土工试验指导书压缩

篇一：土工实验指导书

土力学试验指导书

1 概述

土工试验包括的内容很多，本讲义主要介绍室内试验的一部分；{建筑地基基础设计规范》gbj7—89规定的试验项目为：

一、粘性土：颗粒分析，天然密度，天然含水率、比重、可塑性及抗剪强度。二、砂土：颗粒分析，天然密度，天然含水率，比重及自然休止角。三、碎石土：必要时可作颗粒分析。对含粘性土较多的碎石土，宜测定天然土的天然含水量和可塑发生。必要时，可作现场大体积密度试验。四、岩石：必要时，应测定饱和状态的无侧限抗压强度。

土木工程，教学大纲规定的试验项目为：天然密度，天然含水量，流塑限试验，压缩试验和抗剪强度试验。

本试验指导书按《土工试验方法标准》编写，试验最后结果为si单位。

2 密度试验

密度试验的目的是测定土的单位体积的质量（称为密度），以便了解土的疏密和干湿状态，供换算土的其他物理力学指标和设计之用。对一般粘牲土，多采用环刀法，即用一定体积的环刀切土，然后称重，得出环刀内土的体积和质量即可算出土的密度。如果土样易碎裂，难以切削，可改用蜡封法。现场条件下，对粗颗粒土，可用灌砂法或灌水法。环刀法 1．仪器设备

（1）环刀，内径61.8mm和79.8mm，高度20mm。（体积分别为60cm3和100cm3）。（2）天平：称量500g，最小分度值0.18或称量200g，最小分度值0.018。（3）其它：修土刀、刮刀、凡士林油等。 2．操作步骤

（1）在环刀内壁涂一层薄薄的凡士林油，并将其刃口向下放在土样上。（2）用修土刀沿环刀外缘将土样削成略大于环刀直径的土柱，然后慢慢将环刀垂直下压，边压边削，到土样伸出环刀为止。

（3）用刮土刀仔细刮平两端余土，注意刮平时不得使土样扰动或压密。

（4）擦净环刀外壁，称量环刀加土的质量，准确至0.01g。（5）按下式计算土的密度

??

? ——土的密度（g/cm3）

?m0?m??m0

v

m0?m——环刀加土的质量（g）

v——环刀体积（cm3） 3．试验记录与计算

测量时，为了减小误差，要求测两次，且两次平行测定的允许值，不得超过0.03g/cm3

密度试验（环刀法）

工程编号：试验者：钻孔编号：计算者：试样说明：校核者：

结果分析：

附：

1．当土样坚硬、易碎或含有粗颗不易修成很规则形状，采用环刀法有困难时，一般采有蜡封法——将要测定密度的土样，称出质量后浸入刚熔化的石蜡中，使试样表面包上一层蜡膜，分别称量蜡加土在空气及水中的质量，已知蜡的密度，通过简单的计算便可求得土的密度。也可采用水银排出法一将土样称量后，压入盛满水银的器皿中，根据排出水银体积便可换算求得土的密度。

2．在野外现场遇到砂或砂卵石不能取原状土样的，一般可采用灌砂法进行现场密度测定—在测定地点挖一小坑，称量挖出来的砂卵石质量，然后将事先率定（知道质量和体积关系）的

风干标准砂轻轻倒入小坑，根据倒入砂的质量可以计算出坑的体积，从而计算出砂卵石的密度。

思考题

1．测定土的密度方法有哪几种，各适用于什么情况?

2．测定密度用的环刀直径和高度比过大过小对密度测定会产生什么影响?

