土力学界限含水率试验(实验二)讲解

土工实验报告学院：姓名（学号）：实验内容：界限含水率测定实验日期：指导老师：（一）试验目的与要求掌握光电液、塑限联合测定仪测定界限含水率的方法，测定细粒土的塑、液限，划分土类、计算塑性指数，供设计、施工使用。

各含水率测定按照SL237-003-1999《含水率试验》的烘干法进行。

（二）试验原理液限是土由可塑状态过渡到流动状态的界限含水量，而塑限是土从塑性状态转变成半固体状态的界限含水量。

土随含水量由小变大，分别由固体状态向半固体状态，可塑状态和流动状态过度，而抗剪强度亦由大逐渐变小。

把一定重量的圆锥体放入土中，由于土的抗剪强度，圆锥体在自重作用下只能下沉一定的深度。

经过反复试验，用圆锥体测定不同含水量的下沉深度，证明在双对数坐标上含水量与下沉深度成线性关系。

（三）引用标准GB/T15406-94《土工仪器的基本参数及通用技术条件》第一篇：室内土工仪器。

SL113-95《光电式液塑限联合测定仪校验方法》。

SL237-003-1999《含水率试验》。

SL237-004-1999《密度试验》。

（四）适用范围本实验适用于粒径小于0.5mm及有机质含量不大于总质量5%的土。

（五）主要仪器设备1. 光电液、塑限联合测定仪，如下图：2. 天平：称量200g，感量0.01g。

（六）实验步骤1. 试样制备（1）采用天然含水量试样或风干试样，当试样中含有粒径大于0.5mm的土粒和杂物时，过0.5mm筛。

（2）取0.5筛下的代表性试样20g，分成三份，放入盛土皿中，加不同数量的水，制成不同稠度的的试样。

三个试样的含水量尽量分别接近于液限、塑限和二者之间的中间状态，将试样调匀，用保鲜膜包裹，湿润过夜。

2. 将制备的样品搅拌均匀，填入试样杯中，对较干的试样应充分搓揉，密实地填入试样杯中（分三层压实），填满后用刮刀刮平表面。

3. 调节联合测定仪的调平底脚螺丝，使水平气泡在圆心位置。

4. 将试样杯放在联合测定仪的升降座上，在圆锥上涂一层凡士林，接通电源，使电磁铁吸住圆锥体。

界限含水率试验3页界限含水率试验（Liquid Limit Test）是土工测试中常用的一种试验方法，在确定土壤的物理和工程性能方面具有重要意义。

实验通常采用Casagrande设备，操作简便可靠，常用于土壤的塑性限度和土工指标的测定。

本文将主要介绍界限含水率试验所需的设备、试验方法、结果分析等。

实验设备1. Casagrande设备：由框架、分析棒、调节螺丝、滑动杆、撞击捣实棒、计时器等组成。

2. 20g可以测量的塑性指数量筒、塑性指数划线器、洗瓶、试管架、玛瑙平面玻璃板等。

实验方法1. 除去土壤中的杂物和减小土壤颗粒的大小后，取约100g的土壤样品，加入约5ml 左右的蒸馏水，在平板上用平滑的平板将土壤与水充分混合均匀，制成一定湿度的泥状土样。

2. 将泥状土样放入Casagrande设备的试验杯中。

打开调节螺丝将分配器调节到初始位置。

用滑动杆调整试验杯高度，使试样与撞击棒轻轻接触。

3. 用撞击捣实棒每次将撞击器下降10mm，并在重力作用下撞击土样。

每次撞击后转动试验杯并用划线器划一道细线于土样的中心线上，如果细线能够同步闭合，则表示细线刚好穿过土样，否则再进行零点调整再次调整。

4. 重复以上步骤，不断增加螺钉的下落高度，以便最终确认土样的塑性极限，当五次中有三次细线能在10mm以上闭合时，可确定该土样的塑性极限作为界限含水量WLL。

5. 测量土样在标准状态下（W=0）与测试结束时的重量，计算出土样的含水量，并可按公式求出有机质含量、塑性限、液限等指标。

实验结果分析1. 界限含水率与土壤类型、物理、化学性质密切相关，表征了土壤的塑性极限。

2. 当所测定的水份比界限含水率高时，土壤呈流态，反之则表现为半液态，土壤的衰减特性较好。

3. 界限含水率可用于确定土壤的压缩系数、稠化特性和动力学特性等土壤组成参数。

4. 界限含水率和液限共同表征了土壤的稠度和液态容限，是土壤工程的重要参数。

综上所述，界限含水率试验是土工工程中重要的试验方法，通过测定土样的含水量和撞击法测定土样的流态特性，有效表征了土壤的物理化学参数，是研究土壤工程性能和工程结构设计中不可或缺的重要方法。

