土工试验指导书及记录书-赵秀绍合并版

1、土力学实 验 报 告 书专 业_班 级_实验小组_姓 名_学 号_华东交通大学土木建筑学院2011年6月前 言土力学是实践性很强的一门课程，土工试验是本课程的重要实践环节，通过介绍土工基础试验的基本测试技术和试验方法，使学生获得专业所必需的试验基本技能，具备解决一般土工问题的能力，并对学生进行科学研究试验能力的培养，是土木工程专业高级技术人材所必需的基本训练的一部分。为了达到预期目的，试验课必须注意以下几方面问题：一、试验前认真预习指导书和课本有关内容，同时应复习其它已学有关课程的有关章节，充分了解各个试验的目的要求、试验原理、方法和步骤，并进行一些必要的理论计算。一些控制值的计算工作，试验前

2、必须做好。二、较大的小组试验，应选出一名小组长，负责组织和指挥整个试验过程，直至全组试验报告都上交后卸任，小组各成员必须服从小组长和指导教师的指挥，要明确分工，直辖市工作，不得撤离各自的岗位。三、试验开始前，必须仔细检查试件和各种仪器仪表是否安装稳妥，荷载是否为零，安全措施是否有效，各项准备工作是否完成，准备工作完成，要经指导教师检查通过后，试验才能开始。四、试验时应严肃认真，密切注意观察试验现象，及时加以分析和记录，要以严谨的科学态度对待试验的每一步骤和每一个数据。五、严格遵守实验室的规章制度，非试验中仪器设备不要乱动；试验用仪器、仪表、设备，要严格按规程进行操作，遇有总是及时向指导教师报告

3、。六、试验中要小心谨慎，不要碰撞仪器、仪表、试件和仪表架等。七、试验结束后，要及时卸下荷载，使仪器、设备恢复原始状态，以后小心卸下仪器仪表、擦净、放妥、清点归还，经教师认可并把试验记录交教师签字后离开。八、试验资料应及时整理，按时独立完成试验报告，除小组分工由别人记录的原始数据外，严禁抄袭。九、试验报告要求原始记录齐全、计算分析正确、数据图表清楚、心得体会深刻。十、未经教师许可，请勿私自改动试验方案。目 录实验指导书1第一章 土样制备1第二章 含水率试验2第三章 密度试验3第四章 土粒比重试验3第五章 颗粒分析试验5第六章 界限含水率试验6第七章 击实试验7第八章 渗透试验9第九章 固结试验1

4、1第十章 直接剪切试验14实验报告16实验一 含水率实验报告错误！未定义书签。实验二 密度实验报告错误！未定义书签。实验三 土粒比重实验报告17实验四 颗粒分析实验报告18实验五 界限含水率实验报告20实验六 击实实验报告24实验七 渗透实验报告错误！未定义书签。实验八 固结实验报告22实验九 直接剪切实验报告25土力学实验报告书实验指导书第一章 土样制备一、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

5、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。二、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。三、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5

6、mm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：ms=m(10.01wh)式中：ms 干土质量（g）； m 风干土质量（g）； wh 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：mw= 0.01(wwh) ms式中：mw 土样所需加水质量（g）；ms 干土质量（g）；w 制备试样所要求的含水量（%）；wh 风

7、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=(10.01wh)·d ·V式中：m 制备试样所需的风干含水量时的总土质量；d 制备试样所要求的干密度（g/cm3）；V 试样体积（cm3）； wh 风干含水量（%）。9试件成形，可采用击实法和压样法。击实法是采用击实仪，将土样击实到所需的密度，用推土器推出，然后将环刀内壁涂一薄层凡士林，刃口向下放在土样上，用切土刀将试件削成略大于环刀直径的土柱，然后将环刀垂直向下压，边压边削，直至土样伸出环刀为止，削平环刀两端。压样法将根据环刀容积和要求干密度所需质量的湿土，倒入装有环刀的压样器内

