土力學(xué)試驗(yàn)報(bào)告

一、密度試驗(yàn)（環(huán)刀法）（一）試驗(yàn)?zāi)康臏y(cè)定土的濕密度，以了解土的疏密和干濕狀態(tài)，供換算土的其它物理性質(zhì)指標(biāo)和工程設(shè)計(jì)以及控制施工質(zhì)量之用。（二）試驗(yàn)原理土的濕密度是指土的單位體積質(zhì)量，是土的基本物理性質(zhì)指標(biāo)之一，其單位為G/CM3。環(huán)刀法是采用一定體積環(huán)刀切取土樣并稱土質(zhì)量的方法，環(huán)刀內(nèi)土的質(zhì)量與體積之比即為土的密度。（三）儀器設(shè)備1環(huán)刀內(nèi)徑68CM，高23CM。2天平稱量500G，分度值001G。3其它切土刀等。（四）操作步驟1量測(cè)環(huán)刀取出環(huán)刀，稱出環(huán)刀的質(zhì)量。2切取土樣將環(huán)刀的刀口向下放在土樣上，然后用切土刀將土樣削成略大于環(huán)刀直徑的土柱，將環(huán)刀垂直下壓，邊壓邊削使土樣上端伸出環(huán)刀為止，然后將環(huán)刀兩端的余土削平。3土樣稱量擦凈環(huán)刀外壁，稱出環(huán)刀和土的質(zhì)量。（五）試驗(yàn)注意事項(xiàng)1稱取環(huán)刀前，把土樣削平并擦凈環(huán)刀外壁；2如果使用電子天平稱重則必須預(yù)熱，稱重時(shí)精確至小數(shù)點(diǎn)后二位。（六）計(jì)算公式按下列計(jì)算土的濕密度VM21式中密度，計(jì)算至001G/CM；3M濕土質(zhì)量，G；M1環(huán)刀加濕土質(zhì)量，G；M2環(huán)刀質(zhì)量，G；V環(huán)刀體積，CM。3密度試驗(yàn)需進(jìn)行二次平行測(cè)定，其平行差值不得大于003G/CM，取其算術(shù)平均值。3（七）試驗(yàn)記錄（見(jiàn)附表21）密度試驗(yàn)記錄表（環(huán)刀法）土樣編號(hào)環(huán)刀號(hào)環(huán)刀加濕土質(zhì)量環(huán)刀質(zhì)量濕土質(zhì)量環(huán)刀體積密度（G/CM）M1（G）M2（G）M（G）V（CM）單值平均值11039048390760148167216825三、含水率試驗(yàn)（烘干法）（一）試驗(yàn)?zāi)康臏y(cè)定土的含水率，以了解土的含水情況，是計(jì)算土的孔隙比、液性指數(shù)、飽和度和其它物理力學(xué)性質(zhì)不可缺少的一個(gè)基本指標(biāo)。（二）試驗(yàn)原理含水率反映土的狀態(tài)，含水率的變化將使土的一系列物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)隨之而異。這種影響表現(xiàn)在各個(gè)方面，如反映在土的稠度方面；反映在土內(nèi)水分的飽和程度方面；反映在土的力學(xué)性質(zhì)方面。（三）儀器設(shè)備1烘箱采用溫度能保持在105110的電熱烘箱。2天平稱量500G，分度值001G。3其它干燥器、鋁盒等。（四）操作步驟1濕土稱量選取具有代表性的試樣2030G，放入盒內(nèi)，立即蓋好盒蓋，稱出盒與濕土的總質(zhì)量。2烘干冷卻打開(kāi)盒蓋，放入烘箱內(nèi)，在溫度105110下烘干至恒重后，將試樣取出，蓋好盒蓋放入干燥器內(nèi)冷卻，稱出盒與干土質(zhì)量。