土质学与土力学试验报告.docx
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土质学与土力学试验报告
土质学与土力学实验报告
专业___________
班级___________
实验小组__________
姓名___________
学号___________
华中科技大学土木工程与力学学院
2011年10月
前言
土质学与土力学是一门有关土——一种特殊建筑材料的学科。
厂房、铁路、公路、港口码头等工业建筑以及城市中各种民用建筑都是以土作为地基介质的。
而土的形成过程又是一个极其复杂的地质过程。
土的性质不仅与天然形成环境有关，且与其地质历史中的变化有关。
土工试验就是通过对土进行物理及其力学性质的试验分析，了解土的组成、物理性质与力学性质，为工程设计提供土工计算的参数与指标。
所以土工试验中将其试验项目按其性质与方法分为物理性质试验与力学性质试验。
物理性质试验是对土的组成、物理及水理特征进行分析评价。
试验项目包括粒度测定，含水量测定、容重测定、液限塑限测定等。
力学性质试验是对土在各种状态下的力学性质进行测定，试验项目包括压缩性试验、直剪试验、无侧限抗压试验以及三轴试验等。
土作为一种特殊的材料，特点就在于其三相组成和复杂的地质形成过程。
因此，对于土工试验的要求不仅在于了解土体性质，更重要地在于对土这种材料在工程活动中其性质变化过程的模拟。
土工试验作为土力学的实践课，它要求学生首先重视土力学基本原理理论的学习，进而了解土工试验原理并掌握试验方法以及试验数据的分析整理与指标的选择。
2011年10月
目录
试验一土的密度试验4
试验二土的含水量（率）试验7
试验三粘性土的液限、塑限的测定9
试验四土的侧限压缩试验（固结试验）12
试验五土的直剪试验15
试验一土的密度试验
一、实验目的
二、基本原理
三、仪器设备
四、操作步骤
五、记录格式
（一）密度试验记录表（蜡封法）
工程名称钻孔编号土样说明试验日期
试验者计算者校核者
蜡的密度ρn=92（g/cm3）
试样编号
试样质量（g）
试样加蜡质量（g）
试样加蜡浮质量（g）
温度℃
水的密度g/cm3
试样加蜡体积（cm3）
蜡体积（cm3）
试样体积（cm3）
密度（g/cm3）
含水率℅
干密度（g/cm3）
平均密度（g/cm3）
备注
（1）
f2）
（3）
（4）
（5）
（6）
（7）
（8）
（9）
（10）
（_11）
（2）-（3）/（4）
（2）一
（1）/pn
（5）-（6）
（1）/（7）
（8）l+0.01（9）
（二）密度试验（环刀法）
土样编号班组
试验日期姓名
环号
环加土质量（g）
环刀质量（g）
湿土质量（g）
环刀体积（cm3）
密度（g/cm3）
平均密度（g/cm3）
备注
⑴
⑵
⑶
⑷
⑸
⑴-⑵
六、思考题
1.什么是土的重度、天然重度、水下重度、干重度？
2.开土样时怎样准确测定环刀内土的体积？
削土刀是否能用力反复刮平土面？
3.简述天平的使用规则。
试验二土的含水量（率）试验
一、实验目的
二、基本原理
三、仪器设备
四、操作步骤
五、记录格式
含水率试验
土样编号班组
试验日期姓名
土样编号
盒号
盒质量（g）
盒加湿土质量（g）
盒加干土质量（g）
水质量（g）
干土质量（g）
含水率（％）
平均含水率（％）
备注
六、思考题
1.土的含水量的测定方法有几种？
各自适用条件是什么？
2.如何使用烘箱和干燥器？
该试验的温度应控制在多少度？
3土样盒为什么要上下都编号？
4.土样烘干后能否立即称重？
为什么？
试验三粘性土的液限、塑限的测定
一、实验目的
二、基本原理
三、仪器设备
四、操作步骤
五、记录格式
液塑限实验
班级姓名
土样编号实验日期
土样说明
实验名称‘
液限
塑限
实验次数
土盒号数
土盒加湿土重（g）
土盒加干土重（g）
水重（g）
土盒重（g）
干土重（g）
含水量（％）
平均含水量（％）
塑性指数IP=
土名：
液性指数IL＝
土的状态：
备注天然含水量w=
六、思考题
1.什么是土的界限含水量？
土有几种界限含水量？
其物理意义是什么？
