土力学界限含水率试验(实验二)讲解
界限含水率测定土工试验报告书
土工实验报告学院：姓名（学号）：实验内容：界限含水率测定实验日期：指导老师：（一）试验目的与要求掌握光电液、塑限联合测定仪测定界限含水率的方法，测定细粒土的塑、液限，划分土类、计算塑性指数，供设计、施工使用。
各含水率测定按照SL237-003-1999《含水率试验》的烘干法进行。
（二）试验原理液限是土由可塑状态过渡到流动状态的界限含水量，而塑限是土从塑性状态转变成半固体状态的界限含水量。
土随含水量由小变大，分别由固体状态向半固体状态，可塑状态和流动状态过度，而抗剪强度亦由大逐渐变小。
把一定重量的圆锥体放入土中，由于土的抗剪强度，圆锥体在自重作用下只能下沉一定的深度。
经过反复试验，用圆锥体测定不同含水量的下沉深度，证明在双对数坐标上含水量与下沉深度成线性关系。
（三）引用标准GB/T15406-94《土工仪器的基本参数及通用技术条件》第一篇：室内土工仪器。
SL113-95《光电式液塑限联合测定仪校验方法》。
SL237-003-1999《含水率试验》。
SL237-004-1999《密度试验》。
（四）适用范围本实验适用于粒径小于0.5mm及有机质含量不大于总质量5%的土。
（五）主要仪器设备1. 光电液、塑限联合测定仪，如下图：2. 天平：称量200g，感量0.01g。
（六）实验步骤1. 试样制备（1）采用天然含水量试样或风干试样，当试样中含有粒径大于0.5mm的土粒和杂物时，过0.5mm筛。
（2）取0.5筛下的代表性试样20g，分成三份，放入盛土皿中，加不同数量的水，制成不同稠度的的试样。
三个试样的含水量尽量分别接近于液限、塑限和二者之间的中间状态，将试样调匀，用保鲜膜包裹，湿润过夜。
2. 将制备的样品搅拌均匀，填入试样杯中，对较干的试样应充分搓揉，密实地填入试样杯中（分三层压实），填满后用刮刀刮平表面。
3. 调节联合测定仪的调平底脚螺丝，使水平气泡在圆心位置。
4. 将试样杯放在联合测定仪的升降座上，在圆锥上涂一层凡士林，接通电源，使电磁铁吸住圆锥体。
界限含水率试验3页
界限含水率试验3页界限含水率试验（Liquid Limit Test）是土工测试中常用的一种试验方法，在确定土壤的物理和工程性能方面具有重要意义。
实验通常采用Casagrande设备，操作简便可靠，常用于土壤的塑性限度和土工指标的测定。
本文将主要介绍界限含水率试验所需的设备、试验方法、结果分析等。
实验设备1. Casagrande设备：由框架、分析棒、调节螺丝、滑动杆、撞击捣实棒、计时器等组成。
2. 20g可以测量的塑性指数量筒、塑性指数划线器、洗瓶、试管架、玛瑙平面玻璃板等。
实验方法1. 除去土壤中的杂物和减小土壤颗粒的大小后，取约100g的土壤样品，加入约5ml 左右的蒸馏水，在平板上用平滑的平板将土壤与水充分混合均匀，制成一定湿度的泥状土样。
2. 将泥状土样放入Casagrande设备的试验杯中。
打开调节螺丝将分配器调节到初始位置。
用滑动杆调整试验杯高度，使试样与撞击棒轻轻接触。
3. 用撞击捣实棒每次将撞击器下降10mm，并在重力作用下撞击土样。
每次撞击后转动试验杯并用划线器划一道细线于土样的中心线上，如果细线能够同步闭合，则表示细线刚好穿过土样，否则再进行零点调整再次调整。
4. 重复以上步骤，不断增加螺钉的下落高度，以便最终确认土样的塑性极限，当五次中有三次细线能在10mm以上闭合时，可确定该土样的塑性极限作为界限含水量WLL。
5. 测量土样在标准状态下（W=0）与测试结束时的重量，计算出土样的含水量，并可按公式求出有机质含量、塑性限、液限等指标。
实验结果分析1. 界限含水率与土壤类型、物理、化学性质密切相关，表征了土壤的塑性极限。
2. 当所测定的水份比界限含水率高时，土壤呈流态，反之则表现为半液态，土壤的衰减特性较好。
3. 界限含水率可用于确定土壤的压缩系数、稠化特性和动力学特性等土壤组成参数。
