土工试验讲义及试验报告

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1、 才智在线才智在线 QQ523458367 才智在线才智在线才智在线才智在线 QQ523458367 才智在线才智在线土 力 学 学生教学实验指导及任务书土 木 工 程 学 院 实 验 中 心班 级： 姓 名： 学 号： 才智在线才智在线 QQ523458367 才智在线才智在线才智在线才智在线 QQ523458367 才智在线才智在线实验目录实验目录试验一（验证型）土的三项基本性能指标测试（试验一（验证型）土的三项基本性能指标测试（1.01.0 学时）学时）0 03 3试验二（验证型）粒度分析试验（试验二（验证型）粒度分析试验（2.02.0 学时）学时）0 09 9试验三（验证型）界限含水率

2、试验（试验三（验证型）界限含水率试验（2.02.0 学时）学时）1212试验四（验证型）直接剪切试验（试验四（验证型）直接剪切试验（2.02.0 学时）学时）1515试验五（设计型）击实试验（试验五（设计型）击实试验（3.03.0 学时）学时）2020实验室操作规程及注意事项1.试验前学生必须进行试验预习，指导老师检查完预习情况后，学生 才可进入实验室进行试验。 2.使用电器时一定要注意安全，对玻璃器皿要轻拿轻放，爱护实验室 所有试验仪器。 3.在试验操作过程中可自行设计操作步骤，但是一定要遵循土工试 验方法标准 。 4.对试验过程中有疑问或对试验现象有不理解时，可与指导老师及同 学进行讨论。

3、 5.试验过程中请保持安静、整洁的环境。 6.试验后必须由指导老师对其数据进行检查，认可后必须有老师签名， 方可离开实验室，否则该次试验无效。 7.试验结束后要求值日生打扫试验环境，并使试验前、试验后环境保 持一样。垃圾倒在指定位置。才智在线才智在线 QQ523458367 才智在线才智在线才智在线才智在线 QQ523458367 才智在线才智在线试验一试验一 土的三项基本性能指标测试土的三项基本性能指标测试 （验证型（验证型 1.01.0 学时）学时） （一）仪器设备（一）仪器设备（1）环刀：内径 61.80.15mm 和 79.80.15mm，高度为 200.016mm。 （2）天平：称量

4、 500g，感量 0.1g；称量 200g，感量 0.01g。 （3）比重瓶：容量 100(或 50)ml （4）恒湿水槽：灵敏度 1； （5）砂浴； （6）真空抽气设备； （7）温度计：刻度为 050，分度值为 0.5； （8）其它：烘箱、蒸馏水、中性液体、孔径 2mm 及 5mm 筛、漏斗、滴管修土刀、钢丝锯、铝盒。（二）试验要求（二）试验要求要求学生掌握三项指标测定方法；学会处理试验数据；理解和掌握三个指标的含义。（三）试验任务（三）试验任务1.1.含水率试验含水率试验1.11.1 基本原理基本原理 土的含水率是试样在 105110下烘至恒重时所失去的水质量和干土质量的比值，用百分比表示

5、。 含水率是土的基本物理性指标之一，它是计算土的干重度、孔隙比、饱和度等的必要指标，亦是检测 土工构筑物施工质量的重要指标。 目前国内外测定含水率的方法有多种。但能确保质量，操作简便又能符合含水量定义的试验方法 仍以烘干法为主。故本试验仅介绍这一方法。 本试验方法适应于粘性土、砂性土和有机土等。 1.21.2 操作步骤操作步骤 （1）取具有代表性试样，粘性土为 1520g，砂性土、有机土为 50g，放入称量盒内，盖上盒盖， 成湿土质量，精确至 0.01g。 （2）打开盒盖，将盒置入烘箱内，在 105110的恒温下烘干 。烘干时间对粘性土不得少于 8h，对砂性土不得少于 6h。对含有机质超过 5

