土工試驗分析報告

精心整理精心整理土工試驗指導(dǎo)書及試驗報告實驗一含水量、密度、相對密度測定A實驗要求（1）由實驗室提供擾動土樣，或由學(xué)生現(xiàn)場取樣,要求學(xué)生測定該土樣的含水量、密度和相對密度；（2）根據(jù)實驗結(jié)果要求學(xué)生確定該土的孔隙比（e）孔隙率（n）、飽和度（S）、干土密度（pr廠d）和飽和密度（psat）等物理指標(biāo)；（3）觀察原狀土樣。B實驗方法一、含水量試驗I=j

l==l土的含水量是土在100°C~105°I=j

l==l本試驗釆用烘干法或酒精燃燒法，烘干法為室內(nèi)試驗的標(biāo)準(zhǔn)方法。（一）儀器設(shè)備：1、恒溫電烘箱精心整理2、3、2、3、4、5、天平（感量0.01g）稱量盒（又叫烘土盒）干燥器（用無水氯化鈣作干燥劑）（二）試驗步驟：I三」|==|I三」|==|I三」|==|1、選取有代表性的試樣不少于20g（砂土或不均勻的土應(yīng)不少于50g），酒精燃燒法的試樣大約5~6g放入稱量盒內(nèi)立即蓋緊，稱稱量盒和濕土質(zhì)量（m/并準(zhǔn)確至0?01g。I三」|==|I三」|==|I三」|==|1=1|==|IIIIII2、打開稱量盒，放入電烘箱中在100°C~105°C溫度下烘至恒重。（烘干時間一般自溫度達(dá)到100C-105C1=1|==|IIIIIII三」l==iI三」|==|3、從干燥器中取出稱量盒，稱取稱量盒加干土的質(zhì)量（m2I三」l==iI三」|==|4、本試驗須進(jìn)行二次平行測定。（三）計算：按下式計算含水量：W（%）=（m1-m2）/（m2-m3）X100%計算至0.1%式中：m1-m2試樣中所含水的質(zhì)量；3333四I三」

l==i允許平行差值（%）12"3^稱量盒中的濕試樣質(zhì)量稱取后由實驗室負(fù)責(zé)烘干，同學(xué)們在24小時以后抽時間來實驗室稱干試樣的質(zhì)量。密度試驗單位體積土的質(zhì)量稱為土的密度。密度的測定，對一般粘性土采用環(huán)刀法，如試樣易碎或難以切削成有規(guī)則的形狀時可采用蠟封法、灌水法和灌砂法等。本次試驗采用▲、\=]l==i!=J[==1!=J[Hi環(huán)刀法。（一）儀器設(shè)備:1、環(huán)刀（內(nèi)徑60~80mm,高20mm,壁厚1.5~2.0mm）精心整理精心整理實驗二液限和塑限的測定實驗二液限和塑限的測定2、天平（稱量500g以上，感量0?1g）3、直口削土刀、凡士林等。（二）試驗步驟：1、取原狀土或按工程需要制備的重塑土，用切土刀整平其上下兩端（或用鋤頭平整土面），將環(huán)刀內(nèi)壁涂一薄層凡士林，刃口向下放在土樣整平的土面上。2、用切土刀將土樣上部修削成略大于環(huán)刀口徑的土柱，然后將環(huán)刀垂直均勻下壓，邊壓邊削,至土樣伸出環(huán)刀上口為止，削去環(huán)刀兩端余土并修平土面使與環(huán)刀口平齊。3、擦凈環(huán)刀外壁，稱環(huán)刀加土的質(zhì)量（m1）,準(zhǔn)確至0?1g。4、記錄環(huán)刀加土的質(zhì)量（m/、環(huán)刀號數(shù)以及環(huán)刀的質(zhì)量（m2）和環(huán)刀的體積（V）。5、本試驗須進(jìn)行二次平行測定。（三）計算：p=（m1—m2）/Vg/cm3式中：m±環(huán)刀加土的質(zhì)量，gm2環(huán)刀的質(zhì)量，gV環(huán)刀的體積，cm3；（四）有關(guān)問題的說明：1、用環(huán)刀切試樣時，環(huán)刀應(yīng)垂直均勻下壓，防止精心整理環(huán)刀內(nèi)試樣結(jié)構(gòu)被擾動。2、夏天室溫很高，為了防止稱質(zhì)量時試樣中水份被蒸發(fā)，影響試驗結(jié)果，宜用塊玻璃片蓋住環(huán)刀上、下口稱取質(zhì)量、但計算時必須扣除玻璃片的質(zhì)量。3、每組做兩次平行測定，平行差值不得大于0.03g/cm3，取算術(shù)平均值作為最后結(jié)果。試驗報告含水量試驗

