《土力学原理》实验指导书
土力学实验指导书
实验一 土的三项基本物理性指标的测定一、实验目的土的三项基本物理性指标是指土粒比重ds 、土的含水量w 和密度ρ，一般由实验室直接测定其数值。
在测定这三个基本指标后，可以换算出其余各个指标。
二、实验原理和方法 1．土粒相对密度ds土粒质量与同体积的4℃时纯水的质量比，称为土粒比重（无量纲），亦称土粒相对密度，即式中 ρs ——土粒密度，即土粒单位体积的质量，g/cm 3；ρw1——4℃时纯水的密度，等于1g/cm 3或1t/ m 3。
一般情况下，土粒相对密度在数值上就等于土粒密度，11ds w ss w s V m ρρρ==但两者的含义不同。
土粒比重决定于土的矿物成分，一般无机矿物颗粒的比重为2.6～2.8；有机质为2.4～2.5；泥炭为1.5～1.8。
土粒（一般无机矿物颗粒）的比重变化幅度很小。
土粒比重可在试验室内用比重瓶法测定。
通常也可按经验数值选用，一般土粒土粒相对密度参考值见下表。
土粒相对密度参考值2．土的含水量w土中水的质量与土粒质量之比，称为土的含水量，用百分数表示，即%100⨯=swm m ω含水量w 是标志土含水程度（湿度）的一个重要物理指标。
天然土层的含水量变化范围很大，它与土的种类、埋藏条件及所处的自然地理环境等有关。
土的含水量通常采用“烘干法”测定。
从含水量的定义可知，实验的关键是怎样测得一块土中所含水份质量以及颗粒质量。
所谓烘干法便是为此设计的一种实验方法。
先称小块原状土样的湿土质量，然后置于烘箱内维持100～105℃烘至恒重，再称干土质量，湿、干土质量之差与干土质量的比值，就是土的含水量。
计算公式为：%1000221⨯--=m m m m ω 式中： W ——含水量（%） m 1——盒加湿土质量（g ） m 2——盒加干土质量（g ）m 0——铝盒的质量（g ），按盒号查表可得，由实验室提供。
3．土的密度ρ土单位体积的质量称为土的密度，g/cm 3。
在天然含水量情况下的密度称为天然密度，即Vm =ρ 测定密度的目的是为了了解土体内部结构的密实情况。
土力学实验指导书教材
实验一 土的三项基本物理性指标的测定一、实验目的土的三项基本物理性指标是指土粒比重ds 、土的含水量w 和密度ρ，一般由实验室直接测定其数值。
在测定这三个基本指标后，可以换算出其余各个指标。
二、实验原理和方法1．土粒相对密度ds土粒质量与同体积的4℃时纯水的质量比，称为土粒比重（无量纲），亦称土粒相对密度，即式中 ρs ——土粒密度，即土粒单位体积的质量，g/cm 3；ρw1——4℃时纯水的密度，等于1g/cm 3或1t/ m 3。
一般情况下，土粒相对密度在数值上就等于土粒密度，但两者的含义不同。
土粒比重决定于土的矿物成分，一般无机矿物颗粒的比重为2.6～2.8；有机质为2.4～2.5；泥炭为1.5～1.8。
土粒（一般无机矿物颗粒）的比重变化幅度很小。
土粒比重可在试验室内用比重瓶法测定。
通常也可按经验数值选用，一般土粒土粒相对密度参考值见下表。
土粒相对密度参考值2．土的含水量w土中水的质量与土粒质量之比，称为土的含水量，用百分数表示，即%100⨯=swm m ω 11ds w ss w s V m ρρρ==含水量w 是标志土含水程度（湿度）的一个重要物理指标。
天然土层的含水量变化范围很大，它与土的种类、埋藏条件及所处的自然地理环境等有关。
土的含水量通常采用“烘干法”测定。
从含水量的定义可知，实验的关键是怎样测得一块土中所含水份质量以及颗粒质量。
所谓烘干法便是为此设计的一种实验方法。
先称小块原状土样的湿土质量，然后置于烘箱内维持100～105℃烘至恒重，再称干土质量，湿、干土质量之差与干土质量的比值，就是土的含水量。
计算公式为：%1000221⨯--=m m m m ω式中： W ——含水量（%） m 1——盒加湿土质量（g ） m 2——盒加干土质量（g ）m 0——铝盒的质量（g ），按盒号查表可得，由实验室提供。
3．土的密度ρ土单位体积的质量称为土的密度，g/cm 3。
在天然含水量情况下的密度称为天然密度，即Vm=ρ 测定密度的目的是为了了解土体内部结构的密实情况。
土力学试验指导书
土力学试验指导书试验一天然含水量试验 (2)试验二密度试验 (4)试验三颗粒大小分析试验（筛分法） (6)试验四液塑限试验 (9)试验五击实试验 (12)试验六渗透试验 (16)试验一 天然含水量试验一、试验要求与说明土的含水量是在温度100～105C 0下烘干到恒重时所损失的水分总量与达到恒重后干土重的比值，并以百分数来表示。
在实验室内通常采用烘干法测定土的含水量，烘干法为标准方法。
在野外简易快速测定含水量，控制施工质量时，还可采用酒精烧灼法，炒干法。
此方法适用于有机物含量不超过干土重量的5%的土。
若有机物含量在5%～10%之间，仍允许采用本法进行，但在记录中需注明有机物含量。
土样烘干到恒重的时间因土的性质和多少不同而异。
一般土重30克左右时砂土约需1～2小时，壤土及砂壤土约需6～8小时，粘土约需10小时。
二、试验设备1.烘箱：温度保持100～105C 0。
2.天平：感量0.01克。
3.干燥器、称量盒、削土刀等。
三、试验步骤1.选取有代表性的土样15克以上（砂土应多取），放入重量为0g 的称量盒内，注意盒盖与盒底的号码是否一致，称量准确至0.01克，立即盖好盒盖，称出湿土加盒重1g 。
2.打开盒盖，并将盖套在盒底下，放入烘箱，在温度100～105C 0下烘干至恒重。
3.将烘干后的试样取出，放入干燥器内冷却。
4.从干燥器内取出土样盒，立即盖好盒盖，称出干土加盒重2g ，准确到0.01克。
5.计算出土的含水量ω，计算准确到0.1%。
