~土力學室內實驗指導書高凌霞王秀偉 編寫土木建筑工程學院綜合實驗中心~試驗須知1.試驗前要認真閱讀試驗指導書，明確所作實驗的目的、要求和注意事謝謝閱讀項。2.必須遵守實驗室規章制度，遵守課堂紀律保持安靜。3.試驗課必須專心聽講，服從指導教師的安排和指導，按照操作歸程認真操作，正確讀數，細心觀察，認真記錄，不得草率敷衍，拼湊數據。感謝閱讀4.試驗報告必須獨立完成，不得抄襲別人的數據。5.愛護儀器設備，不準動用與本次試驗無關的儀器設備。如發生儀器設備損壞要及時向指導教師報告，屬責任事故的，按有關規定賠償。謝謝閱讀6.試驗完畢后做好整理工作，將試劑、材料、工具和儀器放回原處，洗刷器皿，清掃試驗場地，切斷電源、水源、氣源，經指導教師檢查合格后方可離開。謝謝閱讀~目 錄一顆粒分析試驗·1二 密度試驗（環刀法）·10三 含水量試驗·12四 比重試驗·14五 界限含水量試驗（液塑限聯合測定法）·17六 壓縮試驗（杠桿式壓縮儀法）·20七 直接剪切試驗·24八 三軸剪切試驗·27九 擊實試驗·31~一 顆粒分析試驗顆粒分析就是用試驗的方法求出小于某種粒徑的顆粒所占土質量的百分數。謝謝閱讀一、試驗目的通過顆粒組分分析可以了解土中顆粒大小的分配情況，并能為土的分類及概略判斷精品文檔放心下載其工程地質性質、建材選料提供所需的材料。二、試驗方法顆粒分析試驗可分為篩析法和密度計法，對于粒徑大于0.075mm的土粒可用篩析感謝閱讀法測定，而對于粒徑小于0.075mm的土粒則用密度計法來測定。精品文檔放心下載篩析法是將土樣通過各種不同孔徑的篩子，并按篩子孔徑的大小將顆粒加以分組，感謝閱讀然后再稱量并計算出各個粒組占總量的百分數。篩析法（一）儀器設備（1）標準篩一套：孔徑分別為5mm、2mm、1mm、0.5mm、0.25mm、0.075mm；感謝閱讀（2）普通天平：感量0.1g，稱量500g；（3）振篩機：篩析過程中能上下震動；（4）其他：磁缽及橡皮頭研棒、毛刷、白紙、尺等。~（二）操作步驟用研棒輕輕碾壓風干土，使之分散成單粒，用四分對角法取出代表性的試樣，取樣數量見表1–1。感謝閱讀將試樣過孔徑為2mm的篩，分別稱出篩上和篩下土粒的質量。謝謝閱讀取2mm篩上試樣倒入依次疊好的粗篩的最上層篩中；取2mm篩下試樣倒入依次疊好的最上層篩中，進行篩析。細篩宜放在振篩機上震搖，震搖時間一般為10～謝謝閱讀15min。由最大孔徑篩開始，順序將各篩取下，在白紙上用手輕叩搖晃，如仍有土粒漏下，感謝閱讀表1-1篩析法取樣數量顆粒尺寸（mm）取樣數量（g）＜2100～3002～10300～100010～201000～200020～402000～4000＞404000以上應繼續輕叩搖晃，至無土粒漏下為止。漏下的土粒應全部放入下級篩內。并將留在各篩感謝閱讀上的試樣分別稱量，準確至0.1g。各細篩上及底盤內土質量總和與篩前所取2mm篩下土質量之差不得大于1%；謝謝閱讀~各粗篩上及2mm篩下的土質量總和與試樣質量之差不得大于1%。精品文檔放心下載（三）試驗注意事項1．將土樣倒入依次疊好的篩子中進行篩析。2．篩析法采用振篩機，在篩析過程中應能上下振動，水平轉動。感謝閱讀3．稱重后干砂總重精確至2g。若2mm篩下的土，小于試樣總質量的10%，則可省略細篩篩析；若2mm篩謝謝閱讀上的土，小于試樣總質量的10%，則可省略粗篩篩析。謝謝閱讀（四）計算及誤差分配計算各粒組的百分含量，準確至小數后一位。Ximmi100%s式中 Xi—粒組百分含量，％；mi—某粒組質量，g；ms—試樣質量，g各篩盤及底盤上的土粒質量之和與篩前所稱試樣的質量之差不得大于1％。否則應重新試驗。若兩者差值＜1％，可視試驗過程中，誤差產生的原因，分配給某些粒組，最終各粒組百分含量之和應等于100％。謝謝閱讀若粒徑＜0.1mm的含量大于10％，則將這一部分用沉降法繼續分析。精品文檔放心下載繪制顆粒大小分布曲線。以小于某粒徑的土質量百分數為縱坐標，顆粒直徑謝謝閱讀~（mm）的對數值為橫坐標，繪制顆粒大小分配曲線。求不均勻系數（Cu）和曲率系數Ccd不均勻系數（Cu）按Cu＝d60 公式計算。10式中Cu—不均勻系數（Cu≥5,不均勻土；Cu<5,均勻土）；感謝閱讀d60—限制粒徑，顆粒大小分布曲線上的某粒徑，小于該粒徑的土含量占總質量精品文檔放心下載60％；d10—有效粒徑，顆粒大小分布曲線上的某粒徑，小于該粒徑的土含量占總質量謝謝閱讀10％。曲率系數（Cc）按Cc＝ d302公式計算。感謝閱讀d10d60式中Cc—曲率系數（Cc=1~3，級配連續土；Cc>3或Cc<1，級配不連續土）；精品文檔放心下載d30—顆粒大小分布曲線上的某粒徑，小于該粒徑的土含量占總質量的30％。感謝閱讀不均勻系數Cu和曲率系數Cc用于判定土的級配優劣：如果Cu≥5且Cc=1~3，級配良好的土；感謝閱讀如果Cu <5或Cc>3或 Cc<1，級配 不良的土。