土力學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書前言 錯(cuò)誤!未定義書簽。實(shí)驗(yàn)一土的粒度成分測定實(shí)驗(yàn) 4實(shí)驗(yàn)二土的密度、重度、含水量實(shí)驗(yàn) 7實(shí)驗(yàn)三土粒比重實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)四粘性土液限、塑性的測定 實(shí)驗(yàn)五土的壓縮(固結(jié))實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)六土的直接剪切試驗(yàn) 【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹俊緦?shí)驗(yàn)原理】(1)篩析法。適用于顆粒直徑小于或等于60mm,大于0.075mm的土。(2)密度計(jì)法。適用于顆粒直徑小于0.075mm的土。的各粒組，當(dāng)土中小于0.075mm的粒組含量超過10%時(shí)，則用密度計(jì)法分析小【儀器設(shè)備】(1)細(xì)篩?？讖綖?.0mm、0.5mm、0.25mm、0.075mm。(2)標(biāo)準(zhǔn)篩(粗篩)?？讖綖?0mm、40mm、20mm、10mm、5mm、2mm(備(3)天平。稱量為1000g,最小分度值為0.1g;稱量為5000g,最小分度值(4)研缽及帶橡皮頭研棒。(5)其他設(shè)備和用品。包括磁盤、銅絲刷、白紙、木尺、匙等?！静僮鞑襟E】(1)制備土樣。將風(fēng)干土用研棒輕輕碾壓，使之分散成單粒，用四分法選取代表性土樣。(2)土樣稱重。將按規(guī)定選取的試樣，在托盤天平上或電子天平上稱重，對(duì)于礫粒含量小于10%的取300g。(3)振動(dòng)過篩。將細(xì)篩按孔徑大小依次選好，把已稱重的土樣倒入最上層篩中，蓋上篩蓋，振動(dòng)篩子，直至篩中土粒不再下漏為止(振篩機(jī)振動(dòng)10-15min即可)。(4)稱篩余重。將留在各層篩上及底盤里的土樣，依次分別稱重。各篩上及底盤中總重與原來所取試樣質(zhì)量之差不得大于1%,否則應(yīng)核對(duì)或重新實(shí)驗(yàn)?！居涗浥c計(jì)算】記錄格式見表1-1小于某粒徑土重及累積含量篩孔徑百分含量小于某粒徑小于某粒徑土重(g)小于某粒徑土重累計(jì)百分含量(1)按下式計(jì)算小于某粒徑的試樣質(zhì)量占總質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)：式中x一小于某粒徑的試樣質(zhì)量占試樣總質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)(%);(2)以小于某粒徑的試樣質(zhì)量占試樣總質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)為縱坐標(biāo)，以粒徑(mm)為對(duì)數(shù)橫坐標(biāo)，繪制顆粒大小分布曲線。(3)計(jì)算級(jí)配指標(biāo)①按下式計(jì)算顆粒大小分布曲線的不均勻系數(shù)：d60—限制粒徑，在粒徑分布曲線上小于該粒徑的土含量占總土質(zhì)量的60%d10—有效粒徑，在粒徑分布曲線上小于該粒徑的土含量占總土質(zhì)量的10%②按下式計(jì)算顆粒大小分布曲線的曲率系數(shù)：d30—在粒徑分布曲線上小于該粒徑的土含量占總土質(zhì)量的30%的粒徑。4對(duì)試樣土料分類并作出級(jí)配良好與否的判斷依據(jù)土的分類標(biāo)準(zhǔn)對(duì)土樣進(jìn)行分類，定名為粗砂、中砂、細(xì)砂、粉砂等；當(dāng)顆粒大小分布曲線的Cu≥5且Cc=1～3,則級(jí)配良好，否則為級(jí)配不良?！