土力学试验指导书

土力学实验指导书

目 录

实验一 土的含水量试验 实验二实验三实验四实验五土的密度试验 土的液、塑限试验 土的固结试验 土的直接剪切试验

实验一 土的含水量试验

一、试验目的

土的含水量指土在105~110°C下烘至恒量时所失去的水的质量和干土质量的百分比值。土在天然状态下的含水量称为土的天然含水量。试验的目的：测定土的含水量。 二、试验方法

烘干法：室内试验的标准方法，一般粘性土、粉土都可以采用。 三、烘干法试验 1、仪器设备

①烘箱：采用电热烘箱；②天平：称量200g，分度值0.01g；③称量盒、干燥器。 2、操作步骤

（1）取代表性试样，粘性土、粉土为15~30g，砂性土、有机质土为 50g，放入质量为m0的称量盒内，立即盖上盒盖，称湿土加盒总质量m1，精确至0.01g。

（2）打开盒盖，将试样和盒放入烘箱，在温度105~110°C的恒温下烘干。烘干时间与土的类别及取土数量有关。粘性土不得少于8小时；砂类土不得少于6小时；对含有机质超过10%的土，应将温度控制在65~70°C的恒温下烘至恒量。

（3）将烘干后的试样和盒取出，盖好盒盖放入干燥器内冷却至室温，称干土加盒质量m2，精确至0.01g。

3、计算含水量：按下式计算：

w?mwm1?m2??100% msm2?m04、要求：（1）计算准确至0.1%；（2）本试验需进行2次平行测定，取其算术平均值。允许平行差值应符合下表规定。

含水率（%） 小于10 10~40 1.0 大于40 2.0 允许平行差值（%） 0.5

5、本试验记录格式详见报告。

实验二 土的密度试验

一、试验目的

测定土在天然状态下单位体积的质量。

二、试验方法

1

一般粘性土、粉土，宜采用环刀法。 易破碎，难以切削的土，可采用蜡封法。 对于砂土与砂砾土，可用现场的灌砂法或灌水法。

三、环刀法试验 1、仪器设备

①符合规定要求的环刀；②精度为0.01g的天平；③其他：切土刀，凡士林等。 2、操作步骤

（1）测出环刀的容积V（本实验室用环刀V=60cm3），在天平上称环刀质量m1。 （2）取直径和高度略大于环刀的原状土样或制备土样。

（3）环刀取土：在环刀内壁涂一薄层凡士林，将环刀刃口向下放在土样上，随即将环刀垂直下压，边压边削，直至土样上端伸出环刀为止。将环刀两端余土削去修平（严禁在土面上反复涂抹），然后擦净环刀外壁。

（4）将取好土样的环刀放在天平上称量，记下环刀与湿土的总质量m2。 3、计算土的密度：按下式计算：

天然密度：??mm2?m1 ?VV4、要求：①密度试验应进行2次平行测定，两次测定的差值不得大于0.03g/cm3，取两次试验结果的算术平均值；②密度计算准确至0.01 g/cm3。

5、本试验记录格式详见实验报告。

实验三 土的液、塑限试验

一、试验目的

细粒土由于含水量不同，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；塑限是细粒土呈可塑状态的下限含水量。

本试验的目的是测定细粒土的液限、塑限，计算塑性指数、给土分类定名，供设计、施工使用。

二、试验方法 1、试验方法

土的液、塑限试验：采用液塑限联合测定法； 土的塑限试验：采用搓条法；

土的液限试验：采用锥式液限仪法。 本次实验采用液塑限联合测定法。 2、适用范围

适用于粒径小于0.5mm颗粒组成及有机质含量不大于干土质量5%的土。 三、液塑限联合测定法试验 1、仪器设备

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①光电式液塑限联合测定仪（图3-1）：圆锥仪、读数显示；②试样杯：直径40~50mm，高30~40mm；③天平：称量200g，分度值0.01g；④其他：烘箱、干燥器、铝盒、调土刀、孔径0.5mm的筛、凡士林等。

图3-1 光电式液塑限联合测定仪示意图

1、 显示屏；2、电磁铁；3、带标尺的圆锥仪；4、试样杯；5、控制开关；6、升降座

2、操作步骤

液限、塑限联合试验，原则上采用天然含水量的土样制备试样，但也允许采用风干土制备试样。 （1）当采用天然含水量的土样时，应剔除大于0.5mm的颗粒，然后分别按接近液限、塑限和二者之间状态制备不同稠度的土膏，静置湿润。静置时间可视原含水量的大小而定。当采用风干土样时，取过0.5mm筛的代表性土样约200g，分成3份，分别放入3个盛土皿中，加入不同数量的纯水，使分别接近液限、塑限和二者中间状态的含水量，调成均匀土膏，然后放入密封的保湿缸中，静置24小时。

（2）将制备好的土膏用调土刀调拌均匀，密实地填入试样杯中，应使空气逸出。高出试样杯的余土用刮土刀刮平，随即将试样杯放在仪器底座上。

（3）取圆锥仪，在锥体上涂以薄层凡士林，接通电源，使电磁铁吸稳圆锥仪。

（4）调节屏幕准线，使初读数为零。调节升降座，使圆锥仪锥角接触试样面，指示灯亮时圆锥在自重下沉入试样内，经5秒后立即测读圆锥下沉深度。

（5）取下试样杯，然后从杯中取10g以上的试样2个，测定含水量。

（6）按以上（2）~（5）的步骤，测试其余2个试样的圆锥下沉深度和含水量。 3、计算与制图

（1）计算含水量：w?mwm1?m2??100% msm2?m0 （2）绘制圆锥下沉深度h与含水量w的关系曲线

以含水量为横坐标，圆锥下沉深度为纵坐标，在双对数纸上绘制h~w的关系曲线。如图3-2所示。 ①三点连一条直线。②当三点不在一直线上，通过高含水量的一点分别与其余两点连成两条直线，在圆锥下沉深度为2mm处查得相应的含水量，当两个含水量的差值小于2%，应以该两点含水量的平均值与高含水量的点连成一线。③当两个含水量的差值大于或等于2%时，应补做试验。 （3）确定液限、塑限

在圆锥下沉深度h与含水量w的关系曲线图上，查得下沉深度为17mm所对应的含水量为液限wL；查得下沉深度为2mm所对应的含水量为塑限wP，以百分数表示，取整数。

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