6、%的土，用将温度控制在 6570的恒温下烘干。 （3）将称量盒从烘箱中取出，盖上盒盖，放入干燥器内冷却至室温，称干土质量，精确至 0.01g。 1.31.3 成果整理成果整理 （1）试样的含水率，应按下式计算，精确至 0.1%。（1-1）100) 1(0 0dmm（2）含水率试验应进行两次平行测定，两次测定的差值，当含水量小于 40%时不得大于 1%；当 含水量大于等于 40%时不得大于 2%。取两次测值的平均值。 1.41.4 注意事项注意事项 （1）本试验规定温度为 105110，这是因为：1.取决于土的水理性质；2.参考国内外土工试 验标准，多数以 105110为其烘干温度。 （2）试样

7、烘至恒重所许的时间与土的类别以及取土数量有关。本试验规定土量为 1530g，对砂 性土宜烘 68h，粘性土宜烘 810h。才智在线才智在线 QQ523458367 才智在线才智在线才智在线才智在线 QQ523458367 才智在线才智在线砂性土、砾质土因持水性差，水分变化大，所以试样应多取一些，本试验规定取 50g。对有机质 含量超过 5%的土，因土质不均匀，采用烘干法时，除注明有机质含量外，亦应取 50g。（3）含有机质土在温度下经长时间烘干后，有机质特别是腐殖酸会在烘干过程中逐渐分解而不 断损失，使测得的含水量比实际的含水量大，土中有机质含量越高误差就越大。故本试验对有机质含 量超过 5%

8、的土，并规定在 6570的恒温下进行烘干。（4）进行含水率试验时，常因试样代表性不足，而使测定结果失去实际意义，因此选取土样时 需细心拌和均匀。此外，含水量试样应根据试验目的和要求选取。若为了了解土层综和而概略的天然 含水量，可沿土剖面竖向切取土样；若是配合压缩、抗剪强度、渗透试验，应在切取试样环刀的上下 两面选取土样。（5）烘干的试样应先冷却再称量，一是避免因天平受热不均影响称量精度，二是防止热土吸收 空气中的水分。为此，试样应放在又有干燥剂(如氯化钙)的缸内冷却，缸口涂以凡士林与外界隔绝， 试样在干燥缸内冷却至室温，即可称质量。2.2.密度试验密度试验2.12.1 基本原理基本原理土的单位

9、体积质量称为土的密度。在天然含水量情况下的密度称为天然密度。测定密度的目的是 为了了解土体内部结构的密实情况。工程中需要以重度或容重值表示时，将实测密度值乘以换算系数 即可。测定土的密度的方法很多，主要有环刀法、蜡封法、灌水法、灌砂法等，它们适用于不同的土质 情况，下面介绍实验室内最常用的环刀法。本试验适用于粘性土。 2.22.2 操作步骤操作步骤（1）按工程需要取原状土或制配所需状态的扰动土，整平两端，将环刀内壁涂一薄层凡士林， 刀口向下放在土样上。（2）用修土刀或钢丝锯将土样上部削成略大于环刀直径的土柱，然后将环刀垂直下压，边压边 削至土样伸出环刀上部为止，削去两端余土，使与环刀口齐平，并

10、用剩余土样测定含水量。（3）擦净环刀外壁，称环刀与土合质量，精确至 0.1g。1m（4）本试验须进行二次平行测定，其平行差值不得大于 0.03g/cm3。求其算术平均值。 2.32.3 成果整理成果整理1.按下列公式计算湿密度和干密度 （1-2）Vmm21（1-3）wd12.42.4 注意事项注意事项（1）环刀法密度试验是密度试验中的基本方法。试样的密度应取土的单位体积质量。进行固结 试验和直剪试验的试样，可利用环刀切取试样直接测定。不必另取试样专门测定。（2）蜡封法适用于测定易破裂和形状不规则的坚硬土的密度。（3）灌水法和灌砂法适用于现场测定原状砂和砾质土的密度。3.3.比重试验比重试验3.

