土力学实验报告

1、土工试验报告班级组号姓名同组人成绩河北工业大学土木工程学院2013年5月19日（一）记录土样编号试验日期2013/5/19班组试验一土的基本物理指标的测定环刀号环刀质里/ g环刀加土质里/ g土质量/ g环刀容积3 / cm密度3 / g/cm平均重度3/ kN/m33443.8167.83124.30602.06720.4223743.0167.50124.50602.075姓名1 .密度试验记录表（环刀法）2 含水率试验记录表（烘干法）盒号盒质量/ g盒加湿土质量/ g盒加干土质量/ g水质量/ g干土质量/ g含水率/ %平均 含水率/ %22716.3540.1136.074.0419

2、.7220.520.1517916.5337.8434.323.5217.7919.83.界限含水率试验（1 ）液限试验记录表（圆锥仪液限试验）盒号盒质量/ g盒加湿土质量/ g盒加干土质量/ g水质量/ g干土质量/ g液限/ %液限 平均值/ %（2 ）塑限试验记录表（滚搓法）盒号盒质量/ g盒加湿土质量/ g盒加干土质量/ g水质量/ g干土质量/ g塑限/ %塑限 平均值/ %（3 ）液、塑限联合测定法试验记录表圆锥下 沉深度/ mm盒号盒质量/ g盒加湿土质量/ g盒加干土质量/ g水质量/ g干土质量/ g含水率/ %液限/ %塑限/ %3.812016.9931.8829.402

3、.4812.4119.9827.516.023016.1832.0629.472.5913.2919.497.814217.4224.4725.462.018.0425.0019115.4028.2725.782.4910.3824.001602116.7233.4529.703.7512.9828.8908016.2329.6626.613.0110.3829.01注：圆锥下沉深度与含水率的双对数坐标关系曲线绘制于图1之中。（二）试验成果汇总和计算含水率/ %图1圆锥入土深度与含水率关系曲线1 试验测定数据3=20.42 kN/mw =20.15%wl =27.50 %Wp =16.09%m

4、F度深土入锥圆根据备注表1,由Wl查表得ds =2.702 用试验结果进行下列计算（1）e =0.5873（2）Sr =0.9189（3）Ip =11.5 Il =0.3613 依上述计算结果判定（1）土的分类名称T 10<l P=11.5<17二试验土样为粉质粘土（2）试验土样所处的状态T 0.25< Il =0.361<0.75试验土样处于可塑状态（三）思考与分析1 .土样烘干时，为什么要控制温度为105110 C ?2 环刀尺寸（直径、高度、壁厚、容积）对试验成果有何影响？3 试分析搓条法的理论依据及存在的主要问题。备注：土粒比重与土的矿物成分有关，其值一般为2.

5、652.75，由于土粒比重的测定方法较为复杂。且同一地区、同类土的比重变化不大，故除重大建筑物外，一般可不做比重试验，而采用地区的经验值。当缺乏地区的经验值时，对于黏性土，可取ds = 2.702.75 ;对于砂土可取ds = 2.65。天津地区液限 wl和比重ds关系如备注表1所示。备注表1天津地区液限 wl和比重ds关系表（录自天津市勘察院资料）WL / %V 26268.630.7 £4.237.7-45> 51.4ds2.692.702.712.722.732.742.752.762.77试验二 颗粒分析试验（密度计法）（一）颗粒分析试验记录土样编号班 组下 沉 时 间

6、t/min悬液温度T /乜密 度 计 读 数土粒落距L/cm粒径d/mm小于某 粒径土质量 百分数X/ %小于 某粒径 总土质量 百分数/ %密 度 计 读 数R刻度 及弯 液面 校正 值n温度 校正 值mT分散剂校 正值Cd122.114-0.500.63-0.513.6313.486.50.055444.9344.93222.310-0.900.69-0.59.299.1935.60.048430.6330.63522.55.5-0.800.75-0.54.954.9068.40.033616.3316.331522.85-0.900.84-0.54.444.3972.00.028614.

