粘性粗粒土含水率
土的含水量试验
土的含水量试验土的含水量试验（烘干法、酒精燃烧法）土的含水量试验（烘干法、酒精燃烧法）烘干法一、定义土的含水量是在105-110℃下烘至恒量时所失去的水分质量和达恒量后干土质量的比值，以百分数表示，本法是测定含水量的标准方法。
二、适用范围粘质土、粉质土、砂类土和有机质土类。
三、主要仪器设备烘箱：可采用电热烘箱或温度能保持105-110℃的其他能源烘箱，也可用红外线烘箱天平：感量0.01g。
称量盒（定期调整为恒质量）四、计算公式含水量＝（湿土质量－干土质量）/干土质量×100％注：计算至0.1％。
五、允许差值本试验须进行二次平行测定，取其平均算术平均值，允许平行差值应符合如下规定含水量（％）允许平行差值（％）5以下0.340以下≤140以上≤2酒精燃烧法一、适用范围本法适用于快速简易测定细粒土（含有机质的除外）的含水量。
二、主要仪器设备称量盒（定期调整为恒质量）。
天平：感量0.01g。
酒精：纯度95％。
三、其余同"烘干法"土的颗粒分析试验（筛分法、比重计法）筛分法一、适用范围适用于分析粒径大于0.074mm的土。
二、主要仪器设备标准筛：粗筛（圆孔）：孔径为60mm、40mm、20mm、10mm、5mm、2mm；细筛：孔径为2mm、0.5mm、0.25mm、0.074mm。
天平：称量5000g，感量5g；称量1000g，感量1g；称量200g，感量0.2g。
三、试样从风干、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2mm颗粒的土100-300g。
最大粒径小于10mm的土300-900g。
最大粒径小于20mm的土1000-2000g。
最大粒径小于40mm的土2000-4000g。
最大粒径大于40mm的土4000g以上。
四、计算公式按下式计算小于某粒径颗粒质量百分数：X=(A/B)×100式中：X－小于某粒径颗粒的质量百分数，％；A－小于某粒径的颗粒质量，g；B－试样的总质量，g。
土的含水率试验
实验一 土的含水率试验（一）、试验目的土的含水率指土在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称为土的天然含水率。
所以，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）、烘干法试验1、仪器设备①烘箱：采用电热烘箱；②天平：称量200g,分度值0.01g ；③其他：干燥器，称量盒。
2、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 。
3、计算含水率：按下式计算 %1000221⨯--==m m m m m m w s w4、要求：（1）计算准确至0.1%；（2）本试验需进行2次平行测定，取其算术平均值，5、本试验记录格式详见报告 实验二 土的密度试验（一）、试验目的测定土在天然状态下单位体积的质量。
（二）、试验方法与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）、环刀法的试验1、仪器设备①符合规定要求的环刀；②精度为0.01g 的天平；③其他：切土刀，凡士林等。
2、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。
各土层物理力学性能指标
各土层物理力学性能指标土层物理力学性能指标是描述土体固体物理性质的指标，可以用来评价土体的稳定性、抗冲刷性、渗透性等，常用指标包括体积重、单位重、孔隙比、含水率、饱和度、压缩性和剪切性能等。
1.体积重：体积重是指单位体积土体所受重力的大小。
体积重与土壤颗粒的密度有关，一般通过测定单位体积土样的质量和体积来计算。
