土力学实验指导书
浙江科技学院建筑工程学院
2004年5月
学时：2学时 一、目的要求：
测定土在天然状态下单位体积的质量。
二、试验方法适用范围 一般粘性土，宜采用环刀法
易破碎，难以切削的土，可采用蜡封法
对于砂土与砂砾土，可用现场的灌砂法或灌水法。
三、仪器设备
符合规定要求的环刀，精度为0.01g 的天平，其他：切土刀，凡士林等。
四、操作步骤
（1）测出环刀的容积V ，在天平上称环刀质量m 1。 （2）取直径和高度略大于环刀的原状土样或制备土样。
（3）环刀取土：在环刀内壁涂一薄层凡士林，将环刀刃口向下放在土样上，随即将环刀垂直下压，边压边削，直至土样上端伸出环刀为止。将环刀两端余土削去修平（严禁在土面上反复涂抹），然后擦净环刀外壁。
（4）将取好土样的环刀放在天平上称量，记下环刀与湿土的总质量m 2
五、数据记录与计算
1、数据记录
密度试验记录表（环刀法）
2、计算土的密度：按下式计算 V
m m V m 1
2_=
=
ρ 要求：密度试验应进行2次平行测定，两次测定的差值不得大于0.03g/cm 3,取两次
试验结果的平均值。
学时：2学时 一、目的要求：
土的含水率是土在105—1100C 下烘于恒量时所失去的水的质量和干土质量的百分比值。土在天然状态下的含水率为土的天然含水率。 试验的目的：测定土的含水率。
二、试验方法适用范围
（1）、烘干法：室内试验的标准方法，一般粘性土都可以采用。 （2）、酒精燃烧法：适用于快速简易测定细粒土的含水率。 （3）、比重法：适用于砂类土。
三、仪器设备
烘箱：采用电热烘箱；天平：称量200g,分度值0.01g ；其他：干燥器，称量盒。
四、试验操作步骤
（1）取代表性试样，粘性土为15—30g,砂性土、有机质土为 50g,放入质量为m 0的称量盒内，立即盖上盒盖，称湿土加盒总质量m 1，精确至0.01g.
（2）打开盒盖，将试样和盒放入烘箱，在温度105——1100C 的恒温下烘干。烘干时间与土的类别及取土数量有关。粘性土不得少于8小时；砂类土不得少于6小时；对含有机质超过10%的土，应将温度控制在65——700C 的恒温下烘至恒量。
（3）将烘干后的试样和盒取出，盖好盒盖放入干燥器内冷却至室温，称干土加盒质量m 2为，精确至0.01g 。
五、计算
1、本试验记录格式
2、计算含水量
%100*0
22
1m m m m m m w s w --==
要求：（1）干土质量计算至0.1%；（2）本试验需进行2次平行测定，取其算术平均值，
实验三土的液塑限联合测定仪法试验
学时：2学时
一、目的要求：
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、试验原理：
（一）、含水量试验原理：
土样含水量是指土样在105℃至110℃温度下烘干至恒重时所失去的水分质量与烘干
质量的比值，用百分数表示为：
()%
100
?
-
=
s
s
m
m
m
ω。式中，ω——代表土样含水量
（%）；m湿土质量（g）；m s烘干土质量（g）。
土样在在105℃至110℃温度下加热，土中自由水会变成气体挥发，土恒重后，即可认为是干土质量m s，挥发掉的水分质量为水重m s=m-m s。
（二）、液塑限试验原理：
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，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。试验时给予一定外力，使试样变形达到规定刚好出现裂缝时所对应底含水量作为塑限含水量。
三、试验方法：
液限测定可以采用塑限联合测定仪法
四、仪器设备：
液塑限联合测定仪、调土刀、0.5mm孔径分析筛、凡士林、纯水、恒温烘箱、天平、铝盒、干燥器、铅丝篮等。
图1-1 液限、塑限联合测定仪
五、试验步骤：
（一）、液塑限联合测定法试验步骤：
l 本试验宜采用天然含水率试样，当土样不均匀时，采用风干试样，当试样中含有粒径大于0. 5mm 的土粒和杂物时，应过0. 5mm 筛。
2 当采用天然含水率土样时，取代表性土样250g ；采用风干试样时，0. 5mm 筛下的代表性土样200g ，将试样放在橡皮板上用纯水将土样调成均匀膏状，放入调土皿，浸润过夜。
3 将制备的试样充分调拌均匀，填入试样杯中，填样时不应留有空隙，较干的试样应充分搓揉，密实地填入试样杯中，填满后刮平表面。
4 将试样杯放在联合测定仪的升降座上，在圆锥上抹一薄层凡士林，接通电源，使电磁铁吸住圆锥。
5 调节零点，将屏幕上的标尺调在零位，调整升降座、使圆锥尖接触试样表面，指示灯亮时圆锥在自重下沉入试样，经5s 后测读圆锥下沉深度(显示在屏幕上)，取出试样杯，挖去锥尖入土处的凡士林，取锥体附近的试样不少于10g ，放入称量盒内，测定含水率。
6 将全部试样再加水或吹干并调匀，重复本条3至5款的步骤分别测定第二点、第三点试样的圆锥下沉深度及相应的含水率。液塑限联合测定应不少于三点。（注：圆锥入土深度宜为3~4mm ，7~9mm ，15~17mm 。）
7 以含水率为横坐标，圆锥入土深度为纵坐标在双对数坐标纸上绘制关系曲线，如图1.2所示。三点应在一直线上如图中A 线。当三点不在一直线上时，通过高含水率的点和其余两点连成二条直线，在下沉为2mm 处查得相应的2个含水率，当两个含水率的差值小于2％时，应以两点含水率的平均值与高含水率的点连一直线如图中B 线，当两个含水率的差值大于、等于2％时，应重做试验。
8 在含水率与圆锥下沉深度的关系图上查1.