咀⒁馐马?xiàng)】(1)實(shí)驗(yàn)前必須檢查篩的順序是否按孔徑的大小選好，并檢查篩孔有無土粒堵塞，若有堵塞，用銅絲刷清掃干凈，請勿用指甲摳篩眼，損害篩孔。(2)操作過程中應(yīng)小心勿使土粒損失。(3)土樣過篩后，應(yīng)將堵塞在篩孔中的土粒從篩子反面全部刷下合并稱重。【思考題】(1)什么是顆粒分析?顆粒分析有什么意義?(2)如何繪制顆粒累積百分曲線?曲線的陡緩程度說明什么問題?【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹俊緦?shí)驗(yàn)原理】【儀器設(shè)備】(1)環(huán)刀。內(nèi)徑61.8mm,高20mm。(2)天平。稱量為500g,最小分度值為0.1g。(3)其他設(shè)備和用品包括鋼絲鋸、修土刀、測徑器、凡士林等?！静僮鞑襟E】(1)準(zhǔn)備工作：用測徑器測得環(huán)刀的內(nèi)徑(d)和高度(h),算出環(huán)刀的容(2)切取土樣：在環(huán)刀內(nèi)壁上涂薄層凡士林，將環(huán)刀的刀口向下放在土樣(3)稱土樣重：擦凈環(huán)刀外壁，稱環(huán)刀和土樣的合重m?。【記錄與計(jì)算】記錄格式見表2-1、表2-2.表2-1土的天然重度實(shí)驗(yàn)記錄表編號(hào)環(huán)刀)密度(g/cm3)環(huán)刀號(hào)質(zhì)量mi平均表2-2土的干密度、重度記錄表編號(hào)環(huán)刀號(hào)天然密度天然重度量(%)(1)計(jì)算密度(2)計(jì)算試樣的干密度(3)計(jì)算試樣的重度【注意事項(xiàng)】(1)環(huán)刀取土?xí)r，為防止土樣擾動(dòng)，應(yīng)一邊削土柱，一邊垂直輕壓，切不可用錘或其他工具將環(huán)刀打入土中。(2)在切平環(huán)刀兩端多余土樣時(shí)要迅速細(xì)心，盡量保持土樣體積與環(huán)刀容土的含水量是指土中含有水分的質(zhì)量與該干土質(zhì)量的比值，實(shí)際是土在(2)烘干冷卻。打開盒蓋放入烘箱內(nèi)，在100-105℃恒溫下烘干至恒重后，將試樣取出，放入干燥器內(nèi)冷卻，然后稱鋁盒和干土合重m?(烘至恒重時(shí)間因土的性質(zhì)及土重不同而異，一般土重為15-30g時(shí)，砂土不少于6h,粉土不少于8h,粘土約為10h)。【記錄與計(jì)算】記錄格式見表3-1土樣編號(hào)量(%)鋁盒編號(hào)質(zhì)量mo(g)平行差(%)平均含水量(%)計(jì)算土的含水量：①計(jì)算準(zhǔn)確至0.1%;②本試驗(yàn)需要進(jìn)行2次平行測定，取其算術(shù)平均值，允許平行差值應(yīng)不大于【注意事項(xiàng)】(1)打開土樣后，應(yīng)立即取樣稱濕土重，以免水分蒸發(fā)。(2)取樣應(yīng)注意取代表性土樣，避免取土樣外圍的土。(3)土樣在烘干時(shí)必須保持100-105℃恒溫下烘至恒重，否則會(huì)得出不同含水量的數(shù)值。稱重時(shí)精確至小數(shù)點(diǎn)后兩位。(4)烘干后試樣應(yīng)冷卻后再稱重，以避免天平受熱不均影響稱量精度，防止熱土吸收空氣中的水分。(1)比重瓶：容量100mL或50mL,分長頸和短頸兩種。(2)天平：稱量200g,感量0.001g。(3)溫度計(jì)：量測范圍0～500℃,精確至0.5℃。塞，使多余水自瓶塞小孔溢出，將瓶外的水擦干，稱瓶加水加土總重ms,準(zhǔn)確至(8)稱重后立即拔去瓶塞將溫度計(jì)插入瓶內(nèi)中部測出水的溫度T。(9)將土樣倒出，洗凈瓶子，加入同溫度的蒸餾水至近滿。塞好瓶塞，使多余水自瓶塞小孔溢出，擦干瓶外的水，稱瓶加水重m?,準(zhǔn)確至0.001g.(10)按下式計(jì)算土粒相對(duì)密度Gs:G?