1、土力學(xué)與基礎(chǔ)工程8土工實驗1土 工 實 驗土力學(xué)與基礎(chǔ)工程8土工實驗2土力學(xué)與基礎(chǔ)工程8土工實驗3土力學(xué)與基礎(chǔ)工程8土工實驗4土力學(xué)與基礎(chǔ)工程8土工實驗5一、重度試驗一、重度試驗土的容重是指土的單位體積重量。試驗的目的是測定土的容重，以便了解土的疏密和干濕狀態(tài)，供換算土的其它物理力學(xué)指標和工程設(shè)計之用。試驗的方法有環(huán)刀法、臘封法，灌砂法和灌水法等，本試驗介紹環(huán)刀法。 土力學(xué)與基礎(chǔ)工程8土工實驗6儀器設(shè)備1.環(huán)刀：內(nèi)徑61.8mm，高20mm，壁厚1.52mm；2.天平(感量0.1g)；3.其他：修土刀、鋼絲鋸、玻璃板及圓玻璃片等。土力學(xué)與基礎(chǔ)工程8土工實驗7操作步驟 1.按工程需要取原狀土或制

2、備所需狀態(tài)的擾動土樣，土樣的直徑和高度應(yīng)大于環(huán)刀，整平其兩端放在玻璃板上。2.將環(huán)刀的刀口向下放在土面上，然后將環(huán)刀垂直下壓，邊壓邊切削，至土樣上端伸出環(huán)刀為止。削去兩端余土修平，兩端蓋上平滑的圓玻璃片，以免水分蒸發(fā)。 3.擦凈壞刀外壁，稱環(huán)刀加土的重量，準確至0.1g。土力學(xué)與基礎(chǔ)工程8土工實驗8計算容重 式中重度，gcm3； v環(huán)刀的體積，cm3 g1環(huán)刀加土的重量，g； g2環(huán)刀的重量，g； 計算至0.01gcm3。 并做好實驗記錄 .8921vgg土力學(xué)與基礎(chǔ)工程8土工實驗9二、含水量試驗二、含水量試驗土的含水量是土在溫度100105c下烘到恒重時所失去的水分重量與達到恒重后干土重量的

3、比值，以百分數(shù)表示。試驗的目的是測定土的含水量，以了解土的含水情況，供計算土的孔隙比、液性指數(shù)、飽和度，和其他物理力學(xué)性質(zhì)指標一樣，是土的不可缺少的一個基本指標。試驗的方法有烘干法、酒精燃燒法以及炒干法等。本試驗介紹烘干法。土力學(xué)與基礎(chǔ)工程8土工實驗10儀器設(shè)備 1.烘箱：保持溫度100105c的自動控制的電熱恒溫烘箱，還可采用沸水烘箱和紅外線烘箱；2.分析天平(感量0.01g)，3.干燥器：通常用附有氧化鈣干燥劑的玻璃干燥缸；4.其他：鋁質(zhì)稱量盒或玻璃稱量瓶、削土刀、匙、玻璃板或盛土容器等。土力學(xué)與基礎(chǔ)工程8土工實驗11操作步驟 1.從原狀或擾動土樣中，選取具有代表性的試樣約15g至30g(

4、砂土應(yīng)多取些)放在稱量盒中。立即蓋好盒蓋，稱重，準確001g。 2.打開盒蓋，放入烘箱中在溫度100一105c下烘至恒重，然后取出蓋好盒蓋，放在干燥器內(nèi)冷卻至室溫。 3.從干燥器內(nèi)取出土樣，稱重，準確至0.01g. 土力學(xué)與基礎(chǔ)工程8土工實驗12計算含水量 式中 含水量，； g1稱量盒加濕土重，g; g2稱量盒加干土重，g； g0稱量盒重， g；可根據(jù)盒的號碼從重量表中查得。 本試驗需進行兩次平行測定，取其算術(shù)平均值。 并做好實驗記錄%1000221gggg土力學(xué)與基礎(chǔ)工程8土工實驗13三、液限試驗三、液限試驗液限試驗也叫流限試驗。液限是指粘性土的可塑狀態(tài)和流動狀態(tài)的界限含水量。試驗的目的是測

