试验报告
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目录
实验一
土的三项基本物理性指标的测定 (11)
实验二
界限含水量实验(液限含水量、塑限含水量的测定) (21)
实验三
土的压缩实验 (30)
实验四
土的直接剪切实验 (37)
实验一 土的三项基本物理性指标的测定(指导
书)
一、实验目的
土的三项基本物理性指标是指土粒比重ds 、土的含水量w 和密度ρ,一般由实验室直接测定其数值。在测定这三个基本指标后,可以换算出其余各个指标。
二、实验原理和方法
1.土粒相对密度ds
土粒质量与同体积的4℃时纯水的质量比,称为土粒比重(无量纲),亦称土粒相对密度,即
式中 ρs ——土粒密度,即土粒单位体积的质量,g/cm 3;
ρ
w1——4℃时纯水的密度,等于
1g/cm 3或1t/ m 3。
一般情况下,土粒相对密度在数值上就等于土粒密度,但两者的含义不同。土粒比重决定于土的矿物成分,一般无机矿物颗粒的比重为 2.6~2.8;有机质为2.4~2.5;泥炭为1.5~1.8。土粒(一般无机矿物颗粒)的比重变化幅度很小。土粒比重可在试验室内用比重瓶法测定。通常也可按经验数值选用,一般土粒土粒相对密度参考值见下表。
土粒相对密度参考值
1
1ds w s
s w s V m ρρ
ρ==
2.土的含水量w
土中水的质量与土粒质量之比,称为土的含水量,用百分数表示,即
%100⨯=
s
w
m m ω 含水量w 是标志土含水程度(湿度)的一个重要物理指标。天然土层的含水量变化范围很大,它与土的种类、埋藏条件及所处的自然地理环境等有关。
土的含水量通常采用“烘干法”测定。从含水量的定义可知,实验的关键是怎样测得一块土中所含水份质量以及颗粒质量。所谓烘干法便是为此设计的一种实验方法。先称小块原状土样的湿土质量,然后置于烘箱内维持100~105℃烘至恒重,再称干土质量,湿、干土质量之差与干土质量的
比值,就是土的含水量。计算公式为:%1000
22
1⨯--=m m m m ω
式中: W ——含水量(%) m 1——盒加湿土质量(g ) m 2——盒加干土质量(g )
m 0——铝盒的质量(g ),按盒号查表可得,由实验室提供。 3.土的密度ρ
土单位体积的质量称为土的密度,g/cm 3。在天然含水量情况下的密度称为天然密度,即
V
m =
ρ 测定密度的目的是为了了解土体内部结构的密实情况。工程中需要以容重值表示时,将实测密度值乘以换算系数即可。
测定土的密度一般用“环刀法”,用一个圆环刀放在削平的原状土样面上,徐徐削去环刀外围的土,边削边压,使保持天然状态的土样压满环刀内,称得环刀内土样得质量,求得它与环刀容积之比值即为其密度。计算公式为:
V
m m 2
1-=
ρ 式中: ρ——土的天然密度 g /cm 3
m 1——环刀与土盒质量 g m 2——环刀质量g V ——环刀体积cm 3
土单位体积中固体颗粒部分的质量,称为土的干密度ρd ,即
V
m d
d =
ρ 测定土的天然密度ρ后,可换算土的干密度ρd ,可按公式:
ω
ρρ+=
1d 式中: ρ——土的天然密度 g /cm 3
ρd ——土的干密度 g /cm 3 W ——土的含水量
三、实验的仪器
1.红外线烘干设备——烘箱(温度 105℃)
2.环刀,内径为61.8±0.15mm 或79.8±0.15mm ,高度为20±0.016mm 3.铝盒:盒盖和盒身皆刻有号码,实验时务必对号 4.天平:感量0.01g
5.其他: 切土刀、修土刀、钢丝锯、凡士林等。
四、实验的内容和步骤
(一) 土的含水量实验
1.从密度实验切下的土样中取有代表性的土样15~30g ,放入铝盒之中,并用刀切碎(以利烘干),立即盖上盒盖,以防水分蒸发。 2.至感量0.01g 的天平上称盒加湿土质量m 1 3.称完后,打开铝盒盖,拿到烘箱中烘烤40分钟。
4.然后,取出铝盒,盖上盒盖,放入干燥容器内冷却至室温,称盒加干土质量m2精确至0.01g。
(二)土的密度实验
1.工程需要取原状土或制配所需状态的扰动土,整平两端,将环刀内壁涂一薄层凡士林,刃口向下放在土样上。
2.修土刀(或钢丝锯)将土样上部削成略大于环刀直径的土柱。
3.然后将环刀垂直下压,边压边削至土样伸出环刀上部为止。削去两端多余土,使与环刀口面齐平,并用剩余土样测定含水量。
4.擦净环刀外壁,称环刀与土的质量m1 ,准确至0.1g。
五、预习要求
本实验是关于土的基本物理指标测定方法的实验,首先要明确该实验的重要性。做实验以前,应先认真学习教材和实验指导书,完成实验预习报告。
六、实验要求
实验均须进行两次平行测定,其平行差值要求:土的含水量实验不得大于1%,土的密度实验不得大于0.03g/cm3。
七、实验记录与报告
完成实验记录和实验报告。
A、含水量实验记录
实验者:姓名___________学号_______________班级____________ 实验日期:_________年_____月_____日
B
实验者:姓名___________学号_______________班级____________ 实验日期:_________年_____月_____日
八、思考题
1.土的三个基本物理性指标指哪几个指标?为什么称它们为基本物理指标?
2.测定土的含水量的关键是取得哪两个数据?
3.测定土的含水量时,为什么要求烘干温度须达105℃左右?
4.何为土的天然密度?
5.土的密度有哪几种?