土力学试验指导书
适用2013级土木工程专业
土木工程与建筑系
试验一 土的物理性质实验
一、实验目的
通过测定土样的含水量ω、密度ρ、相对密度d s ，确定土的三相比例指标； 二、实验要求
1 由实验室提供一组扰动土样，要求学生测定该土样的含水量、密度和土的相对密度；
2根据实验结果要求学生确定该土的孔隙比e 、孔隙率n 、饱和度S r 、干土密度ρd 、和饱和密度ρsat
等物理指标；
项目一、含水量实验（烘干法）
土的含水量w 是指土在105～110℃的温度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。
本实验采用烘干法，此法为实验室内实验的标准方法。 一、仪器设备
（1） 电热烘箱：温度能保持在105～110℃。 （2） 天平：称量200g ，感量0.01g ； （3） 其它：干燥器、称量盒等。 二、操作步骤
1．取一个称量盒并记录盒号，然后用天平称取盒的质量m 0。
2．从土样中选取具有代表性的试样，粘性土为15—30g,砂性土、有机质土和整体状构造冻土为 50g,放入称好质量的称量盒内，立即盖上盒盖，称盒加湿土的总质量m 1。
3．揭开盒盖，将试样和盒一起放入烘干箱内，在105～110℃恒温下烘至恒重。试样烘至恒重的时间，粘性土不得少于8h ，砂性土不得少于6h 。含有机质超过5%的土需在65～70℃的恒温下进行烘干。
4．按规定时间烘干后，取出称量盒，立即盖好盒盖，置于干燥器内冷却至室温后，称取盒和干土的质量m 2。
5．本实验称量应准确至0.01克。 三、成果整理
按下式计算试样的含水量（精确至0.1%）
%1000
2
21
?=--m m m
m ω
式中：ω—含水量（％），准确至0.1%；m 1—称量盒与湿土质量，克；m 2—称量盒与干土质量，克；
m 0—称量盒质量，克。 四、实验记录
五、注意事项
1、试验时打开土样应立即进行测定，以免改变土样中的水份散失，影响实验结果。
2、本试验需进行2次平行测定，并取两个含水量测值的算术平均值，允许平行差值应符合下表规定。
3、烘干盒中的湿试样质量称取以后由实验员负责烘干，同学们在12小时后抽时间来实验室称干试样
的质量。
项目二、密度实验（环刀法）
土的密度ρ是土质量密度的简称，指单位体积土样的质量，即土的总质量（m ）与其体积（V ）之比，是土的基本物理性质指标，单位为g/cm 3或t/m 3。土的密度反映了土体结构的松紧程度，是计算土的自重应力、干密度、孔隙比、孔隙度等指标的主要依据，也是挡土墙土压力计算、土坡稳定性验算、地基承载力和沉降量估算以及路基路面施工填土压实度控制的主要指标之一。
密度的测定，对一般粘性土采用环刀法。如试样易碎或难以切削成有规则的形状时，可以采用蜡封法。本实验采用环刀法 一、仪器设备
（1）环刀：内径为61.8mm （面积30cm 2）或79.8mm （面积50cm 2），高度为20mm ，壁厚1.5mm ； （2）天平：称量200g ，感量0.1g 。 （3）其它：切土刀、钢丝锯、凡士林等。 二、操作步骤：
1．首先取一个环刀并记录环刀上的编号，再把环刀放在在天平上称取它的质量m 1。
2．根据工程需要取原状土或所需湿度密度的扰动土样，其直径和高度应大于环刀的尺寸。切取原状土样时，应保持原来结构并使试样保持与天然土层受荷方向一致。
3．先削平土样两端，然后在环刀内壁涂一薄层凡士林油，刀口向下放在土样上，用切土刀将土样削成略大于环刀直径的土柱，然后将环刀下压，边压边削，直至土样伸出环刀为止。
4．根据试样的软硬程度，采用钢丝锯或切土刀将两端余土削去修平，并及时在两端盖上圆玻璃片，以免水分蒸发。注意修平土样时，不得用刮刀往复涂沫土样，以免土面孔隙堵塞。
5．擦净环刀外壁，称环刀和土的质量m 2，精确至0.1克。 三、成果整理
按下式分别计算土的湿密度和干密度
V
m m V m 1
2-==
ρ w
d 01.01+=
ρ
ρ
式中： ρ—湿密度（ g/cm 3），精确至0.01g/cm 3
d ρ－干密度（ g/cm 3），精确至0.01g/cm 3 m －湿土质量（g ）；
m 1—环刀质量(g)；
m 2—环刀质量加湿土质量（g ）；
V —环刀容积（cm 3）。计算至0.01 g/cm 3。 w －含水量
四、实验记录
五、注意事项
1．用环刀切试样时，为了防止环刀内试样结构被扰动，环刀应垂直均匀缓慢下压。
2、试验时为了防止称质量时试样中水分被蒸发，影响试验结果，宜用两块玻璃片盖住环刀上下面称取质量，但计算时必须扣除玻璃片的质量。
3、每次作两次平行测定，两次实验差值不得大于0.03g/cm 3,取算术平均值作为最后结果。
项目三、液塑限实验
粘性土的物理状态随着含水量的变化而变化，当含水量不同时，粘性土可分别处于流动状态、可塑状态、半固体状态和固体状态。粘性土从一种状态转到另一种状态的分界含水量称为界限含水量。土从可塑状态转到流动状态的界限含水量称为液限L w ；土从可塑状态转到半固体状态的界限含水量称为塑限p w ，土从半固体状态不断蒸发水分，则体积逐渐缩小，小到体积不再缩小时的界限含水量称为缩限s w 。
界限含水量试验要求土的颗粒粒径小于0.5mm ，有机质含量不超过5%，宜采用天然含水量的试样，但也可采用风干试样。 一、实验方法及原理 1．液限实验
（1）圆锥仪法：圆锥仪液限试验就是将质量为76g ，锥角为30°且带有平衡装置的的圆锥仪，轻放在调配好的试样的表面，使其在自重的作用下沉入土中，若圆锥体经过5s 恰好沉入土中10mm 深度，此时试样的含水量就是液限。
（2）碟式仪法：碟式仪液限试验就是将调配好的土膏放入土碟中，用开槽器分成两半，以每秒两次的速率将土碟由100mm 高度下落，当土碟下落击数为25次时，两半土膏在碟底的合拢长度恰好达到13mm ，此时试样的含水量即为液限。
（3）液、塑限联合测定法：液塑限联合测定是根据圆锥仪的圆锥入土深度与其相应的含水量在双对数坐标上具有线性关系这一特性来进行的。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量时的圆锥入土深度，并绘制圆锥入土深度与含水量的关系直线图，在图上查得圆锥下沉深度为10mm （17mm ）时所对应的含水量即为土样的液限，查得圆锥下沉深度为2mm 时所对应的含水量即土样的为塑限。
2．塑限实验
（1）滚搓法：滚搓法塑限试验就是用手在毛玻璃板上滚搓土条，当土条直径搓成3mm 时产生裂缝并开始断裂，此时试样的含水量即为塑限。
（2）液、塑限联合测定法：同上。 这里只介绍液、塑限联合测定法。 二、仪器设备
（1）液塑限联合测定仪，包括带标尺的圆锥仪、电磁铁、显示屏、控制开关和试样杯。图1所示为光电式液塑限联合测定仪，圆锥质量为76克，锥角为30o；读数显示为光电式；试样杯内径为40～50mm ，高度为30～40mm 。
（2）天平：称量200g ，分度值0.01g 。 （3）烘箱、干燥器。
（4）铝盒、调土刀、孔径0.5mm 的筛、研钵、凡士林等。 三、操作步骤
1．原则上采用天然含水量试样，但也允许 采用风干土样，当试样中含有大于0.5mm 的土 粒和杂物时应过0.5mm 筛。
2．当采用天然含水量土样时，取代表性土 样250克；采用风干土样时，取过 0.5mm 筛的
代表性试样250g ，放入盛土皿中，用纯水调制成均匀膏状， 然后放入密封的保湿缸中，静置24小时。
3．将制备好的土膏用调土刀充分调拌均匀， 分层密实地填入试样杯中，注意土中不能留有空隙， 装满试杯后刮去余土使土样与杯口齐平，并将试样杯放在 联合测定仪的升降座上。
4．将圆锥仪擦拭干净，并在锥体上抹一薄层凡士林，然后接通电源，使电磁铁吸稳圆锥。 5．调节屏幕准线，使初始读数为零。然后转动升降座，使试样杯徐徐上升，当圆锥尖刚好接触试样表面时，指示灯亮，圆锥在自重下沉入试样内，经5秒后立即测读显示在屏幕上的圆锥下沉深度。 6．取下试样杯，挖出锥尖入土处的凡士林，取锥体附近不少于10g 的试样，放入称量盒内，测定含水量。
7．将剩余试样从试杯中全部挖出，在加水或吹干并调匀，重复以上试验步骤分别测定试样在不同含水量下的圆锥下沉深度和其相应的含水量。液塑限联合测定至少在三点以上，其圆锥入土深度宜分别控制在3~4mm ，
7~9mm 和15~17mm 。 四、成果整理
1． 计算含水量：
%1000
11
2?--=
m m m m w
式中：w －含水量（％），精确至0.1% 1m －干土和称量盒质量（g ） 2m －湿土和称量盒质量（g ） 0m －称量盒质量（g ） 2．确定液限、塑限
以含水量为横坐标，以圆锥入土深度为纵坐标，在双对数坐标纸上绘制含水量与圆锥入土深度关系曲线，如图2所示。三点应在一条直线上，如图中A 线。当三点不在一条直线上时，应通过高含水量的一点分别与其余两点连成两条直线， 在圆锥下沉深度为2mm 处分别查得相应的两个含水量，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（仍在圆锥下沉深度2mm 处）与高含水量的点再连一直线，如图中B 线。若两个含水量的差值大于或等于2%时，应重做试验。
在圆锥下沉深度h 与含水量w 关系图上，查得圆锥下沉深度为17mm 所对应的含水量为17mm 液限；查得圆锥下沉深度为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%。
3．塑性指数计算
塑性指数： P L P w w I -=
式中：P I －塑性指数，精确至0.1% L w －液限（％） p w －塑限（％）
4．液性指数计算
液性指数： P
P
L I w w I -=
式中：L I －液性指数，精确至0.01 w －天然含水量（％） 其余符号同上式 五、实验记录
项目四、颗粒分析实验
一、实验目的
筛分法是利用孔径不同的标准筛来分离一定量的砂土中与筛孔径相应的粒组，而后称量，计算各粒组的相对含量，确定土的粒度成分。
二、实验方法
筛分法密度计法。本次实验采用筛分法
三、实验原理
筛分法是利用孔径不同的标准筛来分离一定量的砂土中与筛孔径相应的粒组，而后称量，计算各粒组的相对含量，确定土的粒度成分。此法只适用于分离粒径大于0.075mm的粒组。
四、仪器设备
1、粗筛：孔径为60、40、20、10、5、2mm。
2、细筛：孔径为2.0、0.5、0.25、0.075mm。
3、天平：称量5000g，感量1g，称量1000g，感量0.1g，称量200g，感量0.01g。
4、摇筛机：筛析过程中应能上下震动。
5、其它：烘箱、搪磁盘、筛刷、木碾、研钵和带橡皮头的研杵等。
五、操作步骤
1 砂性土筛析法实验，应按下列步骤进行：
（1）按规定称取试样质量，应准确至O．1g，试样数量超过500g时，应准确至1g.
