土工实验报告修订稿Word格式.docx
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五、直接剪切试验
试验一、含水量试验
（一）试验目的
测定土的含水量，以了解土的含水情况，且是计算土的孔隙比、液性指数、饱和度及其它物理力学性质不可缺少的一个基本指标。
通过本次测定天然含水量，为进一步对土的液限和塑限进行实验奠定基础。
（二）试验方法
室内土工试验方法有烘干法、酒精燃烧法以及炒干法等。
其中以烘干法为室内试验的标准方法。
本方法适用于颗粒小于0.5mm土。
（1）烘干法：
用刮土刀取具有代表性试样15～30g或环刀中的试样，装入两只称量过的小铝盒内（各约1/3盒），称量得质量m1（精确至0.01克），并记下盒号。
打开盒盖，放入烘箱；
将土在105℃～110℃下烘至恒量（对砂土试样烘干时间不是少于6小时，粘性土不得少于8小时），取出土样盒盖上盒盖，放入玻璃干燥皿内冷却，称干土的质量m2（精确至0.01克）。
对有机质含量超过5%的土，应将温度控制在65～70℃的恒温下烘至恒重。
（2）酒精燃烧法：
向称量过的小铝盒内倒入适量酒精，燃烧至土试样成粉末状，放入玻璃干燥皿内冷却，称干土的质量m2（精确至0.01克）。
（三）仪器设备
105℃～110℃可控烘箱、铝制称量盒、干燥器等。
或酒精。
感量0.01g天平、修土刀、钢丝锯、毛玻璃、凡士林等。
（四）分析计算
按下式计算含水率
式中：
w——试样的含水率，%，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。
含水量试验记录表
工程名称试验者（小组）
试验方法计算者
试验日期校核者
土样编号
盒号
盒质量
m0
（g）
盒加湿土质量
m1（g）
盒加干土质量m2（g）
水的质量
mw（g）
干土质量ms（g）
含水量
w（%）
平均含
水量
（%）
备
注
（五）思考题：
1、规范要求两次测定的土的含水量差值不超过1％，如果你结果超过这个要求，你有什么看法？
2、请问现场又怎样测定粗粒土的密度？
试验二、液、塑限试验
细粒土由于含水率不同，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。
本试验是测定细粒土的液限和塑限，与天然含水量实验结合，可用以计算土的塑性指数和液性指数，并作为粘性土分类以及确定土的状态、估算地基土承载力的一个依据。
学会光电式液塑限联合测定仪的使用。
1、用圆锥式液限、塑限联合测定仪测定土在三或四种不同含水率时的圆锥入土深度，在双对数座标纸上绘成圆锥入土深度与含水率的关系直线。
在直线上查得圆锥入土深度为10毫米处相应含水率为液限，入土深度为2毫米处的相应含水率为塑限。
2、土的塑限试验用滚搓法：
取一小块接近塑限含水量的土样，用手搓成圆形，再用手掌在毛玻璃板上来回轻搓，用力要均匀，长不超过手掌宽且不中空，搓至直径3mm若产生裂缝且断裂，此时土含水量即为塑限；
若不裂，土含水量大于塑限；
若直径小于3mm裂，土含水量小于塑限。
取符合试验标准断裂土样3~5g，放入称量盒测其含水量，须进行二次平行测定，取平均值。
（三）仪器设备
1．圆锥式液限、塑限联合测定仪，仪器主要由三部分组成。
（1）装有透明光学微分尺的圆锥仪部分，锥角30度，质量76克，光学微分尺精确分度为0.1毫米。
（2）光学放大投影部分：
有光源灯泡、聚光镜、圆锥仪上的光学微分尺、物镜、棱镜、反射镜、读数屏幕等。
（3）电磁部分：
交流电经降压、整流，输出12伏直流电至电磁铁线圈，磁铁吸力大于76克。
2．试样杯：
内径不小于40毫米，杯高不小于30毫米。
3．塑限试验仪器：
毛玻璃25×
25×
5cm、钢丝锯、调土刀、调土皿、滴瓶、吹风机等。
4．其它：
烘箱、感量0.1~0.001g天平；
称量盒、蒸馏水滴瓶、凡士林等。
（四）土样制备
1．试验原则上应采用天然含水率的土样进行。
若土样相当干燥，允许用风干土样放在橡皮板上用木碾或利用碎土机碾散，过0.5毫米筛后，喷洒配制一定含水率的土样，然后装入密闭玻璃广口瓶内，润湿一昼夜备用（土样制备工作实验室已予先做好）。
2．将广口瓶内已制备好的土样取出分放在三或四个搪瓷碗中（每个碗里约入3/4碗土样），加蒸馏水调制成三或种不同含水率的土膏。
三或四种不同含水率的加水要求是：
一种含水率接近塑限；
一种含水率接近液限；
再一种含水率介于二者之间或之外，力求测点较均匀地分布在圆锥入土深度2～17毫米的范围内。
对于含水率接近塑限（即圆锥沉入深度稍大于2毫米）的土样，用调土工具不易将其调拌均匀时可用手反复揉捏，要求含水率分布均匀。
（五）操作步骤
1．调节仪器后座的两只脚螺丝，通过观察水平泡使仪器调至水平状态。
2．接通电源，按下“开”按钮，此时“电源”（红）灯亮、“磁铁”（黄）灯亮。
