土工实验报告书答案.docx
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土工实验报告书答案
土工实验报告书答案
篇一：
完整的土工实验报告书
土工测试
实验报告书
1.分级连续加载条件下的粘性土蠕变试验2.三轴压缩实验测土的抗剪强度参数3.Duncan-Chang模型参数的确定4.通过标准固结试验测固结系数5.剑桥模型的推导
1分级连续加载条件下的粘性土蠕变试验
实验目的：
通过测定试样在分级连续加载条件下固结引起的变形随时间的变化，分析试样得蠕变特性及相应的模型。
实验器材：
（试样采用非饱和的细粒土）
固结容器：
由刚性底座、护环、环刀、上环、透水板、加压上盖和密封圈组成。
（1）环刀：
直径61.8mm，高度20mm，一端有刀刃，应具有一定刚度，内壁应保持较高的
光洁度，宜涂一薄层硅脂和聚四氟乙烯。
（2）透水板：
由氧化铝或不受腐蚀的金属材料制成。
渗透系数应大于试样的渗透系数。
试
样上部透水板直径宜小于环刀内径0.2~0.5mm，厚度5mm。
（3）变形量测设备：
量表，单位为0.1mm。
（4）加荷设备：
砝码、杠杆加压设备。
实验步骤：
1.制备土样将土块加水饱和，尽量搅拌至各处含水率均匀，备用。
用电子秤秤环刀的
重量。
2.取土样用环刀切取已准备好的土样，用工具沿环刀高度切平土面，去掉多余的土、
用水浸湿，将滤纸盖在土样的两边，再次称量重量。
3.安装土样将环刀和土样一起放入固结盒，在土样上下各放置一块透水石，盖上加压
盖，安装到加载装置上。
4.调平将加压杠杆调平，装好量表，调至零点。
5.分级加载分为4个荷载等级加载：
60KPa,120KPa,180KPa,240KPa，分别为并在每
级荷载下记录0s,15s,2min15s,4min,6min15s,9min,12min15s,16min220min15s时的量表读数。
6.实验结束清理仪器，整理数据。
数据整理及实验分析：
室内分级加载固结蠕变实验结果如表1及图1所示：
表1各级荷载下土的应变（mm）
图1各种荷载作用下的蠕变曲线
蠕变是在恒定应力作用下变形随时间增长的现象。
图1是土样在各种荷载作用下的蠕变曲线，在各级荷载作用下，土体的蠕变曲线非常相似。
经历了加载时的瞬时变形、随时间急剧的变形，如果时间够长，还可以观察到随时间缓慢增加并趋于稳定的阶段，且荷载越大，变形越大，达到稳定的时间越长。
从而粘性土的蠕变ε、应力σ与时间t的关系：
ε＝f（σ,t）且为非线性蠕变关系。
基本流变元件有虎克弹簧、牛顿粘壶及圣维南刚塑体三种，计算模型都是由以上三种线性基本元件组合而成。
由于应变随时间最后达到稳定状态，则可以用麦钦特（Merchant）模型来描述，该模型由虎克弹簧和伏埃脱体串联而成，如图2所示。
在常应力作用下，有如下关系：
ε＝σ／E0+σ（1-exp（-E1t/k1））/E1图2Merchant模型
2三轴压缩实验测土的抗剪强度参数
试验目的：
三轴压缩实验是测定土的抗剪强度的一种比较完善的室内试验方法，通过本试验主要是让我们熟悉重塑土样的制作方法以及熟练掌握应变式控制三轴仪的操作规程，再利用摩尔—库伦破坏准则确定土的抗剪强度参数。
试验原理：
本试验采用一个圆柱形试样，分别在不同的围压下进行固结不排水剪切，分别测得三个不同围压下测得土的抗剪强度，利用摩尔—库伦破坏准则确定土的抗剪强度参数。
