试验目的：
通过本节学习，要求学生熟练掌握用环刀法测定密度的原理和操作程序。
试验原理介绍：
土的密度是指土的单位体积质量，是土的基本物理性质指标之一。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。
密度实验方法有环刀法、蜡封法、灌水法和灌砂法等。
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。本试验方法适用于测定不含砾石颗粒的细粒土的密度。本方法在测定试样密度的同时，可将试样用于固结和直剪试验。
实验仪器设备
（1）环刀：内径61.8mm和79.8mm，高度20mm。
（2）天平：称量500g，最小分度值0.1g；称量200g，最小分度值0.01g。
操作步骤：
教学试验可采用室内制备的扰动土样。切样时将土样先制成直径略大于环刀内径的土样，将内壁涂有薄层凡士林的环刀垂直下压，边压边削至土样伸出环刀口为止。用修土刀或钢丝锯切断土柱，将环刀两端余土修平，但不要在两端反复压抹。最后将环刀外壁擦净。本实验应进行平行测定，两次测试的差值不得大于0.03g/cm3，取两次测值得平均值。
密度试验记录(环刀法)
工程名称试验者
工程编号计算者
试验日期校核者
土的含水量测定方法是以烘干法为标准方法。对不含或少含有机质的土，可采用酒精燃烧法以快速测定含水量；对含砾较多的土，则可采用炒干法。这里仅以烘干法为例介绍含水量的测定方法。
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。
烘干法测含水量是取适量已知重量的土样放入烘箱内，在105～110℃恒温下烘干至恒重，等冷却后称干土重。根据土中失去水分重量，求出其含水量。
实验目的：
通过学习要求学生熟练掌握用烘干法测定土的含水率的试验方法。
实验仪器和设备：
1.电热烘箱：应能控制温度为105~110℃。
2.天平：称量200g ，最小分度值0.0lg ；称量1000g ，最小分度值0.1g 。
实验原理介绍：
土的含水率是指土在温度为105~110℃下烘干到恒量时所失去的水质量与恒重后干土质量的比值，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的物理力学性质发生一系列的变化。土中水分的含量是影响土的状态和工程地质性质的重要因素之一。土的含水率是土的三相物质中最活跃最不确定的一个因素。含水率的变化影响到整个土样的稠度状态、饱和状态和结构强度等一系列物理力学性质。因此含水率是研究土物理力学性质必不可少的一项指标。测定土的含水率是为了了解土的含水状态。土的含水率是计算土的干密度、孔隙比、饱和度、液性指数等指标的基本参数，也是建筑物地基、路堤、土坝等施工质量控制的重要指标。
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。 本试验方法适用于粗粒土、细粒土、有机质土和冻土。
试验步骤
1、粘性土样一般取15～20g ，砂性土、有机质土取50g 。
2、烘干时要打开铝盒盖，烘干时间：粘性土不少于8h ，砂性土不少于6h ；对有机质含量超过5％的土，应将温度控制在65～70℃的恒温下烘干。
3、按下式计算土的含水量，要求精确到0.1％。
%100)1(
?-=s
m m
w
式中：w ——土的含水量，％；
m 、m s ——分别为湿土和干土的质量g 。
本项试验要求进行二次平行测定，其平行差值需满足的要求是：当含水量小于40％时，允许平行差值不大于l ％；当含水量大于或等于40％时，允许平行差值不大于2％。两次测值取平均值。
含水率试验记录
工程名称————试验者————工程编号————计算者————试验日期————校核者————
实验三土的界限含水率试验（液、塑限联合测定法）
细粒土由于含水率不同，可分别处于流动状态、可塑状态、半固体状体和固态状体。因含水率变化而表现出的各种不同物理状态，称为细粒土的稠度。界限含水率（液限、塑限、缩限）就是区分不同状态的量度值。液限是土体粘滞状态到可塑状态的上限含水率。在该含水率时，土体对变形和剪切力产生一定阻力，它反映出土体具有可变量的最小强度值。塑限时土体从可塑状态转变为半固体状态的界限值，是塑性状态的下限含水率。在该含水率时，土体开始变得具有脆性。缩限是土体从半固体状态变成固体状态的界限值，其特征是水分蒸发使土体积不再收缩时的含水率。
实验目的：
要求学生了解试验方法的基本原理及适应范围；
熟练使用液、塑限联合测定法确定土的液限和塑限。
实验仪器和设备：
