《土力学》验指导书

《土力学》试验指导书王保林编土木建筑学院试验中心20239日前言《土力学》是土木工程和交通工程〔道路与桥梁方向〕专业的一门重要的专业根底课。土力学试验是土力学课程教学的重要组成局部。土力学试验主要是测定土的物理力学性质指标，为土木工程的设计、施工供给必要的测试数据和资料。把握土力学试验技术，不但对于稳固课堂所学理论学问、增加对土的工程性质的理解起重要作用，而且是学习土工试验方法和试验技能的主要途径。因此，要求学生必需认真对待每个试验，做好试验前预习。土的物理力学性质指标很多，试验工程也很多。依据课程教学大纲要求，结合我院试验条件，本试验指导书仅列出土木工程和交通工程〔道路与桥梁方向〕专业的五个根本教学试验〔有些试验可合并为综合试验〔GB/T50123-1999〕结合教学要求而编写的。同时也参考了一些其他行业标准的标准。限于水平有限，不妥之处，请批判指正。编者20239月目 录

含水率试验〔烘干法〕密度试验〔环刀法〕液限和塑限试验〔液、塑限联合测定法〕直接剪切试验压缩试验试验一、含水率试验〔烘干法〕一、试验目的及用途用百分数表示。m m w w100% 01100%m md d式中：w——含水率(%)；m 〔g〕wm 〔g〕dm 〔g〕0土的含水率是土的几项根本物理指标中较重要的一个。利用含水率可计算土的干密度、重度、空隙比、饱和度及黏性土的状态指标。二、试验设备及用品1、烘箱〔枯燥箱：应能掌握温度在105~11C之间；0.01g1000g0.1g；三、试验步骤1〔或查阅烘土盒质量m3

15~30g，砂性土、有机质土为50g，放入烘土盒内，盖上盒盖。在天平上称盒加湿土质量m1

，0.01g；105~110oC的恒温下烘干。马上放入枯燥器中冷却至室温；3m2g；

0.014、将干土倒入土盘中，晾干烘土盒。四、成果整理1、按下式计算含水率：mw m2

m2100% 0.1%)m3式中mm1 2

——土样中水的质量；mm2 3

2、两次平行测定结果的差值不应超过如下规定：<40 40五、试验报告

〔%〕≤1.0≤2.0含水率试验〔烘干法〕记录计算表土样烘土编号盒号土样烘土编号盒号盒+湿土〔g〕m1盒+干土质量〔g〕盒的质量(ｇ)水的质量(ｇ)干土质量(ｇ)率(%)平均含水(%)备注m2m3mmmmww1223试验者: 计算者: 校核者:试验二 密度试验〔环刀法〕一、试验目的及用途mv

〔g/cm3 〕式中 m ——土的质量，v ——土样体积密度可用来计算土的其他物理指标。粒土。二、试验设备及用品500g0.1g200g0.01g。2cm。三、试验步骤少许凡士林，抹匀，刀口向下，放在土样上面；压边削，直至环刀内土样略高出环刀，用钢丝锯沿环刀刀口锯下土样；3m，14、记录环刀号码，抄写环刀质量m2

，计算体积v；该试验进展两次平行测定。四、成果整理1、计算m m

mv 2〔0.01g／cm3〕m1体积〔cm3〕

——环刀加土质量(g)m2

——环刀质量(g)v——环刀2、试样的干密度，应按下式计算： d 10.01w3、允许误差术平均值作为计算结果。五、试验报告密度试验〔环刀法〕记录计算表班级： 小组： 试验日期：土土样编号环刀号土〔g〕m1环刀质量〔g〕土的质量(ｇ)环刀体积(cm3)密度〔g/cm3〕平均密度〔g/cm3〕备注mmmv2 1 2试验者: 计算者: 校核者:试验三 液限和塑限试验〔液、塑限联合测定法〕一、试验目的及用途黏性土最主要的物理特征是土粒与土中水相互作用产生的稠度〔即软硬程w。l黏性土呈塑态与半固态之间的分界含水量称为塑限w。pIp