图1.2 圆锥下沉沉深度与含水率关系曲线 得下沉深度为17mm 所对应的含水率为液限，查得下沉深度为10mm 所对应的含水率为10mm 液限，查得下沉深度为2mm 所对应的含水率为塑限，取值以百分数表示，准确至0. 1％。
9 塑性指数应按下式计算：p L P w w I -=。式中，P I ——塑性指数；L w ——液限(％)；
P w ——塑限(％)。液性指数应按下式计算：P
P
L I w w I -=
0。式中，P I ——液性指数，计算至0. 01。
（四）、含水量试验步骤：
1 取代表性试样15～30g ，放入铝盒内，迅速盖好铝盒盖，称量m 1，减去铝盒质量
m 0，准确至0.01g 。
2 揭开盒盖，将试样和盒一起放入恒温箱烘烤至恒重，温度设定为105～110℃。粘土约需10小时左右。
3 将烘干后的试样和铝盒取出，盖好盒盖，放入干燥器内冷却至室温，称铝盒加土质量m 2。干土质量m s =m 2-m 0，减去铝盒质量m 0，准确至0.01g 。
4 按下式计算该土样的含水量：%1000
22
1?--=-=
m m m m m m m s s ω。 5 按前面的步骤进行两次平行试验，当两次测定的含水量差值在含水量低于40%时不大于1％，在含水量高于40%时，不大于2%时，取两次平行试验的平均值作为含水量。
六、数据记录与计算
液塑限联合试验记录表
实验四 土的压缩试验
学时：2学时 一、目的要求：
掌握土的压缩试验基本原理和试验方法，了解试验的仪器设备，熟悉试验的操作步骤，掌握压缩试验成果的整理方法，计算压缩系数、压缩模量，并绘制土的压缩曲线。
二、试验原理：
由土力学知识知道，土体在外力作用下的体积减少是由孔隙体积减少引起的，可以用孔隙比的变化来表示。在侧向不变形的条件下，试样在荷载增量p ?作用下，孔隙比的变化e ?可用无侧向变形条件下的压缩量公式表示为：H e e e s 1
2
11+-=
。式中： s —土样在p ?作用下
压缩量（cm ）；H —土样在1p 作用下压缩稳定后的厚度（cm ）；21,e e —土样厚为H 时的孔隙比和在p ?作用压缩稳定后（压缩沉降量为s ）的孔隙比。孔隙比2e 对应的压力为p p p ?+=12，由公式（3.1）得到2e 的表达式为：)1(112e H
s
e e +-
=。 由上述公式可知，只要知道土样在初始条件下：00=p 时的高度0H 和孔隙比0e ，就可以计算出每级荷载i p 作用下的孔隙比i e 。由（i i e p ,）可以绘出p e -曲线。
三、试验方法：
适用于饱和的粘质土（当只进行压缩试验时，允许用于非饱和土）。
试验方法：标准固结试验；快速固结试验：规定试样在各级压力下的固结时间为1小时，仅在最后一级压力下，除测记1小时的量表读数外，还应测读达压缩稳定时的量表读数。
四、仪器设备：
1. 固结容器：由环刀、护环、透水板、水槽以及加压上盖组成（图3. 1）。1)环刀：内径为61. 8mm 和79. 8mm ，高度为20mm ，环刀应具有一定的刚度，内壁应保持较高的光洁度，宜涂一薄层硅脂或聚四氟乙烯；2)透水板：氧化铝或不受腐蚀的金属材料制成，其渗透系应大于试样的渗透系数。用固定式容器时，顶部透水板直径应小于环刀内径0.2～0.5mm ；用浮环式容器时上下端透水板直径相等，均应小于环刀内径。
2. 加压设备：应能垂直地在瞬间施加各级规定的压力，且没有冲击力，压力准确度应符合现行国家标准《土工仪器的基本参数及通用技术条件}GB ／T15406的规定。
3. 变形量测设备：量程10mm ，最小分度值为0. 01mm 的百分表或准确度为全量程0. 2％的位移传感器。
图3.1 固结仪示意图
1－水槽；2－护环；3－环刀；4－导环；5－透水板； 6－加压上盖；7－位移计导杆；8－位移计架；9－试样
五、试验步骤：
1、根据工程需要，切取原状土试样或制备给定密度与含水量的扰动土样。
2、按试验一、二的方法，测定试样的密度及含水量。对于试样需要饱和时，按规范规定的方法将试样进行抽气饱和。
3、在固结容器内放置护环、透水板和薄滤纸，将带有环刀的试样，小心装入护环内，然后在试样上放薄滤纸、透水板和加压盖板，置于加压框架下，对准加压框架的正中，安装量表。
4、施加1kPa 的预压压力，使试样与仪器上下各部分之间接触良好，然后调整量表，使指针读数为零。
5、确定需要施加的各级压力。加压等级一般为12.5、25.0、50.0、100、200、400、800、1600、3200kPa 。最后一级压力应大于上覆土层的计算压力100~200kPa 。
6、如系饱和试样，则在施加第1级压力后，立即向水槽中注水至满。如系非饱和试样，须用湿棉围住加压盖板四周，避免水分蒸发。
7、测记稳定读数。当不需要测定沉降速率时，稳定标准规定为每级压力下固结24小时。测记稳定读数后，再施加第2级压力。依次逐级加压至试验结束。
8、试验结束后，迅速拆除仪器部件，取出带环刀的试样。（如系饱和试样，则用干滤纸吸去试样两端表面上的水，取出试样，测定试验后的含水量）。
注：采用快速法与标准方法的区别是在各级压力下的压缩时间为1小时，仅在最后一级压力下，除测记1小时的量表读数外，还应测读达压缩稳定时的量表读数。稳定标准为量表读数每小时变化不大于0.005mm.。
六、计算与制图
（1）按下式计算试样的初始孔隙比e 0
式中：ρ0—试样初始密度， g/cm 3；
w 0—试样的初始含水量， %。
（2）按下式计算各级压力下固结稳定后的孔隙比e i 0
00)
1(h h e e e i
i ?+-= 式中：Δh i —某级压力下试样高度变化，即总变形量减去仪器变形量，cm ； h 0——试样初始高度，cm 。
（3）各级压力下试样校正后的总变形量按下式计算：
t i t
n T
n t
i i h K h h h h )()()()(==?∑ （4）按下式计算某一级压力范围内的压缩系数a v i
i i i v p p e e a --=++11
（6）绘制e ～p 的关系曲线
1
)
01.01(0
00-+=
ρρw G e s w
以孔隙比e为纵坐标，压力p为横坐标，将试验成果点在图上，连成一条光滑曲线。（7）要求：用压缩系数判断土的压缩性。
4、本试验记录格式
快速法固结试验记录表
实验五 土的直接剪切试验
学时：2学时
一、目的要求：
掌握土的直接剪切试验基本原理和试验方法，了解试验的仪器设备，熟悉试验的操作步骤，掌握直接剪切试验成果的整理方法，根据土的剪切曲线计算土的内聚力和摩擦角。
二、试验原理：
直剪试验中采用圆柱状试样，在竖直方向加法向力P ，在预定剪切面上、下加一对剪力T 使试样剪切。试验时,剪力T 自零开始增加,剪切位移δ也自零增加。剪破时，剪力T 达到最大值T max ，对应剪破面上剪应力达到抗剪强度，即：A P
=σ，A T
f max =τ。式中，三剪破面上的法向应力；P 、T 代表法向力和剪力；f τ剪破面上抗剪强度；m ax T 试样受最大剪力；A 剪破面面积。
当采用4个试样,用不同的法向应力i σ作用于竖直方向,剪切时得到不同抗剪强度fi τ。将4组(i σ,fi τ),在图4.1的坐标系中,用最小二乘法作强度线,强度线在纵坐标上的截距为凝聚力c ，与水平线的夹角为内摩擦角?。
φ
C
τf
σ
图4.1 直剪试验强度曲线
三、试验方法：
直剪试验按法向力P 和剪力T 施加速度或作用时间长短分成下述三种： 1. 快剪(q)：法向力P 刚加好,就快速加剪力T 剪破试样。
2. 固结快剪(Cq)：法向力P 作用于试样上后,让试样固结排水,产生竖向压缩变形，待固结稳定后，再快速施加水平剪力使试样剪破。要求试样在剪切过程中来不及排水。
3. 慢剪(S)：试样在法向力P 作用下固结完成后,慢速施加水平剪力T ，使试样剪切至破坏。要求试样在剪切过程中不产生孔隙水压力。
