土工试验指导幻灯片讲义PPT课件
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铁路土工试验检测课件.ppt
1.3土类名称可用一个基本代号表示。
（1）当由两个基本代号构成时，第一个代号表示土的主 成分，第二个代号表示副成分（土的液限或土的级配）。
如：
CL 其中C表示黏土，L表示低液限，CL表示低液 限黏土。
SW 其中S表示砂，W级配良好，SW表示级配良 好砂。
（2）当由三个基本代号构成时，第一个代号表示土的主成 分，第二个代号表示液限的高低（或级配的好坏），第三 个代号表示土中所含次要成分。
4.3 击实完后拆去护筒，用修土刀细心修平筒顶部试样， 拆除底板，当试样底面超出筒外时，也应修平。擦净筒外 壁，称量筒和试样的总质量m2，准确至5g。
4.4 用推土器推出筒内试样，从其中心处取2个代表性试样 放入铝盒，称量铝盒及湿样质量m湿+盒，准确至0.01g。揭 开盒盖，将试样和盒放入烘箱内，在温度105~110℃恒温 下烘干。将烘干后的试样和盒取出，放入干燥器内冷却 （一般只需0.5~1h即可）。冷却后盖好盒盖，称铝盒及干 样质量m干+盒，准确至0.01g。
IP L P
式中：IP------塑性指数； WL------液限（%）；
WP------塑限（%）。
3.5 液性指数：
对粘性土来说，液性指数是判断土的软硬状态的。液 性指数≤0 坚硬 ；0< 液性指数≤0.25 硬塑 ；0.25< 液性指 数≤0.75 可塑 ；0.75<液性指数≤1 软塑 ；液性指数>1 流 塑。
最大粒径(毫米)
试样质量(克)
个数 （每个不同含水率）
<5
15--20
2
约5
约50
1
约20
约250
1
约40
约500
1
土工标准击实试验幻灯片PPT
为最佳含水率
0
ωop
ω
2.击实功能的影响
ρd 击数 40 30 20
0
1.土料的最大干密度和最优 含水率不是常数。最大干密 度随击数的增加而逐渐增大, 最佳含水率逐渐减小。然而， 这种变化速率是递减的。同 时，光凭增加击实功能来提 高土的最大干密度是有限的
2.当含水率较低时击数的影 响较显著。当含水量较高时， 含水率与干密度关系曲线趋 ω 近于饱和线，这时提高击实 功能是无效的
❖ 1、影响压实的因素
影响土压实性的因素很多，主要有含水率、击实功能、 土的种类和级配等
1.含水率的影响
ρd
ρdmax
当含水率较低时，击实后 的干密度随含水率的增加 而增大。而当干密度增大 到某一值后，含水率的继
续增加反招致干密度的减
小。干密度的这一最大值
称为该击数下的最大干密
度，与它对应的含水率称
2、试样击实
（1）取制备好的土样分3~5次装入桶内。 （2）小试桶按三层发时，每次800~900g（桶高的1/3）
按五层法时，每次400～500g（略高桶面1/5） （3）每层按规定击实次数进行击实，击实锤自由落下，每层拉毛，小
试桶高度不超过试筒顶面5mm；大试桶高度不超过试筒顶面6mm 。 （4）用修士刀沿套筒内壁削刮，使试样与套筒脱离后，取下套筒，称
（2）重型击实：适用于细粒土,锤底直径为5cm，击锤质量为 4.5kg，落距为45cm，单位体积击实功为2682.7kJ/m3；II-1 分5层夯实，每层27击,最大粒径20mm;II-2分3层夯实，每 层98击,最大粒径40mm。
一、试验目的
在标准击实方法下测定土的最大干密度和最佳含水率， 为控制路堤、土坝或填土地基等的密实度及质量评价，提 供重要依据。
土工试验讲义PPT课件
▪ 实容积法：根据波义尔一马略特定律设计的速测含水率
