土木本_土力学试验指导书及报告书_学生用
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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。
《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。
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。
页眉虫脚可一键删除仅供借鉴土力学实验指导书页眉页脚可一键删除目录士力仅供借鉴学实验的目的 (1)一、颗粒分析试验 (1)[附1一1]筛析法 (1)[附1-2]密度计法(比重计法) (2)二、密度试验(环刀法) (4)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 (12)[附7-1]常水头试验(70型渗透仪) (12)[附7-2]变水头试验(南55型渗透仪) (14)八、固结试验(快速法) (16)九、直接剪切试验 (18)十、相对密度试验 (20)十一、无侧限抗压强度试验 (22)十二、无粘性土休止角试验 (24)十三、三轴压缩试验 (25)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上力学理论的基础上进行的,是配合上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,巩固和提高所学的上力学的理论知识;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《上工试验规程》(SL237-1999)规范编写的。
根据教学大纲要求,安排下列实验项目。
一、颗粒分析试验[附1一1]筛析法(筛分法)(-)试验目的测定干上各粒组占该上总质量的百分数,以便了解上粒的组成情况。
供砂类上的分类、判断上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上的性质,工程上常依据颗粒组成对土进行分类,粗粒上主要是依据颗粒组成进行分类的,细粒上由于矿物成分、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的上粒则用密度计法来测定。
《土力学》实验指导书适用专业:土木工程实验项目一:土的物性实验一、实验目的1、测定土的天然密度,以便了解土的疏密状态与其它实验配合计算土的干密度、孔隙比及饱和度等物理性质指标;2、测定粘性土的液限和塑限从而计算塑性指数和液性指数,评价粘性土地基的容许承载力;并按塑性指数或塑性图进行土的分类。
二、实验设备环刀、天平、切土刀、钢丝锯、玻璃片、凡士林、烘箱、干燥器;铝盒;液、塑限联合测定仪等。
三、实验原理'1、环刀法测土的密度土的密度是单位体积土的质量。
土单位体积中固体颗粒的质量称为土的干密度;土体孔隙中充满水时的单位体积质量称为土的饱和密度;在计算自重应力时,须采用土的重力密度,即重度,是指单位体积土的重量。
ρ=(m2-m1)/V (1-1)式中:ρ——土的湿密度(g/ cm3);m1——环刀的质量(g);m2 ——环刀加土的质量(g)。
v—环刀体积(cm3)ρd=ρ/(1+ (1-2)ρ——土的干密度(g/ cm3);式中:dρ——土的湿密度(g/ cm3);w——土的含水量(%)。
;2、烘干法测土的含水量土的含水量是土中水的质量与干土质量的比值,烘干法是根据加热后水份蒸发的原理,将已知质量的土样放入烘箱内,在100~105℃温度条件下烘干至恒重时,失去的水的质量与干土质量的比值,即是含水量,用百分数表示。
0w = (dm m 0-1)×100 (1-3) 式中:0w —土的含水量(%)0m —湿土的质量(g ) d m —干土的质量(g )含水量实验应进行两次平行测定,两次测定的差值,当含水量小于40%时,不得大于1%,当含水量大于、等于40%时,不得大于2%,取二者的算术平均值。
3、液限、塑限联合测定根据用圆锥仪测得的入土深度与其相应的含水量在双对数坐标上具线性关系的特性,本实验用水电式液、塑限联合测定仪(见图1-1)测得土在不同含水量时的圆锥入土深度,绘制其关系直线图(见图1-2),据入土深度在图上找出该试样的液限和塑限。
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》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。
土力学试验指导书学院:班级:学生学号:学生姓名:指导教师:云南农业大学水利学院实验一流限、塑限试验一、流限的测定土的流性界限(简称流限)是土从塑性状态进行流性状态时的临界含水量。
测定粘性土的流性界限,是为了区别土的种类,供计算塑性指数(I P)、液性指数(I L)。
粘性土分类及计算地基容许承载力之用。
下述方法适用于有机质含量小于5%的土。
1、主要仪器设备(1)锥式流限仪(锥体总重为76克±0.2克,锥体顶角30°,高25毫米,在10毫米处有一环形刻度;)(2)天平(感重0.01克);(3)称量盒、烘箱等。
2、试验步骤(1)取天然湿度的土样(土中若含有较多大于0.5毫米的颗粒及夹杂物时,应将其风干研磨过0.5毫米筛)加洁净水调成糊状。