图4.2 应变控制式直剪仪构造
四、仪器设备：
1．应变控制式直剪仪：由剪切盒、垂直加压设备、剪切传动装置、测力计、位移量测系统组成。
2．环刀：内径61. 8mm ，高度20mm 。
3．位移量测设备：量程为10mm ，分度值为0. 01mm 的百分表；或准确度为全量程0. 2％的传感器。
五、试验步骤： （一） 慢剪试验步骤
1 对准剪切容器上下盒，插入固定销，在下盒内放透水板和滤纸，将带有试样的环刀刃口向上，对准剪切盒口，在试样上放滤纸和透水板，将试样小，心地推入剪切盒内。（注：滤纸和透水板的湿度应接近试样的湿度。）
2 移动传动装置，使上盒前端钢珠刚好与测力计接触，依次放上传压板，加压框架，安装垂直位移和水平位移量测装置，并调至零位或测记初读数。
3 根据工程实际和土的软硬程度施加各级垂直压力，对松软试样垂直压力应分级施加，以防土样挤出。施加压力后，向盒内注水，当试样为非饱和试样时，应在加压板周围包以湿棉纱。
图4.3 剪应力与剪切位移关系曲线 图4.4 抗剪强度与垂直压力关系曲线
4 施力睡直压力后，每1h 测读垂直变形一次。直至试样固结变形稳定。变形稳定标准为每小时不大于0. 005mm 。
5 拔去固定销，以小于0. 02mm ／min 的剪切速度进行剪切，试样每产生剪切位移0. 2～0. 4mm 测记测力计和位移读数，直至测力计读数出现峰值，应继续剪切至剪切位移为4mm 时停机，记下破坏值；当剪切过程中测力计读数无峰值时，应剪切至剪切位移为6mm 时停机。
6 剪应力应按下式计算：0A R C ?=τ。式中，试样所受的剪应力(kPa)；R 测力计量表读数(0. 01mm)。
7 以剪应力为纵坐标，剪切位移为横坐标，绘制剪应力与剪切位移关系曲线(图4. 3)，取曲线上剪应力的峰值为抗剪强度，无峰值时，取剪切位移4mm 所对应的剪应力为抗剪强度。
8 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(图4.4)，直线的倾角为摩擦角，直线在纵坐标上的截距为粘聚力。
（二）固结快剪试验步骤
1 试样制备、安装和固结，应按慢剪试验步骤进行。
2 固结快剪试验的剪切速度为0. 8mm／min，使试样在3～5min内剪损，其剪切步骤应按慢剪步骤进行。
3 固结快剪试验的计算应按慢剪中的规定进行。
4 固结快剪试验的绘图应按慢剪中的规定进行。
（三）快剪试验步骤
1 试样制备、安装应按慢剪的步骤进行；安装时应以硬塑料薄膜代替滤纸，不需安装垂直位移量测装置。
2 施加垂直压力，拔去固定销，立即以0. 8mm／min的剪切速度按慢剪的步骤进行剪切至试验结束。使试样在3—5min内剪损。
3 固结快剪试验的计算应按慢剪中的规定进行。
4 固结快剪试验的绘图应按慢剪中的规定进行。
六、试验记录和试验成果：
1、记录
土的直接剪切试验
仪器号_______________________ 应力环系数 ____________________
土号_______________________ 手轮转速 ______________________
2、计算
1) 计算各级压力土的抗剪强度
2) 抗剪强度与垂直压力关系曲线，以及抗剪强度指标
问答题 1.三轴试验中周围压力大小与工程实际荷载相适应，对吗？ 答：对的，并尽可能使最大周围压力与土体的最大实际荷重大致相等，也可按100kpa ，200kpa ，300kpa ，400kpa 施加。 2.在h-w 图中，怎么判断液限和塑限？ 答：h=2mm 时，对应含水率为塑限；h=17mm 时，对应含水率为液限。 3.在液限，塑限实验中，锥体弄脏了，怎么办？ 答：抹干净，涂少许凡士林即可再用。 4.环刀内壁涂一薄层凡士林，主要为了什么？ 答：主要为了取出土样时避免弄脏手，使内壁更干净。次要是为了容易取出。 5.击实试验中，怎么控制喷水的质量？ 答：将盛好土的盛土盘放在天平上，记录盘和土的质量，然后在天平上一边称量一边均匀喷水，直至加完所需水量。 6.实验室只有称量2000g 的天平，但现要称量3000g 的试样，怎么办？ 答：将盛土盘放在两个天平上，记录盘的质量 m 0，往盘上加土，直至两个天平上读数加起来等于 m 0 +3000g 简述题 1.三轴试验的结束条件是什么？ 答：当轴向量力环读数出现峰值，再剪3%~5%的垂直应变（或没有峰值时，轴向应变达到20%）后，试验结束。 2.三轴不固结不排水剪试验中怎样施加周围压力？ 答：开周围压力阀，施加所需的周围压力，周围压力大小应与工程实际荷重相适应，并尽可能使最大围压与土体最大实际荷重大致相等。也可按100kpa ，200kpa ，300kpa ，400kpa 施加。 3.UU 试验中怎么施加轴向压力？ 答：剪切应变速率宜每分钟应变0.5%~1.0%启动电动机，合上离合器，开始剪切。每产生0.2%或0.5%轴向应变时，测计测力环变形和孔隙水压力，直至土样破坏或应变量进行到20%为止。 4.简述含水率试验的过程。 答：1）取代表性试样15~30g ，对于砾类土，取100g 以上试样。放入铝盒内，迅速盖好盒盖，称量m 1，准确至0.01g 。称量结果减去铝盒质量m 0，得湿土质量m m m 0 1-=
土力学实验指导书淮海工学院土木工程学院
实验一含水率实验 一、实验目的 测定土的含水量，了解土的含水情况，是计算土的孔隙比、液性指数和其他物理力学性质不可缺少的一个基本指标。适用范围：粗粒土、细粒土、有机质土和冻土。 二、试验方法 烘干法、酒精燃烧法、炒干法。本试验用烘干法。 三、试验原理 土的含水量是土在温度105～110O C下烘干到恒重时失去的水分质量与达到恒重后干土质量的比值，以百分数表示。 四、试验设备 烘箱：保持温度105～110O C的自动控制的电热烘箱、电子分析天平、铝制秤量盒、削土刀等。 五、操作步骤 1、先秤量好带有编号的盒盖、盒身的两个铝盒，分别记录重量数值g0并填入表1中。 2、从原状或扰动土样中，选取具有代表性的试样约15～30g或用切环刀土样时余下的试样；对有机质土、砂类土和整体状构造冻土取样为50g左右，放在秤量盒内，立即盖好盒盖，称盒盖、盒身及湿土的重量，准确至0.01g，将数值g1填入表1中。 3、打开盒盖，放入烘箱中在温度105～110O C下烘至恒重，烘干时间对粘性土、粉土不得少于8h,对砂土不得少于6h，对含有机质超过干土质量5%的土应将温度控制在65～70O C的恒温下烘至恒重。取出土样，盖好盒盖，秤重并记录干土及铝盒的重量，将数值g2填入表1中。 六、计算含水率 W=(g1-g2)/(g2-g0)×100% 其中W—含水率g0——铝盒重量，单位为g。 g1——铝盒加湿土的重量，单位为g。g2——铝盒加干土的重量，单位为g。 七、注意事项： 本试验必须对两个试样进行平行测定，测定的差值：当含水率小于40%时为1%；当含水率等于、大于40%时为2%。取两个侧值的平均值，以百分数表示。
土力学与基础工程试验指导书 班级: 姓名: 山东科技大学土木建筑学院实验中心编
试验一、 密度试验 一、实验目的 掌握用环刀法测定土的密度,以便了解土的松密程度和干湿状态。 二、基本原理 当原状土切入环刀时，土的体积就等于环刀的容积，将切满土的环刀称重，将此重 减去环刀重即为土重，土重除以环刀容积即可求得土的密度。 三、仪器设备 环刀：内径6.18cm，高2cm；天平：量程200克，感量0.1克。 其他：切土刀，方玻璃片，凡士林。 四、试验步骤 1、按工程需要取原状土或制备所需状态的扰动土样轻轻放稳后，将土样表面大致削平。 2、将准备好的环刀在其内壁上涂一薄层凡士林，刃口向下放在土样上表面中央。 3、然后垂直下压，边压边削，直至土样伸出环刀为止，此时用切土刀将伸出环刀的土细心削平，立即拿一方玻璃片盖上以免水分蒸发；然后再削平另一面。 4、将切满土样的环刀的四周擦净，称重精确至0。1克。 五、成果整理及计算 土的密度可按下式计算： 式中；γ── 土的密度，g／cm3； w──试样加环刀重，g； 1 w──环刀重，g； 2 v──环刀容积，cm3； 计算至0。01克／厘米 3 六、试验纪录表格： 密度试验（环刀法） 环刀编号 环刀重+土重（g） 环刀重（g） 土重（g） 环刀容积（cm3） 密度（g／cm3） 试验二、 含水量试验 一、试验目的：