1.液、塑限联合测定仪(图)：包括带标尺的圆锥仪、电磁铁、显示屏、控制开关和试样杯。圆锥质量为76g，锥角为30°；读数显示宜采用光电式、游标式和百分表式；试样杯内径为40mm，高度为30mm。
2.天平：称量200g，最小分度值0.0lg。
实验原理介绍：
本试验主要目的是测定细粒土的液限、塑限和缩限三个基本界限含水率。各项含水率的测定按烘干法进行。液、塑限联合测定法是根据圆锥仪的圆锥入土深度与其相应的含水率在双对数坐标上具有线性关系的特性来进行的。利用圆锥质量为76g的液塑限联合测定仪测得土在不同含水率时的圆锥入土深度，并绘制其关系直线图，在图上查得圆锥下沉深度为10mm（或17mm)所对应的含水率即为液限，查得圆锥下沉深度为2mm所对应的含水率即为塑限。
本试验方法适用于粒径小于0.5mm以及有机质含量不大于试样总质量5%的土。
操作步骤
本实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。
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，取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混匀膏状，放入调土皿，浸润过夜。将制备的试样充分调拌均匀，填入试样杯中，填样式不应留有空隙，对较干的试样应充分揉搓，密实的填入试样杯中，填满后刮平表面。
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。
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，挖去锥尖入土出的凡士林，取椎体附近的试样不少于10g，放入称量盒内，测定含水率。
将全部试样再加水或吹干并调匀，重复3到5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）
成果要求
试样含水率应按下式计算，准确至0.1%
w0=（m0/m d-1）*100
w0——试样含水率（%）
m d——干土质量（g）
m0——湿土质量（g）
绘制关系曲线图：
以含水率为纵坐标，圆锥入土深度为纵坐标在双对数坐标纸上绘制关系曲线，三点应在一直线上。当三地不在一直线上时，通过高含水率的点和其余两点连呈两条直线，在下沉为2mm处查的相应的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，当两个含水率的差值大于、等于2%时，应重做实验。
在含水率与圆锥下沉深度的关系图上查的下沉深度为17mm所对应的含水率为液限，差的下沉深度为2mm所对应的含水率为塑限，取值以百分数表示，准确率0.1%。
塑性指数按下式计算：
I p=w i-w p
式中：I p——塑性指数
w i——液限（%）
w p——塑限（%）
液性指数按下式计算：
I L=（w0-w p）/I p
式中：I L——液性指数，计算至0.01
w0——制备土样的含水率（%）
w p——塑限（%）
界限含水率试验记录(液、塑限联合测定法) 工程名称试验者工程编号计算者试验日期校核者
实验4 土的标准固结试验
土的压缩试验是为了解侧限条件下土样受压力作用的变形特点，测定土的压缩系数，压缩模量，固结系数等有关压缩性指标的一个重要试验。
压缩试验常用的压缩仪主要有杠杆式压缩仪和磅称式压缩仪，二者各有特点。目前，常用的普通杠杆式压缩仪的最大固结压力一般0.4～0.6MPa。在国内，前者的应用较后者更广泛。
在试验方法上，按压缩稳定的标准，可分为稳定压缩，假定稳定压缩和快压速缩三种。
稳定压缩要求在每级荷载下土样在24h内不产生进一步的压缩变形；假定稳定压缩要求在每级荷载作用下土样要满足24h内的变形量不超过0.005mm/h(对于2cm高度土样)的变形标准，快速压缩则假定试样在每级荷载下，1h其变形即达到基本稳定。
这里主要介绍采用杠杆式压缩仪进行快速压缩试验，以测试土压缩性的试验方法。对于稳定压缩和假稳定压缩的具体试验要求和方法，可参考《土工试验方法标准》(GBJ123—88)(国家标准)。
实验目的：
测定土的压缩系数、压缩模量、体积压缩系数、压缩指数、回弹指数以及先期固结压力，作为工程设计计算的依据。
实验仪器和设备：
1.固结容器：由环刀、护环、透水板、水槽、加压上盖组成(图)。
2.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。