——水的比重，可根據(jù)實(shí)測值，也可取值10kN/m.本實(shí)驗(yàn)須進(jìn)行兩次平行測定，求其算術(shù)平均值，取兩位小數(shù)，其平行差值不得大于0.02.【記錄格式】記錄格式見表4-1.編號(hào)比重瓶與干土同體編號(hào)重總重總重溫度比重平均【注意事項(xiàng)】(1)煮沸排氣時(shí)，火力不宜太猛，防止燒干。(2)必須保證比重瓶中的水溫一致。(3)稱重必須很準(zhǔn)確，比重瓶外面及刻度以上的水分必須擦干凈?！舅伎碱}】(1)含水量試驗(yàn)烘箱溫度為什么在100～105℃間，高了低了有什么影響?(2)測密度用的環(huán)刀直徑和高度比過大過小過密度測定會(huì)產(chǎn)生什么影響?(3)分析你的試驗(yàn)結(jié)果。【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹恳合?、塑限?lián)合試驗(yàn)是用GYS型系列光電式液塑限測定儀測定土在不同含水量時(shí)的圓錐入土深度，在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)紙上繪制圓錐深度與含水量的關(guān)系直線。在直線上查得圓錐入土深度為10mm時(shí)的相應(yīng)含水量為液限，入土深度2mm時(shí)的相應(yīng)含水量為塑限?！緝x器設(shè)備】(1)光電式液塑限測定儀1臺(tái)，儀器設(shè)備(如圖):(1)投影屏(2)零線(3)微調(diào)旋鈕(4)下罩(2)天平：200克，感量0.01克。(3)毛玻璃板。(4)其他設(shè)備用品包括調(diào)土刀(3把)、調(diào)土碗(3個(gè))、凡士林(1盒)、蒸餾水(1(1)土樣制備：取0.5毫米篩的風(fēng)干土約300克，放在調(diào)土碗中，噴灑蒸餾水后，用玻璃板蓋住，靜止一晝夜再分放在調(diào)土碗中待做(2)把經(jīng)過浸潤的土分放在三個(gè)調(diào)土碗中，分別加入不同數(shù)量的蒸餾水，力求使測點(diǎn)較均勻地分布圓錐入土深度3~10毫米的范圍內(nèi)。(3)調(diào)節(jié)GYS型系列光電式液塑限測定儀的底腳螺釘，使儀器正前面的水(4)接通電源，將“開關(guān)”撥向"開"的方向，此時(shí)"電源""磁鐵"燈亮。放入GYS型系列光電式液塑限測定儀的圓錐儀，使電磁鐵吸牢圓錐儀(此(6)將“手自”扳向“手”或"自"方向。含水水(%)(8)"吸放”扳向“放"方向，此時(shí)圓錐儀下落，儀器自動(dòng)計(jì)時(shí)，5秒后發(fā)(9)若在"自"位置時(shí)，當(dāng)土樣與錐尖一接觸，"接觸"燈亮，此時(shí)圓錐(11)將“吸放”扳向"吸"方向。試驗(yàn)日期試樣編號(hào)圓錐入土深度(mm)盒號(hào)盒重(g)盒+濕土重(g)盒+干土重(g)濕土重(g)干土重(g)水重(g)含水量(%)液限(%)塑限(%)塑限指數(shù)(%)土樣分類(3)"吸放"開關(guān)扳向"放"后，應(yīng)待3秒發(fā)出哨響后再扳向“吸”,以免(4)微分尺，光學(xué)元件如有污點(diǎn)，可用脫脂棉沾無水乙醇和乙醚擦拭。(5)注意保護(hù)錐尖。不得隨意改變圓錐儀平衡圓環(huán)形狀?！舅伎碱}】1.什么是土的界限含水率?土有幾種界限含水率?其物理意義是什么?2.測定土的液限時(shí)，如何將土調(diào)拌均勻?試樣杯中土樣的裝入過程有什么要求?實(shí)驗(yàn)五土的壓縮(固結(jié))實(shí)驗(yàn)課時(shí)：4學(xué)時(shí)【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?1)試驗(yàn)?zāi)康?。