土工实验报告书

1、密度试验2.1 基本原理：土（体）的密度是指土的单位体积的质量， 单位是 g/cm 3或 kg/m 3，土的密度可分为天然密度（湿密度）和干密度两种。2.2 试验方法及适用范围环刀法：一般适用于原状样中的细粒土，未受扰动的砂土，以及形状规则的土体。蜡封法：适用于具有不规则形状的易碎裂的难以切割的土体。灌砂法，灌水法：用于对粗粒土密度的测试，主要用于施工现场的测试。2.3 仪器设备环刀法：环刀，天平，切土刀，钢丝锯，凡士林等蜡封法： 架盘天平（最大称量 500 克，感量 0.01 克），蜡，烧杯，细线，针，切土刀等灌水法：台称（最大称量20千克，感量1克，最大称量50千 克，感量 5 克），水平

2、尺，铁铲，塑料薄膜，盛水桶， 装土器具等2.4 试验步骤 （环刀法 ） 称量所使用环刀的质量和体积。 取待测试的土样，整平其两端，在环刀内壁均匀地涂上一薄层凡士林，然后将环刀刀口向下放在土样上。 将土样削成略大于环刀直径的土柱，然后将环刀向下压，边 压边削，至土样露出环刀为止，将两端余土削平修平，并取 剩余代表土样测定含水率。 擦干环刀外壁，称量环刀和土的总质量。(5)计算 po = m /vpd = po/(1+O.O1w) 本 试 验需 进行 两次 平行 测 定 ，其平 行差 值 应不 大 于 o.o3g/cm 3，否则应重新测定， 取两次的平均值作为该土样 的密度值。实验数据的计算过程环

3、刀号： 315 环刀质量： 42.92g 环刀土重： 16o.98g环刀体积 60cm3 密度：(160.98g 42.92g ) /60cm = 1.97gcm3环刀号： 280 环刀质量： 42.91g 环刀土重： 164.19g环刀体积 60cm3 密度：(164.19g 42.91g ) / 60cm = 2.02g cm3平均密度：(1.97+2.02 )2=1.995g/cm3指标应用：1 )密度是土的基本物理指标之一，可用来计算土的干密度，孔 隙比指标等。(2) 用来计算土的自重应力。(3) 用来计算地基稳定性和地基承载力三 比重试验（土颗粒）3.1 基本原理土颗粒的比重是指土颗

4、粒在105-110 C下烘干至恒重时的质量与 同体积4C时纯水质量的比值。它是一个比值，没有单位。3.2 试验方法和适用范围比重瓶法。 适用于颗粒粒径小于5mm的土颗粒虹吸筒法。适用于颗粒粒径大于 5mm的土颗粒浮称法。适用于颗粒粒径等于5mm的土颗粒3.3 仪器设备.比重瓶法：比重瓶（50，100）天平（最大称量200克，感量0.001克）恒温水槽电炉温度计（0-50 C,最小刻度 0.5）.虹吸筒法：虹吸筒（含虹吸管和虹吸筒） 天平（最大称量1000 克，感量 0.1 克） 量筒（大于 50ml ）浮称法：铁丝框 盛水容器 浮称天平（最大称量2000克， 感量 0.5 克）3.4 试验步骤

5、比重瓶法 将比重瓶洗净，和待测土颗粒一起放入烘箱中烘干，然后置 于干燥器内，冷却后称比重瓶的质量（空瓶） 。 称取烘干土样装入比重瓶内，称试样和瓶的总质量。 100 ml 比重瓶装入约 15 克烘干土， 50 ml 比重瓶装入约 10 克烘干 土 向比重瓶内注入半瓶纯水，摇动比重瓶，然后放在带有细砂 的电炉上煮沸，粘性土，粉土沸腾时间不小于 1 小时，砂土 沸腾时间不小于 30 分钟。 将煮沸冷却的纯水注入已煮好的比重瓶内，要求将瓶塞插入 后要有多余的水分能从瓶塞的毛细管中溢出。然后将比重瓶 放入恒温水槽内，直至水温稳定为止。当比重瓶中上部悬液 澄清时，取出比重瓶，擦干瓶的外壁，称量比重瓶，水