体积重的大小直接关系到土壤的承载力和稳定性。
2.单位重：单位重是指单位体积土体的质量。
它是体积重的倒数，单位是kN/m3、单位重通常用来计算土体的水力学性质、液化性、动力响应等。
3.孔隙比：孔隙比是指土体中孔隙体积与总体积之比，是衡量土质疏松程度和渗透性的重要指标。
孔隙比越大，土体的渗透性越好。
4.含水率：含水率是指土体中含有的自由水的质量与干土质量之比。
含水率的大小直接影响土体的拟静力稳定性、渗透性、压缩性等。
5.饱和度：饱和度是指研究对象中孔隙中所含水的体积与总体积之比。
饱和度直接影响土体的渗透性、固结性、剪切强度等。
6.压缩性：压缩性是指土体在所受应力作用下体积发生变化的能力。
土壤的压缩性与孔隙分布和组成、饱和度、孔隙比等因素密切相关。
7.剪切性能：剪切性能是指土壤在受到剪切应力作用下的变形能力。
剪切性能是评价土体的抗剪强度和变形特性的重要指标。
除了上述指标外，还有其他一些指标也常用于描述土层的物理力学性能。
例如：-泊松比：泊松比是指材料在受到拉伸或压缩时沿着应变方向的变化与垂直方向的变化之比。
泊松比是评价土体的压缩性和弹性度量的重要指标。
-弹性模量：弹性模量是指材料在受力后恢复原状的能力。
弹性模量是衡量土壤抗剪切性能和变形能力的重要参数。
-液塑限度：液塑限度是指土壤从固态过渡到半固态和可塑态的水分含量范围。
液塑限度对土壤的可塑性和压缩性具有重要作用。
这些土层物理力学性能指标可以根据实际需要在实验室中进行土壤试验，以了解土体的性质，为土方工程、地基处理、地质工程设计等提供依据。
土的干密度、压实度、含水率计算
土的干密度、湿密度、含水率、最大干密度、压实系数之蔡仲巾千创作
1、实际含水率计算公式：称湿土，记录数据，然后把土样烘干，记录数据。
湿土质量-干土质量的=水质量，水质量/干土质量*100%=含水率。
2、实际湿密度计算公式：环刀与土总质量-环刀质量=环刀内湿土质量，湿土质量/环刀内体积=湿土密度。
环刀体积计算方法：要用尺子丈量环刀内径及内高，底面圆的面积*环刀高=环刀内体积。
3、实际干密度计算公式：干密度=湿密度/(1+含水率)。
4、压实度计算公式：压实度=实际干密度/该土样最大干密度*100% 该土样最大干密度是试验室通过对该土样进行击实试验得出的。
要想求压实度，首先要做该土样的击实试验。
否则，想知道压实情况如何，就只能规定一个最小干密度，小于该最小干密度，为压实分歧格。
土的干密度、湿密度、含水率、压实系数计算方法
土的干密度、湿密度、含水率、最大干密度、压实系数1、实际含水率计算公式：称湿土，记录数据，然后把土样烘干，记录数据。
湿土质量-干土质量的=水质量，水质量/干土质量*100%=含水率。
2、实际湿密度计算公式：环刀与土总质量-环刀质量=环刀内湿土质量，湿土质量/环刀内体积=湿土密度。
环刀体积计算方法：要用尺子测量环刀内径及内高，底面圆的面积*环刀高=环刀内体积。
3、实际干密度计算公式：干密度=湿密度/(1+含水率)。
4、压实度计算公式：压实度=实际干密度/该土样最大干密度*100% 该土样最大干密度是试验室通过对该土样进行击实试验得出的。
要想求压实度，首先要做该土样的击实试验。
否则，想知道压实情况如何，就只能规定一个最小干密度，小于该最小干密度，为压实不合格。
①以重量百分数表示土壤含水量土壤含水量以土壤中所含水分重量占烘干土重的百分数表示，计算公式如下：土壤含水量（重量％）＝（原土重-烘干土重）/烘干土重×100％＝水重/烘干土重×100％②以容积百分数表示土壤含水量土壤含水量以土壤水分容积占单位土壤容积的百分数表示，计算公式如下：土壤含水量（体积％）＝水分容积/土壤容积×100％＝土壤含水量（重量％）×土壤容重③以水层厚度表示土壤含水量将一定深度土层中的含水量换算成水层深度的mm表示，计算公式如下：水层厚度（mm）＝土层厚度（mm）×土壤含水量（容积％）④相对含水量将土壤含水量换算成占田间持水量或全蓄水量的百分数，以表示土壤水的相对含量，计算公式如下：旱地土壤相对含水量（％)＝土壤含水量/田间持水量×100％水田土壤相对含水量（％)＝土壤含水量/全蓄水量×100％。