測定土樣在側(cè)限與豎向排水條件下，受壓時(shí)的穩(wěn)定壓縮量與壓力或孔隙比與壓力的關(guān)系，繪制壓縮曲線，并根據(jù)e-p曲線計(jì)算土的壓縮系數(shù)a和土的壓縮模量Ea等，壓縮性指標(biāo)是用來判別土的壓縮性及計(jì)算基礎(chǔ)沉降的重要參數(shù)。此外，由飽和粘性土的固結(jié)試驗(yàn)可得某一壓力下的變形與時(shí)間關(guān)系曲線，由此估算土的滲透和控制建筑物的沉降量。(2)采用擾動(dòng)土，按一定的密度與含水量制備的非飽和土樣(土樣由實(shí)驗(yàn)室提供)進(jìn)行試驗(yàn)。(3)本次試驗(yàn)儀器：單杠桿固結(jié)儀【儀器設(shè)備】試樣面積為30cm2及50cm2兩種，高為2cm,分級(jí)加荷自12.5kpa至400kpa,故附有砝碼13塊，其中砝碼盤為第一級(jí)加荷(30cm2時(shí)為12.5kpa),本儀器杠桿比為1:20,并附有平衡機(jī)構(gòu)，當(dāng)土樣受壓下沉?xí)r，可調(diào)節(jié)杠桿保持水平，以保證各級(jí)荷重的精確度。儀器特性：比較輕便，適合于工地現(xiàn)場使用，儀器本身凈重11kg,附有儀器箱，另附砝碼一套計(jì)10.2kg。3.手輪8.杠桿泡2.鋼珠2.鋼珠3.小傳壓板5.小導(dǎo)環(huán)6.土樣8.小護(hù)環(huán)9.大護(hù)環(huán)【操作步驟】(1)將制備好的土樣放在玻璃板上，用環(huán)刀切取試樣。先在環(huán)刀內(nèi)壁涂一薄層凡士林，置環(huán)刀于土樣上，再用削土刀將土樣修成截頭圓錐體，并使與環(huán)刀相接的錐頂小頭直徑略大于環(huán)刀的內(nèi)徑，然后略加壓力，將環(huán)刀平穩(wěn)地垂直下壓少許(切勿很快壓入，應(yīng)雙手均勻加壓，并保持試樣與環(huán)刀密合),再將環(huán)刀以下的土樣側(cè)面削去一層，使與環(huán)刀刃口相接處的土樣直徑仍只略大于環(huán)刀內(nèi)徑，如此邊壓邊修，直到試樣突出環(huán)刀為止。最后大致削去環(huán)刀兩端余土，再用削土刀從環(huán)刀半圓處向兩邊慢慢地削去突出的多余土樣，直到兩端平整為止。在修面過程中不要用削土刀反復(fù)涂抹試樣表面，以免土樣表面的孔隙被阻塞或試樣遭受壓縮，影響試驗(yàn)成果。如修成的試樣不符合要求，應(yīng)重新切取。(2)取制備樣修下的土樣約10克左右，按《含水量試驗(yàn)》酒精燃燒法測定其含水量。測定含水量的工作應(yīng)盡快進(jìn)行，以防水分蒸發(fā)。(3)擦凈環(huán)刀外壁。稱環(huán)刀加試樣質(zhì)量。稱重準(zhǔn)確至0.1克，按《密度試驗(yàn)》測定試樣密度。(4)將帶有環(huán)刀的試樣刃口向下小心地裝入壓縮容器的護(hù)環(huán)內(nèi)。(5)在壓縮容器內(nèi)，順次放上潔凈而濕潤的透水石和濾紙各一，再將帶有試樣的環(huán)刀及護(hù)環(huán)放入容器內(nèi)，直徑略小于試樣的潔凈而濕潤的透水石和濾紙各(7)將手輪逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，使升降桿上升至頂點(diǎn)，再順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)3-5取放(間隙約3毫米),即可按土工操作規(guī)程先施加1kpa的預(yù)壓荷重，調(diào)整量表，長度不小于5mm,并檢查測微表是否靈活和垂直。然后轉(zhuǎn)動(dòng)測微表的刻度盤使施加第一級(jí)荷載(0.5Kg/cm2'時(shí)，砝碼應(yīng)輕輕放在砝碼盤上，避免沖擊、搖晃。