试验报告

目录

实验一

土的三项基本物理性指标的测定 (11)

实验二

界限含水量实验（液限含水量、塑限含水量的测定） (21)

实验三

土的压缩实验 (30)

实验四

土的直接剪切实验 (37)

实验一 土的三项基本物理性指标的测定（指导

书）

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；

ρ

w1——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

1

1ds w s

s w s V m ρρ

ρ==

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⨯=

s

w

m 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：%1000

22

1⨯--=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

V

m =

ρ 测定密度的目的是为了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，将实测密度值乘以换算系数即可。

测定土的密度一般用“环刀法”，用一个圆环刀放在削平的原状土样面上，徐徐削去环刀外围的土，边削边压，使保持天然状态的土样压满环刀内，称得环刀内土样得质量，求得它与环刀容积之比值即为其密度。计算公式为：

V

m m 2

1-=

ρ 式中： ρ——土的天然密度 g /cm 3

m 1——环刀与土盒质量 g m 2——环刀质量g V ——环刀体积cm 3

土单位体积中固体颗粒部分的质量，称为土的干密度ρd ，即

V

m d

d =

ρ 测定土的天然密度ρ后，可换算土的干密度ρd ，可按公式：

ω

ρρ+=

1d 式中： ρ——土的天然密度 g /cm 3

ρd ——土的干密度 g /cm 3 W ——土的含水量

三、实验的仪器

1．红外线烘干设备——烘箱（温度 105℃）

2．环刀，内径为61.8±0.15mm 或79.8±0.15mm ，高度为20±0.016mm 3．铝盒：盒盖和盒身皆刻有号码，实验时务必对号 4．天平：感量0.01g

5．其他： 切土刀、修土刀、钢丝锯、凡士林等。

四、实验的内容和步骤

（一） 土的含水量实验

1．从密度实验切下的土样中取有代表性的土样15~30g ，放入铝盒之中，并用刀切碎（以利烘干），立即盖上盒盖，以防水分蒸发。 2．至感量0.01g 的天平上称盒加湿土质量m 1 3．称完后，打开铝盒盖，拿到烘箱中烘烤40分钟。

4．然后，取出铝盒，盖上盒盖,放入干燥容器内冷却至室温，称盒加干土质量m2精确至0.01g。

（二）土的密度实验

1．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，刃口向下放在土样上。

2．修土刀（或钢丝锯）将土样上部削成略大于环刀直径的土柱。

3．然后将环刀垂直下压，边压边削至土样伸出环刀上部为止。削去两端多余土，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m1 ,准确至0.1g。

五、预习要求

本实验是关于土的基本物理指标测定方法的实验，首先要明确该实验的重要性。做实验以前，应先认真学习教材和实验指导书，完成实验预习报告。

六、实验要求

实验均须进行两次平行测定，其平行差值要求：土的含水量实验不得大于1％，土的密度实验不得大于0.03g/cm3。

七、实验记录与报告

完成实验记录和实验报告。

A、含水量实验记录

实验者：姓名___________学号_______________班级____________ 实验日期：_________年_____月_____日

B

实验者：姓名___________学号_______________班级____________ 实验日期：_________年_____月_____日

八、思考题

1．土的三个基本物理性指标指哪几个指标？为什么称它们为基本物理指标？

2．测定土的含水量的关键是取得哪两个数据？

3．测定土的含水量时，为什么要求烘干温度须达１０５℃左右？

4．何为土的天然密度？

5．土的密度有哪几种？