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1、实验一：含水量试验一、基本原理：试样在105110下烘至恒量时所失去的水质量与干土质量的比值，即为土的含水量，用百分比表示。含水量是土的基本物理性指标之一，是计算土的干密度、孔隙比等的必要指标。一般采用烘干法测定。本试验方法适用于粘性土、砂性土和有机质土。二、试验目的：1、熟悉、掌握土工仪器的操作。2、熟悉、掌握土的含水量试验。三、试验设备：烘箱、天平（称量200g，最小分度值0.01g）、量盒 、干燥器等。四、操作步骤：1、取试样（粘性土为15 20g、砂性土、有机质土为50g，放入量盒内，盖上盒盖，称湿土的质量，精确至0.01g。2、打开盒盖，置于烘箱内，在105110的恒温下烘干，烘干时
2、间粘性土不得少于8h，砂性土不得少于6h。含有机质超过5%的土，应将温度控制在6570的恒温下烘干。3、将量盒从烘箱中取出，盖上盒盖，放入干燥容器内冷却至室温，称干土质量，精确至0.01g。五、成果整理：含水率计算式中：0土的含水率，%，计算至0.1%； m1湿土样及称量盒质量，g； m2烘干后土样及称量盒质量，g； m0称量盒质量，g；含水量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%；当含水量等于、大于40%时不得大于2%，取两次测值的平均值。实验二：密度试验一、基本原理：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为天然密度。测定土的密度的方法很多，
3、主要有环刀法、灌水法、灌砂法等。二、试验目的：1、熟悉、掌握土工仪器的操作。2、了解土体内部结构的密实情况。三、试验设备：环刀、天平（称量200g，最小分度值0.01g）、。四、操作步骤：五、成果整理：天然密度计算式中：天然密度，g/cm3； m1环刀及土的质量，g； m2环刀质量，g； V环刀体积，cm3；密度试验记录土样编号 试验日期 试验人员 土样说明 环刀号m1（环刀质量，g）m2（土样及环刀质量，g）m1-2（土样的质量，g）V（环刀体积，cm3）天然密度（g/cm3）平均值实验三：液、塑限试验一、基本原理：细粒土(粒径小于0.5mm，并且有机质含量不超过试样总质量5%的土)由于含水
4、率不同，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率，塑限是细粒土呈可塑状态的下限含水率。采用液、塑限联合测定法测定。二、试验目的：本试验是测定细粒土的液限和塑限含水率，用于计算土的塑性指数和液性指数，为划分土的工程类别和确定土的状态提供依据。三、试验设备：1、液限、塑限联合测定仪，圆锥质量76克，锥角30度。2、天平，称量200g，最小分度值0.01g。3、其它：烘箱、铝盒、调土刀、刮土刀、蒸馏水滴瓶、凡士林等。四、试验步骤：1、本次试验原则上应采用天然含水率的土样进行，也允许用风干土制备土样，土样过0.5mm筛后，喷洒配制一定含水率的土样，然后装入密
5、闭玻璃广口瓶内，润湿一昼夜备用（土样制备工作实验室已预先做好）。2、将已制备好的土样取出，放在搪瓷碗中加水或电吹风吹干并调匀后，密实地装入试样杯中（土中不能有孔洞），高出试样杯口的余土，用刮土刀刮平，随即将试样杯放在升降底座上。3、接通电源，按下“开”按钮，把装有透明光学微分尺的圆锥仪，在锥体上抹以薄层凡士林，使电磁铁吸稳固锥仪。4、转动升降座，待试样杯上升到土面刚好与圆锥仪锥尖接触时，“接触”蓝灯亮，按“放”按钮，圆锥仪自由下落，历时5秒，当音响讯号自动发出声响时，立即从读数屏幕上读出圆锥仪下沉深度。 5、把升降座降下，细心取出试样杯，剔除锥尖处含有凡士林的土，取出锥体附近的试样不少于10g
6、放入称量铝盒内，称量得质量m1，并记下盒号，测定含水率。 6、将称量过的铝盒，放入烘箱；在105110的温度下烘至恒量，取出土样盒放入玻璃干燥皿内冷却，称干土的质量m2。 7、重复26条的步骤，测试另二种含水率土样的圆锥入土深度和含水率（圆锥入土深度宜为34mm，79mm，1517mm）。五、成果整理：1、塑、液限 以含水率为横坐标，以圆锥入土深度为纵坐标在双对数坐标纸上绘制含水率与相应的圆锥入土深度关系曲线，如图所示。三点应在一根直线上，如图中A线。如果三点不在同一直线上，通过高含水率的一点与其余两点连两根直线，在圆锥入土深工为2mm处查得相应的两个含水率，如果两个含水率的差值小于2%，用该
7、两含水率的平均值的点与高含水率的测点作直线，如图中的B线，若两个含水率差值等于、大于2%，则应补点或重做试验。 在含水率与圆锥下沉深度的关系图上查得下沉深度为17mm对应的含水率为液限，查得下沉深度为10mm对应的含水率为10mm液限，查得下沉深度为2mm对应的含水率为塑限。 2、塑性指数计算式中：塑性指数，精确至0.1； 液限（%）； 塑限（%）。 3、液性指数计算式中：液性指数，精确至0.01； 天然含水率（%）。 六、注意事项 对于含水率接近塑限（即圆锥入土深度稍大于2mm）的试样，由于含水率较低，用调土刀不易调拌均匀，须用手反复将试样揉捏均匀，才能保证试验成果的正确性。实验四：压缩试验