掌握烘干法测定土的含水量，了解土的含水情况。 二、基本原理： 利用土烘干前后的重量差可得土中失去的水重，水重、干土重的比即为土的含水量。 三、仪器设备： 烘箱、天平、干燥器、铝盒等。 四、试验步骤： 1、用切土刀选取代表性土样15～30g放在小铝合内（约装满半铝盒， 砂土应多些）， 注意擦去盒口外周围的浮土，立即盖好并称重得w 1 ，精确至0.01g； 2、打开铝盒盖，放入烘箱（可交指导老师放），在100～1050c的温度下烘至恒重（砂土烘干时间不少于2小时；粉土试样少于30 g者烘干时间不少于3小时；粉质粘土和粘土试样少于30g者则不少于10小时）。 3、将烘干土样铝盒取出放入干燥器内（由实验室负责），冷却后取出立即盖好并称 重得w 2 ,精确至0.01g 五、成果整理及计算： 按下式计算土的含水量： ω＝w w w w 12 20 ? ? ×10000 式中：ω──土的含水量，以百分数计； 1 w──烘干前试样重加铝盒重，g； 2 w──烘干后试样重加铝盒重，g； w──铝盒重，g，计算至0.100。 六、试验纪录表格： 含水量试验（烘干法）
园林学院 土力学实验报告 学生姓名 学号2009041001 专业班级土木工程091 指导教师李西斌 组别第三组 成绩
实验目录 前言 (1) 实验一含水量试验 (2) 实验二密度实验 (5) 实验三液限和塑限试验 (7) 实验四固结试验 (13) 实验五直接剪切试验 (18)
前言 土是矿物颗粒所组成的松散颗粒集合体，其物理力学性质与其他材料不同；土力学是利用力学的基本原理和土工试验技术来研究土的强度和变形及其规律性的一门应用学科。 土的天然含水率、击实性、压缩性、抗剪强度是水利工程中的四大问题，他们的好坏与否直接关系到水利工程的经济效益与安全问题，因此在工程中作好土料的指标实验，确定出相应标对水利工程具有十分重要的意义。
实验一 含水量试验 一、概述 土的含水率 是指土在温度105~110℃下烘干至恒量时所失去的水质量与达 到恒量后干土质量的比值，以百分数表示。 含水率是土的基本物理性质指标之一，它反映了土的干、湿状态。含水率的变化将使土物理力学性质发生一系列变化，它可使土变成半固态、可塑状态或流动状态，可使土变成稍湿状态、很湿状态或饱和状态，也可造成土在压缩性和稳定性上的差异。含水率还是计算土的干密度、孔隙比、饱和度、液性指数等不可缺少的依据，也是建筑物地基、路堤、土坝等施工质量控制的重要指标。 二、实验原理 土样在在105℃～110℃温度下加热，土中自由水会变成气体挥发，土恒重后， 即可认为是干土质量s m ，挥发掉的水分质量为w s m m m =-。 三、实验目的 测定土的含水量，供计算土的孔隙比、液性指数、饱和度等不可缺少的一个基本指标。并查表可确定地基土的允许承载力 四、实验方法 含水率实验方法有烘干法、酒精燃烧法、比重法、碳化钙气压法、炒干法等，其中以烘干法为室内实验的标准方法。在此仅用烘干法来测定。 烘 烘干法是将实样放在温度能保持105~110℃的烘箱中烘至恒量的方法，是室内测定含水率的标准方法。 （一）仪器设备 （1）保持温度为105~110℃的自动控制电热恒温烘箱； （2）称量200g 、最小分度值0.01g 的天平； （3）玻璃干燥缸；
3.2.2 尾矿的渗透特性 影响上游法筑坝尾矿库安全稳定性的诸多因素中，尾矿库的渗流状态是最重要的因素之一。只有深入分析尾矿库的渗流状态，才能确定合理的筑坝工程指标，选择合适的排渗方案，从而保证尾矿库的安全[65,73,74]。 目前，国内外对尾矿库进行渗流分析时很少考虑尾矿的渗透系数随填埋位置和时间的变化。近代土力学的研究表明，土的渗透特性与土中孔隙的多少和孔隙的分布情况密切相关。随着尾矿的排放，下部堆积尾矿的上覆土压力逐渐增加。在上覆土压力的作用下，尾矿将逐渐排水固结，随着固结的进行，尾矿孔隙比逐渐减小，而孔隙比的减小必然引起渗透系数的变化。堆积尾矿的渗透系数与上部固结压力和孔隙比之间存在何种关系是一个值得探讨的问题[75-76]。本文通过室内试验的方法，研究不同固结压力和孔隙比条件下各类尾矿的渗透系数变化情况，从而为尾矿库渗流稳定性分析提供科学依据。 （1）固结—渗透联合测定装置说明 ①固结—渗透联合测定装置构造说明 现有技术中进行土样渗透试验主要仪器为《土工试验方法标准》[68]（GB/T50123-1999）中所述的“常水头渗透试验”中的常水头渗透仪和“变水头渗透试验”中的变水头渗透仪。上述仪器仅能进行单纯的渗透试验，但无法定量并均匀施加固结压力，因此很难精确得到孔隙比，导致试验数据不准确。 针对目前常见渗透试验装置存在的不足，为了减少同一试验中相同土样的制备数量和消除同一试验相同土样在制备过程中产生的误差，作者在70型渗透仪的基础上进行了合理改进，自行研制了固结—渗透联合测定装置，该装置不仅实现了定量、均匀施加固结压力，精确测定单一固结压力下的渗透系数的基本目的，而且实现了针对一个土样可以连续精确测定不同固结压力条件下土样的渗透系数，得到固结压力—孔隙比—渗透系数的定量变化规律，弥补了普通渗透装置由于无法定量、均匀施加固结压力，导致无法精确测定固结压力条件下土样的渗透系数，同时也不能连续测定不同固结压力下土样渗透系数的不足，提高了固结压力下渗透系数的测量精度而且大大减少了测定不同固结压力条件下土样渗透性的试验次数，该参数精度的提高使相关问题的研究更贴近实际。 固结—渗透联合测定装置的详细构造如图3.6所示：
土力学实验指导书 目录 土力学实验的目的 (1) 一、颗粒分析试验 (1) [附1-1]筛析法 (1) [附1-2]密度计法（比重计法） (2) 二、密度试验（环刀法） (5) 三、含水率试验（烘干法） (5) 四、比重试验（比重瓶法） (6) 五、界限含水率试验 (8) 液限、塑限联合测定 (8) 六、击实试验 (10) 七、渗透试验 (11) [附7-1]常水头试验（70型渗透仪） (11) [附7-2]变水头试验（南55型渗透仪） (12) 八、固结试验（快速法） (13) 九、直接剪切试验 (15) 十、相对密度试验 (16) 十一、无侧限抗压强度试验 (18) 十二、无粘性土休止角试验 (19) 十三、三轴压缩试验 (20)
