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1、 土 工 试 验 教 学 指 导 书姓名_学号_年级_专业_西南科技大学环资学院中心实验室2011.10目录试验一 含水量试验（1）试验二 界限含水量试验.（4）试验三 固结试验（8）试验四 直接剪切试验（10）试验一 含水量试验1 含水量及常用测定方法1.1 含水量含水量是土在100150摄氏度下烘干到恒量时所失去的水分质量和达恒量后土的质量的比值，以百分数表示，是描述土的干湿程度的重要指标。1.2 常用测定方法（1）烘干法：室内试验的标准方法；（2）酒精燃烧法：精度要求不高时常使用此方法，所需时间较短；（3）比重法：适用于砂性土；（4）炒干法：适用于含砾较多的土。1.3试验目的测定土样的含
2、水量。1.4试验原理首先称量含水土样的质量，然后称量去除水分后干土的质量，将两者的差作为土样中所含水分的质量。去除水分的方法直接决定测量结果，理论上土样中所含水的质量是指其中自由水的质量，当温度在100150摄氏度范围时，一般不会破坏结合水，所以要求精确测量时温度应控制在100150摄氏度的范围内。2 试验步骤2.1 仪器设备（1）烘箱：真空电热烘箱，温度保持100150摄氏度；（2）天平：称量500g。感量0.01g；（3）其它辅助工具，如称量盒等。2.2 操作步骤（1）称量装土样的称量盒的质量；（2）取适量代表性试样放入称量盒内，迅速盖好盒盖，称量得；（3）去掉盒盖后，将盛有试样的称量盒放
3、入烘箱，在100150摄氏度下烘到恒量，（一般土质量为15g30g时，砂土约需1h2h；粉土约需6h8h；粘土约需10h）；（4）烘干后取出试样，盖好盒盖冷却至室温后称量其质量；（5）按下式计算含水量：2.3 试验数据整理含 水 量 试 验工程名称 试 验 者 试验方法 计 算 者 试验日期 校 核 者 土样编号土样说明盒号盒质量盒+湿土质量盒+干土质量湿土质量干土质量含水量平均值3思考题（1）测定含水量试验中，烘干温度为什么要控制在100150摄氏度的范围内？（2）称量湿土质量时，为什么迅速盖好盒盖？（4）测定含水量试验中，同一土样的两个试样含水量差值超过2%，问测量结果是否合理？若合理，请
4、说明理由。若不合理，请试述可能出现错误的操作。试验二 密度试验1 密度及常用测定方法1.1 密度1.1. 1天然密度土的密度是土的单位体积质量。对天然土求得的密度称为天然密度。干密度土的干密度是土的固相质量与土的总体积之比可由下式表示： （g/）土的干密度越大，土越密实，强度也越高，水稳定性也越好。干密度常用做填土密实度的施工控制指标。饱和密度土的饱和密度是当土的孔隙中全部充满水时的密度，由下式表示： 1.2 常用测定方法对一般粘质土采用环刀法。如果土样易碎裂，难以切削，可用蜡封法。在现场条件下，对粗粒土，可用灌砂法和灌水法。1.3试验目的测定土样的密度。1.4试验原理试验原理即密度计算公式，
5、其关键是体积的测定。2 环刀法试验步骤2.1仪器设备（1）环刀：内径68cm，高23cm；（2）天平：称量500g。感量0.01g；（3）其它辅助工具，如切土刀、钢丝锯、凡士林等。 操作步骤（1）按工程需要取原状土样或制备所需状态的扰动土样；（2）称量并计算得土样质量；（3）计算土样体积；（4）测定土样的含水量；（5）按下式计算土样的天然密度及干密度： 试验数据整理密 度 试 验工程名称 试 验 者 土样说明 计 算 者 试验日期 校 核 者 土样编号土样类别环刀号湿土质量体积天然密度平均天然密度干土质量干密度平均干密度3思考题（1）测定密度试验中，试述制备扰动土样的步骤。（2）测定密度试验中
6、，粘土和砂性土的土样是如何取得的？（3）测定密度试验中，试述砂性土体积的测定方法及步骤（4）试推导干密度计算公式：。（5）自行设计一种干密度测定方法，或在现有方法的基础上加以改进。（6）测定密度试验中，试述可能导致误差产生的操作并加以改进。（7）土样的干密度、天然密度、饱和密度三个指标在土力学及实际工程中所起的作用是什么。试验二 界限含水量试验1 界限含水量及常用测定方法1.1 界限含水量界限含水量细粒土由于含水量的不同，分别处于流动状态、可塑状态、半固体状态和固体状态。液限是细粒土呈可塑状态的上限含水量，即土体含水量若超过液限，土体则处于流动状态；塑限是细粒土呈可塑状态的下限含水量，即土体含