3.透水板：氧化铝或不受腐蚀的金属材料制成，其渗透系数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。
4.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。
5.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。
固结仪及加压设备应进行校准，并应作仪器变形校正曲线
实验原理介绍：
饱和土体受外力作用后，孔隙中部分水逐渐从土体中排出，土中孔隙水压力逐渐减小，作用在土骨架上的有效应力逐渐增加，土体积随之压缩，直到变形达到稳定为止。土体这一压缩变形的全过程，称为固结。固结过程的快慢取决于土中水排出的速率，它是时间的函数，而非饱和土体在外力下的变形，通常是由孔隙中气体排出或压缩所引起，主要取决于有效应力的改变。
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，然后在测限与轴向排水条件下测定土在不同载荷下的压缩变形。且试样在每级压力下的固结稳定时间为24小时。
固结试验主要用于测定饱和土的压缩系数、体积压缩系数、压缩模量和回弹指数等。
本试验方法适用于饱和粘土。当只进行压缩时，允许用于非饱和土。
1、试样制备：
（1）将土样筒按表明的上下方向放置。剥去蜡封和胶带，开启土样筒取出土样。检查土样结构，当确定土样已受到扰动或取土样质量不符合规定时，不应制备固结试样的试样。
（2）根据实验要求用环刀切取试样时，应在环刀内壁涂一薄层凡士林，刃口向下放在土样上，将环刀垂直下压，并用切土刀沿环刀外侧切削土样，边压边削土样高出环刀，根据试样的软硬采用钢丝锯或切刀整平环刀两端土样，擦净环刀外壁，称环刀和土的总质量。
（3）取切下的余土测定试样的含水率和土粒比重，当试样需要饱和时，采用抽气饱和法。
2、固结试验应按下列步骤进行：
（1）在固结容器内放置护环、透水板和薄滤纸，将带有试样的环刀装入护环内，放上导环、试样上依次放上薄滤纸、透水板和加压上盖，并将固结容器置于加压框架正中，使加压上盖与加压框架中心对准，安装百分表和位移传感器。（注：滤纸和透水板的湿度应接近试样的湿度）
（2）施加1kPa的预压力使试样与仪器上下各部件之间接触，将百分表或传感器调整到零位或测读初读数。
（3）确定需要施加的各级压力，压力等级宜为12.5、25、50、100、200、400、800、1600、3200kPa。第一级压力的大小应视土的软硬程度而定，宜用12.5、25、50kPa。最后一级压力应大于土的自重压力和附加压力之和。只需测定压缩系数时，最大压力不小于400kPa。
（4）需要确定原状体的先期固结压力时，初始段的荷载率应小于1，可采用0.5或0.25施加的压力应使测得的e-logp曲线下段出现直线段。对超固结土，应进行卸压、再加压来评价其再压缩特性。
（5）对于饱和试样，施加第一级压力后应立即向水槽中注水侵没试样。非饱和试样进行压缩实验时，须用湿棉纱围住加压板周围。
（6）需要测定沉降速率、固结系数时，施加每一级压力后宜按下列时间顺序侧记试样的高度变化。时间为6s、15s、1min、2min15s、4min、6min15s、9min、12min15s、16min、20min15s、25min、30min15s、36min、42min15s、49min、64min、100min、200min、400min、23h、24h，至稳定为止。不需要测定沉降速率时，则施加每级压力后24h测定试样高度变化作为稳定标准，只需测定压缩系数的试样，施加每级压力后，每小时变形达0.01mm时，测定试样高度变化作为稳定标准。按此步骤逐渐加压至实验结束。（注：测定沉降率仅适用土）（7）需要进行回弹实验时，可在某级压力下固结稳定后退压，直至退到需要的压力，
每次退压至24h 后测定试样的回弹量。
（8）实验结束后吸去容器中的水，迅速拆除仪器各部件，取出整块试样，测定含水率。
成果要求
（1）试样的初始孔隙比，应按下式计算：
1)
1(0
00-+=
ρρw e s
式中：e 0——试样的初始孔隙比
ρ0——试样的湿密度（g/cm3）
ρw ——温度4℃时水的密度（g/cm3） w 0——试样的含水率（%）
（2）各级压力下试样固结稳定后的单位沉降量，应按下式计算：
式中：S i ——某级压力下的单位沉降量（mm/m ）
h 0——试样初始高度（mm ）
△h i ——某级压力下试样固结稳定后的总变形量（mm ）（等于该级压力下固结稳定读数减去仪器变形量）
103——单位换算系数
（3）各级压力下试样固结稳定后的孔隙比，应按下式计算：