3 含水率试验

土的含水率是指土在100—105℃下烘到质量恒定时所失去的水分质量和达到恒定后干土质量的比值，以百分数表示。在实验室通常用烘干法测定土的含水率——将土样放在烘箱内烘至质量恒定，在野外如无烘箱设备或要求快速测定含水率时，可根据土的性质和工程情况分别采用；红外线灯烘干法；酒精燃烧法；烘干法等。烘箱烘干法

1．仪器设备

（1）烘箱：可采用电热烘箱或温度能保持在是100—105℃的其它能源烘箱。（2）天平：称量100g，最小分度值0.01g。

（3）其它：称量盒、干燥器（内有硅胶或氯化钙作为干燥剂）等。 2．试验步骤

（1）取代表性土样15—30g，放入称量盒内，立即盖好盒盖。（2）放天平上称量，准确至0.01g。（3）揭开盒盖，套在盒底，放入烘箱，在温度100—150℃下烘至质量恒定。（4）将烘干后的土祥和盒从烘箱中取出，盖好盒盖收入干燥器内冷却至室温，称干土质量（准确至0.01g）。

（5）按下式计算含水量

m0?m???m0?ms??w??100%

m0?ms?m0

式中：w——含水率（%） m0——盒质量（g）

（m0+m）——盒加湿土质量（g）（m0+ms）——盒加干土质量（g） 3．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：试样说明：校核者：附：

酒精燃烧法——取代表性的土样（粘性土5—10g，砂性土20—30g），放入称量盒内称量，然后用滴管将酒精注入盒内，直到盒内出现自由液面为止，为使酒精和土样混盒均匀，可将盒在桌上轻轻敲击，点燃盒中酒精，烧至火焰熄灭，重复二次，盖好盒盖立即称干土质量，便可计算出含水率。

思考题

含水率试验烘箱温度为什么要在100—105℃间，高了、低了有什么影响?

4 液限试验

粘性土由于其含水量的变化，其状态可呈固定、半固态、可塑态及流动态等。粘性土由一种状态转到另一种状态的分界含水率叫界限含水率。界限含水率对粘性土的工程分类及其性质评价都具有重要意义。

液限，就是指土由可塑状态转到流动状态时的界限含水率。如果从强度来考虑，也可以说是土体的抗剪强度“从无到有”的分界点，液限用符号wi表示。液限用圆锥式液限仪测定。在试验时，当其它条件不变时，仅改变含水量，则液限仪的圆锥入土深度必将随着土样中的含水量的增加而增加。经过多次反复进行无侧限抗压强度和圆锥仪的对比试验中，发现当圆锥的入土深度达到l0mm时，土样的抗剪强度最小。因此，在工程上取圆锥的入土深度为l0mm 时，土样的含水率作为液限。

锥形液限仪法1．仪器设备

重76g的液限仪、秒表、铝盒、切土刀、凡士林等。 2．试验步骤

（1）应尽可能采用天然含水量的土样进行测定。如为风干土时，应预先进行研碎并过0．5mm

筛。再喷洒适当的水拌和后放在有盖的玻璃瓶中湿润静止24小时。（2）取制备好的土样180g左右于磁碗中，加蒸馏水或清水用调土刀调成均匀的粘糊状。然后用刮土刀分层装入试验杯中，填装时勿使土内留有空隙或气泡。再刮去多余的土，使与杯口平齐。注意，刮去多余土时，不得用刮土刀在土面上反复涂抹。