%1000221⨯--=g g g g ω6.本试验需进行两次测定，去两次结果的算术平均值，以百分数表示，其平行差值以含水量不同，不得大于下列规定值。
上述试验方法为标准法，除此之外，还有微波炉干燥法，红外线烘干法等，他们之间的差别主要是烘干设备的不同。
学生在教学试验时可选用微波炉干燥法，烘干土样的时间只有15分钟。
四、试验记录含水量试验试验组别：试验人员：试验日期：指导教师：五、思考题1.为什么以100～105C0作为烘干土样的恒温标准？烘干称重前必须先令其冷却，为什么？2.在含水量测定时如何选取具有代表性的试样？试验二 密度试验一、试验要求与说明土样密度是土的单位体积质量，本试验时用环刀法测定土的密度。
《土力学》实验指导书
目录一、密度试验 (1)二、含水量试验 (3)三、液限试验 (5)四、塑限试验 (8)五、压缩试验 (10)六、抗剪强度试验 (15)七、击实试验 (21)1一、 密度试验土的密度是指土的单位体积的质量。
（一）试验目的测定土的密度，以了解土的疏密和干湿状态，供换算土的其它物理性质指标和工程设计，以及控制施工质量之用。
这里指的密度是湿密度ρ，其它还有干密度ρ'、饱和密度sat ρ等。
（二）试验方法与适用范围一般粘性土，宜采用环刀法；易破碎，难以切削的土，可采用蜡封法；对于砂土与砂砾土，可用现场的灌砂法或灌水法。
（三）环刀法密度试验1、仪器设备(1)环刀（内径6.18cm ，面积30cm 2，高20mm ，壁厚1.5mm ）； (2)天平（感量为0.1g ，称量为500~1000g ）； (3)其他：修土刀，钢丝锯，凡士林等。
2、操作步骤(1)按工程需要取原状土或人工制备所需要状态的扰动土样，其直径和高度大于环刀尺寸，修平两端放在玻璃板上。
(2)称量环刀质量。
(3)在环刀内壁涂一薄层凡士林油，并将其刃口向下放在试样上。
(4)用修土刀削去部分环刀外缘土样，并将环刀垂直下压，边压边修，至土样上端伸出环刀为止。
(5)用修土刀仔细削平两端余土，注意刮平时不得使土样扰动或压密。
(6)擦净环刀外壁，称量环刀加土的质量，准确至0.1g 。
3、计算按下式计算土的密度：Vm m m V m 00)(-+==ρ 式中：ρ——土的密度，（g/cm 3）；0m ——环刀质量，（g ）；2)(0m m ——环刀加土的质量，（g ）； V ——环刀容积，（cm 3）。
计算至0.01g/cm 3，同一土样，需进行两次平行测定，取其算术平均值，平行差不得大于0.03g/cm 3。
4、试验记录密度试验 (环刀法)工程编号： 试验者： 钻孔编号： 计算者：5、思考题(1)若两次测定的值有较大误差，试分析其原因。
(2)测定土密度还有其它什么方法？适用于什么情况？3二、含水量试验土的含水量（率）是土在105~110℃下烘到恒重时所失去的水分质量与达到恒量的干土质量的比值，以百分数表示。
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实验一土工参数测试综合试验(一)、土样制备1.概述土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，应严格按照规程要求的程序进行制备。
土样制备可分为原状土和扰动土的制备。
本试验主要讲扰动土的制备。
扰动土的制备程序则主要包括取样、风干、碾散、过筛、制备等程序，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，土样的制备都融合在今后的每个试验项目中。
2.仪器设备孔径0.5mm、2mm和5mm的筛；天平；击样器；切土刀；橡皮板；木锤；烘箱；喷水设备等。
3.扰动土样制备步骤（1）将扰动土样进行土样描述，如颜色、气味、夹杂物和土类及均匀程度等，如有需要，将扰动土样拌和均匀，取代表性土样测定其含水量。
（2）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，但应注意不得将土颗粒破碎。
（3）将分散后的土样根据各试验项目的要求过筛。
对于物理性试验如液限、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、比重试验（比重瓶法），过5mm筛。
（4）为配制一定含水量的试样，根据不同的试验要求，取足够过筛的风干土样，按下面的公式计算加水量，把土样平铺于不吸水的盘内，用喷水壶喷洒预计的加水量，并充分拌和均匀，然后装入容器内盖紧，润湿一昼夜备用。
（5）测定润湿后土样不同位置的含水量（至少二个以上），要求差值不大于±1％。
（6）按下式计算干土质量：m s=m／(1＋0.01w h)式中：m s ——干土质量（g）；m ——风干土质量（g）；w h ——风干含水量（％）。
（7）根据试样所要求的含水量，按式计算制备试样所需的加水量：m w= 0.01(w－w h)．m s式中：m w ——土样所需加水质量（g）；m s ——干土质量（g）；w ——制备试样所要求的含水量（％）；w h ——风干含水量（％）。
（8）根据试验所要求的干密度按下式计算制备试样所需的风干含水率时的总土质量：m=(1＋0.01w h) ．ρd．V式中：m——制备试样所需的风干含水量时的总土质量；ρd ——制备试样所要求的干密度（g/cm3）；V ——试样体积（cm3）；w h ——风干含水量（％）。
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土力学实验指导书实验目录实验一土的含水率实验实验二土的密度实验实验三土的颗粒大小分析实验实验四土壤液限、塑限联合实验实验一土的含水率实验土样编号：实验者：实验方法：计算者：实验日期：实验成绩：一、实验目的测定土的含水量，了解土的含水情况，是计算土的孔隙比、液性指数和其他物理力学性质不可缺少的一个基本指标。
