《土工试验与试验报告》

2．假定稳定压缩：1 小时内土样厚度变化不超过 0.005mm(相对于试样高度为 2 厘米而言) 即可认为压缩稳定或以满 24 小时为标准，然后加下一级荷重。该方法在生产中得到广泛应用， 被规范采用。一般称为常规压缩试验。
3．快速压缩：规定每级荷重的压缩时间为 1 小时，仅在最后一级荷重下，除测读 1 小时的 变形量外，还应测读达到稳定时的变形量。根据最后一级变形量校正前几级荷重下试样的变形 量。对一般建筑物地基或硬粘性土均可采用快速压缩法。 二、试验方法
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可用锤或其他工具把环刀打入土柱中。对于软弱土样，切取试样块不得太高，一般为 4 厘米， 需采取快速静压，以防止土柱变形。
2．在切平环切两端多余土样时，要注意切平长度不宜大于直径，以避免土样与环刀壁脱开。 切削动作应迅速小心。一般不能填补，如需填补时，填补部分不得超过环刀体积的 1%。
3．称重时必须擦净环刀外壁、刃口、环刀口处的余土。
一般压缩仪为杠杆式压缩仪。通过砝码加压，压力可达到 600～800kPa，基本上可满足一 般工程需要。压缩试验中每级荷重的施加是在前一级荷重上压缩至稳定后施加的，但就土的特 征来说稳定是相对的，一般按稳定标准不同将压缩试验分为三类：
1．稳定压缩：在每级荷重下 24 小时内土样不再被压缩，才被认为稳定可继续加下一级荷 重。缺点是试验时间太长，生产中使用不便。
调制成不粘乎的泥团。
<2> 捏揉土样：将土样在手中捏揉至不粘手，然后将试样捏扁如出现裂缝，表示含水量已
接近塑限。
<3> 用手搓条：取近塑限土样一小块，先搓成椭圆形，然后再用手掌在毛玻璃上轻轻搓滚，
均匀施压成条，其长度不得超过手掌宽度，当土条搓成直径 3mm 时产生裂缝并开始断裂的时候，
表示土含水量恰为塑限。否则重复上述过程达到 3mm 直径产生裂缝并开始断裂为止。
γ = W2 −W1 V
式中：γ— 土重度(kN/m3)；W1— 环刀重(kN)；W2—环刀与土样合重(kN)；V—环刀体积(m3)。 计算精度为 1.0kN/m3。该试验须进行平行测定，平行差值不得大于 0.3kN/ m3，取二者的算
术平均值。 三、注意事项
1．用环刀取土时，为了防止土样扰动，对于一般粘性土应一边修土柱一边垂直静压，切不
3) 其它：天平、烘箱、铝盒、调土刀、研钵、 凡士林、蒸馏水等。
2．操作步骤
1) 圆锥法测液限
<1> 土样制备，一般应采用具有天然含水量的土
样进行测定。当土样含水量较小或因土样中含较多大
3
于 0.5mm 的颗粒或有多量的杂物时，可将土样风干研 磨过 0.5mm筛的土加蒸馏水调成均匀浓糊状。用玻璃板覆盖或放在盛水的干湿器中静止一昼夜， 使水充分浸透土样。
有液限(ωL)与塑限(ωp)。 液限是粘性土呈可塑状态的上限含水量。当粘土具有液限含水量时，若以一定重量的锥体
放入土中，因土具有一定的抗剪强度阻止锥体下沉。
根据前苏联瓦西里耶夫建议采用顶角 30ｏ圆锥形状系数 K=1.07，重量为 76 克的圆锥仪(如图 3－1)。将圆锥体在 15 秒时间时的入土深度为 10mm，抗剪强度达到τ＝8.4kPa 时，土含水量称 为液限。
塑性指数 I P = ω L − ω P
液性指数 I L
=
ω −ωP ωL −ωP
3．注意事项
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1) 在试验过程中，若要使土变干些，只容许晾干或用风机吹干，也可用调土刀拌和或用手 搓揉，使其水份蒸发。但绝对不许加进干土或用烈火烘烤。
2) 测液限时放锥的方法应满足是两个条件。其一放锥时绝对不能产生锥体的冲击作用；其 二锥体以自重下沉是从接触土面处开始的。
<4> 测含水量：取合格土条 3~5 克，装入已知重量 W0 的铝盒内，盖上盒盖，称得湿土条
与盒的合重 W1。烘干称重 W2。
<5> 计算塑限：
ωP
= W1 − W2 W2 − W0
×100 %
该试验需进行平行试验，取其平均值。平行差值对于粘土或粉质粘土不大于 2%，对于粉土
不大于 1%。
<6> 整理成果：按下式或计算土的塑性指数 Ip 和液性指数 IL，评定土的类别与名称以及所 处的状态。
杯中土样取出(去掉涂有凡士林部分)放入调土皿中连续拌和，使之稍干或加少量蒸馏水调匀，
