土力学试验指导书

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1、土力学实验指导书实验目录实验一土的含水率实验实验二土的密度实验实验三土的颗粒大小分析实验实验四土壤液限、塑限联合实验实验一 土的含水率实验土样编号： 实验者：实验方法： 计算者：实验日期： 实验成绩：一、实验目的测定土的含水量，了解土的含水情况，是计算土的孔隙比、液性指数和其他物理力学性质不可缺少的一个基本指标。适用范围：粗粒土、细粒土、有机质土和冻土。二、试验方法烘干法、酒精燃烧法、炒干法。本试验用烘干法。三、试验原理土的含水量是土在温度10511C下烘干到恒重时失去的水分质量与达到恒重后干 土质量的比值，以百分数表示。四、试验设备烘箱：保持温度 105110OC 的自动控制的电热烘箱；电子

2、分析天平；铝制秤量盒； 削土刀等。五、操作步骤1、先秤量好带有编号的盒盖、盒身的两个铝盒，分别记录重量数值g0并填入表1中。2、从原状或扰动土样中，选取具有代表性的试样约1530g或用切环刀土样时余下的试 样；对有机质土、砂类土和整体状构造冻土取样为50g左右，放在秤量盒内，立即盖好盒 盖，称盒盖、盒身及湿土的重量，准确至0.01g，将数值g1填入表1中。3、打开盒盖，放入烘箱中在温度105110oC下烘至恒重，烘干时间对粘性土、粉土不得 少于8h,对砂土不得少于6h,对含有机质超过干土质量5%的土应将温度控制在6570oC 的恒温下烘至恒重。取出土样，盖好盒盖，秤重并记录干土及铝盒的重量，将

3、数俛2填入 表1中。六、计算含水率W=(g1-g2)/(g2-g0)x100%其中W含水率g0铝盒重量，单位为gog1铝盒加湿土的重量，单位为gog2铝盒加干土的重量，单位为go试验记录及计算表1实验日期盒身 编号盒盖 编号铝盒重量 g0(g)铝盒加湿土的重量g1铝盒加干土的重量g2含水重量g1_g2含水率W1电2)/据0)含水率平均值七、注意事项本试验必须对两个试样进行平行测定，测定的差值：当含水率小于40%时为 1%；当含水 率等于、大于40%时为 2%。取两个侧值的平均值，以百分数表示。八、思考题1、测定含水率的目的是什么？2、测定含水率常见的有哪几种方法？3、土样含水率在工程中有何价值

4、？实验二 土的密度实验土样编号： 实验者：实验方法：计算者：.试验日期： 实验成绩：一、试验目的了解土体内部结构的密实情况，工程中需要以容重值表示时，将实测湿密度值根据含水率换算成干密度即可。二、试验方法环刀法、蜡封法、灌水法它们适用于不同的土质情况。本实验用环刀法，环刀法适用于粘性土，是实验室的常用方法。三、试验原理土的单位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。P = Mp = PVd1+ w %四、试验仪器设备环刀(内径61.8mm,高20mm,面积30cm3)、天平、修土刀、凡士林等。五、操作步骤1、调整天平平衡,称量环刀质量,并填入表1 中。2、按工程需要取原状土

5、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。3、修土刀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,使与环刀口面齐平,并用剩余土样测定含水量。4、擦净环刀外壁，称环刀与土的质量，准确至0.1g。5、本实验需进行二次平行测定，其平行差值不得不大于0.03g/cm3,求其算术平均值。六、密度计算整理按下列公式计算湿密度和干密度Mp = M _ M 2 = mP = pVVd 1 + w %式中p一湿密度g/cm3p d干密度g/cm3M环刀及土的质量(g)M2一环刀的质量(g )M一湿土的质量(g)v一环

6、刀的体积g/cm3W含水率密度实验计算表实验编号环刀+湿土 的重量环刀本身的重量环刀体积Cm3湿密度干密度备注12平均值七、思考题1、天然密度的测量方法是什么？2、湿密度和干密度的区别是什么？3、标准小环刀体积是多少？实验三 土的颗粒大小分析实验土样编号：实验方法：试验日期：实验者：计算者：.实验成绩：一、试验目的采用筛分法，测定分析粒径大于 0.074mm 的土小于某粒径的颗粒或粒组占砂土质量的 百分数，以便了解土的粒度成分，并作为砂土分类及土工建筑选料的依据。二、试验方法筛分法、沉降分析法。本试验用筛分法。三、试验原理将所称取的一定质量风干土样放在筛孔逐级减小的一套标准筛上摇震，然后分层测

7、定各筛中土粒的质量，即为不同粒径粒组的土质量，并计算出每一粒组占土样总质量的百分 数，也可计算小于某一筛孔直径土粒的累计重量及累计百分含量。四、试验仪器设备1、标准筛：粗筛，细筛（图 1-1）；2、 天平：称量200g，感量0.2g；称量lOOOg,感量lg；称量5000，感量5g。3、磁钵及橡皮头研棒；4、毛刷、白纸、尺等。1 23取走4图 1 2 四分法图解五、操作步骤1、制备土样(1) 风干土样，将土样摊成薄层，在空气中放12天，使土中水分蒸发。若土样已 干， 则可直接使用。(2) 若试样中有结块时，可将试样倒入磁钵中，用橡皮头研棒研磨，使结块成为单独 颗粒为止。但须注意，研磨力度要合适