（2）将试样过2mm筛，称筛上和筛下的试样质量。当筛下的试样质量小于试样总质量的10％时，不作细筛分析；筛上的试样质量小于试样总质量的10％时，不作粗筛分析。
(3) 取筛上的试样倒入依次叠好的粗筛中，筛下的试样倒入依次叠好的细筛中，进行筛析。细筛宜置于振筛机上震筛，振筛时间宜为10～15min。再按由上而下的顺序将各筛取下，称各级筛上及底盘内试样的质量，应准确至0．1g。
(4) 筛后各级筛上和筛底上试样质量的总和与筛前试样总质量的差值，不得大于试样总质量的1％。
注：根据土的性质和工程要求可适当增减不同筛径的分析筛。
2 含有细粒土颗粒的砂土的筛析法实验，应按下列步骤进行：
(1) 按规定称取代表性试样，置于盛水容器中充分搅拌，使试样的粗细颗粒完全分离。
(2) 将容器中的试样悬液通过2mm筛，取筛上的试样烘至恒量，称烘干试样质量，应准确到0．1g，并按第4条(3)、(4)款的步骤进行粗筛分析，取筛下的试样悬液，用带橡皮头的研杆研磨，再过0．075mm 筛，并将筛上试样烘至恒量，称烘干试样质量，应准确至0．1g，然后按第4条(3)、(4)款的步骤进行细筛分析。
(3) 当粒径小于O．075mm的试样质量大于试样总质量的10％时，应按密度计法或移液管法测定小于0．075mm的颗粒组成。
六、实验记录
试验二 击实实验
一、试验目的
本试验的目的是用标准的击实方法，测定土的密度与含水率的关系，从而确定土的最大干密度与最优含水率。
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小于20mm 的土。 二、仪器设备
1、击实仪：由击实筒、击锤和护筒组成。
2、天平：称量200g ，分度值0.1g 。
3、台秤：称量10kg ，分度值5g 。
4、孔径为5mm 的标准筛。
5、试样推出器：宜用螺旋式千斤顶。
6、其他：烘箱、喷水设备、碾土设备、盛土器、修土刀和保湿设备等。 三、操作步骤
1、试样制备：分为干法制备和湿法制备。 干法制备：
（1）取一定数量的代表性风干土样（轻型约为20kg ），放在橡皮板上碾散。 （2）轻型击实试验过5mm 筛，将筛下土样拌匀，并测定土样的风干含水率。
（3）根据土的塑限预估最优含水率，按依次相差约2%的含水率制备一组（不少于5个）试样，其中应有2个含水率大于塑限，2个含水率小于塑限，1个含水率接近塑限。并按下式计算应加的水量： 式中：m w ——土样所需加水质量，g ；
m ——风干含水率时的土样质量，g ； w o ——风干含水率，%；
w ——土样所要求的含水率，%。
（4）将一定量的土样平铺于不吸水的盛土盘内（轻型击实取土约2.5kg ），按预定含水率用喷水设备往
)
(01.001.01o o
w w w w m
m -?+=
土样上均匀喷洒所需加水量，拌匀并装入塑料袋内或密封于盛土器内静置备用。静置的时间分别为：高液限粘土不得少于24小时，低液限粘土可酌情缩短，但不应少于12小时。 湿法制备：
取天然含水率的代表性土样（轻型为20kg ）碾散，过筛，将筛下土样拌匀，分别风干或加水到所要求的不同含水率。注意：制备试样时必须使土样中含水率分别均匀。 2、试样击实 （1）、将击实仪放在坚实的地面上，击实筒内壁和底板涂一薄层润滑油，连接好击实筒与底板，安装好护筒。检查仪器各部件及配套设备的性能是否正常，并做好记录。
（2）、从制备好的一份试样中称取一定量土样，分3层倒入击实筒内并将土面整平分层击实。每层25击。
注意：①轻型击实法，每层土料的质量为600——800g ，即其量应使击实后的试样高度略高于击实筒的1/3；②两层交接面处的土应刨毛；③击实完成后，超出击实筒顶的试样高度应小于6mm 。 （3）、用修土刀沿护筒内壁削挖后，扭动并取下护筒，测出超高（应取多个测值平均，准确至0.1g ）。沿击实筒顶细心修平试样，拆除底板。如试样底面超出筒外，亦应修平。擦净筒外壁，称量，准确至1g 。 （4）、用推土器从击实筒内推出试样，从试样中心取2个一定量土样（轻型为15——30g ），平行测定土的含水率，称量准确至0.01g ，含水率的平行差值不得大于1%。 （5）、按上述（1）——（4）的操作步骤对其其他含水率的土样进行击实，一般不得重复使用土样。 四、计算与制图 1、计算
（1）计算击实后的试样的含水率： 式中： w ——含水率，%；
m ——湿土质量，g ； m d ——干土质量，g 。
（2）计算击实后各试样的干密度：
式中：ρ——湿密度，g/cm 3
。 计算至0.01 g/cm 3。
（3）计算土的饱和含水率：
2、制图
以干密度为纵坐标，含水率为横坐标，绘制干密度与含水率的关系曲线，即为击实曲线。曲线峰值点的纵、横坐标分别代表土的最大干密度和最优含水率。如果曲线不能得出峰值点，应进行补点试验。
计算数个干密度下的饱和含水率。以干密度为纵坐标，含水率为横坐标，在击实曲线的图中绘制出饱和曲线，用以校正击实曲线。
%100)1(
?-=d
m m
w w
d 01.01+=
ρρ%100)1(
?-=S
d w sat G w ρρ
五、实验记录
试验三 固结（压缩）实验
一、基本原理
1．土的压缩性
土在外荷载的作用下，其孔隙间的水和空气逐渐被挤出，土的骨架颗粒之间相互挤紧，封闭气泡的体积也将缩小，从而引起土层的压缩变形，土在外力作用下体积缩小的这种特性，称为土的压缩性。
土的压缩性主要有两个特点：①土的压缩主要是由于土中孔隙体积的减少而引起的。对于饱和土而言，土是由固体颗粒和水组成的，在工程上一般的压力作用下（≤600kPa ），固体颗粒和水本身体积压缩量都非常微小，可不予考虑，但由于土中的水具有流动性，在外力作用下会沿着土中孔隙排出，从而引起土的体积减少而发生压缩；②由于孔隙水的排出而引起的压缩对于饱和粘性土来说是需要一定时间的，土的压缩随时间增长的过程称为土的固结。
2．土的压缩曲线及有关指标
固结试验（亦称压缩试验）是研究土的压缩性的最基本的方法。固结试验就是将天然状态下的原状土或人工制备的扰动土，制备成一定规格的土样，然后将土样置于固结仪容器内，逐级施加荷载，测定试样在侧限与轴向排水条件下压缩变形，变形和压力的关系，孔隙比和压力的关系，变形和时间的关系，以便计算土的压缩系数v a 、压缩模量s E 、体积压缩系数v m 、压缩指数c C 、回弹指数s C 、竖向固结系数v C 以及原状土的先期固结压力c P 等。
如图1-3所示，设土样的初始高度为H 0，初始孔隙比为e 0，在荷载荷载P 作用下，土样稳定后的总压缩量为△H ，假设土粒体积Vs=1，（不变），根据土的孔隙比的定义e=Vv/Vs ，
则受压前后土的孔隙体积Vv 分别为e 0和e ，因为受压前后土粒体积不变，且土样横截面积不变，所有受压前后试样中土粒所占的高度不变，因此，根据荷载作用下土样压缩稳定后的总压缩量△H ，即可得到相应的孔隙比e 的计算公式：
e H H e
H
e H +?-=+=+111000 (1-1) 于是有：
)1(00
0e H H
e e +?-
= (1-2) 式中，1)
1(0
00-+=
w s w G e ρρ，其中s G 为土粒比重，0w 为土样的初始含水量，0ρ为土样的初始密度，
w ρ为水的密度。
如此，根据式(1-2)各级荷载P 下对应的孔隙比e ，从而可绘制出土的e-P 曲线及e-lgP 曲线等。 （1）e-P 曲线及有关指标
通常将由固结试验得到的e-P 关系，采用普通直角坐标系绘制成如图所示的e-P 曲线。 ①压缩系数a
从图1-4可以看出，由于软土的压缩性大，当发生压力变化△P 时，则相应的孔隙比的变化△e 也大，因而曲线就比较陡；反之，像密实砂土的压缩性小，当发生相同压力△P 变化时，相应的孔隙比的变化△e 就小，因而曲线比较平缓，因此，土的压缩性的大小可用e-P 曲线斜率来反映。
如图1-5所示，设压力由P 1
增加到P 2，相应的孔隙比由e 1增加到e 2，当压力变化范围不大时，可将该压力范围的曲线用割线来代
替，并用割线的斜
率来表示土在这一段压力范围的压缩性，即：
1
22
1tan p p e e p e a --=
??-
==α (1-3) 式中，a 为土的压缩系数（Mpa -1
）,压缩系数越大，土的压缩性愈高。
图1-5 由压缩曲线确定压缩指标
图1-4 土的压缩曲线
从图1-5中还可以看出，压缩系数a 值与土所受的荷载大小有关。为了便于比较，一般采用压力间隔P 1=100kPa 至P 2=200kPa 时对应的压缩系数a 1-2l 来评价土的压缩性。
②压缩模量Es
由e-P 曲线，还可以得到另一个重要的压缩指标――压缩模量，用Es 来表示。其定义为土在完全侧
限的条件下，竖向应力增量△P （从P 1增至P 2）与相应的应变
增量Δε的比值由图1-6可以得到：
1
/H H p
p E s ??=
??=
ε (1-4) 式中，Es 为压缩模量（Mpa ）。
在无侧向变形，即横截面积保持不变的条件下，土样高度的变化△H 可用相应的孔隙比的变化21e e e -=?来表示：
2
1
2211111e H
H e H e H +?-=+=+
(1-5) 得到
12
112111H e e
H e e e H +?=+-=
? (1-6)
将式(1-6)代入式(1-5)得：
a
e e e p
H H p E s 1111)1/(/+=
+??=??=