00)
1(h h
e e e i
i ∑?+-=
某一压力范围内的压缩系数，按下式计算：
i
i i i v p p e e a --=
++11
某一压缩范围内的压缩模量，应按下式计算：
v
i s a e E +=
1
式中：e 0——试样的初始孔隙比；
e i 、e i ＋1——分别为第i 级和第i+l 级荷载下土样的孔隙比； a v ——压缩系数，MPa-1； E s ——压缩模量，MPa ；
s
ρ、
ρ——分别为土粒密度和试样的初始密度，g/cm3；
h 0——试样初始高度，mm ；
∑?i
h
——至第i 级荷载试样变形稳定后的总变形量(校正后)，mm ；
p i ——第i 级荷载值，kPa ；
w 0——试样的初始含水量，％。
（4）以孔隙比为纵坐标，压力为横坐标绘制孔隙比与压力的关系曲线
( 100
)
16
14121086420e 或 S i
固结试验记录
工程编号试验者试样编号计算者仪器编号校核者
试验日期
实验五土的直接剪切试验（快剪）
土的直剪试验是一种最广泛采用的土工试验，比较适用于粘性土、粉土及粉砂土。由试验可绘制试样土的剪切曲线，并由曲线确定其力学指标，因此要求相同土样的直剪试验不少于4个试样。
直剪试验采用直剪仪进行。常用的直剪仪依据施加剪力的方式，可分为应变式直剪仪和应力式直剪仪。目前国内应用较普遍的是应变式直剪仪。
在试验方法上，依据土样在受压及受剪切过程中的排水情况，可分为不排水剪、排水剪和固结快剪三种。其中，不排水剪又称快剪，是指在试验时施加垂直压力后立即施加水平剪力，保证在整个试验过程中试样的含水量不发生变化，排水剪又称慢剪，是指施加垂直压力后使土样达到充分的排水固结，然后缓慢施加水平剪力，保证使每加一次水平剪力前都允许土样中的孔隙水压力完全消散；固结快剪则指在垂直压力下土样得以充分的排水固结后，以很快的速度施加水平剪力，使由剪切产生的孔隙水压力不能消散。
快剪试验是在试样上施加法向压力后，立即开始剪切。
快剪试验方法适用于渗透系数小于10-6cm/s的细粒土。
实验目的：
直接剪切试验是测定土的抗剪强度的一种常用方法，即测定土的粘聚力和内摩擦角，为地基承载力计算及地基、斜坡稳定性分析提供参数。
实验仪器和设备：
1.应变控制式直剪仪(图)：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l0mm，分度值为0.0lmm的百分表；或准确度为全量程0.2%的传感器。
实验原理介绍：
土体抵抗剪力保持本身不被破坏的性能，叫做抗剪性。其抵抗剪力的最大能力以抗剪强度表示，在数值上它等于土体所能承受的最大剪应力。
直接剪切试验是测定土的抗剪强度的一种常用方法。通常采用四个或四个以上的试样，分别在不同的法向压力p作用下，施加剪切力进行剪切，求得破坏时的最大剪应力τ，根据τ—p曲线确定土的抗剪强度参数：内摩擦角(φ)和内聚力(C)。
直接剪切试验在方法上有快剪、固结快剪和慢剪三种。每种试验方法适用于一定排水条件下的土体，相应于工程所处的工作状态。因此，在选择试验方法时，应注意所采用的方法尽量反映土的特性和工程所处的工作阶段，并与分析计算方法相匹配。
操作步骤
（1）试样制备与安装：
①土试样制备，与慢剪实验制样相同。每组试样不少于4个，当试样需要饱和时，按慢剪实验试样的饱和步骤进行。
②环刀刃口向上，对准剪切盒口，在试样上放硬塑料薄膜和透水板，将试讲小心地推入剪切盒内。
③移动传动装置，使上盒前端钢珠刚和与测力计接触，依次放上传压板、加压框架，安装水平位移量测装置，并调至零位或测记初读数。
④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压，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。不需要安装垂直尾翼量测装置。
（2）施加垂直压力，拔去固定销，立即以0.8mm/min的剪切速度进行剪切，使试样在3-5min内剪损。试样每产生剪切位移0.2-0.4mm侧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。
（3）剪切结束，吸去盒内积水，退去剪切力和垂直压力，移动加压框架，取出试样，测定试样含水率。
成果要求
快剪试验的剪应力按下式计算：
τ
=
CR
式中：τ——剪应力，kPa；
C——量力环校正系数，kPa/0.01mm；
R——量力环测微表读数，0.01mm；
(3)绘制τ-σ关系曲线。以剪应力τ为纵坐标，垂直应力σ为横坐标，绘制剪应力与垂
?
