土力学试验教学指导书
土力学实验指导书

实验一 土的三项基本物理性指标的测定一、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;ρw1——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,11ds w ss w s V m ρρρ==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⨯=swm 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:%1000221⨯--=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Vm =ρ 测定密度的目的是为了了解土体内部结构的密实情况。
土力学实验指导书教材

实验一 土的三项基本物理性指标的测定一、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;ρw1——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⨯=swm m ω 11ds w ss w s V m ρρρ==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:%1000221⨯--=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Vm=ρ 测定密度的目的是为了了解土体内部结构的密实情况。
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土力学试验指导书试验一天然含水量试验 (2)试验二密度试验 (4)试验三颗粒大小分析试验(筛分法) (6)试验四液塑限试验 (9)试验五击实试验 (12)试验六渗透试验 (16)试验一 天然含水量试验一、试验要求与说明土的含水量是在温度100~105C 0下烘干到恒重时所损失的水分总量与达到恒重后干土重的比值,并以百分数来表示。
在实验室内通常采用烘干法测定土的含水量,烘干法为标准方法。
在野外简易快速测定含水量,控制施工质量时,还可采用酒精烧灼法,炒干法。
此方法适用于有机物含量不超过干土重量的5%的土。
若有机物含量在5%~10%之间,仍允许采用本法进行,但在记录中需注明有机物含量。
土样烘干到恒重的时间因土的性质和多少不同而异。
一般土重30克左右时砂土约需1~2小时,壤土及砂壤土约需6~8小时,粘土约需10小时。
二、试验设备1.烘箱:温度保持100~105C 0。
2.天平:感量0.01克。
3.干燥器、称量盒、削土刀等。
三、试验步骤1.选取有代表性的土样15克以上(砂土应多取),放入重量为0g 的称量盒内,注意盒盖与盒底的号码是否一致,称量准确至0.01克,立即盖好盒盖,称出湿土加盒重1g 。
2.打开盒盖,并将盖套在盒底下,放入烘箱,在温度100~105C 0下烘干至恒重。
3.将烘干后的试样取出,放入干燥器内冷却。
4.从干燥器内取出土样盒,立即盖好盒盖,称出干土加盒重2g ,准确到0.01克。
5.计算出土的含水量ω,计算准确到0.1%。
%1000221⨯--=g g g g ω6.本试验需进行两次测定,去两次结果的算术平均值,以百分数表示,其平行差值以含水量不同,不得大于下列规定值。
上述试验方法为标准法,除此之外,还有微波炉干燥法,红外线烘干法等,他们之间的差别主要是烘干设备的不同。
学生在教学试验时可选用微波炉干燥法,烘干土样的时间只有15分钟。
四、试验记录含水量试验试验组别:试验人员:试验日期:指导教师:五、思考题1.为什么以100~105C0作为烘干土样的恒温标准?烘干称重前必须先令其冷却,为什么?2.在含水量测定时如何选取具有代表性的试样?试验二 密度试验一、试验要求与说明土样密度是土的单位体积质量,本试验时用环刀法测定土的密度。
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实验一土工参数测试综合试验(一)、土样制备1.概述土样的制备是获得正确的试验成果的前提,为保证试验成果的可靠性以及试验数据的可比性,应严格按照规程要求的程序进行制备。