感謝閱讀比重計法比重計分析法是將一定量的土樣(粒徑＜0.1mm)放在量筒中，加水制成一定量的土謝謝閱讀懸液(例如1000cm3)，經過攪拌，使土的大小顆粒在水中均勻分布，成為均勻濃度的土精品文檔放心下載~懸液。靜止懸液，讓土粒沉降，在土粒下沉過程中，用比重計在懸液中測讀出對應于不謝謝閱讀同時間的不同懸液密度，根據比重計讀數和土粒的下沉時間，計算出粒徑小于某一粒徑感謝閱讀D(rnm)的顆粒占土樣總重的百分數。（一）儀器設備1.比重計甲種比重計 刻度單位以20℃時每1000ml懸液內所含土粒質量的克數表示，刻度感謝閱讀﹣5～50，最小分度值為0.5。乙種比重計 刻度單位以20℃時每1000ml懸液的密度表示，自0.995～1.020，精品文檔放心下載最小刻度單位為0.0002。量筒容積1000、500和250mL；篩孔徑0.075mm、0.1mm、0.25mm、0.5mm、1mm、2mm；精品文檔放心下載烘箱(自動恒溫控制)；天平稱量500g，感量0.01g；溫度計刻度0～50℃，最小刻度單位0.5℃；精品文檔放心下載攪拌器；煮沸設備（附冷凝管）；化學藥品（濃度25％氨水，4％六偏磷酸鈉）；蒸餾水或清水（可取原地下水做比較試驗，如對試驗無影響可采用清水或自來謝謝閱讀~水）；11.三角燒瓶、洗瓶、燒杯、蒸發皿、瓷皿、缽及橡皮頭研棒，量杯，秒表、干燥感謝閱讀器等。（二）操作步驟比重計分析可采用天然含水量的土樣來進行，若土樣在分析前無法測定代表性的天然含水量時，允許用干土或風干土進行分析；感謝閱讀取代表性干土樣100～300g，放入瓷缽體內，用橡皮頭研棒研散，然后過0.5mm篩，如土中含大于0.5mm的顆粒時，需求出占試樣總重的百分數，如數量多時則要用篩進行大于0.5mm的顆粒分析；感謝閱讀根據干土或估計土的含水量，秤取一定數量的試樣（秤量準確至0.01g)；使試樣干重約為：粘土20g，粉質粘土30g，粘質粉土40g作為分析之用。并另取兩個以上土樣測定風干含水量（試樣中易溶鹽含量＞0.5％時須進行洗鹽）；精品文檔放心下載在盛有試樣的三角燒瓶中，注入蒸餾水，使懸液體積約達200cm3，將瓶稍加搖蕩后，放在煮沸設備上，用連接冷凝管下端的橡皮塞塞緊瓶口，進行煮沸，沸騰1小時后，冷卻至室溫。精品文檔放心下載取1000cm3量筒一只，在量筒口放一大玻璃漏斗，并取0.1mm篩子1只，將燒瓶內土液倒入篩中，使過篩的土液進入量筒，反復用蒸餾水沖洗，直至小于0.1mm感謝閱讀顆粒全部進入量筒；~將留在0.1mm篩上的砂粒洗入蒸發皿內，傾去上部清水，烘干秤重，準確至0.01g，感謝閱讀然后進行篩分析，求出0.5～0.25mm和0.25～0.1mm粒粗土重。感謝閱讀注蒸餾水（或清水）入量筒，加4％濃度的六偏磷酸鈉10mL，使筒內懸液達1000謝謝閱讀mL；另取量筒一只，盛蒸餾水（或清水）1000cm3，將比重計放在其中，每逢需用比重計時，在前1分鐘讀出并記錄比重計在蒸餾水（或清水）中的讀數。每次用畢后，洗凈放回蒸餾水（或清水）中。精品文檔放心下載用攪拌器在量筒內沿整個懸液深度上下攪拌約1min，往返各約30次，使懸液均勻分布。謝謝閱讀取出攪拌器，同時立即計時。測經1、2、5、15、30、60、120和1440min時的比重計讀數和懸液溫度。每次讀數均應在預定時間前10～20s將比重計小心放入懸液接近讀數的深度，而且不得貼近筒壁。精品文檔放心下載比重計讀數均以彎液面上緣為準。甲種比重計應準確至0.5，乙種比重計應準謝謝閱讀確至0.002。每次讀完后立即取出比重計放入有蒸餾水的量筒中。精品文檔放心下載（三）試驗注意事項1.每次測得懸液密度后，應將比重計輕輕放在盛水的量筒中。感謝閱讀2.比重計讀數要迅速準確，不宜在懸液中放置時間過久。在正式試驗前，必須多次感謝閱讀~練習比重計的準確讀數方法。試驗前量筒應放在固定平穩的地方，不得移動，并保持懸液溫度穩定。謝謝閱讀（四）計算及作圖1.L值的求法L=L0+L1－ V02A式中 L—土粒有效沉降距離（cm）；L0—浮泡中心至最底刻度的距離（cm）；L1—最底刻度至讀數之間的距離（cm）；V0—比重計浮泡體積（cm3）；A—1000mL量筒的橫斷面積（cm2）。計算土粒直徑（d）d1800LKL()gttsw式中 d—土粒直徑（mm）；η—水的動力粘滯系數（g/cm﹒s）；s—土粒密度（g/cm3）；w—水的密度（g/cm3）；g—重力加速度（cm/s2）；L—某一時間內的土粒沉降距離（mm）；~t—沉降時間（s）；Κ—粒徑系數。對于某一種土而言，當溫度一定時，s、w及η均為定值，故謝謝閱讀K＝1800為一常數（表1–2）。（－)gsw表1–2粒徑系數（Κ）值表溫度土粒密度（g/cm3）（℃） 2.450.138550.136650.134740.132840.130950.1281080.1271100.1251230.1231350.1221410.120155