4. 界限含水率和液限共同表征了土壤的稠度和液态容限，是土壤工程的重要参数。
综上所述，界限含水率试验是土工工程中重要的试验方法，通过测定土样的含水量和撞击法测定土样的流态特性，有效表征了土壤的物理化学参数，是研究土壤工程性能和工程结构设计中不可或缺的重要方法。
土的界限含水率试验方法
土的界限含水率试验方法一、引言土壤的含水率是指单位质量土壤中所含水分的质量占比，它是土壤工程中一个重要的参数。
准确测定土壤的含水率对于土壤的工程设计和施工至关重要。
本文将介绍一种常用的土的界限含水率试验方法。
二、试验原理土壤的界限含水率试验是通过测定土壤的干重、湿重和水重来计算土壤的含水率。
具体步骤如下：1. 取一定量的土壤样品，并记录其湿重；2. 将土壤样品放入烘箱中加热烘干，直到土壤完全干燥，然后记录其干重；3. 将干燥后的土壤样品放入容器中并加入一定量的水，使其充分浸泡，并记录其湿重；4. 将浸泡后的土壤样品取出，用纸巾等吸干表面水分，然后记录其水重。
三、试验步骤1. 准备工作：a. 准备所需的土壤样品，保证样品的代表性；b. 准备天平、烘箱和容器等试验设备；c. 校准天平的零点。
2. 取样：a. 在待测土壤区域选择合适的取样点，并使用铲子或取土器取得土壤样品；b. 根据试验要求，将土壤样品分成适量的试验容器中。
3. 湿重测定：a. 使用天平，称取试验容器中土壤样品的湿重，并记录下来。
4. 干重测定：a. 将湿重的土壤样品放入预热好的烘箱中，设置适当的温度和烘烤时间；b. 烘烤完全干燥的土壤样品取出，使用天平称重，记录下土壤样品的干重。
5. 加水和湿重测定：a. 将烘干后的土壤样品放入容器中，加入一定量的水，使其充分浸泡；b. 取出浸泡后的土壤样品，用纸巾等吸干表面水分；c. 使用天平称取试验容器中土壤样品的湿重，并记录下来。
6. 计算含水率：a. 根据湿重、干重和水重的数据，计算土壤的含水率；b. 含水率的计算公式为：含水率 = (湿重 - 干重) / (干重 - 水重)。
四、注意事项1. 取样时要保证样品的代表性，避免人为因素对试验结果产生影响；2. 在烘干土壤样品时，要注意控制烘烤的温度和时间，避免过度烘干导致试验结果不准确；3. 在加水浸泡土壤样品时，要保证土壤充分吸水，并在取出后用纸巾等吸干表面水分，以避免因外部水分对试验结果的干扰。
界限含水率试验 ppt课件
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界限含水率试验
土的液限、塑限试验
目的
测定细粒土的液限、塑限，计算塑性指数、给土分类定名， 共设计、施工使用。
仪器设备
①液塑限联合测定仪：圆锥仪、读数显示； ②试样杯200g，分度值0.01g；④其他：烘箱、干燥器、 铝盒、调土刀、孔径0.5mm的筛、凡士林等。
计算与制图
（1）计算含水量
wmms 1*100%
（2）绘制圆锥下沉深度h与 含水量w的关系曲线
①三点连一条直线。
②当三点不在一直线上，通过高 含水量的一点分别与其余两点连 成两条直线，在圆锥下沉深度为 2mm处查得相应的含水量，当两 个含水量的差值小于2%，应以 该两点含水量的平均值与高含水 量的点连成一线。
液限锥式仪
液塑限联合测定仪
操作步骤
（1）当采用天然含水量的土样时，应剔除大于0.5mm的颗粒，然后分别按接 近液限、塑限和二者之间状态制备不同稠度的土膏，静置湿润。静置时间可视 原含水量的大小而定。当采用风干土样时，取过0.5mm筛的代表性土样约200g， 分成3份，分别放入3个盛土皿中，加入不同数量的纯水，使分别接近液限、塑 限和二者中间状态的含水量，调成均匀土膏，然后放入密封的保湿缸中，静置 24小时。 （2）将制备好的土膏用调土刀调拌均匀，密实地填入试样杯中，应使空气逸出。 高出试样杯的余土用刮土刀刮平，随即将试样杯放在仪器底座上。 （3）取圆锥仪，在锥体上涂以薄层凡士林，接通电源，使电磁铁吸稳圆锥仪。 （4）调节屏幕准线，使初读数为零。调节升降座，使圆锥仪锥角接触试样面， 指示灯亮时圆锥在自重下沉入试样内，经5秒后立即测读圆锥下沉深度。 （5）取下试样杯，然后从杯中取10g以上的试样2个，测定含水率。 （6）按（2）-（5）的步骤，测试其余2个试样的圆锥下沉深度和含水率。
