土力学与地基基础试验-成都理工大学工程技术学院资源勘查与土木

土力学与地基基础试验指导书土力学与地基基础实验指导书曾晋编写成都理工大学工程技术学院土木系材料实验室2010 年 10 月-1-（共 37页）土力学与地基基础试验指导书目录实验一土的密度实验（环刀法）.3试验二土的含水率实验（烘干法）.5实验三土的比重实验 .7实验四界限含水率的测定（液塑限联合测定法）.9实验五土的颗粒分析实验 .12实验六固结试验（快速法）.16实验七直接剪切试验 .19实验八无侧限抗压强度试验.23实验九击实试验 .26实验十土三轴压缩试验 .29-2-（共 37页）土力学与地基基础试验指导书实验一土的密度实验（环刀法）一、试验目的土的密度是指土的单位体积的质量，是土的基本物理性质指标之一。在天然状态下的密度称为天然密度，其单位为 g/cm3。二、试验方法试验方法有环刀法、蜡封法、灌水法、灌砂法等。对于细粒土，采用环刀法；对于易碎裂、难以切削或不规则的土体， 可用蜡封法； 对于现场粗粒土， 一般用灌水法或灌砂法。本试验采用环刀法。三、仪器设备环刀；天平，感量0.1g；切土刀；推土器；白瓷盘；游标卡尺；凡士林等。环刀电子太平四、试验步骤1、用卡尺测出环刀的高和内径，并计算出环刀的体积V （cm3）。2、称环刀的质量m1，准确至 0.1g。3、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。4、用切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，到土样伸出环刀上部为止，削去环刀两端余土，使与环刀口面齐平。把削下的土样做含水量试验。5、擦净环刀外壁，称量环刀加土的质量m2，准确至 0.1g。6、用推土器将试样从环刀中推出。7、本试验须进行二次平行试验，其平行差值不大于0.03g/cm3,满足要求取其算术平均值。-3-（共 37页）土力学与地基基础试验指导书五、成果整理1、按下式计算土的湿密度：式中： 土的湿密度（ g/cm3）；m1环刀的质量（ g）；m2环刀加土的质量（ g）。2、按下式计算土的干密度：d式中： d 土的干密度（g/ cm3）；土的湿密度（ g/ cm3）；w土的含水量（）。3、记录表格见实验报告。六、注意事项m2m1V10.01w1、操作要快，动作细心，以避免土样被扰动破坏结构及水份蒸发。2、环刀一定要垂直，加力适当，方向要正。3、边压边削的时候，切土刀要向外倾斜，以免把环刀下面的土样削空。-4-（共 37页）土力学与地基基础试验指导书试验二土的含水率实验（烘干法）一、试验目的土的含水量指土在105 110下烘至恒量时所失去的水分质量和达恒重后干土质量的比值，以百分数表示。二、试验方法烘干法、酒精燃烧法、炒干法、比重法等。本试验采用烘干法。三、仪器设备烘箱，采用电热烘箱，温度能保持在105 110；天平，感量0.01g；干燥器；称量盒等。电子天平电热烘箱四、试验步骤1、先称称量盒的质量（m1），精确至 0.01g。2、取具有代表性试样，细粒土不小于为 15g，砂类土、有机质土不小于 50g，放入已称好的称量盒内，立即盖上盒盖，称湿土加盒总质量（ m2），精确至 0.01g。3、打开盒盖，将试样和盒放入烘箱内，在温度105 110的恒温下烘干。烘干时间与土的类别及取土数量有关。细粒土不少于8 小时；砂类土不得少于6 小时；对含有机质超过 5%的土，应将温度控制在6570的恒温下烘干。4、将烘干后的试样和盒取出，放入干燥器内冷却至室温。冷却后盖好盒盖，称盒和干土质量（ m3），精确至 0.01g。