5、定土的液限時含水量，用以計算土的塑性指數(shù)和液性指數(shù)，作為粘土類土的分類以及估計地基土承載力等的一個依據(jù)。試驗的方法有電動落錐法、手提落錐法和手搖落碟式的液限儀試驗法。本試驗介紹手提落錐法。土力學(xué)與基礎(chǔ)工程8土工實驗14儀器設(shè)備儀器設(shè)備1錐式液限儀，總重為76g、帶有平衡裝置的液限儀(錐體為30，高為25mm)；有機玻璃制成的試杯(直徑不小于4cm，高度不小于2cm)；硬木或金屬制成的平穩(wěn)底座。 2分析天平(感量為001g)。 3，烘箱，干燥器(用氯化鈣為干燥劑)。 4其他：鋁稱量盒、調(diào)土刀、小刀、毛玻璃板、滴管、吹風機，孔徑為05mm的標準篩、研缽、潤滑油、蒸餾水等設(shè)備材料。錐式液限儀土力學(xué)與

6、基礎(chǔ)工程8土工實驗15操作步驟 1.應(yīng)盡可能選用具有代表性的天然含水量的土樣來定。若土中含有大于0.5mm的顆粒較多或夾有多量的雜物以及由于條件限制只能采用風干土時，應(yīng)將土樣風干研碎過0.5mm的標準篩方可試驗。2.取出足夠的原狀試樣放在毛玻璃上攪拌均勻(或放在調(diào)土皿中攪拌均勻)或采用風干并篩過的土樣放在調(diào)土皿中用蒸餾水浸水泡制，靜置一晝夜后拌勻。3.取出拌勻的土樣分層裝入試杯中，并注意土中不能留有隙，裝滿試杯刮去余土使與杯口平齊。不得用刀在土面上反復(fù)涂沫。4.在液限儀錐尖上抹薄層潤滑油，提住錐體上端手柄，使錐尖正好接觸試樣表面，松開手指，使錐體自由沉入土中，約在15秒鐘左右沉入深度恰到錐尖環(huán)

7、狀刻度線，即10mm(如超過或低于10mm，應(yīng)將土樣全部取出，挖去有潤滑油部分，放在毛玻璃板上邊調(diào)拌邊風干或適當加水重新拌和)，此時土的含水量為液限含水量。取出錐體，用調(diào)土刀取錐孔附近土樣約10-15g，測定其含水量。土力學(xué)與基礎(chǔ)工程8土工實驗16計算土的液限 式中l(wèi)液限，； gl濕土加稱量盒重，g； g2-干土加稱量盒重，g； g0稱量盒重，g； 計算至0.1。試驗需進行兩次平行測定，取其平均值，其平行差值一般不得大于2%。 注：目前生產(chǎn)單位使用的液限儀是手提式76克帶有平衡裝置的液限儀，為了克服操作上誤差，有些單位改用電磁裝置來代替手工操作。 %1000221ggggl土力學(xué)與基礎(chǔ)工程8土

8、工實驗17四、塑限試驗四、塑限試驗塑限是指粘性土可塑狀態(tài)與半固體狀態(tài)的界限含水量。試驗的目的是測定土的塑限，并與液限試驗結(jié)合計算土的塑性指數(shù)和液性指數(shù)，作為粘性土的分類以及估計地基土承載力的一個依據(jù)。試驗的方法采用搓條法。土力學(xué)與基礎(chǔ)工程8土工實驗18儀器設(shè)備 1.毛玻璃板(25x 25x 5cm或50x 75x5cm 左右)；2.直徑等于3mm長為10cm左右的鋼絲；3.其他：天平(感量0.010.001g)、烘箱、干燥器、鋁稱量盒、調(diào)土刀、調(diào)土皿、滴管、吹風機、蒸餾水等。土力學(xué)與基礎(chǔ)工程8土工實驗19操作步驟 l.將原狀土或人工制備的擾動土(顆粒小于05mm，有機質(zhì)含量不超過5的粘性土)或

9、從液限試驗制備好的試樣中取出30g左右適當吹干或風干，調(diào)制成不粘手的土團。2.將捏成手指大小的土團(球形、橢圓形)放在干燥清潔的毛玻璃板上用手掌適當加壓滾動。搓條時以手掌均勻施加壓力，不得無壓滾動，土條長度不宜超出手掌寬度，并在任何情況下不容許產(chǎn)生土條中空現(xiàn)象。3.若土條滾搓到3mm直徑時，表面產(chǎn)生許多龜裂同時開始斷裂，這時土的含水量就是塑限。將合格的土條迅速裝入鋁稱量盒，隨即蓋緊盒蓋，接著進行第二個土條和第三個土條搓滾試驗，直至收集35g土條時(約3個土條)，立即稱重，然后放入烘箱內(nèi)在100105c恒溫下烘干直至恒重。稱重并計算土的塑限含水量。4.如果搓滾的土條至3mm直徑時，仍未產(chǎn)生龜裂和