界限含水率试验
二、界限含水率实验（液限、塑限联合测定法）（一）实验目的测定粘性土的液限L ω和塑限P ω，并由此计算塑性指数Ip 。
（二）实验原理液限、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 所对应得含水率即为液限，查得圆锥下沉深度2mm 所对应的含水率即为塑限。
（三）实验设备1．液塑限联合测定仪：（如附图1）有电磁吸锥、测读装置、升降支座等，圆锥质量76g ，锥角30°，试样杯等；2．天平：称量200g ，分度值0.01g ；3．其它：调土刀、不锈钢杯、凡士林、称量盒、烘箱等。
（四）操作步骤1．土样制备：当采用风干土样时，取通过0.5mm 筛的代表性土样约200g ，分成三份，分别放入不锈钢杯中，加入不同数量的水，然后按下沉深度约为4～5mm ，9～11mm ，15～17mm 范围制备不同稠度的试样（对于高岭土，含水率分别约为50%，75％，90％）。
2．装土入杯：将制备的试样调拌均匀，填入试样杯中，填满后用刮土刀刮平表面，然后将试样杯放在联合测定仪的升降座上。
3．接通电源：在圆锥仪锥尖上涂抹一薄层凡士林，接通电源，使电磁铁吸住圆锥。
4．测读深度：调整升降座，使锥尖刚好与试样面接触，切断电源使电磁铁失磁，圆锥仪在自重下沉入试样，经5秒钟后测读圆锥下沉深度。
5．测含水率：取出试样杯，测定试样的含水率。
重复以上步骤，测定另两个试样的圆锥下沉深度和含水率。
（五）实验注意事项1．土样分层装杯时，注意土中不能留有空隙。
2．每种含水率设三个测点，取平均值作为这种含水率所对应土的圆锥入土深度，如三点下沉深度相差太大，则必须重新调试土样。
（六）计算公式1．计算各试样的含水率：100wsm m ω=⨯ 式中符号意义与含水率实验相同。
《土力学》试验二界限含水率试验(液塑限联合测定试验)
试验二界限含水率试验（液塑限联合测定试验）土的界限含水量与土的机械组成、矿物成分、活动性、吸附水的表面电荷强度以及颗粒比面积有关，所以根据界限含水量可以反映土的某些物理特性。
一．试验原理用联合测定仪测定土在不同含水量时圆锥入土的深度，根据含水量和对应的入土深度之间的关系在双对数坐标纸上绘出直线。
在直线上查得圆锥入土深度为20mm时的相应含水量为液限Lω—p h曲线，查出塑限时入土深度p h，求出塑限Pω。
ω，然后根据L二．适用范围测定土的液限和塑限是为了划分土类、计算天然稠度、塑性指数、液性指数，以供公路工程设计和施工之用。
本试验适用于粒径不大于0.5mm，有机质含量不大于试样总质量5%的土。
三．仪器设备1．LP-100型液塑限联合测定仪，锥质量100g，锥角30°。
2．盛土杯：直径5cm，深4～5cm。
3．天平：称量200g，感量0.01g。
4．其他：筛（孔径0.5mm），调土刀，调土皿，铝盒，研钵（附带橡皮头的研杵或橡皮板，木碾），烘箱、干燥器，吸管，凡士林，蒸馏水等。
四．试验步骤1．取具有代表性的天然含水量或风干土样进行试验。
土中若含有大于0.5mm的土粒或杂物时，应将风干土用带橡皮头的研杵研碎，过0.5mm筛。
2．取0.5mm筛下的代表性土样200g左右，分开放入三个盛土皿中，加入不同数量的蒸馏水，土样的含水量分别控制在液限（a点）、略大于塑限（c点）和二者的中间状态（b 点）。
用调土刀调匀，盖上湿布，放置18小时以上。
测定a点的锥入深度应为20（±0.2）mm，测定c点的锥入深度时粘性土应控制在5mm以下，而对于砂类土，测定c点的锥入深度可大于5mm。
3．将制备好的土样充分搅拌均匀，分层装入土杯，用力压密使空气逸出。
