土质学与土力学试验指导书

土质学与土力学试验指导书

交通科学与工程学院岩土教研室

试验一颗粒分析试验

自然界中存在的土，都是由大小不同的土粒组成的。土粒的粒径由粗到细逐渐变化时，土的性质相应地发生变化。土粒的大小及其组成情况，通常以土中各个粒组的相对含量来表示，称为土的颗粒级配（粒度成分）。土的颗粒级配可以在一定程度上反映土的某些性质，级配良好的土密实度较好，相应的地基土的强度和稳定性也较好，透水性和压缩性也较小。土的颗粒级配是通过土的颗粒分析试验测定的。

颗粒分析试验根据土粒大小有筛分法、比重计法和移液管法。根据《公路土工试验规程》JTJ 051－93，筛分法适用于分析粒径大于0.074 mm 的土；比重计法和移液管法适用于粒径小于0.074 mm 的土。

试验要求

1.绘制颗粒级配曲线。

2.计算试样土不均匀系数C u 。

试验方法

、试验方法：筛分法

二、仪器设备

1. 标准筛。粗筛（圆孔），孔径为60 mm 、40 mm 、20mm 、10 mm 、5mm 、

2mm ；细筛，孔径为2 mm 、0.5 mm 、0.25 mm 、0.074 mm。

2.天平：称量5000g,感量5g；

称量1000g,感量1g；称量200g,感量0.2g。

3.摇筛机。

4.其它：烘箱、筛刷、烧杯、木碾、研钵。

三、试样（本试验采用无凝聚性的土）从风干、松散的土样中，用四分法按照下列

规定取出具有代表性的试样: 小于2 mm颗粒的土100?300g；

最大粒径小于10mm的土300?900g；

最大粒径小于20 mm的土1000?2000g；

最大粒径小于40 mm的土2000?4000g；

最大粒径大于40 mm的土4000g以上。

四、试验步骤

1.按规定称取试样，将试样分批过2mm筛。

2.将大于2 mm的试样按从大到小的次序，通过大于2mm的各级粗筛。将留在筛上的土分别称量。

3.2 mm筛下的土如数量过多，可用四分法缩分至100?800g。将试样按从

大到小的次序通过小于2 mm的各级细筛。可用摇筛机进行震摇。震摇时间一般为10-

15min。

4.由最大孔径的筛开始，顺序将各筛取下，在白纸上用手轻叩摇晃，至每分钟筛下数量不有大于该级筛余质量的1 %为止。漏下的土料应全部放入下一级筛内，并将留在各筛上的土样用软毛刷刷净，分别称量。

5.筛后各级筛上和筛底土总质量与筛前试样质量之差，不应大于1%。

6. 如2 mm筛下的土不超过试样总质量的10%，可省略细筛分析；如2mm 筛上的土不超过试样总质量的10%，可省略粗筛分析。

五、结果整理按下式计算小于某粒径颗粒质量百分数:

A

X 100

X :小于某粒径颗粒的质量百分数（％）；

式中

A :小于某粒径的颗粒质量（g ）；

B :试样的总质量（g ）。

按下式计算不均匀系数:

d60

d10

式中C u :不均匀系数;

d60 :限制粒径，即土中小于该粒径的颗粒质量为60%的粒径（mm）；

d10 ：有效粒径，即土中小于该粒径的颗粒质量为10％的粒径（mm）

试验二含水量试验

含水量是土的基本物理指标之一，它反映土的状态，它的变化将使土的一系列力学性质随之而异；它又是计算土的干密度、孔隙比、饱和度等项指标的依据，是检测土工构筑物施工质量的重要指标。

试验要求

1.由实验室提供一块扰动土样，要求学生测定该土样的天然含水量。

2. 参观原状土样。

试验方法

一、方法：烘干法。土的含水量是在105?110°C下烘至恒重时所失去的水分质量与土颗粒质量的比值，以百分数表示。含水量试验以烘干法为室内的标准方法，精度高，应用广；本方法适用于粘性土、粉质土、砂类土和有机质土类。其它方法还有酒精燃烧法（适用于快速简易测定细粒土的含水量），比重法和碳化气压法。

二、仪器设备：

1.电烘箱（或红外线烘箱）

2.天秤，感量0.01g 。

3.烘干盒：又叫称量盒（编号铝盒）

4.干燥器。

三、试验步骤：

1.称烘干盒质量m3，准确至0.01g，记录盒号。

2.选取有代表性的试样不少于15g（砂土或不均的土应不少于50g）放入称量盒内立即盖紧，称湿土加称量盒的质量m1，准确至0.01g。

3.打开称量盒盖，放人电烘箱中在105?110C温度下烘至恒重（烘干时间一般自温度达到105?110C算起不少于6小时）。然后取出称量盒，加盖后放进干燥器中冷却至室温。

4.从干燥器中取出称量盒，称干土加称量盒的质量m2，准确至0.01g。

5.本试验须进行二次平行测定。

四、结果整理： 按下式计算含水量:

w% =

mi ~m2 X 100,计算至 0.1 % m 2 - m 3 m 1 -m 2

试样干土质量

五、有关冋题的说明 1 ?含水量试验用的土应在打开土样包装后立即采取，以免水分改变，影响 结果。 2 ?本试验须进行平行测定，每一学生取两次试样测定含水量，取其算术平 均值作为最后结果，但两次试验的平行差值不得大于下列规定：

3 ?盒中的湿试样质量称取以后由实验室负责烘干，学生在

24小时后来实验 室称干试样的质量。

试验三界限含水量试验

粘性土由于含水量不同分别处于流动状态、 可塑状态、半固体状态或固体状 态。液限是粘性土的可塑状态与流动状态的界线含水量； 塑限是粘性土的可塑状 态与半固体状态的界限含水量。

试验要求

1.由实验室提供扰动土样，要求学生测定该土样的液限和塑限。

2.根据试验 结果确定该土的类别（定名）和天然稠度状态。并根据规范查出该土的承载力基 本值。

3.参观液限、塑限联合测定仪。

试验方法

一、液限的测定

（一） 试验方法：平衡锥法。

（二） 仪器设备：

1.平衡圆锥仪（如图）。该仪器的主要部分是用不锈钢制成的精密圆锥体， 顶角

式中: m i -m 2试样中所含水的质量

30，高约25mm，距锥尖10mm处刻有一环形刻线。有两个金属球通过一半圆形钢丝固定在圆锥体上部，作为平衡装置。平衡圆锥仪的标准质量是76g（精确度土0.2g），另外，还配备有试杯和台座各一个。