适用范围：粗粒土、细粒土、有机质土和冻土。
二、试验方法烘干法、酒精燃烧法、炒干法。
本试验用烘干法。
三、试验原理土的含水量是土在温度1O5—11O o C下烘干到恒重时失去的水分质量与达到恒重后干土质量的比值，以百分数表示。
四、试验设备烘箱：保持温度1O5—11O o C的自动控制的电热烘箱；电子分析天平；铝制秤量盒；削土刀等。
五、操作步骤1、先秤量好带有编号的盒盖、盒身的两个铝盒，分别记录重量数值g0并填入表1中。
2、从原状或扰动土样中，选取具有代表性的试样约15—30g或用切环刀土样时余下的试样；对有机质土、砂类土和整体状构造冻土取样为50g左右，放在秤量盒内，立即盖好盒盖，称盒盖、盒身及湿土的重量，准确至0.01g将数值瓦填入表1中。
3、打开盒盖，放入烘箱中在温度1O5—11O o C下烘至恒重，烘干时间对粘性土、粉土不得少于8h,对砂土不得少于6h,对含有机质超过干土质量5%的土应将温度控制在65—7O o C 的恒温下烘至恒重。
取出土样，盖好盒盖，秤重并记录干土及铝盒的重量，将数僮2填入表1中。
六、计算含水率w=(g 1-&)/(2-年)>100%其中W -含水率g0——铝盒重量，单位为g。
g1——铝盒加湿土的重量，单位为g。
g2——铝盒加干土的重量，单位为g。
试验记录及计算七、注意事项本试验必须对两个试样进行平行测定，测定的差值：当含水率小于40%时为1% ;当含水率等于、大于40%时为2%。
取两个侧值的平均值，以百分数表示。
八、思考题1、测定含水率的目的是什么？2、测定含水率常见的有哪几种方法？3、土样含水率在工程中有何价值？实验二土的密度实验土样编号：实验者：实验方法：计算者：试验日期：实验成绩：一、试验目的了解土体内部结构的密实情况，工程中需要以容重值表示时，将实测湿密度值根据含水率换算成干密度即可。
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土力学实验指导书实验一：液限及塑限试验一、实验目的与要求通过该试验使学生掌握液、塑限的测定方法，对土的性质有一定的感性认识，能够用塑性指数和液性指数给粘性土定名、判断土的状态。
二、实验类型该实验属于验证型三、实验原理及说明同一种粘性土随含水量的不同，分别处于固态、半固态、可塑状态及流动状态，其界限含水量分别为缩限、塑限和液限。
根据土的液限、塑限和天然含水率可求出粘性土的塑性指数和液性指数，它对粘性土的分类及工程性质的评价有重要意义。
四、实验仪器五、实验内容和步骤（一）液限试验1．取风干土样300g左右，研碎并过0.5mm筛，将土样放进皿中加水，调成糊状。
用湿布盖好湿润约一昼夜。
2．视土样干湿程度将湿润约一昼夜土样加少量的水（在未加水前须留出50g的土样作塑限），充分搅拌均匀，取少量调好的土放在调土刀上，把圆锥擦净，在锥尖涂薄凡士林一层，把圆锥放在土上，当锥尖与土面恰好接触时，轻轻放手，使锥在自重作用下沉入土中，图1锥式液限仪如锥的沉入深度不及或超过10mm刻度，说明皿中的土稍干或稍湿，相应地决定是否要加水或不加水或继续搅拌（注意每次用锥试验土的液限时，需去掉粘有凡士林的土），反复试验，当锥尖沉入深度接近刻度时，再将土装入杯中进行正式试验。
3．将试好的土样，分层装入杯中，边装边压，勿使土样内存有孔与气泡，用调土刀将杯中土沿杯口刮平。
4．取圆锥放在土上使锥尖位于试杯土样表面中心，把锥徐徐放下，锥尖与土面恰好接触时，轻轻放手，让锥自由沉入土中，经过10秒后，观察锥体沉入深度。
5．在10秒后沉入深度小于刻度或大于刻度时，均需把土样从杯中取出（注意应把凡士林油的部分除去）放回皿中，加水继续调拌或不加水调拌，按步骤3、4重新试验，当锥的入土深度恰好为10mm 时，取出锥体并把有凡士林油的土样部分去掉，从锥孔周围取约10g 土样，测定它的含水量。
6．重复5的步骤，两次试验结果的平均误差不得超过2%。
（二）塑限试验1．将土样用手掌搓成椭圆球状，放在毛玻璃板上滚搓，滚搓时用手掌施以微弱而均匀的压力，土条的长度不应超过手掌宽度，不允许土条产生中空现象。
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、含水率试验（烘干法）（一）试验目的测定土的含水率，以了解土的含水情况，是计算土的孔隙比、液性指数、饱和度和其它物理力学性质不可缺少的一个基本指标。
（二）试验原理含水率反映土的状态，含水率的变化将使土的一系列物理力学性质指标随之而异。
这种影响表现在各个方面，如反映在土的稠度方面，使土成为坚硬的、可塑的或流动的；反映在土内水分的饱和程度方面，使土成为稍湿、很湿或饱和的；反映在土的力学性质方面，能使土的结构强度增加或减小，紧密或疏松，构成压缩性及稳定性的变化。
测定含水率的方法有烘干法、酒精燃烧法、炒干法、微波法等等。
（三）仪器设备1 •烘箱：采用温度能保持在105〜110C的电热烘箱。
2. 天平：称量500g，分度值O.OIg。
3. 其它：干燥器、称量盒等。
（四）操作步骤1. 湿土称量：选取具有代表性的试样15〜20g ,放入盒内，立即盖好盒盖，称出盒与湿土的总质量。
2. 烘干冷却：打开盒盖，放入烘箱内，在温度105〜110C下烘干至恒重后，将试样取出，盖好盒盖放入干燥器内冷却，称出盒与干土质量。
烘干时间随土质不同而定，对粘质土不少于8h;砂类土不少于6h。
（五）试验注意事项1. 刚刚烘干的土样要等冷却后才称重；2. 称重时精确至小数点后二位。