仪。它是通过测定土中固相和液相的体积，取土的经验
比重值，换算出土的含水率。该法的原理是波义尔一马
略特定律，首先要求气温基本保持不变，这在填筑工地
上是很难达到的。若以标准温度为20℃，那么气温变化
±1℃，实容积的变化就达到5%，相应含水率的变化也
约5%，为此，目前很少使用。
▪ 土样经过试验之后，余土应贮存于适当容器内，并标记工 程名称及室内土样编号妥善保管，以备审核试验成果之用 。一般保存到试验报告提出1个月以后，委托单位对试验 报告未提出任何疑义时，方可处理。
▪ 处理试验余土时要考虑余土对环境的污染、卫生等要求。
13
试样制备方法及注意事项
▪ 土样和试样的制备程序是试验工作的第一个质量要求，为保 证试验成果的可靠性和试验数据的可比性，必须统一土样和 试样制备方法和程序。土样在试验前必须经过制备程序，扰 动土的土样制备包括土的风干、碾散、过筛、匀土、分样和 贮存等预备程序和击实、饱和等试样制备程序。原状土的土 样制备包括开启，切取等。这些步骤的正确与否，都直接影 响试验成果。土样制备程序视需要的试验而异，所以在土样 制备前应拟定土工试验计划。
30
▪ 酒精燃烧法：在试样中放入酒精，利用酒精在试样上燃烧， 使土中水分蒸发，将土烤干，是快速测定法中较准确的一种 ，适用于没有烘箱或土样较少的情况。由于此法难以控制105 ～110℃的恒温条件，与定义不完全符合，故一般在现场使用 ，或者在制备试样时测定风干土样的含水率，供制样参考。 酒精燃烧法测得的含水率略低于烘干法所测的含水率。
含水率 密度
颗粒密度
黏性土、粉土
原状土（筒）
扰动土
φ10cm×20cm
土工实验ppt课件
2.天平(感量0.1g)；
3. 其他：修土刀、钢丝
锯、玻璃板及圆玻璃片 等。
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， 土样的直径和高度应大于环刀，整平其两端放在玻璃 板上。 2. 将环刀的刀口向下放在土面上，然后将环刀垂直下 压，边压边切削，至土样上端伸出环刀为止。削去两 端余土修平，两端盖上平滑的圆玻璃片，以免水分蒸 发。
度下烘至恒量，取出土样盒放入玻璃干燥皿内冷却，称 干土的质量m2。
8、重复2～7条的步骤，测试另二种含水率土样的圆锥入
土深度和含水率（圆锥入土深度宜为3～4mm，7～9mm， 15～17mm）。
（五）成果整理
①含水率计算 ；
②塑限和液限确定 以含水率为横坐标，以圆锥入土深度 为纵坐标在双对数坐标纸上绘制含水率与 相应的圆锥入土深度关系曲线，如图。三 点应在一根直线上，如图中A线。 如果三点不在同一直线上，通过高含 水率的一点与其余两点连两根直线，在圆 锥入土深工为2mm处查得相应的两个含水 率； 如果两个含水率的差值小于2%，用该 两含水率的平均值的点与高含水率的测点 作直线，如图中的B线，若两个含水率差 值等于、大于2%，则应补点或重做试验。
m m 1 2 100 % m m 2 0
在含水率与圆锥下沉深度的关系图上查得下沉深度为17mm 对应的含水率为液限，查得下沉深度为10mm对应的含水率 为10mm液限，查得下沉深度为2mm对应的含水率为塑限。
③塑性指数计算；
Ip L P
④液性指数计算
p IL Ip
图1-1 液限、塑限联合测定仪
（四）试验步骤
1、取原状土样或用风干土制备土样，土样过0.5mm筛后，喷
洒配制一定含水率的土样，然后装入密闭玻璃广口瓶内，润 湿一昼夜备用（土样制备工作实验室已预先做好）。
3. 其他：修土刀、钢丝
锯、玻璃板及圆玻璃片 等。