5、本项试验要求进行二次平行测定，其平行差值需满足以下要求：当含水量小于 5时，允许平行差值不大于0.3；当含水量大于5小于 40时，允-5-（共 37页）土力学与地基基础试验指导书许平行差值不大于1；当含水量大于等于40时，允许平行差值不大于2。当满足上述要求时，含水量取两次测值的平均值。五、成果整理1、按下式计算含水量：m2m3w100%式中： w含水量（）；m1 称量盒的质量（ g）；m2盒加湿土质量（ g）；m3 盒加干土质量（ g）。2、记录表格见实验报告。六、注意事项1、测定含水量时动作要快，以避免土样的水分蒸发；2、应取具有代表性的土样进行试验；3、称量盒要保持干燥，注意称量盒的盒体和盒盖上下对号；4、烘干、冷却由于时间较长，由实验室完成，同学另找时间来称盒加干土质量-6-（共 37页）土力学与地基基础试验指导书实验三土的比重实验一、试验目的土粒比重 Gs，是土粒在温度105110下烘至恒重时的质量与土粒同体积4时纯水质量的比值。二、试验方法根据土粒粒径的不同，土的比重试验可分别采用比重瓶法、浮称法或虹吸筒法。对于粒径小于 5 mm 的土，采用比重瓶法进行； 对于粒径大于等于 5mm 的土，且其中粒径为 20mm 的土质量应小于总土质量的 10时，采用浮称法进行；对于粒径大于等于 5mm 的土，但其中粒径为 20mm 的土质量大于等于总土质量的 10时，采用虹吸筒法进行。本试验采用比重瓶法。三、仪器设备烘箱；比重瓶，容量100mL；天平，感量 0.001g；恒温水槽；电砂浴；温度计；孔径5mm 的筛；其它：匙、漏斗、滴管、洗瓶刷、蒸馏水等。四、试验步骤1、先将洗净、烘干的比重瓶称其质量m1，准确至 0.001g.2、将过5mm 筛并烘干后的土，取不低于15g 装入比重瓶内，称试样和瓶的总质量m2，准确至 0.001g。3、将纯水注入已装有干土的比重瓶中至一半处，摇动比重瓶，将瓶放在电砂浴上煮沸，煮沸时间自悬液沸腾时算起，砂及低液限粘土应不少于30min，高液限粘土应不少于lh，使土粒分散。4、将蒸馏水注入已煮好比重瓶至近满，待瓶内温度稳定及悬液上部澄清后，再加满蒸馏水，塞好瓶塞，使多余的水份自瓶塞毛细管中溢出。将瓶外水份擦干净，称瓶、水、土的总质量 m3 ，准确至 0.001g，称后马上测瓶内温度。5、把瓶内悬液倒掉，把瓶洗干净，再注满蒸馏水，把瓶塞插上，使多余的水份自瓶塞毛细管中溢出，将瓶外水份擦干净，称比重瓶、水的总质量m4，准确至 0.001g。6、本试验须进行两次平行测定，其平行差值不大于0.02，然后取其算术平均值。-7-（共 37页）土力学与地基基础试验指导书五、成果整理1、按下式计算土的比重：m2m1GsGwtm4(m2m1 )m3式中： Gs土粒比重；m1空瓶的质量（ g）；m2瓶加干土的质量（ g）；m3瓶加水加土的质量（g）；m4瓶加水的质量（ g）；Gwt t时蒸馏水的比重（可查相应的物理手册）。2、记录表格见实验报告。六、注意事项1、比重瓶、土样一定要完全烘干；2、煮沸排气时，防止悬液溅出；3、称量时比重瓶外的水份必须擦干净。-8-（共 37页）土力学与地基基础试验指导书实验四界限含水率的测定（液塑限联合测定法）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、适用范围和原理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。3、实验原理液限、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17mm 所对应得含水率即为液限，查得圆锥下沉深度2mm 所对应的含水率即为塑限。三、液塑限联合测定法试验1 、仪器设备液塑限联合测定仪：圆锥仪、读数显示；试样杯：直径 4050