附录土工实验指导书

附录2 土工实验指导书试验一 环刀法密度试验一、试验目的和适用范围目的是测定土的湿密度，本试验方法适用于细粒土。

二、仪器设备1．环刀：内径为61.8±0.15 mm 和 79.8±0.15 mm ，高度为 20±0.016 mm 。

2．天平：称量500 g ，分度值0.1 g ；称量200 g ，分度值0.01 g 。

3．其他：切土刀、钢丝锯、凡士林等。

三、操作步骤1．按工程需要取原状土或制备所需状态的扰动土样，整平其两端。

2．将环刀置于天平上称量1m ，将环刀内壁涂一薄层凡士林，刃口向下放在土样上。

3．用切土刀（或钢丝锯）将土样削成略大于环刀直径的土柱。

然后将环刀垂直下压，边压边削，至土样伸出环刀为止。

将两端余土削去修平，将剩余的代表土样测定含水率。

4．擦净环刀外壁称量2m 。

四、计算1．试样的湿密度，应按下式计算：Vm m V m 12-==ρ式中：ρ—试样的湿密度，g/c m3；m—湿土质量，g；m—环刀质量，g；1m—环刀和湿土的质量，g；2V—环刀容积，cm3。

计算至0.01g/cm3。

2．环刀法密度试验应进行2次平行测定，其平行差值不得大于0.03g／c m3，取两次测值的算术平均值。

五、记录本试验记录格式如表附录2-1。

表附录2-1 密度试验环刀法记录表工程名称试验者土样说明计算者试验日期校核者试验二土的含水率试验一、试验目的和适用范围试验目的是测定土的含水率，了解土的含水情况。

本试验方法适用于粘性土、砂土和有机质土类。

以烘干法为室内试验的标准方法。

二、常用试验方法：（一）烘干法：1．仪器设备（1）烘箱：应能控制温度为105～110 o C。

（2）天平：称量200g，分度值0.01g。

（3）其他：干燥器、称量盒。

2．试验步骤（1）取具有代表性试样，粘性土为 15～30 g，砂类土、有机质土为50 g，放入称量盒内，立即盖好盒盖，称湿土质量，精确至0.01 g。

（2）打开盒盖，将试样和盒放入烘箱内，在105～110o C的恒温下烘至恒量。

烘干时间对粘性土不得少于8 h，对砂类土不得少于6 h。

对有机质超过10％的土，应将温度控制在65～70 o C的恒温下烘至恒量。

（3）将烘干后的试样和称量盒从烘箱中取出，盖上盒盖，放入干燥容器内冷却至室温，称干土质量，精确至0.01 g。

（二）酒精燃烧法：1．仪器设备（1）天平：称量200g ，分度值0.01g 。

（2）酒精：纯度95%。

（3） 其他：称量盒、滴管、火柴、调土刀等。

2．试验步骤（1）取具有代表性试样，粘性土为 15～20 g ，砂类土20～30g 、有机质土为50 g ，放入称量盒内，立即盖上盒盖，称湿土质量，精确至0.01 g 。

（2）打开盒盖，用滴管将酒精注入盒中，直至盒内出现自由液面为止。

为使酒精在试样中充分混合均匀，可将盒底在桌面上轻轻敲击。

（3）点燃盒内酒精，烧至自然熄灭。

（4）按（2）、（3）规定再重复燃烧2次，当第3次火焰熄灭后，立即将称量盒盖上盒盖冷却至室温，称干土质量，精确至0.01 g 。

三、计算1．试样的含水率应按下式计算，精确至0.1％。

%100)1(⨯-=dm mω 式中：m —湿土质量，g d m —干土质量，g 。

2．含水率试验应进行两次平行测定，两次测定的差值，当含水率小于10％时不得大于 0.5％；当含水率在10～40％时不得大于 l ％；当含水率等于、大于40％时不得大于2％。