6、，和 试样的总质量，并测定瓶内的水温。 查表找出该水温下装满水的瓶的质量。 计算：Gs=m d/（m bw +m d-m bws ）*G itGs: 土颗粒的比重md: 干土的质量（克）Git ：某温度时纯水或中性液体的比重（可查表）m bw :注满水时瓶的质量（克）m bws :试验结束时比重瓶，土和水的总质量（克）实验数据及计算过程比重瓶号128温度(1)23液体比重(2)1比重瓶质量（g）(3)23.820瓶+干土质量（g）(4)33.488干土质量（g）(5)(4)-( 3)9.668瓶+满瓶液体质量（g）(6)74.019瓶+液体+土总质量(7)80.135(g)与干土同体积液体的(

7、8)(5) + ( 6)3.552质量（g）-(7)土的比重（9）(5)/( 5)2.722決（2）3.5注意事项： 试样中所使用的纯水要煮沸以除去水中所含气体。 如果土中含有盐分，要用中性液体代替纯水。 比重瓶煮沸冷却后家纯水时要缓慢，插入瓶塞时也要缓 慢。 粗颗粒做比重时要先做饱和晾干，不能直接将烘干的土 颗粒放入虹吸筒中。3.6指标应用：比重用于计算其它指标。四界限含水率试验4.1 基本原理： 试验中的界限划分。 将土具有最小强度时的含水率作为液体和 塑性体之间的界限值，称为液限（W1）,它是细粒土呈可塑状 态的上限含水率。当土中含水率继续减小，土就变成有脆性， 区分塑性和脆性的界限含水

8、率称为塑限 （Wp）,它是细粒土呈 可塑状态的下限含水率。 饱和粘性土逐步干燥， 土体积逐渐减 缩，当土体不再收缩时的含水率称为缩限（ WS）。 含水率（W）与液限（Wi），塑限（Wp）之间的关系：lp（塑性指数）=Wi - Wp|（液性指数）=（W- Wp）/ Ip 工程上常根据塑性指数（Ip）对细粒土进行分类，根据液性指 数（Il）确定土的状态。4.2 试验方法和适用范围： 液塑限试验方法：光电（数显）液塑限联合测定法，碟式液 限仪法，塑限搓条法。该方法主要针对的是细粒土。 缩限试验方法： 采用收缩皿法测定缩限。 该方法适用于细粒 土。4.3 仪器设备： 液限：光电（数显）液塑限联合测定仪

9、， 碟市仪 ，装土杯，调土刀，电子天平 ，铝盒，烘箱等 塑限：毛玻璃板，游标卡尺 缩限：收缩皿，天平，蜡，烧杯，细线，针，卡尺等4.4 试验步骤： 液限（光电联合测定法） 将待测的细粒土粉碎， 过 0.5 mm 细筛，取筛下土 200 克用 纯水调制成膏状，静置过夜，以确保试样含水均匀。 充分调匀试样，密实地将试样填入试样杯中（试样中不得有孔隙），并刮平试样杯表面。 放试样杯于液限测定仪的平台上，在圆锥仪的锥尖上抹一薄 层凡士林，接通电源，使磁铁吸住圆锥仪。 调节零点，使圆锥仪锥尖逐渐接触试样表面，指示灯亮时表 示锥尖仪接触试样表面，按下测试健， 5 秒后测读圆锥下沉 深度，取出试样杯，挖去锥

10、尖入土处的凡士林，取锥体附件 试样不少于 10 克放入盒内测定含水率。 将全部试样再加水或吹干并调均匀， 重复 - 步骤， 液塑 限联合测定至少要测定 3 个不同的深度及对应的含水率， 经 验表明，圆锥入土深度在 4-5mm ， 9-11mm ， 16-18mm 时效果较好。 塑限 取 0.5 mm 筛下土 100 克，加纯水拌匀，湿润过夜 将制备好的试样房在手中， 揉捏至不沾手，再捏扁，当出现 裂缝时，表示其含水率接近塑限。 将试样捏成椭圆形， 放在毛玻璃板上用手掌滚搓， 要均匀用 力，土条不得有空心，土条长度不宜大于手掌宽带。 当土条直径搓成 3 mm 时产生裂缝，并开始断裂，表示试 样的