土力学实验指导书 《土力学实验》的目的 土力学试验是在学习了土力学理论的基础上进行的，是配合土力学课程的学习而开设的一门实践性较强的技能训练课。根据教学计划的需要，安排试验内容，以突出实践教学，突出技能训练。 试验课的目的：一、是加强理论联系实际，巩固和提高所学的土力学的理论知识；二、是增强实践操作的技能；三、是结合工程实际，让学生掌握土工试验的全过程和运用实验成果于实际工程的能力。 《土力学实验》的内容及要求 土力学实验指导书是依据中华人民共和国水利部发布《土工试验规程》（SL237－1999）规范编写的。根据教学大纲要求，安排下列实验项目。也可根据实验学时选做。 一、颗粒分析试验 [附1－1] 筛分法 （一）试验目的 测定干土各粒组占该土总质量的百分数，以便了解土粒的组成情况。供砂类土的分类、判断土的工程性质及建材选料之用。 （二）试验原理 土的颗粒组成在一定程度上反映了土的性质，工程上常依据颗粒组成对土进行分类，粗粒土主要是依据颗粒组成进行分类的，细粒土由于矿物成分、颗粒形状及胶体含量等因素，则不能单以颗粒组成进行分类，而要借助于塑性图或塑性指数进行分类。颗粒分析试验可分为筛析法和密度计法，对于粒径大于0.075mm的土粒可用筛析法测定，而对于粒径小于0.075mm的土粒则用密度计法来测定。筛析法是将土样通过各种不同孔径的筛子，并按筛子孔径的大小将颗粒加以分组，然后再称量并计算出各个粒组占总量的百分数。 （三）仪器设备 1．标准筛：孔径10、5、2、1.0、0.5、0.25、0.075mm； 2．天平：称量1000g，分度值0.1g； 3．台称：称量5kg，分度值1g； 4．其它：毛刷、木碾等。 （四）操作步骤 1．备土：从大于粒径0.075mm的风干松散的无粘性土中，用四分对角法取出代表性 的试样。 2．取土：取干砂500g称量准确至0.2g。 3．摇筛：将称好的试样倒入依次叠好的筛，然后按照顺时针或逆时针进行筛析。振摇时间一般为10～15分钟。 4．称量：逐级称取留在各筛上的质量。 （五）试验注意事项 1．将土样倒入依次叠好的筛子中进行筛析。 2．筛析法采用振筛机，在筛析过程中应能上下振动，水平转动。 3．称重后干砂总重精确至 2g。 （六）计算及制图 1．按下列计算小于某颗粒直径的土质量百分数：
土力学 实验报告 姓名 班级 学号
含水量实验 一、实验名称：含水量实验 二、实验目的要求 含水量反映了土的状态，含水量的变化将使土的一系列物理力学性质指标 也发生变化。测定土的含水量，以了解土的含水情况，是计算土的孔隙比、液性指数、饱和度和其他物理力学性质指标不可缺少的一个基本指标。 三、试验原理 土样在100~105℃温度下加热，途中自由水首先会变成气体，之后结合水也会脱离土粒的约束，此时土体质量不断减少。当图中自由水和结合水均蒸发脱离土体，土体质量不再变化，可以得到固体矿物即土干的重。土恒重后，土体质量即可被认为是干土质量m s ，蒸发掉的水分质量为土中水质量m w =m-m s 。 四、仪器设备 烘箱、分析天平、铝制称量盒、削土刀、匙、盛土容器等。 五、试验方法与步骤 1.先称量盒的质量m 1，精确至0.01g 。 2.从原状或扰动土样中取代表性土样15~30g （细粒土不少于15g ，砂类土、有机质土不少于50g ），放入已称好的称量盒内，立即盖好盒盖。 3.放天平上称量，称盒加湿土的总质量为m 0+m ，准确至0.01g 。 4.揭开盒盖，套在盒底，通土样一样放入烘箱，在温度100~105℃下烘至质量恒定。 5.将烘干后的土样和盒从烘箱中取出，盖好盒盖收入干燥器内冷却至室温。 6.从干燥器内取出土样，盖好盒盖，称盒加干土质量m 0+m s （准确至0.01g ） 。 六、试验数据记录与成果整理 含水量试验（烘干法）记录 计算含水量：%100) () ()(000?++-+= s s m m m m m m w 实验日期 盒质量 m 0/g 盒+湿土质 量（m 0+m ）/g 盒+干土质 量（m 0+m s ） /g 水质量/g 干土质量m s /g 含水量w/% 1 2 3 4=2-3 5=3-1 4/5
实验一：密度试验（环刀法） 一、概述 土的密度ρ是指土的单位体积质量，是土的基本物理性质指标之一，其单位为g/cm3。土的密度反映了土体结构的松紧程度，是计算土的自重应力、干密度、孔隙比、孔隙度等指标的重要依据，也是挡土墙土压力计算、土坡稳定性验算、地基承载力和沉降量估算以及路基路面施工填土压实度控制的重要指标之一。土的密度一般是指土的天然密度。 二、试验方法及原理 密度试验方法有环刀法、蜡封法、灌水法和灌砂法等。对于细粒土，宜采用环刀法；对于易碎、难以切削的土，可用蜡封法，对于现场粗粒土，可用灌水法或灌砂法。环刀法就是采用一定体积环刀切取土样并称土质量的方法，环刀内土的质量与环刀体积之比即为土的密度。 1．仪器设备 (1)恒质量环刀：内径6. 18cm(面积30cm2）或内径7. 98cm(面积50cm2），高20mm，壁厚1.5mm； (2)称量500g、最小分度值0. 1g的天平； (3)切土刀、钢丝锯、毛玻璃和圆玻璃片等。 2. 操作步骤 (1) 按工程需要取原状土或人工制备所需要求的扰动土样，其直径和高度应大于环刀的尺寸，整平两端放在玻璃板上。 (2) 在环刀内壁涂一薄层凡士林，将环刀的刀刃向下放在土样上面，然后用手将环刀垂直下压，边压边削，至土样上端伸出环刀为止，根据试样的软硬程度，采用钢丝锯或修土刀将两端余土削去修平，并及时在两端盖上圆玻璃片，以免水分蒸发。
(3)擦净环刀外壁，拿去圆玻璃片，然后称取环刀加土质量，准确至0. 1g。 环刀法试验应进行两次平行测定，两次测定的密度差值不得大于0.03 g/cm3.，并取其两次测值的算术平均值。 实验二：含水率试验（烘干法） 一、概述 土的含水率是指土在温度105-110℃下烘到衡量时所失去的水质量与达到恒量后干土质量的比值，以百分数表示。 二、试验方法及原理 含水率试验方法有烘干法、酒精燃烧法、比重法、碳化钙气压法、炒干法等，其中以烘干法为室内试验的标准方法。烘干法是将试样放在温度能保持105~110℃的烘箱中烘至恒量的方法，是室内测定含水率的标准方法。 1．仪器设备 (1)保持温度为105110℃的自动控制电热恒温烘箱或沸水烘箱、红外烘箱、微波炉等其他能源烘箱； (2)称量200g、最小分度值0. 0lg的天平； (3)装有干燥剂的玻璃干燥缸； (4)恒质量的铝制称量盒。 2．操作步骤 (1)从土样中选取具有代表性的试样15~30g（有机质土、砂类土和整体状构造冻土为50g)，放人称量盒内，立即盖上盒盖，称盒加湿土质量，准确至0. 0lg。 (2)打开盒盖，将试样和盒一起放人烘箱内，在温度105^-110℃下烘至恒量。试样烘至恒量的时间，对于粘土和粉土宜烘8~10h，对于砂土宜烘6~8h。对于有机质超过干土质量5％的土，应将温度控制在65~70℃的恒温下进行烘干。 (3)将烘干后的试样和盒从烘箱中取出，盖上盒盖，放人干燥器内冷却至室温。 (4)将试样和盒从干燥器内取出，称盒加干土质量，准确至0. 0lg。 烘干法试验应对两个试样进行平行铡定，并取两个含水率测值的算术平均值。当含水率小于40％时，允许的平行测定差值为1％；当含水率等于、大于40%时，允许的平行测定差值为2％。 实验三：土的压缩、固结试验 一、概述 标准固结试验就是将天然状态下的原状土或人工制备的扰动土，制备成一定规格的土样，然后在侧限与轴向排水条件下测定土在不同荷载下的压缩变形，且试样在每级压力下的固结稳定时间为24h。 二、试验方法与原理 1. 仪器设备 (1) 固结容器。由环刀、护环、透水板、加压上盖等组成，土样面积30cm2或50cm2，高度2cm。 (2）加荷设备。可采用量程为5～l0kN的杠杆式、磅秤式或气压式等加荷设备。 (3) 变形量测设备。可采用最大量程l0mm, 最小分度值0.0lmm的百分表，也可采用一准确度为全量程0. 2％的位移传感器及数字显示仪表或计算机。
土力学试验教学指导书 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
《土力学》 学生实验指导书 学院： 专业： 班级： 姓名： 学号： 土木工程防灾减灾实验教学示范中心