(酒精燃燒法)工程名稱：試驗者:試樣編號：計算者:試驗日期：校核者:稱量盒號稱量盒質(zhì)量叫(g)盒+濕土質(zhì)量叫(g)盒+干土質(zhì)量m2(g)水質(zhì)量叫_叫(g)干土質(zhì)量叫_m0(g)含水量W%平均值W%備注密度試驗工程名稱：試驗者:試樣編號：計算者:試驗日期：校核者:環(huán)刀編號環(huán)刀質(zhì)量(g)試樣體積V(cm3)試樣與環(huán)刀總質(zhì)量(g)試樣質(zhì)量(g)濕密度(g/cm3)干密度(g/cm3)平均密度(g/cm3)備注注：密度在1?6~2?2g/cm3之間粘性土由于含水量不同，分別處于流動狀態(tài)、可塑狀態(tài)、半固體狀態(tài)和固體狀態(tài)。液限是粘性土的可塑狀態(tài)與流動狀態(tài)的界限含水量。塑限是粘性土的可塑狀態(tài)與半固體狀態(tài)的界限含水量。l=JU=il=J|==|A實驗要求1、由實驗室提供經(jīng)過調(diào)拌浸潤處理后的土樣，要求學(xué)生測定該土的液限和塑限。2、根據(jù)實驗資料確定該土的類別和天然綢度狀態(tài)。3、參觀液限、塑限聯(lián)合測定儀。4、在試驗過程中注意觀察粘性土在不同含水量時土的物理狀態(tài)的變化情況。B實驗方法聯(lián)合測定法（一）（一）基本原理：如果在平衡圓錐儀上加一能精確測量圓錐入土深度的顯示裝置，并利用電磁吸力代替手工提放圓錐，（圓錐儀的重量和錐角不變）然后，我們仿照液限試驗方法可以測出同一種土的試樣在不同含水量時的錐體沉入深度。同時仍用搓條法測定塑限。通過大量的試驗數(shù)據(jù)分析，發(fā)現(xiàn)含水量與沉入深度在雙對數(shù)坐標(biāo)上具有良好的直線關(guān)系，而且用搓條法得|=Jl==l|=Jl==l|=J1==1|=Jl==l|=Jl==l精心整理到的塑限，基本上落在這條直線的相當(dāng)于圓錐沉入深度2mm的附近。這就是聯(lián)合測定法的理論基礎(chǔ)。下面介紹具體方法。（二）試驗方法：l=J■'|==|儀器采用電磁式平衡圓錐儀，其他儀器設(shè)備和土樣制備方法均與常規(guī)液限試驗相同。試驗時將試樣調(diào)成三種不同含水量，分別裝入試杯內(nèi)用電磁式圓錐儀測得三個不同錐體沉入深度。為了提高試驗精度,上述三個不同深度，最好控制在5~12mm之間，其間隔以2~3mml=J■'|==|l=J■'|==|將測定的三個含水量及相應(yīng)的三個深度點(diǎn)繪在雙對數(shù)坐標(biāo)紙上，聯(lián)三點(diǎn)繪一直線，（如各測點(diǎn)不能聯(lián)成直線，可繪一視測的平均直線，但各測點(diǎn)與平均直線上對應(yīng)點(diǎn)的含水量之差不得超過1%）。將直線延l=J■'|==|在直線上取沉入深度為10mm和2mm的兩點(diǎn)，此兩點(diǎn)對應(yīng)的含水量即分別為液限（wp和塑限（W）四、聯(lián)合測定方法（二）p本試驗的目的用液塑限聯(lián)合測定儀聯(lián)合測定土的液限和塑限，其基本方法是：分別調(diào)制三種不同含水間和液限附近。應(yīng)用液塑限聯(lián)合測定儀測得錐體三個不同的入土深度h，在雙對數(shù)坐標(biāo)的h~W關(guān)系圖量的土樣，它們的含水量分別控制在液限、塑限之l=J|==|l=J量的土樣，它們的含水量分別控制在液限、塑限之l=J|==|l=J|==|精心整理上描三點(diǎn)，將三點(diǎn)連成一直線，在h~W圖上查與h=20mm所對應(yīng)的含水量W,即為所求的液限W］。然后由W值在h~W】關(guān)系圖上查得相應(yīng)的h值，lplp再根據(jù)h值在h~W圖上查得與h相對應(yīng)的W值,pp即為所求的塑限W。P（一）儀器設(shè)備：I三」