8、，采用静压力将土样压紧到的所需密度，然后取出环刀。10把环刀外壁擦干净，称环刀和土的总质量，并同时测定土样的含水量。试件制备应尽量迅速，以免水分蒸发。11试件制备的数量根据试验项目的需要而定，一般应多制备12组备用，同一组试件的密度、含水量与制备标准之差应分别在±0.1g/cm3或2%范围之内。第二章 含水率试验一、试验目的土的含水量指土在105110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，适用于粗粒土、细粒土、有机质土和冻土。三、本试验所用的主要仪器设备，应符合下列规定：1电热烘箱：应能

9、控制温度为105-110。2天平：称量200g，最小分度值0.01g;称量1000g，最小分度值0.1g。四、含水率试验，应按下列步骤进行：1取具有代表性试样10-30g或用环刀中的试样，有机质土、砂类土和整体状构造冻土为50g，放入称量盒内，盖上盒盖，称盒加湿土质量，准确至0.01g。2打开盒盖，将盒置于烘箱内，在105-110的恒温下烘至恒量。烘干时间对粘土、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65-70的恒温下烘至恒量。3将称量盒从烘箱中取出，盖上盒盖，放入干燥容器内冷却至室温，称盒加干土质量，准确至0.01g。表2-1 含水率测定的允许平

10、行差值含水率（%）允许平行差值（%）101040400.51.02.04试样的含水率，应按下式计算，准确至0.1%。 (2-1) 式中：md干土质量(g)；湿土质量(g)；五、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表2-1规定。六、含水率测定中可能的误差(1)试样的代表性不够，特别是对于成层土样以及粗细混合的土样，取样要有代表性；(2)试样数量太少，如试样较多，则所得成果的准确性高一些；(3)在称湿土前水分蒸发，或者称干土前试样吸水；(4)烘箱温度不准确，或试样尚未达到恒值而从烘箱中取出；(5)试样容器(铝盒)称量不准七、试验记录见含水率实验报告第三章 密度试验一、试验目

11、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，适用于细粒土。三、本试验所用的主要仪器设备，应符合下列规定：1环刀：内径61.8mm和79.8mm，高度20m。2天平：称量500g，最小分度值0.1g；称量200g，最小分度值0.01g。四、环刀法测定密度，应按第一章第4条2步进行。五、试样的湿密度，应按下式计算： (3-1)式中：试样的湿密度

12、(g/cm3)，准确到0.01 g/cm3。六、试样的干密度，应按下试计算； (3-2)七、本试验应进行两次平行测定，两次测定的差值不得大于0.03g/cm3，取两次测值的平均值。八、注意事项（1）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。九、试验记录见密度实验报告第四章 土粒比重试验一、本试验方法适用于粒径小于5mm的各类土。二、本试验所用的主要仪器设备，应符合下列规定：1比重瓶：容积100mL或50mL，分长颈和短颈两种。2恒温水槽：准确度应为±1 。3砂浴：

13、应能调节温度。4天平：称量200g，最小分度值0.001g。5温度计：刻度为0-50 ，最小分度值为0.5 。三、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，使多余的水分自瓶塞毛细管中溢出。将瓶外水分擦干净，称瓶、水

14、、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，使多余的水分自瓶塞毛细管中溢出，将瓶外水分擦干净，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。四、成果整理1按下式计算土的比重：Gs=Gwt×(m2m1)/(m4(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。五、注意事项1比重

15、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。六、试验记录见比重实验报告附：水的比重表温度(度)水的比重温度(度)水的比重温度(度)水的比重4.0 1.0000 15.0 0.9991 26.0 0.9968 5.0 1.0000 16.0 0.9989 27.0 0.9965 6.0 0.9999 17.0 0.9988 28.0 0.9962 7.0 0.9999 18.0 0.9986 29.0 0.9959 8.0 0.9999 19.0 0.9984 30.0 0.9956 9.0 0.9998 20.0 0.9982 31.0 0.9953