土的界限含水率试验方法一、引言土壤的含水率是指单位质量土壤中所含水分的质量占比，它是土壤工程中一个重要的参数。

准确测定土壤的含水率对于土壤的工程设计和施工至关重要。

本文将介绍一种常用的土的界限含水率试验方法。

二、试验原理土壤的界限含水率试验是通过测定土壤的干重、湿重和水重来计算土壤的含水率。

具体步骤如下：1. 取一定量的土壤样品，并记录其湿重；2. 将土壤样品放入烘箱中加热烘干，直到土壤完全干燥，然后记录其干重；3. 将干燥后的土壤样品放入容器中并加入一定量的水，使其充分浸泡，并记录其湿重；4. 将浸泡后的土壤样品取出，用纸巾等吸干表面水分，然后记录其水重。

三、试验步骤1. 准备工作：a. 准备所需的土壤样品，保证样品的代表性；b. 准备天平、烘箱和容器等试验设备；c. 校准天平的零点。

2. 取样：a. 在待测土壤区域选择合适的取样点，并使用铲子或取土器取得土壤样品；b. 根据试验要求，将土壤样品分成适量的试验容器中。

3. 湿重测定：a. 使用天平，称取试验容器中土壤样品的湿重，并记录下来。

4. 干重测定：a. 将湿重的土壤样品放入预热好的烘箱中，设置适当的温度和烘烤时间；b. 烘烤完全干燥的土壤样品取出，使用天平称重，记录下土壤样品的干重。

5. 加水和湿重测定：a. 将烘干后的土壤样品放入容器中，加入一定量的水，使其充分浸泡；b. 取出浸泡后的土壤样品，用纸巾等吸干表面水分；c. 使用天平称取试验容器中土壤样品的湿重，并记录下来。

6. 计算含水率：a. 根据湿重、干重和水重的数据，计算土壤的含水率；b. 含水率的计算公式为：含水率 = (湿重 - 干重) / (干重 - 水重)。

四、注意事项1. 取样时要保证样品的代表性，避免人为因素对试验结果产生影响；2. 在烘干土壤样品时，要注意控制烘烤的温度和时间，避免过度烘干导致试验结果不准确；3. 在加水浸泡土壤样品时，要保证土壤充分吸水，并在取出后用纸巾等吸干表面水分，以避免因外部水分对试验结果的干扰。

二、界限含水率实验（液限、塑限联合测定法）（一）实验目的测定粘性土的液限L ω和塑限P ω，并由此计算塑性指数Ip 。

（二）实验原理液限、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 所对应得含水率即为液限，查得圆锥下沉深度2mm 所对应的含水率即为塑限。

（三）实验设备1．液塑限联合测定仪：（如附图1）有电磁吸锥、测读装置、升降支座等，圆锥质量76g ，锥角30°，试样杯等；2．天平：称量200g ，分度值0.01g ；3．其它：调土刀、不锈钢杯、凡士林、称量盒、烘箱等。

（四）操作步骤1．土样制备：当采用风干土样时，取通过0.5mm 筛的代表性土样约200g ，分成三份，分别放入不锈钢杯中，加入不同数量的水，然后按下沉深度约为4～5mm ，9～11mm ，15～17mm 范围制备不同稠度的试样（对于高岭土，含水率分别约为50%，75％，90％）。

2．装土入杯：将制备的试样调拌均匀，填入试样杯中，填满后用刮土刀刮平表面，然后将试样杯放在联合测定仪的升降座上。

3．接通电源：在圆锥仪锥尖上涂抹一薄层凡士林，接通电源，使电磁铁吸住圆锥。

4．测读深度：调整升降座，使锥尖刚好与试样面接触，切断电源使电磁铁失磁，圆锥仪在自重下沉入试样，经5秒钟后测读圆锥下沉深度。

5．测含水率：取出试样杯，测定试样的含水率。

重复以上步骤，测定另两个试样的圆锥下沉深度和含水率。

（五）实验注意事项1．土样分层装杯时，注意土中不能留有空隙。

2．每种含水率设三个测点，取平均值作为这种含水率所对应土的圆锥入土深度，如三点下沉深度相差太大，则必须重新调试土样。

（六）计算公式1．计算各试样的含水率：100wsm m ω=⨯ 式中符号意义与含水率实验相同。

试验二界限含水率试验（液塑限联合测定试验）土的界限含水量与土的机械组成、矿物成分、活动性、吸附水的表面电荷强度以及颗粒比面积有关，所以根据界限含水量可以反映土的某些物理特性。

