土力学的八大试验

土力学的八大试验

实验一 土的含水率试验

（一）、试验目的

土的含水率指土在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，试验的目的：测定土的含水率。

（二）、试验方法适用范围

1、烘干法：室内试验的标准方法，一般粘性土都可以采用。

2、酒精燃烧法：适用于快速简易测定细粒土的含水率。

3、比重法：适用于砂类土。

（三）、烘干法试验 1、仪器设备 ①烘箱：采用电热烘箱；②天平：称量200g,分度值0.01g；③其他：干燥器，称量盒。 2、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m0的称量盒内，立即盖上盒盖，称湿土加盒总质量m1，精确

至0.01g.

（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m2为，精确至0.01g。

3、计算含水率：按下式计算 4、要求：（1）计算准确至0.1%；（2）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。

含水率（%）小于1010—40大于40

允许平行差值

（%） 0.5 1.0 2.0

5、本试验记录格式详见报告

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

一般粘性土，宜采用环刀法

易破碎，难以切削的土，可采用蜡封法

对于砂土与砂砾土，可用现场的灌砂法或灌水法。

（三）、环刀法的试验

1、仪器设备

①符合规定要求的环刀；②精度为0.01g的天平；③其他：切土刀，

凡士林等。

2、操作步骤

（1）测出环刀的容积V，在天平上称环刀质量m1。

（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

m2 3、计算土的密度：按下式计算

4、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.

5、本试验记录格式详见实验报告

实验三 土的颗粒大小分析试验

（一）、试验目的

颗粒大小分析试验是测定干土中各种粒组所占该土总质量的百分数，

借以明确颗粒大小分布情况，供土的分类与概略判断土的工程性质及选

料之用。

（二）试验方法与适用范围

1、筛析法：适用于粒径大于0.075mm的土。

2、密度计法：适用于粒径小于0.075mm的土。

3、移液管法：适用于粒径小于0.075mm的土。

4、若土中粗细兼有，则联合使用筛析法及密度计法或移液管法。

（三）、筛分法实验

1、 仪器设备：（1）符合GB6003——85的要求的试验筛。粗筛：圆孔，孔径为

60mm、40mm、20mm、10mm、5mm、2mm；细筛：孔径为2.0、1.0、

0.5、0.25、0.1、0.075mm。

（2）、天平：称量1000g与称量200g。

（3）、台秤：称量5kg.。

（4）、振筛机：应符合GB9909——88的技术条件。

（5）、其他：烘箱、研钵、瓷盘、毛刷、木碾等。

2、操作步骤（无粘性土的筛分法）

（1）从风干、松散的土样中，用四分法按下列规定取出代表性试

样：

1 粒径小于2mm颗粒的土取100g——300g

2 最大粒径小于10mm的土取300g——1000g

3 最大粒径小于20mm的土取1000g——2000g

4 最大粒径小于40mm的土取2000g——4000g

5 最大粒径小于60mm的土取4000g以上。

称量准确至0.1g；当试样质量多于500g时，准确至1g。

（2）将试样过2mm细筛，分别称出筛上和筛下土质量。

（3）取2mm筛上试样倒入依次叠好的粗筛的最上层筛中；取2mm筛

下试样倒入依次叠好的最上层筛中，进行筛析。细筛宜放在振筛机上震

摇，震摇时间一般为10——15min。

（3）由最大孔径筛开始，顺序将各筛取下，在白纸上用手轻叩摇

晃，如仍有土粒漏下，应继续轻叩摇晃，至无土粒漏下为止。漏下的土

粒应全部放入下级筛内。并将留在各筛上的试样分别称量，准确至

0.1g。

（4）各细筛上及底盘内土质量总和与筛前所取2mm筛下土质量之差

不得大于1%；各粗筛上及2mm筛下的土质量总和与试样质量之差不得

大于1%。

注：若2mm筛下的土，小于试样总质量的10%，则可省略细筛筛析；

若2mm筛上的土，小于试样总质量的10%，则可省略粗筛筛析。

3、计算与制图

（1） 计算小于某粒径的试样质量占试样总质量的百分数：

式中：X——小于某粒径的试样质量占试样总质量的百分数；

mA——小于某粒径的试样质量，g；

mB——当细筛分析时或用密度计法分析时所取试样质量（粗筛分

析时则为试样总质量），g；

dx——粒径小于2mm或粒径小于0.075mm的试样质量占总质量的百分数，如试样中无大于2mm粒径或无小于0.075mm的粒径，在计算粗

筛分析时则dx＝100%。

（2）绘制颗粒大小分布曲线。以小于某粒径的试样质量占总质量的

百分数为纵坐标，以粒径在对数横坐标上进行绘制（详见教材）。然后

求出各粒组的颗粒质量的百分数。

（3）计算级配指标

1 不均匀系数：

② 曲率系数

实验四 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）当采用天然含水量的土样时，应剔除大于0.5mm的颗粒，然后分

别按接近液限、塑限和二者之间状态制备不同稠度的土膏，静置湿润。

静置时间可视原含水量的大小而定。当采用风干土样时，取过0.5mm筛

的代表性土样约200g，分成3份，分别放入3个盛土皿中，加入不同数量的纯水，使分别接近液限、塑限和二者中间状态的含水量，调成均匀土

膏，然后放入密封的保湿缸中，静置24小时。

（2）将制备好的土膏用调土刀调拌均匀，密实地填入试样杯中，应

使空气逸出。高出试样杯的余土用刮土刀刮平，随即将试样杯放在仪器

底座上。

（3）取圆锥仪，在锥体上涂以薄层凡士林，接通电源，使电磁铁吸

稳圆锥仪。

（4）调节屏幕准线，使初读数为零。调节升降座，使圆锥仪锥角接

触试样面，指示灯亮时圆锥在自重下沉入试样内，经5秒后立即测读圆

锥下沉深度。

（5）取下试样杯，然后从杯中取10g以上的试样2个，按实训一方法

测定含水率。

（6）按以上（2）——（5）的步骤，测试其余2个试样的圆锥下沉深

度和含水率。

3、计算与制图

（1） 计算含水量：

（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17mm所对

应的含水量为液限wL；查得下沉深度为2mm所对应的含水量为塑限

wP，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： 液性指数：

（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

实验五 土的击实试

（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）、试验仪器设备

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：mw——土样所需加水质量，g；

m——风干含水率时的土样质量，g；

wo——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。