I三」

l==l0.1g，錐角30°±0?2°。I三」

l==l2、天平：稱量200g，感量I三」

l==lI三」

l==l3、I三」

l==l（二）試驗步驟：1、取有代表性的天然含水量或風(fēng)干土樣進(jìn)行試驗。如土中含有大于0.5mm的顆?；驃A雜物較多時，可采用風(fēng)干土樣，用帶橡皮頭研杵研碎或用木棒在橡皮板上壓碎土塊。試樣必須反復(fù)研碎過篩，直至將可研碎的土塊全部通過0.5mm的篩為止。取篩下土樣用三皿法或一皿法進(jìn)行制樣：l=Jl==lIII①三皿法：用篩下土樣200g左右分開放入三個盛土皿中，用吸管加入不同數(shù)量的蒸餾水或自來水，土樣含水量分別控制在液限、塑限以上和它們的中間狀態(tài)附近。用調(diào)土刀調(diào)勻，蓋l=Jl==lIII精心整理上濕布，放置18h以上。I=JU=i②一皿法：取篩下土樣100gI=JU=i分搓揉用調(diào)土刀反復(fù)壓實。試杯裝滿后，刮成與杯口平齊。2、接通電源，調(diào)平機(jī)身、打開開關(guān)，提上錐體（此時數(shù)碼顯示應(yīng)為零）。錐頭上涂上少許凡士林。將裝好土樣的試杯放在升降座上，轉(zhuǎn)動升降旋鈕，試杯徐徐上升，土樣表面和錐尖剛好接觸時，指示燈亮，停止轉(zhuǎn)動旋鈕，錐體立刻自行下沉，8秒鐘自動停止下落，數(shù)碼管上顯示錐入深度。記錄讀數(shù)片。按動復(fù)位按鈕，錐體復(fù)位，讀數(shù)顯示為零。3、改變錐尖與土體接觸位置（錐尖兩次錐入位置距離不小于1cm）；重復(fù)步驟二，得錐尖深度h2。h*、h2允許誤差為0?5mm，否則應(yīng)重作。212

精心整理?。ァ2平均值作為該點(diǎn)的錐入深度ho4、去掉錐尖入土處的凡士林，取10g以上的土樣兩個，分別放入稱量盒內(nèi)，稱重（準(zhǔn)確至0.01g），測定其含水量W]、w2（計算到0.1%）o計算含水量平均值Wo5、重復(fù)第二至四步驟，對其他兩個含水量土樣進(jìn)行試驗，測其錐入深度忽然含水量。（三）成果整理l=J

