土工试验的基本知识及操作流程解读

土工试验理论操作方法
土工试验是用来研究土体的物理力学性质和工程特性的试验方法。

以下是土工试验的一些理论和操作方法：
1. 压缩试验：通过施加固定荷载来测定土体的压缩特性，可以用于确定土体的压缩模量、压缩系数等参数。

2. 剪切试验：用于测定土体的剪切强度和剪切模量，常用的方法包括直剪试验和三轴剪切试验。

3. 液限试验：用于测定土体的液态限制状态，即土体的含水量达到一定值时，土体不再呈现为塑性的状态，而呈现为液态流动状态。

4. 塑性指数试验：用于测定土体的塑性指数，塑性指数是用来描述土体塑性变形程度的参数。

5. 针入度试验：通过测定针头在土体中的穿透深度来反映土体的抗压强度，常用于软土的强度测定。

以上是一些常见的土工试验理论和操作方法，具体试验方法和步骤可以参考相关的土工试验标准。

土工试验土的含水率试验土中水：影响土的物理，力学性能的主要是自由水、弱结合水。

一、烘干法适用范围：标准方法，适用于黏质土、粉质土、砂类土、砂砾土、有机土和冻土。

1、试验步骤（1）取代表性土样，细粒土15g～30g；砂类土、有机土为50g；放入称量盒中，盖好盖，称取质量；（2）揭开盒盖，将试样放入烘箱中，在温度105℃～110℃下烘干，烘干时间对细粒土不得少于8h～10h；对于砂类土不得少于6h～8h；对于有机质含量超过5%的土或含石膏的土，将温度控制在60℃～70℃以下烘干，以12h～15h为好。

（3）将烘干后的试样和盒子取出，放入干燥器中冷却，冷却后盖好盒盖，称取质量2、，计算W=(m-ms )/ms3、精度及允许差本试验必须平行试验两次含水率% 允许平行差% 含水率% 允许平行差%5以下0.3 40以上<=240以下<=1 层状和网状结构的冻土<3二、酒精燃烧法适用于快速测定细粒土的含水率1、取样数量：黏质土5～10g；砂类土20～30g。

2、注意事项：酒精纯度95%；对于黏性土测得的含水率通常小于烘干法。

密度试验一、环刀法1、使用范围及目的：适用于测定不含砾石颗粒的细粒土的密度、干密度。

2、环刀规格：环刀（直径6mm～8mm、高2mm～5.4mm、壁厚1.5mm～2.2mm）。

径高比一般为1～1.5。

3、精度及允许差：进行两次平行测定，取算术平均值，平行差不得大于0.03g/cm3。

二、蜡封法适用范围：适用于测定易碎裂的土和形状不规则的坚硬土的密度。

1、试验步骤：（1）取体积大于30cm3的试件，出去表面松、浮土及尖锐棱角，称其质量m，并取代表性土样进行含水率测定；（2）将石蜡加热至刚过熔点，用细线系好试件浸入石蜡中，使试件表面覆盖一层石蜡，取出试件，待冷却后称其质量m1；（3）用细线将蜡封试件置于天平一端，时其浸浮在盛有蒸馏水的烧杯中，称蜡封试件水中质量m2；（4）将蜡封试件从水中取出，擦干净表面，称其质量，与浸水前蜡封试件质量进行比较，若质量差超过0.03g，试验重做。

一，地基勘察土工实验可分为物理指标试验和力学指标试验，物理指标试验有直接和间接之别，通过测试所得的直接物理指标数据可计算其它物理指标。

直接物理指标试验有：1密度试验2比重试验3含水率试验粘性土的分类，粘性土所处的状态，评定地基承载力等。

需做液塑限试验，我国液塑限测试方法有：1锥式液限仪法2搓条法3联合液限仪法联合液限仪法所测精度比锥式液限仪法高，其比较繁琐，耗工量比较大，所以广泛采用锥式液限仪法和搓条法。

但是联合法容易掌握，人为因素少，也是发展的趋势。

为了解土的颗粒级配，划分土类，估算地基土渗透性，评价和计算粉类土的液化可能性及过滤器孔径等，需做颗粒分析试验，颗粒分析试验可分为：1筛分法2密度计法粒度大于0.075mm的用筛分法，粒度小于0.075mm的用密度计法。

力学指标试验根据试验方法可分为：1侧限压缩固结试验2回弹试验3 UU三轴剪切试验4 q直接剪切试验土的压缩性是指土在压力作用下体积缩小的过程，对饱和粘土来说是使其排除空隙水的过程，在进行基础设计，计算地基沉降量，必须先获得压缩性指标。

