土力学实验指导书
编制 孔祥国 汤天伟
长江大学城市建设学院
2004.3
实验目录
实验一 土的三相比例指标测定
实验三 土的颗粒分析试验
实验四 固结试验
实验五 直剪试验
实验六 无侧限抗压强度试验
实验七 击实试验
实验八高斯加速器 土三轴压缩试验
学生实验守则
土力学实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。因此特制定如下的规则，望大家遵守。
一、每次试验前必须做好复习和预习。复习的内容为教科书上有关本次试验的教学内容；预习内容包括仔细阅读试验指导书和去实验室熟悉有关仪器设备。
二、经过预习应掌握该项试验的意义、目的、操作步骤。对辅导教师提出的检查性问题，应能回答，否则不得进行试验。
三、试验时态度应严肃认真，严格按辅导教师及试验指导书上所讲的操做步骤进行试验，每台设备的操做应按各设备的操做准则进行，以免损坏设备或造成事故。非本次试验使用的仪器设备不得乱动。
四、每次试验前由小组长填写仪器设备领用单。试验完毕后，应将所用仪器设备擦洗干净，放回原处，经小组长检查，辅导教师验收无误后方可离室。如有损坏，应填写仪器设备损坏报告单，待后处理。
五、试验结束后，应在规定时间内提交试验报告。试验报告必须独立完成。书写、计算、制图要求公式、计算过程、单位齐全、清晰整齐。试验成绩是期终考核成绩的一部分。
六、如试验结果未能达到要求或因故未做试验者，应申请补做试验，实验室同意后，在指定日期内进行补做。真空超导
以上守则请同学们自觉遵守。
实验一 土的三相比例指标测定
1、土的含水率试验
（一）、试验目的
土的含水率指土在105—110毛衣针
0C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）、烘干法试验
1、仪器设备
①烘箱：采用电热烘箱；②天平：称量200g,分度值0.01g；③其他：干燥器，称量盒。
2、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m0的称量盒内，立即盖上盒盖，称湿土加盒总质量m1，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m2为，精确至0.01g。
3、计算含水率：按下式计算
4、要求：（1）计算准确至0.1%；（2）本试验需进行2次平行测定，取其算术平均值，允许平行差值应符合下表规定。
含水率（%） | 小于10 | 10—40 | 大于40 |
允许平行差值（%） | 0.5 | 1.0 | 2.0 |
| | | |
5、本试验记录格式详见报告
2、 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
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）、环刀法的试验
1、仪器设备
移动感应器 ①符合规定要求的环刀；②精度为0.01g的天平；③其他：切土刀，凡士林等。
2、操作步骤
（1）测出环刀的容积V，在天平上称环刀质量m1。
（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m2
3、计算土的密度：按下式计算
4、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.
5、本试验记录格式详见实验报告
3、土粒比重试验
(一)、试验目的
测定土的比重，为计算土的孔隙比、饱和度以及为土的其它物理力学试验提供必要的数据。
（二）、试验方法与适用范围
对于小于、等于和大于5mm土颗粒组成的土、应分别采用比重瓶法、浮称法和虹吸管法测定比重。本试验介绍比重瓶法。
（三）、土粒比重试验
1、试验仪器设备
比重瓶：容积1000mL或50mL，分长颈和短颈两种。
天平：称量200g，最小分度值0.001g。
其他：恒温水槽、温度计、砂浴、烘箱等。
2、试验步骤
将比重瓶洗净、烘干，称比重瓶质量m0，精确至0.001g。
取烘干后的土约15g，装入比重瓶内，称干土加瓶总质量m3，精确至0.001g。