l==lI三」

l==ll=jl==l1、在雙對數(shù)坐標(biāo)紙上，以含水量l=J

l==lI三」

l==ll=jl==ll=j

l==l2、在h~W圖上，查得縱坐標(biāo)入土深度h=20mm所對應(yīng)的橫坐標(biāo)的含水量l=j

l==lWi。3、根據(jù)液限Wl，通過液限與塑限時入土深度的關(guān)系曲線，查得h，再由圖求出入土深度為h時所對應(yīng)的含水量，即為該土樣的塑限W。查W]~h關(guān)系圖時，須先通過簡易鑒別法（若為砂土則搓不成條或能搓成大于2.5mm的土條，手摸濕土有砂感，無干強(qiáng)度或甚微，無韌性等。詳件見《公路土工試驗規(guī)程》把砂性土和非砂性土區(qū)別開精心整理精心整理精心整理精心整理coco來，再按這兩大組分別采用相應(yīng)的Wl~h關(guān)系曲lp線。對于非砂性土，用雙曲線確定h值；對砂性p土，則用組合曲線(由雙曲線和正交三次多項式曲線做配成，C預(yù)習(xí)問題1、什么是液限、塑限？測定土的液限和塑限有什么用處？2、什么是液性指數(shù)？液性指數(shù)的大小反映什么問題？3、要知道某種粘性土的天然稠度狀態(tài)必須要做哪幾個試驗？試驗二試驗報告試樣號水分質(zhì)量(g)干土質(zhì)量(g)含水pIL(%)3樣的塑限。co._2?在h~W圖上,查得縱坐標(biāo)入土深度h=20mm所對應(yīng)的橫坐標(biāo)的含水量W,即為該土樣的液限。(0圓錐入土深度h與含水量關(guān)系圖實驗三壓縮試驗土的壓縮是土體在荷重作用下產(chǎn)生變形的過程。壓縮試驗的目的是測定試樣在側(cè)限與軸向排水條件下的變形和壓力或孔隙比和壓力的關(guān)系曲線。并根據(jù)孔隙比和壓力關(guān)系曲線（e~p曲線）計算出壓縮系數(shù)和壓縮模量等土的壓縮性指標(biāo)，以使判斷土的壓縮性和計算基礎(chǔ)沉降時用。此外由飽和粘性土的壓縮試驗也可得到在某一壓力下變形與時間的關(guān)系曲線，從而估算土的固結(jié)系數(shù)和滲透系數(shù)。壓縮試驗通常只用于粘性土,由于砂土的壓縮性較壓縮試驗通常只用于粘性土,由于砂土的壓縮性較小，且壓縮過程需要也很短，故一般不在實驗室里進(jìn)行砂土的壓縮試驗。壓縮試驗可根據(jù)工程要求用原狀土或制備成所需要狀態(tài)的擾動土。可釆用常速法或快速法。本試驗主要釆用非飽和的擾動土樣、并按常速法步驟進(jìn)行，但為了能在實驗課的規(guī)定時間內(nèi)完成試驗，所以要適當(dāng)縮短加荷間隔（具體時間間隔由教師決定）。A實驗要求（1）實驗室提供土樣一塊，要求學(xué)生在側(cè)限壓縮儀中測定土的壓縮性，繪制該土的壓縮曲線@~卩曲線）。（2）求出a12和Es12?并判斷該土樣的壓縮性。（3）仔細(xì)觀察土變形與時間關(guān)系這一重要特征。（可精心整理以繪制出每一級荷載作用下的S~t曲線）B實驗方法粘性土的壓縮試驗。（一）儀器設(shè)備1、2、1、2、3、4、百分表：量程10mm,精度0.01mm；I三」I三」|==|（二）試驗步驟1、由實驗室提供制備好的擾動土樣一個。l=J|==|2、從壓縮儀容器中取出環(huán)刀，按容重試驗方法切取試樣，并取土留作測含水量。如系原狀土樣、切土的方向應(yīng)與天然地層中的上下方向一致。稱環(huán)刀和試樣合重，扣除環(huán)刀重后即得濕試樣重（g）l=J|==|l=j|==|3、用切取試樣時修下的土測定含水量（w），l=j|==|4、在壓縮儀容器底座內(nèi)，放置一塊略大于環(huán)刀的潔凈而濕潤的透水石，將切取的試樣連同環(huán)刀一起（注意：刀口向下）放在透水石上，再在試樣上按圖依次放上護(hù)環(huán)以及與試樣面積相同的潔凈而濕潤的透水石、傳壓活塞和鋼珠。安裝好后待用。5、檢查加壓設(shè)備是否靈活。然后平衡加壓部分（此