10、斷裂，則表示試樣的含水量已低于塑限。類似上述情況，應(yīng)重新進行試驗。土力學(xué)與基礎(chǔ)工程8土工實驗20計算土的塑限 式中 塑限%； g1稱量盒加濕土重，g； g2稱量盒加干土重，g； 并做試驗記錄%1000221ggggpp土力學(xué)與基礎(chǔ)工程8土工實驗21五、壓五、壓 縮縮 試試 驗驗地基土在外荷載作用下，水和空氣逐漸被擠出，土的骨架顆粒相互擠緊，因而引起土層的壓縮變形。試驗的目的，是測定土的壓縮系數(shù)用以計算壓縮模量、固結(jié)系數(shù)，估算滲透和控制建筑物的沉降量。試驗的方法，有一般的壓縮試驗和快速壓縮試驗。土力學(xué)與基礎(chǔ)工程8土工實驗22儀器設(shè)備 1.壓縮儀：見圖，環(huán)刀內(nèi)徑61.8mm，面積30cm2，高2c

11、m；2.杠桿加壓設(shè)備：力比1：10；3.天平：感量001g及 0.1g；4.測微表：最大量距10mm； 精度0.o1mm；5.其他：秒表、烘箱、修土刀、鋼絲鋸，稱量盒、大稱量盒、 薄濾紙和凡士林等。土力學(xué)與基礎(chǔ)工程8土工實驗23操作步驟 1.按工程需要，取原狀土或制備成所需狀態(tài)的擾動土，整平土樣兩端。在環(huán)刀內(nèi)壁抹一薄層凡士林，刀口向下，放在土樣上。2.用修土刀(或鋼絲鋸)將土樣修成略大于環(huán)刀直徑的土柱。將環(huán)刀垂直下壓，若為軟土可一直壓下去，否則應(yīng)邊修，至土樣凸出環(huán)刀為止。然后修去兩端的余土，將其刮平，并以直尺檢查其兩端是否平整，兩面蓋上玻璃片，擦凈環(huán)刀外壁。 注意：刮平環(huán)刀兩端時，不得用刀往復(fù)

12、涂抹，以免土面孔隙堵塞，或使土面析水； 切得土樣的四周應(yīng)與壞刀密合，且保持完整，如不合要求時，應(yīng)重取。3.在固結(jié)容器的底板上順次放上潔凈面濕潤的透水石和濾紙各一，再借提環(huán)螺絲將護環(huán)放在容器內(nèi)。4.將切好試樣的環(huán)刀，刀口向上放在護環(huán)內(nèi)，在試樣上置潔凈而濕潤的濾紙和透水石備一，最后放下導(dǎo)環(huán)和傳壓活塞。5.檢查加壓設(shè)備是否靈敏，利用平衡砣調(diào)整杠桿至水平位置。6.將裝好試樣的壓縮儀放在加壓臺的正中，使傳壓活塞的凹部上的鋼球與加壓橫梁上的小孔密合，然后裝上測微表，并調(diào)節(jié)其距離不小于8mm的量程，檢查測微表是否靈活和垂直。土力學(xué)與基礎(chǔ)工程8土工實驗24操作步驟 7.用加壓設(shè)備，在試樣上加荷約至0.01kg

13、cm2,使壓縮儀內(nèi)各部分接觸妥貼，此后調(diào)整測微表的讀數(shù)至某一整數(shù)。 8.記下測微表讀數(shù)，加第一級荷重。并在加上砝碼的同時，開動秒表。加重時，將砝碼輕輕放在砝碼盤上避免沖擊和搖晃。第一級荷重的大小視土的狀態(tài)或工程要求而定，一般可采用0.125、0.25、或0.5kgcm2。 注：原狀土的第一級荷重，除軟粘土外，也可按天然荷重施加。9.如系飽和試樣，則于加第一級荷重5分鐘后，向容器內(nèi)注水，使試樣在水下進行試驗。如系不飽和試樣，則用濕棉花圍在傳壓活塞及透水石四周，以保持試樣的原有含水量。如在地下水位以上的不飽和土層上修造建筑物，且建筑物建成后(或施工中途)可能浸水者，則根據(jù)實際情況，在試驗開始時不浸

14、水，而在加荷達設(shè)計荷重時(或與施工相應(yīng)的壓力下)方使試樣浸水。10.按下列時間測記測微表讀數(shù)：10、30、1、2、5、20、30、60、90、120、23小時及24小時等等，直至到達穩(wěn)定沉降為止。穩(wěn)定沉降的標準是：壓縮24小時(指粘性土)，或測微表讀數(shù)的變化每小時不超過0.005mm。土力學(xué)與基礎(chǔ)工程8土工實驗25操作步驟 11穩(wěn)定讀數(shù)記下以后，加第二級荷重，按第l0條規(guī)定的時間，測記測微表讀數(shù)，并以此類推。荷重大小可視試樣狀態(tài)及實際工程需要而定，也可順次為0.25、0.5、1、2、3、4、6kg/cm2。等最后一級荷重必須大于土層的計算壓力12kgcm2。 12最后一級荷重的穩(wěn)定讀數(shù)記下后，

