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收缩试验

收缩试验

收缩试验是测定原状土和击实土在自然风干条件下的垂直收缩变形，以计算线缩率，绘制线缩率和相应含水率之间的关系曲线，计算收缩系数，确定收缩含水率比例限值和原状土的缩限。原状土的收缩与扰动土的不同，主要区别是原状土不一定饱和，其次原状土因具有结构性，故收缩性表现为各向异性。

基本介绍
土收缩是指原状土和击实土在自然风干条件下失水体积收缩的一种现象。失水收缩通常有三个阶段:第一阶段，土体收缩与含水率减少成正比;第二阶段，随着含水率的减少，士体收缩率愈来愈小；第二阶段，含水率继续减小，但土体不再收缩或收缩甚微。
第一阶段和第二阶段的界限含水率称收缩含水率或收缩比例极限值，它与土的塑限相近，第二阶段和第三阶段的界限含水率是原状土的理论缩限含水率。单向收缩量与试样原高度的比值或单向收缩量与试样原直径的比值称线缩率。土体收缩达稳定时的体积收缩量与试样原体积的比值称体缩。在第二阶段内含水率每减少 1%时的线收缩率称收缩系数。收缩试验的目的是测定原状土和击实土的线缩率、收缩系数等收缩指标。
收缩试验方法
仪器设备
1、收缩仪(如右图1)，多孔板上小孔的面积为整板面积的50 %以上。
2、环刀 ， 直径61.8mm，高度20mm。
3、百分表 、推土块 、凡土林 、 天平 、 干燥缸 、 烘箱 、 修土刀 、 钢丝锯等。
操作步骤
收缩试验应按下列步骤进行：
（1）试样制备，应按原状土试样制备或扰动土试样制备的步骤进行。将试样推出环刀（当试样不紧密时，应采用风干脱环法）置于多孔板上，称试样和多孔板的质量，准确至0.1g。装好百分表。记下初始读数。
（2）在室温不得高于30℃条件下进行收缩试验，根据试样含水率及收缩速度，每隔1～4h测记百分表读数，并称整套装置和试样质量，准确至0.1g。2d后，每隔6～24h测记百分表读数并称质量，至两次百分表读数基本不变。称质量时应保持百分表读数不变。在收缩曲线的I阶段内，应取得不少于4个数据。
（3）试验结束，取出试样，并在105～110℃下烘干。称干土质量，准确至0.1g。
（4）按密度试验中蜡封法测定烘干试样体积。
结果整理
1、试样在不同时间的含水率，应按下式计算：
式中 ———某时刻试样的含水率（%）；
mi———某时刻试样的质量（g）；
md———试样烘干后的质量（g）。
2、线缩率应按下式计算：
式中 δsi———试样在某时刻的线缩率（%）；
zt———某时刻的百分表读数（mm）。
3、体缩率应按下式计算：
式中δV———体缩率（%）；
Vd———烘干后试样的体积（cm3）
4、土的缩限应按下列作图法确定：
以线缩率为纵坐标，含水率为横坐标，绘制关系曲线（如右图2）。延长第Ⅰ、Ⅲ阶段的直线段至相交，交点E所对应的横坐标 ，即为原状土的缩限。
5、收缩系数应按下式计算：
式中λn———竖向收缩系数；
———收缩曲线上第Ⅰ阶段两点的含水率之差（%）；
Δδsi———与Δ 相对应的两点线缩率之差（%）。
试验注意事项
1、每次称量要连同上、下板一起称量，称量后，放回原位，调整百分表指针至称量前读数。
2、扰动土的收缩试验，分层装填试样时，要切实注意不断挤压拍击，以充分排气，否则不符合体积收缩等于水分减少的基本假定，而使计算结果失真。
3、原状土因具有结构性，故收缩表现为各向异性。粘性土的侧向收缩有可能超过竖向收缩，当工程有要求时，应沿横向与竖向分别制样，同时测定横、竖向的收缩。
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