16、10.0 0.9997 21.0 0.9980 32.0 0.9950 11.0 0.9996 22.0 0.9978 33.0 0.9947 12.0 0.9995 23.0 0.9975 34.0 0.9944 13.0 0.9994 24.0 0.9973 35.0 0.9940 14.0 0.9992 25.0 0.9970 36.0 0.9937 第五章 颗粒分析试验一、试验目的颗粒大小分析试验是测定干土中各种粒组所占该土总质量的百分数，借以明确颗粒大小分布情况，供土的分类与概略判断土的工程性质及选料之用。二、试验方法与适用范围筛分法：适用于粒径大于0.074mm的土；比重计法、移液

17、管法：适用于粒径小于0.074mm的土。本试验采用筛分法，对无凝聚性的土进行筛分。三、仪器设备：1标准筛：粗筛（圆孔）：孔径为60mm、40mm、20mm、10mm、5mm、2mm；细筛：孔径为2mm、0.5mm、0.25mm、0.1mm、0.074mm。2天平：称量1000g；称量200g。3其它：烘箱、研钵、振筛机、瓷盘、毛刷、木碾等：四、试验步骤（无凝聚性土的筛分法）1从风干、松散的土样中，用四分法按下列规定取出代表性试样：粒径小于2mm颗粒的土取100g300g；最大粒径小于10mm的土取300g1000g；最大粒径小于20mm的土取1000g2000g；最大粒径小于40mm的土取20

18、00g4000g；最大粒径大于40mm的土取4000g以上。2将称好的试样分批过2mm筛，分别称出筛上和筛下土质量。3把大于2mm筛上试样倒入依次叠好的粗筛的最上层筛中，进行筛分；若2mm筛下的试样数量过多，可以四分法缩分至100800g，然后也将试样倒入依次叠好的最上层细筛中，进行筛分，细筛也可放在振筛机上震摇，震摇时间一般为1015min。4由最大孔径筛开始，顺序将各筛取下，在白纸上用手轻叩摇晃，至每分钟筛下数量不大于该级筛余质量的1为止。漏下的土粒应全部放入下一级筛内。并将留在各筛上的试样分别称量。5筛后各级筛上和筛底土的总质量与筛前所取试样质量之差不得大于1%。6若2mm筛下的土不超过

19、试样总质量的10%，可省略细筛分析；若2mm筛上的土不超过试样总质量的10%，则可省略粗筛分析。五、成果整理1按下式计算小于某孔径土质量百分比：X=(A/B)×100%式中：X 小于某孔径土质量百分比（）； A 小于某孔径土质量（g）； B 称取试样的总质量（g）。2当小于2mm的土样用四分法缩分取样时，试样中小于某孔径土质量百分比：X=(p×a/b)×100%式中：p 小于2mm土占总土质量的百分比（）；a 通过2mm筛的土样中小于某孔径土质量（g）； b 通过2mm筛的土样中所取试样的质量（g）；3按下式计算不均匀系数：Cu=d60d10式中：Cu 不均匀系数

20、；d60 小于某孔径土质量为60%的粒经（mm）； d10 于某某孔径土质量为10%的粒经（mm）。4按下式计算曲率系数：Cc=d302(d10×d60)式中：Cc 曲率系数；d60 小于某孔径土质量为60%的粒经（mm）； d10 于某某孔径土质量为10%的粒经（mm）。六、试验记录见颗粒分析实验报告第六章 界限含水率试验图6-1 液、塑限联合测定仪示意图一、试验目的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量，用作计算土的塑性指标和液性指数，按塑

21、性指数或塑性图对粘性土进行分类，并可结合土体的原始孔隙比来评价粘性土地基的承载能力。二、试验方法本试验采用液限塑限联合测定法测定液限含水量和塑限含水量。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。 三、本试验所用的主要仪器设备，应符合下列规定： 1液、塑限联合测定仪(图6-1)：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200，最小分度值0.01。四、液、塑限联合测定法试验，应按下列步骤进行： 1本试验宜采用天然含水率试样

22、，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，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均匀膏状，放入调土皿，浸润过夜。3将制备的试样搅拌均匀，填入试样杯中， 填样时不应留有空隙，对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。 图6-2 圆锥下沉深度与含水率的关系图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