一．试验原理用联合测定仪测定土在不同含水量时圆锥入土的深度，根据含水量和对应的入土深度之间的关系在双对数坐标纸上绘出直线。

在直线上查得圆锥入土深度为20mm时的相应含水量为液限Lω—p h曲线，查出塑限时入土深度p h，求出塑限Pω。

ω，然后根据L二．适用范围测定土的液限和塑限是为了划分土类、计算天然稠度、塑性指数、液性指数，以供公路工程设计和施工之用。

本试验适用于粒径不大于0.5mm，有机质含量不大于试样总质量5%的土。

三．仪器设备1．LP-100型液塑限联合测定仪，锥质量100g，锥角30°。

2．盛土杯：直径5cm，深4～5cm。

3．天平：称量200g，感量0.01g。

4．其他：筛（孔径0.5mm），调土刀，调土皿，铝盒，研钵（附带橡皮头的研杵或橡皮板，木碾），烘箱、干燥器，吸管，凡士林，蒸馏水等。

四．试验步骤1．取具有代表性的天然含水量或风干土样进行试验。

土中若含有大于0.5mm的土粒或杂物时，应将风干土用带橡皮头的研杵研碎，过0.5mm筛。

2．取0.5mm筛下的代表性土样200g左右，分开放入三个盛土皿中，加入不同数量的蒸馏水，土样的含水量分别控制在液限（a点）、略大于塑限（c点）和二者的中间状态（b 点）。

用调土刀调匀，盖上湿布，放置18小时以上。

测定a点的锥入深度应为20（±0.2）mm，测定c点的锥入深度时粘性土应控制在5mm以下，而对于砂类土，测定c点的锥入深度可大于5mm。

3．将制备好的土样充分搅拌均匀，分层装入土杯，用力压密使空气逸出。

对于较干的土样，应先充分揉搓，用调土刀反复压实。

试杯装满后，刮成与杯边齐平。

4．在圆锥仪锥尖上涂少许凡士林，将装好土样的试杯放在联合测定仪的升降座上，转动升降旋钮，待锥尖与土样表面刚好接触时停止升降，然后按动落锥开关，测记经过5s锥的入土深度h1。

四、土的压缩实验（一）实验目的测定试样在侧限与轴向排水条件下的压缩变形△ h 和荷载 P 的关系， 以便计算土的压缩系数 a v 、压缩指数 C C 和压缩模量 Es 等压缩性指标。

（二）实验原理土的压缩性主要是由于孔隙体积减少而引起的。

在饱和土中， 水具有流动性， 在外力作用下沿着土中孔隙排出， 从而引起土体积减少而发生压缩， 实验时由于金属环刀及刚性护环所限，土样在压力作用下只能在竖向产生压缩，而不可能产生侧向变形，故称为侧限压缩。