（六）计算公式按下式计算土的含水率：--100% = m1 _ m2100%m s m2 - m°式中：3 —含水率，计算至0.1%m。
一盒质量，g;m1—盒加湿土质量，g;m2—盒加干土质量，g;m1 —m2—土中水质量，g;m1 —m。
一干土质量，g含水率试验需进行二次平行试验，其平行差值不得大于2%，取其算术平均值。
（七）试验记录（见附表3—1）含水率试验记录表（烘干法）附表3- 1试验者吴煌峰校核者黄国怡试验日期2003年3月20日二、密度试验（环刀法）（一）试验目的测定土的湿密度，以了解土的疏密和干湿状态，供换算土的其它物理性质指标和工程设计以及控制施工质量之用。
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土力学实验指导书土木工程2018年目录实验一土的含水量实验实验二土的容重和干密度实验<环刀法）实验三 A、液限、塑限实验<用光电式液塑限测定仪法）B、塑限实验<搓条法）实验四土的抗剪强度实验实验五土的固结实验实验六土的渗透实验实验一土的含水量实验一、目的本实验之目的在于测定土的含水量，借与其它实验配合计算土的干密度，孔隙比及饱和度等；并查表确定地基土的承载力。
b5E2RGbCAP二、解释含水量为土在105℃~110℃下烘至恒重时所失去水分的质量和到达恒值后干土质量的比值，用百分数表示<本实验方法适用于有机物的含量不超过干土质量的5%的土，如有机物含量在5~10%之间的土，仍采用本方法时，应在记录中注明）。
p1EanqFDPw三、仪器设备<1）有盖的称量盒数只；<2）天平、感量0.01克；<3）烘箱<温度105℃~110℃）；<4）有干燥剂<）干燥器。
四、操作步骤<1）选取具有代表性的土样15~20克<砂性土、有机质土为50克），放入称量盒内，盖好盒盖，称盒加湿土质量。
DXDiTa9E3d <2）打开盒盖、放入烘箱，在温度105℃~110℃下烘干至恒值,烘的时间一般为：对砂性土不得少于6小时,对粘性土不得少于8小时.RTCrpUDGiT<3）将烘好的试样同称量盒一并放入干燥器内，让其冷却至室温。
<4）从干燥器内取出试样，称盒加干土质量。
<5）本实验称量应准确至0.01克以上，同一实验进行两次平行测定，取其算术平均值。
<6）按下列公式计算含水量×100 %式中：——为含水量，用%；W1——称量盒加湿土质量，克；W2——称量盒加干土质量，克；W——称量盒质量，克。
本实验须进行2两次平行测定，其平行误差规定为：<1）当含水量小于40%时，允许平行误差1%；<2）当含水量等于或大于40%，允许平行误差2%。
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《土力学》试验指导书重庆交心二００八年七月目录前言 (2)实验一土工参数测试综合试验 (3)(一)、土样制备 (3)(二)、含水量试验 (4)(三)、密度试验 (5)(四)、比重试验 (6)(五)、固结试验 (7)(六)、直接剪切试验 (9)实验二颗粒分析试验 (12)实验三液限和塑限试验 (14)3.1搓条法及平衡锥法 (14)3.2液限塑限联合测定法 (16)实验四滲透试验 (18)实验五载荷试验 (20)实验六击实试验 (22)实验七三轴试验 (23)前言本试验指导书适用于土木工程、港口航道与海岸工程、水利水电等专业的本科生、研究生使用。
本试验是《土力学》课程的重要实践教学环节。
该试验指导书包括以下内容：土工参数测试综合试验、颗粒分析试验、液限和塑限试验、滲透试验、击实试验、载荷试验、三轴试验等试验项目，通过上述试验可以让学生熟悉各种仪器设备在试验项目中的使用方法，锻炼学生的试验基本技能，掌握试验内容和试验的基本方法，培养学生的动手能力及综合分析问题和解决问题的能力，使学生知道为什么要做这些试验，试验参数在工程设计和施工中如何应用，为今后的实际工程设计、施工和研究工作奠定了坚实的基础。
本指导书主要依据中华人民共和国行业标准《公路土工试验规程》JTJ051-93和ＪＴＧＥ４０－２００７，中华人民共和国国家标准《岩土工程勘察规范》GB50021-2001、中华人民共和国行业标准《公路工程地质勘察规范》JTJ 064-98等国家和行业标准，并结合工程实践经验及教材特点编制而成。
由于编者水平有限，若有不当之处，请批评指正。
二00八年七月实验一土工参数测试综合试验(一)、土样制备1.概述土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，应严格按照规程要求的程序进行制备。
土样制备可分为原状土和扰动土的制备。
本试验主要讲扰动土的制备。
扰动土的制备程序则主要包括取样、风干、碾散、过筛、制备等程序，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，土样的制备都融合在今后的每个试验项目中。
土力学试验指导书及试验报告解析
《土力学》实验指导及报告书班级姓名学号指导教师华东交通大学土木建筑学院20 年月实验一 含水率实验一、试验目的测定土的含水率： 二、试验方法烘干法，适用于粗粒土、细粒土、有机质土和冻土。
三、本试验所用的主要仪器设备，应符合下列规定：电热烘箱、天平（最小分度值0.01g ）、干燥器、铝盒等。
四、试验操作步骤：⒈取代表性试样15～30g,放入铝盒0m ，立即盖上盒盖，称湿土加盒总质量1m ，精确至0.01g 。
⒉打开盒盖，放入烘箱，在105～110℃的恒温下烘干至恒量。
粘土、粉土烘干时间不得少于8h ，砂土烘干时间不得少于6h 。
含有机质超过干土质量5%的土，应将烘箱温度控制在65～70℃。
⒊将烘干后的试样盖好盒盖放入干燥器内冷却至室温，称干土加盒质量2m 。