2.502.552.602.652.702.752.802.850.1360.13390.13180.12980.12790.12610.12430.122600.1340.13200.12990.12800.12610.12430.12250.120820.1320.13000.12800.12600.12410.12240.12060.118910.1300.12810.12600.12410.12230.12050.11880.118220.1280.12620.12420.12240.12050.11870.11710.116430.1260.12470.12270.12080.11890.11730.11560.114170.1240.12290.12090.11900.11730.11560.11400.112490.1260.12120.11930.11750.11570.11400.11240.110920.1210.11950.11750.11580.11410.11240.11090.109440.1200.11800.11620.11490.11270.11110.10950.108000.1180.11650.11480.11300.11130.10960.10810.106740.1181690.1171730.1151890.1141950.1132000.1112180.1102230.1092310.1072480.1062550.1052640.1042710.1032820.1092910.100308

~0.1160.11500.11320.11150.10980.10830.10670.105390.1150.11350.11180.11000.10850.10690.10470.103940.1140.11210.11030.10860.10710.10550.10400.102600.1120.11080.10900.10730.10580.10310.10880.101450.1110.10930.10750.10590.10430.10290.10140.100010.1090.10810.10640.10430.10330.10180.10030.099090.1080.10670.10500.10350.10190.10040.09900.0976570.1070.10550.10380.10230.10070.09930.09790.096520390.1060.10440.10280.10120.09970.09820.09600.0955103050.1040.10310.10140.09990.09830.09700.09560.09437091640.1030.10190.10030.09870.09730.09590.09450.09325912570.1020.10070.09910.09760.09620.09480.09340.092245732950.1010.09970.09810.09670.09520.09390.09250.0913458091720.1000.09850.09700.09550.09410.09270.09140.0902296539480.0990.09750.09590.09450.09300.09170.09050.089212700607計算小于某粒徑土含量占土質量的百分數：甲種比重計：P100gCs‘（RsmlnCD)精品文檔放心下載s~乙種比重計：P＝100VCs(RsRWCD)20℃gs或P100VCs[(Rs1)mlnCD]200cgs式中 P—小于某粒徑土含量占土質量的百分數（％）；謝謝閱讀V—懸液體積（1000ml）；Cs、C's—分別表示乙種、甲種比重計比重校正系數（表1–3，表1–4）；Rs—甲、乙種比重計懸液讀數；謝謝閱讀RW—乙種比重計的清水（或蒸餾水）讀數；200C—20℃時的水的密度（g/cm3）；精品文檔放心下載ml、n、CD—分布代表溫度、彎液面和分散劑校正值。感謝閱讀以＜d（mm）土粒百分含量為縱坐標，顆粒直徑的對數值為橫坐標，繪制顆粒大小級配曲線（圖1—1）。