8、，不能把颗粒研碎。(3) 从准备好的土样中取试样，数量如下：最大粒径小于2mm者，取100300g；最大粒径为210mm之间的，取3001000g； 最大粒径为1020mm之间，取10002000g；最大粒径为2040mm之间，取20004000g； 最大粒径大于 40mm 者，取 4000g 以上。用四分法来选取试样，方法如下：将土样拌匀，倒在纸上成圆锥形(图 1-2.1)， 然后 用尺以圆锥顶点为中心，向一定方向旋转(图1-2. 2),使圆锥成为12cm厚的圆饼状。继 而用尺划两条相互垂直的直线，把土样分成四等份，取走相同的两份(图1-2.3、图1-2.4)， 将留下的两份土样拌匀；重复上

9、述步骤，直到剩下的土样约等于需要量为止。2、过筛及称量(1) 用普通天平称取一定量的试样，准确至0.1g；将试样分批过2mm筛。(2) 将大于2mm的试样按从大到小的次序，通过大于2mm的各级粗筛。将留在筛上的 土分别称量，填入表中。(3) 2mm筛下的土如数量过多，可用四分法缩小为100800g。将试样按从大到小的 次序，通过小于2mm的各级细筛。将留在筛上的土分别称量，填入表中。过筛时，检查标准筛叠放顺序是否正确(大孔径在上，小孔径在下)，筛孔是否干净， 若夹有土粒，需刷净。将试样倒入顶层筛盘中，盖好盖，用手或摇筛机摇振，持续时间一 般为 1015min, 然后按从上至下的顺序取下筛盘，在

10、白纸上用手轻叩筛盘，摇晃，直到 筛净为止。将漏在白纸上的土粒倒入下一层筛盘内，按此顺序，直到最末一层筛盘筛净为 止。六、成果整理某粒径的试样质量占试样总质量的百分比按下式计算，准确至小数后一位。(1-1)X = mA x 100% mB式中， X 为小于某粒径的试样质量占试样总质量的百分比, %； mA 为小于某粒径的试 样质量, g； mB 为所取试样总质量, g。各筛盘上土粒的质量之和与筛前所称试样的质量之差不得大于1%，否则应重新试验。 若两者差值小于 1%, 应分析试验过程中误差产生的原因，分配给某些粒组；最终，各粒 组百分含量之和应等于100%，将试验数据填写在记录表中。土的颗粒大小

11、分析试验记录(筛分法)筛前总土质量=g2mm 土质量=g2mm占总土质量%=%2mm取样质量二g粗筛分析细筛分析孔径 (mm)累积筛 余土质量(g)小于该 孔径的土 质量(g)小于该孔 径的土质 量百分比占总土质 量百分比(%)孔径 (mm)累积筛余 土质量(g)小于该孔 径的土质量(g)小于该孔 径的土 质量 百分比 (%)占总土质 量百分比(%)2601400.5200.25100.07450.0742七、注意事项1、在筛析中，尤其是将试样由一器皿倒入另一器皿时，要避免微小颗粒的飞扬。2、过筛后，要检查筛孔中是否夹有颗粒，若夹有颗粒，应将颗粒轻轻刷下，放入该 筛盘上的土样中，一并称量。3.

12、 摇震时间一般不小于1015min。八、思考题1、“粒组”与“粒度成分”两术语有什么区别？2、试分析试验过程中误差产生的原因。试验四 土壤液限、塑限联合实验土样编号： 实验者：实验方法： 计算者：试验日期： 实验成绩：一、实验目的LP-100D 型土壤液塑仪，是用来测定土壤的液限和塑限，为划分土类、计算天然稠度 和塑性指标提供可靠的数据。二、试验方法液塑限联合测定法。三、试验原理联合试验是用76g圆锥仪测定在5s时间内的土样不同含水量与圆锥下沉深度的对应 值，绘制双对数关系直线，从直线上查的下沉深度分别为17mm、2mm的相应含水量即为液 限和塑限含水率值。它与手工操作相比，精确度高，人为影响

13、小。四、仪器设备液塑限联合测定仪：该仪器由机械和电子两大部分组成。机械部分由机壳、升降座、锥体 三部分组成。电子部分由控制电路、位移变换、音响定时显示等电路组成。该仪器采用数 字显示等技术，能自动定时、测量、显示。具有性能稳定、数据可靠、测量精度高、读数 直观、清晰、操作简单方便、工作效率高等特点。该仪器备有100克和76克两种锥重标 准。本次试验用 76 克锥重标准。天平：称量200g，感量O.Olg。盛土杯：直径5cm，深度45cm。烘箱，筛（孔径0.5mm）, 调土刀，称量盒，凡士林等。五、操作步骤1、调整天平平衡，称量铝制称量盒3个，将重量m0填入表中。2、将风干土样过0.5mm筛，取

14、筛过的土样400克分成三份，分别放入三个盛土皿中，加 不同数量蒸馏水拌合成不同稠度的试样土膏，土样含水量分别控制在液限、略大于塑限和 二者的中间状态。圆锥入土分别为4-6mm, 9-10mm和16-19mm,用调土刀调匀，盖上湿 布，放置一段时间即可。3、将仪器（液塑限联合测定仪）放置在平面工作台上，调整水平螺旋脚，使水泡聚中。4、将仪器的电源插头插好，打开电源开关，预热5分钟。测量前用手轻轻托起锥体至限 位处。此时显示屏上的数字为随机数（有时出数字，有时出红点，测量时会自动消除）。5、本次试验选用76 克的圆锥仪逆时针拧紧。6、将调好的土样分层放入试杯中，刮平表面，放到仪器的升降面上，这时缓缓地调节升 降旋钮，当试杯中的土样刚接触锥尖时，接触指示灯立即发亮，此时停止旋动，然后按“测 量”键。7、测量：按下“测量”键，锥体落下，与此同时，时