土样制备可分为原状土和扰动土的制备。
本试验主要讲扰动土的制备。
扰动土的制备程序则主要包括取样、风干、碾散、过筛、制备等程序,这些程序步骤的正确与否,都会直接影响到试验成果的可靠性,土样的制备都融合在今后的每个试验项目中。
2.仪器设备孔径0.5mm、2mm和5mm的筛;天平;击样器;切土刀;橡皮板;木锤;烘箱;喷水设备等。
3.扰动土样制备步骤(1)将扰动土样进行土样描述,如颜色、气味、夹杂物和土类及均匀程度等,如有需要,将扰动土样拌和均匀,取代表性土样测定其含水量。
(2)将土样风干或烘干,然后将风干或烘干土样放在橡皮板上用木碾碾散,但应注意不得将土颗粒破碎。
(3)将分散后的土样根据各试验项目的要求过筛。
对于物理性试验如液限、塑限等试验,过0.5mm筛;对于力学性试验土样,过2mm筛;对于击实试验、比重试验(比重瓶法),过5mm筛。
(4)为配制一定含水量的试样,根据不同的试验要求,取足够过筛的风干土样,按下面的公式计算加水量,把土样平铺于不吸水的盘内,用喷水壶喷洒预计的加水量,并充分拌和均匀,然后装入容器内盖紧,润湿一昼夜备用。
(5)测定润湿后土样不同位置的含水量(至少二个以上),要求差值不大于±1%。
(6)按下式计算干土质量:m s=m/(1+0.01w h)式中:m s ——干土质量(g);m ——风干土质量(g);w h ——风干含水量(%)。
(7)根据试样所要求的含水量,按式计算制备试样所需的加水量:m w= 0.01(w-w h).m s式中:m w ——土样所需加水质量(g);m s ——干土质量(g);w ——制备试样所要求的含水量(%);w h ——风干含水量(%)。
(8)根据试验所要求的干密度按下式计算制备试样所需的风干含水率时的总土质量:m=(1+0.01w h) .ρd.V式中:m——制备试样所需的风干含水量时的总土质量;ρd ——制备试样所要求的干密度(g/cm3);V ——试样体积(cm3);w h ——风干含水量(%)。
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土力学实验指导书实验一:液限及塑限试验一、实验目的与要求通过该试验使学生掌握液、塑限的测定方法,对土的性质有一定的感性认识,能够用塑性指数和液性指数给粘性土定名、判断土的状态。
二、实验类型该实验属于验证型三、实验原理及说明同一种粘性土随含水量的不同,分别处于固态、半固态、可塑状态及流动状态,其界限含水量分别为缩限、塑限和液限。
根据土的液限、塑限和天然含水率可求出粘性土的塑性指数和液性指数,它对粘性土的分类及工程性质的评价有重要意义。
四、实验仪器五、实验内容和步骤(一)液限试验1.取风干土样300g左右,研碎并过0.5mm筛,将土样放进皿中加水,调成糊状。
用湿布盖好湿润约一昼夜。
2.视土样干湿程度将湿润约一昼夜土样加少量的水(在未加水前须留出50g的土样作塑限),充分搅拌均匀,取少量调好的土放在调土刀上,把圆锥擦净,在锥尖涂薄凡士林一层,把圆锥放在土上,当锥尖与土面恰好接触时,轻轻放手,使锥在自重作用下沉入土中,图1锥式液限仪如锥的沉入深度不及或超过10mm刻度,说明皿中的土稍干或稍湿,相应地决定是否要加水或不加水或继续搅拌(注意每次用锥试验土的液限时,需去掉粘有凡士林的土),反复试验,当锥尖沉入深度接近刻度时,再将土装入杯中进行正式试验。
3.将试好的土样,分层装入杯中,边装边压,勿使土样内存有孔与气泡,用调土刀将杯中土沿杯口刮平。
4.取圆锥放在土上使锥尖位于试杯土样表面中心,把锥徐徐放下,锥尖与土面恰好接触时,轻轻放手,让锥自由沉入土中,经过10秒后,观察锥体沉入深度。
5.在10秒后沉入深度小于刻度或大于刻度时,均需把土样从杯中取出(注意应把凡士林油的部分除去)放回皿中,加水继续调拌或不加水调拌,按步骤3、4重新试验,当锥的入土深度恰好为10mm 时,取出锥体并把有凡士林油的土样部分去掉,从锥孔周围取约10g 土样,测定它的含水量。
6.重复5的步骤,两次试验结果的平均误差不得超过2%。
(二)塑限试验1.将土样用手掌搓成椭圆球状,放在毛玻璃板上滚搓,滚搓时用手掌施以微弱而均匀的压力,土条的长度不应超过手掌宽度,不允许土条产生中空现象。
