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《土力学》试验指导与报告书试验目录试验一颗粒分析试验试验二含水率试验试验三界限含水率试验试验四固结试验试验五直剪试验试验六击实试验试验一土的颗粒分析试验（筛分法）颗粒分析试验方法可分为筛分析法和静水沉降分析法，静水沉降分析法又有比重计法、移液管法。
工程上对地基土检测时，对于粒径大于0.075mm小于60mm的土，采用筛分析法；对于粒径小于0.075mm的土，采用静水沉降分析法（密度计法）；对于混合类土，则联合使用筛分析法与密度计法。
一．试验原理筛分析法是测定土的粒度成分的最简单的一种方法。
其原理是将土样通过逐级减小孔径的一组标准筛子，对于通过某一筛孔的土粒，可以认为其粒径恒小于该筛的孔径，反之，遗留在筛上的颗粒，可以认为其粒径恒大于该筛的孔径。
这样即可把土样的大小颗粒按筛孔大小加以分组，并分别计算出各级粒组占总质量的百分数，再根据所占百分数进行归并和分类。
二．适用范围本试验适用于粒径大于0.075mm小于60mm的土。
三．仪器设备1.标准筛：粗筛（圆孔）：孔径为60mm、40mm、20mm、10mm，5mm、2mm；细筛：孔径为2.0mm、1.0mm、0.5mm、0.25mm、0.075mm。
2.天平：称量5000g，感量5g；称量1000g ,感量1g；称量200g，感量0.2g。
3.摇筛机（带震动、拍打功能）。
4.其他：烘箱、筛刷、烧杯、木碾、研钵等。
四．试样将土样风干，使其土中水分蒸发。
从风干、松散的土样中，用四分法按照下列规定取出具有代表性的试样：1.小于2mm 颗粒的土100～300g；2.最大粒径小于10mm 的土300～900g；3.最大粒径小于20mm 的土1000～2000g；4.最大粒径小于40mm 的土2000～4000g；5.最大粒径大于40mm 的土4000g 以上。
五．试验步骤（一）对于无凝聚性的土1.按规定称取试样，将试样分批过2mm 筛。
2.将大于2mm 的试样按从大到小的次序，通过大于2mm 的各级粗筛，并将留在筛上的土分别称量。
实验一 土的三项基本物理性指标的测定一、实验目的土的三项基本物理性指标是指土粒比重ds 、土的含水量w 和密度ρ，一般由实验室直接测定其数值。
在测定这三个基本指标后，可以换算出其余各个指标。
二、实验原理和方法 1．土粒相对密度ds土粒质量与同体积的4℃时纯水的质量比，称为土粒比重（无量纲），亦称土粒相对密度，即式中 ρs ——土粒密度，即土粒单位体积的质量，g/cm 3；ρw1——4℃时纯水的密度，等于1g/cm 3或1t/ m 3。
一般情况下，土粒相对密度在数值上就等于土粒密度，11ds w ss w s V m ρρρ==但两者的含义不同。
土粒比重决定于土的矿物成分，一般无机矿物颗粒的比重为2.6～2.8；有机质为2.4～2.5；泥炭为1.5～1.8。
土粒（一般无机矿物颗粒）的比重变化幅度很小。
土粒比重可在试验室内用比重瓶法测定。
通常也可按经验数值选用，一般土粒土粒相对密度参考值见下表。
土粒相对密度参考值2．土的含水量w土中水的质量与土粒质量之比，称为土的含水量，用百分数表示，即%100⨯=swm m ω含水量w 是标志土含水程度（湿度）的一个重要物理指标。
天然土层的含水量变化范围很大，它与土的种类、埋藏条件及所处的自然地理环境等有关。
土的含水量通常采用“烘干法”测定。
从含水量的定义可知，实验的关键是怎样测得一块土中所含水份质量以及颗粒质量。
所谓烘干法便是为此设计的一种实验方法。
先称小块原状土样的湿土质量，然后置于烘箱内维持100～105℃烘至恒重，再称干土质量，湿、干土质量之差与干土质量的比值，就是土的含水量。