直应力关系曲线。根据τ-σ关系曲线，求出土的凝聚力c和内摩擦角
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-=
《土力学原理》实验指导书
前言 土力学原理是研究土的物理、力学性质和土体及其相关结构受力变形以及常见基础设计的一门科学，是土木工程专业的一门重要技术基础课。 土是岩石风化而成的颗粒堆积物，广泛覆盖于地球表面，人类的生活和生产活动与之息息相关，而土木工程更是与之有着密不可分的联系：例如，桥梁及房屋建筑地基基础的稳定性和变形，山坡、土坝、路堤、路堑等各种自然或人工坡体的稳定性，各类挡土结构的受力和变形等都是土力学的研究内容，土力学广泛应用于建筑、交通、水利、港口工程等领域。 土力学原理课的主要内容包括土的物理性质、地基中的应力计算、土的压缩性及地基沉降计算、土的渗透性和渗流问题、土的抗剪强度、天然地基承载力、挡土结构上的土压力、土坡稳定分析等。 通过本课程的学习，学生应牢固掌握土力学的基本原理、计算分析方法和基本实验技能，初步具备分析和解决有关工程问题的能力。同时，为进一步学习基础工程、地基处理、路基工程、深基坑工程和地下工程等有关专业课打好基础。 土力学原理是实践性很强的一门课程，实验是本课程的重要实践环节。本课程实验学时有16学时，通过本书，可以有效指导学生从事各项实验操作，将有助于培养学生的动手操作能力。
实验考核方案 1、土力学原理实验项目在建筑工程实验室土工实验分室完成，是土木工程专业的专业基础课实验项目，为大三的学生开设。 2、学生进入实验室必须遵守《学生实验守则》等实验室的各项规章制度，自觉遵守实验纪律。 3、要爱护实验室的仪器设备，损坏仪器设备要赔偿。 4、学生进入实验室前必须进行课前预习，要熟悉本次实验的目的，实验方法，试验步骤等实验内容。 5、试验要积极主动，人人动手，积极参与并能熟练操作各种实验仪器，严格按试验规程进行试验。 6、实验报告格式为：简介试验目的、试验步骤、试验成果整理和试验成果分析。 7、必须认真地完成试验报告，试验报告字迹要清楚，必须按着要求自己编写，不得抄袭他人实验资料；不符合要求的实验报告打回应重做。 8、实验成绩评定等级为优、良、合格、不合格记载，成绩按20%计入本课程总评成绩。
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）
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》实验指导书 周玲编 思源学院城市建设分院
目录 教学实验注意事项.............................错误!未定义书签。实验一土的密度试验 ........................错误!未定义书签。实验二土的含水量试验 .....................错误!未定义书签。实验三土的颗粒分析试验 .. (7) 实验四土的液限、塑限试验10 实验五土的压缩固结试验 (13) 实验六土的直接剪切试验 (16) 实验七土的击实试验19 参考资料： 1、《土工试验方法标准》 GB/T 50123-1999 2、《公路土工试验规程》 JTG E40-2007 3、《中华人民共和国行业标准土工试验规程》SL 237-1999
教学实验注意事项 为确保实验顺利进行，达到预定的实验目的，必须做到下列几点： 一、作好实验前的准备工作： 1．预习实验指导书，明确本次实验的目的、方法和步骤。 2．弄清与本次实验有关的基本原理。 3．对实验中所用到的仪器、设备实验前应事先阅读有关仪器的使用说明。 4．必须清楚地知道本次试验需记录的数据项目及数据处理的方法，并事前作好记录表格。 二、遵守实验室的规章制度： 1．实验时应严肃认真，保持安静。 2．爱护设备及仪器，并严格遵守操作规程，如发生故障应及时报告。 3．非本实验所用的设备及仪器不得任意动用。 4．