土力学实验指导讲义
土力学实验讲义
测含水率：1、取测密度时装入环刀中削出的多出土样15-30g，放入铝盒内，迅速盖好盒盖，称量 ，准确至0.01g，称量结果减去铝盒质量 ，得到湿土质量 ；
2、打开铝盒盖，将试样和铝盒一起放入恒温烘箱，在温度105℃~110℃下烘至衡重。在设定温度下烘至恒重所需时间由土类和烘箱构造决定。对粘土、粉上不得少于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65～70°C的恒温下烘至恒量，一般需48小时以上；
1、锥式液限仪法：锥式液限仪法用圆角为30°，质量为76g的不锈钢圆锥，在重力作用下，5秒钟内刺入深度为10mm时对应的试样含水率为液限含水率；
2、喋式液限仪法：喋式液限仪法是在规定的试样喋中盛土，在土中以特制开槽器开一宽2mm的槽，以一定的能量（落高10mm）让土样喋与硬橡胶基座碰撞，这一过程中，土向槽内流动，当槽两侧土靠拢长度为13mm，撞击次数为25次，对应的试样含水率定义为液限含水率。
（二）操作步骤
测密度：1、取原状土或制务的扰动土样，整平两端，将环刀内壁涂一薄层凡士林，刃口向下放在土样上，将环刀垂直向下压至约刃口深处，用切土刀（或钢丝锯）将土样切成略大于环刀直径的土柱后，边压边削，直至土样伸出环刀顶部，将两端余土削平；
2、用切下的代表性土样测定含水率 ；
3、擦净环刀外壁，称环刀加土的质量，准确至0.1g；
（二）试验步骤
1、选取具有代表性的天然含水量或风干土样，若土中含有较多大0.5mm的顺粒或夹有大量的杂物时，应将土样风干后用带橡皮头的研材研碎或用木棒在橡皮板上压碎，然后再过0.5mm的筛；
2、取过筛的土样不少于200g分别放入三个调土碗里，加不同数量的蒸馏水，土样的含水量分别控制在液限、略大于塑限和二者的中间状态。用调土刀调匀，然后用玻璃片或湿布覆盖，静置24h备用；
土力学实验讲义-三轴剪切实验
伦理论求得抗剪强度参数。
意义：①根据实际的工程需要选择合适的试验方 法，提供合理的强度指标。②为有限元等数值分 析提供所需的参数
2.操作步骤：
3.记录与计算：
4.讨论 三轴试验与直剪试验的比较 优点： ①可测孔隙水压力，反映有效应力原理 ②可测体积变化情况，破坏面为最薄弱面 ④可整理出应力应变关系的本构参数，应用于数
值计算
缺点：记录和整理数据繁琐
谢
谢
观
看
精品
土力学实验-三轴剪切实验
实验四 三轴剪切试验
1.试验目的、原理及意义：
试验目的： 理解三轴试验与直剪试验的特点，增加感性认识，学会整 理三轴试验数据，并求出砂土的固结排水剪强度指标
Cd d
C cu cu
Cu u
试验原理：采用3~4个圆柱形试样，分别在不同的恒定 周围压力（即小主应力 3）下，施加轴向压力[即产生主
土力学讲义
绪论一、土力学学科的重要性土是地壳岩石经受强烈风化的产物，是各种矿物颗粒的集合体，由固体颗粒、水、和空气三相组成。
土力学学科研究和解决工程中两大类问题：⎩⎨⎧土体变形问题土体稳定问题【工程实例】二、本课程的主要特点、内容及学习建议第一章土的物质组成和结构【基本内容】土＝土粒（固相）＋水（液相）＋空气（气相）一、土的固体颗粒土粒的大小、形状、矿物成分和级配对土的物理性质有明显影响。
1．土的颗粒级配⑴ 粒组的概念： 工程中将大小相近、性质相近的颗粒归并成组，称为粒组。
