实验原理

试验一土的密度、含水量实验

实验名称：土的重度、含水量实验实验成绩：

实验组员：唐元振、谭君、肖丽、任佳颖、罗尧荣、张璟实验教师签名：

实验地点：城建西301 实验日期：2012年03月30日（下午）实验目的：

1.熟悉土工实验中环刀、天平等基本设备的操作方法；

2.通过本试验掌握土体的天然含水率试验方法，了解含水率指标在工程中的应用，并配合其它试验计算土的干密度、孔隙比及饱和度等其它指标；

3.通过本实验初步了解土体密度大小与土的松紧程度、压缩性、抗剪强度的关系。

实验原理：

土体中的自由水和弱结合水在105℃～110℃的温度下全部变成水蒸气挥发，土体粒质量不再发生变化，此时的土重为土颗粒质量加上强结合水质量，将挥发掉的水份质量与干土质量之比为土体含水率。即土体含水率是指土颗粒在105℃～110℃的温度下烘干至恒重时所失去的水份质量与烘干土质量的比值，用百分数表示。

单位体积土体质量称做土的密度，定义式为：

ρ0=m0/V (1—1)单位体积土体的重量称作土的重度：

γ= m0 g/V=ρ0g；（1—2）式式中：ρ0－土样湿密度（g/cm3）；

γ—土的天然重度；

m0－土样质量（g）；

V－土样体积（cm3）。

实验室内直接测量的密度为湿密度(对原状土称作天然密度)。

ω0=m w/m s（1—3）式中：ω0—土样含水率(％)；

m w—土体所失去水分的质量(g)；

m s—烘干后土颗粒质量(g)。

实验仪器设备（实验条件）：

1.酒精及酒精灯：燃烧烘干土样至干土样

2.天平：称量200g，最小分度值0.01g；

3.其它工具：铝盒2个(编号为X 610和A 162)、开土刀、干燥器、温度计等。

（a）环刀：内径61.8mm（3个）和79.8mm（1个），高20mm；

（b）其它工具：切土刀，玻璃板、钢丝锯，凡士林等

实验过程（内容、步骤、原始数据等）：

实验内容：

1.制作土样；

2．测定土的含水率；

3．测定土的重度。

实验步骤：

1.用感量0.01g 的天平称取铝盒和各环刀重量，记录铝盒和环刀的编号和重量；

2.取具有代表性的试样约15g （铝盒体积的1／4）放入铝盒内，（有机质土、砂类土和整体状构造冻土为50g ），称铝盒加湿土质量，准确至0.01g ，并记录铝盒号和盒加湿土质量。

3.倒入适量酒精于放有湿土样的铝盒，点燃烘干至酒精完全耗尽，并重复再做1次。称量已经过2次燃烧烘干至恒重的铝盒加干土的质量，准确至0.01g ，并记录。

4.（a ）取原状土或制备的扰动土样，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，用切土刀将士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，将环刀两端余土削平；

（b ）用铝盒中的代表性土样测定含水率；

（c ）擦净环刀外壁，称环刀加土的质量，准确至0.01g 。

原始数据：

密度实验数据见表1

表1 密度实验数据表

含水率实验数据见表2

表2 含水率实验数据表

实验结果（数据处理、结果分析、问题讨论及总结）：

计算土的重度和含水率

表1 密度实验结果表

计算如下:

序号 土样编号

环刀质量/g 环刀与土质量

/g

1 JG13-1 56.6

2 217.64

2 JG13-2 43.02 156.73

3 JG13-3 43.06 146.05

4 JG13-4 41.7

5 139.30 序号 铝盒编号

铝盒质量/g 铝盒与土、水质量/g 铝盒与土质量

/g

1 A78 8.40 12.89 11.98

2 A132 8.34 11.4

3 10.78

序号 土样编号 环刀质量/g 环刀与土质量/g 土质量/g 土重度/kN/m 3 平均重

度/kN/m 3

1 JG13-1 56.6

2 217.64 161.02 16.10 17.12

2 JG13-2 43.02 156.7

3 113.71 18.95 3 JG13-3 43.06 146.05 102.99 17.17 4

JG13-4

41.75

139.30

97.55

16.26

(217.64﹣56.62)*10/100=16.10 （156.73﹣43.02）*10/60=18.95 （146.05﹣43.06）*10/60=17.17

(139.30﹣41.75)*10/60=16.26 含水率实验数据见表2

表2 含水率实验数据表

计算如下：

ω=m w

/m S

=（m(铝盒与水、土质量)/m （铝盒与土的质量））—（m(铝盒与土质量)

—吗（铝盒质量））

按上式计算得：

%42.251

=w %64.262=w 2/)(21w w w

+=

2.结论：

经过实验分析计算，得出如下结论： (1).所实验土样含水率ω为26.02%; (2).所实验土样重度γ可取17.12kN/m 3； (3).同一地点的土也会有不同的含水率。

序号 铝盒编号 铝盒质量/g 铝盒与土、水质量/g 铝盒与土质量/g 含水率 平均含水率 1 A78 8.40 12.89 11.98 25.42% 26.02%

2

A132

8.34

11.43

10.78

26.64%