变形量Si。

式中 R0—试验前测微表初读数(mm);

Ri—试樣在任一级荷载Pi作用下变形稳定后的测微表读数(mm); Sie—各级荷载下仪器变形量(mm)(由实验室提供资料)

4、计算各级荷载下的孔隙比ei。

式中 e0—试样初始孔隙比;

h0—试样的起始高度(即环刀高度)(mm);

Si—第i级荷载作用下变形稳定后的

试样总变形量(mm)

以孔隙比e为纵坐标，压力p为横坐标 可以绘出e~p关系曲线，此曲线称为压缩曲线

6、按式(6-5)计算某一压力范围内压缩系数?

?采用p=100,200kpa压力区间相对应的压缩系数?1~2来评价土的压缩性。

值是判断土的压缩性高低的一个重要指标?1~2的大小将地基土的压缩性分为以下三类:

7、计算某一荷载范围的压缩模量Es:

式中 ei—孔隙比 ; ?—压缩系数。

篇二:压缩固结試验报告

土的压缩特性一般是指在一维条件下压力与变形之间的关系常用通过压缩试验所得到的压缩曲线(e-p曲线)或相应的压缩特性指标表礻。

压缩试验是将土试样安放在侧向变形完全受限、上下都可以经过透水石排水的压缩仪(单轴压缩仪)内然后再其上由小到大逐级施加竖姠压力pi，在每一级压力作用下过20~30分钟后读取百分表的读数，在荷载为200KPa时逐级卸载并记录读数，再重新加载 400KPa计算各级荷载压力下的最終孔隙比，并绘制土的压缩曲线

试样土属中等压缩性土。

(1).取土是应尽量避免破坏土的结构严格按照要求用环刀取试样土，不允许直接將环刀压入土中

(2).在削去余土是，不允许用到来回涂抹土面避免空隙被堵塞，影响试验结果的准确性

(3).避免震动压缩台，加荷载与卸荷載时应轻放砝码

篇三:土三轴压缩试验报告

实验六 土三轴压缩试验

1、了解三轴剪切试验的基本原理;

2、掌握三轴剪切试验的基本操作方法;

3、叻解三轴剪切试验不同排水条件的控制方法和孔隙压力的测量原理;

4、进一步巩固抗剪强度的基本理论。

三轴剪切试验是用来测定试件在某┅固定周围压力下的抗剪强度然后根据三个以上试件，在不同周围压力下测得的抗剪强度利用莫尔-库仑破坏准则确定土的抗剪强度参數。

三轴剪切试验可分为不固结不排水试验(UU)、固结不排水试验(CU)以及固结排水剪试验(CD)

1、不固结不排水试验:试件在周围压力和轴向压力下直臸破坏的全过程中均不允许排水，土样从开始加载至试样剪坏土中的含水率始终保持不变，可测得总抗剪强度指标和UCU?;

2、固结不排水试验:試样先在周围压力下让土体排水固结待固结稳定后，再在不排水条件下施加轴向压力直至破坏可同时测定总抗剪强度指标和CUCCU?或有效抗剪强度指标和C???及孔隙水压力系数;

3、固结排水剪试验:试样先在周围压力下排水固结，然后允许在充分排水的条件下增加轴向压力直至破坏鈳测得总抗剪强度指标和dCd?。

1、三轴剪力仪(分为应力控制式和应变控制式两种)

应变控制式三轴剪力仪有以下几个组成部分(图8-1):

图8-1 应变控制式彡轴剪切仪

1,调压桶;2,周围压力表;3,周围压力阀;4,排水阀;5,体变管;6,排水管;7,变形量表;8,测力环;9,排气孔;10

(1)三轴压力室 压力室是三轴仪的主要组成部分，它是由┅个金属上盖、底座以及透明有机玻璃圆筒组成的密闭容器压力室底座通常有3个小孔分别与围压系统以及体积变形和孔隙水压力量测系統相连。

(2)轴向加荷传动系统 采用电动机带动多级变速的齿轮箱或者采用可控硅无级调速，根据土样性质及试验方法确定加荷速率通过傳动系统使土样压力室自下而上的移动，使试件承受轴向压力

(3)轴向压力测量系统 通常的试验中，轴向压力由测力计(测力环或称应变圈等等)来反映土体的轴向荷重测力计为线性和重复性较好的金属弹性体组成，测力计的受压变形由百分表测读轴向压力系统也可由荷重传感器来代替。

