14 固结试验
14.1 标准固结试验
14.1.1 本试验方法适用于饱和的粘土。当只进行压缩时，允许用于非饱和土。
14.1.2 本试验所用的主要仪器设备，应符合下列规定：
1) 1
固结容器：由环刀、护环、透水板、水槽、加压上盖组成（图14.1.2）。
1）环刀：内径为61.8mm和79.8mm,高度为20mm。环刀应具有一定的刚度，内壁应保持较高的光洁度，宜涂一薄层硅脂或聚四氟乙烯。
2）透水板：氧化铝或不受腐蚀的金属材料制成，其渗透系数应大于试样的渗透系数。用固定式容器时，顶部透水板直径应小于环刀内径0.2–0.5mm；用浮环式容器时上下端透水板直径相等，均应小于环刀内径。
- 2 加压设备：应能垂直地在瞬间施加各级规定的压力，且没有冲击力，压力准确度应符合现行国家标准《土工仪器的基本参数及通用技术条件》GB/T15406的规定。
- 3 变形量测设备：量程10mm，最小分度值为0.01mm的百分表或准确度为全量程的0.2%位移传感器。
14.1.3 固结仪及加压设备应定期校准，并应作仪器变形校正曲线，具体操作见有关标准。
14.1.4 试样制备应按本标准第3.1.4条的规定进行。并测定试样的含水率和密度，取切下的余土测定土粒比重。试样需要饱和时，应按本标准第3.2.4条步骤的规定进行抽气饱和。
14.1.5 固结试验应按下列步骤进行：
1) 1
在固结容器内放置护环、透水板和薄型滤纸，将带有试样的环刀装入护环内，放上导环、试样上依次放上薄型滤纸、透水板和加压上盖，并将固结容器置于加压框架正中，使加压上盖与加压框架中心对准，安装百分表或位移传感器。
注：滤纸和透水板的湿度应接近试样的湿度。
- 2 施加1kPa的预压力使试样与仪器上下各部件之间接触,将百分表或传感器调整到零位或测读初读数。
- 3 确定需要施加的各级压力，压力等级宜为12.5、25、50、100、200、400、800、1600、3200kPa。第一级压力的大小应视土的软硬程度而定，宜用12.5、25kPa或50kPa。最后一级压力应大于土的自重压力与附加压力之和。只需测定压缩系数时，最大压力不小于400kPa。
- 4 需要确定原状土的先期固结压力时，初始段的荷重率应小于1，可采用0.5或0.25。施加的压力应使测得e—logp的曲线下段出现直线段。对超固结土，应进行卸压、再加压来评价其再压缩特性。
- 5 对于饱和试样，施加第一级压力后应立即向水槽中注水浸没试样。非饱和试样进行压缩试验时，须用湿棉纱围住加压板周围。
- 6
需要测定沉降速率、固结系数时，施加每一级压力后宜按下列时间顺序测记试样的高度变化。时间为6s、15s、1min、2min15s、4min、6min15s、9min、12min15s、16min、20min15s、25min、30min15s、36min、42min15s、49min、64min、100min、200min、400min、23h、24h至稳定为止。不需要测定沉降速率时，则施加每级压力后24h测定试样高度变化作为稳定标准，只需测定压缩系数的试样，施加每级压力后，每小时变形达0.01mm时，测定试样高度变化作为稳定标准。按此步骤逐级加压至试验结束。
注：测定沉降速率仅适用饱和土。
- 7 需要进行回弹试验时，可在某级压力下固结稳定后退压，直至退到要求的压力，每次退压至24h后测定试样的回弹量。
- 8 试验结束后吸去容器中的水，迅速拆除仪器各部件，取出整块试样，测定含水率。
14.1.6 试样的初始孔隙比，应按下式计算:
14.1.8 各级压力下试样固结稳定后的孔隙比,应按下式计算：
14.1.11 某一压力范围内的体积压缩系数，应按下式计算：
14.1.13 以孔隙比为纵坐标,压力为横坐标绘制孔隙比与压力的关系曲线,见图14.1.13。
14.1.14 以孔隙比以纵坐标，以压力的对数为横坐标，绘制孔隙比与压力的对数关系曲线，见图14.1.14。
14.1.15 原状土试样的先期固结压力，应按下列方法确定。在e—logp曲线上找出最小曲率半径Rmin的点O(见本标准图14.1.14),过O点做水平线OA,切线OB及∠AOB的平分线OD,OD与曲线下段直线段的延长线交于E点，则对应于E点的压力值即为该原状土试样的先期固结压力。
14.1.16 固结系数应按下列方法确定：
1) 1
时间平方根法：对某一级压力，以试样的变形为纵坐标，时间平方根为横坐标，绘制变形与时间平方根关系曲线（图14.1.16–1），延长曲线开始段的直线，交纵坐标于d,为理论零点,过d作另一直线,令其横坐标为前一直线横坐标的1.15倍,则后一直线与
曲线交点所对应的时间的平方即为试样固结度达90%所需的时间t90
,该级压力下的固结系数应按下式计算:
3 时间对数法:对某一级压力,以试样的变形为纵坐标,时间的对数为横坐标,绘制变形与时间对数关系曲线(图14.1.16–2),在关系曲线的开始段,选任一时间t1 ,查得相对应的变形值d1,再取时间t2 =t1/4,查得相对应的变形值d2 ,则2d2 -d1 即为d01 ;另取一时间依同法求得d02 、d03 、d04 等，取其平均值为理论零点d,延长曲线中部的直线段和通过曲线尾部数点切线的交点即为理论终点d100 ,则d50 =(d2 +d100 )/2,对应于d50 的时间即为试样固结度达50%所需的时间t50 ,某一级压力下的固结系数应按下式计算:
14.1.17 固结试验的记录格式见附录D表D-23。