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， 土样的直径和高度应大于环刀，整平其两端放在玻璃 板上。 2. 将环刀的刀口向下放在土面上，然后将环刀垂直下 压，边压边切削，至土样上端伸出环刀为止。削去两 端余土修平，两端盖上平滑的圆玻璃片，以免水分蒸 发。
度下烘至恒量，取出土样盒放入玻璃干燥皿内冷却，称 干土的质量m2。
8、重复2～7条的步骤，测试另二种含水率土样的圆锥入
土深度和含水率（圆锥入土深度宜为3～4mm，7～9mm， 15～17mm）。
（五）成果整理
①含水率计算 ；
②塑限和液限确定 以含水率为横坐标，以圆锥入土深度 为纵坐标在双对数坐标纸上绘制含水率与 相应的圆锥入土深度关系曲线，如图。三 点应在一根直线上，如图中A线。 如果三点不在同一直线上，通过高含 水率的一点与其余两点连两根直线，在圆 锥入土深工为2mm处查得相应的两个含水 率； 如果两个含水率的差值小于2%，用该 两含水率的平均值的点与高含水率的测点 作直线，如图中的B线，若两个含水率差 值等于、大于2%，则应补点或重做试验。
m m 1 2 100 % m m 2 0
在含水率与圆锥下沉深度的关系图上查得下沉深度为17mm 对应的含水率为液限，查得下沉深度为10mm对应的含水率 为10mm液限，查得下沉深度为2mm对应的含水率为塑限。
③塑性指数计算；
Ip L P
④液性指数计算
p IL Ip
图1-1 液限、塑限联合测定仪
（四）试验步骤
1、取原状土样或用风干土制备土样，土样过0.5mm筛后，喷
洒配制一定含水率的土样，然后装入密闭玻璃广口瓶内，润 湿一昼夜备用（土样制备工作实验室已预先做好）。
《土工试验指导》课件
压缩性试验
主要用于研究土壤的变形、强度和稳定性特性，是 土工力学中最基本、最重要的试验之一。
剪切强度试验
用于测定岩土体剪切变形时的强度特性，是通常建 议在进行元素级别的强模型及数值模拟前，对工程
渗透性试验
是研究土体水流对其内部结构的影响和模拟水文变 化，通常应用于隧道工程、大坝建设和堡坝管理等
实验步骤及数据分析
结论和实践应用
结论的阐述和理解
在以上的各类土工试验中，结论的准确性和可靠性是至关重要的，它直接影响到工程的实践 应用价值和保障。因此，提高结论的准确性和可靠性，是土工试验研究的重要目标。
土工试验在工程实践中的应用
土工试验是工程勘察设计的重要基础，能够为各种土体工程的施工、运行和管理提供重要依 据和技术保障。
2
手工试验法
采用钢球、沙圆、固结仪、压缩机、冲击器等简易设备，基于土壤变形规律，探 究土壤各个方面的性能特性。
3
工程试验法
是将实验室的一些土工试验项目进行现场模拟，以提高试验结果的真实性和有效 性，如中回复试验、压路试验、无侧限压缩试验等。
常用土工试验的详细介绍
振实度试验
用于表征土壤的密实程度和变形特性，常用于规划 或施工相对重要的土体，如道路、堤坝、填方等。
土工试验结果的准确性和可靠性的评估方法
需要采用合理的质量评价体系，根据表征数据重要程度随机权值方法来进行归一化，同时将 权值分类处理。这样可以得到一个全局分布的实现方案。
总结
1 土工试验的局限性和 2 土工试验的未来方向 3 实践应用的启示和结
发展趋势
及应用前景
论
土工试验存在缺乏真实性 和局限性等问题，如今需 要注重以发展实验室可靠 性和全新设计手段促进实 验可靠性。
土工试验与土力学72页PPT讲义课件
▪ 土的固相包括矿物颗粒和有机质，它 们是构成土的骨架最基本的物质。
▪ 土的液相指存在于孔隙中的水，包括 结合水和自由水。
▪ 土的气相指存在于孔隙中的气体，包 括与大气联通与不联通两大类。
土体