试验仪器：
应变控制式三轴剪切仪，三轴压力室、轴向加荷系统，轴向压力量测系统、周围压力稳定系统、孔隙水压力量测系统、轴向变形量测系统，反压力体变系统组成。
附属设备：
（1）变形量测设备：
量表，单位为0.01mm。
（2）固结容器。
由环刀、护环、透水石、加压上盖等组成，土样面积12cm2，高度8cm。
（3）其它：
如击实筒、承膜筒、乳膜薄膜、橡皮膜、橡皮筋、吸水球、滤纸、钢丝锯、饱和器、对开圆模、不透水板和2mm筛。
试验步骤：
1、用击实器制备重塑土样，分五层击实，每一层之间应当刮毛，这样能保证重塑土
样的连续性和完整性。
2、试样安装
①把已检查过的乳膜薄膜套在承膜筒上，两端翻起，用吸水球从气嘴不断吸气使
乳膜薄膜紧贴于筒壁，小心将它套在试样外面；然后让气嘴放气，使橡皮膜紧贴试样周围，翻起橡皮膜两端，用橡皮筋圈将橡皮膜下端紧扎在底座上。
②打开与试样帽连通的阀门，让量水管中的水流入试样帽，并连同透水石，滤纸
放在试样的上端，排尽试样上端及量管系统的气泡后关闭阀门，将橡皮膜上端翻贴在试样帽上并用橡皮筋圈扎紧。
③装上压力室罩，此时，活塞应放在最高位置，以免和试样碰撞，拧紧压力室罩
密封螺帽，并使传压活塞于土样帽接触
3、试样固结
向压力室内施加试样的周围压力，周围压力的大小一般应等于和大于覆盖压力，但由于受仪器本身的限制，最大周围压力一般不超过0.6Mpa（低压三轴仪）4、试样剪切
（本文来自：
小草范文网:
土工实验报告书答案） 转动细档手轮使试样帽与活塞及测力计接触，装上轴向变形指示计，调整量测轴向变行的位移计的初读数和轴向压力测力计的初读数。
开动电机，剪切应变速率为0.5mm/min。
在试样的剪切过程中记录测力计读数和轴向变形指示计的读数。
当第一级加载完毕后，卸除围压，重新施加下一级围压，进行排水固结，固结完成后继续剪切；第二级加载完毕后，再施加第三级围压进行固结不排水剪切，直到试验结束。
5、试验结束，关电动机，卸除周围压力并取出试样，描述试样破坏时的形状。
6、成果整理
①计算固结后的高度和面积
?
V1?
V
hc?
ho（1?
?
0）?
ho（1?
）3?
ho（1?
）
VO3VO?
V22?
V
Ac?
do（1?
?
o）?
do（1?
）3?
Ao（1?
）
44VO3VO
?
2
?
2
式中：
VO，ho,do-----试样固结前的体积，高度和直径
?
V----------试样固结后的体积改变量Ac，hc-----------试样固结后的平均断面积和高度
②计算试样剪切过程中的平均断面积和应变值
?
1?
?
h
hc
Aa?
式中：
Ac
1?
?
1
?
1------试样剪切过程中的轴向应变（﹪）
?
?
h-----试样剪切时的轴向变形（mm）
Aa--------试样剪切过程中的平均断面积（cm2）
③计算主应力差：
?
1?
?
3?
10
CR（1?
?
1）CR
?
10AaAc
式中：
C-------测力计率定系数（8.789N/0.01mm）R--------测力计读数（0.01mm）10-------单位换算系数
④以主应力差?
1?
?
3为纵坐标，以轴向应变?
1为横坐标，绘制主应力差与轴向应变关系曲线。
⑤以剪应力?
为纵坐标，以法向应力?
为横坐标，在横坐标轴以破坏时的
?
1f?
?
3f
2
为圆心，以
?
1f?
?