在装有干土的比重瓶中，注入蒸馏水至瓶的一半处，摇动比重瓶，使干土完全浸于水中，然后将瓶放在砂浴上煮沸。煮沸时间：砂土、粉土一般不少于30min，粘性土一般不少于1h。煮沸时间自悬液沸腾时开始算。煮沸时应常摇动比重瓶，调节砂浴温度，且注意悬液不能液出瓶外。对砂性土宜用真空抽气法；对含有可溶盐、有机质和亲水性胶体的土用中性液体代替纯水时，应用真空抽气法排气。真空压力表读数宜为100kpa，抽气时间不宜小于1h。
将比重瓶放进恒温水槽内冷却（若无恒温水槽，可将比重瓶放在木板上冷却至室温），注入煮沸过（排除气泡）的蒸馏水至瓶颈中部。
待瓶内上部悬液澄清后，用滴管注入煮沸过的蒸馏水至瓶口，塞紧瓶塞，擦干瓶外水分，称得比重瓶、水和土总质量m2，精确至0.001g。然后立即量测瓶内水的温度t，量测时，应放在桌子上或用手捏住瓶颈量测，不宜用手握住比重瓶量测。
倒出悬液，洗净比重瓶，装满煮沸过的蒸馏水，并使瓶内温度与步骤中称量后得的温度t相同，塞紧瓶塞，擦干瓶外水分，称得比重瓶和水总质量m1，精确至0.001g。
说明：本试验需进行两次平行试验测定，取其平均值，要求平行差值≤0.02。
3、土粒的比重计算
应按下式计算：
（7-3）
式中：mS——干土质量，g；mS=m3-储物盒m0
m0——比重瓶质量，g；
m1——比重瓶加水总质量，g；
m2——比重瓶、水、土总质量，g；
m3——比重瓶加干土总质量，g；
wt——tºC时水的密度（可查物理手册），g/cm3；
w0——4ºC时水的密度，w0=1g/cm3。
当采用中性液体（如煤油、苯等代替水）时，土粒比重（相对密度）计算公式为：
（7-4）
式中：kt——tºC时中性液体的密度（g/cm3）。
4、本试验记录格式详见实验报告
aphidici实验二 土的液、塑限测定试验
（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。
（二）、试验方法和适用范围
1、试验方法
土的液、塑限试验：采用液塑限联合测定法；
土的塑限试验：采用搓滚法；
土的液限试验：采用碟式仪法。
2、适用范围
适用于粒径小于0.5mm颗粒组成及有机质含量不大于干土质量5%的土。
（三）、液塑限联合测定法试验
1、仪器设备
①液塑限联合测定仪：圆锥仪、读数显示；②试样杯：直径40—50mm，高30—40mm；③天平：称量200g，分度值0.01g；④其他：烘箱、干燥器、铝盒、调土刀、孔径0.5mm的筛、凡士林等。
2、操作步骤
液限、塑限联合试验，原则上采用天然含水量的土样制备试样，但也允许采用 风干土制备试样。
（1）当采用天然含水量的土样时，应剔除大于0.5mm的颗粒，然后分别按接近液限、塑限和二者之间状态制备不同稠度的土膏，静置湿润。静置时间可视原含水量的大小而定。当采用风干土样时，取过0.5mm筛的代表性土样约200g，分成3份，分别放入3个盛土皿中，
加入不同数量的纯水，使分别接近液限、塑限和二者中间状态的含水量，调成均匀土膏，然后放入密封的保湿缸中，静置24小时。
（2）将制备好的土膏用调土刀调拌均匀，密实地填入试样杯中，应使空气逸出。高出试样杯的余土用刮土刀刮平，随即将试样杯放在仪器底座上。
（3）取圆锥仪，在锥体上涂以薄层凡士林，接通电源，使电磁铁吸稳圆锥仪。
（4）调节屏幕准线，使初读数为零。调节升降座，使圆锥仪锥角接触试样面，指示灯亮时圆锥在自重下沉入试样内，经5秒后立即测读圆锥下沉深度。
（5）取下试样杯，然后从杯中取10g以上的试样2个，按实训一方法测定含水率。
（6）按以上（2）——（5）的步骤，测试其余2个试样的圆锥下沉深度和含水率。
3、计算与制图
（1）计算含水量：
（2）绘制圆锥下沉深度h与含水量w的关系曲线
以含水量为横坐标，圆锥下沉深度为纵坐标，在双对数纸上绘制h~w的关系曲线。如图所示。①三点连一条直线。②当三点不在一直线上，通过高含水量的一点分别与其余两点连成两条直线，在圆锥下沉深度为2mm处查得相应的含水量，当两个含水量的差值小于2%，应以该两点含水量的平均值与高含水量的点连成一线。③当两个含水量的差值大于或等于2%时，应补做试验。
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