土力学实验指导书

实验指导书

2013-2014 学年第1 学期

学院建筑学院

教研室土木工程教研室

课程名称土力学与地基基础

授课班级土木工程

主讲教师

职称

2013年9月

实验须知

1．实验不得无故缺席，否则取消期未考试资格；

2．实验前认真做好预习，明确实验目的和原理，了解实验内容和步骤，以及注意事项；

3．实验过程中必须服从指导教师的指导，严格遵守安全及设备操作规章制度；

4．损坏设备、仪器根据情节轻重按学校规定进行全部或部分赔偿；

5．在实验过程中认真记录好实验数据，实验完毕后，实验数据及结果经指导教师认可并签字后方能离开实验室；

6．实验报告格式在本指导书后；交实验报告时同时还必须附上指导教师签字的实验数据及结果。

目录

试验一液、塑限试验 (1)

试验二土的压缩试验 (5)

试验三击实试验 (8)

试验四土的直接剪切试验 (11)

试验五三轴剪切试验 (14)

试验一液、塑限试验

——液、塑限联合测定法

学时：2学时

一、目的

细粒土由于含水率不同，分别处于流动状态，可塑状态、半固体状态和固体状态。液限是细粒土呈可塑状态的上限含水率，塑限是细粒土呈可塑状态的下限含水率。本试验是测定细粒土的液限和塑限含水率，用作计算土的塑性指标和液性指数，以划分土的工程类别和确定土的状态。

二、试验方法

1、含水率：采用烘干法测定。将土在105℃～110℃下烘至恒量，所失去的水质量与干土质量的比值，即为土的含水率，用百分比表示。

2、液、塑限：采用液、塑限联合测定法测定。用光电式液限、塑限联合测定仪（见图1-1）测定土在三种不同含水率时的圆锥入土深度，在双对数坐标纸上绘成圆锥入土深度与含水率的关系直线。在直线上查得圆锥入土深度为17mm（水利规范、土工试验方法国标GB/T50123－1999）或10mm（建筑地基基础设计规范）处相应含水率为液限，入土深度为2mm处的相应含水率为塑限。

三、仪器设备

1、光电式液限、塑限联合测定仪（图1－1），由装有透明光学微分尺的圆锥仪、电磁铁、显示屏、控制开关和试样杯组成。圆锥质量76克，锥角30度，光学微分尺精确分度为0.1mm。试样杯：内径不小于40mm，杯高不小于30mm。

2、天平，称量200g，最小分度值0.01g。

3、其它：烘箱、铝盒、调土刀、刮土刀、蒸馏水滴瓶、凡士林等。

图1-1 液限、塑限联合测定

仪

四、试验步骤

1、本次试验原则上应采用天然含水率的土样进行，也允许用风干土制备土样，土样过0.5mm 筛后，喷洒配制一定含水率的土样，然后装入密闭玻璃广口瓶内，润湿一昼夜备用（土样制备工作实验室已预先做好）。

2、将已制备好的土样取出，放在搪瓷碗中加水或电吹风吹干并调匀后，密实地装入试样杯中（土中不能有孔洞），高出试样杯口的余土，用刮土刀刮平，随即将试样杯放在升降底座上。

3、接通电源，按下“开”按钮，把装有透明光学微分尺的圆锥仪，在锥体上抹以薄层凡士林，使电磁铁吸稳固锥仪。并使光学微分尺垂直于光轴（可从屏幕上观察，刻度线清晰，并在屏幕居中位置）。

4、调节零点，使读数屏幕上的零线与光学微分尺影像零线重合，按下“手”（即手动）按钮，使仪器处于备用状态。

5、转动升降座，待试样杯上升到土面刚好与圆锥仪锥尖接触时，“接触”蓝灯亮，按“放”按钮，圆锥仪自由下落，历时5秒，当音响讯号自动发出声响时，立即从读数屏幕上读出圆锥仪下沉深度。

6、把升降座降下，细心取出试样杯，剔除锥尖处含有凡士林的土，取出锥体附近的试样不少于10g 放入称量铝盒内，称量得质量m1，并记下盒号，测定含水率。

7、将称量过的铝盒，放入烘箱；在105℃～110℃的温度下烘至恒量，取出土样盒放入玻璃干燥皿内冷却，称干土的质量m2。

8、重复2～7条的步骤，测试另二种含水率土样的圆锥入土深度和含水率（圆锥入土深度宜为3～4mm ，7～9mm ，15～17mm ）。

五、成果整理

1、含水率计算

%1000

22

1⨯--=

m m m m ω

式中：ω——圆锥入土任意深度下试样的含水率，%，计算至0.1%； m1——湿土样及称量盒质量，g ； m2——烘干后土样及称量盒质量，g ； m0——称量盒质量，g ； 2、塑限和液限确定 以含水率为横坐标，以圆锥入土深度为纵坐标在双对数坐标纸上绘制含水率与相应的圆锥入土深度关系曲线，如图1-2所示。三点应在一根直线上，如图中A 线。如果三点不在同一直线上，通过高含水率的一点与其余两点连两根直线，在圆锥入土深工为2mm 处查得相应的两个含水率，如果两个含水率的差值小于2%，用该两含水率的平均值的点与高含水率的测点作直线，如图1-2中的B 线，若两个含水率差值等于、大于2%，则应补点或重做试验。

在含水率与圆锥下沉深度的关系图上查得下沉深度为17mm 对应的含水率为液限，查得下沉深度为10mm 对应的含水率为10mm 液限，查得下沉深度为2mm 对应的含水率为塑限。

3、塑性指数计算

P L P I ωω-=

式中：P I ——塑性指数，精确至0.1；

L ω——液限（%）； P ω——塑限（%）。 4、液性指数计算

P

P

L I I ωω-=

式中：L I ——液性指数，精确至0.01；

0ω——天然含水率（%）。

5、试验记录

试验记录格式见试验记录表。

六、注意事项

1、在接通电源，把装有光学微分尺的圆锥仪提起与电磁铁调试对中时，切勿先按“吸”按钮，因为电磁铁吸住圆锥仪后，在左右、前后移动圆锥仪对准电磁铁正中很困难，应该先按“放”按钮，使圆锥仪能自由移动，在对中后，再按“吸”按钮，把圆锥仪吸住。

2、当试样在三只搪瓷碗（或盘）内配制三种不同含水率的状态时，可分别将试样集中拨到碗边，利用不带光学微分尺的圆锥仪上的四条刻线初步估测入土深度，以便估计试样的湿度配制是否适当。

3、对于含水率接近塑限（即圆锥入土深度稍大于2mm ）的试样，由于含水率较低，用调土刀不易调拌均匀，须用手反复将试样揉捏均匀，才能保证试验成果的正确性。