15、如有必要，可逐級減荷，每級荷重下均待達到穩(wěn)定膨脹以后，記下測微表讀數(shù)，至荷重完全卸除。穩(wěn)定膨脹以測微表讀數(shù)的變化每小時不超過0.005mm為準，但荷重完全卸除時的穩(wěn)定膨脹至少歷時24小時，且測微表讀數(shù)的變化每小時不超過0.005mm。 13拆去測微表，排除壓縮儀內(nèi)的水，退除荷重，取下壓縮儀，再分別拆除鋼球、傳壓活塞、導(dǎo)環(huán)、透水石和濾紙等。小心地將帶試樣的壞刀取出，一般還需稱其重量及含水量，此處為了簡化起見，不要求再稱其重量，(對于該土的基本物理指標可在試驗前、后測定)。 土力學(xué)與基礎(chǔ)工程8土工實驗26計算及制圖 1計算試驗開始時的孔隙比e。： 式中 g一顆粒比重； 0試驗開始時試樣的含水量，%

16、； 0試驗開始時試樣的重度，gcm3。2計算試樣中顆粒凈高hc，mm: 式中 h0試驗開始時試樣高度(等于環(huán)刀高度)，mm，其余符號同前。3計算某一荷重下壓縮穩(wěn)定后土樣的孔隙比：1)01. 01 (000ge001ehhc土力學(xué)與基礎(chǔ)工程8土工實驗27計算及制圖3計算某一荷重下壓縮穩(wěn)定后土樣的孔隙比： 式中 h某一荷重下壓縮穩(wěn)定后試樣的高度，mm； hl該荷重下的試樣的總變形量，等于試驗開始時測微表讀數(shù)與該荷重下壓縮穩(wěn)定后讀數(shù)之間的差，mm； 其余符號同前。4以孔隙比e為縱坐標，以壓力p為橫坐標，作孔隙比與壓力的關(guān)系曲線(壓縮曲線)。5按下式計算壓縮系數(shù)a(cm2/kg)： 式中 p1、p2規(guī)

17、定某兩個壓力，kpae1相應(yīng)于壓力p1時的孔隙比；e2相應(yīng)于壓力p2時的孔隙比； 并做試驗記錄1chhe10hhh1221ppeea土力學(xué)與基礎(chǔ)工程8土工實驗28六、直接剪切試驗六、直接剪切試驗土的抗剪強度是土在外力作用下，其一部分土體對于另一部分土體滑動時所具有的抵抗剪切的極限強度。 試驗的目的是測定土的抗剪強度，提供計算地基強度和穩(wěn)定用的基本指標(內(nèi)摩擦角和粘聚力)。內(nèi)摩擦角和粘聚力與抗剪強度之間的關(guān)系可以用庫倫公式表示：tan cf土力學(xué)與基礎(chǔ)工程8土工實驗29試驗方法一般有固結(jié)慢剪，固結(jié)快剪和快剪法，現(xiàn)介紹后兩種方法：1.固結(jié)快剪：先使土樣在某荷重下固結(jié)，再以較快速度施加剪力，直至剪壞

18、。由于時間短促，剪力所產(chǎn)生的超靜水壓力不會轉(zhuǎn)化為粒間的有效應(yīng)力，這樣就使得庫倫公式中的f和p都被控制著，如用不同的 值進行試驗，便能求得和c值。2.快剪法：采用原狀土樣盡量接近現(xiàn)場情況，然后于較短時間內(nèi)完成試驗。這種方法將使粒間有效應(yīng)力維持原狀，不受試驗時外力的影響，由于這種粒間有效應(yīng)力的數(shù)值無法求得，所以試驗結(jié)果只能得出(c十tan )的混合值。土力學(xué)與基礎(chǔ)工程8土工實驗30儀器設(shè)備 1剪力儀：應(yīng)變控制式直接剪切儀，見圖(上盒固定，下盒可以水平方向移動，下盒放在鋼珠上，用以減少摩擦力)，目前廣泛采用上、下盒都不固定的應(yīng)變控制直剪儀；2.荷重砝碼；3.應(yīng)變?nèi)?包括測微表)；4.切土環(huán)刀，鋼絲鋸等。土力學(xué)與基礎(chǔ)工程8土工實驗31操作步驟 1.對準上下盒，插入固定銷釘，在下盒內(nèi)放潔凈