土力学实验报告

土力学
实验报告
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含水量实验
一、实验名称：含水量实验 二、实验目的要求
含水量反映了土的状态，含水量的变化将使土的一系列物理力学性质指标
也发生变化。

测定土的含水量，以了解土的含水情况，是计算土的孔隙比、液性指数、饱和度和其他物理力学性质指标不可缺少的一个基本指标。

三、试验原理
土样在100~105℃温度下加热，途中自由水首先会变成气体，之后结合水也会脱离土粒的约束，此时土体质量不断减少。

当图中自由水和结合水均蒸发脱离土体，土体质量不再变化，可以得到固体矿物即土干的重。

土恒重后，土体质量即可被认为是干土质量m s ，蒸发掉的水分质量为土中水质量m w =m-m s 。

四、仪器设备
烘箱、分析天平、铝制称量盒、削土刀、匙、盛土容器等。

五、试验方法与步骤
1.先称量盒的质量m 1，精确至0.01g 。

2.从原状或扰动土样中取代表性土样15~30g （细粒土不少于15g ，砂类土、有机质土不少于50g ），放入已称好的称量盒内，立即盖好盒盖。

3.放天平上称量，称盒加湿土的总质量为m 0+m ，准确至0.01g 。

4.揭开盒盖，套在盒底，通土样一样放入烘箱，在温度100~105℃下烘至质量恒定。

5.将烘干后的土样和盒从烘箱中取出，盖好盒盖收入干燥器内冷却至室温。

6.从干燥器内取出土样，盖好盒盖，称盒加干土质量m 0+m s （准确至0.01g ）。

六、试验数据记录与成果整理
含水量试验（烘干法）记录
计算含水量：%100)
()
()(000⨯++-+=
s s m m m m m m w
压缩实验
一、实验名称：压缩实验 二、实验目的要求
掌握土的压缩实验基本原理和试验方法，了解试验的仪器设备，熟悉试验的操作步骤，掌握压缩实验成果的整理方法，计算压缩系数、压缩模量，并绘制土的压缩曲线。

三、试验原理
土的压缩就是土在压力作用下体积逐渐缩小的过程，压缩试验是将土样放
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，以测定土的压缩系数，压缩模量等有关压缩指标，了解土的压缩特性，作为设计计算依据。

四、仪器设备
三联杠杆压缩仪，百分表，环刀，滤纸，秒表等。

五、试验方法与步骤
1．首先检查压缩容器及设备是否齐全，然后将大护环、大透水石下护环按顺序放好，将滤纸放上，把切好的土样连同环刀放入压缩盒内（环刀刃口朝下）在套上小护环放滤纸及透水石加压缩盒盖。

2．检查仪器是否灵敏，后将装好土样的压缩盒放入仪器内，调整杠杆水平，装上百分表。

3．施加预压，以保证试样与仪器上下之间各个部位接触良好（施加1kPa 的预压或手指轻点击），然后调整百分表至零位。

4．加压。

一般按照0.1、0.2、0.3、0.4MPa 顺序加压，每级按15min 读数一次（此为按学时数灵活掌握），在每次加压后应立即调整杠杆之水平。

5．当实验结束以后，先退去荷载，后拆除百分表，再取出土样，并将仪器擦净。

六、试验数据记录与成果整理 1.初始数据
试样初始高度H 0=20毫米， 土粒净高0
1e H H s +=
土粒密度ρs =2.72 g/3 试样密度v
w w 0
-=
ρ 试样初始孔隙比=-+=
1)1(0ρρρw e wc s
各级加荷载时间
各级荷重下测微表读数（毫米）
50kPa 100 kPa 200 kPa 300 kPa 400 kPa
1分
15分
30分
60分
（ΔH1mm）总变形量
仪器变形ΔH2（mm）
试样变形量ΔH（mm）试样变形后高度H（mm）各级荷载下孔隙比e
2 计算
压缩曲线
液塑限实验
一、实验名称：液塑限实验
二、实验目的要求
测定土的液塑限，用以计算土的塑性指数和液性指数，作为粘性土所处的软硬状态及估计地基承载力等的重要依据，也是进行粘性土分类及结合土体的原始孔隙比来评价粘性土地基承载能力的依据。