土的含水率定义和计算公式
土的含水率定义和计算公式土的含水率是指土壤中所含水分的百分比，是土壤工程中一个重要的参数。
土壤中的含水率对土壤的力学性质、渗透性、稳定性等都有着重要的影响。
因此，了解土的含水率对于土壤工程设计和施工具有重要意义。
土的含水率计算公式。
土的含水率通常用重量比或体积比来表示。
重量比是指土壤中水分的质量与干燥土壤的质量之比，通常用百分数表示；体积比是指土壤中水分的体积与干燥土壤的体积之比，也通常用百分数表示。
下面分别介绍重量比和体积比的计算公式。
1. 重量比的计算公式。
重量比的计算公式为：含水率（%）=（w d）/d × 100%。
其中，含水率为土的含水率，单位为百分数；w为含水土的质量，单位为克；d为干燥土的质量，单位为克。
2. 体积比的计算公式。
体积比的计算公式为：含水率（%）=（Vw Vd）/Vd × 100%。
其中，含水率为土的含水率，单位为百分数；Vw为含水土的体积，单位为立方米；Vd为干燥土的体积，单位为立方米。
土的含水率的影响因素。
土的含水率受多种因素的影响，主要包括土壤类型、土壤颗粒大小、土壤孔隙结构、温度等。
1. 土壤类型。
不同类型的土壤对水分的吸附能力和保持能力有所不同。
粘土含水率较高，砾石和砂土含水率较低。
2. 土壤颗粒大小。
土壤颗粒大小对土的含水率有着重要的影响。
颗粒越小，表面积越大，吸水能力越强，因此含水率也越高。
3. 土壤孔隙结构。
土壤的孔隙结构对土的含水率也有着重要的影响。
孔隙结构越复杂，土壤的含水率也越高。
4. 温度。
温度对土的含水率也有一定的影响。
温度越高，土壤的含水率也会相应增加。
土的含水率的测定方法。
目前常用的土的含水率测定方法主要包括干燥法、速效含水率仪法、原位含水率测定法等。
1. 干燥法。
干燥法是指将一定质量的土样在一定温度下干燥至恒定质量，然后测定土样的质量差异，计算含水率的方法。
这种方法操作简单，适用范围广，但需要较长的时间。
2. 速效含水率仪法。
各种土样的最大干密度和最佳含水率大致在什么范围
各类土样的最大干密度和最佳含水率大致
在什么规模
一.采取不合的击实办法,其所对应的最大干密度和最佳含水率是有必定差别的,一般而言,重型比轻型击实实验所获得的最大干密度,平均进步约9.9%,而最佳含水量平均下降约 3.5%（绝对值）.即击实功效愈大,土的最佳含水量愈小,而最大干密度及强度愈高.别的,采取重型击实尺度后,土基压实度至少可增长6%,而处理事后的土层强度可以进步32%以上.
二.一般情形下,采取轻型击实尺度时,土的最佳含水量对于黏性土约相当于塑限的含水量;对于非黏性土则约相当于液限含水量的0.65倍.
具体规模值如下：
1.砂土：最佳含水量（按重量计）％为：8～12;最大密度（kN／m3）为：1.8～1.88.
2.亚砂土：最佳含水量（按重量计）％为：9～15;最大密实度（kN／m3）为：1.85～2.08.
3.粉土：最佳含水量（按重量计）％为：16～22;最大密实度（kN ／m3）为：1.61～1.8.
4.亚粉土：最佳含水量（按重量计）％为：12～20;最大密实度（kN／m3）为：1.67～1.9
5.
5.黏土：最佳含水量（按重量计）％为：15～25及以上;最大密实度（kN／m3）为：1.58～1.7.
注：当采取重型击及时,其最大密实度平均要进步10%,最佳含水量约削减3.5%（绝对值）.