计算公式为：%1000221⨯--=m m m m ω 式中： W ——含水量（%） m 1——盒加湿土质量（g ） m 2——盒加干土质量（g ）m 0——铝盒的质量（g ），按盒号查表可得，由实验室提供。
3．土的密度ρ土单位体积的质量称为土的密度，g/cm 3。
在天然含水量情况下的密度称为天然密度，即Vm =ρ 测定密度的目的是为了了解土体内部结构的密实情况。
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%）%1000221⨯=--m m mm 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。
土力学实验指导书实验一：液限及塑限试验一、实验目的与要求通过该试验使学生掌握液、塑限的测定方法，对土的性质有一定的感性认识，能够用塑性指数和液性指数给粘性土定名、判断土的状态。
二、实验类型该实验属于验证型三、实验原理及说明同一种粘性土随含水量的不同，分别处于固态、半固态、可塑状态及流动状态，其界限含水量分别为缩限、塑限和液限。
根据土的液限、塑限和天然含水率可求出粘性土的塑性指数和液性指数，它对粘性土的分类及工程性质的评价有重要意义。
四、实验仪器五、实验内容和步骤（一）液限试验1．取风干土样300g左右，研碎并过0.5mm筛，将土样放进皿中加水，调成糊状。
用湿布盖好湿润约一昼夜。
2．视土样干湿程度将湿润约一昼夜土样加少量的水（在未加水前须留出50g的土样作塑限），充分搅拌均匀，取少量调好的土放在调土刀上，把圆锥擦净，在锥尖涂薄凡士林一层，把圆锥放在土上，当锥尖与土面恰好接触时，轻轻放手，使锥在自重作用下沉入土中，图1锥式液限仪如锥的沉入深度不及或超过10mm刻度，说明皿中的土稍干或稍湿，相应地决定是否要加水或不加水或继续搅拌（注意每次用锥试验土的液限时，需去掉粘有凡士林的土），反复试验，当锥尖沉入深度接近刻度时，再将土装入杯中进行正式试验。
3．将试好的土样，分层装入杯中，边装边压，勿使土样内存有孔与气泡，用调土刀将杯中土沿杯口刮平。
4．取圆锥放在土上使锥尖位于试杯土样表面中心，把锥徐徐放下，锥尖与土面恰好接触时，轻轻放手，让锥自由沉入土中，经过10秒后，观察锥体沉入深度。
5．在10秒后沉入深度小于刻度或大于刻度时，均需把土样从杯中取出（注意应把凡士林油的部分除去）放回皿中，加水继续调拌或不加水调拌，按步骤3、4重新试验，当锥的入土深度恰好为10mm 时，取出锥体并把有凡士林油的土样部分去掉，从锥孔周围取约10g 土样，测定它的含水量。
6．重复5的步骤，两次试验结果的平均误差不得超过2%。
（二）塑限试验1．将土样用手掌搓成椭圆球状，放在毛玻璃板上滚搓，滚搓时用手掌施以微弱而均匀的压力，土条的长度不应超过手掌宽度，不允许土条产生中空现象。
土力学实验指导书（本科班）姓名：学号：班级：三明学院土木建筑工程系2013年9月实验一液限和塑限联合试验一、概述粘性土的状态随着含水率的变化而变化，当含水率不同时，粘性土可分别处于固态、半固态、可塑状态及流动状态，粘性土从一种状态转到另一种状态的分界含水率称为界限含水率。
w；土从可塑状态转到半固体状态的界限含土从流动状态转到可塑状态的界限含水率称为液限Lw；土由半固体状态不断蒸发水分，则体积逐渐缩小，直到体积不再缩小时的界水率称为塑限pw。
限含水率称为缩限sI是指液限与塑限的差值，由于塑性指数在一定程度上综合反映了影响粘性土的塑性指数p土特征的各种重要因素，因此，粘性土常按塑性指数进行分类。
界限含水率试验要求土的颗粒粒径小于0.5mm，且有机质含量不超过5%，且宜采用天然含水率二、液、塑限联合测定法液、塑限联合测定法是根据圆锥仪的圆锥入土深度与其相应的含水率在双对数坐标上具有线性关系的特性来进行的。