（3）将盛满土样的试验杯连同底面的玻璃一起拿起，检查底部有无孔隙，同时检查液限仪的锥尖是否在平衡环的正中并保持垂直状态。

（4）用布擦净锥式液限仪，并在锥尖上涂一薄层凡士林，提住锥体上端手柄，篇二：土工实验指导书

土力学实验指导书

攀枝花学院土木实践教学中心

目录

实验总则一、土样采取二、密度实验三、含水率实验四、界限含水率实验五、相对密度实验六、击实试验七、压缩试验八、直接剪切试验九、渗透试验

实验总则

一、土工试验成绩单独评定,占理论课比重大概在20%左右。二、实验注意事项：

1、实验前学生必须预习实验原理实验指导书及实验报告的具体内容,准备思考题,编写实验提纲,不预习者,不准进行实验。不计实验成绩。

2、实验过程中学员应独立操作,认真思考,培养严格的科学作风。

3、实验过程中应注意技术安全,不得任意使用与本次实验无关的仪器设备,或任意搬动电门开关,以免造成事故。

4、爱护仪器,节约用水用电,注意实验室整洁。实验完毕应清理仪器设备,打扫卫生。

5、原始记录不要随便涂改，试验报告要文字工整,计算正确,图表清晰,按要求写出分析说明,按时上交。1、《土工试验规程》（sd128-88）

2、《土工实验方法标准》（gb/t50123-1999）

一、土样采取

（一）实验要求与说明

土样是从土场、地基各部位取出的代表样品。根据实际工程需要可取原状土样或扰动土样。如果测定天然土基的性质则需取原状土样，即其天然结构未遭破坏，并具有天然含水量的土样。扰动土样即指结构破坏了的土样，凡是填方工程如土坝，土堤，土围堰等可取扰动土样。取样的的大小和数量根据各部分土在总量中的比例按权数确定按实际需要定。[参阅《土工试验规程》]。

采样的土样需注明采取日期，土层部位，采土人员，并进行土样编号。（二）原状土的采取工程中一般有浅层和深层两种办法。浅层取样是在天然地面，地基的探坑，平洞内采取。操作方法如图1-1所示。首先在土上画一个直径大于15公分的圆，将圆以外的土削去，作成一个高30公分的土柱并将取土筒套在土柱上，其次即将土柱齐根切断、修平地面，盖上镀锌铁皮盖，再用浸好熔化石蜡的纱布条缠封缝隙，在布条上浇上熔化的石蜡以保持土样的天然状态和含水量。

深层原状土样的采取是在钻孔内利用取土器进行。 [工程设计以及控制施工质量之用。（二）实验方法

常用的测试方法有环刀法、蜡封法、灌砂法等。环刀法操作简便而准确，在室内和野外普遍应用。对易碎裂或含有粗颗粒、难以切削的土样可用蜡封法——取一块试样称其质量后浸入融化的石蜡中，使试样表面包上一层蜡膜，分别称蜡加土在空气中及水中的质量，已知蜡的比重，通过计算便可求得土的密度。对难取原状试样的砂土、砂砾土和砾质土在现场可用灌砂法或灌水法求土的密度。（三）仪器及工具1.环刀：内径6.18厘米，高2厘米，体积为

60立方厘米。

2.天平：感量0.1克。

3.其它工具：钢丝锯、刮土刀、玻璃片、凡士林油等。（四）实验步骤（环刀法）

1.将环刀内壁涂一薄层凡士林油，并将其刃口向下放在土样上；

2.切土时用钢丝锯（硬土用刮土刀），沿环刀外壁将土样削成略大于环刀外径的土柱，然后将环刀垂直下压，边压边削，直至试样凸出环刀为止；

3.用钢丝锯将环刀两端余土削去，再用刮土刀刮平两端，将试样两端余土留作含水率实验用；

4.擦净环刀外壁，称环刀和试样合质量，准确至0.1克；

5.按下式计算土的湿度和干密度：

??

计算至0.01g/cm3。（五）注意事项

m??d= v1?0.01?

1.用环刀切取试样，应尽量防止扰动，为避免环刀下压时挤压四周土样，要边

压边削，直至土样伸出环刀，然后用刮土刀一次校平，严禁用刮土刀在土面上来回抹平，如遇石子等其它杂物空洞要尽量避开，如无法避开视情况酌情补土。 2.本实验须进行两次平行测定，其平行差值不得大于0.03克/立方厘米，其计算平均值，取两位小数（克/立方厘米）。（六）数据记录

密度实验

工程编号实验者1.环刀法适用于测定哪些土的密度？ 2.测定密度时为什么要边压边削？篇三：土工实验指导书

河南城建学院土木与材料工程系岩土工程实验室

土木与材料工程系

土工实验指导书

班级学号姓名

河南城建学院

2011年3月

目录

目录〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃 1 实验要求〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃 2 实验 1 土的物理性质试验〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃3 实验 2 土的压缩实验〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃10 实验3土的直剪试验〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃18 实验 4 土的击实实验〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃24 实验5 土的静三轴剪切实验〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃29