各粒组的界限粒径：200mm ，20mm ，2mm ，0.075mm ，0.005mm⑵ 确定各粒组相对含量的方法——颗粒分析试验⎩⎨⎧≥mm d mm d 0.075075.0——筛分法——比重计法试验成果——颗粒级配曲线【课堂讨论】为什么土的级配曲线用半对数坐标？⑶ 级配曲线的特点：半对数坐标⎩⎨⎧土质量含量（％）纵坐标－小于某粒径的）粒粒径（横坐标－对数坐标－土mm⑷ 判别土体级配好坏的指标⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧10602301060d d d C d d C c u ＝曲率系数＝不均匀系数当同时满足Cu ≥5,Cc=1~3时，土的级配良好，否则，级配不良。
2．土粒的矿物成分⎩⎨⎧原生矿物次生矿物二、土中水⎪⎩⎪⎨⎧⎩⎨⎧⎩⎨⎧强结合水—对土性质影响大—弱结合水结合水用—受重力和表面张力作—毛细水—受重力作用自由流动—重力水自由水三、土中气体⎩⎨⎧非封闭气体—对土的性质影响大—封闭气体四、土的结构⎪⎩⎪⎨⎧形式—是粘性土的主要结构—絮状结构—以粉粒为主的土—蜂窝结构—常见于砂土、碎石土—单粒结构五、土的构造⎩⎨⎧层理构造裂隙构造【校园现场观察土的特点】【现场提问答疑】【本次课总结】1．土是由固体（土粒）、液体（水）和气体（空气）三相所组成；2．粒径级配曲线的特点及用途；3．常见土的结构及构造形式。
【复习思考】1．粘土颗粒表面哪一层水膜对土的工程性质影响最大，为什么？2．为什么土的级配曲线用半对数坐标？【课后作业】第二章 土的工程性质和工程分类一、土的物理性质指标【基本内容】反映着土的物理状态,如干湿软硬松密等。
《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。
土力学实验指导书
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（％）。
土力学实验指导书
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%。
基本土力学实验指导书
内容简介土工实验是土力学的一个重要组成部分，它在学习土力学的基本理论过程中是不可缺少的。
通过土工实验可以加深对土力学基本理论的理解，同时土工实验又直接为生产服务，为工程设计、施工提供基本计算数据。
为了了解土的物理、力学等特性，各系统都建立了一整套相应的实验方法，这里仅介绍其中几项大家通用的常规的实验方法，通过这几项实验的操作，可以对土的物理、力学特性有一个概略的了解。
实验一土的三项基本物理指标测试土的基本物理指标是指土的含水率、密度和土颗粒比重三项，它既是表示土的三个物理特性，又是计算土的孔隙比、孔隙率、饱和度和干容重指标的基本依据。
其中，含水率、容重二项指标又是控制施工质量的指标。
一、密度实验：土的密度是指土的单位体积质量。
（一）实验目的测定土的密度，以了解土的疏密和干湿状态，供换算土的其他物理性质指标和工程设计以及控制施工质量之用。
（二）实验方法常用的测试方法有环刀法、蜡封法、灌砂法等。
环刀法操作简便而准确，在室内和野外普遍应用。
对易碎裂或含有粗颗粒、难以切削的土样可用蜡封法——取一块试样称其质量后浸入融化的石蜡中，使试样表面包上一层蜡膜，分别称蜡加土在空气中及水中的质量，已知蜡的比重，通过计算便可求得土的密度。
对难取原状试样的砂土、砂砾土和砾质土在现场可用灌砂法或灌水法求土的密度。
（三）仪器及工具1.环刀：内径6.18厘米，高2厘米，体积为60立方厘米。
2.天平：感量0.1克。
3.其它工具：钢丝锯、刮土刀、玻璃片、凡士林油等。
（四）实验步骤（环刀法）1.将环刀内壁涂一薄层凡士林油，并将其刃口向下放在土样上；2.切土时用钢丝锯（硬土用刮土刀），沿环刀外壁将土样削成略大于环刀外径的土柱，然后将环刀垂直下压，边压边削，直至试样凸出环刀为止；3.用钢丝锯将环刀两端余土削去，再用刮土刀刮平两端，将试样两端余土留作含水率实验用；4.擦净环刀外壁，称环刀和试样合质量，准确至0.1克；5.按下式计算土的湿度和干密度：00m V ρ= 0010.01d w ρρ=+式中：0ρ——试样湿度密度（g/cm 3） 0m ——湿土质量（g ）V ——环刀体积（cm 3）d ρ——试样干密度（g/cm 3） 0w ——含水率（％）计算至0.01 g/cm 3。
