土力学工程实验报告10112.docx
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土力学工程实验报告10112
土工试验报告
目录
一、土的密度试验
二、土的含水量试验
三、土的液塑限试验
四、固结试验（室内侧限压缩试验）
五、直接剪切试验
年级班号姓名同组姓名实验日期年月日
实验一、土的密度试验
一、试验目的
测定土样的密度，以了解土体的疏密状态。
二、实验原理
密度是指土的单位体积质量，用ρ表示，
，试验室常用g/cm3为单位。
三、实验仪器
环刀、天平、修土刀、钢丝锯、凡士林等。
四、试验方法及步骤
试验的方法有环刀法、腊封法、灌水法、灌砂法，本实验采用环刀法。
1、将环刀内壁擦净，并涂抹一层凡士林，同时记下环刀号码
2、取实验制备的土样，将环刀的刃口向下放在土面上，然后将环刀垂直下压，边压边切削，到土样上端伸出环刀为止，削去两端余土修平。
3、擦净环刀外壁，称出环刀加土的质量，准确到0.1g
五、试验记录及数据处理
密度试验记录表
土样编号
环刀编号
环刀质量（g）
环刀加土质量
（g）
土的质量
（g）
环刀
容积
（cm3）
密度
（g/cm3）
平均密度
（g/cm3）
1
2
六、误差分析及问题讨论
年级班号姓名同组姓名实验日期年月日
实验二、含水量试验
一、实验目的
测定土的含水量，它是计算土的干密度、孔隙比、饱和度等的必要指标。
二、实验原理
含水量是土的基本物理指标之一，是指试样在105～110℃下烘干到恒量时所失去的水质量与干土质量的比值，用百分比表示。
三、仪器设备（学生可根据需要自己选定）
烘箱、天平、干燥器、铝盒、削土刀和匙等。
四、试验方法及步骤
含水量试验方法有烘干法、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，本次实验采用烘干法。
1、取具有代表性试样，粘性土为15～20g、砂土、有机质土为50g，放入铝盒内，盖上盒盖，称量湿土质量，精确到0.01g
2、打开盒盖，将盒置于烘箱内，在在105～110℃的恒温下烘干，烘干时间对粘性土不得少于8小时，对砂性土不得少于6小时，对含有机质超过5％的土，应将温度控制在65～70℃的恒温下烘干
3、将称量盒从烘箱中取出，盖上盒盖，放入干燥容器内冷却到室温，称干土质量，精确到0.01g
五、试验记录及数据处理
含水量试验记录表
土样编号
盒号
盒质量
（g）
盒加湿土质量
（g）
盒加干土质量（g）
水的质量
（g）
干土质量（g）
含水量
（%）
平均含
水量
（%）
备
注
1
2
六、误差分析及问题讨论
年级班号姓名同组姓名实验日期年月日
实验三、土的液限，塑限试验
一、试验目的
测定土的液限和塑限，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估算地基土承载力的一个依据。
二、实验原理
土的液限是指粘性土的可塑状态与流动状态的界限含水量;
土的塑限是指粘性土的半固体状态与可塑状态的界限含水量;
三、实验仪器
塑限试验仪器：
毛玻璃片、卡尺、烘箱、天平、调土刀、吹风机、喷水器等
液限试验仪器：
锥式液限仪，天平、烘箱、干燥器、吹风机、喷雾机、秒表、调土刀、玻璃片、铝盒等
四、试验方法及步骤
土的塑限试验用滚搓法；液限采用锥式液限仪（也叫流限仪）法测得。
测液限步骤：
1、选取具有代表性的天然含水率土样。
2、取代表性土样250g左右，将试样放在调土皿中搅拌均匀。
3、分层装人试样杯中，装满试杯后刮去余土使土样与杯口齐平，并将试样杯放在底座上。