试验一界限含水率试验 1.实验目的和要求 界限含水率试验的目的是测定土的液限、塑限，对黏性土进行工程分类，判断土的状态，供设计施工使用。本实验要求学生掌握液塑限联合测定仪的使用方法，并使用该仪器进行圆锥下沉深度的测试。能应用双对数坐标系采用作图的方法处理实验数据。 2.实验原理 对于同一种黏性土，土粒与土中水相互作用很显著，含水率的变化会产生力学性质的变化。黏性土随着土中含水率的不同，处于不同的状态。1911年瑞典科学家阿太堡（Atterberg）将土从液态过渡到固态的过程分为流动状态、可塑状态、半固态、固态，并规定了各个界限含水率，称为阿太堡限度，分别为液限、塑限和缩限。 w表示；土由可塑状土由可塑状态转为流动状态的界限含水率称为液限，用符号 L w表示；土由半固态不断蒸发水分，则态转为半固态的界限含水率称为塑限，用符号 p 体积逐渐缩小，直到体积不再收缩时，对应的界限含水率称为缩限，即土由半固态转 w表示，低于缩限的土样含水率的减少不会引起土体积为固态的界限含水率，用符号 s 的缩小。 所谓可塑状态，是指黏性土在某个含水率范围内，可用外力塑成任何形状而不产生裂纹，并且当外力移去后，仍能保持既得的形状，土的这种性能称为可塑性。液限和塑限为可塑状态的上限、下限含水率。 土的界限含水率决定于土的散布程度、颗粒形状、矿物成分以及填充于土的孔隙中的盐类成分和浓度，与土的生成条件有密切关系。 界限含水率均用百分数表示，习惯上不带%符号。 3.仪器设备 1）电子天平：称量1000g，感量0.01g； 2）烘箱：电热烘箱或温度能保持105℃～110℃的其他能源的烘箱 3）液、塑限联合测定仪：光电式 4）试杯：内径为40mm，高度30mm
南华大学 城市建设学院土力学实验报告 2012/05/21
实验一：土的重度、含水率试验 实验名称：土的重度、含水量实验实验成绩： 实验同组人：罗**、白**、方**、王**、张**、符** 实验教师签名： 实验地点：城建西301 实验日期：2012年 03 月 28 日 实验目的： 1.熟悉土工实验中环刀、天平、烘箱等基本设备的操作方法； 2.通过本试验掌握土体的天然含水率试验方法，了解含水率指标在工程中的应用，并配合其它试验计算土的干密度、孔隙比及饱和度等其它指标； 3.通过本试验掌握土体的天然密度试验方法，了解天然密度指标在工程中的应用，并配合其它试验计算土的干密度、孔隙比及饱和度等其它指标。并初步了解土体密度大小与土的松紧程度、压缩性、抗剪强度的关系。 实验原理： 土体中的自由水和弱结合水在105℃～110℃的温度下全部变成水蒸气挥发，土体粒质量不再发生变化，此时的土重为土颗粒质量加上强结合水质量，将挥发掉的水份质量与干土质量之比为土体含水率。即土体含水率是指土颗粒在105℃～110℃的温度下烘干（或酒精烧干）至恒重时所失去的水份质量与烘干土质量的比值，用百分数表示。 单位体积土体质量称做土的密度，定义式为： p 0=m /V 式中：ρ －土样湿密度（g/cm3）； m －土样质量（g）； V－土样体积（cm3）。 实验室内直接测量的密度为湿密度(对原状土称作天然密度)。 ω0=m w/m s 式中：ω —土样含水率(％)； m w —土体所失去水分的质量(g)； m s —烘干后土颗粒质量(g)。 实验仪器设备（实验条件）： 1.恒温烘箱：恒温范围在105℃～110℃，温度控制精度高于±2℃； 2.天平：称量200g，最小分度值0.01g； 3.其它工具：铝盒(称量盒)、开土刀、干燥器、温度计等。 （a）环刀：内径61.8mm和79.8mm，高20mm； （b）天平：称量500g，最小分度值0.1g的天平； （c）其它工具：切土刀，玻璃板、钢丝锯，凡士林等 实验过程（内容、步骤、原始数据等）： (1)实验内容：
土力学实验指导书 编写：崔树琴铜陵学院 罗传华安徽地矿局三二一地质队 铜陵学院 2010年10月
实验一 密度试验和含水量试验 一、密度试验 （一）、概述 土的密度ρ是指土的单位体积质量，是土的基本物理性质指标之一，其单位为g/cm 3。土的密度反映了土体结构的松紧程度，是计算土的自重应力、干密度、孔隙比、孔隙度等指标的重要依据，也是挡土墙压力计算、土坡稳定性验算、地基承载力和沉降量估算以及路基路面施工填土压实度控制的重要指标之一。 （二）、试验方法及原理 密度试验方法有环刀法、蜡封法、灌水法和灌砂法等。对于细粒土，宜采用环刀法；对于易碎裂、难以切削的土，可用蜡封法；对于现场粗粒土，可用灌水法或灌砂法。 环刀法就是采用一定体积环刀切取土样并称土质量的方法，环刀内土的质量与环刀体积之比即为土的密度。 环刀法操作简便且准确，在室内和野外均普遍采用，但环刀法只适用于测定不含砾石颗粒的细粒土的密度。 1、仪器设备 （1）恒质量环刀，内径6.18cm(面积30cm 2)或内径7.98cm （面积50cm 2），高20mm ，壁厚1.5mm ； （2）称量500g 、最小分度值0.1g 的天平； （3）切土刀、钢丝锯、毛玻璃和圆玻璃片等。 2、操作步骤 （1）按工程需要取原状土或人工制备所需要求的扰动土样，其直径和高度应大于环刀的尺寸，整平两端放在玻璃板上。 （2）在环刀内壁涂一薄层凡士林，将环刀的刀刃向下放在土样上面，然后用手将环刀垂直下压，边压边削，至土样上端伸出环刀为止，根据试样的软硬程度，采用钢丝锯或修土刀将两端余土削去修平，并及时在两端盖上圆玻璃片，以免水分蒸发。 （3）擦净环刀外壁，拿去圆玻璃片，然后称取环刀加土质量，准确至0.1g 。 3、成果整理 按式下式分别计算湿密度和干密度： V m m V m 1 2-== ρ 式中 ρ—湿密度（g/cm 3），精确至0.01g/cm 3； m —湿土质量（g ）； 2m —环刀加湿土质量（g ）； 1m —环刀质量（g ）； V —环刀容积（cm 3）。 环刀法试验应进行两次平行测定，两次测定的密度差值不得大于0.03 g/cm 3 并取其两次测值的算术平 均值。 4、试验记录 密度试验记录见试验报告中的土的侧限压缩试验（固结试验）中的表格。 二、含水量试验 (一）、概述 土的含水量w 是指土在温度105~110℃下烘干至恒量时所失去的水质量与达到恒量后干土质量的比值，以百分数表示。 含水量是土的基本物理性质指标之一，它反映了土的干、湿状态。含水率的变化将使土物理力学性质发生一系列变化，它可使土变成半固态、可塑状态或流动状态，可使土变成稍湿状态、很湿状态或饱和状态，也可造成土在压缩性和稳定性上的差异。含水率还是计算土的干密度、孔隙比、饱和度、液性指数等
实验一土工参数测试综合试验 (一)、土样制备 1.概述 土样的制备是获得正确的试验成果的前提，为保证试验成果的可靠性以及试验数据的可比性，应严格按照规程要求的程序进行制备。 土样制备可分为原状土和扰动土的制备。本试验主要讲扰动土的制备。扰动土的制备程序则主要包括取样、风干、碾散、过筛、制备等程序，这些程序步骤的正确与否，都会直接影响到试验成果的可靠性，土样的制备都融合在今后的每个试验项目中。 2.仪器设备 孔径0.5mm、2mm和5mm的筛；天平；击样器；切土刀；橡皮板；木锤；烘箱；喷水设备等。 3.扰动土样制备步骤 （1）将扰动土样进行土样描述，如颜色、气味、夹杂物和土类及均匀程度等，如有需要，将扰动土样拌和均匀，取代表性土样测定其含水量。 （2）将土样风干或烘干，然后将风干或烘干土样放在橡皮板上用木碾碾散，但应注意不得将土颗粒破碎。 （3）将分散后的土样根据各试验项目的要求过筛。对于物理性试验如液限、塑限等试验，过0.5mm筛；对于力学性试验土样，过2mm筛；对于击实试验、比重试验（比重瓶法），过5mm筛。 （4）为配制一定含水量的试样，根据不同的试验要求，取足够过筛的风干土样，按下面的公式计算加水量，把土样平铺于不吸水的盘内，用喷水壶喷洒预计的加水量，并充分拌和均匀，然后装入容器内盖紧，润湿一昼夜备用。 （5）测定润湿后土样不同位置的含水量（至少二个以上），要求差值不大于±1％。 （6）按下式计算干土质量： m s=m／(1＋0.01w h) 式中：m s ——干土质量（g）； m ——风干土质量（g）； w h ——风干含水量（％）。 （7）根据试样所要求的含水量，按式计算制备试样所需的加水量： m w= 0.01(w－w h)．m s 式中：m w ——土样所需加水质量（g）； m s ——干土质量（g）； w ——制备试样所要求的含水量（％）； w h ——风干含水量（％）。 （8）根据试验所要求的干密度按下式计算制备试样所需的风干含水率时的总土质量： m=(1＋0.01w h) ．ρd．V 式中：m——制备试样所需的风干含水量时的总土质量；