完整《土力学》实验指导书lou[1]
![完整《土力学》实验指导书lou[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/d67cd76583c4bb4cf6ecd12d.png)
《土力学》实验指导书浙江理工大学建筑系2011年6月目录教学实验注意事项 (2)实验一土的密度试验 (4)实验二土的含水量试验 (5)实验三土的颗粒分析试验 (7)实验四土的液限、塑限试验10 实验五土的压缩固结试验 (13)实验六土的直接剪切试验 (16)实验七土的三轴剪切试验19教学实验注意事项为确保实验顺利进行，达到预定的实验目的，必须做到下列几点：一、作好实验前的准备工作：1．预习实验指导书，明确本次实验的目的、方法和步骤。
2．弄清与本次实验有关的基本原理。
3．对实验中所用到的仪器、设备实验前应事先阅读有关仪器的使用说明。
4．必须清楚地知道本次试验需记录的数据项目及数据处理的方法，并事前作好记录表格。
5．除了解实验指导书中所规定的实验方案外，亦可多设想一些其它方案。
二、遵守实验室的规章制度：1．实验时应严肃认真，保持安静。
2．爱护设备及仪器，并严格遵守操作规程，如发生故障应及时报告。
3．非本实验所用的设备及仪器不得任意动用。
4．实验完毕后，应将设备和仪器擦试干净，并恢复到原来正常状态。
三、认真做好实验：1．注意听好教师对本次实验的讲解。
2．清点实验所需设备，仪器及有关器材，如发现遗缺，应及时向教师提出。
3．实验时，应有严格的科学作风，认真细致地按照实验指导书中所要求的实验方法与步骤进行。
4．对于带电或贵重的设备及仪器，在接线或布置后应请教师检查，检查合格后，才能开始实验。
5．在实验过程中，应密切观察实验现象，随时进行分析，若发现异常现象，应及时报告。
6．记录下全部测量数据，以及所用仪器的型号及精度、试件的尺寸、量具的量程等。
7．教学实验是培养学生动手能力的一个重要环节，因此学生在实验小组中虽有一定的分工，但每个学生都必须自己动手，完成所有的实验环节。
8．学生在完成试验全部规定项目后，经教师同意可进行一些与本实验有关的其它实验。
9．实验记录需要教师审阅签字，若不符合要求应重做。
四、写好实验报告实验报告是实验的总结，通过写实验报告，可以提高学生的分析能力，因此实验报告必须由每个学生独立完成，要求清楚整洁，并要有分析及自己的观点。
土力学试验指导书
一、目的：在于测定土的含水量，与其他试验配合，从而计算土的干容重、稠度、孔隙比、饱和度等；并借以计算地基土的计算强度。
二、原理：（一）含水量为土所含有水分的质量和干土粒质量比，用百分数表示。
（二）试验方法有很多种，如烘干法，酒精燃烧法、炒干法等等。
我们介绍一般采用的烘干法及酒精燃烧法。
1、烘干法是室内常用的方法，其温度能控制。
此法适用于有机物含量不超过土重5%的土，如有机物含量在5—10%间的土，仍采用本法时应在记录中注明。
2、酒精燃烧法是野外勘察和施工控制时采用，是数量不多,且受时间和条件限制时的快速测定方法。
其适用于粘性土及砂土。
三、仪器设备（一）烘干法：烘箱（100—105℃恒温）；（二）酒精燃烧法：酒精（浓度96%以上），滴管、火柴、大头针；其他：天平（秤量100克，感量0.01克）称量盒、削土刀、干燥器等。