(1-7) 同压缩系数a 一样，压缩模量Es 也不是常数，而是随着压力的变化而变化。显然，在压力小的时候，压缩系数a 大，压缩模量Es 小；在压力大的时候，压缩系数a 小，压缩模量Es 大。在工程上，一般用压力间隔P 1=100kPa 至P 2=200kPa 时对应的压缩模量Es 1-2；也可根据实际竖向应力的大小，在压缩曲线上取相应的值计算压缩模量。
2．土的回弹曲线和再压缩曲线
当土体加压到某一荷载值P 1(相应于图1-7a 中曲线上的b 点)后不再加压，逐级进行卸载直至零，并且测得各卸荷等级下土样回弹稳定后的高度，进而换算得到相应的孔隙比，即可绘制出卸荷阶段的关系曲线，如图中的bc 曲线所示，称为回弹曲线（或膨胀曲线）。从图中还可以看出，回弹曲线不与初始加载的曲线ab 重合，当卸载至零时，土样的孔隙比没有恢复到初始应力为零时的孔隙比e 0。这就显示了土残留了一部分压缩变形，称之为残余变形，但也恢复了一部分压缩变形，称之为弹性变形。
图
1-6 侧限条件下土样高度变化
图1-7 土的回弹—再压缩曲线
若对土样重新逐级加压，则可得到土样各级荷载作用下再压缩稳定后的孔隙比，相应地可绘制出再压缩曲线，如图1-7a 中的cdf 曲线所示。可以发现其中的df 段象是ab 段的延续，犹如期间没有经过卸荷和再压缩的过程一样。
3．e-lgP 曲线及有关指标
当采用半对数的直角坐标来绘制固结实验e-P 关系时，就得到了e-lgP 曲线（如图1-7b ），可以看到，在压力较大部分，e-lgP 关系接近直线，这是这种表示方法区别于e-lgP 曲线的独特的优点。它通常用来整理有特殊要求的实验，如先期固结压力的确定，同样，图1-7a 中的回弹再压缩曲线也可绘制成e-lgP 曲线（如图1-7b ）。
（1）压缩指数和回弹指数
将图1-5b 中e-lgP 曲线直线段的斜率用Cc 来表示，称为是指数，无量纲，如下式所示：
12122
211
lg lg lg c e e e e
C p p p p --=
=- (1-8)
压缩指数Cc 与压缩系数a 不同，a 值随压力变化而变化，而Cc 值在压力较大时为常数，不随压力变化而变化，Cc 值越大，土的压缩性则越高。
（2）先期固结压力
土层历史上所曾经承受过的最大固结压力称为先期固结压力，也就是土体在固结过程中所受的最大有效应力，用P C 来表示，先期固结压力是一个非常有用的量和概念，是了解土层应力历史的重要指标。
通过先期固结压力P C 与土层的自重应力（即自重作用下固结稳定的有效竖向应力）状态的比较，可将天然土层划分为正常固结土、超固结土和欠固结土三类固结状态，并用超固结比OCR=Pc/Po 去判别：
①如果土层的自重应力Po 等于先期固结压力Pc ，也就是说土自重应力就是该土层历史上受过的最大有效应力，这种土称为正常固结土，则OCR=1。
②如果土层的自重应力Po 小于先期固结压力Pc ，也就是说该土层历史上受过的最大的有效压力大于自重应力，这种土称为超固结土，如覆盖的土层由于被剥蚀等原因，使得原来长期存在于土层中的竖向有效应力减小了，则OCR>1。
③如果土层的先期固结压力Pc 小于土层的自重应力Po ，也就是说该土层在自重作用下的固结尚未完成，这种土称为欠固结土，如新近沉积粘性土、人工填土等，由于沉积的时间短，在自重作用下还没有完全固结，则OCR<1。
二、实验方法
1．标准固结试验：就是将天然状态下的原状土或人工制备的扰动土，制备成一定规格的土样，然后在侧限与轴向排水条件下测定土在不同荷载下的压缩变形，且试样在每级压力下的固结稳定时间均为24h 。
2．快速固结试验：规定试样在各级压力下的固结时间为1小时，仅在最后一级压力下除测记1小时的量表读数外，还应测读达压缩稳定时的量表读数。
3．应变控制连续加荷固结试验：是试样在侧限和轴向排水条件下，采用应变速率控制方法在试样上连续加荷，并测定试样的固结量和固结速率以及底部孔隙水压力。
这里只介绍标准固结试验。 三、仪器设备
1．杠杆加压式双联固结仪：包括固结容器（如图3所示）和加荷设备。
2．百分表：量距10mm ，精度0.01mm ； 3．天平：称量200g ，感量0.01g ；
4．其它：秒表、环刀、切土刀、钢丝锯、烘干箱、铝盒、滤纸、圆玻璃片、凡士林等。 四、操作步骤
1．根据工程需要，选择面积为30cm 2或50cm 2的环刀，切取原状土试样或制备给定密度与含水量的扰动土样。切土的方法同密度试验，注意切取原状土样时，切土的方向应和天然状态时垂直方向一致。
2．测定试样的密度并在余土中取代表性土样测定其含水量。对于需要饱和的试样，应按规范规定的方法将试样进行抽气饱和。
3．在固结容器内依次放置透水石、护环、薄滤纸，将带有试样的环刀（刀口向下），小心装入护环内，然后在环刀上放置导环，在试样上放薄滤纸、透水石和加压盖板以及定向钢珠。
4．将装有土样的固结容器置于加压框架下，对准加压框架的正中，调节杠杆的平衡，安装竖向变形量表，量表的位置应和定向钢珠上下对齐。
5．施加1kPa 的预压压力，使试样与仪器上下各部分之间接触良好，然后调整量表，使指针读数为零。
6．根据工程需要确定加压等级、测定项目以及试验方法。加压等级一般为12.5、25.0、50.0、100、200、400、800、1600、3200kPa 。第一级压力的大小视土的软硬程度，分别采用12.5kPa ，25kPa 或50kPa ；最后一级压力应大于土层的自重应力与附加应力之和，或大于上覆土层的计算压力100~200kPa ，但最大压力不应小于400kPa 。
7．当需要测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，最后一级压力应使测得的p e lg 曲线下段出现直线段。对于超固结土，应采用卸压再加压方法来评价其再压缩特性。
8．当需要做回弹试验时，回弹荷重可由超过自重应力或超过先期固结压力的下一级荷重依次卸压至25kPa ，然后再依次加荷，一直加到最后一级荷重为止。卸压后的回弹稳定与加压相同，即每次卸压后24h 测定试样的回弹量。但对于再加荷时间因考虑到固结已完成，稳定较快，因此可采用12h 或更短的时间。
9．如系饱和试样，则在施加第1级压力后，立即向固结仪容器的水槽中注水浸没试样。如系非饱和试样，则不必向水槽中注水，须用湿棉纱或湿海绵围住加压盖板四周，避免水分蒸发。
10．当需要预估建筑物对于时间与沉降的关系，需要测定竖向固结系数v C ，或对于层理构造明显的软土需测定水平向固结系数H C 时，应在某一级荷重下测定时间与试样高度的变化关系。读数时间为6s ，15s ，1min ，2.25min ，4min ，6.25min ，9min ，12.25min ，16min ，20.25min ，25min ，30.25min ，36min ，42.25min ，49min ，64min ，100min ，200min ，400min ，23h ，24h ，直至稳定为止。当测定H C 时，需具备水平向固结的径向多孔环，环的内壁与土样之间应贴有滤纸。
11．当不需要测定沉降速率时，则施加每级压力后24小时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，以试样每小时变形小于0.01mm 为稳定标准，测记稳定读数后，再施加第2级压力。依次逐级加压至试验结束。
12．实验结束后，应先排除固结容器内的水，迅速拆除仪器部件，取出带环刀的试样。（如系饱和试样，则用干滤纸吸去试样两端表面上的水），取出试样，测定试验后的密度和含水量。 五、成果整理
1．按下式计算试样的初始孔隙比0e
1)
01.01(0
00-+=
ρρw G e s w (1-9)
式中：0ρ—试样初始密度， g/cm 3； 0w —试样的初始含水量， %； 0e －试样初始孔隙比； s G －土粒比重；
w ρ－水的密度， g/cm 3。
2． 按下式计算各级压力下固结稳定后的孔隙比i e
00
(1)i
i h e e e h ?=-
+∑ (1-10)
式中： i e －某级压力下的孔隙比；
i
h ?∑—某级压力下试样高度变化，即总变形量减去仪器变形量，mm ；
h 0——试样初始高度，mm ；
0e －试样初始孔隙比；
3．绘制e ～p 的关系曲线 以孔隙比e 为纵坐标，以压力p 为
横坐标，将试验成果点在图上，连成一条光滑曲线，即压缩曲线，如图1-5所示。
4． 按下式计算某一级压力范围内的压缩系数v a 和压缩模量s E
1
11000i i v i i
e e a p p ++-=
?- （1-11）
v
i
s a e E +=
1 (1-12)
i
v s v e a E m +=
=11
(1-13) 式中：v a －某一压力范围内的压缩系数 (Mpa -1)
i p －某级压力（kpa ）
s E －某一压力范围内的压缩模量 (Mpa)
v m －体积压缩系数（Mpa -1）
六、实验记录
起始高度 h o = mm 起始孔隙比 e o =
试验四 直剪实验
一、实验目的
剪切试验的目的是土的抗剪强度指标，即土的内摩擦角Φ和粘聚力c 。 目前常用的测定抗剪强度的方法为直接剪切试验（快剪法）：
直接剪切试验：它是一种测定土抗剪强度的一种常用方法。通常采用4个试样，在直接剪切仪上分别在不同的垂直压力p （不给压力一定的时间作用于土样上）下，施加水平剪切力，试样在规定的剪切面上进行剪切。求得土样破坏时的剪应力τf ，然后绘制剪应力τf 和垂直压力p 的关系曲线即抗剪强度曲线，直接剪切仪又分为应变控制式和应力控制式。本次试验是采用应变控制式直剪仪进行快剪试验。 二、实验要求