2.用平衡锥法测定土的液限时，如何将土调拌均匀？
试样杯中土样的装入过程有什么要求？
3.用搓条法测定土的塑限时，为什么不能无压滚动？
4.能否用电吹风的热风将土中含水率降低？
5.该实验为什么要取两个以上的平行样？
试验四土的侧限压缩试验（固结试验）
一、实验目的
二、基本原理
三、仪器设备
四、操作步骤
五、记录格式
固结试验（快速法）
土样编号密度班组
说明土样含水率姓名
初始孔隙比比重试验日期
荷重时间
压力（kPa）
量表读数（0.01mm）
总变形量（mm）
仪器变形量（mm）
土样变形量（mm）
单位沉降量
压缩后孔隙比
P
ΣΔhi
Si=
ΣΔhi/Ho
ei=eo-
Si（1+eo）
e
e~p关系曲线
压缩系数
a1-2=MPa-1
属 压缩性土
0
p（kPa）
六、思考题
1.固结试验按照稳定条件分为几种？
如何保证快速压缩试验的准确性？
2.在调试仪器时，如何保证“两平一密”？
3.总变形量包括几部分？
如何测定？
如何用百分表进行计量？
试验五土的直剪试验
一、实验目的
二、基本原理
三、仪器设备
四、操作步骤
五、记录格式
直接剪切试验
（一）
土样编号仪器编号班组
土样说明测力计系数姓名
试验方法手轮转速试验日期
垂直压力kPa抗剪强度kPa
垂直压力kPa抗剪强度kPa
手轮转数
测力计读数
剪切变形
剪应力
手轮转数
测力计读数
剪切变形
剪应力
转
0.01mm
0.01mm
kPa
转
0.01mm
0.01mm
kPa
⑴
⑵
⑶＝⑴20－⑵
⑵×C
⑴
⑵
⑶＝⑴20－⑵
⑵×C
1
1
2
2
3
3
4
4
5
5
6
6
7
7
8
8
9
9
10
10
11
11
12
12
13
13
14
14
15
15
16
16
17
17
18
18
19
19
20
20
21
21
22
22
23
23
直接剪切试验
（二）
土样编号仪器编号班组
土样说明测力计系数姓名
试验方法手轮转速试验日期
垂直压力kPa抗剪强度kPa
垂直压力kPa抗剪强度kPa
手轮转数
测力计读数
剪切变形
剪应力
手轮转数
测力计读数
剪切变形
剪应力
转
0.01mm
0.01mm
kPa
转
0.01mm
0.01mm
kPa
⑴
⑵
⑶＝⑴20－⑵
⑵×C
⑴
⑵
⑶＝⑴20－⑵
⑵×C
1
1
2
2
3
3
4
4
5
5
6
6
7
7
8
8
9
9
10
10
11
11
12
12
13
13
14
14
15
15
16
16
17
17
18
18
19
19
20
20
21
21
22
22
23
23
24
24
25
25
直接剪切试验（三）
土样编号仪器编号班组
土样说明测力计系数姓名
试验方法手轮转速试验日期
垂直压力kPa抗剪强度kPa
垂直压力kPa抗剪强度kPa
手轮转数
测力计读数
剪切变形
剪应力
手轮转数
测力计读数
剪切变形
剪应力
转
0.01mm
0.01mm
kPa
转
0.01mm
0.01mm
kPa
⑴
⑵
⑶＝⑴20－⑵
⑵×C
⑴
⑵
⑶＝⑴20－⑵
⑵×C
1
1
2
2
3
3
4
4
5
5
6
6
7
7
8
8
9
9
10
10
11
11
12
12
13
13
14
14
15
15
16
16
17
17
18
18
19
19
20
20
21
21
22
22
23
23
24
24
25
25
直接剪切试验（四）
土样编号仪器编号班组
说明土样测力计读数姓名
试验方法手轮转速试验日期
垂直压力（kPa）
手轮转数（n）
测力计读数（0.01mm）
剪切位移（mm）
剪切历时（t）
抗剪强度（kPa）
100
200
300
400
内摩擦角
＝
凝聚力
＝kPa
300
200
100
0
100
200
300
400
垂直压力σ（kPa）
抗剪强度与垂直压力关系曲线
六、思考题
1.抗剪强度如何测定？
直接剪切试验按排水条件如何分类？
2.终止试验的标准是什么？
3.砂类土和粘性土的剪切过程有什么不同？
c、φ值有何差异？
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