謝謝閱讀表1–3 土粒比重校正系數土粒比重（g/cm3）2.602.622.642.652.662.682.702.72校正值1.0121.0071.0021.0000.9980.9930.9890.985土粒比重（g/cm3）2.742.762.782.802.822.842.862.88校正值 0.981 0.977 0.976 0.969 0.965 0.961 0.958 0.954感謝閱讀~表1–4溫度校正值懸液溫度甲種比重計乙種比重計懸液溫度甲種比重計乙種比重計（℃）溫度校正值溫度校正值（℃）溫度校正值溫度校正值10.0–2.0–0.001220.0+0.0+0.000010.5–1.9–0.001220.5+0.1+0.000111.0–1.9–0.001221.0+0.3+0.000211.5–1.8–0.001121.5+0.5+0.000312.0–1.8–0.001122.0+0.6+0.000412.5–1.7–0.001022.5+0.8+0.000513.0–1.6–0.001023.0+0.9+0.000613.5–1.5–0.000923.5+1.1+0.000714.0–1.4–0.000924.0+1.3+0.000814.5–1.3–0.000824.5+1.5+0.000915.0–1.2–0.000825.0+1.7+0.001015.5–1.1–0.000725.5+1.9+0.001116.0–1.0–0.000626.0+2.1+0.001316.5–0.9–0.000626.5+2.3+0.001417.0–0.8–0.000527.0+2.5+0.0015~17.5–0.7–0.000427.5+2.6+0.001618.0–0.5–0.000328.0+2.9+0.001818.5–0.4–0.000328.5+3.1+0.001919.0–0.3–0.000229.0+3.3+0.002119.5–0.1–0.000129.5+3.5+0.002230.0+3.7+0.0023圖1—1 土的級配曲線二密度試驗（環刀法）土的密度是指土的單位體積質量。一、試驗目的測定土的濕密度，以了解土的疏密和干濕狀態，供換算土的其他物理性質指標和工精品文檔放心下載程設計以及控制施工質量之用。~二、試驗方法一般常用環刀法及蠟封法測定粘性土的密度，兩者主要得區別在于測定土的體積的謝謝閱讀方法不同。環刀法適用于細粒土；蠟封法適用于土中含有粗粒或者堅硬易碎難以用環刀謝謝閱讀切割的土，或者試樣量少，只有小塊形狀不規則時使用。三、儀器設備環刀內徑6～8cm，高2～3cm；天平感量0.1g；其它切土刀、鋼絲鋸、凡士林等。四、操作步驟測出環刀的容積V，在天平上稱環刀質量。按工程需要取原狀土或人工制備所需要求的擾動土樣，其直徑和高度應大于環刀的尺寸，整平兩端放在玻璃板上。感謝閱讀將環刀的刀口向下放在土樣上面，然后用手將環刀垂直下壓，邊壓邊削使至土樣上端伸出環刀為止，削去兩端余土修平，兩端蓋上平滑的圓玻璃片，以免水分蒸發。謝謝閱讀擦凈環刀外壁，拿去圓玻璃片，秤取環刀加土的質量，準確至0.1g。感謝閱讀五、試驗注意事項1.密度試驗應進行2次平行測定，兩次測定的差值不得大于0.03g/cm3，取兩次精品文檔放心下載試驗結果的算術平均值；~密度計算準確至0.01g/cm3。六、計算公式濕密度0＝mmm（計算至0.01g/cm3）V100V式中 —濕密度（g/cm3）；0—土的質量（g）；—環刀的體積（cm3）；m1—環刀加土的質量（g）；m0—環刀質量（g）。干密度d＝0d10.01w式中—干密度（g/cm3）；d—濕密度（g/cm3）；0—土的含水率（％）。~三含水量試驗土的含水量(也稱土的濕度)是土在溫度100～105℃下烘到恒重時失去的水分質量謝謝閱讀與達到恒重后干土質量的比值，以百分數表示。一、試驗目的測定土的含水量，以了解土的含水情況，是計算土的孔隙比、液性指數、飽和度和感謝閱讀其他物理力學性質不可缺少的一個基本指標。二、試驗方法本試驗采用烘干法測定。烘干法適用于粘性土、砂土和有機質含量土類精品文檔放心下載三、儀器設備烘箱采用溫度能保持在105～110℃的電熱烘箱；精品文檔放心下載天平稱量500g，感量0.01g；其它干燥器、鋁盒等。四、操作步驟1.稱空鋁盒的質量，準確至0.01g。2.取代表形試樣15～30g，放入鋁盒內，并立即蓋好盒蓋，稱試樣加鋁盒的質量，感謝閱讀~準確至0.01g。揭開盒蓋，將盒蓋套在盒底下，一起放入烘箱，在100～105℃下烘至恒定質量。烘干時間對粘性土不得少于8h，對砂性土不得少于6h。對有機質超過5％的土，應將溫度控制在65～70℃的恒溫下烘干。精品文檔放心下載將烘干的試樣與盒取出，蓋好盒蓋放入干燥器內冷卻至室溫，稱干樣加鋁盒的質謝謝閱讀量，準確至0.01g。五、試驗注意事項剛剛烘干的土樣要等冷卻后才稱重；稱重時精確至小數點后二位。本試驗需進行2次平行測定，取其算術平均值，允許平行差值應符合下表規定。感謝閱讀表3–1平均含水率允許值含水率（%）＜1010~40＞40允許平行差值（%）0.51.02.0六、計算公式按下式計算土的含水率：wmm100(計算至0.1％)12mm20式中w－含水量；~1－鋁盒加濕土質量（g）；2－鋁盒加干土質量（g）；0－鋁盒質量（g）。