1、由实验室提供制备土样，要求学生用快剪法在直接剪切仪中测定该土的抗剪强度指标Φ和c 的数值；
2、参观三轴仪。 三、实验仪器
应变控制式直剪仪快剪法 1、应变控制式直剪仪：（见图11）；
2、百分表：量程10mm ；精度0.01mm ；
3、秒表；
4、切试样的用具等。
应变控制式直剪仪如图11所示：它的主要特点是剪切力（水平力）是通过转动手轮，使轴向前移动而推动底座施加给下盒，剪力的数值是利用量力环测出（量力环是一个钢环，事先已知每单位变形时所受的压力，故在试验时用百分表测得量力环径向变形数值即可算出所受的应力值）。本仪器对粘性土和砂土均可适用。
四、试验步骤：
1、根据工程需要，从原状土或制备状态的扰动土中用环刀取4个试样。如系原状土样，切取试样方向应与土在天然地层中的上下方向一致。
1轮轴2底座3透水石4百分表5活塞
6上盒7土样8百分表9量力环10下盒
图11 应变控制式直剪仪
2、在下盒内顺次放入透水石和蜡纸（或塑料纸），然后用插销将上、下剪切盒固定好。
3、将带试样的环刀刃口向上，对准剪切盒口，将试样从环刀内推入剪切盒中，顺次放入蜡纸和透水石各一，然后放上活塞、钢球，装上垂直加压设备（暂不加砝码）。
4、在量力环上安装百分表，百分表的测杆应平行于量力环受力的直径方向，调整百分表使其指针在某一整数（即长针指零，并作为起始零读数）。
5、慢慢转动手轮，至量力环中百分表指针刚开始触动为止。
6、在试样上施加垂直荷载。按第一个试样上应加的垂直压力（100千帕）计算出应加荷载，扣除加压设备本身质量，即得应加砝码数。（试样面积及加压设备质量可查试验时的资料表）。
7、拔出固定插销。开动秒表，同时以每分钟0.8mm的剪切速度均匀地转动手轮，进行剪切。当量力环中百分表指针不再前进而出现后退或剪切变形量达试样直径的1、15～1/10时，认为试样已经剪损，记录百分表指针最大读数（代表峰值抗剪强度），用0.01mm作单位估读至0.001mm。（即以百分表上大度盘的“格”作单位，估读至0.1格）。
8、反转手轮，卸除垂直荷载和加压设备，取出已剪损的试样，刷净剪切盒，装入第二个试样。
9、第二、三、四个试样分别施加200、300、400KP垂直压力后按同步骤进行试验。
五、成果整理：
1、计算每个试样在一定垂直压力下的抗剪强度（τf）：
τf＝k·R
式中：R——该试件在剪损时的百分表最大读数（单位：0.01mm）；
K——量力环校正系数，单位：KPa/0.01mm（由实验室提供）；
τf——抗剪强度，KPa。
2、根据《建筑地基基础设计规范》规定，抗剪强度指标内摩擦角、粘聚力、相应的标准差、变异系数、统计修正系数的计算可按规范中规定的公式进行计算，具体公式可查规范。
3、为了同学们学习方便起见，本次试验可按下述方法绘抗剪强度曲线和确定抗剪强度指标（图12）。
以垂直压力p （KPa ）为横坐标，抗剪强度τf 为纵坐标，将4个实测点绘在图上，画一视测的平均直线，若各点不在一条近似的直线上，可按相邻的三点连成两个三角形，分别求出两个三角形的重心，然后将两重心连成一直线，即为抗剪强度曲线。
抗剪强度曲线在τf 轴上的截距即为粘聚力c ，精确至10千帕；其倾角为内摩擦角φ，精确至0.1度。 六、注意事项：
1、开始剪切之前，切记必须先拔去插销。否则，量力环被压断，仪器即损坏。
2、加砝码时，应将砝码上的缺口彼此错开，防止砝码一齐倒下压伤脚。
3、如时间允许，同学们可在4个试样中选定一个土样，在剪切过程中手轮每转一圈测计百分表读数一次，直至剪损（表格由实验室提供）。由手轮转数和百分表读数计算出手轮每转一圈时的剪切变形和剪应力。
图12 抗剪强度曲线图 13 λ～τ关系曲线 剪变形λ（mm ）=0.2-R 剪应力τ（KPa ）=C ·R 式中：n ――手轮转数；
0.2----手轮每转一圈推动轴前进距离为0.2mm ； C 、R ――意义同前。
以τ为纵坐标，λ为横坐标，绘制λ～τ关系曲线。图13表示其典型的变化规律。 4、每组作4个试样，每人交试验结果一份。 七、实验记录
八、实验建议
1、预习时建议到实验室参观仪器构造，注意加力杠杆的比例和加压设备本身质量，预先算好施加100千帕、200千帕、300千帕、400千帕的垂直压力应加的砝码数。
2、切取试样和推试样入盒时都要特别细心。
3、必须事先记住试验步骤，试验时分好工，各人严守岗位，互相配合，动作应迅速准确，不允许临时一边看指示一边慢慢进行操作。
《土力学原理》实验指导书
前言 土力学原理是研究土的物理、力学性质和土体及其相关结构受力变形以及常见基础设计的一门科学，是土木工程专业的一门重要技术基础课。 土是岩石风化而成的颗粒堆积物，广泛覆盖于地球表面，人类的生活和生产活动与之息息相关，而土木工程更是与之有着密不可分的联系：例如，桥梁及房屋建筑地基基础的稳定性和变形，山坡、土坝、路堤、路堑等各种自然或人工坡体的稳定性，各类挡土结构的受力和变形等都是土力学的研究内容，土力学广泛应用于建筑、交通、水利、港口工程等领域。 土力学原理课的主要内容包括土的物理性质、地基中的应力计算、土的压缩性及地基沉降计算、土的渗透性和渗流问题、土的抗剪强度、天然地基承载力、挡土结构上的土压力、土坡稳定分析等。 通过本课程的学习，学生应牢固掌握土力学的基本原理、计算分析方法和基本实验技能，初步具备分析和解决有关工程问题的能力。同时，为进一步学习基础工程、地基处理、路基工程、深基坑工程和地下工程等有关专业课打好基础。 土力学原理是实践性很强的一门课程，实验是本课程的重要实践环节。本课程实验学时有16学时，通过本书，可以有效指导学生从事各项实验操作，将有助于培养学生的动手操作能力。
实验考核方案 1、土力学原理实验项目在建筑工程实验室土工实验分室完成，是土木工程专业的专业基础课实验项目，为大三的学生开设。 2、学生进入实验室必须遵守《学生实验守则》等实验室的各项规章制度，自觉遵守实验纪律。 3、要爱护实验室的仪器设备，损坏仪器设备要赔偿。 4、学生进入实验室前必须进行课前预习，要熟悉本次实验的目的，实验方法，试验步骤等实验内容。 5、试验要积极主动，人人动手，积极参与并能熟练操作各种实验仪器，严格按试验规程进行试验。 6、实验报告格式为：简介试验目的、试验步骤、试验成果整理和试验成果分析。 7、必须认真地完成试验报告，试验报告字迹要清楚，必须按着要求自己编写，不得抄袭他人实验资料；不符合要求的实验报告打回应重做。 8、实验成绩评定等级为优、良、合格、不合格记载，成绩按20%计入本课程总评成绩。
土力学实验指导书淮海工学院土木工程学院
实验一含水率实验 一、实验目的 测定土的含水量，了解土的含水情况，是计算土的孔隙比、液性指数和其他物理力学性质不可缺少的一个基本指标。适用范围：粗粒土、细粒土、有机质土和冻土。 二、试验方法 烘干法、酒精燃烧法、炒干法。本试验用烘干法。 三、试验原理 土的含水量是土在温度105～110O C下烘干到恒重时失去的水分质量与达到恒重后干土质量的比值，以百分数表示。 四、试验设备 烘箱：保持温度105～110O C的自动控制的电热烘箱、电子分析天平、铝制秤量盒、削土刀等。 五、操作步骤 1、先秤量好带有编号的盒盖、盒身的两个铝盒，分别记录重量数值g0并填入表1中。 2、从原状或扰动土样中，选取具有代表性的试样约15～30g或用切环刀土样时余下的试样；对有机质土、砂类土和整体状构造冻土取样为50g左右，放在秤量盒内，立即盖好盒盖，称盒盖、盒身及湿土的重量，准确至0.01g，将数值g1填入表1中。 3、打开盒盖，放入烘箱中在温度105～110O C下烘至恒重，烘干时间对粘性土、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65～70O C的恒温下烘至恒重。取出土样，盖好盒盖，秤重并记录干土及铝盒的重量，将数值g2填入表1中。 六、计算含水率 W=(g1-g2)/(g2-g0)×100% 其中W—含水率g0——铝盒重量，单位为g。 g1——铝盒加湿土的重量，单位为g。g2——铝盒加干土的重量，单位为g。 七、注意事项： 本试验必须对两个试样进行平行测定，测定的差值：当含水率小于40%时为1%；当含水率等于、大于40%时为2%。取两个侧值的平均值，以百分数表示。
土力学与基础工程试验指导书 班级: 姓名: 山东科技大学土木建筑学院实验中心编
试验一、 密度试验 一、实验目的 掌握用环刀法测定土的密度,以便了解土的松密程度和干湿状态。 二、基本原理 当原状土切入环刀时，土的体积就等于环刀的容积，将切满土的环刀称重，将此重 减去环刀重即为土重，土重除以环刀容积即可求得土的密度。 三、仪器设备 环刀：内径6.18cm，高2cm；天平：量程200克，感量0.1克。 其他：切土刀，方玻璃片，凡士林。 四、试验步骤 1、按工程需要取原状土或制备所需状态的扰动土样轻轻放稳后，将土样表面大致削平。 2、将准备好的环刀在其内壁上涂一薄层凡士林，刃口向下放在土样上表面中央。 3、然后垂直下压，边压边削，直至土样伸出环刀为止，此时用切土刀将伸出环刀的土细心削平，立即拿一方玻璃片盖上以免水分蒸发；然后再削平另一面。 4、将切满土样的环刀的四周擦净，称重精确至0。1克。 五、成果整理及计算 土的密度可按下式计算： 式中；γ── 土的密度，g／cm3； w──试样加环刀重，g； 1 w──环刀重，g； 2 v──环刀容积，cm3； 计算至0。01克／厘米 3 六、试验纪录表格： 密度试验（环刀法） 环刀编号 环刀重+土重（g） 环刀重（g） 土重（g） 环刀容积（cm3） 密度（g／cm3） 试验二、 含水量试验 一、试验目的：
