土力学实验指导书

《土力学与地基基础》

实 验 指 导 书

刘为民 曹亚兵 编 写

适用专业： 土木工程

港口航道与海岸工程

江苏科技大学

船舶与海洋工程学院

2009 年 3 月

i前 言

《土力学及基础工程》是一门培养学生地基基础设计、施工能力的学科基础课。土力学实验是该课程学习中的重要实践环节，是使学生对土力学相关理论进行验证和培养学生动手能力及分析和解决问题能力的重要途径。

本课程共设置四个实验项目：土的比重、密度、含水量试验（验证性），液限、塑限试验（验证性），压缩（固结）试验（综合性），土的剪切试验（验证性）。

实验一要求测定土的含水量、密度及比重。

实验二利用圆锥式液塑限测定仪测定土在三种不同含水量时的圆锥入土深度，在双对数坐标纸上绘成圆锥入土深度与含水量的直线图。

实验三要求测定土在不同荷载下的压缩变形，并计算土的孔隙比、压缩系数等参数，对土样的压缩性进行评价。

实验四对四个土样在不同的垂直压力p下，施加水平剪切力进行剪切，测得剪切破坏时的剪应力τ，并测定土体的内摩擦角φ和粘聚力c。

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目录

实验一：土的比重、密度、含水量试验 3 实验二：土的液限、塑限试验 12 实验三：土的压缩（固结）试验 17 实验四：土的剪切试验 21

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实验一： 土的比重、密度、含水量试验

实验学时：3 实验类型：验证 实验要求：必修 测定土的含水量 一、实验目的

土的含水量指土在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，它是计算土的孔隙比、液性指数、饱和度和其他土壤的物理力学性质不可缺少的一个基本指标。

通过本实验的学习，掌握测定土含水量的方法。 二、实验内容

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量。

3、比重法：适用于砂类土。 本次实验采用烘干法。 三、实验原理、方法和手段

利用烘箱将土样中的水分烘干，测得土样中水分的质量和烘干后干土的质量，两者的比值即为土样的含水量。 四、实验组织运行要求

采用以学生自主训练为主的开放模式组织教学。 五、实验条件 所需使用的仪器：

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。

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相关文献资料：

《土力学与基础工程》 清华大学出版社 编 六、实验步骤

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650C—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。

4、计算含水量：按下式计算 w=

m1-m2m2-m0

100%

要求：（1）本试验需进行3次平行测定，求其平均值；

（2）各试样含水量准确至0.01%，含水量平均值精确至0.1%。

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测定土的密度 一、实验目的

土的密度（也称容重）是指土的单位体积质量，分为湿密度、干密度、饱和密度、浮密度。土的密度反映土的疏密和干湿状态。

通过本实验的学习，掌握测定土的湿密度的方法。 二、实验内容

对于不同类型的土，其密度测定的方法也各不相同。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。

本次实验采用环刀法。 三、实验原理、方法和手段

利用环刀取湿土，土样充满环刀，环刀容积为60cm2，测土样的质量，从而质量与体积的比值即为土的密度。 四、实验组织运行要求

采用以学生自主训练为主的开放模式组织教学。 五、实验条件 所需使用的仪器：

1、环刀，底面积30 cm2，高2 cm； 2、精度为0.01g的天平； 3、其他：切土刀，凡士林等。 相关文献资料：

《土力学与基础工程》 清华大学出版社 编 六、实验步骤

1、环刀底面积30 cm2，高2 cm，计算环刀的容积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。

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3、环刀取土：在环刀内壁涂一薄层凡士林，将环刀刃口向下垂直下压取样，边压边削。将环刀上下端余土削去修平（严禁在土面上反复涂抹），擦净外壁。

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 5、计算土的密度：按下式计算

r=

mV=

m2_m1

V

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作为最终密度值；

（2）密度计算准确至0.01 g/cm3.

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测定土的比重 一、实验目的

土的比重是指土在温度100℃-105℃下恒重时的质量与同体积蒸馏水在4℃时质量的比值。它是计算土的孔隙比、饱和度和其他土壤的物理力学性质不可缺少的一个基本指标。

通过本实验的学习，掌握测定土的比重的方法。 二、实验内容

对于不同类型的土，其比重测定的方法也各不相同。粒径小于5mm的土，用比重瓶法进行；粒径大于5mm的土，其中含粒径大于20mm颗粒小于10%时，用浮称法进行，含粒径大于20mm大于10%时，用虹吸筒法进行；粒径小于5mm部分用比重瓶法进行，取其加权平均值作为土粒比重。

本次实验采用比重瓶法。 三、实验原理、方法和手段

利用比重瓶测定干土颗粒与同体积水质量的比值，即为土的比重。 四、实验组织运行要求

采用以学生自主训练为主的开放模式组织教学。 五、实验条件 所需使用的仪器：

1、比重瓶：短颈，容积50 ml或100ml； 2、天平：称量200 g，感量0.01 g。； 相关文献资料：

《土力学与基础工程》 清华大学出版社 编 六、实验步骤

1、将比重瓶烘干，称空瓶质量m1，精确至0.01 g；称烘干颗粒土15 g（当用 50 ml的比重瓶时称烘干颗粒土10 g）装入比重瓶，称瓶、土总质量m2，精确至0.01 g。

2、向比重瓶内注入半瓶纯水（或中性液体），摇动比重瓶，静置10分钟，

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再用纯水（或中性液体）注满比重瓶，塞紧瓶塞，多余水分可从瓶塞毛细管中溢出。

3、静置比重瓶20分钟左右，至瓶内上部悬液澄清。擦干瓶外壁，称比重瓶、水、土总质量m3，精确至0.01 g；

4、倒掉试样与水的混和溶液，向比重瓶中注满纯水（或中性液体），塞紧瓶塞，称比重瓶、水总质量m4，精确至0.01 g。

5、计算土粒比重：

G2-m1

s=

mm4+(m Gwt（三相组成来分析）

2-m1)-m3

式中，G为土的比重；

Gwt为4 oC时纯水或中性液体的比重，取1； m1为空比重瓶质量； m2为瓶、土总质量，g； m3为比重瓶、水、土总质量，g； m4为比重瓶、水总质量，g。

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实验二：土的液限、塑限试验

实验学时：2 实验类型：验 …… 此处隐藏：5396字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……