实验要求

一土工实验是整个土力学教学课程中的一个教学环节，它不仅起着巩固课堂理论，增强对土的各种工程性质的理解等重要作用，而且是学习科学的实验方法和培养实验技能的重要实践途径。因此要求学生必须严肃、认真地对待实验中的每一个环节，并作好实验前的预习准备工作。

二本实验指导书适用于土建类各专业。对每个专业需要作的实验项目按教学计划确定。三实验报告必须按教师规定时间完成。图表和文字必须正确和整洁，必须用墨水笔写。原

始记录不得涂改，每个学生必须独立完成实验报告。

四严格遵守实验室的各项规章制度，除遵守课堂纪律外，还应特别注意以下几点：

（1）不得动用与本次实验无关的任何仪器设备；（2）小心使用仪器设备，遵守“使用仪器注意事项”；（3）实验结束后，必须将仪器擦洗干净，并将仪器放回原处；（4）如有仪器设备损坏，应立即报告实验室工作人员，并按学

校规定进行处理。

土木与材料工程系

岩土工程实验室

实验一土的物理性质试验

a 实验目的

通过测定土样的含水量ω、密度ρ、相对密度ds，确定土的三相比例指标；

b 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sr、干土密度ρd、和饱和密度ρsat等物理指标；

3参观原状土样。

c 实验方法

一含水量实验（烘干法）

土的含水量是土在100℃～105℃下烘至恒重时所失去的水分质量与土颗粒质量的比值，用百分数表示。

本实验采用烘干法，此法为实验室内实验的标准方法。（一）仪器准备：

1、电烘箱:(或红外线烤箱)；

2、天平：精度为0.01g；

3、烘土盒：又称称量盒，将每一烘土盒的质量事先称好，并登记备用；

4、干燥器：用无水cacl2作干燥剂；

5、其它：实验土样等。（二）实验步骤：

1、选取有代表性的试样不少于15克，放入烘土盒内立即盖紧，称取烘土盒和湿土的总质量（m1），准确至0.01克，记录烘土盒号码，烘土盒质量（m3）（由实验室提供）和m1。

2、打开烘土盒盖，放入电烘箱中在100°～105℃温度下烘至恒重（烘干时间一般自温度达到100°～105℃时起算不少于6小时），然后取出烘土盒，加盖后放进干燥器中，冷却至室温。

3、从干燥器中取出烘土盒，称取烘土盒和烘干后干土的总质量（m2），准确至0.01克，并记录m2。

4、本实验须进行二次平行测定。（三）成果整理：

按下式计算含水量

w?%??

m1?m2

?100%

m2?m3

计算精确至0.1% 式中：（m1–m2）——式样中所含水的质量；（m2–m3）——式样中土颗粒的质量。 (四) 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、本实验必须进行平行测定，每一学生须取两次试样进行同时测定含水量，最终含水量值应取两次结果的算术平均值，但两次实验的差值不得大于下列规定：

3、烘干盒中的湿试样质量称取以后由实验员负责烘干，同学们在12小时后抽时间来实验室称干试样的质量。

二、密度实验（环刀法）

土的密度为单位体积土的质量。

密度的测定，对一般粘性土采用环刀法。如试样易碎或难以切削成有规则的形状时，可以采用蜡封法。本实验采用环刀法（一）仪器准备：

1、环刀：内径60～80mm，高20mm，壁厚1.5～2.0mm；

2、天平：称量500g以上，精度0.1g；

3、切土刀，凡士林等。（二）实验步骤：

1 取原状土样或取按工程需要制备的扰动土，

用切土刀削平其上下两端，在环刀内壁涂抹一

层凡士林。刃口向下放在土样整平的面上。图 1 环刀剖面图 2、用切土刀将土样上部修切成略大于环刀口径的土柱，将环刀垂直下压，篇四：2012土工试验指导书

土工试验

指导书

河北工业大学土木工程学院

2012年5月

前言

土木工程在我国社会经济发展中占有重要的地位。如何选择、处理以及利用土作为土木工程建筑物、构筑物的地基以及路基与土坝的填土材料等，已成为设计一切土木工程的先决条件。但是由于土是自然历史的产物，各地方的土千差万别，所以土和金属材料不同，不能对它的物理力学性质指标定出标准和规格。因此，试验是认识土并获得土的性质指标的唯一途径，土工试验是土木工程中的重要内容之一，是《土力学》课程的重要环节。