7、6314.633023.14.2-1.050.93-0.53.583.5477.80.020911.8011.806023.14-1.101.05-0.53.453.4179.30.014911.3711.3712023.13-1.300.93-0.52.132.1186.50.01107.037.03土粒比重2.70比重校正系数 Cg0.989（二）绘图和计算试验日期 2013/5/19.干土质量30g姓 名密度计号小于0.075mm 土质量百分数量筒号试样处理说明烧瓶号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，颗粒粒径为横坐标，在单对数坐标上 绘制颗粒大小分布曲线（见图2），并根

8、据颗粒分布曲线完成填写表2。（三）思考和分析1 用密度计作颗粒分析时只是测定密度计浮泡中心处的悬液密度，为何可以代表全部悬液相应的密 度？2 密度计法作颗粒分析试验的误差原因分析，请选择。（1）系统误差：由理论假设、所用仪器和规定的试验方法步骤不完善造成。 土粒刚开始下沉时为加速运动，V工常数 土粒并不是球形 土粒比重ds工常数 密度计泡体积过大，影响土粒下沉 土粒下沉过程中互相干扰，且受器壁影响 用浮泡所排开范围内之悬液密度，代替密度计浮泡中心液面密度是近似的（2）偶然误差：由试验操作不当造成 土粒称量不准或有损失 土粒分散不完全 搅拌不均匀 读数有误（R、T、t）土粒直径 /mm 图2颗粒

9、级配曲线 表2颗粒组成颗粒组成/ %限制粒径有效粒径不均匀系 数土的分0.0750.075 0.050.05 0.005< 0.005d60diod6o/dio类名称033.2265.191.590.06050.0134.65肌数分百量质土总占量质土径粒某于小要求仔细体会，明白者在后面画（V）、否则画（X）1试验三固结试验（一）记录土样编号 班 组试验日期 2013/5/19 姓 名1.含水率试验记录表土样情况盒号盒质里/ g盒加湿土质量/ g盒加干土质量/ g水质量/ g干土质量/ g含水率/ %平均 含水率/ %试验前22716.3540.1136.074.0419.7220.520

10、.1517916.5337.8434.323.5217.7919.82.重度试验记录表土样情况环刀号环刀质量/ g环刀+土质量/ g土质量/ g环刀容积/3/ cm密度/ g/cm3重度/ kN/m 3试验前33443.8167.83124.03602.06720.6723743.0167.50124.50602.07520.753.压缩试验记录试样初始咼度 H 0 = 20 mm压缩容器编号：d 占 fl + Wo 土粒比重ds =2.70计算初始孔隙比eo - s-1 - 58.87%sYo各级加荷历时/ min各级何重下测微表读数/mm50 kPa100 kPa200 kPa300 kP

11、a0013.434.273.62013.434.273.6109.7总变形量Si / mm0.1340.3420.7361.088仪器变形量S2 / mm0.0150.0250.0400.050试样变形量S / mm0.1190.3170.6961.038变形后孔隙比（e）0.5710.5550.5250.498（二）绘图与计算垂直压力p / kPa 图3试验压缩曲线2 计算压缩系数ai-2和压缩模量Esi-2，并判定土的压缩性。/ 0.1MP-1 < 0.301MP-1v 0.5MPaOOOOOOOOOOe比隙孔1绘制压缩曲线（图 3）4MPa w 5.19M

12、Pa < 15MPa由以上两点可知此土质为中等压缩性土。（三）思考与分析1 为什么加荷后要经过很长时间（往往24小时以上）变形才会稳定？试举例2.固结仪中土样的应力状态与实际地基应力状态比较有何不同？在什么情况下两者大致相符, 说明。3 试验误差原因分析 土样代表性 土样结构扰动 室内外土样压缩条件不同 设备及操作误差上述分析内容同学应仔细体会，明白者在后面画（V），否则画（X）。试验四直接剪切试验（一）记录土样编号 班组试验日期_2013/5/19_姓名试验方法试验前重度试验记录表垂直压力/ kPa环刀质量/ g环刀+土质量/ g土质量/ g环刀容积,3/ cm密 度/ g/cm3重

13、度3 / kN/m 3备注10043.8167.83124.03602.06720.6720043.0167.50124.50602.07520.7530043.0164.03121.02602.01720.1740043.7164.24120.52602.00820.08（二）试验成果1 .剪切试验记录表（见表 3）2 绘制剪应力与剪切位移关系曲线（图4）3绘制抗剪强度与垂直压力关系曲线（图5）,并确定黏聚力c与内摩擦角®。剪切位移 L /0.01mm仪器编号图4剪应力与剪切位移关系曲线 表3 直接剪切试验记录表手轮转速4转 /min应变圈系数K1.550kPa/0.01mmaaa