精心整理項工作由實驗室代做）。6、將安裝好的壓縮儀容器放在框架內(nèi)橫梁下，使橫梁與球柱接觸后，插入活塞桿，再裝上百分表使其接觸活塞桿頂面，并調(diào)節(jié)其伸長距離不小于8mm（注意檢查百分表是否靈活和垂直）。讀百分表讀數(shù)（為初讀數(shù)R）后即可進(jìn)行試驗。7、輕輕施加第一級荷載0.05Mpa，并開動秒表,開始計時；8、可按下列時間測記讀數(shù)：15、1、2、10、20、60、120、23小時直至試樣沉降穩(wěn)定為止。穩(wěn)定的標(biāo)準(zhǔn)為百分表讀數(shù)每小時變化不超過0?01mm。因時間關(guān)系可按教師指定的時間讀數(shù)。讀數(shù)精確到0.01mm；9、記下穩(wěn)定讀數(shù)后，用同樣的方法施加第二、一、四、五級荷載（分別為0?1Mpa、0?2Mpa、0?3Mpa、0?4Mpa），記錄各級壓力下試樣變形穩(wěn)定的百分表讀數(shù)（R、R、R、R、R）；=J10、試驗結(jié)束后，必須先卸除百分表，然后卸掉砝碼，升起加壓框，移出壓縮儀容器，取出試樣等各部件。最后擦洗干凈儀器設(shè)備。=J（三）成果整理1、按下式計算試驗前孔隙比ee0=Gs（1+W0）Pw/P0-1精心整理式中：G土粒比重SpW水的密度，一般所取=1gcm3W：試驗開始時試樣的含水量%p0試驗開始時試樣的密度，g/cm32、計算試樣在任一級壓力P作用下變形穩(wěn)定后的試樣總變形量，S.1S.=R?一S?11ie式中：R.試樣在任一級壓力P.作用下變形穩(wěn)定l=J■'|==|后的試樣總變形量l=J■'|==|S.各級荷載下儀器變形量（mm）ie3、按下式計算各級壓力下試樣變形穩(wěn)定時的孔隙比e.ei=eo_Si/ho（1+eo）式中：S.試樣在任一級壓力P作用下變形穩(wěn)定后的試樣總變形量e0試樣在試驗前的孔隙比h0試樣在試驗前的初始高度4、以P為橫坐標(biāo)，e為縱坐標(biāo)，繪制壓縮曲線（e~p曲線）5、計算壓縮系數(shù)a1-2a1-2=（ei_e2）/（P2_P1）（四）有關(guān)問題說明：l=J|==|1、試樣的土粒比重、含水量、密度由實驗室測l=J|==|精心整理定后提供。2、試驗前練習(xí)百分表的讀數(shù)方法，防止讀數(shù)錯誤而無法獲得試驗結(jié)果。3、每組做一個試樣，每人獨(dú)立完成試驗報告，不得抄襲，可以相互校核。C指示和建議1、預(yù)習(xí)時建議到實驗室詳細(xì)了解側(cè)限壓縮儀和加力設(shè)備的構(gòu)造。2、繪制壓縮曲線時，注意選用適當(dāng)?shù)谋壤?主要是縱坐標(biāo))。D預(yù)習(xí)問題1、做壓縮試驗的目的是什么？聯(lián)系具體工程問題去思考。試驗報告工程名稱：試驗者:試樣編號：計算者:試驗日期：校核者試驗后試樣面含水量W(%)A(mm2密度(g/cm3))試樣起