11、含水率已达到塑限含水率，取 3-5 克测定其含水率。4.5 计算与制图： 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， 三点应在一条直线上。 如果不再一条线 上，应分别以最高含水率为起始点， 分别引两条通过其余两 点的直线，该二直线在下沉深度为 2 mm 处查得的含水率 的差值应不大于 2% ，以此二含水率的平均值与最高含水率 的点连线作为最终直线。 在双坐标纸上查圆锥下沉 17mm 10mm 2mm 对应的 含水率就是 17mm 液限 10mm 液限和塑限 液限塑限含水率的计算方法与天然含水率的计算方法一样。实验数据及计算过程1. 下 沉 深 度 1:5.0m

12、m 铝 盒 号 ： 278 铝 盒 质 量 ： 11.43g铝盒湿土重： 24.66g 铝盒干土重： 21.82g 含水率： 27.33%2. 下 沉 深 度 2:7.4mm 铝 盒 号 ： 145 铝 盒 质 量 ： 11.43g铝盒湿土重： 23.56g 铝盒干土重： 20.87g 含水率： 28.50%3. 下 沉 深 度 3:10.7mm 铝 盒 号 ： 129 铝 盒 质 量 ： 11.39g铝盒湿土重： 26.39g 铝盒干土重： 22.78g 含水率： 31.69%制图及实验成果由图可知 wp = 22.5%17mm 液限 wl = 35%10mm 液限 wl = 30%Ip=w

13、l-wp=35%-22.5%=12.5%IL=(w-wp)/Ip=(0.23145-0.225)/0.125=0.0516 所以该为粉质粘土，处于硬塑状态。4.6 指标应用： 主要用于细粒土的定名分类，细粒土的状态划分，以及用来评价 土的承载力。五 颗粒分析试验5.1 基本原理： 颗粒分析是测定土中粒组及各粒组干土质量占该土总质量百分 数的方法，目的是通过分析借以了解颗粒大小分布情况，提供 土的分类依据，判断土的过程性质及建材选料之用。 粒组划分：a: 漂石组（块石组）和卵石组（碎石组）统称巨粒组b: 砾石组（圆砾，角砾）和砂粒组统称粗粒组c: 粉粒，粘粒和胶粒统称细粒组5.2 试验方法和适用

14、范围：颗粒分析方法的分类： 筛析法：用于粗粒组及其以上粒组的分析。 物理分析法： 用于细粒土的分析， 包括密度计法和移液管法。 试样中如果粗细颗粒兼有， 那么就应该采用联合测定法。 即 土中粗粒组以上的土颗粒用筛析法， 细粒组的土颗粒用密度计 法或移液管法5.3 仪器设备： 粗筛：孔径分 别是 60mm 40mm 20mm 10mm5mm 2mm 细筛：孔径分别是 2mm0.1mm 0.5mm 0.25mm0.075mm 天平：最大称量 5000 克最小分度 1 克最大称量 200 克甲种比重计搅拌器烧杯 (500ml)5.4 试验步骤：最大称量 1000 克最小分度 0.1 克最小分度 0.

15、01 克量筒（容量 1000ml 内径 60mm ）温度计 秒表 电炉 筛析法根据颗粒粒径的大小确定称取试样的质量最大试样粒径（ mm ） 称取试样的质量 （g）< 2100-300<10300-1000<201000-2000<402000-4000<604000 将试样通过 2mm 的粗筛， 称取筛上和筛下的质量， 当筛下的 质小于总质量的 10% 时，不做细筛分析，筛上质量小于总质 量的 10% 时，不做粗筛的分析。 将筛上的试样倒入依次叠好的粗筛中筛析。 细筛宜置于振筛机 上振筛，振动时间宜 10-15 分钟，然后称取各级晒上土的质量，并填写到记录表中实践

16、表明： 筛前试样的总质量和筛后的总质量会有出入， 以 不大于 1% 为宜。 含细粒土的砂土分析 按粒径大小称取试样的质量，然后置于盛水容器中充分搅拌， 使试样中粗细颗粒完全分开。 将试样悬液过 2mm 的筛，筛上烘干至恒重，然后按粗颗粒筛 析要求进行分析。筛下的悬液用带橡皮头的研杆研磨，再过 0.075 mm 的细筛，并将筛上的试样烘干至恒重，再将烘干土 过 0.25mm 0.10 mm 的细筛。并称重记录。 当粒径小于 0.075mm 的质量大于总质量的 10% 时应作密度计 法或移液管法的分析。 密度计法 称取一定质量的试样（ 30 克）干土倒入烧瓶中，注入 200ml 的纯水，浸泡过夜。