14、 a ppp p一1 垂直压力p=100k 垂直压力p=200l 垂直压力p=300l 垂直压力p=400l100.0080.0060.0040.0020.000.00120.00an k 力应”勢第1页垂直压力 p100kPa垂直压力 pa200kP剪切历时6分0秒剪切历时6分0秒抗剪强度 T40.30kPa抗剪强度 T69.13kPa手轮百分表读剪切位移剪应力手轮百分表读剪切位移剪应力转数数（R）（ L）（1）转数数（R）（ L）（R）（n）/ 0.01mm/ 0.01mm/ kPa（n）/ 0.01mm/ 0.01mm/ kPa20 x-K汽20汉-K汉15157.75171310.85

15、28.83113.642122818.60310.25015.813154523.25412.26818.914186227.90514.68522.635227834.10617.810227.59625.89439.9971812227.9072711341.8581914129.4582813243.4092016031.00928.715144.49102117932.55103017046.501121.519933.331132.518850.38122221834.10123320751201333227517514342465

16、2.70152627440.30153626455.80162629440.301637.52835830173830258.90182633440.301838.332259.37192635440.301938.83416030204036062.00212639440.30214237865.10222641440.302243.139766.81232643440.30234441668.20242645440.302444.643569.13续表3直接剪切试验记录表仪器编号 手轮转速4转/min应变圈系数 K1.550 kPa/0.

17、01mm第2页垂直压力 pP300kPa垂直压力 pa400kP剪6分0秒剪切历时6分0秒度抗剪强度T剪89.59kPa抗剪强度T110.83kPa手轮百分表读剪切位移剪应力手轮百分表读剪切位移剪应力转数数（R）（ L）（1）转数数（R）（ L）（R）（n）/ 0.01mm/ 0.01mm/ kPa（n）/ 0.01mm/ 0.01mm/ kPa20汽-K x20 x-K汽191113.95191113.952162424.802172326.35321.23932.863263440.30424.15637.364295144.95527.17342.015326849.60634.5865

18、3.486368455.80734.710553.7973910160.4583512554.2584311766.65937.214357.6694513569.751038.716159.99104715372.851140.518062.78114917175.951242.119865.26125218880.60134321766.65135320782.151445.223570.06145622486.80154725372.851556.224487.11164827274.40165826289.90174929175.95175928191.451850.431078.12

19、186030093.00195132979.05196331797.65205334782.152065335100.752153.236782.462166354102.30225438683.702267.5373104.632354.740584.792369391106.952457.842289.592471.5409110.83垂直压力p / kPa图5抗剪强度与垂直压力关系曲线黏聚力 c =17.114 kPa内摩擦角® =13.31°（三）思考与分析1 快剪、固结快剪、慢剪有什么区别？试举例说明快剪指标的适用范围？2 试分析应变式直剪仪的主要优缺点和可能造成

20、误差的原因？试验五三轴压缩试验（一）三轴压缩试验记录试验日期 _2013/5/19_土样编号 班组 姓名1 不固结不排水三轴压缩试验记录表第1页试样直径d0 =3.91cm试样高度ho-82cm试样面积 Ao-12.007cm试样体积Vo :=96.056 cm3试样质量 mo-g试样密度ft-g/cm3测力计系数C =13.4N/0.01mm剪切速率mm/min周围压力O' 3-100 kPa序号测力计读数/0.01mm轴向荷重/ N轴向 变形/ 0.01mm轴向应变/ %应变减量校正后 试样面积/ cm2主应力差/ kPa轴向应力/ kPaRP - CRCT111130.30.00

21、3750.996312.052211.11.11830622270.60.00750.992512.0977322.152910822.152910832270.90.011250.988812.1436222.0692096322.069209643401.20.0150.985012.1898532.32.978262753401.50.018750.981312.2364332.32.852710964541.80.02250.977512.2833843.43.636212274.5602.10.026250.973812.3306848.48.902411185672.40.030.