wwl

Il

的根本量。wwI p

ww pl ww Il p p法。本试验用液、塑限联合测定法同时测定液限与塑限。30°5秒时间，由讯响器自动发出笛声。圆锥入土深度由圆锥仪上装有的光学分微尺通过光学系统予以放大，在屏幕上准确显示。二、试验设备及用品7630°；200g0.01g；三、试验步骤0.5mm的0.5mm的筛；2200g，分成三份，放入不同的盛土皿中，参加不二者的中间状态。将试样调匀，盖上湿布，潮湿过夜。实地填入试样杯中，填满后刮平外表；电源使电磁铁吸住圆锥；搬动吸放开关，使圆锥在自重状态下沉入试样，经5秒钟仪器发出笛声，测读圆锥下沉深度。6、下降升降座取出土杯，取出局部试样，不少于10g，放入烘土盒中测定其含水量。7、按上述步骤，分别测定三个试样的圆锥下沉深度和含水率。〔3-4mm，7-9mm，15-17mm〕四、成果整理10.1%mw mm2

m2100%m3式中：m1m2m

〔g〕〔g〕〔g〕32系曲线，三点应在始终线上。当三点不在始终线上时，通过高含水率的点与其2mm处查得相应的两个含水率。当两个含水率的差值小于2%时，应以该两点含水率的平均值与高含水率的点连始终2%时，应重做试验。317mm所对应的17mm液限；下沉深度为10mm10mm液限；下沉2mm所对应的含水量为塑限，取值至整数。4、塑性指数按下式计算I wwp l p式中：I ——塑性指数；pw ——液限含水率〔；lw ——塑限含水率〔%〕p5、液性指数应按下式计算：wwI p

wwpl ww Il p pw ——土的自然含水率〔五、试验报告圆锥入土深度h(mm)烘土盒号圆锥入土深度h(mm)烘土盒号土盒质量m〔g〕3盒+湿土质量m〔g〕1盒+干土质量m〔g〕2水的质量mm〔g〕12干土质量mm〔g〕23含水率〔%〕平均含水率〔%〕w〔%〕l塑限w 〔%〕pIp土样分类班级： 第 大组 第 小组 试验日期：2023年 月 日试验者： 计算着： 校核者：试验四 直接剪切试验一、试验目的及用途〔剪切〕时，土体抵抗剪切破坏的力量。其数学表达式是：tgc式中：为土的抗剪强度；为土体受到的与剪切方向垂直的压力；为土的内c为土的内聚力。c,称为土的抗剪强度指标。这两个指标是工程设计中计算地基承载力、土压力、土坡稳定、地基稳定等不行缺少的重要参数。二、试验设备及用品等组成、位移两侧系统、杠杆比为1:10。2、百分表：量程10mm，精度0.01mm。361.8mm20mm30cm2。三、试验步骤中用环刀切取四个土样。如系原状土样，切土样的方向应与自然地层中土样的上下方向全都。2、在剪切盒内依次放入透水石和滤纸〔塑料片，用插销将上下盒固定，再将内含土样的环刀〔刀口向上〕对准剪切盒口，在土样上放滤纸〔塑料片〕并使加压杠杆和加压框架接触良好。并位于环中间，推动百分表使表针偏转少许，紧固表座螺丝，调整百分表表盘使指针指零。〔量力环中百分表指针刚刚触动。100kPa(1.0kg／c21:1030c23kg〔1.5kg1.5kg。0.2-0.4mm测记测力计和位移读数，直至测力计读数消灭4mm时停机，登记破坏值；当剪切过程中测6mm时停机。个土样。8200、300、400kPa〔2.0、3.0、4.0kg／cm2〕的垂直压力，按同样步骤进展可得到相应的最大读数R2