四比重試驗一、試驗目的測定土粒的比重，為計算土的孔隙比、飽和度以及為其他土的物理力學試驗(如顆粒謝謝閱讀分析的比重計法試驗、壓縮試驗等)提供必需的數據。二、試驗方法通常采用比重瓶法（適用于粒徑小于5mm的各類土），在用比重瓶法測定土粒體積謝謝閱讀時，必須注意所排除的液體體積確能代表固體顆粒的真實體積。土中含有氣體，試驗時謝謝閱讀~必須把它排盡，否則影響測試精度，可用沸煮法或抽氣法排除土內氣體。所用的液體為感謝閱讀蒸餾水。若土中含有大量的可溶鹽類、有機質、膠粒時，則可用中性溶液，如煤油、汽謝謝閱讀油、甲苯和二甲苯，此時，必須采用抽氣法排氣。三、儀器設備1.比重瓶容量100cm3或50cm3；2.分析天秤 感量0.001g，稱量200g；感謝閱讀砂浴（或可調電加熱器）；真空抽氣設備；溫度計測定范圍0～50℃，精確至0.5℃；其他恒溫水槽；烘箱、蒸餾水、中性液體、小漏斗、干毛巾、小洗瓶、磁缽及謝謝閱讀研棒、孔徑為5mm篩等。四、操作步驟取有代表性的風干土樣約100g，充分研散并全部過5mm的篩。將過篩風干土及洗凈的比重瓶在100～105℃下烘干，取出后置于干燥器內冷卻至室溫稱量后備用。謝謝閱讀將比重瓶烘干，冷卻后稱得瓶的質量。稱烘干試樣15g，經小漏斗裝入比重瓶中，稱得瓶加試樣的質量。精品文檔放心下載將已裝有干試樣的比重瓶，注蒸餾水至瓶的一半處，稍加搖動后放在砂浴上煮沸感謝閱讀排氣。煮沸時間自懸液沸騰時算起，粘土約1h，粉土、砂土約0.5h。煮沸時應注意不感謝閱讀~使土粒溢出瓶外。然后，將比重瓶取下冷卻。將事先煮沸并冷卻的蒸餾水注入瓶中，如是短頸比重瓶，應注水近滿瓶，如是長頸瓶，注水至略低于刻度處，然后置于恒溫水槽內（水溫20℃），使瓶內外水溫相同。精品文檔放心下載取出比重瓶，用滴管加蒸餾水至滿瓶（或刻度），擦干瓶表面，稱得瓶、試樣和水的總質量。感謝閱讀傾去懸液，洗凈比重瓶，注入與試驗時同溫度的煮沸過的蒸餾水近于滿瓶（或刻度）然后放入恒溫水槽15min，取出后用滴管加蒸餾水至滿瓶（或刻度），擦干瓶表面，稱得瓶及水的質量。精品文檔放心下載用中性液體代替蒸餾水測定可溶鹽、粘土礦物或有機質含量較高的土的土粒密度時，常用真空抽氣法排除土中空氣。抽氣時真空度應接近0.101325MPa，從達到0.101325MPa時算起，抽氣時間一般為1～2h，直至懸液內無氣泡逸出為止，其余步謝謝閱讀驟同前。五、試驗注意事項煮沸（或抽氣）排氣時，必須防止懸液濺出瓶外，火力要小，并防止煮干。必須將土中氣體排盡，否則影響試驗成果。精品文檔放心下載必須使瓶中懸液與蒸餾水的溫度一致。稱量必須準確，必須將比重瓶外水分擦干。4.若用長頸式比重瓶，液體灌滿比重瓶時，液面位置前后幾次應一致，以彎液面下感謝閱讀~緣為準。本試驗必須進行兩次平行測定，兩次測定的差值不得大于0.02，取兩次測值的精品文檔放心下載平均值。六、計算公式試樣的密度（），應按下式計算：sms3）sm1msm2wt式中ms—土粒的質量（g）；m1—瓶加水加土的質量（g）；m2—瓶加水的質量（g）；wt—t℃時蒸餾水的密度（g/cm3，表4—1）。精品文檔放心下載表4－1不同溫度時水的密度4.0～12.5～19.0~23.23.5~27.27.5~30.30.5~33.水溫℃12.519.05550水的密度1.0000.9990.9980.9970.9960.995（g/cm3）~五界限含水量試驗（液塑限聯合測定法）一、試驗目的細粒土由于含水量不同，分別處于流動狀態、可塑狀態、半固體狀態和固體狀態。精品文檔放心下載液限是區分粘性土的可塑狀態和流動狀態的界限含水量；塑限是區分粘性土可塑狀態與精品文檔放心下載半固體狀態的界限含水量。測定土的液限時含水量，用以計算土的塑性指數和液性指數，作為粘土類土的分類謝謝閱讀以及估算地基土承載力等的一個依據；測定土的塑限，并與液限試驗和含水量試驗結合，感謝閱讀來計算土的塑性指數和液性指數，作為粘性土的分類以及估算地基土承載力的一個依據。精品文檔放心下載二、試驗方法土的液限試驗：采用錐式法土的塑限試驗：采用搓條法土的液、塑限試驗：采用液塑限聯合測定法~本次試驗采用液塑限聯合測定法（適用于粒徑小于0.5mm顆粒組成及有機質含量精品文檔放心下載不大于干土質量5%的土）。三、儀器設備液、塑限聯合測定儀：包括帶標尺的圓錐儀、電磁鐵、顯示屏、控制開關；精品文檔放心下載試樣杯：直徑40～50mm，高30～40mm；天平：稱量200g，感量0.01g其他：烘箱、干燥器、鋁盒、調土刀、孔徑0.5mm的篩、凡士林等。精品文檔放心下載四、操作步驟本試驗宜采用天然含水率試樣，當土樣不均勻時，采用風干試樣，當試樣中含有粒徑大于0.5mm的土粒和雜物時應過0.5mm篩。