《土力学与基础工程》 土 工 实 验 报 告 书 学院：环资学院 班级：地质1301班 姓名：郑 学号：20131140 时间：2015.11.24
目录 实验一侧限压缩实验 (3) 1实验目的 (3) 2实验原理 (3) 3仪器设备 (3) 4操作步骤 (3) 5实验数据整理 (4) 实验二直接剪切实验 (7) 1土的抗剪强度及实验方法 (7) 1.1 土的抗剪强度 (7) 1.2实验目的 (7) 1.3实验原理 (7) 2 直接剪切实验步骤 (7) 2.1 仪器设备 (7) 2.2 操作步骤 (7) 2.3 实验数据整理 (8) 三、三轴压缩实验 (10) 1实验目的 (10) 2实验原理 (10) 3实验设备 (10) 4实验步骤 (10) 5计算与绘图 (10) 6实验记录 (12) 四、实验总结 (12)
实验一 侧限压缩实验 1实验目的 通过测定变形和压力的关系或者孔隙比与压力的关系、变形和时间的关系，进而计算单位沉降量 i s 、压缩系数 v 、压缩指数c C 、压缩模量s E 。 2实验原理 实验基于构成土骨架的矿物颗粒在土体变形过程中保持刚性且竖向变形是连续的假设前提。 3仪器设备 （1）固结仪：试样面积302 cm ,高为2cm ； （2）加压设备：称量500kg~1000kg 。感量为0.2kg~0.5kg 的磅秤。 （3）百分表：量程10mm ，分度值为0.01mm ； （4）其它：钢丝锯、天平、环刀、刮土刀等。 4操作步骤 （1）制备式样：取面积为302 cm 的环刀抹上适量的凡士林并称量，记录读数为42.9g ，取原状土按一定的含水量制备试样，用环刀切取土样并用天平称量，记录数据为162.0g ； （2）土样装入固结仪器中：先装入下透水石，再将带有环刀的试样小心装入护环，在装入固结仪容器内，然后放上透水石和加压盖板，至于加压框下，对准加压框架的正中，安装量表。（透水石的湿度应尽量与试样保持一致）； （3）为保证试样与仪器上下各部件之间接触良好，应施加1KPa 预压荷载，然后调整量表归零； （4）对试样施加压力，加压等级分别为50.0、100、200、300、400、1600KPa ； （5）需要确定原状土的先期固结压力时，加压率应小于1，可采用0.5或0.25倍。最后一级压力应大于1000KPa ； （6）第一级压力的大小取决于土的软硬程度，此次实验采取50KPa ； （7）加荷后按下列时间顺序计量表读数：6”、15”、1’、2’15”、4’、6’15”、9’、12’15”、16’、20’15”、25’、30’15”、36’、42’15”、49’、64’、100’、200’、400’、23h 和24h ，至稳定为止。（中间加压等级只读数0’’、60’’即可）； （8）固结稳定标准规定为每级压力下压缩24h ； （9）整理设备，清理实验仪器。
土力学实训总结转眼间，一周的实训马上就要结束了。这才觉悟到时间如白驹过隙，过得飞快。现在想起刚学这门课的时候对什么都觉得不知道老师讲了也不是很懂。就连出去跟老师在外面的铁路线路上实习。自己也是看热闹。对于许多东西都事是而非。即便老师讲了对于初次接触的我也只是觉得好奇。根本忘了自己学习的目的。 在实训的过程中我根据任务指导书上的要求，通过查课本把自己以前没有搞懂的问题认真的全都弄明白了。在每一个细节上都很认真地完成了。尤其是缩短轨配置的计算，把自己以前老搞混淆的计算步骤现在也搞清楚了。对于自己不懂的地方我也虚心的请教同学、和老师。经过同学和老师的耐心讲解自己以前不会的也彻底懂了，自己由以前对这门课的讨厌也变得喜欢。 实习过程中我对土力学的：土的密度试验，土的界限含水率试验，土的剪切试验，土的固结试验以及土的击实试验，都有了了解。现将了解到的知识总结如下： 实验一土的含水率试验 （一）、试验目的 105—1100C下烘于恒量时所失去的水的质量和干土质量的百分比值。土在天然状态下的含水率称为土的天然含水率。所以，试验的目土的含水率指土在的：测定土的含水率。 （二）、烘干法试验 1.操作步骤 （1）取代表性试样，粘性土为15—30g,砂性土、有机质土为50g,放入质量为m ，精确至0.01g. 的称量盒内，立即盖上盒盖，称湿土加盒总质量m 1 （2）打开盒盖，将试样和盒放入烘箱，在温度105——1100C的恒温下烘干。烘干时间与土的类别及取土数量有关。粘性土不得少于8小时；砂类土不得少于6小时；对含有机质超过10%的土，应将温度控制在65——700C的恒温下烘至恒量。
（3）将烘干后的试样和盒取出，盖好盒盖放入干燥器内冷却至室温，称干土加盒质量m 为，精确至0.01g 2 实验二土的密度试验 （一）、试验目的 测定土在天然状态下单位体积的质量。 （二）、试验方法与适用范围 1、操作步骤 。 （1）测出环刀的容积V，在天平上称环刀质量m 1 （2）取直径和高度略大于环刀的原状土样或制备土样。 （3）环刀取土：在环刀内壁涂一薄层凡士林，将环刀刃口向下放在土样上，随即将环刀垂直下压，边压边削，直至土样上端伸出环刀为止。将环刀两端余土削去修平（严禁在土面上反复涂抹），然后擦净环刀外壁。 （4）将取好土样的环刀放在天平上称量，记下环刀与湿土的总质量m 2 2、计算土的密度：按下式计算 3、要求：①密度试验应进行2次平行测定，两次测定的差值不得大于 0.03g/cm3，取两次试验结果的算术平均值；②密度计算准确至0.01 g/cm3. 实验三土的界限含水率试验 （一）、试验目的 细粒土由于含水量不同，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量；塑限是细粒土呈可塑状态的下限含水量。 本试验的目的是测定细粒土的液限、塑限，计算塑性指数、给土分类定名，共设计、施工使用。 实验四土的击实试验 （一）、试验目的 本试验的目的是用标准的击实方法，测定土的密度与含水率的关系，从而确定土的最大干密度与最优含水率。 轻型击实试验适用于粒径小于5mm的粘性土，重型击实试验适用于粒径小于20mm 的土。 （二）、计算与制图 以干密度为纵坐标，含水率为横坐标，绘制干密度与含水率的关系曲线，即为击实曲线。曲线峰值点的纵、横坐标分别代表土的最大干密度和最优含水率。如果曲线不能得出峰值点，应进行补点试验。 计算数个干密度下的饱和含水率。以干密度为纵坐标，含水率为横坐标，在击实曲线的图中绘制出饱和曲线，用以校正击实曲线。 实验五土的固结试验 （一）、试验目的 本试验的目的是测定试样在侧限与轴向排水条件下的变形和压力，或孔隙比和压力的关系，变形和时间的关系，以便计算土的压缩系数、压缩指数、压缩模量、固结系数及原状土的先期固结压力等。 （二）、试验方法
前言 土力学教学试验课是《土力学与地基》课程的重要组成部分，其目的在于通过试验加深对课堂所学知识的理解，熟悉试验设备，掌握必要的试验技术，培养学生试验研究的基本技能与独立工作能力，丰富对土的感性认识，明确土力学试验在土工建筑中的作用和重要性。土工试验的项目虽然繁多（具体项目可参看有关《土工试验规程》），但归纳起来可大体分为三类： 一、土的物理性质试验 包括含水率、密度、比重、颗粒分析、液限、塑限、天然稠度、湿化、相对密度、毛管水上升高度、天然坡角等试验。 二、土的力学性质试验 包括击实、渗透、压缩、三轴剪切、无侧限抗压强度、直剪、前期固结压力等试验。 三、土的化学性质试验 包括有机水溶盐测定等试验。 我们的教学试验只是其中一部分，但却是重要的基本部分，具体内容是参照水利出版社的《土工试验规程》根据教学要求而拟定的，对于不同专业，试验内容可有所取舍。 学生在进行教学试验前，必须做到： 1.试验前要做好预习 2.进入试验室后，要认真听取教师讲解，掌握试验课要点及有关内容。 3.试验时要严肃认真、积极主动，既要独立思考，又要互相配合，严格按照试验指导书的要求和规定完成试验。 4.试验结束后，应做好仪器设备的清理和清洁工作，经指导教师或试验室人员检查合格后，方能离开试验室。 5.试验报告书应在指定时间内交上，绘图书写要清楚工整，不合要求需重做。