三、试验原理
土体处于可塑状态时，在外力下产生任意变形而不会发生断裂；土体处于半固态时，当变形达到一定值时会发生断裂，根据这个特点，在进行塑限实验时给予一定外力，使实验变形达到规定刚好出现裂缝时所对应的含水量作为塑限含水量。

四、仪器设备
光电式液限、塑限联合测定仪，毛玻璃板，调土刀，0.5mm孔径分析筛，凡士林，纯水，含水率试验全部设备等。

五、试验方法与步骤
1、制备试样：可采用天然含水率土样或风干土样制备。

采用天然土样时，剔除大于0.5mm土粒，取代表性土样约600g，拌和均匀后分成3份，制成不同含水率的土膏，使它们的圆锥入土深度分别在4~6mm、9~11mm和16~19mm，静置一段时间即可；对风干土样，过0.5mm筛，取筛下土约400g分成三份后，分别加水制成3种不同含水率的试样，3种土膏的圆锥入土深度与天然含水率土样制成的土膏相同，拌和均匀后密封于保湿缸中静置24小时；
2、将试样用调土刀调匀，密实地填入试杯中，土中不能含土封闭气泡，将高出试样杯的余土用调土刀括平，随即将试样放于仪器底座上；
3、取圆锥仪，在锥尖涂以极薄凡士林，接通电源，使磁铁吸稳圆锥仪；
4、调节屏幕基线，使初始读数于零刻线处。

调节升降底。

使圆锥尖刚好接触土面，放开圆锥仪，圆锥仪在自重作用下插入土中，经过5秒钟后测读圆锥仪下沉深度；
5、重复步骤2、3、4，进行另外两个试样的圆锥入土深度h和对应含水率ω的测试；
6、在h-ω图上将三点h和对应的液限ωL1
7、10mm液限ωL10和2mm对应的塑限ωP（公路规范100g圆锥低度液限对应的入土深度为20mm，由液限查图得到塑限对应的入土深度hp，然后由hp查图得到塑限ωp）。

六、试验数据记录与成果整理
数据整理：
在耳机双对数坐标纸上，以含水量w为横坐标，锥入深度h为纵坐标，点绘a、b、c三点含水量的h-w图，连接三点，应成一条直线。

在h-w图上，查得纵坐标入土深度h=20mm所对应的横坐标的含水量w即为该土样的液限含水量wL
直剪实验
一、实验名称：直剪实验 二、实验目的要求
直剪试验是测定土抗剪强度的一种常用的、古老的、又最简单的方法。

测定土不同压力下的抗剪强度，得出土的抗剪强度指标粘聚力c 和摩擦角ϕ，可以估算地基承载力，评价地基稳定性，计算挡土墙土压力等。

三、试验原理
土的抗剪强度是土在外力作用下，其一部分土体对另外一部分土体滑动时所具有的抵抗剪切的极限强度。

四、仪器设备
①手动直剪仪；② 百分表；③其他：环刀、刮土刀、钢丝锯、塑料片等。

五、试验方法与步骤
1.将环刀内侧涂上一层凡士林，刀刃相下放在土样上。

2.用刮土刀将环刀均匀压入土样，高出环刀上沿1-2mm 为宜，然后用钢丝锯和刮土刀将土样两端刮平。

3.对准上下剪切盒，插上销钉，将土样放入盒内。

4.试样装好后，转动手轮，使上盒前端与测力计接触。

顺次加上加压盖、钢珠、加压架。

5.根据试验设计施加垂直压力σ：50kPa 、100kPa 、200kPa 、400 kPa
6.施加垂直荷载后，立即拔去销钉，将百分表调零，开动秒表，以1.2mm/min 的速率剪切土样。

手轮每分钟6转，根据试样情况最多30转，使土样在3-5min 内剪坏。

手轮每转一圈，同时测记百分表读数。

7.剪切结束后，退去剪切盒垂直压力，取出土样，重新安装第二个试样，进行下一级实验，直至实验结束。

8.实验结束后，将仪器及取土工具清洗干净，放回原位。

六、试验数据记录与成果整理 1.剪应力计算：==k k CR R A
τ（Pa ）
R —百分表读数，0.01mm ； τ—剪应力；
A —试样面积，30cm 2
C —钢环系数，N/0.01mm 2.剪切位移计算：20()100
n R
l mm -∆= n —手轮转数
4.绘制τ-l ∆曲线，确定峰值强度max τ。

5.绘制max τ-σ曲线，确定土的抗剪强度指标c 、ϕ值。