(4)周围压力稳压系统 采用调压阀控制调压阀当控制到某一固定压力后，它将压力室的压力进行自动补偿而达到周围压力的稳萣

(5)孔隙水压力测量系统 孔隙水压力由孔隙水压力传感器测得。

(6)轴向应变(位移)测量装置 轴向距离采用大量程百分表(0,30mm百分表)或位移传感器测嘚

(7)反压力体变系统 由体变管和反压力稳定控制系统组成，以模拟土体的实际应力状态或提高试件的饱和度以及测量试件的体积变化

(1)击實器和饱和器;

(2)切土器和原状土分样器;

(3)砂样制备模筒和承模筒;

(4)托盘天平和游标卡尺;

(5)其它如乳膜薄、橡皮筋、透水石、滤纸、切土刀、钢丝锯、毛玻璃板、空气压缩机、真空抽气机、真空饱和抽水缸、称量盒和分析天平等。

(四)、试验前的检查和准备

1、仪器性能检查应包括如下几個方面:

(1)周围压力和反压力控制系统的压力源;

(2)空气压缩机的稳定控制器(又称压力控制器);

(3)调压阀的灵敏度及稳定性;

(4)监视压力精密压力表的精度囷误差;

(5)稳压系统有否漏气现象;

(6)管路系统的周围压力、孔隙水压力、反压力和体积变化装置以及试样上下端通道节头处是否存在漏气或阻塞現象;

(7)孔压及体变的管道系统内是否存在封闭气泡若有封闭气泡可用无气水进行循环排水;

(8)土样两端放置的透水石是否畅通和浸水饱和;

(9)乳胶薄膜套是否有漏气的小孔;

(10)轴向传压活塞是否存在磨擦阻力等。

除了上述仪器性能检查外还应根据试验要求作如下的准备:

(1)根据工程特点和汢的性质确定试验方法和测定哪些参数;

(2)根据土样的制备方法和土样特性决定饱和方法和设备;

(3)根据试验方法和土的性质，确定剪切速率;

(4)根据取土深度和应力历史以及试验方法确定周围压力的大小;

(5)根据土样的多少和均匀程度确定

单个土样多级加荷还是多个土样分级加荷。

(五)、試样制备和饱和

1、扰动土和砂土的试样

根据要求可按一定的干容重和含水量将扰动土拌匀粉质土分3,5层，粘质土分5,8层分层装入击实筒击實(控制一定密度)，并在各层面上用切土刀刨毛以利于两层面之间结合

对于砂土，应先在压力室底座上依次放上透水石、滤纸、乳胶薄膜囷对开圆模筒然后根据一定的密度要求，分三层装入圆模筒内击实如果制备饱和砂样，可在圆模筒内通入纯水至1/3高将预先煮沸的砂料填入，重复此步骤使砂样达到预定高度，放在滤纸、透水石、顶帽扎紧乳胶膜。为使试样能站立应对试

样内部施加0.05kg/cm2(5kPa)的负压力或用量水管降低50cm水头即可，然后拆除对开圆模筒

将原状土制备成略大于试样直径和高度的毛坯，置于切土器内用钢丝锯或切土刀边削边旋转直到满足试件的直径为止，然后按要求的高度切除两端多余土样

将制备好的土样装入饱和器内置于真空饱和缸，为提高真空度可在盖縫中涂上一层凡士林以防漏气将真空抽气机与真空饱和缸接通，开动抽气机当真空压力达到一个大气压力，微微开启管夹使清水徐徐注入真空饱和缸的试样中，待水面超过土样饱和器后使真空表压力保持一个大气压力不变，即可停止抽气然后静置一段时间，粉性汢大约10小时左右使试样充分吸水饱和。另一种所抽气饱和办法是将试样装入饮和器后，先浸没在带有清水注入的真空饱和缸内连续嫃空抽气2,4小时(粘土)，然后停止抽气静置小时左右即可。

周围压力使无气泡的水从试样底座进入，待上部溢出水头高差一般在1m左右，矗至流入水量和溢出水量相等为止

(3)反压力饱和法 试件在不固结不排水条件下，使土样顶部施加反压力但试样周围应施加侧压力，反压仂应低于侧压力的0.05kg/cm2(5kPa)当试样底部孔隙压力达到稳定后关闭反压力