五、计算含水率：六、要求：⒈计算准确至0.1%；⒉本试验需进行2次平行测定，取其算术平均值，允许平行差值应符合下表规定。
七、实验报告：土样编号 班 组 试验日期 姓 名w%1000221⨯--=m m m m w实验二 密度实验一、试验目的：测定土在天然状态下单位体积的质量，即天然密度（单位：g/cm3）。
二、试验方法：本试验采用环刀法，适用于细粒土。
一般粘性土，宜采用环刀法 三、主要仪器设备：⒈环刀：内径61.8mm 和79.8mm ，高度20m 。
⒉天平：最小分度值为0.01g 。
⒊其他：切土刀，凡士林等。
四、试验操作步骤：⒈确定环刀的容积V 和质量m1（一般已确实）。
⒉取直径和高度略大于环刀的原状土样或制备土样。
⒊环刀取土：在环刀内壁涂一薄层凡士林，将环刀刃口向下放在土样上，随即将环刀垂直下压，边压边削，直至土样上端伸出环刀为止。
将环刀两端余土削去修平（严禁在土面上反复涂抹），然后擦净环刀外壁。
⒋将取好土样的环刀放在天平上称量，记下环刀与湿土的总质量m2。
五、计算土的密度：计算结果准确到0.01六、本试验应进行两次平行测定，两次测定的差值不得大于0.03g/cm 3，取两次测值的平均值。
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土力学试验指导书-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One11一、 含水量试验（一）试验仪器设备1． 烘箱：能控制温度为105~110℃。
2． 天平：精度为0.01g 。
3． 称量合（铝土合）：合盖和合体有相同的编号。
（二）试验步骤1．取有代表性试样，粘性土为15~20g ，砂性土、有机质土为50g ，放入称量合内，盖上合盖，称湿土+称量合质量（m 0）；2．打开合盖，将合置于烘箱内，在105~110℃的恒温下烘干。
烘干时间对粘性土不得少于8h ，对砂性土不得少于6h 。
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．将称量合从烘箱中取出，盖上合盖，放入干燥容器内冷却至室温，称干土+称量合质量（m d ）。
(三)含水量计算试样的含水量计算，按下式计算，精确至%，mm m m d d--=00ω （1—1）式中，m —称量合的质量。
含水量试验应进行两次平行测定，两次测定的差值，当含水量小于40%时不得大于1%；当含水量等于、大于40%时不得大于2%。
取两次测值的平均值。
2二、 密度试验测定土的密度方法有环刀法、蜡封法、灌水法和灌砂法，环刀法适用于粘土，蜡封法适用于和形状不规则的坚硬土，灌水法和灌砂法适用于现场测定原状砂和砾质土的密度。
这里只介绍环刀法。
（一）试验仪器设备1．环刀：内径为±0.15mm 和±0.15mm ，高度为20±0.016mm 。
2．天平：称量500g ，感量0.1g ；称量200g ，感量0.01g 。
（二）试验步骤1．试样切取。
根据试验要求用环刀切取试样时，应在环刀内壁涂一薄层凡士林，刃口向下放在土样上，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，用钢丝锯整平环刀两端土样，擦净环刀外壁。
2．称环刀和土的总质量，并取余土测定含水量。
(三) 密度计算试样的密度按下式计算：Vm00=ρ （2—1）试样的干密度按下式计算：11ωρρ+=d （2—2） 式（1）、（2）中，m 0 — 湿土的质量（g ）； V — 土的体积(cm 3)；ρ0 — 土的湿密度(g/cm 3)；ρd — 土的干密度（g/cm 3） ω1 — 土的含水量。
学生实验报告 《土力学》实验指导书
学生实验报告《土力学》实验指导书学年第学期姓名（组长）：年级/专业：学号：指导教师：同组成员姓名/学号：实验日期：实验总评成绩：建筑工程学院制一、液塑限测定试验一、实验目的：学会用光电式液塑限测定仪测定土的液限、塑限。
二、实验步骤：（使用与操作）1、调节仪器底脚螺母，使工作面水平。
2、接通电源，放上测试土样，再使电磁头吸住圆锥仪，使微分尺垂直于光轴。
3、调节投影物镜，使微分尺影像清晰，再调零线调节旋钮，使屏幕上的零线与微分尺零线的影像重合。
（出厂前已调好）。
4、转动平台升降螺母，当锥尖刚与土面接触，计时指示管亮，圆锥仪即自由落下，延时5秒，读数指示管亮，即可读数。
如果手动操作，可以把开关扳向“手动”一侧，当锥尖与土面接触时，接触指示管亮，而锥仪不下落，需按手动钮，圆锥仪才自由落下。
5、读数后，要按复位按钮，以便下次进行试验。
6、调试土样含水量，多次试验，试验方法标准规定沉入深度17mm所对应的含水量为17mm液限，10mm所对应的含水量为10mm液限，沉入深度2mm所对应的含水量为塑限。
7、含水量测定，首先取三个铝盒测其质量，分别取部分17mm液限，10mm液限，2mm塑限土样至铝盒，先测得铝盒 +湿土质量，烘干后，再测得铝盒+干土质量，由此可得相应的土中水质量。
用式样： W=mw /ms×100%计算相应的含水量。
三、工作条件与注意事项：1、环境周围不应有风吹，震动及强磁场，以免影响园锥仪自由落下。
相对湿度不大于85%。
2、仪器使用后应放入箱内或盖好，置于阴凉、干燥、无腐蚀的地方。
3、光学元件严禁用手和不干净、不柔软的物品擦抹，镜面和微分尺如有污秽、尘土，可用脱脂棉稍沾无水乙醇擦拭。
4、检验圆锥磨损时，把圆锥仪倒插在检验座上，整个座放上平台，适当调节高度，及检验座的前后、左右和角度，使圆锥影像与屏幕上的角度重合，这时，角度的两平衡线距离相应于圆锥的0.3mm.。