3．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，使电梯铁吸稳固锥仪。
并使光学微分尺垂直于光轴（可从屏幕上观察，刻度线清晰，并在屏幕居中位置）。
4．调节零线微调螺丝，使读数屏幕上的零线与光学微分尺影像零线重合。
5．按下“手”（即手动）按钮，使仪器处于备用状态。
6．将第一种含水率的土样，在碗中充分调拌均匀后，分层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，不能用刀涂抹和反复涂抹，含水量会变化。
随即将试样杯放在升降底座上。
7．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。
8．把升降座降下，细心取出试样杯（注意：
放出或取出试样杯时切勿碰撞圆锥仪锥尖）先将锥尖沉处处有含有凡士林的土剔除，然后将试样杯中的土用刮土刀取出，装入两只小铝盒内（不少于10g）称量得质量m2（精确至0.01克），并记下盒号。
9．将称量过的铝盒打开盒盖，放入烘箱；
在105℃～110℃的温度下烘至恒量（对砂土试样烘干时间不是少于6小时，粘性土不得少于8小时），取出土样盒放入玻璃干燥皿内冷却，称干土的质量m2（精确至0.01克）。
10．重复以上步骤，测试另二种土样的圆锥入土深度和含水率。
11．将测读数据填入相关表格。
（六）注意事项
1．在接通电源，把装有光学微分尺的圆锥仪提起与电磁铁调试对中时，切勿先按“吸”按钮，因为电磁铁吸住圆锥仪后，在左右、前后移动圆锥仪对准电磁铁正中很困难，应该先按“放”按钮，使圆锥仪能自由移动，在对中后，再按“吸”按钮，把圆锥仪吸住。
2．当试样在三或只搪瓷碗（或盘）内配制三或种不同含水率的状态时，可分别将试样集中拨到碗边，利用不带光学微分尺的圆锥仪上的四条刻线初步估测入土深度，以便估计试样的湿度配制是否适当。
3．对于含水率接近塑限（即圆锥入土深度稍大于2毫米）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。
（七）计算分析
按照计算方法填表计算。
并将三或四种含水率与相应的圆锥入土深度数据绘于双对数座标纸上。
如图中A线。
如果三点不在一直线上，通过高含水率的一点与其余两点连两根直线，在圆锥入土深度为2毫米处查得相应的两个含水率。
如果两个含水率的差值小于2%，用该两含水率的平均值的点与高含水率的测点作一直线如图中的B线，若两个含水率差值等于、大于2%，则应补点或重做试验。
塑限试验记录表（搓条法）
土样编号
盒加湿
土质量
盒加干
土质量（g）
干土质量（g）
塑限（平均值）
备注
液塑限联合试验记录表
圆锥
下沉深度
（mm）
液限：
塑限：
作图：
双对数座标纸，绘成圆锥入土深度与含水率的关系直线
（八）思考题：
1、试由上述土的含水量、塑限和液限试验结果计算Ip、IL，并对该土进行命名，说明其状态？
2、通过本项目实验，你发现试验方法、原理或结果存在什么问题，你有何改进措施？
试验三、密度试验
土的密度一般是指土的湿密度，除此以外还有土的干密度、土的饱和密度和土的有效密度。
测定土的密度，以了解土的疏密状态，供换算土的其他物理性质指标以及进行工程设计和控制施工质量之用。
室内土工试验方法有环刀法、蜡封法等。
环刀法适用于细粒土，蜡封法适用于破裂土和形状不规则土。
灌砂法和灌水法适用于现场测定粗粒土。
操作步骤：
（1）称量环刀质量m1，准确至0.1g。
（2）切取土样：
环刀刃口朝下，放在土样表面上，用修土刀把土样削成略大于环刀的土样，然后垂直向下轻压环刀，边压边用修土刀削土，至土样伸出环刀为止。
再先削平环刀上端之余土，使土面与环刀边缘齐平，再置于玻璃板上，然后削平环刀刃口一端的余土，使与环刀刀口齐平。
若两面的土有少量剥落，可用切下的碎土渣，补上。
（3）测定环刀与土样之质量：
擦净环刀外壁，称量得m2，准确到0.1g。
（4）本次试验需二次平行测定，允许误差≤0.03g/cm3。
注意事项：
（1）用环刀法切取土样时，必须严格步骤操作不得急于求成，用力过猛，或图省事不削成土柱，这样就使土样开裂扰动，结果事倍功半。
（2）修平环刀两端余土时，不得在试样表面往返压抹。
对于较软的土宜先用钢丝锯将土样锯成几段然后用环刀切取。
环刀（内径6.18cm，高2cm，面积30cm2，体积60cm3；
或内径7.98cm，高2cm，面积50cm2，体积100cm3）、感量0.01g天平、修土刀、钢丝锯、毛玻璃、凡士林等。
按下式填表计算土的密度
m——湿土样及环刀质量，g；
V——环刀内积，cm3；
密度试验记录表
环刀编号
环刀质量m1（g）
环刀加土质量
m2
土的质量
m3
环刀
容积
V（cm3）
密度
ρ
（g/cm3）
平均密度
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