感謝閱讀當采用天然含水率土樣時，取代表性土樣250g；采用風干試樣時，取0.5mm篩下的代表性土樣200g，分成3份，分別放入3個盛土皿中，加入不同數量的純水，使分別接近液限、塑限和二者中間狀態的含水量，調成均勻膏狀，放入調土皿，浸潤過夜。精品文檔放心下載將制備的試樣充分調拌均勻，填入試樣杯中，填樣時不應留有空隙，對較干的試樣充分搓揉，密實地填入試樣杯中，填滿后刮平表面。精品文檔放心下載將試樣杯放在聯合測定儀的升降座上，在圓錐上抹一薄層凡士林，接通電源，使電磁鐵吸住圓錐。感謝閱讀~調節零點，將屏幕上的標尺調在零位，調整升降座、使圓錐尖接觸試樣表面，指示燈亮時圓錐在自重下沉入試樣，經5s后測讀圓錐下沉深度（顯示在屏幕上），取出試樣杯，挖去錐尖入土處的凡士林，取錐體附近的試樣不少于10g，放入稱量盒內，測定含水率。感謝閱讀按3～5的步驟分別測試其余2個試樣的圓錐下沉深度及相應的含水率。液塑限精品文檔放心下載聯合測定應不少于三點。五、試驗注意事項土樣分層裝杯時，注意土中不能留有空隙。每種含水率設三個測點，取平均值作為這種含水率所對應土的圓錐入土深度，如精品文檔放心下載果三點下沉深度相差太大，則必須重新調試土樣。六、計算與制圖1.計算含水量按下式計算土的含水率wmm100(計算至0.1％)12mm20式中w－含水量；1－鋁盒加濕土質量（g）；2－鋁盒加干土質量（g）；0－鋁盒質量（g）。2.繪制圓錐下沉深度h與含水量w的關系曲線感謝閱讀~以含水量為橫坐標，圓錐下沉深度為縱坐標，在雙對數紙上繪制h～w的關系曲線。精品文檔放心下載如圖5–1所示。（1）三點連一條直線。（2）當三點不在一直線上，通過高含水量的一點分別與其余兩點連成兩條直線，謝謝閱讀在圓錐下沉深度為2mm處查得相應的含水量，當兩個含水量的差值小于2%，應以該精品文檔放心下載兩點含水量的平均值與高含水量的點連成一線。（3）當兩個含水量的差值大于或等于2%時，應補做試驗。謝謝閱讀確定液限、塑限在圓錐下沉深度h與含水量w關系圖上，查得下沉深度為17mm所對應的含水量感謝閱讀為液限WL；查得下沉深度為2mm所對應的含水量為塑限WP。百分數表示，準確至謝謝閱讀0.1％。計算塑性指數和液性指數塑性指數：IWW液性指數：IWWPPLPLIP式中 W、WL、WP分別為天然含水率、液限及塑限。謝謝閱讀~20109）78m6m（5h度4深3沉下錐2圓A線B線102030405060709080100含水率（％）5–1 圓錐入土深度與含水率關系圖六 壓縮試驗（杠桿式壓縮儀法）一、基本原理土的壓縮就是土在壓力作用下體積逐漸縮小的過程，壓縮試驗是將土樣放在金屬容精品文檔放心下載器內，在有側限的條件下施加壓力，觀察在不同壓力下的壓縮變形量，測定土的壓縮系感謝閱讀數、壓縮模量、固結系數等有關壓縮性指標，了解土的壓縮性，作為設計計算的依據。感謝閱讀本試驗采用杠桿式壓縮儀。土樣放在不能發生側向變形的壓縮環內，在垂直壓力作用下，只有可能發生垂直方精品文檔放心下載向的變形，因此，在試驗時，只要測出在相應壓力下的垂直變形，即可求的孔隙比與壓精品文檔放心下載力的關系。設壓縮前試樣的高度為h0，孔隙比為e0，試樣中土粒的凈高為hs。在某一壓力Pi感謝閱讀~作用下，其壓縮量（即垂直變形）為△h，試樣的高度由原來的h減小到h（如圖6—1），精品文檔放心下載i 0 i其相應的孔隙比為：e＝孔隙體積h－h土粒體積＝isih（1）se＝h0hs因為試樣的初始孔隙比按照定義應為0h（2）s圖6－1 壓縮過程中土樣孔隙比的變化h＝h0所以s1e（3）0而初始孔隙比e0可按下式計算e＝GS(1W0)W10（4）0式中GS—土粒的比重；W0—壓縮前試樣的含水量；W—水的密度（g/cm3）；~0—壓縮前試樣的密度（g/cm3）。上式h0，GS為已知，需在試驗前測出0，W0，由（4）算出e0，代入（3）式算精品文檔放心下載hs，再在試驗過程中測出各級壓力Pi作用下的△hi（hi＝h0－△hi），代入（1）式即算謝謝閱讀ei。二、儀器設備杠桿式壓縮儀，包括加壓及傳壓裝置，壓縮容器和百分表（精度0.01mm）；感謝閱讀環刀，面積30cm2，高為2cm；其它 烘箱、鋁盒、切土刀、凡士林、濾紙、鐘表等三、操作步驟1.按工程需要取原狀土或制備所需狀態的擾動試樣。2.將環刀內壁涂上一薄層凡士林，刃口向下，放在試樣上端表面，先用兩手將環刀謝謝閱讀輕輕地下壓，再用削土刀將上下兩端多余的土削去并與環刀齊平。謝謝閱讀3.擦凈粘在環刀外壁的土屑，稱環刀與土的重量（精確至0.1g），求得試樣在試驗謝謝閱讀前的密度，同時去環刀四邊修削下來的試樣重約10g左右放入鋁盒，稱得鋁盒與土的重精品文檔放心下載量后，再放入烘箱烘至恒重，再稱重量，以測得試驗前的含水量。感謝閱讀先在壓縮儀底的透水石上加儀潤濕的濾紙，再將試樣連同環刀一起推入壓縮儀內，在套上導環，然后在試樣頂面再放一潤濕的濾紙，繼而加上透水石，再放上傳壓板和鋼球最后將壓縮儀放置在容器底板上。