试验指导.docx

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试验指导

实验项目一

含水率、密度试验

试验目的：

含水量、密度是土的基本物理性质指标，是用来计算土的各种物理性质和力学性质指标的基本实测指标。

通过含水量、密度的测试试验，学习基本的土样制备方法、电子天平、烘干箱等的使用操作。

试验方法：

1、含水量：

采用烘干法测定；

2、密度：

采用环刀法测定。

试验指导书：

一、目的

含水量、密度是土的基本物理性质指标，是用来计算土的各种物理性质和力学性质指标的基本实测指标。

通过含水量、密度的测试试验，学习基本的土样制备方法、电子天平、烘干箱等的使用操作。

二、试验方法

1、含水量：

采用烘干法测定。

将土在105℃～110℃下烘至恒量，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。

2、密度：

采用环刀法测定。

用环刀切取试样，称取环刀和土的总重量，减去环刀的重量得到土的净重，与环刀内容积的比值，即为土的密度。

三、仪器设备

1、电热烘箱

2、天平，称量200g，最小分度值0.01g。

3、其它：

铝盒、调土刀、削土刀、刮土刀、钢丝锯等。

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、首先称取环刀重量，精确至0.01g，在环刀内壁涂一层凡士林。

3、刀刃向下放在土样上，将环刀垂直下压，并用切土刀沿环刀外侧切削土样，边压边削至土样高出环刀。

4、用钢丝锯整平环刀两端土样，擦净环刀外壁，称量环刀和土的总重量，精确至0.01g。

5、将称量盒称重，记录称量盒质量

和盒盖上编码。

6、取具有代表性土样，粘性土15～20g，砂性土、有机质土50g，放入称量盒内，盖上盒盖，称取质量，减去

得到湿土质量

，精确至0.01g。

7、打开盒盖，将盒至于烘干箱内，在105～110℃的恒温下烘干。

烘干时间对于粘性土不得少于8h，对于砂性土不得少于6h。

对有机质超过5％的土，应将温度控制在65～70℃的恒温下烘干。

8、将称量盒拿出盖上盒盖，放入干容器内冷却至室温，称量质量，减去

得到干土质量

，精确至0.01g。

五、成果整理

1、含水量按公式

计算，精确到0.1％。

式中：

m0——湿土质量，g；

md——干土质量，g；

2、按下式计算土的密度：

湿密度

干密度

式中：

——试样的湿密度（g/cm3），准确到0.01g/cm3；

——试样的干密度（g/cm3），准确到0.01g/cm3；

——湿土样的含水量，％；

3、试验记录

含水量试验记录（烘干法）

试验者计算者

试验日期校核者

次数

盒号

盒质量（g）

湿土质量

m0（g）

干土质量

md（g）

含水量

w（%）

平均值（%）

1

2

备注

两次差值不超过2％

指导老师签名

密度试验记录（环刀法）

试验者计算者

试验日期校核者

次数

环刀质量

（g）

环刀＋湿土质量（g）

土样质量

m0（g）

湿密度ρ0

（g/cm3）

干密度ρd（g/cm3）

含水量w（%）

平均值（g/cm3）

ρ0

ρd

备注

两次差值不超过0.03cm3

指导老师签名

实验项目二

界限含水率试验（液、塑限联合测定法）

试验目的：

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。

试验方法：

1、含水率：

采用烘干法测定；

2、液、塑限：

采用液、塑限联合测定法测定。

试验指导书：

一、目的

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含水率，用作计算土的塑性指标和液性指数，以划分土的工程类别和确定土的状态。

二、试验方法

1、含水率：

采用烘干法测定。

将土在105℃～110℃下烘至恒量，所失去的水质量与干土质量的比值，即为土的含水率，用百分比表示。

2、液、塑限：

采用液、塑限联合测定法测定。

用光电式液限、塑限联合测定仪（见图1-1）测定土在三种不同含水率时的圆锥入土深度，在双对数坐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17mm（水利规范、土工试验方法国标GB/T50123－1999）或10mm（建筑地基基础设计规范）处相应含水率为液限，入土深度为2mm处的相应含水率为塑限。

三、仪器设备

1、光电式液限、塑限联合测定仪（图1－1），由装有透明光学微分尺的圆锥仪、电磁铁、显示屏、控制开关和试样杯组成。

圆锥质量76克，锥角30度，光学微分尺精确分度为0.1mm。

试样杯：

内径不小于40mm，杯高不小于30mm。

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。

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、调节零点，使读数屏幕上的零线与光学微分尺影像零线重合，按下“手”（即手动）按钮，使仪器处于备用状态。

5、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。

6、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放入称量铝盒内，称量得质量m1，并记下盒号，测定含水率。

7、将称量过的铝盒，放入烘箱；在105℃～110℃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。

8、重复2～7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3～4mm，7～9mm，15～17mm）。

五、成果整理

1、含水率计算

式中：

——圆锥入土任意深度下试样的含水率，%，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；

2、塑限和液限确定

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1-2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%，用该两含水率的平均值的点与高含水率的测点作直线，如图1-2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。

3、塑性指数计算

式中：

——塑性指数，精确至0.1；

——液限（%）；图1－2含水率与圆锥入土深度关系曲线

——塑限（%）。

4、液性指数计算

式中：

——液性指数，精确至0.01；

——天然含水率（%）。

5、试验记录

试验记录格式见试验记录表。

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、当试样在三只搪瓷碗（或盘）内配制三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。

试验记录表：

液塑限联合试验记录表

试验者计算者

试验日期校核者

试样编号

圆锥下沉深度（mm）

盒号

盒质量（g）

盒＋湿土质量（g）

盒＋干土质量（g）

湿土质量（g）

干土质量（g）

水的质量（g）

含水率（%）

平均含水率（%）

液限WL（%）

塑限WP（%）

塑性指数IP

液性指数IL

土的分类

指导老师签名

实验项目三

固结试验

试验目的：

测定土的湿密度、含水率，计算土样干密度、初始孔隙比，并用此密度、含水率条件下的试样进行压缩试验，根据试验数据绘制孔隙比与压力的关系曲线（即压缩曲线），确定土的压缩系数、压缩模量，评价土体的压缩性。

试验方法：

1、密度试验——环刀法

2、含水率试验——烘干法

3、压缩试验——快速固结试验法

试验指导书：

一、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α1-2评定土的压缩性。

二、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；又如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，我们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1～2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。

如图6-1可见，当土样在荷重P1作用下，压缩量为Δh。

一般认为土样的压缩主要由于土的压密使孔隙减少产生的。

因此，与未加荷前相比，可得：

Δh＝e0-e1。

而土样在荷重P1作用下产生的应变为

，从图6-1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；

Δh——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α。

三、主要试验设备

固结仪（或称压缩仪、渗压仪）

加压设备——磅秤式、杠杆式

测微表（或称百分表，量程