重新试验直到锥入土深度恰为 10mm 为止。
<4> 测含水量：将液限杯中土样取出 10~15 克(不要涂有凡士林)，装入盒重为 W0 铝盒中，
称湿土与盒合重 W1 克，放人烘箱中烘至恒重，再称干土与盒的合重 W2 克。
4
5．施加予压：为保证试样与仪器上下各部件间接触良好，应施加 1.0kPa 的予压荷重，并 调整测微表读数至零点。
号等)，将环刀在天平上称得重量 W1。在环刀内壁上涂以薄层凡士林，刃口向下放在土样上。 2．切取试样：用钢丝锯或切土刀将土样削成略大于环刀直径的立柱，然后将环刀用力垂直
下压，边压边削边缘余土至土样露出环刀口炎止，削去两端余并修平。 3．称试样重：擦净环刀外壁，称取环刀与试样的合重 W2。 4．计算重度：按下式计算土的重度
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2．切取土样与安装：按重度试验切取土样的方法(环刀内壁应涂薄层凡土林)。将底板放在 容器内，底板上顺次放入洁净润湿的透水石 、滤纸、护环 、土试样 (刃口向下 )、滤纸 、洁净润 湿的透水石、加压盖和钢珠。同时测定土样容重和含水量。
3．检查设备：检查加压设备是否灵活，调整平衡锤，使杠杆水平。 4．安置容器：将装好试样的压缩容器放在水平面固定位置，再将上部加压柜架放上，安装 测微表。
此方法一般只适用于有机质含量不超过 5%的土，若有机质含量大于 5%时，宜采用真空于 燥箱。
二、试验方法 (一)仪器设备 1．烘箱：(可恒温 100—105℃) 2．天平：电子天平或称重 200 克、感量 0.1～0.2 克的杠杆天平； 3．其他：干燥器，铝盒(最好为恒重)。 (二)操作步骤 1．称湿土重：取代表性土样 15～30 克(粘性土取低值，砂土取高值)，放入已知重量为 W0
(一)仪器设备 1．杠杆式压缩仪(图 4—1) 2．测含水量和容重所用设备； 3．其它：滤纸、钟等。 (二)操作步骤 1．仪器变形校正：考虑压缩仪本身及滤纸变形产生的影响，应做压缩仪的校正。校正方法 是将一块与试样相同大小的金属块代替土样放入压力容器中，然后分别施加与试样试验相同的压
力，每隔几分钟加荷一次，测记各级荷重下的读数。加至最大荷重后，再按与加荷相反的次序，每几分种退 荷一级并记录读数，至荷重全部卸除为止。重复上述过程再进行校正并取其平均值作为各级荷重下仪器的变 形量。其平行差值不得超过 0.01mm。
<2> 装土与放锥：将调和好的土样分层放入液限杯中，使内部均匀充填，不得残留有气泡，
抹平杯口。将平衡锥擦净，在锥体上涂以薄层凡土林，两指提住手柄。将平衡锥放在试样表面
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中部至锥尖与试样表面接触时，放锥使锥体自重下沉于土样中。
<3> 看锥下沉：当锥体约径 15 秒沉入深度恰为 10mm，表示土的含水量为液限。否则应将
的重量便可以计算出土样重度。 环刀法适用于一般粘性土。对于土样坚硬、易碎、含有粗粒难以切割、形状不规划的土可
采用蜡封法。对于砾石类土宜采用现场容积法。
二、试验方法 (一)仪器设备 1．环刀：高 2 厘米，内径 6～6.40 厘米； 2．天平：电子天平或称重 200 克、感量 0.1～0.2 克的杠杆天平； 3．其它：切土刀、钢丝锯、玻璃片、凡士林等。 (二)操作步骤 1．准备工作：取原状土样或制备所需状态的击实土，整平其两端。检查环刀(完整性、编
塑限是指土的含水量低于某界限值时，土体变脆，易产生裂缝，
难于随意塑成各种形状的界限值即可塑状态的下限含水量。其测定 方法目前国内外均采用搓条法。将土条搓揉至 3mm 直径时，土条 表面产生裂缝并断裂。认为此时的含水量为塑限。
τ
α L
h
二、试验方法
图 3-1
1．仪器设备 1) 圆锥式液限仪(图 3—2)； 2) 毛玻璃板；
土工试验与试验报告
班级： 试验小组成员： 试验报告人： 学号：
华中科技大学土木工程与力学学院岩土工程教研室 二〇一〇年十二月
试验一 土的重度测定
一、基本原理 土的重度是指单位体积土的重量。根据定义的不同，在天然状态下的重度称为天然重度γ、
饱和重度γsat、浮有效)重度γ'、干重度γd。 环刀法是利用一定体积的环刀切取土样，测定环刀容积即为土样的体积。然后再称出土样
4．记录格式
液限塑限试验记录表
土 试试
铝盒
水
样 验验