4、将圆锥仪擦拭干净，两指捏住圆锥仪手柄，保持锥体垂直，当圆锥仪锥尖与试样表面正好接触时，轻轻松手让锥体自由沉人土中。
5、放锥后约经5s,锥体人土深度恰好为10mm的圆锥环状刻度线处，此时土的含水量即为液限。
6、若锥体人土深度超过或小于l0mm时，表示试样的含水率高于或低于液限，应该将试样全部取出，放入调土皿中，根据试样的干、湿情况，适当加纯水或边调拌边风干重新拌和，然后重复（3）~（5）试验步骤。
7、取出锥体，然后取锥孔附近土样约10~15g,放人称量盒内，测定其含水率。
液限试验需进行两次平均测定，并取其算术平均值，其平行差值不得大于2％。
测塑限步骤：
1、取过0.5mm筛下的代表性试样100g，放在研钵内加纯水拌匀，湿润过夜
2、将制备好的试样在手中揉捏到不粘手，捏扁，当出现裂缝时表示含水量接近塑限
3、取接近塑限含水量的试样8～10g，用手搓成椭圆形，放在毛玻璃板上用手掌滚搓，手掌的压力要均匀地施加在土条上，不得使土条在毛玻璃无压力滚动，土条不得有空心现象，土条长度不得大于手掌宽度
4、当土条搓成3mm时产生裂缝，并开始断裂，表示试样的含水量达到塑限含水量，当土条搓成3mm时不产生裂缝或土条直径大于3mm时才开始断裂，都应重新取样进行试验
5、取直径3mm有裂缝的土条3～5g，测定土条的含水量度
五、试验记录及数据处理
塑限试验记录表
土样编号
盒号
盒质量
（g）
盒加湿
土质量
（g）
盒加干
土质量（g）
水的质量
（g）
干土质量（g）
含水量
（%）
塑限平均值
（%）
备
注
1
2
液限试验记录表
土样编号
盒号
盒质量
（g）
盒加湿
土质量
（g）
盒加干
土质量（g）
水的质量
（g）
干土质量（g）
含水量
（%）
液限平
均值
（%）
备注
1
2
六、误差分析及问题讨论
年级班号姓名同组姓名实验日期年月日
实验四、固结试验（粘性土的压缩试验）
一、实验目的
绘制孔隙比与压力之间关系曲线，从而得到土在某一压力范围的压缩系数或压缩模量，此外，由饱和粘性土压缩试验也可得到在某一压力下变形与时间的关系曲线。
二、实验原理
地基土在外荷载作用下，水和空气逐渐被挤出，即是土体孔隙减少的结果，土的骨架颗粒相互挤紧，从而引起土层的压缩变形。
三、实验仪器
固结仪、百分表、秒表、测含水量仪器、透水石、凡士林，天平，修土刀等
四、实验方法及步骤
在某级压力作用下侧限压缩土样，得到变形与时间的关系，从而得到孔隙比与压力之间关系曲线。
1、制备土样
2、用环刀取土
3、在压缩仪的固结容器内放一块透水石，装上切土环刀（刀口向下，有土样两端贴上滤纸），现装上导环、然后放上透水石和传压活塞以及定向钢球；
4、将装有土样的固结容器放在加荷横梁的中心，杠杆加荷式压缩仪应调整杠杆平衡；
5、记录测微计初值；
6、加荷载（加砝码，按加荷顺序），荷载分五级施加，一般按50、100、200、300、400
加荷，在某级荷载作用下变形稳定后再加下级荷载。
（加载过程见附表）。
读数并记录；
五、试验记录及数据处理
含水量试验记录表
盒号
盒质量
（g）
湿土
质量
（g）
干土质量
（g）
含水量（%）
平均
含水量
（%）
试
验
前
密度试验记录表
土样编号
环刀编号
环刀质量（g）
环刀加土质量
（g）
土的质量
（g）
环刀
容积
（cm3）
密度
（g/cm3）
1
2
固结试验记录表
土样高度H0cm，土粒密度g/cm3，土的初始密度g/cm3
含水量，试验前孔隙比e0=
荷载
P（kpa）
50
100
200
300
400
测微表初读数（0.01mm）
各级荷载历时
（min）
及