23、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步分别测定第二点、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。五、试样的含水率应按第二章式(2-1)计算。 六、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(图6-2)，三点应在一直线上如图中A线。当三点不在一直线上时，通过高含水率的点与其余两点连成两条直线，在下沉深度为2mm处查得相应的二个含水率

24、，当两个含水量的差值小于2%时，应以该两点含水量的平均值与高含水量的点连一直线如图中B线。当两个含水量的差值大于、等于2%时，应重做试验。 七、在含水率与圆锥下沉深度的关系图(见本节图6-2)上查得下沉深度为17mm所对应的含水率为液限，查得下沉深度为10mm，所对应的含水量为10mm液限，查得下沉深度为2mm所对应的含水量为塑限，取值以百分数表示，准确至0.1%。八、塑性指数应按下式计算： (6-1)九、液限指数应按下式计算： (6-2)十、试验记录见界限含水率实验报告。第七章 击实试验(a)轻型击实筒 (b)重型击实筒1-套筒；2-击实筒3-底板4-垫块图7-1 击实筒(mm)一、本试验分

25、为轻型击实和重型击实。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不大于20mm的土。 采用三层击实时，最大粒径不大于40mm。二、轻型击实试验的单位体积击实功应为592.2KJ/m3 ，重型击实试验的单位体积击实功应为2684.9KJ/m3 。 三、击实试验所用的主要仪器设备(如图7-1)应符合下列规定：1击实仪的击实筒和击锤尺寸应符合表7-1规定。表7-1 击实仪主要部件规格表实验方法锥底直径(mm)锥质量(kg)落高(mm)击实筒护筒高度(mm)内径(mm)筒高(mm)容积(cm3)轻型512.5305102116947.450重型514.64571521162103

26、.9501-提手；2-导筒；3-硬橡皮垫；4-击锤图7-2 击锤与导筒2击实仪的击锤应配导筒，击锤与导筒间应有足够的间隙使锤能自由下落；电动操作的击锤必须有控制落距的跟踪装置和锤击点按一定角度(轻型53.5°，重型45°)均匀分布的装置(重型击实仪中心点每圈要加一击)。3天平：称量200g，最小分度值0.01g。4台秤:称量10g，最小分度值5g。5标准筛：孔径为20mm、40mm和5mm。6试样推出器：宜用螺旋式千斤顶或液压式千斤顶，如无此类装置，亦可用刮刀和修土刀从击实筒中取出试样。四、试样制备分为干法和湿法两种。1干法制备试样应按下列步骤进行，用四分法取代表性土样20

27、kg(重型为50kg)，风干碾碎，过5mm(重型过20mm或40mm)筛，将筛下土样拌匀，并测定土样的风干含水率。根据土的塑限预估最优含水率，并按本标准第一章第六条4、5步制备5个不同含水率的一组试样，相邻2个含水率的差值宜为2%。注：轻型击实中5个含水率中应有2个大于塑限，2个小于塑限，1个接近塑限。2湿法制备试样应按下列步骤进行，取天然含水率的代表性土样20kg(重型为50kg)碾碎，过5mm筛(重型过20mm或40mm)，将筛下土样拌匀，并测定土样的天然含水率。根据土样的塑限预估最优含水率，按本条1款注的原则选择至少5个含水率的土样，分别将天然含水率的土样风干或加水进行制备，应使制备好的

28、土样水分均匀分布。五、击实试验应按下列步骤进行：1将击实仪平稳置于刚性基础上，击实筒与底座联接好，安装好护筒，在击实筒内壁均匀涂一薄层润滑油。称取一定量试样，倒入击实筒内，分层击实，轻型击实试样为2-5kg，分3层，每层25击;重型击实试样为4-10kg，分5层，每层56击，若分3层，每层94击。每层试样高度宜相等，两层交界处的土面应刨毛，击实完成时，超出击实筒顶的试样高度应小于6mm。2卸下护筒，用直刮刀修平击实筒顶部的试样，拆除底板，试样底部若超出筒外，也应修平，擦净筒外壁，称筒与试样的总质量，准确至1g，并计算试样的湿密度。3用推土器将试样从击实筒中推出，取2个代表性试样测定含水率，2个