5、如屏幕零线与微分尺零线影像不重合，可旋动调节旋钮，使其重合，如发现不平行，则旋动反射调节螺杆，使仪器内反射镜转动，即可平行，再转动调节旋钮使其重合。
《土力学》实验指导书(12学时)--2014.12.10
《土力学》实验指导书(龚文惠编写)二零一四年十二月１1. 土的密度实验土的密度是指天然状态下单位体积的土的质量。
一、实验目的测定土的密度，以便了解土的疏密和干湿状态，供换算土的其它物理性质指标、计算地基应力及控制施工质量之用。
二、实验原理采用环刀法测定。
用已知质量和容积的环刀取得土样后，称出环刀加土样的总质量，即可知土样的体积和质量，从而算出土样的密度。
即：00()()m m m Vρ+-+-==环刀土的质量环刀质量环刀容积 式中：m 0——环刀质量（g ）； V ——环刀容积（cm 3）；m ——土样质量（g ）； ρ——土样的密度（g/cm 3）。
三、仪器设备1. 环刀：横截面积50cm 2，高2cm ；2. 托盘天平：称量500~1000g ，感量0.1g ；3. 其它：修土刀、毛玻璃、凡士林油等。
四、操作步骤：1. 土样准备：取原状或人工制备的扰动土（一般由实验室已制成土饼）。
2. 取试样：在环刀（先编号称重的）内壁涂一层薄薄的凡士林油（切记），将环刀刀口朝下放在土饼上，慢慢用力将环刀下压，边压边削去环刀外侧的残土，至土样向外伸出环刀为止。
再用削土刀沿环刀的顶面和底面削平试样，并擦净环刀外壁。
3. 称量：调平托盘天平后，将环刀连同土样放在天平上称量其总质量，准确至0.1g 。
4. 数据记录、计算与成果整理。
五、注意事项：1. 环刀取土时，下压方向要正，用力要均匀。
2. 环刀周围的土应细心切削，不可用手抠。
3. 土样两端修平时，若遇d>5mm 的砂粒处于欲修平面而无法修平时，应另取土样重做。
4. 称完重后的土样不要从环刀中挤出，以备后续固结或剪切实验之用。
２2. 土的含水量实验土的含水量是指土中水的质量与土粒的质量之比。
一、实验目的测定土的含水量，以了解土的干湿状态，供换算土的其他物理性质指标和状态指标如e 、I p 、I l 、S r 和评价土的工程性质之用。
二、实验原理采用烘干法测定。
土力学实验指导书
实验一 土的三项基本物理性指标的测定一、实验目的土的三项基本物理性指标是指土粒比重ds 、土的含水量w 和密度ρ，一般由实验室直接测定其数值。
在测定这三个基本指标后，可以换算出其余各个指标。
二、实验原理和方法 1．土粒相对密度ds土粒质量与同体积的4℃时纯水的质量比，称为土粒比重（无量纲），亦称土粒相对密度，即式中 ρs ——土粒密度，即土粒单位体积的质量，g/cm 3；ρw1——4℃时纯水的密度，等于1g/cm 3或1t/ m 3。
一般情况下，土粒相对密度在数值上就等于土粒密度，11ds w ss w s V m ρρρ==但两者的含义不同。
土粒比重决定于土的矿物成分，一般无机矿物颗粒的比重为2.6～2.8；有机质为2.4～2.5；泥炭为1.5～1.8。
土粒（一般无机矿物颗粒）的比重变化幅度很小。
土粒比重可在试验室内用比重瓶法测定。
通常也可按经验数值选用，一般土粒土粒相对密度参考值见下表。
土粒相对密度参考值2．土的含水量w土中水的质量与土粒质量之比，称为土的含水量，用百分数表示，即%100⨯=swm m ω含水量w 是标志土含水程度（湿度）的一个重要物理指标。
天然土层的含水量变化范围很大，它与土的种类、埋藏条件及所处的自然地理环境等有关。
土的含水量通常采用“烘干法”测定。
从含水量的定义可知，实验的关键是怎样测得一块土中所含水份质量以及颗粒质量。
所谓烘干法便是为此设计的一种实验方法。
先称小块原状土样的湿土质量，然后置于烘箱内维持100～105℃烘至恒重，再称干土质量，湿、干土质量之差与干土质量的比值，就是土的含水量。
计算公式为：%1000221⨯--=m m m m ω 式中： W ——含水量（%） m 1——盒加湿土质量（g ） m 2——盒加干土质量（g ）m 0——铝盒的质量（g ），按盒号查表可得，由实验室提供。
3．土的密度ρ土单位体积的质量称为土的密度，g/cm 3。
在天然含水量情况下的密度称为天然密度，即Vm =ρ 测定密度的目的是为了了解土体内部结构的密实情况。
土力学试验指导书
实验一 土的含水率试验（一）、试验目的土的含水率指土在105—1100C 下烘于恒量时所失去的水的质量和干土质量的百分比值。
土在天然状态下的含水率称为土的天然含水率。
所以，试验的目的：测定土的含水率。
（二）、试验方法适用范围 1、烘干法：室内试验的标准方法，一般粘性土都可以采用。
2、酒精燃烧法：适用于快速简易测定细粒土的含水率。
3、比重法：适用于砂类土。
（三）、烘干法试验 1、仪器设备①烘箱：采用电热烘箱；②天平：称量200g,分度值0.01g ；③其他：干燥器，称量盒。
2、操作步骤（1）取代表性试样，粘性土为15—30g,砂性土、有机质土为 50g,放入质量为m 0的称量盒内，立即盖上盒盖，称湿土加盒总质量m 1，精确至0.01g.（2）打开盒盖，将试样和盒放入烘箱，在温度105——1100C 的恒温下烘干。
烘干时间与土的类别及取土数量有关。
粘性土不得少于8小时；砂类土不得少于6小时；对含有机质超过10%的土，应将温度控制在65——700C 的恒温下烘至恒量。
（3）将烘干后的试样和盒取出，盖好盒盖放入干燥器内冷却至室温，称干土加盒质量m 2为，精确至0.01g 。
3、计算含水率：按下式计算%1000221⨯--==m m m m m m w s w4、要求：（1）计算准确至0.1%；（2）本试验需进行2次平行测定，取其算术平均值，5、本试验记录格式详见报告实验二 土的密度试验（一）、试验目的测定土在天然状态下单位体积的质量。