四、操作程序（一）烘干法1、选取有代表性的试样约15—30克（砂土少取）置于称量盒中，清除称量盒外边附着的残土，立即加盖称重，准确至0.01克。
2、打开盒盖，放入烘箱。
在温度100—105℃以下烘至恒重，移入干燥器，冷却至室温时取出加盖称重。
准确至0.01克注：在一般情况下使用电热烘箱所需要烘干时间：⑴软湿的肥粘土约12小时；⑵可塑的粘性土约8小时；⑶砂类土约6小时。
3、酒精燃烧法（1）选取有代表性试样（粘性土约15克，砂土约20克）放入称量盒中称重，准确至0.01克。
（2）用滴管将酒精注入试样，充分润湿，直至盒中呈现自由液面为止。
为使酒精与土混合均匀，可将盒底轻轻在桌上敲击，或用大头针将土快凿开。
（3）点着酒精，燃至火焰熄灭，待冷却一分钟左右，重复加酒精点燃（粘土烧三次，砂土烧两次）（4）最后一次火熄后加盖，待冷却到室温时称重，准确至0.01克。
五、计算（一）按下式计算含水量W% %100%0221⨯--=g g g g W 式中：g 1_称量盒加湿土重, 克;g 2_称量盒加干土重, 克;g 0_称量盒重, 克.计算至0.1%.（二）本试验进行二次平行测定,取其算术平均值,以整数(%)表示;如系风干土,以一位小数(%)表示.其平行差值依含水量不同,不得大于下列规定:含水量(%) 允许平行差值(%)5以下 0.340以下 140以上 2一、目的：在于测定土的密度，与其他试验配合，从而计算干密度，孔隙比、饱和度；以及地基的计算强度。
土力学实验指导书
土力学实验指导书《土力学》实验教学指导书实验项目一：土的物性实验一、实验目的1、测定土的天然密度，以便了解土的疏密状态与其它实验配合计算土的干密度、孔隙比及饱和度等物理性质指标；2、测定粘性土的液限和塑限从而计算塑性指数和液性指数，评价粘性土地基的容许承载力；并按塑性指数或塑性图进行土的分类。
二、实验设备环刀、天平、切土刀、钢丝锯、玻璃片、凡士林、烘箱、干燥器；铝盒；液、塑限联合测定仪等。
三、实验原理1、环刀法测土的密度土的密度是单位体积土的质量。
土单位体积中固体颗粒的质量称为土的干密度；土体孔隙中充满水时的单位体积质量称为土的饱和密度；在计算自重应力时，须采用土的重力密度，即重度，是指单位体积土的重量。
ρ=(m2－m1)／V；式中：ρ――土的湿密度（g/cm3）m1――环刀的质量（g）；m2――环刀加土的质量（g）。
(1-1)v―环刀体积（cm3）ρd=ρ／(1＋0.01w)式中：ρd――土的干密度（g/cm3）；(1-2)ρ――土的湿密度（g/cm3）；。
w――土的含水量（％）2、烘干法测土的含水量土的含水量是土中水的质量与干土质量的比值，烘干法是根据加热后水份蒸发的原理，将已知质量的土样放入烘箱内，在100～105℃温度条件下烘干至恒重时，失去的水的质量与干土质量的比值，即是含水量，用百分数表示。
w0=（m0－1）×100md（1-3）式中：w0―土的含水量（%）m0―湿土的质量（g）md―干土的质量（g）含水量实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%，当含水量大于、等于40%时，不得大于2%，取二者的算术平均值。
3、液限、塑限联合测定根据用圆锥仪测得的入土深度与其相应的含水量在双对数坐标上具线性关系的特性，本实验用水电式液、塑限联合测定仪（见图1）测得土在不同含水量时的圆锥入土深度，绘制其关系直线图（见图2），据入土深度在图上找出该试样的液限和塑限。
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，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。
土力学实验指导书.