掌握烘干法测定土的含水量，了解土的含水情况。 二、基本原理： 利用土烘干前后的重量差可得土中失去的水重，水重、干土重的比即为土的含水量。 三、仪器设备： 烘箱、天平、干燥器、铝盒等。 四、试验步骤： 1、用切土刀选取代表性土样15～30g放在小铝合内（约装满半铝盒， 砂土应多些）， 注意擦去盒口外周围的浮土，立即盖好并称重得w 1 ，精确至0.01g； 2、打开铝盒盖，放入烘箱（可交指导老师放），在100～1050c的温度下烘至恒重（砂土烘干时间不少于2小时；粉土试样少于30 g者烘干时间不少于3小时；粉质粘土和粘土试样少于30g者则不少于10小时）。 3、将烘干土样铝盒取出放入干燥器内（由实验室负责），冷却后取出立即盖好并称 重得w 2 ,精确至0.01g 五、成果整理及计算： 按下式计算土的含水量： ω＝w w w w 12 20 ? ? ×10000 式中：ω──土的含水量，以百分数计； 1 w──烘干前试样重加铝盒重，g； 2 w──烘干后试样重加铝盒重，g； w──铝盒重，g，计算至0.100。 六、试验纪录表格： 含水量试验（烘干法）
3.2.2 尾矿的渗透特性 影响上游法筑坝尾矿库安全稳定性的诸多因素中，尾矿库的渗流状态是最重要的因素之一。只有深入分析尾矿库的渗流状态，才能确定合理的筑坝工程指标，选择合适的排渗方案，从而保证尾矿库的安全[65,73,74]。 目前，国内外对尾矿库进行渗流分析时很少考虑尾矿的渗透系数随填埋位置和时间的变化。近代土力学的研究表明，土的渗透特性与土中孔隙的多少和孔隙的分布情况密切相关。随着尾矿的排放，下部堆积尾矿的上覆土压力逐渐增加。在上覆土压力的作用下，尾矿将逐渐排水固结，随着固结的进行，尾矿孔隙比逐渐减小，而孔隙比的减小必然引起渗透系数的变化。堆积尾矿的渗透系数与上部固结压力和孔隙比之间存在何种关系是一个值得探讨的问题[75-76]。本文通过室内试验的方法，研究不同固结压力和孔隙比条件下各类尾矿的渗透系数变化情况，从而为尾矿库渗流稳定性分析提供科学依据。 （1）固结—渗透联合测定装置说明 ①固结—渗透联合测定装置构造说明 现有技术中进行土样渗透试验主要仪器为《土工试验方法标准》[68]（GB/T50123-1999）中所述的“常水头渗透试验”中的常水头渗透仪和“变水头渗透试验”中的变水头渗透仪。上述仪器仅能进行单纯的渗透试验，但无法定量并均匀施加固结压力，因此很难精确得到孔隙比，导致试验数据不准确。 针对目前常见渗透试验装置存在的不足，为了减少同一试验中相同土样的制备数量和消除同一试验相同土样在制备过程中产生的误差，作者在70型渗透仪的基础上进行了合理改进，自行研制了固结—渗透联合测定装置，该装置不仅实现了定量、均匀施加固结压力，精确测定单一固结压力下的渗透系数的基本目的，而且实现了针对一个土样可以连续精确测定不同固结压力条件下土样的渗透系数，得到固结压力—孔隙比—渗透系数的定量变化规律，弥补了普通渗透装置由于无法定量、均匀施加固结压力，导致无法精确测定固结压力条件下土样的渗透系数，同时也不能连续测定不同固结压力下土样渗透系数的不足，提高了固结压力下渗透系数的测量精度而且大大减少了测定不同固结压力条件下土样渗透性的试验次数，该参数精度的提高使相关问题的研究更贴近实际。 固结—渗透联合测定装置的详细构造如图3.6所示：
土力学实验指导书 目录 土力学实验的目的 (1) 一、颗粒分析试验 (1) [附1-1]筛析法 (1) [附1-2]密度计法（比重计法） (2) 二、密度试验（环刀法） (5) 三、含水率试验（烘干法） (5) 四、比重试验（比重瓶法） (6) 五、界限含水率试验 (8) 液限、塑限联合测定 (8) 六、击实试验 (10) 七、渗透试验 (11) [附7-1]常水头试验（70型渗透仪） (11) [附7-2]变水头试验（南55型渗透仪） (12) 八、固结试验（快速法） (13) 九、直接剪切试验 (15) 十、相对密度试验 (16) 十一、无侧限抗压强度试验 (18) 十二、无粘性土休止角试验 (19) 十三、三轴压缩试验 (20)
土力学实验指导书 《土力学实验》的目的 土力学试验是在学习了土力学理论的基础上进行的，是配合土力学课程的学习而开设的一门实践性较强的技能训练课。根据教学计划的需要，安排试验内容，以突出实践教学，突出技能训练。 试验课的目的：一、是加强理论联系实际，巩固和提高所学的土力学的理论知识；二、是增强实践操作的技能；三、是结合工程实际，让学生掌握土工试验的全过程和运用实验成果于实际工程的能力。 《土力学实验》的内容及要求 土力学实验指导书是依据中华人民共和国水利部发布《土工试验规程》（SL237－1999）规范编写的。根据教学大纲要求，安排下列实验项目。也可根据实验学时选做。 一、颗粒分析试验 [附1－1] 筛分法 （一）试验目的 测定干土各粒组占该土总质量的百分数，以便了解土粒的组成情况。供砂类土的分类、判断土的工程性质及建材选料之用。 （二）试验原理 土的颗粒组成在一定程度上反映了土的性质，工程上常依据颗粒组成对土进行分类，粗粒土主要是依据颗粒组成进行分类的，细粒土由于矿物成分、颗粒形状及胶体含量等因素，则不能单以颗粒组成进行分类，而要借助于塑性图或塑性指数进行分类。颗粒分析试验可分为筛析法和密度计法，对于粒径大于0.075mm的土粒可用筛析法测定，而对于粒径小于0.075mm的土粒则用密度计法来测定。筛析法是将土样通过各种不同孔径的筛子，并按筛子孔径的大小将颗粒加以分组，然后再称量并计算出各个粒组占总量的百分数。 （三）仪器设备 1．标准筛：孔径10、5、2、1.0、0.5、0.25、0.075mm； 2．天平：称量1000g，分度值0.1g； 3．台称：称量5kg，分度值1g； 4．其它：毛刷、木碾等。 （四）操作步骤 1．备土：从大于粒径0.075mm的风干松散的无粘性土中，用四分对角法取出代表性 的试样。 2．取土：取干砂500g称量准确至0.2g。 3．摇筛：将称好的试样倒入依次叠好的筛，然后按照顺时针或逆时针进行筛析。振摇时间一般为10～15分钟。 4．称量：逐级称取留在各筛上的质量。 （五）试验注意事项 1．将土样倒入依次叠好的筛子中进行筛析。 2．筛析法采用振筛机，在筛析过程中应能上下振动，水平转动。 3．称重后干砂总重精确至 2g。 （六）计算及制图 1．按下列计算小于某颗粒直径的土质量百分数：
实验一：密度试验（环刀法） 一、概述 土的密度ρ是指土的单位体积质量，是土的基本物理性质指标之一，其单位为g/cm3。土的密度反映了土体结构的松紧程度，是计算土的自重应力、干密度、孔隙比、孔隙度等指标的重要依据，也是挡土墙土压力计算、土坡稳定性验算、地基承载力和沉降量估算以及路基路面施工填土压实度控制的重要指标之一。土的密度一般是指土的天然密度。 二、试验方法及原理 密度试验方法有环刀法、蜡封法、灌水法和灌砂法等。对于细粒土，宜采用环刀法；对于易碎、难以切削的土，可用蜡封法，对于现场粗粒土，可用灌水法或灌砂法。环刀法就是采用一定体积环刀切取土样并称土质量的方法，环刀内土的质量与环刀体积之比即为土的密度。 1．仪器设备 (1)恒质量环刀：内径6. 18cm(面积30cm2）或内径7. 98cm(面积50cm2），高20mm，壁厚1.5mm； (2)称量500g、最小分度值0. 1g的天平； (3)切土刀、钢丝锯、毛玻璃和圆玻璃片等。 2. 操作步骤 (1) 按工程需要取原状土或人工制备所需要求的扰动土样，其直径和高度应大于环刀的尺寸，整平两端放在玻璃板上。 (2) 在环刀内壁涂一薄层凡士林，将环刀的刀刃向下放在土样上面，然后用手将环刀垂直下压，边压边削，至土样上端伸出环刀为止，根据试样的软硬程度，采用钢丝锯或修土刀将两端余土削去修平，并及时在两端盖上圆玻璃片，以免水分蒸发。
(3)擦净环刀外壁，拿去圆玻璃片，然后称取环刀加土质量，准确至0. 1g。 环刀法试验应进行两次平行测定，两次测定的密度差值不得大于0.03 g/cm3.，并取其两次测值的算术平均值。 实验二：含水率试验（烘干法） 一、概述 土的含水率是指土在温度105-110℃下烘到衡量时所失去的水质量与达到恒量后干土质量的比值，以百分数表示。 二、试验方法及原理 含水率试验方法有烘干法、酒精燃烧法、比重法、碳化钙气压法、炒干法等，其中以烘干法为室内试验的标准方法。烘干法是将试样放在温度能保持105~110℃的烘箱中烘至恒量的方法，是室内测定含水率的标准方法。 1．仪器设备 (1)保持温度为105110℃的自动控制电热恒温烘箱或沸水烘箱、红外烘箱、微波炉等其他能源烘箱； (2)称量200g、最小分度值0. 0lg的天平； (3)装有干燥剂的玻璃干燥缸； (4)恒质量的铝制称量盒。 2．操作步骤 (1)从土样中选取具有代表性的试样15~30g（有机质土、砂类土和整体状构造冻土为50g)，放人称量盒内，立即盖上盒盖，称盒加湿土质量，准确至0. 0lg。 (2)打开盒盖，将试样和盒一起放人烘箱内，在温度105^-110℃下烘至恒量。试样烘至恒量的时间，对于粘土和粉土宜烘8~10h，对于砂土宜烘6~8h。对于有机质超过干土质量5％的土，应将温度控制在65~70℃的恒温下进行烘干。 (3)将烘干后的试样和盒从烘箱中取出，盖上盒盖，放人干燥器内冷却至室温。 (4)将试样和盒从干燥器内取出，称盒加干土质量，准确至0. 0lg。 烘干法试验应对两个试样进行平行铡定，并取两个含水率测值的算术平均值。当含水率小于40％时，允许的平行测定差值为1％；当含水率等于、大于40%时，允许的平行测定差值为2％。 实验三：土的压缩、固结试验 一、概述 标准固结试验就是将天然状态下的原状土或人工制备的扰动土，制备成一定规格的土样，然后在侧限与轴向排水条件下测定土在不同荷载下的压缩变形，且试样在每级压力下的固结稳定时间为24h。 二、试验方法与原理 1. 仪器设备 (1) 固结容器。由环刀、护环、透水板、加压上盖等组成，土样面积30cm2或50cm2，高度2cm。 (2）加荷设备。可采用量程为5～l0kN的杠杆式、磅秤式或气压式等加荷设备。 (3) 变形量测设备。可采用最大量程l0mm, 最小分度值0.0lmm的百分表，也可采用一准确度为全量程0. 2％的位移传感器及数字显示仪表或计算机。