固相 + 液相 + 气相
构成土骨架，起决定作用
次要作用 重要影响
➢ 土的物理性质指标
土的物理性质指标反映了土的松密、软硬等物理状态，也间
➢ 土工试验的内容
土工试验 土的物理性质试验 土的力学性质试验 土的水理性质试验 土的动力性质试验 土的特殊性质试验
本次主要 讨论内容
介绍渗透 试验
介绍湿陷 性试验
➢ 土的物理性质试验
土的物理性质试验 含水量试验 密度试验 比重试验 界限含水量试验 颗粒分析试验 砂的相对密度试验
➢ 土的力学性质试验
碎石土的分类
土的名称
颗粒形状
颗粒级配
漂石 块石
圆形及亚圆形为主 棱角形为主
粒径大于200mm的颗 粒含量超过全重50％
卵石 碎石
圆形及亚圆形为主 棱角形为主
粒径大于20mm的颗粒 含量超过全重50％
圆砾 角砾
圆形及亚圆形为主 棱角形为主
过试验测定的，假定土粒体积 为1，则可以根据三个基本指 标换算出其余各指标。
1+e
ds（1＋ω）ρw dsρw ωdsρw
Vs＝1
土粒
换算关系式：
e ds w 1 ds (1 )w 1
d
sat
ms
VV w
V
(ds e)w
1 e
sat
w
(ds 1)w
1 e
推导： m ds (1 )w
V
土力学与地基基础土工试验指导书PPT课件
含水量 （%）
平均含水量 （%）
二、 密度试验
土的密度指土单位体积的质量。土的密度测定方法有：环 刀 法、蜡封法、灌水法和灌砂法等。
环刀法适用于一般粘性土；蜡封法适用与易破碎的土或 形状不规则的坚硬土；灌水法、灌砂法适用于现场测定原状 砂和砾质土的密度。 1．试验目的：测定土的密度，以了解土的疏密和干湿状态， 为计算土的其它换算指标以及工程设计提供必需的数据。土 的密度也是土的基本物理性质指标之一。 2．试验方法：环刀法，适用于粘性土（细粒土）。
(2)打开盒盖，放入烘箱，在105——110ºC的恒温下烘至恒 量（粘土、粉土不小于8h，砂土不少于6h）
(3)将称量盒从烘箱中取出，盖上盒盖。放入干燥器内冷却 至室温，称出盒加干土总质量m2，准确至0.01g。
含水量测定
环刀
透水石
5、计算公式
6．成果整理：按规定，本试验必须对两个试样进行平行 测定，测定的差值，当 w<40%时,平行差值不得大于 1%；当 w≥40%时,平行差值不得大于2%；取两次测 值的平均值，以百分数表示。
熟练掌握四个土工试验的基本原理和操作方法，学会各 项土工试验资料的整理与成果分析。
难点:试验数据的计算与处理、试验曲线和图表的绘制。
主要内容
【试验一】土的基本物理性质指标测定 【试验二】塑限、液限联合测定试验 【试验三】标准固结（压缩）试验 【试验四】直接剪切试验
【采用电热烘箱，控制温度为105——110ºC。 (2)天平: 称量200g,最小分度值0.01g。 (3)其他：称量盒、干燥器（内有硅胶或氯化钙作为干燥剂）等。
4．操作步骤：
(1)从原状土样中，选取具有代表性的试样15——30g，放入 称量盒内，盖上盒盖，称出盒加湿土的总质量 m1，准确至 0.01g。
《土工试验检测》课件
三轴试验
总结词
三轴试验是一种模拟土体在三维应力作用下 的试验方法。
详细描述
三轴试验通过施加不同围压和轴压，测量土 样的应力应变关系和孔隙水压力变化，可以 得出土的应力应变曲线和破坏曲线，评估土 的强度和变形性质。
无侧限抗压强度试验
总结词
无侧限抗压强度试验用于测定土在无侧限条件下的抗压强度。
详细描述
提高效率
准确的土工试验检测数据 能够缩短工程勘察和设计 周期，提高工程建设的效 率。
土工试验检测的分类
常规试验
包括含水量、密度、液塑 限、颗粒分析等常规指标 的测定。