8、一、试验原理土样在外力作用下便产生压缩，其压缩量的大小是与土样上所加的荷重大小以及土样的性质有关。如在相同的荷重作用上，软土的压缩量就大，而坚密的土则压缩量小；在同一种土样的条件下，压缩量随着荷重的加大而增加。因此，可以在同一种土样上，施加不同的荷重，一般情况下，荷重分级不宜过大。视土的软硬程度及工程情况可取为0.125、0.25、0.5、1.0、2.0、3.0、4.0、6.0、8.0公斤/厘米2等。最后一级荷重应大于土层计算压力的12公斤/厘米2。这样，便可得不同的压缩量，从而可以算出相应荷重时土样的孔隙比。，当土样在荷重P1作用下，压缩量为h。一般认为土样的压缩主要由于土的压密使孔隙减少产
9、生的。因此，与未加荷前相比，可得：he0-e1。而土样在荷重P1作用下产生的应变为，可得式中：e1在荷重P1作用下，土样变形稳定时的孔隙比；e0、h0分别为原始土样的孔隙比和高度；h在荷重P1作用下，土样变形稳定时的压缩量。这样，施加不同荷重P，可得相应的孔隙比ei，Pi，根据ei，Pi值可绘制压缩曲线，并求得压缩系数。二、试验目的1、掌握以磅秤式（或杠杆式）加压设备测定土压缩系数的方法，并根据试验数据绘制孔隙比与压力的关系曲线（即压缩曲线）；2、根据求得的压缩系数1-2评定土的压缩性。三、主要试验设备1、固结仪（或称压缩仪、渗压仪）2、加压设备杠杆式3、测微表（或称百分表，量程10mm，感量
10、0.01mm）、秒表、物理天平（称重1000g、感量0.1g）、烘箱。4、其他如环刀、切土刀、大铝盒、滤纸、凡士林等。四、试验步骤1、用环刀切取土样，环刀要边削土边压入，不要一下压入土样过多，以防土样压碎（如在切取原状土样时，应使土样的受荷方向与天然土层受荷方向一致），当整个环刀压入土样后，用刀将上下面削平，将外壁擦净后称重（准确至0.1克），测定土样的湿密度。取修下的土样（不沾有凡士林的土）测定土样试验前的含水量。2、将渗压环套上透水石后放入固结仪中，面上放湿润纸一张，而后将带有土样的环刀压入渗压环中，并在土样表面放湿润滤纸一张后再依次加上透水石，加压活塞和传压块。3、当使用杠杆式加压设备时
11、，先要检查各部连接（如吊钩）处是否转动灵活。然后将固结仪放入框架内，使横梁压帽的圆弧中心与传压块稍有接触。插入活塞杆，装上测微表，使测微表的测杆与活塞杆顶面接触，并使测杆缩入78mm，以免土样压缩时测杆脱空。而后目测杠杆是否水平，如不水平时，可转动平衡锤，使上杠杆达水平位置。4、加压去预加压力，立即加第一级荷载，加砝码时避免晃动。荷载等级一般为50、100、200、300、400kPa。在加上第一级荷载的同时，开动秒表分别在1、2、3、5、10、15、20分钟记录测微表读数，直致稳定。再依次逐缓加荷，同样测定变形量至稳定为止。5、在最后一级荷重达稳定并读得变形读数后，即可松开测微表，卸除全部荷
12、重，拆开固结仪，清除土样。五、成果整理1、计算试样的原始孔隙比e02、土颗粒高度计算hsh0/(1+e0)3、计算各级荷重下变形稳定后的孔隙比4、按一定比例绘制压缩曲线，并求得压缩系数1-2。六、注意事项：1、仪器应充分接触后方能加载。2、加载前，应注意杠杆调平，并预留足够的变形空间。实验五：直剪试验一、试验原理当地基上施加外荷载后，如取出一单元体来分析时，在单元体任意角度a的平面上（主应力面除外），作用着法向应力n和剪应力n,而剪应力有使作用面以上土体向左滑动的趋势。因此，土颗粒之间的阻力便要阻止它滑动，这阻力称为抗剪强度f。因此，剪应力n和抗剪强度f在不同的荷载作用下有可能出现下列三种情况
13、：当荷载较小时，nf，这时剪应力超过土的抗剪强度（实际这是不可能的，因当nf时土中应力将重分配），直至在土体内某一面上的剪应力大于抗剪强度时，便形成了剪切滑动面，使土体沿滑动面滑动。而在工程上所关心的是土体在什么情况下处于极限平衡状态，如何求得土的抗剪强度。剪切试验便是解决这个问题，可在同一种土样上施加不同的法向力，进行剪切，将剪切破坏时的剪应力作为土的抗剪强度。按照库伦定律，剪应力与法向应力近似成线性关系。因此可根据不同的法向应力和相应的抗剪强度得fn曲线。同时该曲线可用直线来代替，在直线上任意一点的纵坐标表示在土体内某一个平面处于极限平衡状态时土的抗剪强度。二、试验目的1、掌握应变控制式直
14、剪仪快剪的操作方法；2、测定土样在不同正压力下的抗剪强度并确定土的内摩擦角和内聚力；3、巩固抗剪强度的理论概念。三、试验设备1、应变控制式直剪仪2、测微表（量程10mm，精度0.01mm）、秒表3、切土环刀、切土刀、铝盒、滤纸等。四、试验步骤：1、取下加压框架，了解剪刀盒的构造。剪刀盒分上、下盒，下盒放在钢珠滑槽上，下盒中有一内圈，中间圆孔直径与上盒孔径相同，土样放在中间。上盒侧面有传压块及钢珠，使其顶在测力环上。剪切前为了固定上下盒，用固定插销销住。2、将下盒内圈对准放入下盒。在下盒内圈孔中放一透水石并在上面放一张腊纸，防止水分散失（如排水剪时放滤纸）。套上土盒，并插入固定插销，使上、下盒暂时不能相对位移。3、将切有土样的环刀刃口向上，反