感謝閱讀~5.將壓縮儀放置到容器的底板上后，適當移動并使傳壓板上的鋼球正好對中加壓橫感謝閱讀梁，此時輕輕按下杠桿，使加壓橫梁正好與鋼球接觸（注意：不能使其受力，）與此同時感謝閱讀將測微表固定在表夾上并使測微表的短針正好對準“5”，再將測微表上的長針調整到零。謝謝閱讀至此，試驗的準備工作已經就緒。6.開始加荷試驗根據實際需要確定加荷級數及大小。荷重級數通常使按25、50、100、200、400……感謝閱讀（kPa）的順序施加，每級荷重的穩定歷時，要求在一小時內變形量不超過0.005mm。感謝閱讀本次試驗由于受課時的限制，統一按50、100、200、400（kPa）等四級荷重順謝謝閱讀序施加，每級荷重的歷時為10分鐘，即每加一級荷重經過10分鐘，記下測微表的讀數，感謝閱讀然后加下一級荷重，余類推，直至第四級荷重施加完畢為止。精品文檔放心下載四、試驗注意事項1．首先裝好試樣，再安裝量表。在裝量表的過程中，小指針需調至整數位，大指感謝閱讀針調至零，量表桿頭要有一定的伸縮范圍，固定在量表架上。精品文檔放心下載2．加荷時，應按順序加砝碼；試驗中不要震動實驗臺，以免指針產生移動。謝謝閱讀五、成果整理1.按下式計算試樣的初始孔隙比e0e＝G(1w)S0W100式中GS—土粒的比重；~—壓縮前試樣的含水量；0W—水的密度（g/cm3）；0—壓縮前試樣的密度（g/cm3）。2.計算試樣的顆粒（骨架）凈高hshh＝ 00式中 h0—試樣初始高度（mm）3.計算某級壓力下變形穩定后的孔隙比eie＝e－hii0hs式中hi—某級壓力下試樣高度的累計變形量，mm；精品文檔放心下載4.計算某級壓力下的壓縮系數a1-2和壓縮模量Es精品文檔放心下載e－ea＝ii112pp（MPa-1）i1iE＝1eisa（MPa-1）12式中 Pi—某一級荷重值，MPa。求壓縮系數a1-2時，統一規定：P1=100KPa，P2=200KPa。可以用壓縮系數a1-2謝謝閱讀來判斷土的壓縮性：若a1-2＜0.1MPa-1，為低壓縮性；0.1MPa-1≤a1-2＜0.5MPa-1，精品文檔放心下載為中壓縮性；a1-2≥0.5MPa-1，為高壓縮性。精品文檔放心下載~以孔隙比e為縱坐標、壓力p為橫坐標繪制孔隙比e和壓力p的關系曲線。并將計算結果填入成果表中。感謝閱讀七直接剪切試驗一、試驗目的直接剪切試驗是測定土的抗剪強度的一種常用方法。通常采用四個試樣為一組，分精品文檔放心下載別在不同的垂直壓力σ下，施加水平剪應力進行剪切，求得破壞時的剪應力τ，然后根據精品文檔放心下載庫侖定律確定土的抗剪強度參數內摩擦角φ和凝聚力c。直剪試驗分為快剪（Q）、固結感謝閱讀快剪（CQ）和慢剪（S）三種試驗方法。二、試驗方法快剪試驗是在試樣上施加垂直壓力后，立即快速施加水平剪切力，以精品文檔放心下載0.8~1.2mm/min的速率剪切，一般使試樣在3～5min內剪破。在整個試驗過程中，不允許試樣的原始含精品文檔放心下載水率有所改變（試樣兩端用隔水紙），即在試驗過程中孔隙水壓力保持不變。快剪法適用感謝閱讀于測定粘性土天然強度。三、儀器設備1．應變控制式直接剪切儀：如圖7－1，有剪力盒、垂直加壓框架、測力計機構等。感謝閱讀2．其它：量表、砝碼等。~圖7－1應變控制式直剪儀結構示意圖1－垂直變形百分表；2－垂直加壓框架；3－推動座；4－剪切盒；謝謝閱讀5－試樣；6－測力計；7－臺板；8－杠桿；9－砝碼四、試驗步驟1．切取試樣：按工程需要用環刀切取一組試樣，至少四個，并測定試樣的密度及精品文檔放心下載含水率。如試樣需要飽和，可對試樣進行抽氣飽和。2．安裝試樣：對準上下盒，插入固定銷釘。在下盒內放入一透水石，上覆隔水蠟精品文檔放心下載紙一張。將裝有試樣的環刀平口向下，對準剪切盒，試樣上放隔水蠟紙一張，再放上透謝謝閱讀水石，將試樣徐徐推入剪切盒內，移去環刀。3．施加垂直壓力：轉動手輪，使上盒前端鋼珠剛好與測力計接觸，調整測力計中謝謝閱讀的量表讀數為零。順次加上蓋板、鋼珠壓力框架。每組四個試樣，分別在四種不同的垂感謝閱讀直壓力下進行剪切。在教學上，可取四個垂直壓力分別為100、200、400kPa。精品文檔放心下載4．進行剪切：施加垂直壓力后，立即拔出固定銷釘，開動秒表，以每分鐘4～6轉謝謝閱讀的均勻速率旋轉手輪（在教學中可采用每分鐘6轉）。使試樣在3～5分鐘內剪破。如測感謝閱讀~力計中的量表指針不再前進，或有顯著后退，表示試樣已經被剪破。但一般宜剪至剪切精品文檔放心下載變形達4mm。若量表指針再繼續增加，則剪切變形應達6mm為止。手輪每轉一圈，精品文檔放心下載同時測記測力計量表讀數，直到試樣剪破為止。（注：手輪每轉一圈推進下盒0.2毫米）。謝謝閱讀5．拆卸試樣：剪切結束后，吸去剪切盒中的積水，倒轉手輪，盡快移去垂直壓力、謝謝閱讀框架、上蓋板，取出試樣。