试验一颗粒大小分析试验（密度计法） 一、试验目的 颗粒大小分析试验的目的在于通过测定土中各种颗粒占该土总重的百分数的方法，了解土的颗粒大小分配情况，供土的分类、判断土的工程性质及建材选料之用。颗粒大小分析有筛析法和密度计法等，本试验只做细颗粒（小于0.075毫米的土）的密度计法。 二、试验原理 密度计法是使一定颗粒分布重量的土样在水内充分分散，并加以搅拌制成均匀的悬液见图1-1(a)，停止搅拌后，土颗粒在水中自由下沉。 图1-1 土粒下沉情况示意图 按照司笃克(Stokers)定律，粒径愈大的颗粒下沉愈快，粒径愈小的下沉愈慢，见图1-1(b)。此时，除最靠近筒底部外，从上到下悬液密度逐渐增加，不同时间放密度计于量筒中即可测读悬液某深度处的密度，直到悬液接近澄清为止。根据密度计的读数，用量得L深度处悬液比重与原来悬液的比重相比较，就可以计算出小于某粒径的颗粒在全部颗粒中所占的重量百分比数。同时在不同时间内量测L深处（L为一变数）的密度，即可找出不同粒径的数量，以绘出颗粒大小分配曲线。 密度计在试验中的作用，一是量测悬液的密度，二是量测土粒沉降的距
吉林铁道职业技术学院 土力学实验报告 班级________________ 学号：________________ 姓名：________________ 小组：
实验一土的颗粒分析实验 一、目的与适用范围 颗粒分析试验就是测定土中各种粒组所占该土总质量的百分数的试验方法，可分为筛析法和沉降分析法。其中沉降分析法又有密度计法和移液管法等。对于粒径大于0.075mm的土粒可用筛分析的方法来测定，而对于粒径小于0.075mm 的土粒则用沉降分析方法来测定。 这里我们仅对筛析法进行介绍。 二、筛析法 筛析法就是将土样通过各种不同孔径的筛子，并按筛子孔径的大小将颗粒加以分组，然后再称量并计算出各个粒组的质量占该土总质量的百分数。筛析法是测定土的颗粒组成最简单的一种试验方法，适用于粒径小于、等于60mm，大于0.075mm的土。 （一）仪器设备 1、分析筛； ①圆孔粗筛，孔径为60mm，40mm，20mm，10mm，5mm和2mm。 ②圆孔细筛，孔径为2mm，1mm，0.5mm，0.25mm，0.075mm。 2、称量1000g、最小分度值0.1g的天平；称量200g、最小分度值0.01g的天平； 3、振筛机； 4、烘箱、量筒、漏斗、研钵、瓷盘、不锈钢勺等。 （二）操作步骤 先用风干法制样，然后从风干松散的土样中，用四分法按下表称取代表性的试样，称量准确至0.1g，当试样质量超过500g时，称量应准确至1g。 筛析法取样质量
（1）将按上表称取的试样过孔径为2mm的筛，分别称取留在筛子上和已通过筛子孔径的筛子下试样质量。当筛下的试样质量小于试样总质量的10%时，不作细筛分析；当筛上的试样质量小于试样总质量的10%时，不作粗筛分析。 （2）取2mm筛上的试样倒入依次叠好的粗筛的最上层筛中，进行粗筛筛析，然后再取2mm筛下的试样倒入依次叠好的细筛的最上层筛中，进行细筛筛析。细筛宜置于振筛机上进行震筛，振筛时间一般为10~15min。 （3）按由最大孔径的筛开始，顺序将各筛取下，称留在各级筛上及底盘内试样的质量，准确至0.1g。 （4）筛后各级筛上及底盘内试样质量的总和与筛前试样总质量的差值，不得大于试样总质量的1%。 2、含有细粒土颗粒的砂土 （1）将按上表称取的代表性试样，置于盛有清水的容器中，用搅棒充分搅拌，使试样的粗细颗粒完全分离。 （2）将容器中的试样悬液通过2mm的筛，取留在筛上的试样烘至恒量，并称烘干试样质量，准确至0.1g。 （3）将粒径大于2mm的烘干试样倒入依次叠好的粗筛的最上层筛中，进行粗筛筛析。按由最大孔径的筛开始，顺序将各筛取下，称留在各级筛上及底盘内试样的质量，准确至0.1g。 （4）取通过2mm筛下的试样悬液，用带橡皮头的研杆研磨，然后再过0.075mm筛，并将留在0.075mm筛上的试样烘干至恒量，称烘干试样质量，准确至0.1g。 （5）将粒径大于0.075mm的烘干试样倒入依次叠好的细筛的最上层筛中，进行细筛筛析。细筛宜置于振筛机上进行震筛，振筛时间一般为10~15min。 （6）当粒径小于0.075mm的试样质量大于试样总质量的10%时，应采用密度计法或移液管法测定小于0.075mm的颗粒组成。 实验一土的筛分实验报告 1、实验目的： 2、实验仪器设备： 3、实验方法：
实验一 相对密度、密度、含水量测定 A 、实验目的 测定土的相对密度、密度和含水量，以了解土的疏密、干湿状态和含水情供计算土的其它物理指标和设计以及控制施工质量之用。 B 、实验要求 1、由实验室提供一份扰动土样，要求学生测定该上样的含水量、密度和该土 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(r S )、干土密度(d ρ)及饱和土密度(sat ρ)等物理指标； 3、参观原状土样。 C 、实验方法 一、相对密度实验(又称比重实验) 土粒的相对密度是土在100℃—105℃下烘至恒重时土粒的密度与同体积4℃时纯水密度的比值。 （一）实验目的 测定土的相对密度(比重)，为计算土的孔隙比、饱和度以及为其它土的物理力学实验(如颗粒分析的比重计法实验、压缩实验等)提供必需的数据。 （二）实验方法 相对密度实验的方法取决于试样的粒度大小和土中是否含有水溶盐，如果水中不含水溶盐时，可采用比重瓶和纯水煮沸排气法。土中含有水溶盐时，要用比重瓶和中性液体真空排气法。粒径都大于5mm 时则可采用缸吸筒法或体积排水法。本实验采用比重瓶和纯水煮沸排气法。 （三）仪器设备
1、比重瓶：容量100毫升： 2、天平：称量200克，感量0.001克； 3、恒量水槽：灵敏度±1℃； 4、电热砂浴（或可调电热器）； 5、孔径5mm 土样筛、烘箱、研钵、漏斗、盛土器、纯水、蒸馏水发生器等。 （四）实验步骤 1、试样制备 将风干或烘干之试样约100克放在研钵中研碎，使全部通过孔径为5mm 的筛，如试样中不含大于5mm 的土粒，则不要过筛。将已筛过的试样在100℃—105℃下恒重后放入干燥器内冷却至室温备用。(此项工作由实验室工作人员负责完成) 2、将烘干土约15克，用漏斗装入烘干了的比重瓶内并称其质量，得瓶加上的质量m l ，准确至O.001克。 3、将已装入干土的比重瓶注纯水至瓶的一半处。 4、摇动比重瓶，使土粒初步分散，然后将比重瓶放在电热砂浴上煮沸(注意将瓶塞取下)。煮沸时要注意调节砂浴温度，避免瓶内悬液溅出。煮沸时间从开始沸腾时算起，砂土和粉土不小于30分钟，粉质粘土和粘土不小于1小时。本次实验因时间关系，煮沸时间由教师根据具体情况决定。 5、将比重瓶从砂浴上取下，注入纯水至近满，然后放比重瓶于恒温水槽内，待瓶内悬液温度稳定后(与水槽内的水温相同)，测记水温(T)，准确至0．5℃(注：本实验室槽内水温控制在20℃)。 6、轻轻插上瓶塞，使多余水分从瓶塞的毛细管上溢出(溢出的水必须是不含土粒的清水)。取出比重瓶，擦干比重瓶外部水分，称瓶加水加土的总质量(4m )准确至0.001克。 （五）计算 按下式计算相对密度： C w wT m m m m ds ??-+= 44300ρρ