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率时的圆锥入土深度，并绘制其关系直线图，在图上查得圆锥下沉深度为10mm（或17mm）所对应的含水率即为液限，查得圆锥下沉深度为2mm所对应的含水率即塑限。
1、仪器设备（1）电脑液塑限联合测定仪（2）分度值0.02mm的卡尺；（3）称量200g、最小分度值0.01g的天平；（4）烘箱；（5）铝制称量盒、调土刀、孔径为0.5mm的筛、滴管、吹风机、凡士林等。
2、操作步骤（1）取有代表性的天然含水率或风干土样进行试验。
如土中含大于0.5mm的颗粒或夹杂物较多时，可采用风干土样，用带橡皮头的研杵研碎或用木棒在橡皮板上压碎土块。
试样必须反复研碎，过筛，直至将可的土块全部通过0.5mm的筛为止。
取筛下土样进行制样。
（2）将制备好的土样充分搅拌均匀，分层装入土样试杯，用力压密，使空气逸出。
对于较干的土样，应先充分搓揉，用调土刀反复压实。
试杯装满后，刮成与杯边齐平。
《土力学》试验报告班级:学生姓名：学号：指导教师：城市与环境（土木工程）学院目录试验一密度试验 (1)试验二含水量试验 (3)试验三液限试验 (5)试验四塑限试验 (7)试验五压缩试验 (9)试验六抗剪强度试验 (12)试验七击实试验 (16)试验一密度试验试验日期：试验者：计算者：校核者：组别：（一）试验目的: （二）主要仪器设备: （三）试验数据:试验数据记录表（四）试验结论：（五）问题讨论:1. 若两次测定的值有较大误差，试分析其原因。
2. 测定土密度还有其它什么方法？适用于什么情况？成绩试验二含水量试验试验日期：试验者：计算者：校核者：组别：（一）试验目的: （二）主要仪器设备: （三）试验数据:试验数据记录表（四）试验结论：（五）问题讨论:测得土的密度与含水量后，若已知该土的相对密度d=2.73，试问该土的其s它几种密度及孔隙比为多少？成绩试验三液限试验试验日期：试验者：计算者：校核者：组别：（一）试验目的: （二）主要仪器设备: （三）试验数据:试验数据记录表（四）试验结论：（五）问题讨论:ω大小的因素有哪些？1. 影响液限L2. 粘性土只根据其天然含水量ω，能否判别该土的软硬程度？为什么？成绩试验四塑限试验试验日期：试验者：计算者：校核者：组别：（一）试验目的: （二）主要仪器设备: （三）试验数据:试验数据记录表（四）试验结论：（五）问题讨论:1. 塑限的大小与哪些因素有关，工程上为什么按塑性指数对粘性土进行分类？2. 土的天然含水量越大，其塑性指数是否也越大？成绩试验五压缩试验试验日期：试验者：计算者：校核者：组别：（一）试验目的:（二）主要仪器设备: （三）试验数据:试验数据记录表（四）试验结论：压缩曲线图（用坐标纸画好贴在此处）压缩系数=a-21说明土样压缩性：（五）问题讨论：1. 侧限压缩试验中试件压力状态与地基土实际压力状态比较差别如何？什么条件下两者大致相符？2. 土的压缩需比较长时间才能稳定，试验测得的压缩系数与实际是否会有很大误差？如何分析？3. 从天然土层中取原状土样在室内做试验得出的压缩曲线是否为原始压缩曲线？为什么？成绩试验六抗剪强度试验试验日期：试验者：计算者：校核者：组别：（一）试验目的:（二）主要仪器设备: （三）试验数据:试验数据记录表（四）试验结论：抗剪强度与垂直荷载关系曲线（用坐标纸画好贴在此处）ϕ；==C。
《土力学》实验指导及报告书班级姓名学号指导教师华东交通大学土木建筑学院20 年月实验一 含水率实验一、试验目的测定土的含水率： 二、试验方法烘干法，适用于粗粒土、细粒土、有机质土和冻土。
三、本试验所用的主要仪器设备，应符合下列规定：电热烘箱、天平（最小分度值0.01g ）、干燥器、铝盒等。