五、試驗注意事項1．先安裝試樣，再裝量表。安裝試樣時要用透水石把土樣從環刀推進剪切盒里，謝謝閱讀試驗前量表中的大指針調至零。2．加荷時，不要搖晃砝碼；剪切時要拔出銷釘。六、計算及制圖1．按下式計算各級垂直壓力下所測的抗剪強度：fCR式中τf—土的抗剪強度，kPa；—測力計率定系數，kPa/0.01mm；—測力計量表最大讀數，或位移4毫米時的讀數(0.01毫米)，0.01mm。謝謝閱讀2．繪制τf～σ曲線以垂直壓力σ為橫坐標，以抗剪強度τf為縱坐7－2τ～σ關系曲線~標，縱橫坐標必須同一比例，根據圖中各點繪制τf～σ關系曲線，該直線的傾角為土的內感謝閱讀摩擦角φ，該直線在縱軸上的截距為土的凝聚力c，如圖7－2。謝謝閱讀八三軸剪切試驗一、試驗目的土的抗剪強度是指土本身所具有抵抗剪切破壞的極限強度，即土體在各向主應力的謝謝閱讀作用下，在某一應力面上的剪應力（ ）與法向應力（σ）之比達到某一比值，土體就謝謝閱讀將沿該面發生剪切破壞。~三軸剪切試驗是在三向應力狀態下，測定土的抗剪強度參數的一種剪切試驗方法。精品文檔放心下載通常用3～4個圓柱體試樣，分別在不同的恒定圍壓下，施加軸向壓力，進行剪切，直感謝閱讀至破壞；然后根據極限應力圓包絡線，求得抗剪強度參數。感謝閱讀二、試驗方法根據排水條件不同，三軸剪切試驗分為不固結不排水試驗（UU）、固結不排水剪切謝謝閱讀(CU)和固結排水試驗（CD）。本試驗只作部固結不排水剪切試驗。精品文檔放心下載三、儀器設備應變控制式三軸剪切儀，由周圍壓力系統、反壓力系統、孔隙水壓力量測系統和主機組成。精品文檔放心下載附屬設備：包括擊實器、飽和器、切土器、分樣器、切土盤、承膜筒和對開圓模。精品文檔放心下載天平：秤量200g，感量0.01g；稱量1000g，感量0.1g。精品文檔放心下載橡皮膜：應具有彈性，厚度應小于橡皮膜直徑的1/100，不得有漏氣孔。感謝閱讀四、操作步驟試樣制備（1）本試驗需要3～4個試樣，分別在不同周圍壓力下進行試驗。感謝閱讀（2）試樣尺寸：最小直徑為φ35mm，最大直徑為φ101mm，試樣高度宜為試樣感謝閱讀直徑的2～2.5倍。對于有裂縫、軟弱面和構造面的試樣，試樣直徑宜大于60mm。精品文檔放心下載（3）原狀試樣制備，應將土切成圓柱形試樣，試樣兩端應平整并垂直于試樣軸，感謝閱讀~當試樣側面或端部有小石子或凹坑時，允許用削下的余土修整，試樣切削時應避免擾動，謝謝閱讀并取余土測定試樣的含水量。（4）擾動試樣制備，應根據預定的干密度和含水量，在擊實器內分層擊實，粉質精品文檔放心下載土宜3～5層，粘質土宜為5～8層，各層土料數量應相等，各層接觸面應刨毛。感謝閱讀（5）對于砂土，應先在壓力空底座上依次放上透水石、濾紙、乳膠薄膜和對開圓謝謝閱讀模筒，然后根據一定的密度要求，分三層裝入圓模筒內擊突。如果制備飽和砂樣，可在感謝閱讀圓模筒內通入純水至1／3高，將預先煮沸的砂料填入，重復此步驟，使砂樣達到預定謝謝閱讀高度，放在濾紙、透水石，頂帽，扎緊乳膠膜。為使試樣能站立，應對試樣內部施加0.05kgs精品文檔放心下載／cm2(5kPa)的負壓力或用量水管降低50cm水頭即可，然后拆除對開圓模筒。精品文檔放心下載（6）對制備好的試樣，應量測其直徑和高度。試樣的平均直徑應按下式計算：精品文檔放心下載D D12D2D30 4式中D1，D2，D3分別為試樣上、中、下部位的直徑。謝謝閱讀另外取余土，測定含水率。2.試樣的安裝（1）在壓力室底座上依次放上不透水板、試樣及試樣帽，將橡皮膜套在試樣外，感謝閱讀并將橡皮膜兩端與底座及試樣帽分別扎緊。（2）裝上壓力室罩，向壓力室內注滿純水，關排氣閥，壓力室內不應有殘留氣泡。精品文檔放心下載并將活塞對準千分表和試樣頂部。~（3）關排水閥，開周圍壓力閥，施加周圍壓力，周圍壓力值應與工程實際荷重相精品文檔放心下載適應，最大一級周圍壓力與最大實際荷重大致相等。（4）轉動手輪使試樣帽與活塞及千分表接觸，裝上變形指示計，將千分表和變形感謝閱讀指示計讀數調至零位。剪切試樣（1）開動電機，接上離合器，剪切應變速率宜為每分鐘應變0.5～1.0％進行。精品文檔放心下載（2）剪切開始階段，試樣每產生0.3～0.4％的軸向應變，測記一次千分表讀數和感謝閱讀軸向應變值。當軸向應變大于3％以后，每隔0.7～0.8％的應變值測記一次讀數。感謝閱讀（3）當千分表讀數出現峰值時，剪切應繼續進行，超過5％的軸向應變為止。若當精品文檔放心下載千分表讀數無峰值時，剪切應進行到軸向應變為15～20％。精品文檔放心下載（4）試驗結束，關電動機，關周圍壓力閥，開排氣閥，排除壓力室內的水，拆除謝謝閱讀壓力室外罩，取出試樣，描述破壞特征，稱試樣質量，并測定含水率。精品文檔放心下載（5）對其余幾個試樣，在不同圍壓下重復上述步驟進行剪切試驗。謝謝閱讀五、試驗注意事項1．試驗前，透水石要煮過沸騰把氣泡排出，橡