原位试验
在岩土体原位进行试验， 如标准贯入试验、静力触 探等。
室内试验
在实验室进行的土工试验 ，如压缩试验、剪切试验 等。
02
土的物理性质试验
设计和抗震分析提供依据。
共振柱试验
总结词
共振柱试验用于测定土体的剪切波速和动态剪切模量 。
详细描述
共振柱试验利用土体的共振原理，通过激振器使圆柱 形试样产生振动，并测量其振动频率和振幅。通过分 析土样的共振曲线，可以计算出土体的剪切波速和动 态剪切模量等动力参数，这些参数对于评估土体的抗 震性能和场地类别具有重要意义。
空心圆柱扭剪试验
要点一
总结词
空心圆柱扭剪试验用于测定土体的抗剪强度和剪切模量。
要点二
详细描述
空心圆柱扭剪试验是在空心圆柱形试样中施加扭剪应力， 通过测量试样的扭矩和扭转角度，计算出土体的抗剪强度 和剪切模量等参数。这些参数对于评估土体的稳定性和地 基承载力具有重要意义，在土木工程设计和施工中具有广 泛的应用价值。
有助于提高边坡的安全性和稳定性。
地下工程设计与施工
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ei
e0
s1e0 H0
3、
e1 e2 p2 p1
直剪试验
仪器设备：应变式直剪仪、
先加压1kg调整，记下测微表读数，开始加第一级压力25 或50kpa，加砝码同时开秒表读10、20、60、2h、23h、 24h读数，依次加压50、100、200、400kpa等和读数
完毕后拆下测微表，退下砝码取下压缩仪，钢球、传压活 塞、导环、透水石、滤纸等
压缩试验计算
பைடு நூலகம்
1、
e0
Gs11
2、
液限仪圆锥尖上抹一层润滑油，提住上端手柄使 锥尖与土样面齐平，轻放，锥沉入土中，15s沉深 10mm，此时土含水量即为液限含水量。大或小 时应将杯中土全部挖出，去掉有油的土后在调土 皿重调，重复直至符合要求
调土刀取锥孔附近土10~15g，烘干测含水量
渗透试验
70型渗透仪测砂土的K值，常水头。
南55型渗透仪测粘土的K值，变水头。
渗透仪70型测砂土K
仪器设备 操作步骤 计算
VL K T Aht
记录
渗透仪55型测粘土K
仪器设备 操作步骤 计算
记录
压缩试验
仪器设备 操作步骤 计算 记录
e1 e2
p2 p1
压缩试验仪器设备
压缩仪，环刀内径6.18cm,面积30cm2，高2 杠杆加压设备1：10 感量0.1g与0.01g天平 测微表，精度0.001cm 其它：秒表、烘箱、修土刀、称量盒、滤
土粒比重假定2.65，若不是应校正。 沉降距离校正：比重计放入液面会升高。 温度校正：比重计20℃造的，不是应校正 刻度校正：已知比重标准溶液，测时误差
为校正值 弯液面校正：悬液浑浊只能读上缘读数，
但应下缘读数。校正：比重计置于水中， 上下缘读数差值。
容重试验
仪器设备：环刀（内径6~8mm,高2~3mm）
取一小块接近塑限含水量的土样，用手搓成圆形， 再用手掌在毛玻璃板上来回轻搓
用力要均匀，长不超过手掌宽且不中空 搓至直径3mm若产生裂缝且断裂，此时土含水量
即为塑限；若不裂，土含水量大于塑限；若直径 小于3mm裂，土含水量小于塑限。 取符合试验标准断裂土样3~5g，放入称量盒测其 含水量，须进行二次平行测定，取平均值
感量0.1g天平；切土刀；钢丝锯；凡士林
操作步骤
计算 W2 W1
V
记录
操作步骤
测环刀容积V和重量W1 环刀内涂凡士林，刃口向下放在土样上，
用切土刀将土样削平 环刀下压，边削边去环刀外的土，至土样
伸出环刀为止 环刀两端余土削平 擦净环刀外壁，称环刀和土的总重W2
含水量试验
仪器设备：环刀（内径6~8mm,高2~3mm）
