土力学实验指导书

土力学实验指导书

实验一：液限及塑限试验

一、实验目的与要求

通过该试验使学生掌握液、塑限的测定方法，对土的性质有一定的感性认识，能够用塑性指数和液性指数给粘性土定名、判断土的状态。

二、实验类型

该实验属于验证型

三、实验原理及说明

同一种粘性土随含水量的不同，分别处于固态、半固态、可塑状态及流动状态，其界限含水量分别为缩限、塑限和液限。根据土的液限、塑限和天然含水率可求出粘性土的塑性指数和液性指数，它对粘性土的分类及工程性质的评价有重要意义。

四、实验仪器

五、实验内容和步骤

（一）液限试验

1．取风干土样300g左右，研碎并过0.5mm筛，将土样放进皿中加水，调成糊状。用湿布盖好湿润约一昼夜。

2．视土样干湿程度将湿润约一昼夜土样加少量的水（在未加水前须留出50g的土样作塑限），充分搅拌均匀，取少量调好的土放在调土刀上，把圆锥擦净，在锥尖涂薄凡士林一层，把圆锥放在土上，当锥尖与土面恰好接触时，轻轻放手，使锥在自重作用下沉入土中，

图1锥式液限仪

如锥的沉入深度不及或超过10mm刻度，说明皿中的土稍干或稍湿，相应地决定是否要加水或不加水或继续搅拌（注意每次用锥试验土的液限时，需去掉粘有凡士林的土），反复试验，当锥尖沉入深度接近刻度时，再将土装入杯中进行正式

试验。

3．将试好的土样，分层装入杯中，边装边压，勿使土样内存有孔与气泡，用调土刀将杯中土沿杯口刮平。

4．取圆锥放在土上使锥尖位于试杯土样表面中心，把锥徐徐放下，锥尖与土面恰好接触时，轻轻放手，让锥自由沉入土中，经过10秒后，观察锥体沉入深度。

5．在10秒后沉入深度小于刻度或大于刻度时，均需把土样从杯中取出（注意应把凡士林油的部分除去）放回皿中，加水继续调拌或不加水调拌，按步骤3、4重新试验，当锥的入土深度恰好为10mm 时，取出锥体并把有凡士林油的土样部分去掉，从锥孔周围取约10g 土样，测定它的含水量。 6．重复5的步骤，两次试验结果的平均误差不得超过2%。 （二）塑限试验

1．将土样用手掌搓成椭圆球状，放在毛玻璃板上滚搓，滚搓时用手掌施以微弱而均匀的压力，土条的长度不应超过手掌宽度，不允许土条产生中空现象。

2．如果直径达到断裂将土条折合重搓，当土条搓到3mm 时恰好断裂，取断裂土条放入量盒中，盖严。

3．如此重复试验，积累合格断裂土条约3-5g ，测定含水量，应有两次平行测定。

六、实验数据处理与分析

1.计算塑性指数与液性指数；

P L P W W I -=

2.根据试验结果，判断试验土样的名称、状态。

当＞17土样的名称为粘土；17≥＞10为粉质粘土。 当≤0土样的状态为坚硬；1≥＞0为可塑；＞1为流塑。

七、注意事项

1．测含水量时必须把粘有凡士林油的土去掉； 2．必须轻轻放锥。

八、预习与思考题

试验前应预习有关粘性土的物理性质的内容和实验指导书。 1．为什么说塑性指数能综合反映粘性土的基本特性？ 2．粘性土的状态是如何划分的？ 九、试验记录、成果参考表格

液、塑限试验表

)/()(P L P L W W W W I --=P I P I L I L I L I

实验二：压缩试验

一、实验目的与要求

土的压缩是土体在荷载作用下产生变形的过程。通过试验可测定试样的应变和压力、孔隙比和压力、变形和时间的关系，以便计算土的单位沉降量、压缩系数、压缩指数、压缩模量、固结系数及原状土的先期固结压力等。 二、实验类型

i S a c C s E v C c P

该实验属于综合型。 三、实验原理及说明

土样受压固结稳定后，其孔隙比的计算公式如下：

（1） 式中——土的初始孔隙比，可由土的三个基本实验指标求得，即

（2）

、、——分别为土粒相对密度、土样的初始含水量和初

始密度；

——土样的初始高度；

——土样在某一级别荷载下，固结稳定后的压缩量。

通过测定土样在某一级别荷载下固结稳定后的压缩量，用上面的公式就可求出土样的孔隙比，以压力为横坐标，孔隙比为纵坐标，画出土的压缩曲线，通过压缩曲线可以求出压缩性指标。 四、实验仪器

)1(00

0e H H

e e +∆-

=0e 1)

1(00-+=

ρ

ωρw s d e s d 0ωρ0H H ∆

1．按工程需要取原状土或制备成所需状态的扰动试样，整平其两端，并用削土刀将试样上端修成比环刀内径略大一些的截头土锥。

图2固结仪的固结容器简图

2．将环刀内壁上涂一薄层凡士林，刀口向下，放在试样上端表面，先用两手将环刀轻轻下压，再用削土刀修削试样，边压边削，直至试样突出环刀为止，然后用削土刀将上下两端多余的土削去并与环刀齐平。在修削试样时，要避免往复涂刮，防止扰动试样而影响成果的精确性。

3．擦净粘在环刀外壁上的土屑，称环刀与土的合重（精确至0.1g），求得试样在试验前的密度，同时取环刀四边修削下来

的试样约10g左右（约为铝盒容积的四分之一）装入铝盒，称得铝盒与土合重后，再放入烘箱烘之恒重，再称重量，以测得试验前土的含水量（进行二次平行测定，取其平均值）。4．将底板放入容器，在其上顺序放湿润而洗净的透水石和滤纸各一个，将有试样的环刀（刀口向下）放入护环内，用提环螺丝将护环放入容器内，再在试样上放湿的滤纸一张用提环螺丝将加压导环放入容器，再在试样上放透水石和传压活塞。

5．将装好的固结容器放在加力设备正中，装上测微计（调节测微计伸长距离不小于8mm）并检查是否灵活与垂直。6．施加0.01Kg/cm2的预压荷载，以消除杠杆传力部分的摩擦阻力所产生的误差，并使压塑仪各部接触妥当，初荷很小，对试样产生的压塑可忽略不计，记录测微计的初读数或转动测微计底盘，使指针对准零点，取下初荷载。

7．根据实际需要确定加荷级数及大小。荷重级数通常是按25kPa、50kPa、100kPa、200kPa、300kPa……的顺序施加，每级荷重的稳定历时，要求在一小时内其变形不超过0.005mm。

本次试验由于受课时的限制，统一规定按50、100、200、300kPa等四级荷重顺序施加，每级荷重的历时为10分钟，即每加一级荷重经过10分钟，计下测微表读数，然后再加下一级荷重，余此类推，直至第四级荷重施加完毕为止。