对于较干的土样，应先充分揉搓，用调土刀反复压实。
试杯装满后，刮成与杯边齐平。
4．在圆锥仪锥尖上涂少许凡士林，将装好土样的试杯放在联合测定仪的升降座上，转动升降旋钮，待锥尖与土样表面刚好接触时停止升降，然后按动落锥开关，测记经过5s锥的入土深度h1。
界限含水率试验液限塑限联合测定法
四、土的压缩实验（一）实验目的测定试样在侧限与轴向排水条件下的压缩变形△ h 和荷载 P 的关系， 以便计算土的压缩系数 a v 、压缩指数 C C 和压缩模量 Es 等压缩性指标。
（二）实验原理土的压缩性主要是由于孔隙体积减少而引起的。
在饱和土中， 水具有流动性， 在外力作用下沿着土中孔隙排出， 从而引起土体积减少而发生压缩， 实验时由于金属环刀及刚性护环所限，土样在压力作用下只能在竖向产生压缩，而不可能产生侧向变形，故称为侧限压缩。
（三）仪器设备1．固结仪：仪器如图 1 所示，仪器结构示意图如图 2 所示。
试样面积30/50cm 2，高 2cm 。
2．量表：量程 10mm ，最小分度 0.01mm 。
3．其它：刮土刀、电子天平、秒表。
（四）操作步骤（ 1）切取试样：用环刀切取原状土样或制备所需状态的扰动土样。
（ 2）测定试样密度和含水量：根据环刀中土样的质量和体积计算初始密度，取削下的余土测定含水率。
（ 3）安放试样：将带有环刀的试样安放在压缩容器的护环内，并在容器内顺次放上底板、湿润的滤纸和透水石各一，然后放入加压导环和传压板。
（ 4）检查设备：检查加压设备是否灵敏，调整杠杆使之水平。
（ 5）安装量表：将装好试样的压缩容器放在加压台的正中，将传压钢珠与加压横梁的凹穴 相连接。
然后装上量表，调节量表杆头使其可伸长的长度不小于 8mm ，并检查量表是否灵活和垂直（在教学实验中，学生应先练习量表读数） 。
（6）施加预压： 为确保压缩仪各部位接触良好，施加 1kPa 的预压荷重， 然后调整量表读数至零处。
（7）加压观测： 1）荷重等级一般为50、 100、200、 400kPa 。
2）如系饱和试样，应在施加第一级荷重后，立即向压缩容器注满水。
如系非饱和试样，需用湿棉纱围住加压盖板四周，避免水分蒸发。
3）压缩稳定标准规定为每级荷重下压缩24 小时，或量表读数每小时变化不大于0.005mm认为稳定（教学实验可另行假定稳定时间） 。
界限含水率试验
液限试验原理和方法
重塑土处于液态时，在自重作用下发生流动，而处于 可塑态时，必须施加外力作用才发生变形。在两种状态的 分界处，土从不能承受外力向能承受一定外力过渡。试验 时，给予试样一个小的外力作用，在一定的时间内，变形 量达到规定值时的含水率叫做液限含水率。规范中给出了 两种液限试验方法：锥式液限仪法和碟式液限仪法，并以 前者为标准方法。
也就是可塑状态的下限含水率；
缩限（Ws）——从半固体状态转变为固体状态的界限含水率, 亦即粘性土随着含水率的减小而体积开始不 变时的含水率。
基本知识
三、塑性指数 塑性指数：液限和塑限之差的百分数值（去掉百分号）。 用Ip表示，取整数。
I p wL wp
基本知识
四、液性指数
w wp wL wp w wp Ip
塑限试验原理和方法
塑限试验利用土体处于可塑态时，在外力作用下产生 任意变形而不发生断裂；土体处于半固态时，当变形达到 一定值（或受力较大）时发生断裂的特点。试验时给予一 定外力，使试样变形达到规定值刚好出现裂缝时所对应的 含水率作为塑限含水率。国标中据此给出了两种试验方法： 搓滚法和液、塑限联合测定仪法，并且以后者为标准。
液塑限联合测定法
操作步骤： 3.取圆锥仪，在锥尖涂以极薄凡士林，接通电源，使磁铁 吸稳圆锥仪；
4.调节屏幕基线，使初始读数于零刻线处。调节升降座，使 圆锥尖刚好接触土面，放开圆锥仪，圆锥仪在自重作用下 插入土中，经过５秒钟后测读圆锥仪下沉深度，取出试样 杯，挖去锥尖入土处有凡士林的土，取锥体附近的试样不 少于10g放入铝盒内测定含水率（取两个铝盒的试样）； 5.重复步骤2、3、4，进行另外两个试样的圆锥入土深度h 和对应含水率ω 的测试；