表2-1 土的渗入渗出系数参考值
土的渗入渗出系数参考表2-5。
土的干密度、压实度、含水率计算
创作时间：贰零贰壹年柒月贰叁拾日
土的干密度、湿密度、含水率、最大干密度、压实系数之邯郸勺丸创作
1、实际含水率计算公式：称湿土，记录数据，然后把土样烘干，记录数据。
湿土质量-干土质量的=水质量，水质量/干土质量*100%=含水率。
2、实际湿密度计算公式：环刀与土总质量-环刀质量=环刀内湿土质量，湿土质量/环刀内体积=湿土密度。
环刀体积计算方法：要用尺子丈量环刀内径及内高，底面圆的面积*环刀高=环刀内体积。
3、实际干密度计算公式：干密度=湿密度/(1+含水率)。
4、压实度计算公式：压实度=实际干密度/该土样最大干密度*100% 该土样最大干密度是试验室通过对该土样进行击实试验得出的。
要想求压实度，首先要做该土样的击实试验。
否则，想知道压实情况如何，就只能规定一个最小干密度，小于该最小干密度，为压实分歧格。
创作时间：贰零贰壹年柒月贰叁拾日。
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wsat
(%)
w d
1 Gs
100%
wsat ——土的饱和含水率，%；
Gs ——土粒比重；
w ——水的容重，kN/m3；
d ——土的干容重，kN/m3
二 影响击实特性的因素
• 1．含水率的影响 • 2．不同土种类的影响 • 3．击实功能的影响
1 含水率的影响
• 含水率低于最优含水率时（称偏干 状态），土的击实干容重随含水率 增加而增大，达到最优含水率时， 填土的干容重就达到最大值。
击实仪
• 含水率与干容重的关系曲线--这种
反映土的击实特性的曲线，称为击 实曲线，又称为含水率-干容重曲线
击实曲线
最优含水率：
在一定的压实 机械功能作用 下，土最易于 被压实，并能 达到最大密实 度时含水率 wop ，相应的 干容重为最大 干容重 d max
右上侧为饱和线，它表明土在饱和状态时 （Sr=100%） 含水率与干容重的关系，此线 根据下述 关系（按饱和时土 中各项的关系推出） 绘制
• 粗粒料是粒径大于0.075mm的颗粒含 量超过50%的土
• 粗粒料填土具有下列一些特性：颗粒较 粗，多呈单粒结构，易于压实，一般透 水性强、压缩性低、强度高、性质稳定， 是良好的填方材料
一 无粘性粗粒土的击实特性
• 定义：砂、砾石、堆石（包括石碴），其小于 0.075mm的颗粒含量不大于15%（如按粒径小于 0.074mm为准，则其颗粒含量不应大于15%）， 且能自由排水的无粘性土
二 压缩性
• 试验表明，当试样的干容 重一样时，偏湿击实土的 压缩性要比偏干的大
因此，须确定填土受水饱 和时不会产生附加压缩的 下限含水率，以便施工时 对填土的含水率进行控制
粘性击实土的试验结果
三 抗剪强度和应力应变特性
• 填土具有扰动的超固结粘性土的抗剪强度特性
四 抗拉强度 高土石坝中，粘性土防渗体（心墙）发生抗拉强度 裂缝 ----土体的抗拉性能
最大拉伸性能 拉应力和拉应变的关系反映。
其中以抗拉强度值较为稳定可靠
抗拉强度试验方法—单轴拉伸法
• 单轴拉伸试验仪器设备：采用三轴压 缩试验设备，增设施加拉力的装置和 夹具
• 试验时根据要求含水率与干容重进行 击实备样。
• 试样为等截面的圆柱体；试样上下两 端分别与试样帽和不透水板粘牢后放 于压力室底座上，并用夹具、钩拉装 置将试样下端固定并将上端与活塞连 接。以应力（或应变）控制方式对试 样分级加荷，并测读拉伸变形直至试 样被拉断为止
d—s —设计填筑干容重，kN/m3； d max ——标准击实试验的最大干容重，kN/m3