一、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105～110℃的电热烘箱。
2．天平：称量500g ，分度值0.01g 。
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105～110℃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%1000221⨯--=⨯=m m m m m m s ωω式中：ω—含水率，计算至0.1%m o —盒质量，g ；m 1—盒加湿土质量，g ； m 2—盒加干土质量，g ； m 1－m 2—土中水质量，g ； m 1－m o —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。
《土力学》实验指导书(1)
《土力学》实验指导书河北联合大学建筑工程学院2012年11月目录教学实验注意事项 (3)实验一土的密度试验 (5)土的含水量试验 (6)土的液限、塑限试验 (7)实验二土的压缩固结试验 (10)实验三土的直接剪切试验 (13)试验记录表 (17)教学实验注意事项为确保实验顺利进行, 达到预定的实验目的, 必须做到下列几点:一、作好实验前的准备工作:1．预习实验指导书, 明确本次实验的目的、方法和步骤。
2. 弄清与本次实验有关的基本原理。
3. 对实验中所用到的仪器、设备实验前应事先阅读有关仪器的使用说明。
4．必须清楚地知道本次试验需记录的数据项目及数据处理的方法, 并事前作好记录表格。
5．除了解实验指导书中所规定的实验方案外, 亦可多设想一些其它方案。
二、遵守实验室的规章制度:1. 实验时应严肃认真, 保持安静。
2. 爱护设备及仪器, 并严格遵守操作规程, 如发生故障应及时报告。
3. 非本实验所用的设备及仪器不得任意动用。
4．实验完毕后, 应将设备和仪器擦试干净, 并恢复到原来正常状态。
三、认真做好实验:1. 注意听好教师对本次实验的讲解。
2. 清点实验所需设备, 仪器及有关器材, 如发现遗缺, 应及时向教师提出。
3．实验时, 应有严格的科学作风, 认真细致地按照实验指导书中所要求的实验方法与步骤进行。
4．对于带电或贵重的设备及仪器, 在接线或布置后应请教师检查, 检查合格后, 才能开始实验。
5. 在实验过程中, 应密切观察实验现象, 随时进行分析, 若发现异常现象, 应及时报告。
6. 记录下全部测量数据, 以及所用仪器的型号及精度、试件的尺寸、量具的量程等。
7. 教学实验是培养学生动手能力的一个重要环节, 因此学生在实验小组中虽有一定的分工, 但每个学生都必须自己动手, 完成所有的实验环节。
8．学生在完成试验全部规定项目后, 经教师同意可进行一些与本实验有关的其它实验。
9．实验记录需要教师审阅签字, 若不符合要求应重做。
土质土力学实验指导书
土质土力学实验指导书
（1）土的含水率实验
了解测试土的含水率的方法及适用条件，掌握烘干法、酒精燃烧法测试土的含水率。
（2）土的液塑限实验
掌握用光电式液塑限联合测定仪测定土的锥入深度h并测出土的相应含水率w，在双对数坐标纸上画出h—w关系图，得出土的液限与塑限，并会运用塑性图对细粒土进行分类。
（3）土的密度实验
了解测试土的密度的各种方法及适用条件，掌握环刀法测土的密度。
（4）土的固结（压缩）实验
掌握用固结仪测试土在各级荷载下的压缩变形，学会画e—P曲线，并用α1—2评价土的压缩性。
土的固结压缩实验为一综合性实验，由于课时所限，含水率实验内容应在第一次实验课内完全掌握。
该实验内容涉及到本门课程的多章内容，确定的实验指标较多，包括土的密度、、土的颗粒密度、土的孔隙比、土的压缩指数、土的压缩模量、土的压缩系数等，并用压缩模量、压缩系数对土的压缩性进行评价。
（5）土的直剪实验
掌握用直剪仪对土进行剪切，测试不同压力下土的抗剪强度，画出S—P图，求得土的抗剪强度指标粘聚力C及摩擦角φ，如时间允许，进行三轴实验的原理讲解与演示。
（6）土的击实实验
掌握标准击实仪的操作方法，画出击实曲线，求出土的最大干密度与最佳含水率。
ang="EN-US" style="mso-bidi-font-size: 10.5pt">