四、试验操作步骤：⒈取代表性试样15～30g,放入铝盒0m ，立即盖上盒盖，称湿土加盒总质量1m ，精确至0.01g 。
⒉打开盒盖，放入烘箱，在105～110℃的恒温下烘干至恒量。
粘土、粉土烘干时间不得少于8h ，砂土烘干时间不得少于6h 。
含有机质超过干土质量5%的土，应将烘箱温度控制在65～70℃。
⒊将烘干后的试样盖好盒盖放入干燥器内冷却至室温，称干土加盒质量2m 。
五、计算含水率：六、要求：⒈计算准确至0.1%；⒉本试验需进行2次平行测定，取其算术平均值，允许平行差值应符合下表规定。
七、实验报告：土样编号 班 组 试验日期 姓 名w%1000221⨯--=m m m m w实验二 密度实验一、试验目的：测定土在天然状态下单位体积的质量，即天然密度（单位：g/cm3）。
二、试验方法：本试验采用环刀法，适用于细粒土。
一般粘性土，宜采用环刀法 三、主要仪器设备：⒈环刀：内径61.8mm 和79.8mm ，高度20m 。
⒉天平：最小分度值为0.01g 。
⒊其他：切土刀，凡士林等。
四、试验操作步骤：⒈确定环刀的容积V 和质量m1（一般已确实）。
⒉取直径和高度略大于环刀的原状土样或制备土样。
⒊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。
⒋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m2。
五、计算土的密度：计算结果准确到0.01六、本试验应进行两次平行测定，两次测定的差值不得大于0.03g/cm 3，取两次测值的平均值。
《土力学》实验指导及报告书班级姓名学号指导教师华东交通大学土木建筑学院20 年月实验一 含水率实验一、试验目的测定土的含水率： 二、试验方法烘干法，适用于粗粒土、细粒土、有机质土和冻土。
三、本试验所用的主要仪器设备，应符合下列规定：电热烘箱、天平（最小分度值0.01g ）、干燥器、铝盒等。
四、试验操作步骤：⒈取代表性试样15～30g,放入铝盒0m ，立即盖上盒盖，称湿土加盒总质量1m ，精确至0.01g 。
⒉打开盒盖，放入烘箱，在105～110℃的恒温下烘干至恒量。
粘土、粉土烘干时间不得少于8h ，砂土烘干时间不得少于6h 。
含有机质超过干土质量5%的土，应将烘箱温度控制在65～70℃。
⒊将烘干后的试样盖好盒盖放入干燥器内冷却至室温，称干土加盒质量2m 。
五、计算含水率：六、要求：⒈计算准确至0.1%；⒉本试验需进行2次平行测定，取其算术平均值，允许平行差值应符合下表规定。
七、实验报告：土样编号 班 组 试验日期 姓 名w%1000221⨯--=m m m m w实验二 密度实验一、试验目的：测定土在天然状态下单位体积的质量，即天然密度（单位：g/cm3）。
二、试验方法：本试验采用环刀法，适用于细粒土。
一般粘性土，宜采用环刀法 三、主要仪器设备：⒈环刀：内径61.8mm 和79.8mm ，高度20m 。
⒉天平：最小分度值为0.01g 。
⒊其他：切土刀，凡士林等。
四、试验操作步骤：⒈确定环刀的容积V 和质量m1（一般已确实）。
⒉取直径和高度略大于环刀的原状土样或制备土样。
⒊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。
⒋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m2。
五、计算土的密度：计算结果准确到0.01六、本试验应进行两次平行测定，两次测定的差值不得大于0.03g/cm 3，取两次测值的平均值。
一、目的：在于测定土的含水量，与其他试验配合，从而计算土的干容重、稠度、孔隙比、饱和度等；并借以计算地基土的计算强度。
二、原理：（一）含水量为土所含有水分的质量和干土粒质量比，用百分数表示。