(2)如土含水量较小或采用风干土进行试验,在加水调匀后用湿布覆盖静置约12小时方可进行试验。
(3)将配好的试样分层填入流限仪的试杯中(填装时勿使土内有气泡)。
用调土刀将多杂土刮去,使其与杯口齐平,土面光滑平整不应有张开裂缝出现;在刮之余土时不得用刀在土面上反复涂。
(4)将流限仪锥体涂一薄层凡士林,放在试样之中心,使锥尖与试样表顼接触,然后松升手指使锥体在其自重下沉入土中。
(5)锥体经约5秒钟沉入试样中深度力10毫米时,证明已达流限(W L )。
(6)从锥体附近取一份10克左右之试样放入称量盒测其含水量。
(7)同一土样做平行试验取其算术平均值。
3、成果整理%100W W W W W 0221⨯--=式中:1W 、2W 、0W 同前。
4、注意的问题(1) 将锥体放在土面上时应避免冲击,以免影响结果。
(2) 一般土拌合后经放置半小时即可进行试验。
(3) 亚砂土试验力求快速装入流限仪中,以防止土壤表面液化。
二、塑跟的测定土的塑限界限(简称塑限)是土从固体状态进行塑性状态时的临界含水量,测定粘性土的望限,足为了区别土的种类。
供计算塑性指数(I P ),液性指数(I L )。
《土力学》试验指导书重庆交心二00八年七月目录前言 (2)实验一土工参数测试综合试验 (3)(一)、土样制备 (3)(二)、含水量试验 (4)(三)、密度试验 (5)(四)、比重试验 (6)(五)、固结试验 (7)(六)、直接剪切试验 (9)实验二颗粒分析试验 (12)实验三液限和塑限试验 (14)3.1搓条法及平衡锥法 (14)3.2液限塑限联合测定法 (16)实验四滲透试验 (18)实验五载荷试验 (20)实验六击实试验 (22)实验七三轴试验 (23)前言本试验指导书适用于土木工程、港口航道与海岸工程、水利水电等专业的本科生、研究生使用。
本试验是《土力学》课程的重要实践教学环节。
该试验指导书包括以下内容:土工参数测试综合试验、颗粒分析试验、液限和塑限试验、滲透试验、击实试验、载荷试验、三轴试验等试验项目,通过上述试验可以让学生熟悉各种仪器设备在试验项目中的使用方法,锻炼学生的试验基本技能,掌握试验内容和试验的基本方法,培养学生的动手能力及综合分析问题和解决问题的能力,使学生知道为什么要做这些试验,试验参数在工程设计和施工中如何应用,为今后的实际工程设计、施工和研究工作奠定了坚实的基础。
本指导书主要依据中华人民共和国行业标准《公路土工试验规程》JTJ051-93和JTGE40-2007,中华人民共和国国家标准《岩土工程勘察规范》GB50021-2001、中华人民共和国行业标准《公路工程地质勘察规范》JTJ 064-98等国家和行业标准,并结合工程实践经验及教材特点编制而成。
由于编者水平有限,若有不当之处,请批评指正。
二00八年七月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。
《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》实验指导书浙江理工大学建筑系2011年6月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。
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。
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2012年3月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:Vm m Vm 12-==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、试验方法及原理含水量试验方法有烘干法、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。
再此仅介绍烘干法。
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; (4)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 ),放入称量盒内,立即盖上盒盖,称盒加湿土质量,准确至0.01g 。
(2)打开盒盖,将试样和盒一起放入烘箱内,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)将烘干后试样和盒从烘箱中取出,盖上盒盖,放入干燥器内冷却到室温。
(4)将试样和盒从干燥器内取出,称盒加干土质量,准确至0.01g 。
3、成果整理 计算含水量:%1000221⨯--=mm m m w 式中 w —含水量(%),精确至0.1%;1m —称量盒加湿土质量(g ); 2m —称量盒加干土质量(g ); 0m —称量盒质量(g )。
含水量试验须进行二次平均测定,每组学生取两次土样测定含水量,取其算术平均值作为最后成果。
但两次试验的平均差值不得大于下列规定:含水量测定的平行差值4含水量的试验记录见土的液、塑限试验中的表格及侧限压缩试验中的表格。
土的液、塑限试验(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。
(二)、试验方法和适用范围1、试验方法土的液、塑限试验:采用液塑限联合测定法; 土的塑限试验:采用搓滚法;土的液限试验:采用碟式仪法。