4'、6'、9'、12'、15'、20'、25'、30……等)直到測微表讀小時(shí)不超過0.005mm為止，(此時(shí)即為壓縮穩(wěn)定)由于時(shí)間關(guān)系，本次試驗(yàn)每級(jí)荷載讀到12分鐘，即認(rèn)為已壓縮穩(wěn)定。環(huán)刀號(hào)環(huán)刀號(hào)環(huán)刀+土質(zhì)量(g)土樣質(zhì)量土的密度(2)計(jì)算各級(jí)荷載下試樣壓縮穩(wěn)定時(shí)的垂直應(yīng)變?nèi)?。S;……某一級(jí)荷載下試樣壓縮穩(wěn)定時(shí)的垂直變形量(等于該荷載下壓縮穩(wěn)定時(shí)的測微表讀數(shù)減去儀器變形量。儀器變形量由實(shí)驗(yàn)室給出)mm;ho……試樣的初始高度(等于環(huán)刀高)mm;(3)按下式計(jì)算各級(jí)荷載下試樣壓縮穩(wěn)定時(shí)的孔隙比e(4)以孔隙比e為縱坐標(biāo)，荷載(單位壓力)p為橫坐標(biāo)，繪制壓縮曲線，時(shí)土的壓縮系數(shù)a1-2(6)記錄：試驗(yàn)舉例工程名稱試驗(yàn)者土樣說明計(jì)算者試驗(yàn)日期校核者(1)含水量試驗(yàn)(2)密度試驗(yàn)平均含水量(%)土盒+濕土質(zhì)量(g)土盒+干土質(zhì)量(g)土盒號(hào)質(zhì)量(g)(2)壓縮試驗(yàn)工程名稱土樣說明試驗(yàn)日期試驗(yàn)者計(jì)算者校核者試樣干密度pu=1.89=1.61g/cm3試樣前試樣飽和度=68.18%各級(jí)加荷歷時(shí)(分)各級(jí)荷載下測微表讀數(shù)(mm)0149總變形量(mm)儀器變形量(mm)試樣變形量(mm)試樣變形后孔隙比E確定壓力變化范圍100~200kPa內(nèi)的壓縮系數(shù)al-2。即當(dāng)pi=100kPa,、p2=實(shí)驗(yàn)六土的直接剪切試驗(yàn)【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?1)試驗(yàn)?zāi)康臏y定粘性土在垂直壓力作用下，沿水平方向相對(duì)移動(dòng)時(shí)，剪切的破壞程度，繪制土的抗剪強(qiáng)度曲線(Tr-σ)。確定土的內(nèi)摩擦φ角和粘聚力C值。(2)試驗(yàn)采用擾動(dòng)土，按一定的含水量與密度制備土樣進(jìn)行試驗(yàn)(土樣由試驗(yàn)室提供)。試驗(yàn)方法采用快剪。試樣為非飽和土。(3)試驗(yàn)儀器采用應(yīng)變控制式直接剪力儀。(4)每組做四次試驗(yàn)，采用四個(gè)試樣，每次試驗(yàn)施加的垂直荷載σ分別為1、2、3、4公斤/厘米2,(即為100Kpa、200Kpa、300Kpa、400Kpa)?！緝x器設(shè)備】ZJ型和ZJ-1型是原SDJ-1型和EDJ-1型的替代型號(hào)，為減輕操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高試驗(yàn)精度而設(shè)計(jì)的，保留了手動(dòng)功能，剪切速率符合國際要求，外形美觀，操作簡便，速率穩(wěn)定，并設(shè)有限位機(jī)構(gòu)，用以保護(hù)儀器。其中ZJ型可進(jìn)行快剪和慢剪試驗(yàn)。主要結(jié)構(gòu)(見圖9-1)0轉(zhuǎn)/分0轉(zhuǎn)/分0.1轉(zhuǎn)/分0.1轉(zhuǎn)/分12轉(zhuǎn)/分(1)應(yīng)變控制式直剪儀如圖6-1與6-2所示：試樣裝在上、下盒之間，垂直荷載用砝碼通過杠桿、加壓框架、鋼球、傳壓板施加于試樣。(2)剪切力靠轉(zhuǎn)動(dòng)手輪推動(dòng)下盒而施加給試樣，通過量測與上盒連接的量力環(huán)的變形值，而算出剪力的大小。(3)切土環(huán)刀：內(nèi)徑6.4厘米，面積32.17厘米2。測微表：精度0.01毫(4)天平：感量0.1克和0