（6）土的击实实验
掌握标准击实仪的操作方法，画出击实曲线，求出土的最大干密度与最佳含水率。
常规土力学实验讲义
实验一试样制备一、试验目的及原理土样在试验前必须经过制备程序，包括土的风干碾散过筛匀土分样和贮存等预备程序以及制备试样程序。
土样制备程序视需要的试验而异，故土样制备前应拟定土工试验计划，对密封的原状土样除小心搬运和妥善存放外，在试验前不应开启，试验前如需要进行土样鉴别和分类必须开启时，则在检验后应迅速妥善封好贮藏应使土样少受扰动。
本规程适用于扰动土样的预备程序扰动土样和原状土样的制备程序。
制备特殊试样的程序分别在有关试验项目中阐述。
二、主要仪器和耗材试样制备所需的主要仪器设备，包括：（1）孔径0.5mm、2mm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、试验内容及步骤：（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置，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、根据土样的软硬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。
对低塑性和高灵敏度的软土，制样时不得扰动。
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/cm3，含水率差值不宜大于2%。
土木工程 土力学试验指导书讲解
土力学试验指导书适用2013级土木工程专业土木工程与建筑系试验一 土的物理性质实验一、实验目的通过测定土样的含水量ω、密度ρ、相对密度d s ，确定土的三相比例指标； 二、实验要求1 由实验室提供一组扰动土样，要求学生测定该土样的含水量、密度和土的相对密度；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S r 、干土密度ρd 、和饱和密度ρsat等物理指标；项目一、含水量实验（烘干法）土的含水量w 是指土在105～110℃的温度下烘至恒量时所失去的水分质量和达恒重后干土质量的比值，以百分数表示。
本实验采用烘干法，此法为实验室内实验的标准方法。
一、仪器设备（1） 电热烘箱：温度能保持在105～110℃。
（2） 天平：称量200g ，感量0.01g ； （3） 其它：干燥器、称量盒等。
二、操作步骤1．取一个称量盒并记录盒号，然后用天平称取盒的质量m 0。
2．从土样中选取具有代表性的试样，粘性土为15—30g,砂性土、有机质土和整体状构造冻土为 50g,放入称好质量的称量盒内，立即盖上盒盖，称盒加湿土的总质量m 1。
3．揭开盒盖，将试样和盒一起放入烘干箱内，在105～110℃恒温下烘至恒重。
试样烘至恒重的时间，粘性土不得少于8h ，砂性土不得少于6h 。
含有机质超过5%的土需在65～70℃的恒温下进行烘干。
4．按规定时间烘干后，取出称量盒，立即盖好盒盖，置于干燥器内冷却至室温后，称取盒和干土的质量m 2。
5．本实验称量应准确至0.01克。
三、成果整理按下式计算试样的含水量（精确至0.1%）%1000221⨯=--m m mm ω式中：ω—含水量（％），准确至0.1%；m 1—称量盒与湿土质量，克；m 2—称量盒与干土质量，克；m 0—称量盒质量，克。
四、实验记录五、注意事项1、试验时打开土样应立即进行测定，以免改变土样中的水份散失，影响实验结果。
2、本试验需进行2次平行测定，并取两个含水量测值的算术平均值，允许平行差值应符合下表规定。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
实验一：含水量试验一、基本原理：试样在105℃～110℃下烘至恒量时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。
含水量是土的基本物理性指标之一，是计算土的干密度、孔隙比等的必要指标。
一般采用烘干法测定。
本试验方法适用于粘性土、砂性土和有机质土。
二、试验目的：1、熟悉、掌握土工仪器的操作。
2、熟悉、掌握土的含水量试验。
