土力学剪切实验实验报告

土力学实验报告

直剪实验

一、实验目的

测量试样的抗剪强度指标：内摩擦角与粘聚力。

二、实验原理

利用应变控制式直剪仪，分别测出在不同荷载作用下，土体发生剪切所需要的切应力，将所得结果描点连线，所得直线即为试样的抗剪强度包线。抗剪强度包线的斜率与其与纵轴的截距即分别为内摩擦角的正切值与粘聚力。

三、仪器简介

应变控制式直剪仪，其中环刀，内径61.8mm，高20mm.。位移量测设备，百分表和传感器，百分表量程应为10mm，分度值0.01mm，传感器的精度应为零级。秒表。四、操作步骤

（1）试样制备.

（2）对准剪切容器上下盒,插入固定销,在下盒内放透水石和滤纸,将带有试样的环刀刃向上,对准剪切盒口,在试样上放滤纸和透水石,将试样小心地推入剪切盒内.

（3）移动转动装置,使上盒前端钢珠刚好与测力计接触,依次加上传压板,加压框架,安装垂直位移量测装置,测记初始读数.

（4）利用1.275kg，2.55kg，3.825kg，5.1kg砝码，使垂直压力分别为100、200、

300、400kPa 。

（5）垂直压力施加后，拔出固定销，立即开动秒表，以0.8mm/min 的剪切速度进行。 （6）当测力计百分表读数不变或者后退时，记下破坏值。当剪切过程中测力计百分表读数无峰值时，则剪切至剪切位移达6mm 时停止。

（7）剪切结束，吸掉盒内积水，退去剪切力和垂直压力，移动压力框架，取出试样，测定试样含水率。

五、数据整理

（1） 按下式计算每一试样的抗剪强度

100

⨯⋅=

A R

c τ 式中：1、

τ--相应于某一垂直压力的抗剪强度(kPa) 2、C —试验温度下的量力环应力

系数（kPa/0.01mm ）3、R —剪切时量力环中百分表的最大读数（0.01mm ）4、A 0—试样的初始断面积（cm 2）

（2） 作抗剪强度与垂直压力的关系图

以抗剪强度为纵坐标，垂直压力为横坐标，绘制抗剪强度与垂直压力关系曲线。 （3）快剪试验记录

（4）绘图

表一：快剪实验记录

图一：试样抗剪强度包线

塑限测定实验

一、实验目的

测量试样的塑限。

二、实验原理

通过滚搓法，当土条搓至3mm，表面产生许多裂缝并开始断裂时，此时试样的含水率即为塑限。

三、操作步骤

（1）试样制备。取试样50g,加适量水搅。

（2）取接近塑限含水率的试样一小块，先用手搓成椭圆形，然后再放在白纸上用手掌轻轻滚搓。

（3）滚搓至土条直径约为3mm，且表面产生许多裂缝并开始断裂时，此时试样的含水率即为塑限。

（4）测量3个已编号的空盒质量

（5）取3组合格断裂的土条3~5g ，分别放入3组已编号的盒内，随即盖紧盒盖。 （6）称量3组盒与湿土试样总质量，并进行记录。 （7）将3组试样放入烘箱内进行烘干。 （8）称量烘干后土与盒总质量，并进行记录。

四、数据整理

（1）计算

公式

按式计算塑限： （2）数据计算：如下表所示

表二：塑限试样数据记录表

液限测定

实验

一、实验目的

测量试样液限

二、实验原理

粘性土随着含水量变化，其物理状态和力学性质发生明显的变化。重塑土处于液态时在自重作用下不能保持其形状，发生类似于液体的流动；土体处于可塑状态，在重力作用下能保持形状，在外力作用下将发生塑性变形而不断裂，外力消失后能保持外力消失前一时刻的形状而不变，有一定的抗剪强度。通过给予试样一个小的外力，测定在一定时间内变形达到规定值时的含水量。塑限试验利用土体处于可塑时，在外力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）时发生断裂底特点，在试验时给予一定外力，将试样变形达到规定刚好出现裂缝时所对应的含水量作为塑限含水量。即土从可

塑状态转到半固定状态的界限含水率称为塑限；土从流动状态转到可塑状态的界

限含水率称为液限

三、操作步骤

（1）取过0. 5mm筛的土样（天然含水率的土样或风干土样均可）约100g，放在调土皿中，按需要加纯水，用调土刀反复拌匀。

（2）取一部分试样，平铺于土碟的前半部。铺土时应防止试样中混入气泡。用调土刀将试样面修平，使最厚处为10mm，多余试样放回调土皿中。以蜗形轮为中心，用划刀自后至前沿土碟中央将试样划成槽缝清晰的两半（如图4所示）。为避免槽缝边扯裂或试样在土碟中滑动，允许从前至后，再从后至前多划几次，将槽逐步加深，以代替一次划槽，最后一次从后至前的划槽能明显的接触碟底，但应尽量减少划槽的次数。

（3）以每秒2转的速率转动摇柄F，使土碟反复起落，坠击于底座G上，数记击数，直至试样两边在槽底的合拢长度为13mm为止（如图5所示），记录击数，并在槽户的两侧采取试样10g左右，测定其含水率。

（4）将土碟中的剩余试样移至调土皿中，再加水彻底拌和均匀，按前面三个步骤操作规定至少再做2次试验。这2次土的稠度应使合拢长度为13mml 时所需的击落数在15-35次之间（25次以上及以下各1次）。然后测定各击次下试样的相应含水率。

四、数据整理

（1）计算公式

按以下公式计算各击次下合拢时试样的相应含水率：

Wn=(m n/m d-1)×100 （1-1）式中：Wn —n击下试样的含水率，%

m n —n击下试样的质量，g

m d —试样的干土质量，g （2）实验记录

试样编号击数N盒号

湿土质量

m n（g）

干土质量

m d（g）

含水率w（%）

液限

W L(%) 130K24

5-2

11.1229.41618.11818.118

216K24

6-2

9.6357.95221.16421.164

325K23

3-3

12.38210.31320.06220.062（3）实验结果

根据试验结果，以含水率为纵坐标，以次在对数横坐标上，绘制曲线（如附图）。查得曲线上击数25次所对应的含水率.即为该试样的液限。

表三：碟式液限实验记录表

图二：含水率与击数关系曲线