3f
2
为半径，绘制破坏总应力圆，并绘制不同围压
下诸破坏总应力圆的包线，即计算出内包线的倾角为内摩擦角?
cu，包线在纵坐
篇二：
土工试验报告
土工试验指导书
及试验报告
实验一含水量、密度、相对密度测定
A实验要求
（1）由实验室提供扰动土样，或由学生现场取样，要求学生测定该土样的含水量、密度
和相对密度；
（2）根据实验结果要求学生确定该土的孔隙比（e）孔隙率（n）、饱和度（Sr）、干土密
度（ρd）和饱和密度（ρsat）等物理指标；
（3）观察原状土样。
B实验方法
一、含水量试验
土的含水量是土在100℃~105℃下烘至恒重时所失去的水份质量与土颗粒质量的比值，用百分数表示。
本试验采用烘干法或酒精燃烧法，烘干法为室内试验的标准方法。
（一）仪器设备：
1、恒温电烘箱
2、无水酒精
3、天平（感量0.01g）
4、称量盒（又叫烘土盒）
5、干燥器（用无水氯化钙作干燥剂）
（二）试验步骤：
1、选取有代表性的试样不少于20g（砂土或不均匀的土应不少于50g），酒精燃烧法的试样大约5~6g放入称量盒内立即盖紧，称称量盒和湿土质量（m1）并准确至0.01g。
记录称量盒号码、称量盒质量（m3）和m。
2、打开称量盒，放入电烘箱中在100℃~105℃温度下烘至恒重。
（烘干时间一般自温度达到100℃~105℃算起不少于6小时）。
然后取出称量盒，加盖后放进干燥器内，使冷却至室温。
3、从干燥器中取出称量盒，称取称量盒加干土的质量（m2），准确至0.01g，并将此质量记入表格内。
4、本试验须进行二次平行测定。
（三）计算：
按下式计算含水量：
W（%）＝（m1－m2）／（m2－m3）×100%计算至0.1%
式中：
m1－m2试样中所含水的质量；
m2－m3试样土颗粒的质量。
（四）有关问题说明：
1、含水量试验用的土应在打开土样包装后立即采取（或直接现场取土），以免水份改变，影响结果。
2、本试验须进行平行测定，每组学生取两次试样测定含水量，取其算术平均值作为
实验室称干试样的质量。
二、密度试验
单位体积土的质量称为土的密度。
密度的测定，对一般粘性土采用环刀法，如试样易碎或难以切削成有规则的形状时可采用蜡封法、灌水法和灌砂法等。
本次试验采用环刀法。
（一）仪器设备：
1、环刀（内径60~80mm，高20mm，壁厚1.5~2.0mm）
2、天平（称量500g以上，感量0.1g）
3、直口削土刀、凡士林等。
（二）试验步骤：
1、取原状土或按工程需要制备的重塑土，用切土刀整平其上下两端（或用锄头平整土
面），将环刀内壁涂一薄层凡士林，刃口向下放在土样整平的土面上。
2、用切土刀将土样上部修削成略大于环刀口径的土柱，然后将环刀垂直均匀下压，边
压边削，至土样伸出环刀上口为止，削去环刀两端余土并修平土面使与环刀口平齐。
3、擦净环刀外壁，称环刀加土的质量（m1），准确至0.1g。
4、记录环刀加土的质量（m1）、环刀号数以及环刀的质量（m2）和环刀的体积（V）。
5、本试验须进行二次平行测定。
（三）计算：
ρ＝（m1－m2）／Vg／cm3
式中：
m1环刀加土的质量，g
m2环刀的质量，g
V环刀的体积，cm3；
（四）有关问题的说明：
1、用环刀切试样时，环刀应垂直均匀下压，防止环刀内试样结构被扰动。
2、夏天室温很高，为了防止称质量时试样中水份被蒸发，影响试验结果，宜用块玻璃片盖
住环刀上、下口称取质量、但计算时必须扣除玻璃片的质量。
3、每组做两次平行测定，平行差值不得大于0.03g／cm3，取算术平均值作为最后结果。
试验报告
含水量试验
（酒精燃烧法）
工程名称：
试验者：
试样编号：