11、13.1 基本原理基本原理土粒比重是土粒质量与同体积 4的纯水的质量之比，它是一个无因次值。土的比重是土中各种 矿物的比重之平均值(即组成土的矿物颗粒密度的平均值)，其值大小常与组成土矿物的种类及其含量 有关。实验室测定土粒比重时，土的固体部分质量可用精密天平测定，相应之固体体积一般用排除同 体积之液体的方法测得。常用测定土粒比重的方法有三种：比重瓶法，浮称法和虹吸管法，它们分别 适用与小于、等于和大于 5mm 土颗粒组成的。本教材介绍比重瓶法测定粒径小于 5mm 的土。 才智在线才智在线 QQ523458367 才智在线才智在线才智在线才智在线 QQ523458367 才智在线才智在线土的比

12、重是土的基本物理指标，可用来计算土的孔隙率、孔隙比和饱和度等。 3.23.2 比重瓶校正比重瓶校正（1）将比重瓶洗净、烘干，称比重瓶质量，精确至 0.001g。（2）将煮沸经冷却的纯水注入比重瓶。对长颈比重瓶注水至刻度处，对短颈比重瓶应注满纯水， 塞紧瓶塞，让多余的水自瓶塞毛细管中溢出。调节恒温水槽至 5或 10，然后将比重瓶放如恒温水 槽内，直至瓶内水温稳定。取出比重瓶，擦干外壁，称瓶、水总质量，准确至 0.001g。（3）以为 5级差调节恒温水槽的水温，逐级测定不同温度下的比重瓶、水总质量，至达到本地 区最高气温为止。在每个温度均应进行两次平行测定，两次测定的差值不得大于 0.002g，

13、取两次测 值的平均值，绘制温度与瓶、水总质量的关系曲线。 3.33.3 试验步骤试验步骤（1）将比重瓶烘干，将烘干土 15g 装入 100ml 比重瓶内(若用 50ml 比重瓶，装烘干土约 12g)， 称量。（2）为排除土中空气，将已装有干土的比重瓶注蒸馏水至瓶的一半处，摇动比重瓶，并将其放 入砂浴中煮沸，煮沸时间自悬液沸腾时算起，砂及低液限粘土不少于 30min，高液限粘土应不少于 1h，使土粒分散。注意沸腾后调节砂浴温度，避免土液溢出瓶外。（3）如系长颈比重瓶，用滴管调整液面恰至刻度(以弯液面下缘为准)，擦干瓶外及瓶内壁刻度 以上部分的水，称瓶、水、土总质量。如系短颈比重瓶，将纯水注满，使

14、多余水分自瓶塞毛细管中溢 出，将瓶外水分擦干，称瓶、水、土总质量，称量后立即测出瓶内水的温度，准确至 0.5。（4）根据测得的温度，从已绘制的温度与瓶、水总质量关系曲线上查得瓶水总质量。如比重瓶 体积事先未经温度校正，则立即倾去悬液，洗净比重瓶，注入事先煮沸过且与试验时同温度的蒸馏水 至同一体积刻度处，短颈比重瓶则注水至满，然后按本试验步骤中的第(3)步调整液面后，将瓶外水 分擦干，称瓶、水总质量。（5）如系砂土，煮沸时砂粒易跳出，允许用真空抽气法代替煮沸法排除土中空气，其余步骤与 1.3.4 中(3)和(4)相同。（6）对含有某一定量的可溶盐、不亲性胶体或有机质的土，必须用中性液体(如煤油)

15、测定，并 用真空排气法排除土中气体。真空压力表读数宜为 100KP，抽气时间 12h(直至悬液内无气泡为止)， 其余步骤同 3.4 中步骤(3)和(4)。 （7）本试验称量应精确至 0.001g。 3.43.4 成果整理成果整理1用蒸馏水测定比重（1-4）It bwsbwdd sGmmmmG2用中性液体测定比重（1-5）kt bwsdbwd sGmmmmG3.53.5 注意事项注意事项（1）煮沸(或抽气)排气时，必须防止悬液溅出瓶外，火力要小，并防止煮干。必须将土中气体 排尽，否则影响实验成果。（2）必须使瓶中悬液与蒸馏水的温度一致。（3）称量必须准确，测定 及 时必须将比重瓶外水份擦干。（4）若用长颈式比重瓶，液体灌满比重瓶时，液面位置前后几次应该一致，以弯液面下缘为准。（5）当试样中既有粒径大于 5mm 的土颗粒，又含有粒径小于 5mm 的土颗粒时，工程上采用平均 比重，取粒组颗粒比重的加权平均值。（6）为与颗粒分析相一致，规定含盐量大于 0.5%时，用中性液体测定。才智在线才智在线 QQ523458367 才智在线才智在线才智在线才智在线 QQ523458367 才智在线才智在线土的三项基本性能指标测试报