（二）试验方法有很多种，如烘干法，酒精燃烧法、炒干法等等。
我们介绍一般采用的烘干法及酒精燃烧法。
1、烘干法是室内常用的方法，其温度能控制。
此法适用于有机物含量不超过土重5%的土，如有机物含量在5—10%间的土，仍采用本法时应在记录中注明。
2、酒精燃烧法是野外勘察和施工控制时采用，是数量不多,且受时间和条件限制时的快速测定方法。
其适用于粘性土及砂土。
三、仪器设备（一）烘干法：烘箱（100—105℃恒温）；（二）酒精燃烧法：酒精（浓度96%以上），滴管、火柴、大头针；其他：天平（秤量100克，感量0.01克）称量盒、削土刀、干燥器等。
四、操作程序（一）烘干法1、选取有代表性的试样约15—30克（砂土少取）置于称量盒中，清除称量盒外边附着的残土，立即加盖称重，准确至0.01克。
2、打开盒盖，放入烘箱。
在温度100—105℃以下烘至恒重，移入干燥器，冷却至室温时取出加盖称重。
准确至0.01克注：在一般情况下使用电热烘箱所需要烘干时间：⑴软湿的肥粘土约12小时；⑵可塑的粘性土约8小时；⑶砂类土约6小时。
3、酒精燃烧法（1）选取有代表性试样（粘性土约15克，砂土约20克）放入称量盒中称重，准确至0.01克。
（2）用滴管将酒精注入试样，充分润湿，直至盒中呈现自由液面为止。
为使酒精与土混合均匀，可将盒底轻轻在桌上敲击，或用大头针将土快凿开。
（3）点着酒精，燃至火焰熄灭，待冷却一分钟左右，重复加酒精点燃（粘土烧三次，砂土烧两次）（4）最后一次火熄后加盖，待冷却到室温时称重，准确至0.01克。
五、计算（一）按下式计算含水量W% %100%0221⨯--=g g g g W 式中：g 1_称量盒加湿土重, 克;g 2_称量盒加干土重, 克;g 0_称量盒重, 克.计算至0.1%.（二）本试验进行二次平行测定,取其算术平均值,以整数(%)表示;如系风干土,以一位小数(%)表示.其平行差值依含水量不同,不得大于下列规定:含水量(%) 允许平行差值(%)5以下 0.340以下 140以上 2一、目的：在于测定土的密度，与其他试验配合，从而计算干密度，孔隙比、饱和度；以及地基的计算强度。
土力学实验指导书一、含水率试验（烘干法）（一）试验目的测量土的含水率，以介绍土的含水情况，就是排序土的孔隙比、液性指数、饱和度和其它物理力学性质不可缺少的一个基本指标。
（二）试验原理含水率充分反映土的状态，含水率的变化将并使土的一系列物理力学性质指标随之而异。
这种影响整体表现在各个方面，例如充分反映在土的甜度方面，并使土沦为柔软的、Bellary的或流动的；充分反映在土内水分的饱和状态程度方面，并使土沦为稍烫、积沙或饱和状态的；充分反映在土的力学性质方面，能够并使土的结构强度减少或增大，密切或结石，形成压缩性及稳定性的变化。
测量含水率的方法存有研磨法、酒精冷却法、炒作干法、微波法等等。
（三）仪器设备1．烘箱：使用温度能够维持在105～110℃的电热烘箱。
2．天平：秤500g，分度值0.01g。
3．其它：干燥器、秤盒等。
（四）操作步骤1．湿土秤：挑选出具备代表性的试样15～20g，放进盒内，立即砌不好盒盖，称出盒与湿土的总质量。
2．烘干冷却：打开盒盖，放入烘箱内，在温度105～110℃下烘干至恒重后，将试样取出，盖好盒盖放入干燥器内冷却，称出盒与干土质量。
烘干时间随土质不同而定，对粘质土不少于8h；砂类土不少于6h。
（五）试验注意事项1．刚刚烘干的土样要等冷却后才称重；2．称重时精确至小数点后二位。
（六）计算公式按下式计算土的含水率：mo―盒质量，g；m?m?m2?100%?1?100%msm2?m0式中：ω―含水率，计算至0.1%m1―盒保鲜土质量，g；m2―盒提干土质量，g；m1－m2―土中水质量，g；m1－mo―干土质量，g含水率试验需进行二次平行试验，其平行差值不得大于2％，取其算术平均值。