三、试验设备：烘箱、天平（称量200g ，最小分度值0.01g ）、量盒 、干燥器等。
四、操作步骤：1、取试样（粘性土为15 ～20g 、砂性土、有机质土为50g ，放入量盒内，盖上盒盖，称湿土的质量，精确至0.01g 。
2、打开盒盖，置于烘箱内，在105℃～110℃的恒温下烘干，烘干时间粘性土不得少于8h ，砂性土不得少于6h 。
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、将量盒从烘箱中取出，盖上盒盖，放入干燥容器内冷却至室温，称干土质量，精确至0.01g 。
五、成果整理：含水率计算%1000221⨯--=m m m m ω 式中：ω0——土的含水率，%，计算至0.1%；m 1——湿土样及称量盒质量，g ；m 2——烘干后土样及称量盒质量，g ；m 0——称量盒质量，g ；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。
实验二：密度试验一、基本原理：土的单位体积质量称为土的密度。
在天然含水量情况下的密度为天然密度。
测定土的密度的方法很多，主要有环刀法、灌水法、灌砂法等。
二、试验目的：1、熟悉、掌握土工仪器的操作。
2、了解土体内部结构的密实情况。
三、试验设备：环刀、天平（称量200g ，最小分度值0.01g ）、。
四、操作步骤：五、成果整理：天然密度计算Vm m 21-=ρ 式中：ρ——天然密度，g/cm 3；m 1——环刀及土的质量，g ；m 2——环刀质量，g ；V ——环刀体积，cm 3；密度试验记录土样编号 试验日期 试验人员 土样说明环刀号 m 1 （环刀质量，g ） m 2 （土样及环刀质量，g ） m 1-2 （土样的质量，g ） V （环刀体积，cm 3）天然密度 （g/cm 3）平均值实验三：液、塑限试验一、基本原理：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。
采用液、塑限联合测定法测定。
二、试验目的：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。
三、试验设备：1、液限、塑限联合测定仪，圆锥质量76克，锥角30度。
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。
4、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。
5、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。
6、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。
7、重复2～6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、塑、液限以含水率为横坐标，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。
2、塑性指数计算P L P I ωω-=式中：P I ——塑性指数，精确至0.1；L ω——液限（%）；P ω——塑限（%）。
3、液性指数计算P P L I I ωω-=式中：L I ——液性指数，精确至0.01；0ω——天然含水率（%）。
六、注意事项 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。
实验四：压缩试验一、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；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，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。
，当土样在荷重P 1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 ＝e 0-e 1。
