土力学实验指导书
《土力学》试验指导与报告书
《土力学》试验指导与报告书试验目录试验一颗粒分析试验试验二含水率试验试验三界限含水率试验试验四固结试验试验五直剪试验试验六击实试验试验一土的颗粒分析试验（筛分法）颗粒分析试验方法可分为筛分析法和静水沉降分析法，静水沉降分析法又有比重计法、移液管法。
工程上对地基土检测时，对于粒径大于0.075mm小于60mm的土，采用筛分析法；对于粒径小于0.075mm的土，采用静水沉降分析法（密度计法）；对于混合类土，则联合使用筛分析法与密度计法。
一．试验原理筛分析法是测定土的粒度成分的最简单的一种方法。
其原理是将土样通过逐级减小孔径的一组标准筛子，对于通过某一筛孔的土粒，可以认为其粒径恒小于该筛的孔径，反之，遗留在筛上的颗粒，可以认为其粒径恒大于该筛的孔径。
这样即可把土样的大小颗粒按筛孔大小加以分组，并分别计算出各级粒组占总质量的百分数，再根据所占百分数进行归并和分类。
二．适用范围本试验适用于粒径大于0.075mm小于60mm的土。
三．仪器设备1.标准筛：粗筛（圆孔）：孔径为60mm、40mm、20mm、10mm，5mm、2mm；细筛：孔径为2.0mm、1.0mm、0.5mm、0.25mm、0.075mm。
2.天平：称量5000g，感量5g；称量1000g ,感量1g；称量200g，感量0.2g。
3.摇筛机（带震动、拍打功能）。
4.其他：烘箱、筛刷、烧杯、木碾、研钵等。
四．试样将土样风干，使其土中水分蒸发。
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：1.小于2mm 颗粒的土100～300g；2.最大粒径小于10mm 的土300～900g；3.最大粒径小于20mm 的土1000～2000g；4.最大粒径小于40mm 的土2000～4000g；5.最大粒径大于40mm 的土4000g 以上。
五．试验步骤（一）对于无凝聚性的土1.按规定称取试样，将试样分批过2mm 筛。
2.将大于2mm 的试样按从大到小的次序，通过大于2mm 的各级粗筛，并将留在筛上的土分别称量。
土力学试验指导书
土力学试验指导书学院：班级：学生学号：学生姓名：指导教师：云南农业大学水利水电与建筑学院实验一流限、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。
土木工程 土力学试验指导书
土力学试验指导书适用2013级土木工程专业土木工程与建筑系试验一 土的物理性质实验一、实验目的通过测定土样的含水量ω、密度ρ、相对密度d s ，确定土的三相比例指标； 二、实验要求1 由实验室提供一组扰动土样，要求学生测定该土样的含水量、密度和土的相对密度；2根据实验结果要求学生确定该土的孔隙比e 、孔隙率n 、饱和度S r 、干土密度ρd 、和饱和密度ρsat等物理指标；项目一、含水量实验（烘干法）土的含水量w 是指土在105～110℃的温度下烘至恒量时所失去的水分质量和达恒重后干土质量的比值，以百分数表示。
本实验采用烘干法，此法为实验室内实验的标准方法。
一、仪器设备（1） 电热烘箱：温度能保持在105～110℃。
（2） 天平：称量200g ，感量0.01g ； （3） 其它：干燥器、称量盒等。
二、操作步骤1．取一个称量盒并记录盒号，然后用天平称取盒的质量m 0。
2．从土样中选取具有代表性的试样，粘性土为15—30g,砂性土、有机质土和整体状构造冻土为 50g,放入称好质量的称量盒内，立即盖上盒盖，称盒加湿土的总质量m 1。
3．揭开盒盖，将试样和盒一起放入烘干箱内，在105～110℃恒温下烘至恒重。
试样烘至恒重的时间，粘性土不得少于8h ，砂性土不得少于6h 。
含有机质超过5%的土需在65～70℃的恒温下进行烘干。
4．按规定时间烘干后，取出称量盒，立即盖好盒盖，置于干燥器内冷却至室温后，称取盒和干土的质量m 2。
5．本实验称量应准确至0.01克。
三、成果整理按下式计算试样的含水量（精确至0.1%）%1000221⨯=--m m mm ω式中：ω—含水量（％），准确至0.1%；m 1—称量盒与湿土质量，克；m 2—称量盒与干土质量，克；m 0—称量盒质量，克。
四、实验记录五、注意事项1、试验时打开土样应立即进行测定，以免改变土样中的水份散失，影响实验结果。
2、本试验需进行2次平行测定，并取两个含水量测值的算术平均值，允许平行差值应符合下表规定。
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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。
《土力学》实验指导书
目录一、密度试验 (1)二、含水量试验 (3)三、液限试验 (5)四、塑限试验 (8)五、压缩试验 (10)六、抗剪强度试验 (15)七、击实试验 (21)1一、 密度试验土的密度是指土的单位体积的质量。
（一）试验目的测定土的密度，以了解土的疏密和干湿状态，供换算土的其它物理性质指标和工程设计，以及控制施工质量之用。
