土力学实验指导书

土力学实验指导书淮海工学院土木工程学院

实验一含水率实验

一、实验目的

测定土的含水量，了解土的含水情况，是计算土的孔隙比、液性指数和其他物理力学性质不可缺少的一个基本指标。适用范围：粗粒土、细粒土、有机质土和冻土。

二、试验方法

烘干法、酒精燃烧法、炒干法。本试验用烘干法。

三、试验原理

土的含水量是土在温度105～110O C下烘干到恒重时失去的水分质量与达到恒重后干土质量的比值，以百分数表示。

四、试验设备

烘箱：保持温度105～110O C的自动控制的电热烘箱、电子分析天平、铝制秤量盒、削土刀等。

五、操作步骤

1、先秤量好带有编号的盒盖、盒身的两个铝盒，分别记录重量数值g0并填入表1中。

2、从原状或扰动土样中，选取具有代表性的试样约15～30g或用切环刀土样时余下的试样；对有机质土、砂类土和整体状构造冻土取样为50g左右，放在秤量盒内，立即盖好盒盖，称盒盖、盒身及湿土的重量，准确至0.01g，将数值g1填入表1中。

3、打开盒盖，放入烘箱中在温度105～110O C下烘至恒重，烘干时间对粘性土、粉土不得少于8h,对砂土不得少于6h，对含有机质超过干土质量5%的土应将温度控制在65～70O C的恒温下烘至恒重。取出土样，盖好盒盖，秤重并记录干土及铝盒的重量，将数值g2填入表1中。

六、计算含水率

W=(g1-g2)/(g2-g0)×100%

其中W—含水率g0——铝盒重量，单位为g。

g1——铝盒加湿土的重量，单位为g。g2——铝盒加干土的重量，单位为g。

七、注意事项：

本试验必须对两个试样进行平行测定，测定的差值：当含水率小于40%时为1%；当含水率等于、大于40%时为2%。取两个侧值的平均值，以百分数表示。

实验二 密度实验

一、试验目的：

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，将实测湿密度值根据含水率换算成干密度即可。

二、试验方法：

环刀法、蜡封法、灌水法它们适用于不同的土质情况。环刀法适用于粘性土，是实验室的常用方法。

三、试验原理：

土的单位体积质量称为土的密度。在天然含水量情况下的密度称为天然密度。 V M =ρ

四、试验仪器设备：

环刀（内径61.8mm ，高20m 三m ，面积30cm3）、天平、修土刀、凡士林等。

五、操作步骤：

1、调整天平平衡，称量环刀质量，并填入表1中。

2、按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，刀口向下放在土样上。

3、修土刀将土样上部削成略大于环刀直径的土柱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，准确至0.1g 。

5、本实验需进行二次平行测定，其平行差值不得不大于0.03g/cm3，求其算术平均值。

六、密度计算整理：

按下列公式计算湿密度和干密度Ｍ

V

M V M M ==

-21ρ 式中ρ—湿密度g/cm 3 ρd —干密度g/cm 3

Ｍ1—环刀及土的质量(g) Ｍ2—环刀的质量(g ) Ｍ—湿土的质量(g) v —环刀的体积g/cm3 W ——含水率%

试验三 土的液限、塑限联合实验

%

1w d +=ρρ%1w d +=ρρ

一、实验目的及仪器特点

光电式联合液塑仪，是用来测定土壤的液限和塑限，为划分土类、计算天然稠度和塑性指标提供可靠的数据。该仪器采用数字显示等技术，能自动定时、测量、显示。具有性能稳定、数据可靠、测量精度高、读数直观、清晰、操作简单方便、工作效率高等特点。该仪器备有100克和76克两种锥重标准。本次试验用100克锥重标准。

二、主要技术指标

最大量程：22mm 分辨率：0.1mm

测量非线形误差：小于 2％接触指示灵敏度：大于10M

锥重：大锥尖100克（±0.1克）锥尖100克（±0.1克）

锥角：300±0.20 测量时间：5s

三、试验原理

联合试验是用100g圆锥仪测定在5s时间内的土样不同含水量与圆锥下沉深度的对应值,绘制双对数关系直线，从直线上查的下沉深度相应含水量即为液限和塑限含水率值。它与手工操作相比，精确度高，人为影响小。

四、仪器设备原理

该仪器由机械和电子两大部分组成。机械部分由机壳、升降座、锥体三部分组成。电子部分由控制电路、位移变换、音响定时显示等电路组成。

所用附属物品盛土杯：内径40mm，高30mm，天平，烘箱，铝盒及调土刀。

五、操作步骤

1、调整天平平衡，称量铝制称量盒3个，将重量m0填入表1中

2、取筛过的土样200克分成三份，分别放入三个盛土容器中。加不同水量拌合成不同稠度的试样，置于试杯中，多次插导排除气泡。

3、将仪器放置在平面工作台上，调整水平螺旋脚，使水泡聚中。

4、将仪器的电源插头插好，打开电源开关，预热5分钟。测量前用手轻轻托起锥体至限位处。此时显示屏上的数字为随机数（有时出数字，有时出红点，测量时会自动消除）。

5、本次试验选用100克的圆锥仪。

6、将调好的土样放入试杯中，刮平表面，放到仪器的升降面上，这时缓缓地调节升降旋钮，当试杯中的土样刚接触锥尖时，接触指示灯立即发亮，此时停止旋动，然后按“测量”键。

7、测量：按下“测量”键，锥体落下，与此同时，时间音响发出哆！哆······的声音。当测量时间一到，叫声停止，此时显示屏上显示出5秒钟的入土深度值，第一次测量下沉深度约为3～4mm，记录该读数填入表中，然后将试样杯中的试样取10克左右，称量湿土加铝