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土力学试验指导书学院:班级:学生学号:学生姓名:指导教师:云南农业大学水利学院实验一流限、塑限试验一、流限的测定土的流性界限(简称流限)是土从塑性状态进行流性状态时的临界含水量。
测定粘性土的流性界限,是为了区别土的种类,供计算塑性指数(I P)、液性指数(I L)。
粘性土分类及计算地基容许承载力之用。
下述方法适用于有机质含量小于5%的土。
1、主要仪器设备(1)锥式流限仪(锥体总重为76克±0.2克,锥体顶角30°,高25毫米,在10毫米处有一环形刻度;)(2)天平(感重0.01克);(3)称量盒、烘箱等。
2、试验步骤(1)取天然湿度的土样(土中若含有较多大于0.5毫米的颗粒及夹杂物时,应将其风干研磨过0.5毫米筛)加洁净水调成糊状。
(2)如土含水量较小或采用风干土进行试验,在加水调匀后用湿布覆盖静置约12小时方可进行试验。
(3)将配好的试样分层填入流限仪的试杯中(填装时勿使土内有气泡)。
用调土刀将多杂土刮去,使其与杯口齐平,土面光滑平整不应有张开裂缝出现;在刮之余土时不得用刀在土面上反复涂。
(4)将流限仪锥体涂一薄层凡士林,放在试样之中心,使锥尖与试样表顼接触,然后松升手指使锥体在其自重下沉入土中。
(5)锥体经约5秒钟沉入试样中深度力10毫米时,证明已达流限(W L )。
(6)从锥体附近取一份10克左右之试样放入称量盒测其含水量。
(7)同一土样做平行试验取其算术平均值。
3、成果整理%100W W W W W 0221⨯--=式中:1W 、2W 、0W 同前。
4、注意的问题(1) 将锥体放在土面上时应避免冲击,以免影响结果。
(2) 一般土拌合后经放置半小时即可进行试验。
(3) 亚砂土试验力求快速装入流限仪中,以防止土壤表面液化。
二、塑跟的测定土的塑限界限(简称塑限)是土从固体状态进行塑性状态时的临界含水量,测定粘性土的望限,足为了区别土的种类。
供计算塑性指数(I P ),液性指数(I L )。
《土力学》试验指导书

《土力学》试验指导书重庆交心二00八年七月目录前言 (2)实验一土工参数测试综合试验 (3)(一)、土样制备 (3)(二)、含水量试验 (4)(三)、密度试验 (5)(四)、比重试验 (6)(五)、固结试验 (7)(六)、直接剪切试验 (9)实验二颗粒分析试验 (12)实验三液限和塑限试验 (14)3.1搓条法及平衡锥法 (14)3.2液限塑限联合测定法 (16)实验四滲透试验 (18)实验五载荷试验 (20)实验六击实试验 (22)实验七三轴试验 (23)前言本试验指导书适用于土木工程、港口航道与海岸工程、水利水电等专业的本科生、研究生使用。
本试验是《土力学》课程的重要实践教学环节。
该试验指导书包括以下内容:土工参数测试综合试验、颗粒分析试验、液限和塑限试验、滲透试验、击实试验、载荷试验、三轴试验等试验项目,通过上述试验可以让学生熟悉各种仪器设备在试验项目中的使用方法,锻炼学生的试验基本技能,掌握试验内容和试验的基本方法,培养学生的动手能力及综合分析问题和解决问题的能力,使学生知道为什么要做这些试验,试验参数在工程设计和施工中如何应用,为今后的实际工程设计、施工和研究工作奠定了坚实的基础。
本指导书主要依据中华人民共和国行业标准《公路土工试验规程》JTJ051-93和JTGE40-2007,中华人民共和国国家标准《岩土工程勘察规范》GB50021-2001、中华人民共和国行业标准《公路工程地质勘察规范》JTJ 064-98等国家和行业标准,并结合工程实践经验及教材特点编制而成。
由于编者水平有限,若有不当之处,请批评指正。
二00八年七月实验一土工参数测试综合试验(一)、土样制备1.概述土样的制备是获得正确的试验成果的前提,为保证试验成果的可靠性以及试验数据的可比性,应严格按照规程要求的程序进行制备。
土样制备可分为原状土和扰动土的制备。
本试验主要讲扰动土的制备。
扰动土的制备程序则主要包括取样、风干、碾散、过筛、制备等程序,这些程序步骤的正确与否,都会直接影响到试验成果的可靠性,土样的制备都融合在今后的每个试验项目中。