取两次测值的平均值。

四、记录本试验的记录格式如表附录2-2。

表附录2-2 含水率试验记录表工程名称试验者试验方法计算者试验日期校核者试验三比重试验（比重瓶法）一、试验目的和适用范围测定土的比重，为计算土的孔隙比、饱和度以及为土的其他物理力学试验（如密度计法试验、固结试验等）提供必需的数据。

本试验方法适用于粒径小于5mm的各类土。

二、仪器设备1．比重瓶。

容量100mL或50mL，分长颈和短颈两种。

2．天平。

称量200g，分度值0.001g。

3．其他。

纯水、温度计、筛、漏斗、滴管、砂浴等。

三、操作步骤1．取样称量。

取通过5mm筛的烘干试样约15g（如用50mL的比重瓶，可取干土约12g），用玻璃漏斗装入洗净烘干的100mL比重瓶内，称瓶与土的质量。

2．煮沸排气。

将纯水注入比重瓶内，约至瓶的一半摇动比重瓶，并将比重瓶放在砂浴上煮沸，使土料分散排气。

煮沸时间自悬液沸腾时算起，砂及砂质粉土不少于30min；粘土及粉土不少于1h。

煮沸时不能使土液从瓶内溢出瓶外。

3．注水称量。

将纯水注入比重瓶内至近满，待瓶内悬液温度稳定后及瓶内上部悬液澄清时，盖紧瓶塞，使多余的水分从瓶塞的毛细管中溢出，擦干瓶外的水分，称出瓶、水、土总质量。

称量后立即测定瓶内水的温度。

4．查取瓶、水质量。

根据测得的温度，从已绘制的温度与瓶、水质量关系曲线（由实验室提供）查取瓶、水质量。

四、计算公式用纯水测定时，按下式计算土粒的比重：wt s ss G m m m m G ⋅-+=21式中 G s ——土粒的比重，计算精确至0.001；m s ——干土质量，g ； m 1——瓶、水总质量，g ； m 2——瓶、水、土总质量，g ；G wt ——t ℃时纯水的比重，准确至0.001，可查表附录2-3得到（不同温度时水的比重）。

比重试验需进行2次平行测定，其平行差值不得大于0.02。

表附录2-3 不同温度时水的比重（近似值）五、试验记录试验记录见表附录2-4。

表附录2-4 比重试验（比重瓶法）工程名称________ 试验者_________ 土样说明________ 计算者_________ 试验日期________校核者_________试验四界限含水率试验（液限、塑限联合测定法）一、试验目的和适用范围1．本试验的目的是测定细粒土的液限、塑限，划分土类、计算塑性指数，供设计、施工使用。

2．本试验方法适用于粒径小于0.5 mm颗粒组成以及有机质含量不大于干土质量5％的土。

二、仪器设备1．液、塑限联合测定仪：锥质量为76 g，锥角为30 o，读数显示形式宜采用光电式，游标式，百分表式。

光电式液、塑限联合测定仪如图附录2-1。

2．试样杯：直径40～50mm；高30～40mm。

3．天平：称量200 g，分度值0.01 g。

4．其他：烘箱、干燥缸、铝盒、调土刀、筛（孔径0.5mm）、凡士林等。

三、试验步骤1．液、塑限联合测定法宜采用天然含水率试样和风干试样，当试样中含有粒径大于0.5 mm的土粒和杂物时，应过0.5 mm的筛。

2．取0.5 mm筛下的代表性试样200 g，分成三份，分别放入3个盛土皿中，加入不同数量的纯水，调成均匀土膏，制成不同稠度的试样。

试样的含水率宜分别接近液限、塑限和二者的中间状态。

将试样调匀，盖上湿布（或放入密封的保湿缸中），湿润过夜（或静置24h ）。

3．将制备的试样用调土刀充分搅拌均匀，密实地填入试样杯中，应使空气逸出，对较干的试样应充分搓揉，密实地填入试样杯中，用刮土刀将填满后的试样杯表面刮平。

4．将试样杯放在联合测定仪的升降座上，在圆锥上抹一薄层凡士林，接通电源，使电磁铁吸住圆锥仪（对于游标式或百分表式，提起锥杆，用旋钮固定）。

5．调节零点，调整升降座，使圆锥尖接触试样面，指示灯亮时圆锥在自重下沉入试样（游标式或百分表式用手扭动旋钮，松开锥杆），经5 s 后测读圆锥下沉深度，取出试样杆，取10g 以上试样2个，分装在两个试盒中测定含水率。