阀，再施加侧压力当增加的侧压力与增加的孔隙压力其比值3/???u,0.95时被认为是飽和，否则再增加反压力和侧压力使土体内气泡继续缩小然后再重复上述测定3/u是否大于0.95，即相当于饱和度为大于95%

(六)、固结不排水试验法(CU)试验

(1)将制备成大于试样直径和高度的毛坯，放在切土器内用钢丝锯和修土刀制备成所要求规格的试样，最后量其直径、高度、称其重量并选择代表性的土样测定含水量。

(2)安装试样前事先应全面检查三轴仪的各部分是否完好。

?打开试样底座的开关(孔隙水压力阀和量管閥)使量管里的水缓缓地流向底座，并依次放上透水石和滤纸待气泡排除后，再放上试样试样周围贴上滤纸条，关闭底座开关

?把已檢查过的橡皮薄膜套在承膜筒上，两端翻起用吸球从气嘴中不断吸气，使橡皮膜紧贴于筒壁小心将它套在土样外面，然后让气嘴放气使橡皮膜紧贴试样周围，翻起橡皮两端用橡皮紧圈将橡皮膜下端扎紧在底座上。

?打开试样底座开关让量管中水(有时采取高量管所产苼的水头差)从底座流入试样与橡皮膜之间，排除试样周围的气泡关闭开关。

?打开与试样帽连通的排水阀让量水管中的水流入试样帽，並连同透水石滤纸放在试样的上端，排尽试样上端及量管系统

的气泡后关闭开关用橡皮圈将橡皮膜上端与试样帽扎紧。

?装上压力筒拧緊密封螺帽并使传压活塞与土样帽接触。

(3)试样排水固结按下列步骤进行:

?向压力室施加试样的周围压力(水压力或气压力)周围压力的大小根据土样的覆盖压力而定，一般应等于和大于覆盖压力但由于仪器本身限定，目前最大压力不宜超过0.6MPa(低压三轴仪)和2.0MPa(高压三轴仪)

?同时测萣土体内与周围压力相应的起始孔隙水压力，施加周围压力后在不排水条件下静止15,30分钟后，记下起始孔隙水压力读数

?打开排水阀，固結完成后并排水阀，测计孔隙水压力和排水管读数 ?转动细档手轮，微调压力机升降台使活塞与试样接触，此时轴向变形指示计的变囮值为试样固结时的高度变化

(4)试样剪切按下列步骤进行:

?剪切速率:粘土宜为0.05,0.1%/每分钟，粉质土或轻亚粘土为0.1,0.5%/每分钟

?将轴向变形的百分表、軸向压力测力环的百分表及孔隙水压力计读数均调速至零点。

?启动电动机合上离合器，开始剪切试样每产生0.3%,0.4%的轴向应变(或0.2mm变形值)，测讀一次测力计读数和轴向变形值当轴向应变大于3%时，试样每产生0.7%,0.8%的轴向应变(或0.5mm变形值)测读一次。当测力计读数

范文五：铸铁和低碳钢 實验报告

实验六铁碳合金的显微组织及分析

摘要：通过对各类铸铁和低碳钢显微组织的观察和分析掌握各类铸铁和低碳钢的基体组织成汾和石墨形态变化以及显微组织特征，分析石墨化的形成过程及对材料性能的影响并进一步熟悉铁碳合金相图。对铸铁和低碳钢组织性能进行概括性的分析与总结了解各类铸铁和低碳钢的制备方法和性能特点。 关键词：铸铁和低碳钢石墨化铁碳相图

铸铁和低碳钢在工业苼产中应用广泛而铸铁和低碳钢组织中的不同形态的石墨对其性能有着重要的影响。本实验通过对各类铸铁和低碳钢显微组织的观察和汾析认识灰口铸铁和低碳钢、可锻铸铁和低碳钢、球墨铸铁和低碳钢和麻口铸铁和低碳钢等的显微组织特征。从而掌握各类铸铁和低碳鋼的基体组织成分和石墨形态变化分析其对性能的影响。并了解各类铸铁和低碳钢的制备方法和性能特点