土力学试验指导书及试验报告解析

《土力学》实验指导及报告书班级姓名学号指导教师华东交通大学土木建筑学院20 年月实验一 含水率实验一、试验目的测定土的含水率: 二、试验方法烘干法,适用于粗粒土、细粒土、有机质土和冻土。
三、本试验所用的主要仪器设备,应符合下列规定:电热烘箱、天平(最小分度值0.01g )、干燥器、铝盒等。
四、试验操作步骤:⒈取代表性试样15~30g,放入铝盒0m ,立即盖上盒盖,称湿土加盒总质量1m ,精确至0.01g 。
⒉打开盒盖,放入烘箱,在105~110℃的恒温下烘干至恒量。
粘土、粉土烘干时间不得少于8h ,砂土烘干时间不得少于6h 。
含有机质超过干土质量5%的土,应将烘箱温度控制在65~70℃。
⒊将烘干后的试样盖好盒盖放入干燥器内冷却至室温,称干土加盒质量2m 。
五、计算含水率:六、要求:⒈计算准确至0.1%;⒉本试验需进行2次平行测定,取其算术平均值,允许平行差值应符合下表规定。
七、实验报告:土样编号 班 组 试验日期 姓 名w%1000221⨯--=m m m m w实验二 密度实验一、试验目的:测定土在天然状态下单位体积的质量,即天然密度(单位:g/cm3)。
二、试验方法:本试验采用环刀法,适用于细粒土。
一般粘性土,宜采用环刀法 三、主要仪器设备:⒈环刀:内径61.8mm 和79.8mm ,高度20m 。
⒉天平:最小分度值为0.01g 。
⒊其他:切土刀,凡士林等。
四、试验操作步骤:⒈确定环刀的容积V 和质量m1(一般已确实)。
⒉取直径和高度略大于环刀的原状土样或制备土样。
⒊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。
将环刀两端余土削去修平(严禁在土面上反复涂抹),然后擦净环刀外壁。
⒋将取好土样的环刀放在天平上称量,记下环刀与湿土的总质量m2。
五、计算土的密度:计算结果准确到0.01六、本试验应进行两次平行测定,两次测定的差值不得大于0.03g/cm 3,取两次测值的平均值。
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土力学试验教学指导书 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN《土力学》学生实验指导书学院:专业:班级:姓名:学号:土木工程防灾减灾实验教学示范中心试验一界限含水率试验1.实验目的和要求界限含水率试验的目的是测定土的液限、塑限,对黏性土进行工程分类,判断土的状态,供设计施工使用。
本实验要求学生掌握液塑限联合测定仪的使用方法,并使用该仪器进行圆锥下沉深度的测试。
能应用双对数坐标系采用作图的方法处理实验数据。
2.实验原理对于同一种黏性土,土粒与土中水相互作用很显著,含水率的变化会产生力学性质的变化。
黏性土随着土中含水率的不同,处于不同的状态。
1911年瑞典科学家阿太堡(Atterberg)将土从液态过渡到固态的过程分为流动状态、可塑状态、半固态、固态,并规定了各个界限含水率,称为阿太堡限度,分别为液限、塑限和缩限。
w表示;土由可塑状土由可塑状态转为流动状态的界限含水率称为液限,用符号Lw表示;土由半固态不断蒸发水分,则态转为半固态的界限含水率称为塑限,用符号p体积逐渐缩小,直到体积不再收缩时,对应的界限含水率称为缩限,即土由半固态转w表示,低于缩限的土样含水率的减少不会引起土体积为固态的界限含水率,用符号s的缩小。
所谓可塑状态,是指黏性土在某个含水率范围内,可用外力塑成任何形状而不产生裂纹,并且当外力移去后,仍能保持既得的形状,土的这种性能称为可塑性。
液限和塑限为可塑状态的上限、下限含水率。
土的界限含水率决定于土的散布程度、颗粒形状、矿物成分以及填充于土的孔隙中的盐类成分和浓度,与土的生成条件有密切关系。
界限含水率均用百分数表示,习惯上不带%符号。
3.仪器设备1)电子天平:称量1000g,感量0.01g;2)烘箱:电热烘箱或温度能保持105℃~110℃的其他能源的烘箱3)液、塑限联合测定仪:光电式4)试杯:内径为40mm,高度30mm5)其他:筛(孔径0.5 mm)、调土刀、调土皿、毛玻璃板、称量盒、研钵(附带橡皮头的研杵或橡皮板、木棒)干燥器、吸管、蒸馏水等。