29、含水率的差值应不大于1%。4对不同含水率的试样依次击实。六、试样的干密度应按下式计算： (7-1)式中：w1某点试样的含水量(%)七、干密度和含水率的关系曲线，应在直角坐标纸上绘制如(图7-3).并应取曲线峰值点相应的纵坐标为击实试样的最大干密度，相应的横坐标为击实试样的最优含水率。当关系曲线不能绘出峰值点时，应进行补点，土样不宜重复使用。 图7-3 d-w关系曲线八、气体体积等于零(及饱和度100%)的等值线应按下式计算，并应将计算值绘于本标准图7-2的关系曲线上。 (7-2)式中：wsat试样的饱和含水率(%)；w温度4时水的密度(g/cm3)；d试样的干密度(g/cm3)；Gs土颗粒的比

30、重；九、轻型击实试验中，当试样中粒径大于5mm的土质量小于或等于试样总质量的30%时，应对最大干密度和最优含水率进行校正。1最大干密度应按下式校正： (7-3)式中：dmax校正后试样的最大干密度(g/cm3)；粒径大于5mm土的质量百分数(%)；Gs2粒径大于5mm土粒的饱和面干比重。 注：饱和面干比重指当土粒呈饱和面干状态时的土粒总质量与相当与土粒总体积的纯水4时质量的比值。2最优含水率应按下式进行校正，计算至0.1% (7-4)式中：校正后试样的最优含水率(%)；击实试样的最优含水率(%)；粒径大于5mm土粒的吸着含水率(%)。十、试验记录见击实实验报告第八章 渗透试验一、试验目的图8-

31、1 常水头渗透装置1-金属圆筒2-金属孔板3-测压孔4-测压管5-溢水孔6-渗水孔7-调节管8-滑动支架9-供水管10-止水夹11-温度计12-砾石层13-试样14-量杯15-供水瓶测定土的渗透系数，土孔隙中的自由水在重力作用下发生运动的现象，称为土的渗透性。二、试验方法渗透试验可分为常水头渗透试验和变水头渗透试验两种方法，常水头渗透试验适用于粗粒土，而变水头渗透试验则适用于细粒土。本试验采用常水头渗透试验。三、仪器设备常水头渗透仪（70型渗透仪，其装置见图8-1）、天平、温度计、木锤、秒表等。四、试验步骤1、照上图安装好仪器。2、取具有代表性的风干试样34kg，并测定试样的风干含水量。3、将

32、试样分层装入圆筒，每层厚23cm,用木锤轻轻击实到一定厚度，以控制其孔隙比。如试样含粘粒较多，应在金属板上加铺厚约2cm的粗砂作为过渡层，以防止试验时细料流失，并量出过渡层厚度。4、每层试样装好后，连接供水管和调节管，并由调节管中进水，微开止水夹，使试样逐渐饱和。当水面与试样顶面齐平，关止水夹。饱和时水流不应过急，以免冲动试样。5、以上述步骤逐层装试样，至试样高出上测压管34cm止，并饱和试样。量测试样顶部至仪器上口的剩余高度，计算试样净高，称剩余试样质量（准确至1.0g），计算装入试样总质量。在试样上面铺12cm砾石作缓冲层，放水，至水面高出砾石层2cm左右，关闭止水夹。6、量测试样顶部至仪

33、器上口的剩余高度，计算试样净高。称剩余试样质量（准确至1.0g），计算装入试样总质量。在试样上面铺12cm砾石作缓冲层。7、将调节管与供水管分开，将供水管置于金属圆筒内，开止水夹，使水由圆筒上部注入，至水面与溢水孔齐平为止。8、静置数分钟，检查各测压管水位是否与溢水孔齐平。如不齐平，用吸水球进行吸水排气，调至水位齐平为止。9、降低调节管管口位置，使其位于试样上部1/3处，造成水位差，水渗过试样经调节管流出。注意溢水孔应始终有余水溢出，以保持常水头。10、测压管水位稳定后，记录测压管水位，计算各测压管间的水位差。11、开动秒表，同时用量筒接取经一定时间的渗透水量，并重复1次。接取水量时，调节管出