（七）试验记录（见到附表3－1）含水率试验记录表（烘干法）附表3－1试验者吴煌峰校核者黄国怡试验日期2021年3月20日盒质量土样盒号编号123124盒保鲜土质盒提干土质量水质量量干土质量含水率（％）mo（g）m1（g）43.3243.13m2（g）38.6338.45m1-m2（g）4.694.68m2-mo（g）15.0514.89单值平均值31.231.331.41223.5823.56二、密度试验（环刀法）（一）试验目的测定土的湿密度，以了解土的疏密和干湿状态，供换算土的其它物理性质指标和工程设计以及控制施工质量之用。
土工试验指导书及实验报告书编者：陈海玉适用课程：土力学土力学与地基基础2012.6土工试验指导书第一章 含水率试验第一节 概述土体含水率（ω）是土的物理性质指标之一。
土体含水率高低与粘性土的强度和压缩具有密切的关系。
土体在各种状态下的含水率是计算其它物理性质指标、测量其它物理状态指标的最基本试验。
第二节 试验原理土样含水率是指土样在105℃至110℃的温度下烘干至恒重时所失去的水分质量与烘干土质量的比值，用百分数表示。
即：%100⨯-=ss m m m ω （1-1） 式中：ω——土样含水率（%）； m ——湿土质量，单位：克（g ）；s m ——烘干土质量，单位：克（g ）。
含水率试验的室内试验方法以烘干法为标准方法。
在野外，如条件不满足可依土的性质和工作条件选用如下试验方法：1． 酒精燃烧法；2． 比重法（适用于砂性土）；3． 实容积法（适用于粘性土）；4． 炒干法（适用于砾质土）。
含水率试验的上述方法在水中还会发生水解适用于无机土（有机质含量低于5%），对于有机质土和有机土，在温度较高时会发生分解，使测得的含水率偏高，从而造成试验误差。
有机质含量超过5%的有机质土和有机土，含石膏和硫酸盐矿物的土，因这些矿物晶体中含结晶水，因此需采用65℃~70℃温度将土烘干至恒重，测量其含水率。
上述各种试验方法都是利用水在加温后逐渐变成水蒸气的性质。
加热一定时间后，在温度不高于110℃时，土中自由水全部变成气体挥发，之后土重不再发生变化，即处于恒重状态。
这时挥发掉的水重s m m m -=ω。
土恒重即认为是干土质量。
对粘性土，s m 实际上是土粒质量与强结合水质量之和，因强结合水需要温度高于120℃才能析出，故将其作为固体颗粒的一部分。
第三节 烘干法测定含水率一、仪器设备烘干法仪器设备主要包括：1．恒温烘箱：一般要求在50℃~200℃范围内能在任一点保持一定恒温范围。
最常用的恒温范围在105℃~110℃，控制温度的精度高于±2℃；2．天平：200g ，感量0.01g 。
常用天平分机械天平和电子天平两类；3．附属设备：铝盒（称量盒）、干燥器、铅丝篮、温度计等。
二、操作步骤烘干法含水率试验操作主要步骤包括：1．取代表性试样15~30g ，对于砾类土，取100g 以上试样。
放入铝盒内，迅速盖好盒盖，称量1m ，准确至0.01g ，称量结果减去铝盒质量0m ，得到湿土质量01m m m -=；2．揭开铝盒盖，将试样和铝盒一起放入恒温烘箱，在温度105℃~110℃下烘至衡重。
在设定温度下烘至恒重所需时间由土类和烘箱构造决定。
一般砂土约需1~2小时，粉土和粉质粘土约6~8小时，粘土约10小时，有机质土用65℃~70℃烘干需48小时以上；3．将烘干后的试样和铝盒取出，盖好铝盒盖后，放入干燥器内冷却至室温后，称铝盒加土质量2m ，准确至0.01g 。
计算干土质量02m m m s -=；4．按下式计算该试样的含水率：%100%1000221⨯--=⨯-=m m m m m m m s s ω （1-2） 5．按前面的步骤进行两次平行试验，当两次测定含水率的差值在允许的范围内时，取其算术平均值作为该土样的含水率。