第三节 细粒料的力学性质
• 一 渗透性 • 二 压缩性 • 三 抗剪强度和应力应变特性 • 四 抗拉强度
一 渗透性
• 细粒料填土被击实后，偏 干击实土与偏湿击实土的 结构是不一样的。偏干击 实土的孔隙比较偏湿的大， 其渗透性也大
不同击实功对击实特性的影响
三 细粒料填筑标准的确定 • 土料填筑的压实标准包括干容重和含水率两个不
可分割的的指标。细粒料的填筑含水率，应控制 在最优含水率附近，其上、下限控制在–2%~+3%。 • 细粒填料的填筑质量以如下的压实度衡量
P ds d max
P——压实度，对1、2级或高坝应为98％～100％，3级 中、低坝及3级以下的中坝应为96％～98％；
抗拉强度与含水率、干容重的关系
右图可见，偏干击实粘 土的极限抗拉强度较之 偏湿的大；如使试样含 水率从偏干增大至稍高 于最优含水率，则土的 拉应变会明显增大，也 就是说偏湿击实土虽然 其抗拉强度较偏干的低， 但由于具有较大的塑性， 其拉应变较大，不容易 开裂
某粘土的抗拉应力与应变关系
第四节 粗粒料的击实特性优源自：• 设备与方法都较简单，可以准确确 定抗拉强度值而且成果比较稳定。
缺点：
• 由于受拉变形的绝对值很小，在这 种情况下较难得到受拉变形特性曲 线
粘性土受拉时的强度 和变形特性决定于土 的干容重、含水率、 颗粒组成和矿物成份 等因素。单轴抗拉试 验的结果指出，抗拉 强度随着土料的干容 重增大、含水率降低 而增加
• 含水率高于最优含水率时（称偏湿 状态），土的干容重随含水率增多 而减小。
2 不同土种类 的影响
• 粗粒含量较多 的土，其最大 干容重较高而 最优含水率较 小。
各种土的击实曲线 1、2、3－粗粒；4、5－细粒
3 击实功能的影响
• 增大击实功，可使土的 最优含水率变小，最大 干容重增加。但干容重 的增大并不与击实功增 大成正比。且当土偏湿 时，由于孔隙压力的出 现，更使击实功的增密 效果减小，故企图单纯 用增大击实功以提高干 容重效果并不好。
第二节 细粒料的击实特性
一 击实试验
1 试验使用的主要仪器——击实仪 2 试验步骤：
（1） 把某一含水率的试样分三层放入击 实筒内，每放一层，用击锤打击 一定次数，将土分层击实至满筒 后，测定击实后的含水率和湿容 重 ，便可算出土的干容重
（2） 以同样方法对数个不同的初始（试 验前）含水率的试样进行试验， 得出数个击实后的含水率与干容 重，绘制含水率与干容重的关系 曲线
（一）砂砾石的压实标准
相对密度指标表示其所处的密实状态 （详见第二章）
（二）堆石（包括石渣）的压实特性
• 1．影响堆石压实的因素
（1）母岩性质、级配与细粒含量 （2）压实功 （3）含水率的影响 • 2．堆石压实标准的确定
目前，一般碾压堆石的压实标准主要根据前人的经验采用 压实参数控制，即碾重10t，铺土厚度1～2m，碾压4~6遍， 加水量20%～25%等作为填筑标准，其压实平均干容重达 到20.0～22.0kN/m3；对于重要工程或高坝还要进行现场 碾压试验来修正
第七章 填土的力学性质
第一节 概述
• 人类很早就使用土修筑道路、堤坝和 作为某些建筑物（如挡土墙、地下室） 周围的回填料。这种用土料填筑而成的 土体称为填土或填方。
• 填土常用的研究方法： 1 是用击实仪进行室内击实试验 2 是在现场用碾压机具进行碾压试验
• 本章首先从不同土类出发介绍室 内击实试验，以确定填土的击实 特性（主要是含水率与干容重之 间的关系）；然后对含水率和干 容重下击实制备的试样研究其物 理力学特性，从而为工程设计提 供合理的计算参数。