土工试验都是在模拟现场实际情况的基础上进行的。

其加压过程和加压大小都依据模拟现场土的实际受力情况。

如回弹试验，模拟现场挖土卸载在加载的情形。

地基和土工构筑物大多数破坏是剪切破坏，所以研究抗剪强度非常重要，根据库伦定律，需知道抗剪强度指标。

在确定地基土的承载力挡土墙的土压力，土坡稳定的时候都用到。

直剪的人为因素太大，不太准确，而且是完全侧限，不能真实的反映土的状态，也没有考虑孔隙水压力，直剪试验的破裂面是人为强制的，这使得它测得的强度一般比三轴试验测得的抗剪强度大，再看土工试验报告的时候就会发现很大的区别。

但是三轴太繁琐，一般常规的项目不做。

直接剪切有好多地方也是不做，我看过常州一家设计院的土工试验报告，他们的剪切规律性太强，明显就是经验估计。

看别人做的报告与我自己做的相比较真是受益匪浅。

使我知道了无锡地区直接剪切试验的一些数据变化规律。

土工试验土的含水率试验土中水：影响土的物理，力学性能的主要是自由水、弱结合水。

一、烘干法适用范围：标准方法，适用于黏质土、粉质土、砂类土、砂砾土、有机土和冻土。

1、试验步骤（1）取代表性土样，细粒土15g～30g；砂类土、有机土为50g；放入称量盒中，盖好盖，称取质量；（2）揭开盒盖，将试样放入烘箱中，在温度105℃～110℃下烘干，烘干时间对细粒土不得少于8h～10h；对于砂类土不得少于6h～8h；对于有机质含量超过5%的土或含石膏的土，将温度控制在60℃～70℃以下烘干，以12h～15h为好。

（3）将烘干后的试样和盒子取出，放入干燥器中冷却，冷却后盖好盒盖，称取质量2、，计算W=(m-ms )/ms3、精度及允许差二、酒精燃烧法适用于快速测定细粒土的含水率1、取样数量：黏质土5～10g；砂类土20～30g。

2、注意事项：酒精纯度95%；对于黏性土测得的含水率通常小于烘干法。

密度试验一、环刀法1、使用范围及目的：适用于测定不含砾石颗粒的细粒土的密度、干密度。

2、环刀规格：环刀（直径6mm～8mm、高2mm～5.4mm、壁厚1.5mm～2.2mm）。

径高比一般为1～1.5。

3、精度及允许差：进行两次平行测定，取算术平均值，平行差不得大于0.03g/cm3。

二、蜡封法适用范围：适用于测定易碎裂的土和形状不规则的坚硬土的密度。

1、试验步骤：（1）取体积大于30cm3的试件，出去表面松、浮土及尖锐棱角，称其质量m，并取代表性土样进行含水率测定；（2）将石蜡加热至刚过熔点，用细线系好试件浸入石蜡中，使试件表面覆盖一层石蜡，取出试件，待冷却后称其质量m1；（3）用细线将蜡封试件置于天平一端，时其浸浮在盛有蒸馏水的烧杯中，称蜡封试件水中质量m2；（4）将蜡封试件从水中取出，擦干净表面，称其质量，与浸水前蜡封试件质量进行比较，若质量差超过0.03g，试验重做。

2、计算ρ=m/[(m1-m2)/ρwt-(m1-m)/ρn) ρd=ρw/(1+0.01w)三、灌砂法1、适用范围：适用于现场测定细粒土、砂类土、砾类土的密度。

一、开土样1、开五个环刀，记录清楚每个环刀号（h），其中一个用于固结、四个用于往复剪——准备四个大吕盒六个小吕盒（盒子和盖子必须相对应）——取部分中间的土装入大吕盒，盒子盖好——称湿土+用于固结的环刀重及湿土+大吕盒的重量，做好记录—取中间的土放入碗内调土，第一级不加水，先用木锤锤匀，在放入碗内搅拌调匀后放入专门检测入锥深度的盒子内检测入锥深度，一级标准为（三次锥入深度皆为3-5，且三次值之差不能大于0.5），如满足要求，则挑少量土放入小吕盒记录清楚盒号——在碗内加入少量水，继续调土，调匀后检测入锥深度，二级标准（三次锥入深度皆为7-9，且三次值之差不能大于0.5），如符合标准，则挑少量土放入小吕盒记录清楚盒号，继续在碗内加入少量水，搅拌调匀后在次检测入锥深度，三级标准（三次锥入深度皆为15-17，且三次值只差不能大于0.5），如满足要求，挑少量土放入两个小吕盒记录清楚盒号，称六个小吕盒的湿土重+盒重——将六个小吕盒四个大吕盒一起放入烘箱，一天后称干土重+盒号，并做好记录。

二、固结实验所有固结仪内的东西只用取出一个铁圆饼,纸——刀口朝下放入土样——纸——石板——盖上盖子——旋转调节调紧按钮，针尖与盖子接触，且小指针必须在80-90之间。