两次测定的差值允许范围为：含水率低于40%时，不得大于1%；含水率高于40%时，不得大于2%。
本允许范围是对均质土而言，对原状土由于非均质，样筒上下水在重力作用下重新分布使含水率差值增大，可适当放宽平行试验差值允许范围。
三、试验记录试验记录包括土样描述、试验过程说明和记录表格三个主要组成部分。
试样描述内容有：1.土样颜色；2.土样初步定名；3.土质均匀性及是否含有机质等。
试验过程说明通常有：1.取样位置；2.试验方法；3.试验条件（如烘干法试验的温度、时间、试验设备等）。
含水率试验记录表格见表1-1所示。
在填写原始记录表格过程中，要求使用黑色圆珠笔或钢笔填写，特别注意严禁随意涂改试验记录，对于书写错误，用细线杠去错误数字（要能清楚看出错误数字），把正确数字写在旁边，试验人员要签章。
第二章 密度试验第一节 概述土体的密度是土体直接测量所得的物理性质指标之一。
土体密度大小与土的松紧程度、压缩性、抗剪强度等均有密切联系。
土体密度是计算地基自重应力的重要参数。
密度测试还是土体相对密实度等物理指标的测试方法。
单位体积土体质量叫土的密度，定义式为：vm =ρ （2-1） 式中：ρ——土样密度，单位g/cm 3；m ——土样质量，单位g ；V ——土样体积，单位cm 3。
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），用ρ表示。
工程中常用的土体在不同状态下的密度有干密度（d ρ）、饱和密度（sat ρ）、浮密度ρ等。
与密度相对应的常用指标——容重的定义为单位体积土体的重量。
定义式为：g V mg ργ==（2-2） 式中：γ——土样容重，单位3/m kN ，工民建规范称作重度；g ——重力加速度，一般取9.81m/s 2；其余符号同前。
与不同状态下土的密度对应的不同状态土的容重分别记作：干容重d γ、饱和容重sat γ、浮容重γ'。
本章介绍湿密度的实验室测定方法。
第二节 试验原理根据公式（2-1），密度试验方法即包括测定试样体积V 和质量m 。
试验时，将土充满给定容积V的容器，然后称取该体积土的质量m 。
或者反过来，测定一定质量m 的土所占的体积。
前者最常用的有环刀法、灌砂法、灌水法等。
第三节 环刀法一、仪器设备环刀法测试土的密度需要如下设备：1．环刀：内径6.18cm ，高2cm 。
体积定期校正为恒值，常用环刀体积为60cm 3；2．天平：称量200g ，感量0.01g 。
也可用称量1000g ，感量0.1g 的天平。
3．附加设备：切土刀，钢丝锯，凡士林等。
二、操作步骤1．取原状土或制务的扰动土样，整平两端，将环刀内壁涂一薄层凡士林，刃口向下放在土样上，将环刀垂直向下压至约刃口深处，用切土刀（或钢丝锯）将土样切成略大于环刀直径的土柱后，边压边削，直至土样伸出环刀顶部，将两端余土削平；42．用切下的代表性土样测定含水率ω；3．擦净环刀外壁，称环刀加土的质量1m ，准确至0.1g ；4．按下式计算试样密度和干密度：Vm m 01-=ρ （2-3） ωρρ01.01+=d （2-4）式中：ρ——试样密度，单位g/cm 3； d ρ——试样干密度，单位g/cm 3；1m ——环刀加试样质量，单位g ；0m ——环刀质量，单位g ；V ——环刀容积，单位cm 3；ω——试样含水率，单位%。
5．按1至4的步骤进行两次平行测定，其平行差不得大于0.03g/cm 3，取其算术平均值作为试验结果。
三、试验记录环刀法测定土的密度记录格式及成果可参考附表2-1。
第三章 颗粒分析试验（不做）第一节 概述颗粒分析试验是测定干土中各粒组含量占该土总质量的百分数。
土的颗料大小、级配和粒组含量是土的工程分类的重要依据。