这里指的密度是湿密度ρ，其它还有干密度ρ'、饱和密度sat ρ等。
（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）环刀法密度试验1、仪器设备(1)环刀（内径6.18cm ，面积30cm 2，高20mm ，壁厚1.5mm ）； (2)天平（感量为0.1g ，称量为500~1000g ）； (3)其他：修土刀，钢丝锯，凡士林等。
2、操作步骤(1)按工程需要取原状土或人工制备所需要状态的扰动土样，其直径和高度大于环刀尺寸，修平两端放在玻璃板上。
(2)称量环刀质量。
(3)在环刀内壁涂一薄层凡士林油，并将其刃口向下放在试样上。
(4)用修土刀削去部分环刀外缘土样，并将环刀垂直下压，边压边修，至土样上端伸出环刀为止。
(5)用修土刀仔细削平两端余土，注意刮平时不得使土样扰动或压密。
(6)擦净环刀外壁，称量环刀加土的质量，准确至0.1g 。
3、计算按下式计算土的密度：Vm m m V m 00)(-+==ρ 式中：ρ——土的密度，（g/cm 3）；0m ——环刀质量，（g ）；2)(0m m ——环刀加土的质量，（g ）； V ——环刀容积，（cm 3）。
计算至0.01g/cm 3，同一土样，需进行两次平行测定，取其算术平均值，平行差不得大于0.03g/cm 3。
4、试验记录密度试验 (环刀法)工程编号： 试验者： 钻孔编号： 计算者：5、思考题(1)若两次测定的值有较大误差，试分析其原因。
(2)测定土密度还有其它什么方法？适用于什么情况？3二、含水量试验土的含水量（率）是土在105~110℃下烘到恒重时所失去的水分质量与达到恒量的干土质量的比值，以百分数表示。
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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目录实验一土的含水率实验实验二土的密度实验实验三土的颗粒大小分析实验实验四土壤液限、塑限联合实验实验一土的含水率实验土样编号：实验者：实验方法：计算者：实验日期：实验成绩：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1O5—11O o 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1O5—11O o 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将数值瓦填入表1中。
3、打开盒盖，放入烘箱中在温度1O5—11O o 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—7O o 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，将数僮2填入表1中。
六、计算含水率w=(g 1-&)/(2-年)>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。
试验记录及计算七、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。
八、思考题1、测定含水率的目的是什么？2、测定含水率常见的有哪几种方法？3、土样含水率在工程中有何价值？实验二土的密度实验土样编号：实验者：实验方法：计算者：试验日期：实验成绩：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。
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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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土力学实验指导书浙江科技学院建筑工程学院2004年5月学时：2学时 一、目的要求：测定土在天然状态下单位体积的质量。
二、试验方法适用范围 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、仪器设备符合规定要求的环刀，精度为0.01g 的天平，其他：切土刀，凡士林等。
四、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。
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。
（4）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m 2五、数据记录与计算1、数据记录密度试验记录表（环刀法）2、计算土的密度：按下式计算 Vm m V m 12_==ρ 要求：密度试验应进行2次平行测定，两次测定的差值不得大于0.03g/cm 3,取两次试验结果的平均值。