、R、R 。3 4直剪试验分为慢剪试验、固结快剪试验、快剪试验。三种试验方法的差异四、成果整理1、计算土样在肯定垂直压力下的抗剪强度i CRi iC为量力环系数，单位kPa／0.01mm〔由试验室供给；Ri为土样剪坏时的百分表最大读数，单位格〔0.01mm。2、绘制抗剪强度曲线以垂直压力(kPa)为横坐标，抗剪强度(kPa)为纵坐标，将四个实测变化趋势，又要尽可能地靠近各个点。3、确定抗剪强度指标抗剪强度曲线〔实为直线〕在纵轴〔轴〕c，准确1kPa；直线的倾角即为土的内摩擦角0.1o。五、试验报告直接剪切试验记录计算表班级: 第 大组 第 小组量力环编号 量力环系数C(kPa／0.01mm)

试验日期:200年月日垂直压力σ(kPa) 100 200 300 400ii 百分表最大读数R(0.01mm)ii 试验结果 φ= C=试验者: 计算绘图者: 校核者:抗剪强度曲线抗剪强度τ(kPa)3002001000 100 200 300 400 垂直压力σ(KPa)一、试验目的及用途

试验五 压缩试验土的压缩是土体在荷重作用下产生变形的过程。其变形实际上是由于土中孔隙体积的减小而引起的。土的压缩试验目的是：测定土样在完全侧限与竖向ep曲线计算出土的压缩系数和土的压缩模量等压缩性指标。土的压缩系数

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和压缩模量E 是用来判别土的压缩性及计算根底沉降的重要参数。s二、试验设备及用品1、固结容器：由环刀、护环、透水板、水槽、加压上盖组成。、环刀：内径为61.8mm，高20mm30cm2。环刀应具有肯定的刚度，内壁应保持较高的光滑度，宜涂一薄层硅脂或聚四氟乙烯。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经0.2-0.5mm；用浮环式容器时上下端透水板直径相等，均应小于环刀内经。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。310mm0.01mm的百分表或准确0.2%的位移传感器。三、试验步骤1、按密度试验方法用环刀切取土样〔土样由试验室供给；2w，作平行测定取其平均值；同土样〔刀口向下〕一起放在定位环内、大透水石上；然后在环刀上放置上护环，在土样上放置小透水石，加压上盖及钢珠；48mm左右〔不能顶死，紧固表座螺丝。5、将一个带有挂钩的25g的小砝码挂在加压杠杆上〔土样上施加1kPa的压力将百分表读数比较集中的位置作为零点，调整百分表使该点为零。的砝码〔0.312k25g小砝码，挂上砝码盘，并开头计时。7、在以下时间读取百分表读数：1′、2′、4′、7′、10′，读数准确到1格(0.01mm)。S167步骤给土样100、200、300、400kPa,记录各级〔10S2、S3、S4、S5。9、试验完成。先卸除百分表，然后逐个卸掉砝码，抬高加压框架，移出压缩仪容器，取出土样，并将透水石等部件擦洗干净。四、成果整理１、按下式计算初始孔隙比e0e ds0

(1w)1wwds

为固体颗粒比重或称土粒相对密度； 为为水的密度，一般取 m3；w ww为为试验前所测的土样含水量；为试验前所测的土样湿密度；2、按下式计算土样在各级压力pi；e；is

(kPa)作用下，土样变形稳定时的孔隙比ee 式中：

i 0 h 00e初始孔隙比；0spi

作用下，土样变形稳定时的百分表读数〔0.01mm；h2023单位〔0.01mm〕;03pe〔ep〕曲线。4p1

=100kPa，p2

=200kPa时的压缩系数

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和压缩模量E

s12 1000

ee1

(MPa1) E

1e

(MPa)12附后。

p p2 1

s12

12快速压缩试验记录计算表班级: 第 大组第 小组

试验日期:200年月日土粒比重ds

土样初始i高度h0i

压力σ(kPa)

50 100 200

400g湿土密度ρ0初始孔隙比 e0

含水量

时间(分)w 2＇

百分表读数s

(0.01mm)4＇e d