测微表读数（0.01mm）
历时
测微表
读数
（0.01mm）
测微表
读数
（0.01mm）
测微表
读数
（0.01mm）
测微表
读数
（0.01mm）
测微表
读数
（0.01mm）
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
各级荷载历时完后测微表读数（0.01mm）
变形量（mm）
仪器变形量（mm）
各级增量荷载下土样压缩量
（mm）
各级荷载下总压缩量
（mm）
各级荷载下孔隙比
压缩系数（Mpa-1）
压缩模量（Mpa）
e~p曲线绘制区
六、误差分析及问题讨论
年级班号姓名同组姓名实验日期年月日
实验五、土的直接剪切试验
一、试验目的
测量土的内摩擦角和粘聚力。
二、实验原理
土样在不同垂直荷载下，受到水平剪切力进行剪切，测得土样破坏时的剪应力，据以绘制σ－If曲线。
三、实验仪器
应变控制式直剪仪、百分表、秒表、测力钢环、环刀、切土刀、钢丝锯、毛玻璃板等。
四、试验方法及步骤
本试验常用应变控制式、应力控制式两种直剪仪。
可据工程需要选用快剪、慢剪、团结快剪三种方法，本试验采用应变控制式直剪仪快剪法。
1、制备土样
2、检查下盒底下两滑槽内的钢珠是否分布均匀，在上下盒接触面上涂抹少许润滑油，对准上下盒，插入固定销，在下盒内顺次放入洁净透水石及滤纸各一
3、环刀取土后，将盛有试样的环刀平口向下，刃口对准剪力盒口，在试样上顺次放洁净滤纸及透水石，然后平稳推压透水石，将试样慢慢送到盒底，取走空环刀
4、在量力环内安装水平百分表，装好后应检查是否安装正确，然后按顺序针慢慢转动手轮，使上盒前端面的钢珠刚好与量力环接触（即量力环中百分表指针刚被触动），再调整百分表读数为零
5、顺次小心地加上传压板、钢珠、加压框架（注意避免撞击和摇晃）
6、施加垂直压力后立即拔去固定销，开动秒表，同时以每分钟4~12转的均匀速度转动手轮（可用6转/分）（转动过程中不应中途停顿或时快时慢），手轮每转一圈应测记百分表读数一次，直到量力环不再前进事后退，即说明试样已被剪破，如百分表指针一直缓慢前走，说明不出现峰值和终值，则试验应进行到剪切变形达4mm为止，加荷过程中，应不断观察水泡，保持平衡。
7、剪切结束后，吸取剪力盒中积水，倒转手轮，尽快移去砝码、加压框架、传压板等，取出试样。
8、另装试样，重复以上步骤，测定其他三种垂直荷载（2.0、3.0、4.0kg/cm2）下的抗剪强度
五、试验记录及数据处理
试验记录表
仪器编号：
应变钢环号码：
应变钢环系数K（kpa/0.01mm）：
垂直压力
（kpa）
50
100
200
应变钢环初读数R0（0.01mm）
手轮
转数
（转）
应变钢
环读数R0
（0.01mm）
剪应力
（kpa）
应变钢
环读数R0
（0.01mm）
剪应力
（kpa）
应变钢
环读数R0
（0.01mm）
剪应力
（kpa）
应变钢
环读数R0
（0.01mm）
剪应力
（kpa）
剪
1
2
3
4
5
6
切
位
移
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
18
与
剪
应
力
关
系
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
应变钢环
终读数Rt
（0.01mm）
应变钢环读数差
=Rt-R0
（0.01mm）
剪应力
（kpa）
曲线绘制
内摩擦角：
=
粘聚力：
c=
六、误差分析及问题讨论
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