而土样在荷重P 1作用下产生的应变为0h h ∆=ε，可得 )1(100100100e h h e e e e e h h +∆=-+-=∆式中：e 1——在荷重P 1作用下，土样变形稳定时的孔隙比；e 0、h 0——分别为原始土样的孔隙比和高度；Δh ——在荷重P 1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e i ，P i ，根据e i ，P i 值可绘制压缩曲线，并求得压缩系数α。
二、试验目的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。
三、主要试验设备1、固结仪（或称压缩仪、渗压仪）2、加压设备——杠杆式3、测微表（或称百分表，量程10mm ，感量0.01mm ）、秒表、物理天平（称重1000g 、感量0.1g ）、烘箱。
4、其他——如环刀、切土刀、大铝盒、滤纸、凡士林等。
四、试验步骤1、用环刀切取土样，环刀要边削土边压入．．．．．．．．．，不要一下压入土样过多，以防土样压碎（如在切取原状土样时，应使土样的受荷方向与天然土层受荷方向一致），当整个环刀压入土样后，用刀将上下面削平，将外壁擦净后称重（准确至0.1克），测定土样的湿密度。
取修下的土样（不沾有凡士林的土）测定土样试验前的含水量。
2、将渗压环套上透水石后放入固结仪中，面上放湿润纸一张，而后将带有土样的环刀压入渗压环中，并在土样表面放湿润滤纸一张后再依次加上透水石，加压活塞和传压块。
3、当使用杠杆式加压设备时，先要检查各部连接（如吊钩）处是否转动灵活。
然后将固结仪放入框架内，使横梁压帽的圆弧中心与传压块稍有接触。
插入活塞杆，装上测微表，使测微表的测杆与活塞杆顶面接触，并使测杆缩入7～8mm ，以免土样压缩时测杆脱空。
而后目测杠杆是否水平，如不水平时，可转动平衡锤，使上杠杆达水平位置。
4、加压去预加压力，立即加第一级荷载，加砝码时避免晃动。
荷载等级一般为50、100、200、300、400kPa 。
在加上第一级荷载的同时，开动秒表分别在1、2、3、5、10、15、20分钟……记录测微表读数，直致稳定。
再依次逐缓加荷，同样测定变形量至稳定为止。
5、在最后一级荷重达稳定并读得变形读数后，即可松开测微表，卸除全部荷重，拆开固结仪，清除土样。
五、成果整理1、计算试样的原始孔隙比e 0[]1/)1(000-+=ρρωw s d e2、土颗粒高度计算h s ＝h 0/(1+e 0)3、计算各级荷重下变形稳定后的孔隙比4、按一定比例绘制压缩曲线，并求得压缩系数α1-2。
六、注意事项：1、仪器应充分接触后方能加载。
2、加载前，应注意杠杆调平，并预留足够的变形空间。
实验五：直剪试验一、试验原理当地基上施加外荷载后，如取出一单元体来分析时，在单元体任意角度a的平面上（主应力面除外），作用着法向应力σn和剪应力τn,而剪应力有使作用面以上土体向左滑动的趋势。
因此，土颗粒之间的阻力便要阻止它滑动，这阻力称为抗剪强度τf。
因此，剪应力τn和抗剪强度τf在不同的荷载作用下有可能出现下列三种情况：⑴当荷载较小时，τn<τf，土体尚处于弹性压缩阶段，土体内尚未形成剪切滑动面；⑵当荷载继续增加，使τn＝τf，这时土体内已开始形成剪切滑动面；但尚未滑动而是处于极限平衡状态。
从理论上说只要外载稍有增加，土体内某面m-n上便开始剪切滑动。
⑶如荷载继续加大，使τn>τf，这时剪应力超过土的抗剪强度（实际这是不可能的，因当τn>τf时土中应力将重分配），直至在土体内某一面上的剪应力大于抗剪强度时，便形成了剪切滑动面，使土体沿滑动面滑动。
而在工程上所关心的是土体在什么情况下处于极限平衡状态，如何求得土的抗剪强度。
剪切试验便是解决这个问题，可在同一种土样上施加不同的法向力，进行剪切，将剪切破坏时的剪应力作为土的抗剪强度。
按照库伦定律，剪应力与法向应力近似成线性关系。
因此可根据不同的法向应力和相应的抗剪强度得τf～σn曲线。
同时该曲线可用直线来代替，在直线上任意一点的纵坐标表示在土体内某一个平面处于极限平衡状态时土的抗剪强度。
二、试验目的1、掌握应变控制式直剪仪快剪的操作方法；2、测定土样在不同正压力下的抗剪强度并确定土的内摩擦角和内聚力；3、巩固抗剪强度的理论概念。
三、试验设备1、应变控制式直剪仪2、测微表（量程10mm，精度0.01mm）、秒表3、切土环刀、切土刀、铝盒、滤纸等。