（二）、试验方法与适用范围 一般粘性土，宜采用环刀法易破碎，难以切削的土，可采用蜡封法对于砂土与砂砾土，可用现场的灌砂法或灌水法。
（三）、环刀法的试验 1、仪器设备①符合规定要求的环刀；②精度为0.01g 的天平；③其他：切土刀，凡士林等。
2、操作步骤（1）测出环刀的容积V ，在天平上称环刀质量m 1。
（2）取直径和高度略大于环刀的原状土样或制备土样。
（3）环刀取土：在环刀内壁涂一薄层凡士林，将环刀刃口向下放在土样上，随即将环刀垂直下压，边压边削，直至土样上端伸出环刀为止。
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《土力学原理》实验指导书前言土力学原理是研究土的物理、力学性质和土体及其相关结构受力变形以及常见基础设计的一门科学，是土木工程专业的一门重要技术基础课。
土是岩石风化而成的颗粒堆积物，广泛覆盖于地球表面，人类的生活和生产活动与之息息相关，而土木工程更是与之有着密不可分的联系：例如，桥梁及房屋建筑地基基础的稳定性和变形，山坡、土坝、路堤、路堑等各种自然或人工坡体的稳定性，各类挡土结构的受力和变形等都是土力学的研究内容，土力学广泛应用于建筑、交通、水利、港口工程等领域。
土力学原理课的主要内容包括土的物理性质、地基中的应力计算、土的压缩性及地基沉降计算、土的渗透性和渗流问题、土的抗剪强度、天然地基承载力、挡土结构上的土压力、土坡稳定分析等。
通过本课程的学习，学生应牢固掌握土力学的基本原理、计算分析方法和基本实验技能，初步具备分析和解决有关工程问题的能力。
同时，为进一步学习基础工程、地基处理、路基工程、深基坑工程和地下工程等有关专业课打好基础。
土力学原理是实践性很强的一门课程，实验是本课程的重要实践环节。
本课程实验学时有16学时，通过本书，可以有效指导学生从事各项实验操作，将有助于培养学生的动手操作能力。
实验考核方案1、土力学原理实验项目在建筑工程实验室土工实验分室完成，是土木工程专业的专业基础课实验项目，为大三的学生开设。
2、学生进入实验室必须遵守《学生实验守则》等实验室的各项规章制度，自觉遵守实验纪律。
3、要爱护实验室的仪器设备，损坏仪器设备要赔偿。
4、学生进入实验室前必须进行课前预习，要熟悉本次实验的目的，实验方法，试验步骤等实验内容。
5、试验要积极主动，人人动手，积极参与并能熟练操作各种实验仪器，严格按试验规程进行试验。
6、实验报告格式为：简介试验目的、试验步骤、试验成果整理和试验成果分析。
7、必须认真地完成试验报告，试验报告字迹要清楚，必须按着要求自己编写，不得抄袭他人实验资料；不符合要求的实验报告打回应重做。
8、实验成绩评定等级为优、良、合格、不合格记载，成绩按20%计入本课程总评成绩。
目录实验一土的基本物理指标测定 (1)实验二颗粒分析试验 (4)实验三界限含水率试验 (5)实验四击实试验 (8)实验五固结试验 (10)实验六直接剪切试验 (13)实验七三轴压缩试验(选做) (16)实验一土的基本物理指标测定一、试验目的：1.测定土的含水率，是指土在温度105～110℃下烘到恒量时所失去的水质量与达到恒量后干土质量的比值，以百分数表示。
2.测定土的密度，是指土的单位体积质量，是土的基本物理性质指标之一，其单位为g/cm3。
3.测定土粒的比重G s，是土粒在温度105～110℃下烘至恒重时的质量与土粒同体积4℃时纯水质量的比值。
在数值上，土的比重与土粒密度相同，但前者是没有单位的。
二、试验方法1.含水率试验方法有烘干法、酒精燃烧法、比重法、碳化钙气压法、炒干法等，其中以烘干法为室内试验的标准方法。
2.密度试验:试验方法有环刀法、蜡封法、灌水法和灌砂法等。
对于细粒土，宜采用环刀法；对于易碎裂、难以切削的土，可用蜡封法；对于现场粗粒土，可用灌水法或灌砂法。
3.比重试验: 根据土粒粒径的不同，土的比重试验可分别采用比重瓶法、浮称法或虹吸筒法。
对于粒径小于 5 mm的土，采用比重瓶法进行，其中对于排除土中空气可用煮沸法和真空抽气法；对于粒径大于等于5mm的土，且其中粒径大于20mm颗粒小于10％时，采用浮称法进行；对于粒径大于等于5mm的土，但其中粒径大于20mm颗粒大于10％时，采用虹吸筒法进行；当土中同时含有粒径小于5mm和粒径大于等于5mm的土粒时，粒径小于5mm的部分用比重瓶法测定，粒径大于等于5mm的部分则用浮称法或虹吸筒法测定，并取其加权平均值作为土的比重。
三、试验步骤含水率试验（烘箱烘干法）1．仪器设备电热鼓风恒温干燥箱；电子天平：称量210g，感量0.001g；铝盒等。
2．试验步骤（1）称量铝盒重量m0，并记录下盒的编号。
（2）取代表性土样15～30g，放入铝盒内，立即盖好盒盖，放天平上称量湿土与盒重m0+m，准确至0.001g。
（3）揭开盒盖，套在盒底，放入烘箱，在温度105～110℃下烘至质量恒定。
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，对含有机质超过干土质量5％土，应将温度控制在65～70℃的恒温下烘至恒重。
然后将铝盒取出放在干燥器内冷却至室温。
（4）从干燥器内取出土样，盖好盖后。
称盒加干土重m0+m s，准确至0.01g。
3．试验数据及成果整理（1）按下式计算含水率0000()()100%()ssm m m mwm m m+-+=⨯+-式中，m0+m是湿土与盒重；m0+m s是干土与盒重；m0是铝盒重；（2）本试验需进行2次平行测定，取其算术平均值。
密度试验（环刀法）1．仪器设备环刀（如下图所示，其内径61.8mm或79.8mm，高度20mm，本试验采用内径61.8mm）；电子天平：称量210 g，感量0.001g；修土刀，刮刀，凡士林油等。