34、水口不可没入水中。12、测记进水与出水的水温，取其平均值。13、降低调节管管口至试样中部及下部1/3处，以改变水力坡降，按（9）（12）步骤重复进行测定。五、成果整理1、按下式计算干密度和孔隙比ms=m/(1+0.01wh)； d= ms /(A·h)； e=w ·Gs/d1式中：ms 试样干质量（g）；m 试样风干质量（g）；wh 风干含水量（%）；d 干密度（g/cm3）；A 试样断面积（cm2）；h 试样高度（cm）；e 试样孔隙比； w 水的密度（g/cm3）； Gs 土粒比重。2、按下式计算渗透系数H=(H1+H2)/2； KT = Q*L/(A*H*t)式中：H

35、 平均水位差（cm）；H1 水位差1（cm）；H2 水位差2（cm）；KT 水温T时试样的渗透系数（cm/s）；Q 时间t内的渗透水量（cm3）；L 两测压孔中心之间的试样高度（L=10cm）；A 试样断面积（cm2）；t 时间（s）；六、试验记录见渗透实验报告第九章 固结试验图9-1 固结容器示意图1-固结容器 2-下护环 3-环刀 4-上护环 5-透水石 6-加压盖 7-量表套杆 8-量表架 9-试样一、本试验方法适用于饱和的粘土。当只进行压缩时，允许用于非饱和土。二、本试验所用的主要仪器设备，应符合下列规定：1固结容器：由环刀、护环、透水板、水槽、加压上盖组成(图9-1)。1)环刀：内径

36、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。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的0.2%位移传感器。三、固结仪及加压设备应定期校准，并应作

37、仪器变形校正曲线，具体操作见有关标准。四、试样制备应按第一章第一节第4条的规定进行。并测定试样的含水率和密度，取切下的余土测定土粒比重。试样需要饱和时，应按第一章第二节第4条步骤的规定进行抽气饱和。五、固结试验应按下列步骤进行：1在固结容器内放置护环、透水板和薄型滤纸，将带有试样的环刀装入护环内，放上导环、试样上依次放上薄型滤纸、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，安装百分表或位移传感器。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

38、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、25kPa或50kPa。最后一级压力应大于土的自重压力与附加压力之和。只需测定压缩系数时，最大压力不小于400kPa。4需要确定原状土的先期固结压力时，初始段的荷重率应小于1，可采用0.5或0.25。施加的压力应使测得e-logp的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浸没试样。非饱和试样进行压缩试验时，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

39、宜按下列时间顺序测记试样的高度变化。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。按此步骤逐级加压至试验结束。注：测定沉降速率仅适用饱和土。7需要进行回弹试验时，可在某级压力下固结稳定后退压，

40、直至退到要求的压力，每次退压至24h后测定试样的回弹量。8试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。六、试样的初始孔隙比，应按下式计算: (9-1)式中：试样的初始孔隙比。七、各级压力下试样固结稳定后的单位沉降量，应按下式计算 (9-2)式中：某级压力下的单位沉降量(mm/m)；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)试样初始高度(mm)；单位换算系数 八、各级压力下试样固结稳定后的孔隙比，应按下式计算： (9-3)式中：各级压力下试样固结稳定后的孔隙比九、某一压力范围内的压缩系数，应按下式计算： (9-4)式中：压缩

41、系数(MPa-1)；某级压力值(MPa)。十、某一压力范围内的压缩模量，应按下式计算： (9-5)式中：某压力范围内的压缩模量(MPa)。十一、某一压力范围内的体积压缩系数，应按下式计算： (9-6)式中：某压力范围内的体积压缩系数(MPa-1)。十二、压缩指数和回弹指数，应按下式计算：或 (9-7)式中：回弹指数；压缩指数。十三、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，见图9-2。十四、以孔隙比以纵坐标，以压力的对数为横坐标，绘制孔隙比与压力的对数关系曲线，见图9-3。 图9-2 e(或Si)-p关系曲线 图9-3 曲线求示意图十五、原状土试样的先期固结压力，应按下列方法确