始高度h0(mm)精心整理精心整理精心整理精心整理土粒比重試樣起始孔隙比e0垂直荷載（Mpa）0.10.20.30.4初讀數(shù)（百分表）192~■T07總變形量（mm）儀器變形量（mm）、*.、土、?^試才樣總變形量（mm）驗結(jié)—束后試樣孔隙比e.11~2級內(nèi)的壓縮系數(shù)ai-2壓力范圍壓縮曲線成果ee---p壓縮曲線IBIB實驗四剪切試驗IBIB剪切試驗的目的是測定土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)，即土的內(nèi)摩擦角卩和粘聚力CoID目前測定抗剪強(qiáng)度的方法和相應(yīng)的儀器種類很多，現(xiàn)將常用的幾種簡述如下：IDID1、直接剪切試驗：它是一種測定土抗剪強(qiáng)度的一種常用方法。通常采用四個試樣，在直接剪切儀上分別在不同的垂直壓力P下，施加水平剪切力,試樣在規(guī)定的受剪面上進(jìn)行剪切，求得土樣破壞ID精心整理IIDi時的剪應(yīng)力Tf,然后繪制剪應(yīng)力Tf和垂直壓力P的關(guān)系曲線即抗剪強(qiáng)度曲線。直接剪切儀又分為應(yīng)變控制式和應(yīng)力控制式。本次實驗是用應(yīng)變控制式直剪儀進(jìn)行快剪試驗。IIDiiiJ2、三軸剪切試驗：通常用3~4個圓柱形試樣，分別在三軸剪力儀上施加不同的恒定周圍壓力（即小主應(yīng)力。3），然后再施加軸向壓力［即主應(yīng)力差iiJIDID（a1-a3）］,使土樣中的剪應(yīng)力逐漸增大，直至試樣剪切破壞。然后根據(jù)摩爾一庫侖理論求得該土的抗剪強(qiáng)度曲線。IDIDA試驗要求IDIDID1、由學(xué)生取土制備土樣，要求用快剪法在直接剪切儀中測定該土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)，內(nèi)摩擦角?和粘聚力C。IDIDIDID2、參觀三軸剪力儀。IDB試驗方法IDID應(yīng)變控制式直剪儀快剪法。IDID（一）儀器設(shè)備：ID1、應(yīng)變控制式直剪儀；IDi=jl==i2、百分表：量程10mm；精度i=jl==i3、切試樣的用具等。IDID應(yīng)變控制式直接剪切儀，它的主要特點(diǎn)是剪切力（水平力）是通過轉(zhuǎn)動手輪，使軸向前移動IDID精心整理精心整理精心整理精心整理ID而推動底座施加給下盒，剪力的數(shù)值是利用測力環(huán)測出（測力環(huán)是一個鋼環(huán)，事先已知每單位變形時所受的壓力，故在試驗時用百分表測得測力環(huán)徑向變形數(shù)值即可算出所受的應(yīng)力值）。本儀器對粘性土和砂性土均適用。ID（二）試驗步驟：1、試樣制備：根據(jù)工程需要，從原狀土或制備成所需狀態(tài)的擾動土中用環(huán)刀切四個試樣。如系原狀土樣，切試樣方向應(yīng)與土在天然地層中的上下方向一致。為了檢驗四個試樣土質(zhì)的不均勻性,應(yīng)分別測定四個試樣的密度和含水量。四個試樣的密度差值不宜大于0.03g/cm3。（本次試驗中，此項檢驗工作省略）ID]ID2、在下剪切盒內(nèi)順次放入透水石和蠟紙（或塑料紙），然后用插銷將上、下剪切盒固定好。ID]IDID]ID]3、將帶試樣的環(huán)刀刃口向上，對準(zhǔn)剪切盒口,將試樣從環(huán)刀內(nèi)推入剪切盒中,順次放上蠟紙和透水石各一。然后放上活塞、鋼球、裝上垂直加壓設(shè)備（暫勿加砝碼）。ID]ID]4、在測力環(huán)上安裝百分表。百分表的測桿應(yīng)平行于測力環(huán)受力的直徑方向,調(diào)整百分表使其指針在某一整數(shù)上（即長針指零，并作為起始零讀數(shù)）。

5、慢慢轉(zhuǎn)動手輪，至上剪切盒支腿與測力環(huán)鋼球之間恰好接觸時（即測力環(huán)中百分表指針剛開始觸動時）為止。6、在試樣上施加垂直荷載。按第一個試樣上應(yīng)加的垂直壓力（0?1Mpa）施加垂直荷載。IIJ]i7、拔出固定插銷。開動秒表，同時以每分鐘3~12轉(zhuǎn)的速度均勻地轉(zhuǎn)動手輪，進(jìn)行剪切。當(dāng)測力環(huán)中百分表指針不再前進(jìn)而出現(xiàn)后退或剪切變形量達(dá)試樣直徑的1/15~1/10時，認(rèn)為試樣已經(jīng)剪損，記錄百分表指針最大讀數(shù)IIJ]iIIJ]i（代表峰值抗剪強(qiáng)度），用0.01mm作單位，IIJ]i估讀至0?001mm。（即百分表上大度盤的格做單位，估讀至0.1格）。8、反轉(zhuǎn)手輪，卸除垂直荷載和加壓設(shè)備，取出已剪損的試樣，刷凈剪切盒，裝入第二個試樣。9、第二、三、四個試樣分別施加0?2、03、0?4Mpa垂直壓力后按同樣步驟進(jìn)行試驗。（三）成果整理ID1、計算每個試樣在一定的垂直壓力下的抗剪強(qiáng)度（Tf）:IDTf=CR式中：R該試樣在剪損時的百分表最大讀精心整理數(shù)（單位：