7、水量若低于塑限，土体则处于半固体状态；缩限是细粒土从半固体状态过渡固体状态时体积不在收缩的含水量。塑性指数、液性指数塑性指数用来描述土的塑性大小，习惯上用不带百分号的数值表示，由下式计算：液性指数用来表示天然含水量与界限含水量的关系，由下式计算：1.2 常用测定方法常用的方法有搓条法、蝶式液限仪、平衡锥式液限仪、液塑限联合测定等方法。此次试验采用液塑限联合测定的方法。1.3试验目的测定细粒土的液限、塑限含水量及其塑性指数、液性指数的确定。1.4试验原理液塑限联合仪的圆锥下沉深度h与含水量在对数坐标中呈线性关系，即：2 液塑限联合试验步骤2.1 仪器设备（1）光、电式液塑限联合测定仪；（2）天平
8、：称量200g。感量0.01g；（3）式样杯：内径40mm，高30mm（4）其它：烘箱、干燥缸、铝盒、调土刀、筛网（0.5mm）、凡士林或润滑油、纯水等。2.2 操作步骤（1）液塑限联合试验原则上采用天然含水量的土样制备式样，但也可用干土制备式样。首先取土并去除土样中大于0.5mm的土颗粒。；（2）按下沉深度约为45mm，910mm和1618mm范围制备不同稠度的土膏，静置在保湿缸中，静置时间视含水量大小而定，一般为24h；（3）将土膏用调土刀充分调拌均匀，密实的填入式样杯中，刮平表面后放在仪器底座上；（4）取出圆锥仪，在锥体表面涂上凡士林或润滑油；（5）接通电源，使电磁铁吸稳锥体；（6）调节
9、屏幕准线，使初始读数位于零刻度处；（7）调节升降座，使锥体刚好接触土面；（8）断开电磁铁电源，使圆锥仪在自重下沉入土内，5s后读取下沉深度并记录；（9）将试样取出10g左右，测定其含水量；（10）重复（3）（9）步，做完其余两个试样。2.3 试验数据整理制图将三个含水量与相应的圆锥下沉深度绘于双对数坐标纸上，三点连一直线。如果三点不在同一直线上，通过高含水量与其余两点连两根直线，在圆锥下沉深度为2mm处查得相应两个含水量，如果差值小于2%，用平均值点与高含水量点作一直线。如果差值大于2%，应补做试验。在此处粘贴对数坐标纸 记录液 塑 限 联 合 试 验工程名称 试 验 者 试验方法 计 算 者
10、 试验日期 校 核 者 试样编号圆锥下沉深度盒号湿土质量干土质量含水量液限塑限塑性指数液性指数3思考题（1）测定界限含水量试验中，各种测量方法的优缺点是什么。（2）测定界限含水量试验中，如果土膏搅拌不均匀，会出现什么情况，应该从那几方面加以改进？（3）测定界限含水量试验中，试述液限的测定方法及步骤（4）自行设计一种界限含水量测定方法，或在现有方法的基础上加以改进。（5）测定界限含水量试验中，试述可能导致误差产生的操作并加以改进。（6）土样的界限含水量指标在土力学及实际工程中所起的作用是什么。（8）测定界限含水量试验中，将土膏放置在保湿缸中静置的目的是什么。试验三 固结试验1 固结及试验方法1.
11、1 固结固结：土的压缩随时间增长的过程叫固结。1.2 常用试验方法常用的方法有室内侧限压缩试验和现场荷载试验。1.3试验目的固结试验的目的在于通过测定变形和压力的关系或者孔隙比与压力的关系、变形和时间的关系，进而计算单位沉降量、压缩系数、压缩指数、回弹指数、压缩模量、固结系数及原状土的先期固结压力等。测定项目根据工程而定。1.4试验原理试验基于构成土骨架的矿物颗粒在土体变形过程中保持刚性且竖向变形是连续的假设前提。2 室内侧限压缩试验步骤2.1 仪器设备（1）固结仪：试样面积30或50，高为2cm；（2）加压设备：称量500kg1000kg。感量为0.2kg0.5kg的磅秤或杠杆式加压设备；（
12、3）百分表：量程10mm，分度值为0.01mm；（4）其它：钢丝锯、天平、刮土刀等。2.2 操作步骤（1）制备式样：取原状土或按规定的密度及含水量制备式样；（2）将带有环刀的试样小心装入护环，在装入固结仪容器内，然后放上透水石和加压盖板，至于加压框下，对准加压框架的正中，安装量表。（透水石的湿度应尽量与试样保持一致）；（3）为保证试样与仪器上下各部件之间接触良好，应施加1的预压荷载，然后调整量表归零；（4）对试样施加压力，加压等级一般为12.5、25.0、50.0、100、200、400、800、1600、3200，最后一级压力应大于上覆土层的100200；（5）需要确定原状土的先期固结压力时，加压率应小于1，可采用0.5或0.25倍。最后一级压力应大于1000；（6）第一级压力的