土工试验的目的是：

（1）丰富感性知识，扩大眼界，验证巩固加深所学理论。（2）明确土工试验的作用，重要性和成果的条件性。

（3）熟悉试验设备。掌握必要的技术，培养试验研究的基本技能和独立工作能力。土工试验的项目很多，可以归纳为三大类：（1）土的物理性质试验

包括比重、密度、含水量、塑限、液限、颗粒分析、收缩、膨胀、湿化以及砂土的相对密实度。（2）土的力学性质试验

包括渗透、固结（压缩）、剪切、击实和贯入等。（3）土的化学性质试验主要测定有机质和可溶盐含量。

由于教学时间关系，上述试验项目不可能全作，因此，本试验课程选择了密度、含水量、塑限、液限、颗粒分析、固结、直接剪切及三轴不固结不排水剪切试验等基本内容让同学练习，而其它内容则附以必要的参观或讲解。

为了指导试验的正常进行，特编写此土工试验指导书及与之配套的土工试验报告。本指导书是在总结以往教学情况的基础上，根据《建筑地基基础设计规范》gbj50007?2011，并参照国家标准《土工试验方法标准》gb/t 50123—99和部颁标准《公路土工试验规程》jtg e40?2007而编写的。

本试验指导书及配套试验报告由刘熙媛副教授主编，梁瑞琳高级工程师审核。本试验指导书适用于土木工程专业，交通工程等其他相关专业也可参照使用。

本试验指导书在编写过程中借鉴了部分学者在教学、科研、试验中积累的经验，引用了有关的规范及规程条文，在此一并表示感谢。

限于作者水平，文中难免存在不当之处，恳请读者批评指正。

目录

试验一土的基本物理指标的测定 ............................................................................. ..................................... 1 一、密度试验（环刀法） ...........................................................................

....................................................... 1 二、含水率试验（烘干法） ........................................................................... ................................................... 1 三、界限含水率试验 ............................................................................. . (2)

（一）液限试验——圆锥仪法 ............................................................................. ............................. 2 （二）塑限试验——滚搓法 ............................................................................. ................................. 3 （三）液限和塑限联合测定法 ............................................................................. .. (4)

四、土粒相对密度（比重）试验简介 ............................................................................. ................................. 7 试验二颗粒分析试验（密度计法） ........................................................................... ................................. 9 试验三固结试验 ............................................................................. ............................................................... 14 试验四直接剪切试验 ............................................................................. ....................................................... 18 试验五三轴压缩试验 ............................................................................. ....................................................... 22 试验预习报告 ............................................................................. .. (26)

试验一土的基本物理指标的测定

试验要求：课上教师讲解试验方法、原理和试验中应注意的事项，结合讲解作示范。然后同学自己操作。试验中要耐心认真，每组求出一组数据。试验后清洗并整理仪器。

一、密度试验（环刀法）（一）概述

1．土的密度是土的单位体积的质量，单位为g/cm3。密度与重力加速度g的乘积为土的重度。2．试验目的是测定土的密度，以了解土的疏密状态，供换算土的其他物理性质指标、工程设计及施工质量控制之用。密度是土的一个重要基本物理指标。