土工试验指导
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课件制作：毕守一
试验项目
颗粒分析试验 容重试验 含水量试验 比重试验 塑限试验
液限试验 渗透试验 压缩试验 直接剪切试验 击实试验
颗粒分析试验
试验原理 仪器设备 操作步骤 计算及制图 记录 比重计的校正
试验原理
1、分散团粒，制成悬液；确定粒径小于0.1mm土颗粒在水 中沉降速度及其换算。
2、颗粒直径平方与沉降速度成正比，测速度大小来区分粒径 大小。试验测土粒在水中下沉距离L和时间t，用公式求d。
d
1800 L
Gs Gt t
3、测L深度处悬液比重与原悬液比重，相比得小于d颗粒重 量百分数。
x(%)W Vs ssR
仪器设备
乙种比重计 量筒二个，容积1000ml 天平：感量0.01g 搅拌器 煮沸设备：电热器、三角烧瓶 分散剂：4%六偏磷酸钠 其它：温度计、蒸馏水、烧杯、研钵、秒
表
操作步骤
制、称土样 煮沸分散和制悬液 搅拌悬液和定时测读
制、称土样
土样100~200g，放研 钵中研散
过2mm筛称30g干土倒 烧杯中，注入20ml蒸馏 水浸泡
浸泡大于18小时
煮沸分散和制悬液
电热器上煮沸，粘土1h, 其它土 0.5h。
冷却后倒入量筒内，加4%六偏磷 酸钠10ml
感量0.1g天平；切土刀；钢丝锯；凡士林
操作步骤
计算 W1 W2
记录
W2 W0
含水量试验操作步骤
称湿土重：取土样15~30g,放入重W0称量盒 内，盖上，称出盒与湿土总重W1
烘干冷却：打开盒盖放入烘箱烘至恒重，取 出，盖上盒盖放入干燥箱内冷却，称盒与干 土总重W2，烘干时间砂土2~6时，粘土6小 时以上。
比重试验
仪器设备：感量0.001g天平；100ml或50ml比重瓶；
烘箱；蒸馏水；温度计；筛；漏斗；滴管
操作步骤
计算
GS
W2
WS WS
W1 GS
记录
比重试验操作步骤
取过5mm筛的烘干土15g,用玻璃漏斗装入 洗净烘干的比重瓶内，称瓶与土合重
蒸馏水加入，至瓶一半处摇动比重瓶且进 行煮沸（砂土30分，粘土1时）
液限试验
仪器设备：锥式液限仪；毛玻璃板；烘箱；称量盒； 感量0.01g天平；调土刀；滴管；干燥器；0.5mm筛 操作步骤 计算
W1 W2
W2 W0
记录
液限试验操作步骤
选有代表性天然含水量的土样，在毛玻璃上调匀， 若用风干土应浸泡并静置1天
分层装入试杯中，满后刮去余土与杯口齐平，不 能用刀涂抹和反复涂抹，含水量会变化
再注入蒸馏水使悬液达1000ml
搅拌悬液和定时测读
用搅拌器在悬液中搅1分，往复各30次。 取出搅拌器，立即开秒表，测1、5、30、
120、140分时比重计的读数。读数前 10~20秒将比重计放在接近读数的深度，且 应在筒中部。 每次一读完应取出比重计于量水筒中，同 时测悬液温度。
比重计的校正
纸
压缩试验操作步骤
环刀内壁抹凡士林，刃口向下在土样上面，下压至土样伸 出为止，削平擦净环刀外壁
压缩容器底板放透水石、滤纸各一，护环放在容器上，环 刀刃口向下放进护环内，上放透水石、滤纸各一，再放导 环和传压活塞
用平衡砣调整杠杆至水平位置，压缩仪放到加压台上，传 压活塞上钢球与加压横梁上小孔密合，装测微表
蒸馏水加近满，等温度稳定和悬液澄清盖 紧瓶盖，称瓶、水与土合重
倒去悬液，洗净比重瓶，注入与试验温度 同的蒸馏水至近满，盖紧瓶盖，称瓶与水 合重
塑限试验
仪器设备：毛玻璃25×25×5cm；钢丝；电烘箱；称量盒；
感量0.1~0.001g天平；调土刀；滴管
操作步骤
计算 W1 W2
W2 W0
记录
塑限试验操作步骤