计算者：
密度试验
工程名称：
试验者：
试样编号：
计算者：
注：
密度在1.6~2.2g/cm3之间
实验二液限和塑限的测定
粘性土由于含水量不同，分别处于流动状态、可塑状态、半固体状态和固体状态。
液限是粘性土的可塑状态与流动状态的界限含水量。
塑限是粘性土的可塑状态与半固体状态的界限含水量。
A实验要求
1、由实验室提供经过调拌浸润处理后的土样，要求学生测定该土的液限和塑限。
2、根据实验资料确定该土的类别和天然绸度状态。
3、参观液限、塑限联合测定仪。
4、在试验过程中注意观察粘性土在不同含水量时土的物理状态的变化情况。
B实验方法
联合测定法
（一）
（一）基本原理：
如果在平衡圆锥仪上加一能精确测量圆锥入土深度的显示装置，并利用电磁吸力代替手工提放圆锥，（圆锥仪的重量和锥角不变）然后，我们仿照液限试验方法可以测出同一种土的试样在不同含水量时的锥体沉入深度。
同时仍用搓条法测定塑限。
通过大量的试验数据分析，发现含水量与沉入深度在双对数坐标上具有良好的直线关系，而且用搓条法得到的塑限，基本上落在这条直线的相当于圆锥沉入深度2mm的附近。
这就是联合测定法的理论基础。
下面介绍具体方法。
（二）试验方法：
仪器采用电磁式平衡圆锥仪，其他仪器设备和土样制备方法均与常规液限试验相同。
试验时将试样调成三种不同含水量，分别装入试杯内用电磁式圆锥仪测得三个不同锥体沉入深度。
为了提高试验精度，上述三个不同深度，最好控制在5~12mm之间，其间隔以2~3mm为宜。
将测定的三个含水量及相应的三个深度点绘在双对数坐标纸上，联三点绘一直线，（如各测点不能联成直线，可绘一视测的平均直线，但各测点与平均直线上对应点的含水量之差不得超过1%）。
将直线延长。
在直线上取沉入深度为10mm和2mm的两点，此两点对应的含水量即分别为液限（Wl）和塑限（Wp）
四、联合测定方法
（二）
本试验的目的用液塑限联合测定仪联合测定土的液限和塑限，其基本方法是：
分别调制三种不同含水量的土样，它们的含水量分别控制在液限、塑限之间和液限附近。
应用液塑限联合测定仪测得锥体三个不同的入土深度h，在双对数坐标的h~W关系图上描三点，将三点连成一直线，在h~W图上查与h＝20mm所对应的含水量W，即为所求的液限Wl。
然后由Wl值在hp~Wl关系图上查得相应的hp值，再根据hp值在h~W图上查得与hp相对应的W值，即为所求的塑限Wp。
（一）仪器设备：
1、数码式液塑限联合测定仪。
锥体重量100±0.1g，锥角30°±0.2°。
2、天平：
称量200g，感量0.01g；
3、其他：
筛（孔径0.5mm）、调土刀、调土皿、称量盒、研钵、烘箱、吸管、凡士林、蒸馏水等。
（二）试验步骤：
1、取有代表性的天然含水量或风干土样进行试验。
如土中含有大于0.5mm的颗粒或夹杂物较多时，可采用风干土样，用带橡皮头研杵研碎或用木棒在橡皮板上压碎土块。
篇三：
土工实验指导书及实验报告
土工实验指导书及实验报告
编写毕守一
安徽水利水电职业技术学院
二OO九年五月
目录
实验一试样制备
实验二含水率试验
实验三密度试验
实验四液限和塑限试验
实验五颗粒分析试验
实验六固结试验
实验七直接剪切试验
实验八击实试验
土工试验复习题
实验一试样制备
一、概述
试样的制备是获得正确的试验成果的前提，为保证试验成果的可靠性以及试验数据的可比性，应具备一个统一的试样制备方法和程序。
试样的制备可分为原状土的试样制备和扰动土的试样制备。
对于原状土的试样制备主要包括土样的开启、描述、切取等程序；而扰动土的制备程序则主要包括风干、碾散、过筛、分样和贮存等预备程序以及击实等制备程序，这些程序步骤的正确与否，都会直接影响到试验成果的可靠性，因此，试样的制备是土工试验工作的首要质量要素。