编 重 加湿 加干 份
编 项方
号 量 土重 土重 重
号 目法
W0 W1
W2
液圆 限锥
法
塑搓 限条
法 试验者
计算者
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含水量
干 (%)
土 单 平 塑性 重 值 均 指数
按土 分类
液性 指数
稠度 状态
备注
值
校核者
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试验四 固结试验
3) 液限怀中装土时必须把土中气泡驱尽。杯日抹平时宜采用刀刃不可用刀口(或刀尖)，抹平 次数不宜太多(特别是对塑性指数小于 10 的粉土)，要注意水析现象。对于具有明显水析现象的 粉土，土样在锥体荷载作用下受压排水使锥体连续下沉，则锥体下沉深度的时间可酌情缩短。
4) 搓条法避免土条在手掌下不受压力的滚搓，使由于时间过久变干硬或水份不均匀，甚至 造成中心空洞现象。对于塑性指数小于 10 的轻亚粘土反复滚搓易引起水析现象，使中心较表面 水份少，因而内部首先减少凝集作用。对偶有一处断裂不能认为达到塑限。
三、注意事项 1．打开土样后，应立即取样称湿土重，以免水份蒸发。烘干冷却后应立即称干土重，以免
吸收水份增大干土重。否则都会造成含水量降低。
－3－
2．装土用铝盒应注意干燥，避免内外有其余土(干土或湿土)。 3．在恒湿条件烘干试样的恒重标准与试样数量有关。一般前后两次称重之差不大于称样天 平的精度即为恒重。试验中一般都以控制烘干的恒温时间使其达到恒温。当试样重 15～30 克时， 砂土需恒温时间 1～2 小时；粉土及粉质粘土约需 6～8 小时；粘土约需 10 小时。块状土可适当 延长。 四、记录格式
<5> 计算液限：
ωL
=
W1 W2
− W2 − W0
×100%
该试验需进行两次平行测定，取其平均值，平行差值不得大于 2%。
2) 搓条法测塑限
<1> 制备土样：将原状土或取已过 0.5mm 筛的风干土，加少量蒸馏水握成泥团状，用湿
布敷盖，静止 24 小时使水分浸透。也可以从液限试验制备好的土样取 30 克左右吹干或风干，
的铝盒中，盖上盒盖，称得湿土样与盒的合重 W1。 2．烘干冷却：打开盒盖放入烘箱内，在 100～105℃下烘至恒重后，将盒盖盖上放在干燥
箱内冷却，然后称盒与于土合重 W2。 3．计算含水量：按下式计算土的含水量ω
ω = W1 − W2 ×100 % W2 − W0
式中：W1－W2—土中水份重量(kN)； W2－W0—干土重量(kN)； 计算至 0.1%。该试验需进行平行测定，取其算术平均值。允许绝对平行差值如下： 含水量＜10%，允许绝对平行差值 0.5%； 含水量 10%~40%，允许绝对平行差值 1.0%； 含水量＞40%，允许绝对平行差值 2.0%。
含水量试验记录表(烘干法)
土样 编号
编号
铝
盒
重量 加湿土重 加干土重
W0
W1
W2
水份重
W1-W2
干土重
W2-W0
含水重(%)
单值
平均值
试验者
计算者
校核者
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试验三 土的液限、塑限测定
一、基本原理
随着含水量变化，粘性土逐渐由一种稠度状态转变为另一种稠度状态。相应于转变点的含
水量称为稠度界限 (或称界限含水量 )。在工程中为评价土的工程性质， 稠度界限中意义较大的
一、基本原理 土的压缩性是在压力作用下体积逐渐变小的过程。压缩试验是将土放在金属容器内，在有
侧限的条件下施加压力，观察在不同压力下的压缩变形量。而土体被压缩的实质是土样体中孔 隙体积随压力增加而减小。因而以测定的压缩系数、压缩模量、变形模量等压缩性指标判定土 的压缩特征并计算土工建筑物和地基的沉降。
四、记录格式
土号
环刀号
环刀重量 (kN)
重度试验记录表(环刀法)
环刀与土样 (kN)
土样重量 (kN)
环刀体积 (m3)
重度(kN/m3)
单值
平均值
试验者
计算者
校核者
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试验二 土的含水量测定
一、基本原理 土的含水量是土中水分重量与干土重量的比值。烘干法是根据加热后水份蒸发的原理，将
已知重量的土样放入烘箱内，在 100～105℃下烘至恒重，冷却后称干土重，计算出失去水份重 量，即可计算含水量。