液限试验原理和方法
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实验操作中，我们要测定的是三个土样分别是 高含水率的土圆锥下沉深度控制在（13-15）mm、 中含水率的土圆锥下沉深度控制在（8-10） mm 、 低含水率的土圆锥下沉深度控制在（3-5） mm时 相对应的含水率。然后根据这三个不同的点来找出 h — ω的关系曲线，从该线上按规定的下沉深度hL （17mm） 、hp（2mm）查找ωL、ωp 。
4、测含水率 落锥深度测定好后，测定该土样的含水率。 （1）取一个铝盒，记下盒号，称出空铝盒的质量。 （2）从试杯中取出15g左右的土装入铝盒，称铝盒与湿土
的质量。 （3）烘干，称铝盒与干土的质量。
换算出含水率
（m空盒加湿土
m干土加空盒） （m干土加空盒
m空盒）
重复以上步骤，做中、低含水率的土落锥深度 及相对应的含水率。
（二）测定锥体下沉深度和对应的含水率
1、调土：取低含水率土样，用调土刀充分搅拌成均匀土 膏。
2、装土：将调好的土膏压入试样杯中，一定要压实填密 不要留有孔隙。填满后用调土刀修平表面，注 意不要反复涂抹。
3、测锥体下沉深度h ： 首先记下显示屏初始读数，降 低支座，将试杯放在支座上，让支座慢慢地上升，直至 锥尖与土样表面相接触，按测量键，锥自由下落，报警 器响，停止后记下显示屏读数，减去初始读数即为锥体 下沉深度。
三、试验设备与材料
液、塑限联合测定仪；试杯；调土杯；调土刀； 铝盒；电烘箱；标准筛（0.5mm孔径）；土；凡士林 ；蒸馏水等。
四、试验步骤
（一）制备土样：本实验取风干土样，首先现场取具
有代表性的土样，风干，碾散，过0.5mm的标准筛，然 后取0.5mm以下的土200g，分成三份，分别放入3个调土 杯中加入适量的纯水，调成高、中、低三个含水率的土膏， 放在密封的保湿缸中静置24小时。
五、数据处理100
（1）以ω为横坐标，h
圆锥下沉深度h(mm)
为纵坐标，绘制h-
ω关系曲线。 10
（2）查出塑限（h为
2mm对应的含水
率）、液限（ h为
17mm对应的含水率1 ）
1
10
100
含水率(%)
100
圆锥下沉深度h(mm)
17
10
h-ω关系线
2
11
1
ω1
10
ωp ω2
ωL
含水率(%)
要求： │ω 1-ω2│＜2% 则：
要求：
L≥10mm
高、中、低含水率的土沉入深度h应在规定区域内。如 不满足要求则加适量水重新调土、装土进行h的测量，直到 满足要求为止，测定一点后另外取两点进行测量，要求三 点两两间距10mm以上，并且两两测得的落锥深度相差在 0.5mm以内，如不满足要求则重复以上步骤，直到满足要 求为止。最后取三者的平均值即为该土样的落锥深度。
p
1 2
1
2
100
注意事项
1、试杯从液塑限仪支座上拿出时要先抬起 锥体以及降低支座，以免锥尖碰到试 杯，损坏锥尖。
2、天平是精密仪器，只能用来称铝盒、 铝盒加湿土的质量，一律不得称其他 的东西。
二、试验原理
采用质量为76克，锥角为30度的圆锥，它在土中的下 沉深度h将随土样含水率的不同而改变，以一定的下沉深 度hL、hp对应的含水率规定为液限（ωL）、塑限（ωp）通 过大量实验发现，下沉深度h与含水率ω在双对数坐标系下 呈线性关系，即有lg(h)=a + b×lg(ω)的函数关系。 因而液、塑限联合测定实验中，
界限含水率测定试验
岩土工程实验室
一、试验目的与意义
体 积
概念：液限ωL是细
v
粒土成可塑状态与
半 固固 态态
可
液态的分界含水率。
塑 液 塑限ωP是细粒土可 塑状态与半固态的
态 态 分界含水率。
ωS
ωP
ωL
含水，计 算塑性指数。
试验意义：划分土类，为土的工程定名提 供依据， 供设计施工使用。