图1－1 环刀示意图2．操作步骤（1）用电子天平称量出环刀的质量m0；（2）按工程需要取原状土或制备所需状态的扰动土样。
土样的直径和高度应大于环刀，整平其两端放在玻璃板光面上。
（3）将环刀内壁擦净，并涂抹一薄层凡士林，刃口向下放在土样上，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，根据试样的软硬采用钢丝锯或切土刀整平环刀两端土样。
（4）擦净环刀外壁，称环刀和土的总质量m0+m，精度达0.01g。
本试验需进行二次平行试验，取二次结果的平均值。
平行试验结果之差不得大于0.03g/cm3。
（5）按下式计算土的密度：00()m m m Vρ+-= 式中，m 0是环刀的质量；m 0+m 是环刀加土的质量；V 是环刀的体积。
3．试验数据及成果整理比重试验**（比重瓶法）比重瓶法，其基本原理就是由称好质量的干土放人盛满水的比重瓶的前后质量差异，来计算出土粒的体积，从而进一步计算出土粒比重。
1．仪器设备101A-2电热鼓风恒温干燥箱，比重瓶：50mL,电子天平：称量210g 、感量0.001g ；恒温水槽，砂浴；表；温度计；孔径2mm 及5mm 的筛；其它：匙、蒸发皿、玻璃漏斗、滴管、洗瓶、纯水、中性液体等。
2. 操作步骤（1）将烘干土过5mm 筛，然后取12g ，用玻璃漏斗装人预先洗净和烘干的比重瓶内，称试样和瓶的总质量，准确至0.001g 。
（2）将纯水注入已装有干土的比重瓶中至一半处，摇动比重瓶，将瓶放在砂浴上煮沸，煮沸时间自悬液沸腾时算起，砂及砂质粉土不应少于30min ，粘土及粘质粉土不应少于lh ，避免瓶中悬液溢出瓶外。
（3）将纯水煮沸，冷却至室温后注入比重瓶内，将纯水注满，塞紧瓶塞，多余的水会从瓶塞毛细管中溢出使瓶内无气泡。
（4）将比重瓶置于恒温水槽内，待瓶内水温稳定，且瓶内上部悬液澄清，然后取出比重瓶，擦干瓶外壁，称比重瓶、水、试样总质量，准确至0.001g 。
称量后应立刻测出瓶内水的温度，准确至0.5℃。
（7）根据测得的温度，从已绘制的温度与瓶、水总质量的关系曲线中查得瓶、水总质量。
（8）按下式计算比重：bs b s w bw bs b bwsT m m G G m m m m -=+-- 式中，G s 是土的比重；m bs 是比重瓶、试样总质量（g ）；m bw 是比重瓶、水总质量（g ）；m bws是比重瓶、水、试样总质量（g）；m b是比重瓶质量（g）；G w T是T℃时纯水的比重（可查物理手册），准确至0.001。
比重瓶法试验应进行两次平行测定，两次测定的平行差值不得大于0.02，并取其两次测值的算术平均值。
3．试验数据及成果整理**注：比重试验属于选做实验！实验二颗粒分析试验一、试验目的：颗粒分析试验就是测定土中各种粒组所占该土总质量的百分数的试验方法。
二、试验方法：颗粒分析试验可分为筛析法和密度计法和移液管法等。
对于粒径大于0.075mm的土粒可用筛分析的方法来测定，而对于粒径小于0.075mm的土粒则用密度计法或移液管法来测定。
三、试验步骤：（筛分法）（一）仪器设备（1）标准筛两套：粗筛：孔径为60,40,20,10,5,2mm；细筛，孔径为2,1,0.5,0.25,0.075mm。
（2）摇筛机；（3）分析天平：：称量5000g，最小分度值1g，称量l000g,最小分度值0.lg，称量200g，最小分度值0. 01g.；（4）研体、碾杆、烘箱、毛刷等。
（二）操作步骤（1）取具有代表性试样，取样数量按颗粒尺寸不同可分为5种情况，见表2－1。
表2－1 取样数量表颗粒尺寸< 2 < 10 < 20 < 40 < 60（mm ）取样数量 100－300 300－1000 1000－2000 2000－4000 4000以上（2）将试样过2mm 筛，称筛上和筛下的试样质量。
当筛下的试样质量小于试样总质量的10%时，不作细筛分析；筛上的试样质量小于试样总质量的10％时，不作粗筛分析。
（3）把标准筛依孔径大小顺序排好，最下面为底盘。
取筛上的试样倒入依次排好的粗筛中．筛下的试样置于细筛最上面的筛内加好盖放在摇筛机上摇震。
(在摇筛机上开动机器0～15分钟)。
（4）由最大孔径筛开始将各筛取下在白纸上手轻叩摇晃，如有砂粒漏下应继续轻叩摇晃至无砂粒漏下为止，漏下的砂粒全部放入下一级筛内。
（5）将留在各筛上的土粒分别倒在纸上，并用毛刷将筛网中的土粒轻轻刷下，然后再分别倒入铝盒中称量。
（6）各筛底盘内的土重之总和与总试样之重量不得相差1％。
（7）计算与制图1）按下式计算小于某孔土重占总重的百分数100%i i m P M=⨯ 式中，m i 是小于某级粒径的试样质量；M 是试样总质量；P i 是小于某粒径的试样质量占试样总质量的百分比（％）。
2）制图以小于某粒径的试样质量占试样总质量的百分比为纵坐标，颗粒粒径为横坐标，在单对数坐标上绘制颗粒大小分布曲线。
（8）试验数据及成果整理，可根据上述曲线得出d 10, d 50, d 60, C c , C u 等相关参数。
实验三 界限含水率试验一、试验目的：测定细粒土的界限含水率，是指土从一种状态转到另一种状态的分界含水率称为界限含水率。
二、试验方法：液限是区分粘性土可塑状态和流动状态的界限含水率，测定土的液限主要有圆锥仪法、碟式仪法等试验方法，也可采用液塑限联合测定法测定土的液限。
三、试验步骤：（液塑限联合测定法）（一）．仪器设备（1）光电式液塑限联合测定仪。
(见图3—1)其主要组成部分如下：①圆锥仪：锥体总质量为76g±0.2g，圆锥用不锈金属材料精加工而成，锥角为30°±0.2°，微分尺量程为22mm 刻线距离为0.1mm。