《土力学》实验指导书 周玲编 思源学院城市建设分院
目录 教学实验注意事项.............................错误!未定义书签。实验一土的密度试验 ........................错误!未定义书签。实验二土的含水量试验 .....................错误!未定义书签。实验三土的颗粒分析试验 .. (7) 实验四土的液限、塑限试验10 实验五土的压缩固结试验 (13) 实验六土的直接剪切试验 (16) 实验七土的击实试验19 参考资料： 1、《土工试验方法标准》 GB/T 50123-1999 2、《公路土工试验规程》 JTG E40-2007 3、《中华人民共和国行业标准土工试验规程》SL 237-1999
教学实验注意事项 为确保实验顺利进行，达到预定的实验目的，必须做到下列几点： 一、作好实验前的准备工作： 1．预习实验指导书，明确本次实验的目的、方法和步骤。 2．弄清与本次实验有关的基本原理。 3．对实验中所用到的仪器、设备实验前应事先阅读有关仪器的使用说明。 4．必须清楚地知道本次试验需记录的数据项目及数据处理的方法，并事前作好记录表格。 二、遵守实验室的规章制度： 1．实验时应严肃认真，保持安静。 2．爱护设备及仪器，并严格遵守操作规程，如发生故障应及时报告。 3．非本实验所用的设备及仪器不得任意动用。 4．实验完毕后，应将设备和仪器擦试干净，并恢复到原来正常状态。 三、认真做好实验： 1．注意听好教师对本次实验的讲解。 2．清点实验所需设备，仪器及有关器材，如发现遗缺，应及时向教师提出。 3．实验时，应有严格的科学作风，认真细致地按照实验指导书中所要求的实验方法与步骤进行。 4．对于带电或贵重的设备及仪器，在接线或布置后应请教师检查，检查合格后，才能开始实验。 5．在实验过程中，应密切观察实验现象，随时进行分析，若发现异常现象，应及时报告。 6．记录下全部测量数据，以及所用仪器的型号及精度、试件的尺寸、量具的量程等。 7．学生在完成试验全部规定项目后，经教师同意可进行一些与本实验有关的其它实验。 8．实验记录需要教师审阅签字，若不符合要求应重做。 四、写好实验报告 实验报告是实验的总结，通过写实验报告，可以提高学生的分析能力，因此实验报告必须由每个学生独立完成，要求清楚整洁，并要有分析及自己的观点。实验报告应具有以列基本内容： 1．实验名称、实验日期、实验者及同组人员。 2．实验目的、实验原理、方法及步骤筒述。 3．实验所用的设备和仪器的名称、型号。 4．实验数据处理、对实验结果的分析讨论。
园林学院 土力学实验报告 学生姓名 学号2009041001 专业班级土木工程091 指导教师李西斌 组别第三组 成绩
实验目录 前言 (1) 实验一含水量试验 (2) 实验二密度实验 (5) 实验三液限和塑限试验 (7) 实验四固结试验 (13) 实验五直接剪切试验 (18)
前言 土是矿物颗粒所组成的松散颗粒集合体，其物理力学性质与其他材料不同；土力学是利用力学的基本原理和土工试验技术来研究土的强度和变形及其规律性的一门应用学科。 土的天然含水率、击实性、压缩性、抗剪强度是水利工程中的四大问题，他们的好坏与否直接关系到水利工程的经济效益与安全问题，因此在工程中作好土料的指标实验，确定出相应标对水利工程具有十分重要的意义。
实验一 含水量试验 一、概述 土的含水率 是指土在温度105~110℃下烘干至恒量时所失去的水质量与达 到恒量后干土质量的比值，以百分数表示。 含水率是土的基本物理性质指标之一，它反映了土的干、湿状态。含水率的变化将使土物理力学性质发生一系列变化，它可使土变成半固态、可塑状态或流动状态，可使土变成稍湿状态、很湿状态或饱和状态，也可造成土在压缩性和稳定性上的差异。含水率还是计算土的干密度、孔隙比、饱和度、液性指数等不可缺少的依据，也是建筑物地基、路堤、土坝等施工质量控制的重要指标。 二、实验原理 土样在在105℃～110℃温度下加热，土中自由水会变成气体挥发，土恒重后， 即可认为是干土质量s m ，挥发掉的水分质量为w s m m m =-。 三、实验目的 测定土的含水量，供计算土的孔隙比、液性指数、饱和度等不可缺少的一个基本指标。并查表可确定地基土的允许承载力 四、实验方法 含水率实验方法有烘干法、酒精燃烧法、比重法、碳化钙气压法、炒干法等，其中以烘干法为室内实验的标准方法。在此仅用烘干法来测定。 烘 烘干法是将实样放在温度能保持105~110℃的烘箱中烘至恒量的方法，是室内测定含水率的标准方法。 （一）仪器设备 （1）保持温度为105~110℃的自动控制电热恒温烘箱； （2）称量200g 、最小分度值0.01g 的天平； （3）玻璃干燥缸；
实验一土工参数测试综合试验 (一)、土样制备 1.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。 2.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。 3.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5mm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： m s=m／(1＋0.01w h) 式中：m s ——干土质量（g）； m ——风干土质量（g）； w h ——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： m w= 0.01(w－w h)．m s 式中：m w ——土样所需加水质量（g）； m s ——干土质量（g）； w ——制备试样所要求的含水量（％）； w h ——风干含水量（％）。 （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=(1＋0.01w h) ．ρd．V 式中：m——制备试样所需的风干含水量时的总土质量；
土力学试验教学指导书 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
《土力学》 学生实验指导书 学院： 专业： 班级： 姓名： 学号： 土木工程防灾减灾实验教学示范中心
试验一界限含水率试验 1.实验目的和要求 界限含水率试验的目的是测定土的液限、塑限，对黏性土进行工程分类，判断土的状态，供设计施工使用。本实验要求学生掌握液塑限联合测定仪的使用方法，并使用该仪器进行圆锥下沉深度的测试。能应用双对数坐标系采用作图的方法处理实验数据。 2.实验原理 对于同一种黏性土，土粒与土中水相互作用很显著，含水率的变化会产生力学性质的变化。黏性土随着土中含水率的不同，处于不同的状态。1911年瑞典科学家阿太堡（Atterberg）将土从液态过渡到固态的过程分为流动状态、可塑状态、半固态、固态，并规定了各个界限含水率，称为阿太堡限度，分别为液限、塑限和缩限。 w表示；土由可塑状土由可塑状态转为流动状态的界限含水率称为液限，用符号 L w表示；土由半固态不断蒸发水分，则态转为半固态的界限含水率称为塑限，用符号 p 体积逐渐缩小，直到体积不再收缩时，对应的界限含水率称为缩限，即土由半固态转 w表示，低于缩限的土样含水率的减少不会引起土体积为固态的界限含水率，用符号 s 的缩小。 所谓可塑状态，是指黏性土在某个含水率范围内，可用外力塑成任何形状而不产生裂纹，并且当外力移去后，仍能保持既得的形状，土的这种性能称为可塑性。液限和塑限为可塑状态的上限、下限含水率。 土的界限含水率决定于土的散布程度、颗粒形状、矿物成分以及填充于土的孔隙中的盐类成分和浓度，与土的生成条件有密切关系。 界限含水率均用百分数表示，习惯上不带%符号。 3.仪器设备 1）电子天平：称量1000g，感量0.01g； 2）烘箱：电热烘箱或温度能保持105℃～110℃的其他能源的烘箱 3）液、塑限联合测定仪：光电式 4）试杯：内径为40mm，高度30mm