土粒大小与土的矿物组成、力学性质、形成环境等均有直接联系。
因此，土的颗料大小是土的重要特征。
颗粒分析试验是土工基本试验之一，其成果的准确性常影响土工建筑物设计方案甚至稳定性。
第二节 试验原理土粒的粒径变化范围非常大（粒径由大于60mm 到小于0.002mm ），故对不同的粒组采用不同的试验方法：粗粒组一般用筛析法，细粒组采用密度计法或移液管法。
不同的试验方法其试验原理也不同。
一、粗粒组筛析法试验原理对于粒径大于0.075mm 的粗粒土，一般采用筛析法分析土的颗粒大小。
筛析法是采用不同孔径的分析筛，由上至下孔径自大到小叠在一起。
试验时，取质量为s m 的干土放入最上的筛里，通过筛析后，得到不同孔径筛上土质量si m ，进而计算出粒组含量和累积含量。
二、粗粒组密度计法试验原理司笃克斯（Stocks ）研究微小球体在水中下沉时，发现球体的运动近似满足如下规律；1．小球体在水中沉降的速率是恒定的；2．小球体沉降速率大小与球体直径d 的平方成正比。
上述规律可用下式表示：()241800d g G G v C w wt s ηρ -=（4-1）式中：d ——颗粒直径，mm ； v ——颗粒沉降速率，cm/s ；C w4ρ——4℃时水的密度，34/0.1cm g C w = ρ；wt G ——水温C T 时水的比重；η——水温C T 时水的动力粘滞系数，s kPa ⋅-210；s G ——土粒比重；g ——重力加速度，2/81.9s m g =。
由式（4-1）知，颗粒比重一定时，颗粒愈大，在水中沉降的速率愈快。
现将一定质量s m 的土与水搅拌成总体积为V 的均匀悬液，然后观察悬液中颗粒下沉情况和悬液浓度的变化。
为研究方便，取距悬液表面为L 的薄层MN 来分析，如图4—1所示。
试验开始时（0=t 时刻），悬液均匀，悬液中自上至下各粒组均匀分布，然后土粒开始下沉，大颗粒下沉比较快，细颗粒下沉比较慢。
设在i t t =时刻，i d d =的颗粒刚好从悬液表面下沉到MN 层，那么该时刻在MN 层中，没有i d d >的颗粒，而d ≤i d 的颗粒浓度与起始时刻(0=t 相同)。
因此，如果我们已知L ，则i d d =颗粒下沉速度为：ii t L v =（4-2） 将（4-2）代入（4-1）得： i i t L k d 1= （4-3）式中：1k ——粒径计算系数()⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=g G G k C w wt s 411800ρη与悬液温度和土粒比重有关，可由图4-6查出。
式（4-3）将测量粒径i d 的问题转化为测定任一时刻i t 及相应落距L 的问题。
在密度计法颗粒分析试验中，不固定L ，而是测量i t 时刻密度计读数i r ，将L 定义为密度计在液面读数i r 至密度计浮泡形心距离i L ，i L 与i r 的关系可通过密度计率定获得。
现在若再算出d ≤i d 的颗粒占总土质量百分含量i P ，问题就解决了。
由于i t t =时刻，距悬液表面为i L 的MN 层中，只有d ≤i d 的颗粒存在，i d d >的颗粒浓度为零，d ≤i d 的颗粒浓度i q 与起始时刻（0=t ）相同。
如果测出i t t =时刻MN 层中d ≤i d 的颗粒浓度i q ，可以算出量筒中d ≤i d 的颗粒质量si m 为：V q m i si ⨯= （4-4）密度计法量测MN 层（密度计形心处）的密度i r ，密度i r 与浓度i q 成正比，见式（4-6）和（4-7）所示。
在移液管法试验中，i t t =时刻，在MN 层中吸取3cm V i 的悬液，烘干后得到土粒质量为si m '，则可计算出i d d <土粒浓度为：i si i V m q /'=。