二、仪器设备
试样制备所需的主要仪器设备，包括：
（1）孔径0.5mm、2mm和5mm的细筛；
（2）孔径0.075mm的洗筛；
（3）称量10kg、最小分度值5g的台秤；
（4）称量5000g、最小分度值1g和称量200g、最小分度值0.01g的天平；
（5）不锈钢环刀（内径61.8mm、高20mm；内径79.8mm、高20mm或内径61.8mm、高40mm）；
（6）击样器：
包括活塞、导筒和环刀；
（7）其他：
切土刀、钢丝锯、碎土工具、烘箱、保湿器、喷水设备、凡士林等。
三、试样制备
（一）原状土试样的制备步骤
1、将土样筒按标明的上下方向放臵，剥去蜡封和胶带，开启土样筒取土样。
2、检查土样结构，若土样已扰动，则不应作为制备力学性质试验的试样。
3、根据试验要求确定环刀尺寸，并在环刀内壁涂一薄层凡士林，然后刃口向下放在土样上，将环刀垂直下压，同时用切土刀沿环刀外侧切削土样，边压边削直至土样高出环刀，制样时不得扰动土样。
4、采用钢丝锯或切土刀平整环刀两端土样，然后擦净环刀外壁，称环刀和土的总质量。
5、切削试样时，应对土样的层次、气味、颜色、夹杂物、裂缝和均匀性进行描述。
6、从切削的余土中取代表性试样，供测定含水率以及颗粒分析、界限含水率等试验之用。
7、原状土同一组试样间密度的允许差值不得大于0.03g/cm，含水率差值不宜大于2%。
（二）扰动土试样的制备步骤
1、扰动土试样的备样步骤
（1）将土样从土样筒或包装袋中取出，对土样的颜色、气味、夹杂物和土类及均匀程度进行描述，并将土样切成碎块，拌和均匀，取代表性土样测定含水率。
（2）先将土样风干或烘干，然后将风干或烘干土样放在橡皮板上用木碾碾散，对不含砂和砾的土样，可用碎土器碾散，但在使用碎土器时应注意不得将土粒破碎。
（3）将分散后的土样根据试验要求过筛。
对于物理性试验土样，如液限、塑限等试验，过0.5mm筛；对于力学性试验土样，过2mm筛；对于击实试验土样，过5mm筛。
对于含细粒土的砾质土，应先用水浸泡并充分搅拌，使粗细颗粒分离后，再按不同试验项目的要求进行过筛。
3
2、扰动土试样的制样步骤
（1）试样制备的数量视试验需要而定，一般应多制备1~2个试样以备用。
（2）将碾散的风干土样通过孔径2mm或5mm的筛，取筛下足够试验用的土样，充分拌匀，并测定风干含水率，然后装入保湿缸或塑料袋内备用。
（3）根据环刀容积及所要求的干密度，按式（1-1）计算试样制备所需的风干土质量：
m0?
（1?
0.01w0）?
dV（1-1）
式中m0—制备试样所需的风干含水率时的土样质量（g）；
w0—风干含水率（%）；
?
d—试样所要求的干密度（g/cm3）；
V—试样体积（cm）。
（4）根据试样所要求的含水率，按式（1-2）计算制备试样所需的加水量：
mw?
m0?
0.01（w1?
w0）1?
0.01w0（1-2）3式中mw—制备试样所需要的加水量（g）；
w1—试样所要求的含水率（%）；
（5）称取过筛的风干土样平铺于搪瓷盘内，根据式（1-2）计算得到的加水量，用量筒量取，并将水均匀喷洒于土样上，充分拌匀后装入盛土容器内盖紧，润湿一昼夜。
（6）测定润湿土样不同位臵处的含水率，不应少于两点，一组试样的含水量与要求的含水量之差不得大于±1%。
（7）扰动土试样的制备，可采用击样法、压样法和击实法。
?
?
击样法
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