土力学实训总结转眼间，一周的实训马上就要结束了。这才觉悟到时间如白驹过隙，过得飞快。现在想起刚学这门课的时候对什么都觉得不知道老师讲了也不是很懂。就连出去跟老师在外面的铁路线路上实习。自己也是看热闹。对于许多东西都事是而非。即便老师讲了对于初次接触的我也只是觉得好奇。根本忘了自己学习的目的。 在实训的过程中我根据任务指导书上的要求，通过查课本把自己以前没有搞懂的问题认真的全都弄明白了。在每一个细节上都很认真地完成了。尤其是缩短轨配置的计算，把自己以前老搞混淆的计算步骤现在也搞清楚了。对于自己不懂的地方我也虚心的请教同学、和老师。经过同学和老师的耐心讲解自己以前不会的也彻底懂了，自己由以前对这门课的讨厌也变得喜欢。 实习过程中我对土力学的：土的密度试验，土的界限含水率试验，土的剪切试验，土的固结试验以及土的击实试验，都有了了解。现将了解到的知识总结如下： 实验一土的含水率试验 （一）、试验目的 105—1100C下烘于恒量时所失去的水的质量和干土质量的百分比值。土在天然状态下的含水率称为土的天然含水率。所以，试验的目土的含水率指土在的：测定土的含水率。 （二）、烘干法试验 1.操作步骤 （1）取代表性试样，粘性土为15—30g,砂性土、有机质土为50g,放入质量为m ，精确至0.01g. 的称量盒内，立即盖上盒盖，称湿土加盒总质量m 1 （2）打开盒盖，将试样和盒放入烘箱，在温度105——1100C的恒温下烘干。烘干时间与土的类别及取土数量有关。粘性土不得少于8小时；砂类土不得少于6小时；对含有机质超过10%的土，应将温度控制在65——700C的恒温下烘至恒量。
（3）将烘干后的试样和盒取出，盖好盒盖放入干燥器内冷却至室温，称干土加盒质量m 为，精确至0.01g 2 实验二土的密度试验 （一）、试验目的 测定土在天然状态下单位体积的质量。 （二）、试验方法与适用范围 1、操作步骤 。 （1）测出环刀的容积V，在天平上称环刀质量m 1 （2）取直径和高度略大于环刀的原状土样或制备土样。 （3）环刀取土：在环刀内壁涂一薄层凡士林，将环刀刃口向下放在土样上，随即将环刀垂直下压，边压边削，直至土样上端伸出环刀为止。将环刀两端余土削去修平（严禁在土面上反复涂抹），然后擦净环刀外壁。 （4）将取好土样的环刀放在天平上称量，记下环刀与湿土的总质量m 2 2、计算土的密度：按下式计算 3、要求：①密度试验应进行2次平行测定，两次测定的差值不得大于 0.03g/cm3，取两次试验结果的算术平均值；②密度计算准确至0.01 g/cm3. 实验三土的界限含水率试验 （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。 实验四土的击实试验 （一）、试验目的 本试验的目的是用标准的击实方法，测定土的密度与含水率的关系，从而确定土的最大干密度与最优含水率。 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小于20mm 的土。 （二）、计算与制图 以干密度为纵坐标，含水率为横坐标，绘制干密度与含水率的关系曲线，即为击实曲线。曲线峰值点的纵、横坐标分别代表土的最大干密度和最优含水率。如果曲线不能得出峰值点，应进行补点试验。 计算数个干密度下的饱和含水率。以干密度为纵坐标，含水率为横坐标，在击实曲线的图中绘制出饱和曲线，用以校正击实曲线。 实验五土的固结试验 （一）、试验目的 本试验的目的是测定试样在侧限与轴向排水条件下的变形和压力，或孔隙比和压力的关系，变形和时间的关系，以便计算土的压缩系数、压缩指数、压缩模量、固结系数及原状土的先期固结压力等。 （二）、试验方法
南华大学 城市建设学院土力学实验报告 2012/05/21
实验一：土的重度、含水率试验 实验名称：土的重度、含水量实验实验成绩： 实验同组人：罗**、白**、方**、王**、张**、符** 实验教师签名： 实验地点：城建西301 实验日期：2012年 03 月 28 日 实验目的： 1.熟悉土工实验中环刀、天平、烘箱等基本设备的操作方法； 2.通过本试验掌握土体的天然含水率试验方法，了解含水率指标在工程中的应用，并配合其它试验计算土的干密度、孔隙比及饱和度等其它指标； 3.通过本试验掌握土体的天然密度试验方法，了解天然密度指标在工程中的应用，并配合其它试验计算土的干密度、孔隙比及饱和度等其它指标。并初步了解土体密度大小与土的松紧程度、压缩性、抗剪强度的关系。 实验原理： 土体中的自由水和弱结合水在105℃～110℃的温度下全部变成水蒸气挥发，土体粒质量不再发生变化，此时的土重为土颗粒质量加上强结合水质量，将挥发掉的水份质量与干土质量之比为土体含水率。即土体含水率是指土颗粒在105℃～110℃的温度下烘干（或酒精烧干）至恒重时所失去的水份质量与烘干土质量的比值，用百分数表示。 单位体积土体质量称做土的密度，定义式为： p 0=m /V 式中：ρ －土样湿密度（g/cm3）； m －土样质量（g）； V－土样体积（cm3）。 实验室内直接测量的密度为湿密度(对原状土称作天然密度)。 ω0=m w/m s 式中：ω —土样含水率(％)； m w —土体所失去水分的质量(g)； m s —烘干后土颗粒质量(g)。 实验仪器设备（实验条件）： 1.恒温烘箱：恒温范围在105℃～110℃，温度控制精度高于±2℃； 2.天平：称量200g，最小分度值0.01g； 3.其它工具：铝盒(称量盒)、开土刀、干燥器、温度计等。 （a）环刀：内径61.8mm和79.8mm，高20mm； （b）天平：称量500g，最小分度值0.1g的天平； （c）其它工具：切土刀，玻璃板、钢丝锯，凡士林等 实验过程（内容、步骤、原始数据等）： (1)实验内容：
土力学实验指导书 编写：崔树琴铜陵学院 罗传华安徽地矿局三二一地质队 铜陵学院 2010年10月
实验一 密度试验和含水量试验 一、密度试验 （一）、概述 土的密度ρ是指土的单位体积质量，是土的基本物理性质指标之一，其单位为g/cm 3。土的密度反映了土体结构的松紧程度，是计算土的自重应力、干密度、孔隙比、孔隙度等指标的重要依据，也是挡土墙压力计算、土坡稳定性验算、地基承载力和沉降量估算以及路基路面施工填土压实度控制的重要指标之一。 （二）、试验方法及原理 密度试验方法有环刀法、蜡封法、灌水法和灌砂法等。对于细粒土，宜采用环刀法；对于易碎裂、难以切削的土，可用蜡封法；对于现场粗粒土，可用灌水法或灌砂法。 环刀法就是采用一定体积环刀切取土样并称土质量的方法，环刀内土的质量与环刀体积之比即为土的密度。 环刀法操作简便且准确，在室内和野外均普遍采用，但环刀法只适用于测定不含砾石颗粒的细粒土的密度。 1、仪器设备 （1）恒质量环刀，内径6.18cm(面积30cm 2)或内径7.98cm （面积50cm 2），高20mm ，壁厚1.5mm ； （2）称量500g 、最小分度值0.1g 的天平； （3）切土刀、钢丝锯、毛玻璃和圆玻璃片等。 2、操作步骤 （1）按工程需要取原状土或人工制备所需要求的扰动土样，其直径和高度应大于环刀的尺寸，整平两端放在玻璃板上。 （2）在环刀内壁涂一薄层凡士林，将环刀的刀刃向下放在土样上面，然后用手将环刀垂直下压，边压边削，至土样上端伸出环刀为止，根据试样的软硬程度，采用钢丝锯或修土刀将两端余土削去修平，并及时在两端盖上圆玻璃片，以免水分蒸发。 （3）擦净环刀外壁，拿去圆玻璃片，然后称取环刀加土质量，准确至0.1g 。 3、成果整理 按式下式分别计算湿密度和干密度： V m m V m 1 2-== ρ 式中 ρ—湿密度（g/cm 3），精确至0.01g/cm 3； m —湿土质量（g ）； 2m —环刀加湿土质量（g ）； 1m —环刀质量（g ）； V —环刀容积（cm 3）。 环刀法试验应进行两次平行测定，两次测定的密度差值不得大于0.03 g/cm 3 并取其两次测值的算术平 均值。 4、试验记录 密度试验记录见试验报告中的土的侧限压缩试验（固结试验）中的表格。 二、含水量试验 (一）、概述 土的含水量w 是指土在温度105~110℃下烘干至恒量时所失去的水质量与达到恒量后干土质量的比值，以百分数表示。 含水量是土的基本物理性质指标之一，它反映了土的干、湿状态。含水率的变化将使土物理力学性质发生一系列变化，它可使土变成半固态、可塑状态或流动状态，可使土变成稍湿状态、很湿状态或饱和状态，也可造成土在压缩性和稳定性上的差异。含水率还是计算土的干密度、孔隙比、饱和度、液性指数等
土力学技能训练任务书 地质工程专业 兰州大学土木工程与力学院 2006年8月 土力学是一门实践性很强的专业基础课，它是利用力学知识和土工试验技术来研究土的强度和变形及其规律的一门科学。在土力学理论教学同时，配套28学时的土力学技能训练。考虑到土工试验对象土体的特殊性，土工试验并不是按照严格的课时经行，而是集中几天时间完成。 一、技能训练目的 土力学技能训练是课堂教学的继续和发展，使学生把所学知识与实际密切的结合起来。系统的练习土力学基本常规试验过程，了解各项试验之间的内在联系，训练学生的动手能力，掌握实验基本技能，培养独立思考、分析问题和解决现场施工问题的能力。从而，为将来从事地质工程建设打下良好的基础。 二、技能训练项目 1、土的密度实验 2、土的含水率实验 3、土粒比重实验 4、土的颗分实验 5、土的塑限实验 6、土的液限实验 7、土的击实实验 8、土的渗透实验 9、土的压缩实验 10、土的剪切实验 三、技能训练要求 （一）技能的要求 1、掌握土的密度、含水率、土粒比重标准实验方法操作技能； 2、掌握粗粒土的筛分法和细粒土密度计法实验方法操作技能； 3、掌握细粒土的液、塑限实验方法操作技能； 4、掌握土的渗透试验的常水头和变水头法操作技能； 5、掌握土的击实实验操作技能； 6、掌握土的固结实验操作技能； 7、掌握土的剪切实验操作技能。