（三）仪器设备1．固结仪：仪器如图 1 所示，仪器结构示意图如图 2 所示。

试样面积30/50cm 2，高 2cm 。

2．量表：量程 10mm ，最小分度 0.01mm 。

3．其它：刮土刀、电子天平、秒表。

（四）操作步骤（ 1）切取试样：用环刀切取原状土样或制备所需状态的扰动土样。

（ 2）测定试样密度和含水量：根据环刀中土样的质量和体积计算初始密度，取削下的余土测定含水率。

（ 3）安放试样：将带有环刀的试样安放在压缩容器的护环内，并在容器内顺次放上底板、湿润的滤纸和透水石各一，然后放入加压导环和传压板。

（ 4）检查设备：检查加压设备是否灵敏，调整杠杆使之水平。

（ 5）安装量表：将装好试样的压缩容器放在加压台的正中，将传压钢珠与加压横梁的凹穴 相连接。

然后装上量表，调节量表杆头使其可伸长的长度不小于 8mm ，并检查量表是否灵活和垂直（在教学实验中，学生应先练习量表读数） 。

（6）施加预压： 为确保压缩仪各部位接触良好，施加 1kPa 的预压荷重， 然后调整量表读数至零处。

（7）加压观测： 1）荷重等级一般为50、 100、200、 400kPa 。

2）如系饱和试样，应在施加第一级荷重后，立即向压缩容器注满水。

如系非饱和试样，需用湿棉纱围住加压盖板四周，避免水分蒸发。

3）压缩稳定标准规定为每级荷重下压缩24 小时，或量表读数每小时变化不大于0.005mm认为稳定（教学实验可另行假定稳定时间） 。

界限含水率试验报告一、试验目的。

本次试验旨在确定土壤的界限含水率，即土壤含水量达到一定值时，土壤呈现塑性状态和非塑性状态的临界含水量。

二、试验原理。

界限含水率是指土壤含水量达到一定数值时，土壤呈现塑性状态和非塑性状态的临界含水量。

在试验中，首先需要将土壤样品加入适量水分，然后进行搅拌和振实，直至土壤呈现塑性状态或非塑性状态。

通过测定土壤的含水量和塑性指数，可以确定土壤的界限含水率。

三、试验方法。

1. 取一定质量的土壤样品，将其加入试验容器中。

2. 逐渐加入适量的水分，搅拌均匀，直至土壤呈现塑性状态或非塑性状态。

3. 测定土壤的含水量，并计算塑性指数。

4. 重复以上步骤，直至得到至少3组数据。

5. 根据试验数据，确定土壤的界限含水率。

四、试验结果。

经过多次试验和数据处理，得出土壤的界限含水率为XX%。

五、试验分析。

通过试验结果分析，可以得出土壤的界限含水率对土壤的工程性质具有重要影响。

当土壤含水量低于界限含水率时，土壤呈现非塑性状态，易产生裂缝和变形；当土壤含水量高于界限含水率时，土壤呈现塑性状态，易发生流变和变形。

因此，合理控制土壤的含水量对工程建设具有重要意义。

六、结论。

本次试验确定了土壤的界限含水率为XX%，为工程建设提供了重要的参考依据。

在工程实践中，应根据土壤的具体特性和工程要求，合理控制土壤的含水量，以确保工程质量和安全。

七、试验总结。

界限含水率试验是土壤工程中重要的试验之一，通过本次试验，加深了对土壤含水特性的认识，为工程实践提供了重要的参考依据。

在今后的工程实践中，将进一步加强对土壤含水特性的研究，不断提高工程建设的质量和安全水平。

八、参考文献。

1.《土壤力学与基础工程》。

2.《土壤力学试验方法》。

以上为界限含水率试验报告内容，供参考。

土的界限含水率试验记录一、实验目的：确定土壤的界限含水率，即液态限度（LL）和塑性限度（PL），并计算塑性指数（PI）。

二、实验原理：液态限度（LL）是指土壤在特定条件下完全饱和的含水量，塑性限度（PL）是指土壤变得塑性足够以便能做为可成形的材料时的含水量。

塑性指数（PI）则是从LL和PL的差值计算得到的。

三、实验步骤及记录：1.取一定量的土壤样品，并将其晾干至恒重。

2.准备一个砂盘，并在盘底部贴上滤纸以防止土壤失水。

3.将晾干土壤样品分为若干小份，每份质量约为30克。

称取并记录每一小份样品的质量。

4.将每一小份样品放入一个塑料容器中，并加入足够的水搅拌至土壤完全饱和。

5.将饱和土壤样品从容器中取出，排除多余的水分。

6.将饱和土壤样品放入砂盘中，进行手工操作，以使土壤分散，形成均匀的泥浆状。

7.将手工操作的土壤样品放入称重瓶中，并记录称重瓶的质量。

8.将装有泥浆状土壤的称重瓶放入干燥室中，在温度为105摄氏度下烘烤至恒重。

恒重时取出并记录称重瓶的质量。

实验数据记录如下：试样编号干质量（g）饱和质量（g）瓶质量（g）屏幕前1 30.5 33.2 43.72 30.2 33.0 43.93 30.4 33.0 44.1四、结果计算与分析：根据实验数据，可以计算液态限度（LL）和塑性限度（PL）的值。

1.计算液态限度（LL）：LL=（饱和质量-干质量）/（干质量）×100液态限度（LL）的计算结果为：LL=（33.0-30.2）/（30.2）×100=9.27%2.计算塑性限度（PL）：PL=（干瓶质量-瓶质量）/（干质量）×100塑性限度（PL）的计算结果为：PL=（43.9-43.7）/（30.2）×100=0.66%3.计算塑性指数（PI）：PI=LL-PL塑性指数（PI）的计算结果为：PI=9.27%-0.66%=8.61%根据上述计算结果，我们可以得出该土壤样品的液态限度（LL）为9.27%，塑性限度（PL）为0.66%，塑性指数（PI）为8.61%。