3．对于一般的粘性土、粉土等细粒土，密度可采用环刀法测定。如果土样易碎裂，难以切削，可用蜡封法。在现场条件下，对粗粒土，可用灌砂法和灌水法。（二）仪器设备

1．环刀：内径61.8mm和79.8mm，高度20m。 2．天平：称量500g，最小分度值0.1g；3．其它：修土刀、钢丝锯、凡士林、毛玻璃等。（三）操作步骤

1．记录环刀号，称环刀质量，准确至0.1g。

2．按工程需要取原状土或制配所需状态的扰动土样，其高度和直径应大于环刀的尺寸，整平两端放在玻璃板上。

3．用修土刀修平土样表面。将环刀内壁涂一薄层凡士林，刃口向下放在土样上。然后用手将环刀垂直下压（不允许环刀发生倾斜现象），并用切土刀沿环刀外侧切削土样，边压边削至土样高出环刀为止，根据试样的软硬采用钢丝锯或切土刀将环刀两端余土修平。

4．擦净环刀外壁，称环刀加土质量，准确至0.1g。 5．按下式计算土样的密度和重度：

m?m2

??1

v式中：? ——试样的密度（g/cm3），精确到0.01 g/cm3；

? ——重度（kn/m3），????g，近似取g =10m?s-2

m1——环刀与土的合质量（g） m2——环刀质量（g） v——环刀容积（cm3）

本试验应进行两次平行测定，两次测定密度差值不得大于0.03g/cm3，并取两次测值的算术平均值。（四）试验记录表格

工程名称：试验者：工程编号：计算者：试验日期：校核者：二、含水率试验（烘干法）（一）概述

1．土的含水率是土在温度105~110?c下烘至恒量时，所失去的水质量和达到恒量后干土质量的比值，以百分数表示。

2．试验目的是测定土的含水率，以了解土的工程特性，是计算土的干密度、孔隙比、液性指数、饱和度等指标的重要参数，是土的一个重要的基本物理指标。

3．目前在室内多采用烘干法测定土的含水率。主要适用于砂类土、粉土、粘性土和有机质类土。在野外如无烘箱设备或要求快速测定时，可分别采用酒精燃烧法、比重法等。

（二）仪器设备

1．电热烘箱：应能控制温度为105~110?c。 2. 天平：称量200g，最小分度值0.01g 3．其它：铝质称量盒、调土刀（三）操作步骤

1．记录称量盒盒号，称量空盒质量。

2．选取代表性的试样约15~30g（粘性土），放在称量盒中，立即盖好盒盖，称盒加湿土质量，精确至0.01g。

3．打开盒盖，放入烘箱中，在温度105~110?c下烘至恒重。烘干时间对于粘性土、粉土不得少于8h，对于砂类土不得少于6h，对含有机质超过干土质量5%的土，应将温度控制在65~70℃的恒温下烘至恒量。

4．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，称盒加干土质量，准确至0.01g。 5．按下式计算含水率：

w?

m1?m2

?100%

m2?m0

式中：w——含水率（%）；

m1——盒加湿土质量（g）； m2——盒加干土质量（g）； m0——盒质量（g）。

本试验需进行两次平行测定，取算术平均值，计算至0.1%，两次试验的平行差值依含水率不同，工程名称：试验者：工程编号：计算者：试验日期：校核者：1．黏性土的物理状态随其含水率的变化而有所不同，界限含水率是黏性土从一个稠度状态过渡到另一稠度状态时的界限含水率。

液限是黏性土由软塑状态过渡到流塑状态的界限含水率。塑限是黏性土由半固态过渡到可塑状态的界限含水率。

2．试验目的是测定黏性土的液限和塑限，用于计算土的塑性指数ip和液性指数il，从而对黏性土进行分类及软硬状态判断，也是预估地基承载力的一个重要依据。

3．试验方法有圆锥仪液限试验，碟式仪液限试验，滚搓法塑限试验以及液限和塑限联合测定法。（一）液限试验——圆锥仪法

1．试验原理：将质量76g，锥角为30?的圆锥体轻放在试样表面的中心，使其在自重作用下沉入试样，若圆锥体经过5s恰好沉入土中10mm深度，此时杯内土样的含水率就是液限。

2．仪器设备

1）锥式液限仪（质量76g），见图1； 2）调土碗及调土刀；