（二）训练成果： 1、对试验数据要进行认真地分析整理； 2、试验数据要准确，试验成果可靠，绘图要正确，各项都要符合规范要求； 3、技能训练报告字迹要清楚，不得涂改，必须按着要求自己编写，不得抄袭他人成果。 （三）训练的态度： 要以严肃的科学态度，对每项试验负责，认真地按着试验规程进行操作。如有不符合规范要求的试验成果，应重新进行试验，不许涂改原始数据凑合了事。 （四）训练纪律： 1、要爱护实验室的仪器设备，如仪器设备的损坏，根据损坏的程度和具体情况加以不同的赔偿； 2、严格遵守作息时间； 3、试验后要清洗试验仪器，清扫试验环境。 四、技能训练成绩评定 根据学生在技能训练期间试验的态度与纪律、试验操作与动手能力、试验数据成果的分析整理与报告、试验的考试成绩等综合评定。训练成绩的等级，按着学校的统一规定进行。 五、技能训练的日程安排 为了达到技能训练的目的，在有限的时间内，顺利完成各试验项目，考虑各项试验和各组试验的交叉，技能练训的具体时间安排如下。根据实际情况，也可作适当调整。 前一天试验室工作人员准备好全部试验用样。
土力学实验报告参考书 （3-5人1份、其实验步骤学生可自行适当简化） 含水率试验 一、实验目的 测定土的含水率，是指土在温度100～105℃下烘到恒量时所失去的水质量与达到恒量后干土质量的比值，以百分数表示，为验证型试验。 二、实验条件 烘箱；电子天平；称量盒；干燥器等。 三、实验内容 用烘干法测定，取土样20—30克，在100°—105°温度下，烘6—8小时，称干土质量，计算出含水量。 四、实验步骤 （1）取代表性土样 15～30 g ，放入称量盒内，立即盖好盒盖，放天平上称量，准确至0. 1g 。 （2）揭开盒盖，套在盒底，放入烘箱，在温度105～110℃下烘至质量恒定。 （3）将烘干后的土样，盖好盒盖收入干燥器内冷却至室温，称干土质量（准确至0.1g ）。 （4）按下式计算含水率 （5）本试验需进行2次平行测定，取其算术平均值 五、实验结果 六、讨论 七、参考文献 密度试验 一、实验目的 测定土的密度，了解土的疏密程度和干湿状态。指土的单位体积质量，其单位为g/cm 3，为验证型试验。 二、实验条件 环刀；电子天平；修土刀，刮刀，凡士林油等。 三、实验内容 环刀法测定，用60cm 3环刀开出土样，两面刮平，称出单位体积质量，计算出密度。 四、实验步骤 （1）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。 （2）用修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 %100)()()(?-++-+= m m m m m m m w s s
压，边压边削，到土样伸出环刀为止。 （3）用刮土刀仔细刮平两端余土，注意刮平时不得使土样扰动或压密。 （4）擦净环刀外壁，称量环刀加土的质量，准确至0.1g 。 （5）按下式计算土的密度： 五、实验结果 六、讨论 七、参考文献 比重试验 一、实验目的 测定土粒的比重 G s ，是土粒在温度105～110℃下烘至恒重时的质量与土粒同体积 4℃时纯水质量的比值，为验证型试验。 二、实验条件 烘箱、比重瓶、恒温水槽、砂浴、温度计、纯水、孔径2mm 筛等。 三、实验内容 用比重瓶法测定：取烘干土样20克，放入比重瓶内，加蒸馏水放在电砂浴上，煮30—40分钟，使土粒分散并排出气体，加清水至满，沉淀8—10小时，称重计算出比重。 四、实验步骤 （1）将烘干土过2mm 筛，然后取20g ，装人比重瓶内，称试样和瓶的总质量，准确至 0.001g 。 （2）将纯水注入比重瓶中至一半处，将瓶放在砂浴上煮沸30—40分钟，煮沸时间自悬液沸腾时算起，避免瓶中悬液溢出瓶外。 （3）将煮沸冷却至室的纯水，注满比重瓶，塞紧瓶塞。 （4）将比重瓶置于恒温水槽内，待瓶内水温稳定，且瓶内上部悬液澄清，然后取出比重瓶，擦干瓶外壁，称比重瓶、水、试样总质量，准确至0.001g 。称量后应立刻测出瓶内水的温度，准确至0.5℃。 （7）根据测得的温度，从已绘制的温度与瓶、水总质量的关系曲线中查得瓶、水总质量。 （8）按下式计算比重： 式中：G s ——土的比重； V m ρ= T G m m m m m m G w bws b bs bw b bs s --+-=
土力学综合性试验报告 专业土木工程 班级道路与桥梁工程121班 学号201202014227 姓名熊祥森 指导教师杨迎晓陈华 所在学院城建学院 完成时间2014年12月26日
目录 土力学综合性试验一 (3) 土力学综合性实验二 (5) 土力学综合性实验三 (10) 《土力学综合性试验一》 姓名：熊祥森班级：道桥121 组别：四组 实验名称：地基土层的鉴别与划分日期2014/10/27
注：NO.97，IL指数=0.26 0.25〈IL〈0.75之间，为可塑状态IP指数=18.1 IP指数〉17 ，为黏土 孔隙比=0.798 孔隙比〈0.8为膨胀土NO.98,，IL指数=0.25 0〈=IL〈=0.25之间，为硬塑状态IP指数=18.4 IP指数〉17 ，为黏土 孔隙比=0.774 孔隙比〈0.8为膨胀土 NO.99，IL指数=0.25 0〈=IL〈=0.25之间，为硬塑状态IP指数=14.0 10〈IP指数〈=17为粉质黏土 孔隙比=0.691 孔隙比〈0.8为膨胀土 NO.100，IL指数=0.25 0〈=IL〈=0.25之间，为硬塑状态IP指数=17.9 IP指数〉17 ，为黏土 孔隙比=0.794 孔隙比〈0.8为膨胀土
综合性试验二 一、试验目的 模拟施工现场的压实条件，测定试验土在一定击实次数下的最大干密度和相应的最优含水率，为施工控制填土密度提供设计依据。 二、试验方法 本试验采用轻型击实试验方法，每层击数25下，例如水库堤防、铁路路基填土均采用轻型击实。 三、试验设备 击实试验仪用电动自动操作的，主要的仪器设备有：1、击实仪：包括击实筒、击锤及导筒等。2、天平：称量200g，分度值0.01g。3、台秤：称量10kg，分度值5g。4、标准筛：孔径为20mm、40mm和5mm标准筛。5、试验推出器：宜用螺旋式千斤顶或液压式千斤顶，如无此类装置，也可用刮刀或修土刀从击实筒中取出试样。6、其他：烘箱，喷水设备，碾土设备，盛土器，修土刀和保湿设备等。仪器的标签和仪器如下图： 备土： 1、用锤子将工程土样敲碎，用铲子拌和均匀，铲入0.5mm的筛孔当中 2、用0.5mm的筛孔过筛，取小于0.5mm的土样进行制备。 3、估计风干含水率：W风干=3% 干土称重1900/袋m s=(1900)/(1+0.03)=1845g m w= m s*(w目标-w风干)*0.01
《土力学》实验指导书 浙江理工大学建筑系 2011年6月
《土力学》实验指导书 目录 教学实验注意事项 (2) 实验一土的密度试验 (4) 实验二土的含水量试验 (5) 实验三土的颗粒分析试验 (7) 实验四土的液限、塑限试验10 实验五土的压缩固结试验 (13) 实验六土的直接剪切试验 (16) 实验七土的三轴剪切试验19 浙江理工大学科艺学院建筑系第页22页，共 1 《土力学》实验指导书 教学实验注意事项
为确保实验顺利进行，达到预定的实验目的，必须做到下列几点： 一、作好实验前的准备工作： 1．预习实验指导书，明确本次实验的目的、方法和步骤。 2．弄清与本次实验有关的基本原理。 3．对实验中所用到的仪器、设备实验前应事先阅读有关仪器的使用说明。4．必须清楚地知道本次试验需记录的数据项目及数据处理的方法，并事前作好记录表格。 5．除了解实验指导书中所规定的实验方案外，亦可多设想一些其它方案。 二、遵守实验室的规章制度： 1．实验时应严肃认真，保持安静。 2．爱护设备及仪器，并严格遵守操作规程，如发生故障应及时报告。3．非本实验所用的设备及仪器不得任意动用。 4．实验完毕后，应将设备和仪器擦试干净，并恢复到原来正常状态。三、认真做好实验： 1．注意听好教师对本次实验的讲解。 2．清点实验所需设备，仪器及有关器材，如发现遗缺，应及时向教师提出。 3．实验时，应有严格的科学作风，认真细致地按照实验指导书中所要求的实验方法与步骤进行。 4．对于带电或贵重的设备及仪器，在接线或布置后应请教师检查，检查合格后，才能开始实验。
浙江理工大学科艺学院建筑系第页22页，共 2 《土力学》实验指导书 5．在实验过程中，应密切观察实验现象，随时进行分析，若发现异常现象，应及时报告。 6．记录下全部测量数据，以及所用仪器的型号及精度、试件的尺寸、量具的量程等。 7．教学实验是培养学生动手能力的一个重要环节，因此学生在实验小组中虽有一定的分工，但每个学生都必须自己动手，完成所有的实验环节。8．学生在完成试验全部规定项目后，经教师同意可进行一些与本实验有关的其它实验。 9．实验记录需要教师审阅签字，若不符合要求应重做。 四、写好实验报告 实验报告是实验的总结，通过写实验报告，可以提高学生的分析能力，因此实验报告必须由每个学生独立完成，要求清楚整洁，并要有分析及自己的观点。实验报告应具有以列基本内容： 1．实验名称、实验日期、实验者及同组人员。 2．实验目的。 3．实验原理、方法及步骤筒述。 4．实验所用的设备和仪器的名称、型号。 5．实验数据及处理。 6．对实验结果的分析讨论。 浙江理工大学科艺学院建筑系第页22页，共 3 《土力学》实验指导书 实验一土的密度试验