4.实验方法和操作4.1 土的含水率测定土的含水率是试样在105℃~110℃下烘至恒重时所失去的水质量和干土质量的比值,用百分比表示。
含水率是土的基本物理性质指标之一,它是计算土的干重度、孔隙比、饱和度等必要指标,也是检测土工构筑物施工质量的重要指标。
目前国内外测定含水率的方法有多种。
但能确保质量,操作简便又能符合含水率定义的试验方法仍以烘干法为主。
该方法是室内试验的标准方法,适用于有机质含量不超过干质量5%的土。
采用烘干法测定土样含水率的步骤如下:1)称空的称量盒质量0m 精确至0.01g ;2)取具有代表性试样,粘性土为15~20g ,砂性土、有机土为50g ,放入称量盒内,盖上盒盖,称盒加湿土质量1m ,精确至0.01g 。
3)打开盒盖,将铝盒置入烘箱内,在105℃~110℃的恒温下烘干 。
烘干时间对粘性土不得少于8h ,对于砂性土不得少于6h 。
对于含有机质超过5%的土,应将温度控制在65~70℃的恒温下烘干。
4)将称量盒从烘箱中取出,盖上盒盖,放入干燥器内冷却至室温,称盒加干土质量2m ,精确至 0.01g 。
5)计算含水率: %100)(%1000221⨯--=⨯=m m m m m m w d w (1-1) 式中:w ——土的含水量 (%); w m ——水的质量(g ); d m ――干土样的质量(g )。
1m ——湿试样+盒质量(g );2m ——干试样+盒质量(g );0m ——空盒的质量(g )6)每份土样需进行两次平行测定,取其算术平均值作为该土样的含水率测定值。
两次测定的差值不得大于下列数值:当含水率小于10%时为0.5%,当含水率大于10%小于或等于40%时为1%;当含水率大于40%时为2%。
4.2圆锥法测液限1)土样制备:原则上采用具天然含水率的土样进行测定,当土样含水率较小或因土样中含较多大于0.5mm的颗粒或较多的杂物时,可将土样风干研磨过0.5mm筛的土加蒸馏水调成均匀膏状,用玻璃板覆盖或放在盛水的干湿器中静止一昼夜,使水分浸透土样。
2)将土样用调土刀充分调拌均匀后,分层装入试样杯中,并注意土中不能留有空隙,装满试杯后刮去余土使土样与杯口齐平,并将试样放在底座上。
3)将圆锥仪擦拭干净,并在锥尖上抹一薄层凡士林,两指捏住圆锥仪手柄,保持锥体垂直,当圆锥仪锥尖与试样表面正好接触时,轻轻松手让锥体自由沉入土中。
放锥时要平稳,避免冲击。
4)观察平衡锥下沉,放锥后约经5s,锥体入土深度恰好在10mm的圆锥环状刻度线处,此时土的含水率即为液限。
5)若锥体入土深度超过或小于10mm时,表示试样的含水率高于或低于液限,应该用小刀挖去粘有凡士林的土,然后将试样全部取出,放在橡皮板或毛玻璃板上,根据试样的干、湿情况,适当加纯水或边调边风干重新拌和,然后重复试验。
直到椎体入土深度恰好为10mm为止。
6)取出锥体,用小刀挖去粘有凡士林的土,然后取锥孔附近土样约10~15g,放入称量盒内,测定其含水率,此时测出的含水率即为液限。
4.3 搓条法测塑限塑限是区分粘性土可塑状态与半固体状态的界限含水率,测定土的塑限的试验方法主要是滚搓法。
滚搓法塑限试验就是用手在毛玻璃板上滚搓土条,当土条直径达3mm时产生裂缝并断裂,此时试样的含水率即为塑限。
1)制备土样。
取代表性天然含水率试样或过0.5mm筛的代表性风干试样100g,放在盛土皿中加纯水拌匀,盖上湿布,静置24小时,使水分浸透。
2)捏揉土样。
将制备好的试样在手中揉捏至不粘手,然后将试样捏扁,若出现裂缝,则表示其含水率已接近塑限。
3)用手搓条。
取接近塑限含水率的试样8~10g,先用手捏成手指大小的土团(椭圆形或球形),然后再放在毛玻璃上用手掌轻轻滚搓,滚搓时应以手掌均匀施压于土条上,不得使土条在毛玻璃板上无力滚动,在任何情况下土条不得有空心现象,土条长度不宜大于手掌宽度,在滚搓时不得从手掌下任何一边脱出。
4)当土条搓至3mm直径时,表面产生许多裂缝,并开始断裂,此时试样的含水率即为塑限。
若土条搓至3mm直径时,仍未产生裂缝或断裂,表示试样的含水率高于塑限;或者土条直径在大于3mm时已开始断裂,表示试样的含水率低于塑限,都应重新取样进行试验。
5)取直径3mm且有裂缝的土条3~5g,放入称量盒内,随即盖紧盒盖,测定土条的含水率,此时的含水率即为塑限。