42、定。在e-logp曲线上找出最小曲率半径Rmin的点O(见本章图9-2)，过O点做水平线OA，切线OB及AOB的平分线OD，OD与曲线下段直线段的延长线交于E点，则对应于E点的压力值即为该原状土试样的先期固结压力。十六、固结系数应按下列方法确定：1时间平方根法：对某一级压力，以试样的变形为纵坐标，时间平方根为横坐标，绘制变形与时间平方根关系曲线(图9-4)，延长曲线开始段的直线，交纵坐标于d，为理论零点，过d作另一直线，令其横坐标为前一直线横坐标的1.15倍，则后一直线与曲线交点所对应的时间的平方即为试样固结度达90%所需的时间t90，该级压力下的固结系数应按下式计算: (9-8)式中：最大排

43、水距离，等于某一压力下试样初始与终了高度的平均值之半(cm)；固结度达90%所需的时间(s)。2时间对数法:对某一级压力，以试样的变形为纵坐标，时间的对数为横坐标，绘制变形与时间对数关系曲线(图9-4)，在关系曲线的开始段，选任一时间t1，查得相对应的变形值d1，再取时间t2=t1/4，查得相对应的变形值d2，则2d2-d1即为d01;另取一时间依同法求得d02、d03、d04等，取其平均值为理论零点d，延长曲线中部的直线段和通过曲线尾部数点切线的交点即为理论终点d100，则d50=(d2+d100)/2，对应于d50的时间即为试样固结度达50%所需的时间t50，某一级压力下的固结系数应按下式

44、计算: (9-9) 图9-4 时间平方根法求 图9-5 时间对数法求十七、试验记录见固结实验报告。第十章 直接剪切试验一、本试验方法适用于细粒土。二、本试验所用的主要仪器设备，应符合下列规定：1顶针2底座；3透水石；4测微表；5活塞；6上盒；7土样；8测微表；9量力环；10下盒图10-1 应变控制式直剪仪1应变控制式直剪仪(图10-1)：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2%的传感器。三、慢剪试验，应按下列步骤进行：1原状土试样制备，应按本标准第4

45、条的步骤进行，扰动土试样制备按本标准第5、3、6条的步骤进行，每组试样不得少于4个。2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：透水板和滤纸的湿度接近试样的湿度。3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。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。5施加垂直压力后，每1h测读垂直变形一

46、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。图10-2剪应力与剪切位移关系曲线6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。7当需要估算试样的剪切破坏时，可按下式计算： (10-1)式中：达到破坏所经历的时间(min)固结度达50%所需的时间(min)五、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10-2)，取曲线上剪应力的峰值为抗剪强度，

47、无峰值时，取剪切位移4mm所对应的剪应力为抗剪强度。六、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10-3)，直线的倾角为摩擦角，直线在纵坐标上的截距为粘聚力。 图10-3 抗剪强度与垂直压力关系曲线七、试验记录见直剪实验报告。土力学实 验 报 告 书专 业_班 级_实验小组_姓 名_在班序号_华东交通大学土木建筑学院2013年6月土力学实验报告册实验一 土粒比重实验报告试样编号比重瓶号温度液体的比重Gwt瓶质量（g）瓶+干土 质量（g）干土质量（g）瓶+液总质量（g）瓶+液+土总质量（g）与干土同体积的液体质量（g）比重Gs平均比重查表-+-举例3250.99734.26549.267134.828144.2725250.99737.65252.724137.957147.432问题：1简述土粒比重试验的基本步骤，并完成上表中实测数据与样例数据处理？答：2试验中为什么土溶液要煮沸或进行抽气，若不抽气，会怎样影响土粒比重？答：3土粒比重试验中，哪几种情况下造成土粒密度测定值比实际值小。答：温度1314151617181920212223242526比重0.9994 0.9992 0.9991 0.9989 0.9988 0.9986 0.9984 0.9