土力学原理实验指导书样本

《土力学原理》

实验指导书

前言

土力学原理是研究土的物理、力学性质和土体及其相关结构受力变形以及常见基础设计的一门科学, 是土木工程专业的一门重要技术基础课。

土是岩石风化而成的颗粒堆积物, 广泛覆盖于地球表面, 人类的生活和生产活动与之息息相关, 而土木工程更是与之有着密不可分的联系: 例如, 桥梁及房屋建筑地基基础的稳定性和变形, 山坡、土坝、路堤、路堑等各种自然或人工坡体的稳定性, 各类挡土结构的受力和变形等都是土力学的研究内容, 土力学广泛应用于建筑、交通、水利、港口工程等领域。

土力学原理课的主要内容包括土的物理性质、地基中的应力计算、土的压缩性及地基沉降计算、土的渗透性和渗流问题、土的抗剪强度、天然地基承载力、挡土结构上的土压力、土坡稳定分析等。

经过本课程的学习, 学生应牢固掌握土力学的基本原理、计算分析方法和基本实验技能, 初步具备分析和解决有关工程问题的能力。同时, 为进一步学习基础工程、地基处理、路基工程、深基坑工程和地下工程等有关专业课打好基础。

土力学原理是实践性很强的一门课程, 实验是本课程的重要实践环节。本课程实验学时有16学时, 经过本书, 能够有效指导学生从事各项实验操作, 将有助于培养学生的动手操作能力。

实验考核方案

1、土力学原理实验项目在建筑工程实验室土工实验分室完成, 是土木工程专业的专业基础课实验项目, 为大三的学生开设。

2、学生进入实验室必须遵守《学生实验守则》等实验室的各项规章制度, 自觉遵守实验纪律。

3、要爱护实验室的仪器设备, 损坏仪器设备要赔偿。

4、学生进入实验室前必须进行课前预习, 要熟悉本次实验的目的, 实验方法, 试验步骤等实验内容。

5、试验要积极主动, 人人动手, 积极参与并能熟练操作各种实验仪器, 严格按试验规程进行试验。

6、实验报告格式为: 简介试验目的、试验步骤、试验成果整理和试验成果分析。

7、必须认真地完成试验报告, 试验报告字迹要清楚, 必须按着要求自己编写, 不得抄袭她人实验资料; 不符合要求的实验报告打回应重做。

8、实验成绩评定等级为优、良、合格、不合格记载, 成绩按20%计入本课程总评成绩。

目录

实验一土的基本物理指标测定 (1)

实验二颗粒分析试验 (4)

实验三界限含水率试验 (5)

实验四击实试验 (8)

实验五固结试验 (10)

实验六直接剪切试验 (13)

实验七三轴压缩试验(选做) (16)

实验一土的基本物理指标测定

一、试验目的:

1.测定土的含水率, 是指土在温度105～110℃下烘到恒量时所失去的水质量与达到恒量后干土质量的比值, 以百分数表示。

2.测定土的密度, 是指土的单位体积质量, 是土的基本物理性质指标之一, 其单位为g/cm3。

3.测定土粒的比重G s, 是土粒在温度105～110℃下烘至恒重时的质量与土粒同体积4℃时纯水质量的比值。在数值上, 土的比重与土粒密度相同, 但前者是没有单位的。

二、试验方法

1.含水率试验方法有烘干法、酒精燃烧法、比重法、碳化钙气压法、炒干法等, 其中以烘干法为室内试验的标准方法。

2.密度试验:试验方法有环刀法、蜡封法、灌水法和灌砂法等。对于细粒土, 宜采用环刀法; 对于易碎裂、难以切削的土, 可用蜡封法; 对于现场粗粒土, 可用灌水法或灌砂法。

3.比重试验: 根据土粒粒径的不同, 土的比重试验可分别采用比重瓶法、浮称法或虹吸筒法。对于粒径小于5 mm的土, 采用比重瓶法进行, 其中对于排除土中空气可用煮沸法和真空抽气法; 对于粒径大于等于5mm的土, 且其中粒径大于20mm颗粒小于10％时, 采用浮称法进行; 对于粒径大于等于5mm的土, 但其中粒径大于20mm颗粒大于10％时, 采用虹吸筒法进行; 当土中同时含有

粒径小于5mm 和粒径大于等于5mm 的土粒时, 粒径小于5mm 的部分用比重瓶法测定, 粒径大于等于5mm 的部分则用浮称法或虹吸筒法测定, 并取其加权平均值作为土的比重。

三、 试验步骤

含水率试验( 烘箱烘干法)

1．仪器设备

电热鼓风恒温干燥箱; 电子天平: 称量210g, 感量0.001g; 铝盒等。

2．试验步骤

( 1) 称量铝盒重量m 0, 并记录下盒的编号。

( 2) 取代表性土样15～30g, 放入铝盒内, 立即盖好盒盖, 放天平上称量湿土与盒重m 0+m , 准确至0.001g 。

( 3) 揭开盒盖, 套在盒底, 放入烘箱, 在温度105～110℃下烘至质量恒定。烘干时间对粘性土不得少于8小时, 对砂性土不得少于6小时, 对含有机质超过干土质量5％土, 应将温度控制在65～70℃的恒温下烘至恒重。然后将铝盒取出放在干燥器内冷却至室温。

( 4) 从干燥器内取出土样, 盖好盖后。称盒加干土重m 0+m s , 准确至0.01g 。

3．试验数据及成果整理

( 1) 按下式计算含水率

0000

()()100%()s s m m m m w m m m +-+=?+-

式中, m0+m是湿土与盒重; m0+m s是干土与盒重; m0是铝盒重; ( 2) 本试验需进行2次平行测定, 取其算术平均值。

密度试验( 环刀法)

1．仪器设备

环刀( 如下图所示, 其内径61.8mm或79.8mm, 高度20mm, 本试验采用内径61.8mm) ; 电子天平: 称量210 g, 感量0.001g; 修土刀, 刮刀, 凡士林油等。

图1－1 环刀示意图

2．操作步骤

( 1) 用电子天平称量出环刀的质量m0;

( 2) 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光面上。

( 3) 将环刀内壁擦净, 并涂抹一薄层凡士林, 刃口向下放在土样上, 将环刀垂直下压, 并用切土刀沿环刀外侧切削土样, 边压边削至土样高出环刀, 根据试样的软硬采用钢丝锯或切土刀整平环刀两端土样。

( 4) 擦净环刀外壁, 称环刀和土的总质量m0+m, 精度达0.01g。本试验需进行二次平行试验, 取二次结果的平均值。平行试验结果之差不得大于0.03g/cm3。