物理实验打开开始图标——工程管理——新建工程——输入工程名称（如遵义市红花岗区实验小学）——采集——物理实验——实验编号（一般为当日日期）回车键——土样编号（T）回车键——钻孔编号（ZK11）回车键——取土深度（5.5-57）回车键——用于固结实验的环刀号（h23）回车键——输入（h23）湿土重（实称150g左右）回车键——输入吕盒号（S63）回车键——输入湿重（实称35-37g）回车键——输入干重回车键——点击新增——输入第二个吕盒，步骤和上面一致——点击新增，点击进入液塑限比重界面换——容器编号（S46）回车键——输入锥深（3.00、3.01两个值不能完全一样，必须相差0.01）回车键——输入湿土重回车键——干土重回车键——以此类推输完六组数据——点击新增换一个界面数据即自动保存，此时才能做固结实验——进入固结试验界面——输入试验编号（2014012）回车键——土样编号（T）回车键——环刀号（h）回车键——快速固结——荷重序列（50、100、200、300）——稳定标准（0.005mm）——自动——平衡自重后——检查各仪器（用手抬圆盘）—约5min后开始实验灯变红——点击开始实验，实验结束后点页面上的卸压固结实验数据处理数据处理处理——固结试验——固结试验——读入固结试验新增采样数据——成果总表——成果总表——选择总表格式——地勘院总表——鼠标点到总表的实验方法下的单元格内——点击黄色按钮汇总数据——在要做的实验前打钩——固结实验前打钩——开始汇总三、往复剪实验往复剪实验⑴装入土样，各孔对准，插入插销，挂上秤砣。

土力学的常规试验方法一、颗粒分析试验步骤（筛析法）1 . 无凝聚性土的试验（1）根据土的颗粒大小，用四分法按规定取样数量，取代表性风干式样。

（2）将试样过2mm筛，称筛上或筛下的试样质量，筛下的试样质量小于试样总质量的10%时，不做细筛分析；筛上的试样质量小于试样总质量的10%时，不做粗筛分析。

（3）取过2mm筛上的试样倒入依次叠好的粗筛最上层筛中；筛下的试样倒入依次叠好的细筛最上层筛中，进行筛析。

（4）按由上而下的顺序将各筛取下，置于白瓷盘上用手拍叩摇晃，检查各筛，直至筛净为止，筛下的试样应收放入下一级筛内，最后称各级筛上及底盘内试样的质量，应准确至0.1g 。

（5）筛后各级筛上和底盘内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%。

2. 试验结果计算公式及制图(1)小于某粒径的试样质量占总质量的百分数计算至0.1%x B A d m •=X mA m 小于某粒径的试样质量( g )B m 细筛分析时所取试样质量；粗筛分析时所取试样质量（g ）x d 粒径小于2mm 或粒径小于0.075mm 的试样质量占试样总质量的百分数3. 在半对数坐标纸上绘制颗粒大小分布曲线图3.1. 级配指标（1）不均匀系数，计算至0.01 C u =d 60/d 10( 2 )曲率系数，计算至0.01 Cc=d230/( d10* d60)二、界限含水率试验步骤（液、塑限联合测定法）1.采用保持天然含水率的土样制备试样。

无法保持土的天然含水率时，可采用风干土制备试样。

2.采用天然含水率的土样时，应剔除大于00.5mm的颗粒，然后按下沉深度3~5mm、9~11mm及16~18mm制备不同稠度的土膏，静置湿润。

3.采用风干土样时，取过0.5mm筛的代表性试样约200g，分3份，分别放入3个盛土皿中，加入不同数量的纯水，使其分别达到条款2中所述的3种稠度状态，然后放在密封的保湿器中，静置24小时。

4.将制备好的土用调土刀拌均匀，密实的填入试样杯中，用调土刀刮平，将试样杯安放在仪器升降坐上。

土工击实试验步骤要点以下是 9 条关于土工击实试验步骤要点：1. 准备工作那可是相当重要啊！就好比战士上战场前要准备好武器，咱做土工击实试验前得把土样准备得妥妥的呀！你说要是土样都没搞对，这试验还能靠谱？例子：咱得先把土样风干了，不能带水分太多，就像做饭不能水放太多一样，不然成啥样啦。