界限含水率试验（液、塑限联合测定法）一、目的细粒土由于含水率不同，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率，塑限是细粒土呈可塑状态的下限含水率。

本试验是测定细粒土的液限和塑限含水率，用作计算土的塑性指标和液性指数，以划分土的工程类别和确定土的状态。

二、试验方法1、含水率：采用烘干法测定。

将土在105℃～110℃下烘至恒量，所失去的水质量与干土质量的比值，即为土的含水率，用百分比表示。

2、液、塑限：采用液、塑限联合测定法测定。

用光电式液限、塑限联合测定仪（见图1-1）测定土在三种不同含水率时的圆锥入土深度，在双对数坐标纸上绘成圆锥入土深度与含水率的关系直线。

在直线上查得圆锥入土深度为17mm（水利规范、土工试验方法国标GB/T50123－1999）或10mm（建筑地基基础设计规范）处相应含水率为液限，入土深度为2mm处的相应含水率为塑限。

三、仪器设备1、光电式液限、塑限联合测定仪（图1－1），由装有透明光学微分尺的圆锥仪、电磁铁、显示屏、控制开关和试样杯组成。

圆锥质量76克，锥角30度，光学微分尺精确分度为0.1mm。

试样杯：内径不小于40mm，杯高不小于30mm。

2、天平，称量200g，最小分度值0.01g。

3、其它：烘箱、铝盒、调土刀、刮土刀、蒸馏水滴瓶、凡士林等。

四、试验步骤1、本次试验原则上应采用天然含水率的土样进行，也允许用风干土制备土样，土样过0.5mm筛后，喷洒配制一定含水率的土样，然后装入密闭玻璃广口瓶内，润湿一昼夜备用（土样制备工作实验室已预先做好）。

2、将已制备好的土样取出，放在搪瓷碗中加水或电吹风吹干并调匀后，密实地装入试样杯中（土中不能有孔洞），高出试样杯口的余土，用刮土刀刮平，随即将试样杯放在升降底座上。

3、接通电源，按下“开”按钮，把装有透明光学微分尺的圆锥仪，在锥体上抹以薄层凡士林，使电磁铁吸稳固锥仪。

并使光学微分尺垂直于光轴（可从屏幕上观察，刻度线清晰，并在屏幕居中位置）。

实验2:土的界限含水率实验2：土的界限含水率实验目的：掌握界限含水率试验方法和塑性指数、液性指数的计算，并能利用界限含水率指标进行土的分类和定名，判断天然土的状态。

基本原理：细粒土由于含水率的不同，分别处于流动状态、可塑状态、半固体状态和固体状态。

液限是细粒土呈流动状态与可塑状态分界处的含水率(记作ωL)塑限是细粒土呈可塑态状与半固体状态分界处的含水率(记作ωp)缩限是细粒土呈半固体状态与固体状态分界处的含水率(记作ωs)仪器设备：（a ）圆锥仪：由锥身、手柄、平衡装置三部分组成，锥身由不锈钢制成，锥角为30°，见图4—2所示；（b ）天平：称量200g ，最小分度值0.01g ；（c ）其它工具：调土刀，调土碗，0.5mm 孔筛，凡士林，含水率试验全套设备等。

实验步骤：（a ）制备试样：取代表性天然土或风干土过0.5mm 的孔筛，过筛后取约250g ，放入调土皿中，加纯净水调成均匀浓糊状，将拌和均匀的土样密封于保湿缸中静置24小时；（b ）放锥：将试样用调土刀调匀，密实地填入试杯中，不得在杯口反复涂抹，将刮平的试杯放在杯座上，至锥尖刚好与土面接触时，放松手指，使其锥体在自重状态下沉入土中；（c ）读数：经15s 后观看锥尖入土深度，若锥体入土深度刚好为10mm 时，表示土的含水率适为液限，如不符合上述要求应重新调试土膏；（d ）测含水率：将所测得的合格试样，挖去有凡士林的部分，取锥体附近试样迅速放入铝盒内测定其含水率，此含水率既为液限；（e ）此试验需进行两次平行试验，当两次测定的液限含水率差值小于2％时，取平均值作为该土样的液限。

注意事项：当土条搓至直径3mm 同时出现横向裂纹时，该土条的含水率定义为塑限。

若土条直径达到3mm 而未出现裂纹，表明试样含水率高于塑限；若土条直径大于3mm 即出现裂纹时，表明该试样的含水率低于塑限，出现上述两种情况需重新试验；思考题：1为何不能随意将平衡锥放入土中?2放锥后土面发生什么样的变化?。