4.4 液塑限联合法测液限和塑限液、塑限联合测定法是根据圆锥仪的圆锥入土深度与其相应的含水率在双对数坐标上具有线性关系的特性来进行的。
利用圆锥质量为76g的液塑限联合测定仪测得土在不同含水率时的圆锥入土深度,并绘制其关系直线图,在图上查得圆锥下沉深度为10mm(或17mm)所对应的含水率即为液限,查得圆锥下沉深度为2mm所对应的含水率即塑限。
该方法原理清晰、步骤简单,能快速测定土的液、塑限。
是目前实验室常用的测定土的液、塑限的方法。
具体步骤如下:1)取有代表性的天然含水率或风干土样进行试验。
如土中含大于0.5mm的颗粒或夹杂物较多时,可采用风干土样,用带橡皮头的研杵研碎或用木棒在橡皮板上压碎土块。
试样必须反复研碎,过筛,直至将可的土块全部通过0.5mm的筛为止。
2)取筛下土样200g左右,分开放入三个盛土皿中,用吸管加入不同数量的蒸馏水或自来水,土样的含水量分别控制在液限、塑限以上和它们的中间状态附近。
用调土刀调匀,盖上湿布,放置18h以上。
3)将制备好的土样充分搅拌均匀,分层装入土样试杯,用力压密,使空气逸出。
对于较干的土样,应先充分搓揉,用调土刀反复压实。
试杯装满后,刮成与杯边齐平。
4)接通电源,调平机身,打开开关,装上锥体。
5)将装好的土样的试杯放在液塑限联合测定仪的升降座上,手推升降座上的拨杆,使试杯上升,土样表面和锥体刚好接触,指示灯亮起,停止转动拨杆,按测试键,同时锥体在自重作用下下沉,经5s 后测读液晶显示器上显示的下沉深度,单位为mm 。
6)改变锥尖与土体接触位置(锥尖两次锥入位置距离不小于1cm ),重复上述步骤,测得锥体下沉深度值,允许误差为0.5mm 。
7)取椎体附近的试样不少于15g 的土样两个,分别放入称量盒内,测定含水率。
8)重复3)至7)步骤,对其它两个含水率的土样进行试验,测椎体的下沉深度和对应土样的含水率。
液塑限联合测定应不少于三点,圆锥下沉深度宜为3~4mm 、7~9mm 、15~17mm 。
9)以含水率为横坐标,圆锥下沉深度为纵坐标,在双对数坐标纸上绘制关系曲线,三点应在一条线上。
当三点不在一条线上时,通过高含水率的点与其余两点连成两条直线,在下沉深度2mm 处查得相应的2个含水率,当2个含水率的差值小于2%时,应以该两点含水率的平均值与高含水率的点连一直线。
当两个含水率的差值大于等于2%时,应重做试验。
10)在含水率与圆锥下沉深度的关系图上查得下沉深度为2mm 所对应的含水率为塑限,查得下沉深度为10mm 所对应的含水率为10mm 液限,查得下沉深度为17mm 所对应的含水率为17mm 液限,取值以百分数表示,准确至0.1%。
11)塑性指数应按下式计算:p L p w w I -= (1-2)式中:p I ——塑性指数; L w ——液限(%); p w ——塑限(%)。
12)液性指数L I 应按下式计算:pL p L w w w w I --=(1-3) 式中:L I ——液性指数,计算至0.01; w ——天然含水率(%);5.注意事项1)含水率试验规定温度为105~110℃,这是因为一方面取决于土的水理性质,另一方面参考国内外土工试验标准,多数以105~110℃为其烘干温度。
2)在进行含水率试验时,烘干后的试样应冷却后再称重,防止天平受热后影响称量精度,严重时会损坏天平,另外,还可以防止热土吸收空气中的水分。
3)含有机质土在高温下经长时间烘干后,有机质特别是腐殖酸会在烘干过程中逐渐分解而不断损失,使测得的含水率比实际的含水率大,土中有机质含量越高误差就越大。
故本试验对有机质含量超过5%的土,并规定在65~70℃的恒温下进行烘干。
4)在界限含水率试验中,若使土变干些,只可在空气中晾干或用吹风机吹干,为加速水分蒸发,可以用调土刀搅拌或用手搓揉,绝不能加干土或用烈火烘烤。
试验二 直接剪切试验1.实验目的和要求直接剪切试验是测定土的抗剪强度的一种方法。
通常采用在同样深度取得的同一试样桶中的4个试样为一组,分别在不同的垂直压力p 下,施加水平剪力T 进行剪切,求破坏时的剪应力τ,然后根据库伦定律确定土的抗剪强度参数内摩擦角ϕ和黏聚力c 。
该试验属于综合性试验,涉及库仑定律的验证、土的抗剪强度指标的测定等内容,是所有岩土工程必做的试验项目。