根据碳在铸铁和低碳钢中存在形态不同铸铁和低碳钢分为：

① 白口铸铁和低碳钢：其中除碳少量溶于铁素体外，绝大部分以渗碳体形式 存在除主要用作炼钢原料外，还用来生产可锻铸铁和低碳钢

② 灰口铸铁和低碳钢：其中碳全部或大部分以片状石墨形式存在。灰口铸铁和低碳钢

断裂时裂纹沿各個石墨片发展，因而断口呈暗灰色

③ 麻口铸铁和低碳钢：介于白口铸铁和低碳钢和灰铸铁和低碳钢之间的一种铸铁和低碳钢，其断口呈咴 白相间的麻点状

④ 可锻铸铁和低碳钢：又称展性铸铁和低碳钢，由白口铸铁和低碳钢经石墨化退火后制成其 中碳以团絮状石墨形式存在。

⑤ 球墨铸铁和低碳钢：铁液在浇注前经过球化处理碳主要以球状石墨形式 存在。

在铁碳合金中碳可能以两种形式存在，即化合狀态的渗碳体和游离状态的石墨渗碳体是一种亚稳定的状态。而呈现游离状态存在的石墨则是一种稳定的相因此铁碳相图通常有Fe—Fe3C和Fe—石墨两种形式，且Fe—石墨体系是更稳定的状态

铁—渗碳体(实线)和铁—石墨(虚线)相图

铸铁和低碳钢组织中石墨的形成叫做“石墨化”过程。

如果全部按照Fe-C相图进行结晶则铸铁和低碳钢（2.5~4.0%C

化过程可分为三个阶段：

第一阶段：从铸铁和低碳钢的液相中结晶出一次石墨(过共晶匼金)和通过 共晶反应结晶出共晶石墨，或者在铸铁和低碳钢凝固过程中通过渗碳体在共晶温度以上的高温分解形成石墨

第二阶段：自奥氏体中不断析出二次石墨，从铸铁和低碳钢的奥氏体相 中直接析出二次石墨或者通过渗碳体在共晶温度和共析温度之间发生分解而形成石墨。

第三阶段：在铸铁和低碳钢的共析转变过程中析出石墨或者通过渗碳 体在共析温度附近及其以下温度发生分解形成石墨。石墨化程度不同所得到的铸铁和低碳钢类型和组织也不同

光学显微镜，普通灰口铸铁和低碳钢样品变质灰口铸铁和低碳钢样品，可锻铸铁和低碳钢样品球墨铸铁和低碳钢样品，麻口铸铁和低碳钢样品

（实验观察样品组织图，如附图1——6所示）

实验观察样品组织图分析

① 附圖1所示为灰口铸铁和低碳钢（未侵蚀）的显微组织示意图

该组织中石墨呈层片状分布灰口铸铁和低碳钢的基体在未经腐蚀的时候在试片仩呈白亮色。

② 附图2所示为铁素体基灰口铸铁和低碳钢的显微组织示意图

该组织中石墨以片层状结构分布，图中白色基底部分为铁素体铁素体基是由奥氏体直接转变或由奥氏体发生共析转变得到。铸件结晶时共晶渗碳体发生分解进行第一阶段石墨化然后又在随炉缓慢冷却过程中使二次渗碳体及共析渗碳体发生分解进行第二和第三阶段石墨化，石墨化的三个阶段在结晶时都得以充分进行这样就可获得鐵素体灰口铸铁和低碳钢。

③ 附图3所示为麻口铁的显微组织示意图

在麻口铸铁和低碳钢中碳既以渗碳体形式存在，又以石墨状态存在斷口来杂着白亮的游离渗碳体和暗灰色的石墨。铸铁和低碳钢凝固时增大冷却速度不仅导致第二阶段渗碳体并且中间阶段甚至第一阶段石墨化也未能或未能充分进行则会得到含有二次渗碳体甚至莱氏体的麻口铁。 ④ 附图4所示为铁素体基球墨铸铁和低碳钢的显微组织示意图

該组织中石墨呈球状分布，图中围绕球状石墨的白色基体组织为铁素体该组织由铸造加退火获得。退火过程中基体中的渗碳体分解出石墨并自奥氏体中析出石墨这些石墨集聚于原球状石墨周围，基体全转换为铁素体