2、适用范围适用于粒径小于0.5mm 颗粒组成及有机质含量不大于干土质量5%的土。
(三)、液塑限联合测定法试验 1、仪器设备①液塑限联合测定仪:圆锥仪、读数显示;②试样杯:直径40—50mm ,高30—40mm ;③天平:称量200g ,分度值0.01g ;④其他:烘箱、干燥器、铝盒、调土刀、孔径0.5mm 的筛、凡士林等。
2、操作步骤液限、塑限联合试验,原则上采用天然含水量的土样制备试样,但也允许采用风干土制备试样。
(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。
把空铝盒的质量m 0称出,并记录盒盖号(盒盖和盒身应同号)。
(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)。
(4)、调节零点,使读数屏幕上的零线与光学微分尺影像零线重合,按下“手”(即手动)按钮,使仪器处于备用状态。
(5)、转动升降座,待试样杯上升到土面刚好与圆锥仪锥尖接触时,“接触”灯亮,按“手动复位”按钮,圆锥仪自由下落,历时5秒,当读数绿灯亮时,立即从读数屏幕上读出圆锥仪下沉深度。
(6)、把升降座降下,细心取出试样杯,剔除锥尖处含有凡士林的土,取出锥体附近的试样不少于10g 放入称量铝盒内,称量得质量m 1,并记下盒号,测定含水率。
(7)、将称量过的铝盒,放入烘箱;在105℃~110℃的温度下烘至恒量,取出土样盒放入玻璃干燥皿内冷却,称干土的质量m 2。
(8)、重复2~7条的步骤,测试三种含水率土样的圆锥入土深度和含水率(圆锥入土深度宜为3~4mm ,7~9mm ,15~17mm )。
3、计算与制图(1) 计算含水量: %1000221⨯--==m m m m m m w sw(2)绘制圆锥下沉深度h 与含水量w 的关系曲线以含水量为横坐标,圆锥下沉深度为纵坐标,在双对数纸上绘制h~w 的关系曲线。
如图所示。
①三点连一条直线。
②当三点不在一直线上,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 处查得相应的含水量,当两个含水量的差值小于2%,应以该两点含水量的平均值与高含水量的点连成一线。
③当两个含水量的差值大于或等于2%时,应补做试验。
(3)确定液限、塑限在圆锥下沉深度h 与含水量w 关系图上,查得下沉深度为10mm 所对应的含水量为液限w L ;查得下沉深度为2mm 所对应的含水量为塑限w P ,以百分数表示,取整数。
(4)计算塑性指数和液性指数塑性指数: P L P w w I -= 液性指数: PPL I w w I -=(5)按规范规定确定土的名称4、本试验记录格式详见实验报告。
击实试验(一)、试验目的:击实试验的目的就是测定试样在一定击实次数下或某种压实功能下的含水率与干密度之间的关系,从而确定土的最大干密度和最优含水率,为施工控制填土密度提供设计依据。
(二)、试验分类:击实试验分轻型击实试验和重型击实试验两种方法。
轻型击实试验适用于粒径小于5mm 的粘性土,其单位体积击实功约为592.2 kJ/m 3;重型击实试验适用于粒径不大于20 mm 的土,其单位体积击实功约为2684.9 kJ/m 3。
(三)、试验方法 1.仪器设备(1)击实仪,有轻型击实仪和重型击实仪两类,由击实筒、击锤和导筒等主要部件的尺寸应符合下表的规定;(2)天平:称量200g ,台秤:称量10 kg ;标准筛:孔径为20mm 、40mm 和5mm ;推土器; 其他:如喷雾器、盛土容器、修土刀及碎土设备等。
2.操作步骤(1)取一定量的代表性风干土样,对于轻型击实试验为20kg ,对于重型击实试验为50 kg 。
(2)将风干土样碾碎后过5mm 的筛(轻型击实试验)或过20mm 的筛(重型击实试验),将筛下的土样拌匀,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,加水湿润制备不少于五个含水率的试样,含水率依次相差为2%,且其中有两个含水率大于塑限,两个含水率小于塑限,一个含水率接近塑限。
按下式计算制备试样所需的加水量:式中:m w ——所需的加水量(g );w 0——风干含水率(%);m 0——风干含水率w 0时土样的质量(g ); w ——要求达到的含水率(%)。
(4)将试样2.5kg (轻型击实试验)或5.0kg (重型击实试验)平铺于不吸水的平板上,按预定含水)(01.001.0100w w w w m m -⨯+=率用喷雾器喷洒所需的加水量,充分搅和并分别装人塑料袋中静置 24h 。
(5)将击实筒固定在底座上,装好护筒,并在击实筒内壁涂一薄层润滑油,将搅和的试样2~5k g 分层装入击实筒内。
对于轻型击实试验,分三层,每层25击;对于重型击实试验,分五层,每层56击,两层接触土面应刨毛,击实完成后,超出击实筒顶的试样高度应小于6mm 。
(6)取下导筒,用刀修平超出击实简顶部和底部的试样,擦净击实筒外壁,称击实筒与试样的总质量,准确至1g ,并计算试样的湿密度。
(7)用推土器将试样从击实筒中推出,从试样中心处取两份一定量土料(轻型击实试验15~30g ,重型击实试验50~100g )测定土的含水率,两份土样的含水率的差值应不大于1%。
3.试验数据及成果整理 (1)按下式计算干密度:式中:ρd ——干密度(g/cm 3),准确至 0.01 g/cm 3;ρ——密度(g/cm 3); w ——含水率(%)。