2. 仪器设备可得检查好呀！这就跟出门得检查车有没有问题一样，要是仪器不行，后面不就全白费啦？例子：看看那个击实筒，有没有裂缝啥的，可别到时候漏土哦。

3. 分层装土的时候要细心哦！不能马马虎虎的，得一层一层均匀地装，这就像搭积木，得稳稳当当的呀。

例子：你要是胡乱一倒，那能行吗，结果肯定不准确啦。

4. 击实的时候可要有节奏呀！别没轻没重的乱砸，得按照规定来，就像跳舞要有节拍一样。

例子：一下一下的，不能着急，不然土都被砸飞啦。

5. 每层的高度得控制好呀！这可不是开玩笑的，高了矮了都不行，就像切菜要切一样长一样。

例子：要是高高低低的，那这数据能准吗？6. 试验过程中得仔细观察呀！要随时留意有没有异常情况，这就像侦探一样，得眼观六路耳听八方。

例子：万一出现啥状况，得赶紧处理呀，不然全完啦。

7. 数据记录可不能马虎啊！这是最关键的部分，就像记账一样，得一笔一划写清楚。

例子：记错一个数，那整个试验不就白做啦。

8. 试验做完了也别放松警惕呀！收拾仪器、清理场地也很重要呢，不能乱糟糟的就不管了。

例子：这就好比吃完饭得洗碗一样，不能留个烂摊子呀。

9. 最后别忘了分析数据哦！看看这个试验到底做得怎么样，这是最关键的呀！例子：不分析数据，那做这个试验还有啥意义呢，是吧！我的观点结论：土工击实试验每个步骤要点都不能轻视，只有认真对待每一个环节，才能得出准确可靠的结果呀！。

实验一 土的密度（环刀法 、腊封法）土的密度是指土的单位体积的质量。

若用天然状态原状土样测得的密度，称天然密度。

一般常用环刀法或蜡封法测定粘性土的密度，两者的主要区别在于测定土的体积的方法不同。

环刀法适用于较均一、可塑的粘性土。

蜡封法适用于土中含有粗粒，或者坚硬易碎难以用环刀切割的土．或者试样量少，只有小块、形状不规则的土样时使用。

对于饱和松散土、淤泥、饱和软粘土，不易取出原状样的土，可采用放射性同位素在现场测定其天然密度。

砂土、砾石土，可在现场挖坑用灌砂法测定。

一、环刀法1．基本原理环刀法是用已知质量及容积的环刀，切取土样。

使土样的体积与环刀容积一致，这样环刀的容积即为土的体积；称量后，减去环刀的质量就得土的质量。

然后计算得土的密度。

2．仪器设备(1)环刀：内径为6～8cm,高为2cm ； (2)天平：感量为0.1g ； (3)测径卡尺；(4)切土刀、钢丝锯、凡士林油及玻璃板等。

3.操作步骤(1) 测定环刀的质量及体积用测径卡尺测量环刀的内径及高度，计算得环刀的体积；然后，将环刀置于天平上称得环刀质量1m 。

(2) 切取土样在环刀内壁上涂以薄层凡士林，将环刀刃口向下放在土样表面上，用修土刀把土样削成略大于环刀的土柱，然后垂直向下轻压环刀，边压边削，至土样高出环刀为止。

先削平环刀上端之余土，使土面与环刀边缘齐平，再置于玻璃板上；然后削环刀刃口一端的余土，使与环刀刃口齐平。

若两面的土有少量剥落，可用切下的碎土轻轻补上。

(3)测定环刀和土样之质量擦净环刀外壁，称量环刀和土样的质量2m ，准确至0.1g 。

(4)计算土的密度Vm m 12-=ρ 式中：ρ——土的密度，g ／cm 3；2m ——环刀与土样之质量，g ；1m ——环刀的质量，g ；V ——土的体积，cm 3。

计算准确至0.01 g ／cm 3。

(5) 平行测定本试验须进行两次平行测定，取其结果的算术平均值，其平行差值不得大于0.03g ／cm 3。

土工试验操作规程
《土工试验操作规程》
1. 实验前准备
在进行土工试验之前，首先需要准备好实验所需的土壤样品、试验设备和相关工具。

土壤样品应当代表性，并经过合适的处理和筛分，确保试验结果的准确性。

试验设备包括但不限于压实仪、渗透仪、剪切仪等，这些设备需要经过检验和校准，确保其准确度和稳定性。

2. 实验操作
在进行土工试验时，应当严格按照操作规程进行。

包括但不限于测量土壤样品的质量和容积，进行压实试验、渗透试验、剪切试验等。

在操作中需要严格控制试验条件，包括土壤的含水量、试验过程中的变形和应力状态等，确保试验结果的准确性和可靠性。

3. 数据处理
在进行土工试验后，需要对试验数据进行处理和分析。

包括但不限于计算土壤的压实度、渗透性、抗剪强度等指标，评价土壤的工程性质。

在数据处理中需要注意数据的准确性和可靠性，排除异常数据和误差。

4. 结果报告
最后一步是编写土工试验的结果报告，将试验数据进行总结和分析，并得出相应的结论和建议。

结果报告应当详实准确，清晰表述试验结果和分析过程，为工程设计和施工提供可靠的依
据。

总之，《土工试验操作规程》是进行土工试验必须遵守的标准和规范，严格按照规程进行操作，能够确保试验结果的准确性和可靠性，为工程建设提供高质量的技术支持。

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