22、970012.3783554.54.1267594956730.03750.962512.4748153.53.7082535106803.60.0450.955012.5727763.63.9476972116804.20.05250.947512.672363.63.4454901126804.80.060.940012.773462.62.9432831137945.40.06750.932512.8761472.72.847922147.510160.0750.925012.9805477.77.42358621581076.60.08250.917513.0866581.81.915

23、54931681077.20.090.910013.1945181.81.245939917181920212223241.不固结不排水三轴压缩试验记录表第2页试样直径do =3.91cmi式样高度ho：= 82cm试样面积 Ao- 12.007cm试样体积V =96.056 cm3试样质量 mo-g试样密度R)-g/cm3测力计系数C =13.4N/0.01mm剪切速率mm/min周围压力CT 3-200kPa序号测力计读数/0.01mm轴向荷重/ N轴向变形/ 0.01mm轴向应变/ %应变减量校正后 试样面积/ cm2主应力差/ kPa轴向应力/ kPaRP - CRCT 111.520

24、0.30.003750.996312.052216.677459216.67745922.5340.60.00750.992512.0977327.6911385227.69113933400.90.011250.988812.1436233.1038144233.10381444541.20.0150.985012.1898543.9710169243.97101754541.50.018750.981312.2364343.8036146243.80361565671.80.02250.977512.2833854.5452653254.54526575672.10.026250.9738

25、12.3306854.3360123254.33601285.5742.40.030.970012.3783559.5394353259.539435968030.03750.962512.4748164.4499042264.449904106803.60.0450.955012.5727763.9476972263.947697116.5874.20.05250.947512.672368.7326143268.732614127944.80.060.940012.773473.4338303273.43383137945.40.06750.932512.8761472.847922272

26、.84792214810760.0750.925012.9805482.5851587282.585159158.51146.60.08250.917513.0866587.0352711287.0352711691217.20.090.910013.1945191.4016824291.40168217181920212223241.不固结不排水三轴压缩试验记录表第3页试样直径do =3.91 cm试样高度 ho=8cm2n试样面积 Ao-12.007cm试样体积V =96.056 cm3试样质量 mo-g试样密度R)-g/cm3测力计系数C =13.4N/0.01mm剪切速率mm/min周

27、围压力CT 3-300 kPa序号测力计读数/0.01mm轴向荷重/ N轴向 变形/ 0.01mm轴向应变/ %应变减量校正后 试样面积/ cm2主应力差/ kPa轴向应力/ kPaRP - CRCT112270.30.003750.996312.052222.236612322.23661222270.60.00750.992512.0977322.152910832290.011250.988812.1436233.1038144333.10381445671.20.0150.985012.1898554.9637711354.96377157941.50.018

28、750.981312.2364376.6563255376.65632567941.80.02250.977512.2833876.3633714376.363371781072.10.026250.973812.3306886.9376197386.9376289.51272.40.030.970012.37835102.840843402.84084391013430.03750.962512.47481107.416507407.41650710111473.60.0450.955012.57277117.237445417.23744511121614.20.05250.947512.

29、6723126.89098426.8909812121614.80.060.940012.7734125.886566425.88656613131745.40.06750.932512.87614135.288998435.288998141317460.0750.925012.98054134.200883434.20088315131746.60.08250.917513.08665133.112768433.11276816131747.20.090.910013.19451132.024652432.02465217181920212223241.不固结不排水三轴压缩试验记录表第4页

30、试样直径do =3.91cm试样高度ho-8 (:m试样面积 Ao- 12.0072 cm试样体积V =96.056 cm3试样质量 mo-g试样密度R)-g/cm3测力计系数 C =13.4N/0.01mm剪切速率mm/min周围压力CT 3-400 kPa序号测力计读数/0.01mm轴向荷重/ N轴向变形/ 0.01mm轴向应变/ %应变减量校正后 试样面积/ cm2主应力差/ kPa轴向应力/ kPaRP - CRCT 113400.30.003750.996312.052233.354918433.35491824.3580.60.00750.992512.0977347.628758

31、2447.62875835.9790.90.011250.988812.1436265.1041684465.104168481071.20.0150.985012.1898587.9420338487.942034591211.50.018750.981312.2364398.5581328498.5581336101341.80.02250.977512.28338109.090531509.0905317111472.10.026250.973812.33068119.539227519.5392278111472.40.030.970012.37835119.078871519.07887191216130.03750.962512.47481128.899808528.89980810121613.60.0450.95