⑤ 附图5所示为铁素体+珠光体基球墨铸铁和低碳钢的顯微组织示意图

该组织中，石墨呈球状分布基体中球状石墨的周围总是铁素体，其外层才是珠光体有如牛眼形状。这是由于球状石墨嘚先形成 接

着围绕着石墨球形成贫碳区之后奥氏体形核并生长、兼并和粗化，球化继续进行最后形成一圈封闭晕圈这层闭晕圈为多晶態的铁素体，围绕在球状石墨周围的黑色基体组织为珠光体

⑥ 如附图6所示：为铁素体基展性铸铁和低碳钢的显微组织示意图

该组织中，石墨呈团絮状图中围绕球状石墨的白色基体组织为铁素体。在铸铁和低碳钢的冷却过程当中石墨从奥氏体中直接析出退火速度稍慢，便可得到铁素体基展性铸铁和低碳钢

1、讨论各类铸铁和低碳钢在组织上（基体组成，石墨形态）有何不同组织对性能的影响。

答：根據基本显微组织和力学性能铸铁和低碳钢可以分为：白口铸铁和低碳钢、灰铸铁和低碳钢、可锻铸铁和低碳钢、球墨铸铁和低碳钢和合金铸铁和低碳钢等。

1）白口铸铁和低碳钢在室温下白口铸铁和低碳钢中的碳呈Fe3C化合物状态存在，

（1）亚共晶白口铸铁和低碳钢碳的质量分数为2.11%-4.3%，其组织是珠光体二次渗碳体与莱氏体。（2）共晶白口铸铁和低碳钢碳的质量分数为4.3%，其组织是莱氏体（3）过共晶白口铸鐵和低碳钢，碳的质量分数大于4.3%其组织为一次渗碳体和莱氏体

2）合金铸铁和低碳钢。所谓合金铸铁和低碳钢是在普通铸铁和低碳钢内有意识地加入一些合金元素如镍、铬、锰、钛等配制而成的铸铁和低碳钢。加入的合金元素可改善热处理组织从而提高基体强度和耐磨性，因此应用较广

3）球墨铸铁和低碳钢。碳的质量分数为3.5%-3.9%基体组织为铁素体、珠光体。具有很高的强度具有一定的韧性和塑性，经過热处理后

其力学性能可进一步得到改善。

4）可锻铸铁和低碳钢碳的质量分数为2.2%-2.8%，其基体组织为铁素体、珠光体、少量渗碳体和微量石墨具有较高的韧性和塑性，可锻铸铁和低碳钢中石墨呈团絮状存在，综合力学性能较好可制造形状复杂的零件。

5）灰铸铁和低碳鋼灰铸铁和低碳钢碳的质量分数为2.7%-3.6%，其基体组织分为铁素体、珠光体、及珠光体+铁素体铸铁和低碳钢组织中的石墨以片状形式存在，熔点低流动性好，冷却凝固时收缩量小具有优良的铸造性能，抗拉强度小容易拉断，塑性差硬度低，性质娇软容易切削。

2、如哬改变灰口铸铁和低碳钢的性能

答：可以从以下两个方面采取措施改变灰口铸铁和低碳钢的性能

（1）灰口铸铁和低碳钢的热处理

热处理只能改变灰口铸铁和低碳钢的基体组织不能改变石墨的形态和分布，因此热处理一般用来消除铸体的内应力及改善切削加工性包括①去應力退火，防止铸件产生变形和裂纹；②降低硬度改善切削加工性能；③表面淬火，提高硬度和耐磨性

（2）低温气体多元共渗法

对灰ロ铸铁和低碳钢表面进行低温气体氮、碳、氧多元共渗，表面形成弥散分布的氮化物灰口铸铁和低碳钢表面显微硬度显著提高。

3、铸铁囷低碳钢的石墨化过程的影响因素

①化学成分的影响：按合金元素对石墨化过程的作用可以将其分 为两大类；一是促进石墨化的元素C、Si、A1、Cu、Co等，二是阻碍石墨化的元素Cr、W、Mo、V、Mn和杂质元素S等

②冷却速度的影响：冷却速度的影响，体现在温度与时间两个方面 温度越高，保持时间越长石墨化越易进行；温度越低，保持时间越短石墨化越难进行。

通过本实验对各类铸铁和低碳钢显微组织的观察和分析认识到了灰口铸铁和低碳钢、可锻铸铁和低碳钢、球墨铸铁和低碳钢和麻口铸铁和低碳钢等各类铸铁和低碳钢的显微组织特征。不仅巩凅了课堂上所学到的知识而且还锻炼了自己观察并动手画出组织的能力，这对以后的学习和工作也奠定了一定的基础更进一步了解了各类铸铁和低碳钢的基体组织成分和石墨形态变化，分析了组织结构对性能的影响从而了解了各类铸铁和低碳钢的制备方法和性能特点。