17、 将烧瓶置于铺有细砂的电炉上煮沸（砂土不少于 30 分钟，粘 性土不少于一小时），冷却后将煮沸的悬液通过 0.075mm 的 细筛移入 1000ml 的量筒中，筛上的土用橡皮头研散， 再加水 冲洗，筛上的部分烘干至恒重，过筛称重并记录，多次冲洗后 量筒中的悬液不得超过 1000ml 的刻度线。 想量筒中加入 4% 的六偏磷酸钠（分散剂） 10ml ，再向量筒 中注入纯水直至 1000ml 的刻度线。 用搅拌器沿悬液深度上下搅动 1 分钟，取出搅拌器， 立即开动 秒表，将密度计放入悬液中， 依次测定 0.5 ，1 ， 2 ，5 ， 15 ，30 ，60 ，120 ，1400 分钟的密度计的读数。

18、每次读 数均应提前 10-20 秒将密度计放入悬液中，读数时，密度计 的浮泡应处于量筒的中心，不得贴近量筒的内壁。 读数时，视线应与弯液面的上缘对齐。甲种密度计应准确至0.5 ，每次读完后应将密度计取出， 并放入装有纯水的量筒中， 每次读数时还应该测定悬液的温度。另外，放入或取出密度 计时应小心，不得扰动悬液，以免影响颗粒的沉降。5.5 计算与成果整理： 小于某粒径的试样质量占试样总质量的百分比x=m a/m bx: 小于某粒径的试样质量占试样总质量的百分比m a: 小于某粒径的试样质量 （ 克 ）m b:试样总质量 （克 ）该公式适用于任何土类。 x=100/m d *C G*（R+m T+

19、n-C D）x: 小于某粒径的试样质量占试样总质量的百分比m d: 试样干土质量 （克 ）CG: 土粒标准校正值。R: 甲种密度计读数。m T: 悬液温度校正值。n: 弯液面校正值。CD:分散剂校正值。说明：该公式用于细粒土分析中密度计法的计算。 颗粒粒径的计算：d=k*（L/t） 0.5d: 试样颗粒粒径（ mm ）k: 粒径计算系数L: 某一时间土颗粒的沉降距离（ cm ）L=a-b*R 其中 a,b 是常数，比重计的说明书上 均有注明。T: 沉降时间（秒） 不均匀系数Cu=d 60/d 10d60: 限制粒径，它是颗粒大小分布曲线上的某一粒径， 小于 该粒径的土粒质量占试样总质量的 60

20、% 。d 10:有效粒径，它是颗粒大小分布曲线上的某一粒径，小于该粒径的土粒质量占试样总质量的 10% 。 曲率系数：cc=d 30*d 30/d 60/d 10d30: 颗粒粒径， 它是颗粒大小分布曲线上的某一粒径，小于该粒径的土粒质量占试样总质量的 30% 。Cu 越大，颗粒分布曲线越平缓，土粒大小分布范围越广， 土粒不均匀，土的级配就好；反之则反。一般认为 Cu< 5 为均粒土， Cu > 10 为级配良好土， cc =1-3 反映曲线没有突变。所以规范规定：Cu>= 5 且 cc=1-3 为土粒不均匀，级配良好土Cu< 5或Cc半1-3为土粒均匀，级配不良土 画图：以颗粒粒径的对数为横坐标， 以小于某粒径的试样质量占试样总质量的百分数为纵坐标，画颗粒分析曲线图颗粒粒径mm<0.0742-0.55-210-520-10>20粒组质量g55521531055048037015质量百分数0.252,7510.7515.5027.5024.0018.500.75颗粒分析曲线图（筛析法）由上图可知：d60=5.5mm,d10=0.4mm,d30=2.1mmCu二d60/d10=5.5/0.4=13.75Cc=2.1*2.1/5.5/0.4=2.00由于Cu>5,Cc在13之间，所以，该砂的级配是良好的。密度计法