学时：2学时 一、目的要求：土的含水率是土在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为土的天然含水率。
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、仪器设备烘箱：采用电热烘箱；天平：称量200g,分度值0.01g ；其他：干燥器，称量盒。
四、试验操作步骤（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。
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、含水率试验（烘干法）（一）试验目的测定土的含水率，以了解土的含水情况，是计算土的孔隙比、液性指数、饱和度和其它物理力学性质不可缺少的一个基本指标。
（二）试验原理含水率反映土的状态，含水率的变化将使土的一系列物理力学性质指标随之而异。
这种影响表现在各个方面，如反映在土的稠度方面，使土成为坚硬的、可塑的或流动的；反映在土内水分的饱和程度方面，使土成为稍湿、很湿或饱和的；反映在土的力学性质方面，能使土的结构强度增加或减小，紧密或疏松，构成压缩性及稳定性的变化。
测定含水率的方法有烘干法、酒精燃烧法、炒干法、微波法等等。
（三）仪器设备1 •烘箱：采用温度能保持在105〜110C的电热烘箱。
2. 天平：称量500g，分度值O.OIg。
3. 其它：干燥器、称量盒等。
（四）操作步骤1. 湿土称量：选取具有代表性的试样15〜20g ,放入盒内，立即盖好盒盖，称出盒与湿土的总质量。
2. 烘干冷却：打开盒盖，放入烘箱内，在温度105〜110C下烘干至恒重后，将试样取出，盖好盒盖放入干燥器内冷却，称出盒与干土质量。
烘干时间随土质不同而定，对粘质土不少于8h;砂类土不少于6h。
（五）试验注意事项1. 刚刚烘干的土样要等冷却后才称重；2. 称重时精确至小数点后二位。
（六）计算公式按下式计算土的含水率：--100% = m1 _ m2100%m s m2 - m°式中：3 —含水率，计算至0.1%m。
一盒质量，g;m1—盒加湿土质量，g;m2—盒加干土质量，g;m1 —m2—土中水质量，g;m1 —m。
一干土质量，g含水率试验需进行二次平行试验，其平行差值不得大于2%，取其算术平均值。
（七）试验记录（见附表3—1）含水率试验记录表（烘干法）附表3- 1试验者吴煌峰校核者黄国怡试验日期2003年3月20日二、密度试验（环刀法）（一）试验目的测定土的湿密度，以了解土的疏密和干湿状态，供换算土的其它物理性质指标和工程设计以及控制施工质量之用。
（二）试验原理土的湿密度'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。
环刀法是采用一定体积环刀切取土样并称土质量的方法，环刀内土的质量与体积之比即为土的密度。
密度试验方法有环刀法、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。
（三）仪器设备1. 环刀：内径6〜8cm，高2〜3cm。
2. 天平：称量500g，分度值O.OIg。
3. 其它：切土刀、钢丝锯、凡士林等。
（四）操作步骤1. 量测环刀：取出环刀，称出环刀的质量，并涂一薄层凡士林。
2. 切取土样：将环刀的刀口向下放在土样上，然后用切土刀将土样削成略大于环刀直径的土柱，将环刀垂直下压，边压边削使土样上端伸出环刀为止，然后将环刀两端的余土削平。
3. 土样称量：擦净环刀外壁，称出环刀和土的质量。
（五）试验注意事项1. 称取环刀前，把土样削平并擦净环刀外壁；2. 如果使用电子天平称重则必须预热，称重时精确至小数点后二位。
（六）计算公式按下列计算土的湿密度：门m m - m 2i '= ----------------V V式中：P —密度，计算至0.01g/cm3;m—湿土质量，g;m i—环刀加湿土质量，g;m2—环刀质量，g;3V—环刀体积，cm 。
密度试验需进行二次平行测定，其平行差值不得大于0.03g/cm3，取其算术平均值。
（七）试验记录（见附表2—1）密度试验记录表（环刀法）附表2- 1100%、液限、塑限联合测定法（一） 试验目的测定粘性土的液限3 L 和塑限3 P ，并由此计算塑性指数 I p 、液性指数I I ,进行粘性土 的定名及判别粘性土的软硬程度。
（二） 试验原理液限、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 17mm 所对应得含水率即为液限，查得圆锥下沉深度为2mm 所对应的含水率即为塑限。
（三） 试验设备1 •液塑限联合测定仪：如附图 5 - 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、干燥器等。
（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。