6．按4～5步以相同步骤分别测定其余两个试样的圆锥下沉深度和含水率。

各项含水率的测定按试验二（烘干法）进行。

四、计算和制图1.含水率应按下式计算：1001⨯⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=d m m ω 式中：ω—含水率，%； m —湿土质量，g ； d m —干土质量，g 。

计算至0.1％。

2．以含水率为横坐标，圆锥下沉深度为纵坐标，在双对数坐标纸上绘制关系曲线，三点连一直线上，如图附录2-2中的A 线。

当三点不在一直线上时，通过高含水率的点与其余两点连成两条直线，在下沉深度为2 mm 处查得相应的二个含水率，当两个含水率的差值小于2％时，应以该两点含水率的平均值与高含水率的点连一直线，如图附录2-2中的B 线。

当两个含水率的差值大于、等于2％时，应重做试验。

3．在含水率与圆锥下沉深度的关系图上，查得下沉深度为17 mm 所对应的含水率为17 mm 液限（另据《岩土工程勘察规范》GB50021-2001查得下沉深度为10 mm ，所对应的含水率为10 mm 液限），查得下沉深度为2 mm 所对应的含水率为塑限，取值至整数。

4．塑、液性指数应按下式计算：P L P I ωω-=PL PL I ωωωω--=式中：p I —塑性指数；L ω—液限，％； P ω—塑限，％。

L I —液性指数，计算至0.01ω—天然含水率，％80100含水率w（%）圆锥下沉深度h （m m ）图 附录2-2 圆锥下沉深度与含水率关系图五、记录本试验的记录格式如表附录2-5。

表附录2-5塑液限联合试验工程名称试验者土样说明计算者试验日期校核者试验五击实试验一、试验目的和应用范围1．本试验的目的是采用标准的击实方法，测定土的密度与含水率的关系，从而确定土的最大干密度与最优含水率。

为堤、坝等土工建筑物及填方工程等现场施工质量控制，以及碾压机械等参数的选择提供依据。

2．击实试验分为轻型击实试验和重型击实试验2种方法。

轻型击实试验适用于粒径小于5mm 的粘性土，其单位体积击实功能为592.2kJ/m 3；重型击实试验适用于粒径小于20mm 的土，其单位体积击实功能为2684.9kJ/m 3。

本次试验为轻型击实试验。

二、试验仪器设备1．标准轻型击实仪：由击实筒（图附录，锤质量2.5kg ，落距30.5cm ，击实筒内径102mm ，筒高116mm ，体积947.4cm 3。

2．天平：称量200 g ，分度值0.1 g 。

3．台称：称量10kg ，分度值5g 。

4．标准筛：孔径为20mm 圆孔筛和孔径5mm 标准筛。

5．试样推土器：宜用螺旋式千斤顶或液压式千斤顶，如无此类装置，也可用刮刀和修土刀从击实筒中取出试样。

图 附录2-3-2 （单位:mm）1-提手；2-导筒；3-硬橡皮垫；4-击锤导筒和2.5kg击锤 （落高 305mm）图 附录2-3-1 轻型击实筒 （单位:mm）1-护筒；2-击实筒；3-底板；4-垫块6．其他：烘箱、量筒、喷水设备、碾土设备、盛土器、修土刀和保湿设备等。

三、操作步骤 （一）试样制备本试验试样制备可分为干法制备和湿法制备。

1．干法制备。

取一定量代表性风干土样（轻型约为20kg ，重型约为50公斤），放在橡皮板上用木碾碾散（也可用碾土器碾散）并分别按下列方法备样。