土力学实验指导书

土力学实验指导书

浙江科技学院建筑工程学院

2004年5月

学时：2学时 一、目的要求：

测定土在天然状态下单位体积的质量。

二、试验方法适用范围 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、仪器设备

符合规定要求的环刀，精度为0.01g 的天平，其他：切土刀，凡士林等。

四、操作步骤

（1）测出环刀的容积V ，在天平上称环刀质量m 1。 （2）取直径和高度略大于环刀的原状土样或制备土样。

（3）环刀取土：在环刀内壁涂一薄层凡士林，将环刀刃口向下放在土样上，随即将环刀垂直下压，边压边削，直至土样上端伸出环刀为止。将环刀两端余土削去修平（严禁在土面上反复涂抹），然后擦净环刀外壁。

（4）将取好土样的环刀放在天平上称量，记下环刀与湿土的总质量m 2

五、数据记录与计算

1、数据记录

密度试验记录表（环刀法）

2、计算土的密度：按下式计算 V

m m V m 1

2_=

=

ρ 要求：密度试验应进行2次平行测定，两次测定的差值不得大于0.03g/cm 3,取两次

试验结果的平均值。

学时：2学时 一、目的要求：

土的含水率是土在105—1100C 下烘于恒量时所失去的水的质量和干土质量的百分比值。土在天然状态下的含水率为土的天然含水率。 试验的目的：测定土的含水率。

二、试验方法适用范围

（1）、烘干法：室内试验的标准方法，一般粘性土都可以采用。 （2）、酒精燃烧法：适用于快速简易测定细粒土的含水率。 （3）、比重法：适用于砂类土。

三、仪器设备

烘箱：采用电热烘箱；天平：称量200g,分度值0.01g ；其他：干燥器，称量盒。

四、试验操作步骤

（1）取代表性试样，粘性土为15—30g,砂性土、有机质土为 50g,放入质量为m 0的称量盒内，立即盖上盒盖，称湿土加盒总质量m 1，精确至0.01g.

（2）打开盒盖，将试样和盒放入烘箱，在温度105——1100C 的恒温下烘干。烘干时间与土的类别及取土数量有关。粘性土不得少于8小时；砂类土不得少于6小时；对含有机质超过10%的土，应将温度控制在65——700C 的恒温下烘至恒量。

（3）将烘干后的试样和盒取出，盖好盒盖放入干燥器内冷却至室温，称干土加盒质量m 2为，精确至0.01g 。

五、计算

1、本试验记录格式

2、计算含水量

%100*0

22

1m m m m m m w s w --==

要求：（1）干土质量计算至0.1%；（2）本试验需进行2次平行测定，取其算术平均值，

实验三土的液塑限联合测定仪法试验

学时：2学时

一、目的要求：

细粒土由于含水率不同，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。本试验是测定细粒土的液限和塑限含水率，用作计算土的塑性指标和液性指数，以划分土的工程类别和确定土的状态。

二、试验原理：

（一）、含水量试验原理：

土样含水量是指土样在105℃至110℃温度下烘干至恒重时所失去的水分质量与烘干

质量的比值，用百分数表示为：

()%

100

⨯

-

=

s

s

m

m

m

ω。式中，ω——代表土样含水量

（%）；m湿土质量（g）；m s烘干土质量（g）。

土样在在105℃至110℃温度下加热，土中自由水会变成气体挥发，土恒重后，即可认为是干土质量m s，挥发掉的水分质量为水重m s=m-m s。

（二）、液塑限试验原理：

粘性土随着含水量变化，其物理状态和力学性质发生明显的变化。重塑土处于液态时在自重作用下不能保持其形状，发生类似于液体的流动；土体处于可塑状态，在重力作用下能保持形状，在外力作用下将发生塑性变形而不断裂，外力消失后能保持外力消失前一时刻的形状而不变，有一定的抗剪强度。通过给予试样一个小的外力，在一定时间内变形达到规定值时的含水量。塑限试验利用土体处于可塑时，在外力下产生任意变形而不发生断裂；土体处于半固态时，当变形达到一定值（或受力较大）时发生断裂底特点。试验时给予一定外力，使试样变形达到规定刚好出现裂缝时所对应底含水量作为塑限含水量。

三、试验方法：

液限测定可以采用塑限联合测定仪法

四、仪器设备：

液塑限联合测定仪、调土刀、0.5mm孔径分析筛、凡士林、纯水、恒温烘箱、天平、铝盒、干燥器、铅丝篮等。

图1-1 液限、塑限联合测定仪

五、试验步骤：

（一）、液塑限联合测定法试验步骤：

l 本试验宜采用天然含水率试样，当土样不均匀时，采用风干试样，当试样中含有粒径大于0. 5mm 的土粒和杂物时，应过0. 5mm 筛。

2 当采用天然含水率土样时，取代表性土样250g ；采用风干试样时，0. 5mm 筛下的代表性土样200g ，将试样放在橡皮板上用纯水将土样调成均匀膏状，放入调土皿，浸润过夜。

3 将制备的试样充分调拌均匀，填入试样杯中，填样时不应留有空隙，较干的试样应充分搓揉，密实地填入试样杯中，填满后刮平表面。

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。

5 调节零点，将屏幕上的标尺调在零位，调整升降座、使圆锥尖接触试样表面，指示灯亮时圆锥在自重下沉入试样，经5s 后测读圆锥下沉深度(显示在屏幕上)，取出试样杯，挖去锥尖入土处的凡士林，取锥体附近的试样不少于10g ，放入称量盒内，测定含水率。

6 将全部试样再加水或吹干并调匀，重复本条3至5款的步骤分别测定第二点、第三点试样的圆锥下沉深度及相应的含水率。液塑限联合测定应不少于三点。（注：圆锥入土深度宜为3~4mm ，7~9mm ，15~17mm 。）

7 以含水率为横坐标，圆锥入土深度为纵坐标在双对数坐标纸上绘制关系曲线，如图1.2所示。三点应在一直线上如图中A 线。当三点不在一直线上时，通过高含水率的点和其余两点连成二条直线，在下沉为2mm 处查得相应的2个含水率，当两个含水率的差值小于2％时，应以两点含水率的平均值与高含水率的点连一直线如图中B 线，当两个含水率的差值大于、等于2％时，应重做试验。

8 在含水率与圆锥下沉深度的关系图上查1.

图1.2 圆锥下沉沉深度与含水率关系曲线 得下沉深度为17mm 所对应的含水率为液限，查得下沉深度为10mm 所对应的含水率为10mm 液限，查得下沉深度为2mm 所对应的含水率为塑限，取值以百分数表示，准确至0. 1％。

9 塑性指数应按下式计算：p L P w w I -=。式中，P I ——塑性指数；L w ——液限(％)；

P w ——塑限(％)。液性指数应按下式计算：P

P

L I w w I -=

0。式中，P I ——液性指数，计算至0. 01。

（四）、含水量试验步骤：

1 取代表性试样15～30g ，放入铝盒内，迅速盖好铝盒盖，称量m 1，减去铝盒质量