土工实验指导书2

土工试验指导书

长春工程学院

岩土工程测试实验室

2010.11.18

目录

实验一含水率试验（烘干法）

实验二密度试验（环刀法）

实验三土粒密度（比重）试验

实验四土的液限、塑限试验

实验五土的固结试验（快速法）实验六土的直接剪切试验（快剪）实验七土的击实试验

实验一 含水率试验（烘干法）

１. 基本原理

土的含水量是试样在105 ~ 110 0C 下烘至恒量时失去的水质量和干土质量的比值，用百分比表示。含水量是土的基本物理性指标之一，它是计算土的干密度，孔隙比，饱和度等的必要指标，亦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量的方法有多种。主要有烘干法，酒精燃烧法，砂土炒干法等。但能确定质量，操作简便又能符合含水量定义的试验方法仍以烘干法为主。

２. 适用范围

本试验方法适用于粘性土、砂性土和有机质土类。

３. 仪器设备

(1). 烘箱：可采用电热烘箱或温度能保持100 ~105 0

C 的其它能源烘箱，也可用红外线烘箱。 (2). 天平：称量200g ；感量0.01g 。 (3). 其它：，干燥器，称量盒等。

４. 操作步骤

（１）.取具有代表性试样，粘性土为１５~ 20 g ，砂性土，有机质土为 50 g ，放入称量盒内，盖上盒盖，称湿土质量，精确至0.01g 。

（２）.打开盒盖，将称量盒置于烘箱内，在100 ~ 105 0C 恒温下烘干。烘干时间对粘性土不得少于８h ，对砂性土不得少于６h 。对含有机质超过 ５％ 的土，应将温度控制在65~70 0Ｃ的恒温下烘干。

（３）.将称量盒从烘箱中取出，盖上盒盖，放入干燥容器内冷却至室温，称干土质量，精确至0.01g 。

５. 成果整理

(1).试样的含水量，应按下式计算，精确至0.1%

式中W 0―土的含水量 ％； m 0―试样湿质量（ g ）； m d ――试样干质量（ g ）。

(2).含水量试验应进行两次平行测定，两次测定的差值，当含水量小于40％ 时不得大于 １％ ；大于40％时不得大于２％ 。取两次测值的平均值。 (3).记录格式见表 1－1

100

)1(

00

⨯-=m

m w

d

６.注意事项

(1).试验规定烘干湿度为105 ~110 0C，这是因为：①取决于土的水理性质；②目前国外一些重要土工试验标准，烘干湿度在100 ~ 115 0C之间，而多数以105 ~ 115 0C 为标准，故本试验采用105 ~ 110 0C 。

(2).试样烘至恒量所需的时间与土的类别及取土数量有关。本试验规定土量为15 ~ 30 g 对砂性土宜烘6 ~8 h ，粘性土宜烘8~10 h。砂性土、砾质土因持水性差，颗粒大小相差悬殊，水分变化大，所以试验应多取一些，本试验规定取50g 。对有机质含量超过５％的土，因土质不均匀，采用烘干法时，除注明有机质含量外，亦应取50g 。

(3).含有机质土在100 ~ 105 0C湿度下经长时间烘干后，有机质特别是腐植酸会在烘干过程中逐渐分解而不断损失，使测得的含水量比实际的含水量大，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，规定在６５~７０0Ｃ的恒温下进行烘干。

(4).进行含水量试验时，常因试样代表性不足，而使测定结果失支实际意义，因此选取土样时需细心拌和均匀。此外，含水量试样应根据试验目的和要求选取。若为了了解全土层综合而概略的天然含水量，可沿土剖面竖向切取土样，如是配合压缩，抗剪强度，渗透试验，应在切取试样环刀的上下两面选取土样。

(5).烘干的试样应先冷却再称质量，一是避免因天平受热不均影响精度，二是防止热土吸收空气中的水分。为此，试样应放在装有干燥剂（如氯化钙）的缸内冷却，缸口涂以凡士林，与外界空气隔绝，试样在干燥缸内冷却至室温，即可称质量。

７.思考题

（１）为什么粘性土烘的时间要长？

（２）当土中有机质含量高时，为什么测得的含水量比实际的含水量要大？如何减少误差？

实验二 密度试验（环刀法）

１. 基本原理

土的单位体积质量为土的密度。在天然含水量情况下的密度称为天然密度。测定密度的目的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。

测定土的密度的方法有很多，主要有环刀法，蜡封法，灌水法，灌砂法等，它们适用于不同的土质情况，下面分别作一介绍。

２. 适用范围

本试验方法适用于粘性土，是最常用的实验室方法。

３. 仪器设备

①.环刀：内径为61.8±0.15mm 和 79.8±0.15mm 高度为20±0.016mm 。 ②.天平：称量500g ；感量0.1g ； ③.其他：修土刀，钢丝锯，凡士林等。

4. 操作步骤

①按工程需要取原状土或制配所需状态的拢动土，整平两端，将环刀内壁涂一薄层凡士林，刀口向下放在上。

②用修土刀（或钢丝锯）将上部削成略大于环刀直径的土柱，然后将环刀垂直下压，边压边削至土样伸出环刀上部为止。削去两端余土，使与环刀口面齐平，并用剩余土样测定含水量。

③擦净环刀外壁，称环刀与土盒质量m 1 ,准确至0.1g 。

④ 本试验须进行二次平行测定，其0.03g/cm 3

。求其算术平均值。

５.成果整理

１.按下列公式计算密度 V

m m 2

1-=

ρ

式中：ρ－湿密度，g/cm 3； 1m －环刀与土样之质量，g ； 2m －环刀的质量，g ； V －土的体积，cm 3。 计算准至0.01g/ cm 3

。 ２. 记录格式见表1—2