实验完毕后，应将设备和仪器擦试干净，并恢复到原来正常状态。 三、认真做好实验： 1．注意听好教师对本次实验的讲解。 2．清点实验所需设备，仪器及有关器材，如发现遗缺，应及时向教师提出。 3．实验时，应有严格的科学作风，认真细致地按照实验指导书中所要求的实验方法与步骤进行。 4．对于带电或贵重的设备及仪器，在接线或布置后应请教师检查，检查合格后，才能开始实验。 5．在实验过程中，应密切观察实验现象，随时进行分析，若发现异常现象，应及时报告。 6．记录下全部测量数据，以及所用仪器的型号及精度、试件的尺寸、量具的量程等。 7．学生在完成试验全部规定项目后，经教师同意可进行一些与本实验有关的其它实验。 8．实验记录需要教师审阅签字，若不符合要求应重做。 四、写好实验报告 实验报告是实验的总结，通过写实验报告，可以提高学生的分析能力，因此实验报告必须由每个学生独立完成，要求清楚整洁，并要有分析及自己的观点。实验报告应具有以列基本内容： 1．实验名称、实验日期、实验者及同组人员。 2．实验目的、实验原理、方法及步骤筒述。 3．实验所用的设备和仪器的名称、型号。 4．实验数据处理、对实验结果的分析讨论。
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；
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。
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
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
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
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
土力学实验报告参考书 （3-5人1份、其实验步骤学生可自行适当简化） 含水率试验 一、实验目的 测定土的含水率，是指土在温度100～105℃下烘到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，为验证型试验。 二、实验条件 烘箱；电子天平；称量盒；干燥器等。 三、实验内容 用烘干法测定，取土样20—30克，在100°—105°温度下，烘6—8小时，称干土质量，计算出含水量。 四、实验步骤 （1）取代表性土样 15～30 g ，放入称量盒内，立即盖好盒盖，放天平上称量，准确至0. 1g 。 （2）揭开盒盖，套在盒底，放入烘箱，在温度105～110℃下烘至质量恒定。 （3）将烘干后的土样，盖好盒盖收入干燥器内冷却至室温，称干土质量（准确至0.1g ）。 （4）按下式计算含水率 （5）本试验需进行2次平行测定，取其算术平均值 五、实验结果 六、讨论 七、参考文献 密度试验 一、实验目的 测定土的密度，了解土的疏密程度和干湿状态。指土的单位体积质量，其单位为g/cm 3，为验证型试验。 二、实验条件 环刀；电子天平；修土刀，刮刀，凡士林油等。 三、实验内容 环刀法测定，用60cm 3环刀开出土样，两面刮平，称出单位体积质量，计算出密度。 四、实验步骤 （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试样上。 （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 %100)()()(?-++-+= m m m m m m m w s s