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） 试验注意事项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：式中符号意义与含水率试验相同。
'100%m smi l -m 2 m 2「m 02. 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,100%三点连一直线（如附图 5一 2中的A 线）。
当三点不在一直线上，可通过高含水率的一点与 另两点连成两条直线，在圆锥下沉深度为 2mm 处查得相应的含水率。
当两个含水率的差值 > 2 %时，应重做试验。
当两个含水率的差值 <2 %时，用这两个含水率的平均值与高含水率 的点连成一条直线（如附图 5 — 2中的B 线）。
3•在圆锥下沉深度与含水率的关系图上，查得下沉深度为 液限；查得下沉深度为 2mm 所对应的含水率为塑限。
/ 1/74r/fTir 」/A线B 线T H4—零线调节螺钉；5—反光镜调节螺钉；6—屏幕 7 —机壳；8—物镜调节螺钉；9 —电池装置；10 — 光源调节螺钉；11—光源装置；12—圆锥仪；13 — 升降台；14—水平泡；15—盛土杯附图5-2圆锥入土深度与含水率关系图17mm 所对应的含水率为 附图5—1光电式液塑限仪结构示意图 1—水平调节螺丝；2—控制开关；3 —指示灯; 80 100含水率（％）20 O 98 7 6 5 4 3 2bM度深沉下锥圆（七）试验记录（见附表5—1）液限、塑限联合试验记录表附表5—1工程名称珠江堤岸试验者黄国怡试样编号16 计算者吴煌峰试验日期2003.5.22 校核者陈炳崇四、固结试验（快速法）（一）试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，以便计算土的单位沉降量S1＞压缩系数a v和压缩模量E s等。
（二）试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，试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：如附图8- 1所示，试样面积30cm2,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：取削下的余土测定含水率,需要时对试样进行饱和。
（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（在教学试验中,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、300、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0.005 mm 认为稳定（教学试验可另行假定稳定时间）。
测记压缩稳定读数后,施加第二级荷重。
依次逐级加荷至试验结束。
4）试验结束后迅速拆除仪器各部件,取出试样,必要时测定试验后的含水率。
（五）试验注意事项1 .首先装好试样,再安装量表。
在装量表的过程中, 小指针需调至整数位,大指针调至零,量表杆头要有一定的伸缩范围, 固定在量表架上。
2.加荷时,应按顺序加砝码；试验中不要震动实验台,以免指针产生移动。
（六）计算及制图1 •按下式计算试样的初始孔隙比:e =G s ”,1• •1加压 历时压力 P量表 读数仪器 变形量入试样 变形量单位 沉降量S孔隙比 e i(h )(kPa ) (mm ) (mm ) (mm )弘 hi /h o0 00 0 0 0 1.02 1500.9660.0400.926 0.0463 0.93 1 100 1.358 0.050 1.308 0.0654 0.89 1 2001.948 0.062 1.886 0.0943 0.83 1 4002.6400.0742.5640.12820.76起始咼度 h o =20.0mm校核者陈炳崇2 •下式计算各级荷重下压缩稳定后的孔隙比 e 二 e 。
一 1 e 。
h o 式中：G s —土粒比重；p w —水的密度，g/cm 3; 3。
一试样起始含水率，％； p 。
一试样起始密度，g/cm3； h i —在某一荷重下试样 压缩稳定后的总变形量，其值等于该荷重 下压缩稳定后的量表读数减去仪器变形量（ h o —试样起始高度，即环刀高度（3 •绘制压缩曲线以孔隙比e 为纵坐标，压力 图8-2所示。
并求出压缩系数mm )； mm )。
（七）试验记录（见附表p 为横坐标，绘制孔隙比与压力的关系曲线，如附 a v 与压缩模量E s 。
8— 1）固结试验记录表（快速法） 附表8— 1工程名称沙湾 土样编号 38土样面积 30cm 2 试验者吴煌峰 起始孔隙比 e o =1.02计算者 黄国怡1-水槽；2 —护环；3 —环刀；4 —加压上盖；5 —透水石；6 —量表导杆；7 —量表架；8 —试样附图8—2e 〜p 关系曲线试验日期 2003.8.12五、直接剪切试验（快剪法）（一）试验目的直接剪切试验是测定土的抗剪强度的一种常用方法。