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0.1g 。 （5）按下式计算土的密度： 五、实验结果 六、讨论 七、参考文献 比重试验 一、实验目的 测定土粒的比重 G s ，是土粒在温度105～110℃下烘至恒重时的质量与土粒同体积 4℃时纯水质量的比值，为验证型试验。 二、实验条件 烘箱、比重瓶、恒温水槽、砂浴、温度计、纯水、孔径2mm 筛等。 三、实验内容 用比重瓶法测定：取烘干土样20克，放入比重瓶内，加蒸馏水放在电砂浴上，煮30—40分钟，使土粒分散并排出气体，加清水至满，沉淀8—10小时，称重计算出比重。 四、实验步骤 （1）将烘干土过2mm 筛，然后取20g ，装人比重瓶内，称试样和瓶的总质量，准确至 0.001g 。 （2）将纯水注入比重瓶中至一半处，将瓶放在砂浴上煮沸30—40分钟，煮沸时间自悬液沸腾时算起，避免瓶中悬液溢出瓶外。 （3）将煮沸冷却至室的纯水，注满比重瓶，塞紧瓶塞。 （4）将比重瓶置于恒温水槽内，待瓶内水温稳定，且瓶内上部悬液澄清，然后取出比重瓶，擦干瓶外壁，称比重瓶、水、试样总质量，准确至0.001g 。称量后应立刻测出瓶内水的温度，准确至0.5℃。 （7）根据测得的温度，从已绘制的温度与瓶、水总质量的关系曲线中查得瓶、水总质量。 （8）按下式计算比重： 式中：G s ——土的比重； V m ρ= T G m m m m m m G w bws b bs bw b bs s --+-=
《土力学》实验指导书 浙江理工大学建筑系 2011年6月
《土力学》实验指导书 目录 教学实验注意事项 (2) 实验一土的密度试验 (4) 实验二土的含水量试验 (5) 实验三土的颗粒分析试验 (7) 实验四土的液限、塑限试验10 实验五土的压缩固结试验 (13) 实验六土的直接剪切试验 (16) 实验七土的三轴剪切试验19 浙江理工大学科艺学院建筑系第页22页，共 1 《土力学》实验指导书 教学实验注意事项
为确保实验顺利进行，达到预定的实验目的，必须做到下列几点： 一、作好实验前的准备工作： 1．预习实验指导书，明确本次实验的目的、方法和步骤。 2．弄清与本次实验有关的基本原理。 3．对实验中所用到的仪器、设备实验前应事先阅读有关仪器的使用说明。4．必须清楚地知道本次试验需记录的数据项目及数据处理的方法，并事前作好记录表格。 5．除了解实验指导书中所规定的实验方案外，亦可多设想一些其它方案。 二、遵守实验室的规章制度： 1．实验时应严肃认真，保持安静。 2．爱护设备及仪器，并严格遵守操作规程，如发生故障应及时报告。3．非本实验所用的设备及仪器不得任意动用。 4．实验完毕后，应将设备和仪器擦试干净，并恢复到原来正常状态。三、认真做好实验： 1．注意听好教师对本次实验的讲解。 2．清点实验所需设备，仪器及有关器材，如发现遗缺，应及时向教师提出。 3．实验时，应有严格的科学作风，认真细致地按照实验指导书中所要求的实验方法与步骤进行。 4．对于带电或贵重的设备及仪器，在接线或布置后应请教师检查，检查合格后，才能开始实验。
浙江理工大学科艺学院建筑系第页22页，共 2 《土力学》实验指导书 5．在实验过程中，应密切观察实验现象，随时进行分析，若发现异常现象，应及时报告。 6．记录下全部测量数据，以及所用仪器的型号及精度、试件的尺寸、量具的量程等。 7．教学实验是培养学生动手能力的一个重要环节，因此学生在实验小组中虽有一定的分工，但每个学生都必须自己动手，完成所有的实验环节。8．学生在完成试验全部规定项目后，经教师同意可进行一些与本实验有关的其它实验。 9．实验记录需要教师审阅签字，若不符合要求应重做。 四、写好实验报告 实验报告是实验的总结，通过写实验报告，可以提高学生的分析能力，因此实验报告必须由每个学生独立完成，要求清楚整洁，并要有分析及自己的观点。实验报告应具有以列基本内容： 1．实验名称、实验日期、实验者及同组人员。 2．实验目的。 3．实验原理、方法及步骤筒述。 4．实验所用的设备和仪器的名称、型号。 5．实验数据及处理。 6．对实验结果的分析讨论。 浙江理工大学科艺学院建筑系第页22页，共 3 《土力学》实验指导书 实验一土的密度试验