（五）試驗(yàn)注意事項(xiàng)1剛剛烘干的土樣要等冷卻后才稱重；2稱重時(shí)精確至小數(shù)點(diǎn)后二位。（六）計(jì)算公式按下式計(jì)算土的含水率101021MMS式中含水率，計(jì)算至01MO盒質(zhì)量，G；M1盒加濕土質(zhì)量，G；M2盒加干土質(zhì)量，G；M1M2土中水質(zhì)量，G；M1MO干土質(zhì)量，G含水率試驗(yàn)需進(jìn)行二次平行試驗(yàn)，其平行差值不得大于2，取其算術(shù)平均值。（七）試驗(yàn)記錄含水率試驗(yàn)記錄表（烘干法）土樣編號(hào)盒號(hào)盒質(zhì)量盒加濕土質(zhì)量盒加干土質(zhì)量水質(zhì)量干土質(zhì)量含水率（）MOM1M2M12M2O單值平均值（G）（G）（G）（G）（G）1A162527149327318968965650543四、土粒相對(duì)密度（比重瓶法）（一）試驗(yàn)?zāi)康臏y(cè)定土粒相對(duì)密度（二）試驗(yàn)原理將已知質(zhì)量的土樣放入水中，排盡空氣，求出由土壤置換出的液體的體積。以烘干土質(zhì)量（105）除以求得的土壤固相體積，即得土粒密度。（三）儀器設(shè)備1比重瓶容重50或100ML；2天平分度值0001G；3其它烘箱、蒸餾水、篩、漏斗、滴管、電熱板、砂等。（四）操作步驟1取樣稱量取通過(guò)5MM篩的烘干土樣約15G，分別用玻璃漏斗裝入洗凈烘干的兩個(gè)不同編號(hào)比重瓶?jī)?nèi)，分別稱兩個(gè)瓶與土的質(zhì)量。2煮沸排氣將蒸餾水注入比重瓶?jī)?nèi)，約至瓶的一半高處，搖動(dòng)比重瓶，并將比重瓶放在砂浴上煮沸，使土粒分散排氣。煮沸時(shí)間自懸液沸騰時(shí)算起，砂及砂質(zhì)粉土不少于30分鐘；煮沸時(shí)不要使土液從瓶?jī)?nèi)溢出。3注水稱量將蒸餾水注入比重瓶?jī)?nèi)至近滿，待瓶?jī)?nèi)懸液溫度穩(wěn)定后及瓶?jī)?nèi)土懸液澄清時(shí)，蓋緊瓶塞，使多余的水分從瓶塞的毛細(xì)管中溢出，擦干瓶外的水分，分別稱出兩個(gè)瓶、水、土總質(zhì)量。5、將比重瓶中的土液傾出，洗凈比重瓶，注滿冷卻的無(wú)氣水，加水至瓶口，塞上毛細(xì)管塞，擦干瓶外壁，分別稱取瓶、水合重。（五）試驗(yàn)注意事項(xiàng)1稱重前比重瓶的水位要加滿至瓶塞的毛細(xì)管；2稱重時(shí)精確至小數(shù)點(diǎn)后三位。（六）計(jì)算公式1、用蒸餾水測(cè)定時(shí)可按下式計(jì)算式中S土粒密度，GCM3；W1T1時(shí)蒸餾水密度，GCM3；MS烘干土樣質(zhì)量，G；MBW1T1時(shí)比重瓶水質(zhì)量，G；MBWS1T1時(shí)比重瓶水質(zhì)量土樣質(zhì)量，G。土粒相對(duì)密度密度試驗(yàn)需進(jìn)行二次平行測(cè)定八、固結(jié)試驗(yàn)（快速法）（一）試驗(yàn)?zāi)康臏y(cè)定試樣在側(cè)限與軸向排水條件下的壓縮變形H和荷載P的關(guān)系，以便計(jì)算土的單位沉降量S1、壓縮系數(shù)AV和壓縮模量ES等。（二）試驗(yàn)原理土的壓縮性主要是由于孔隙體積減少而引起的。在飽和土中，水具有流動(dòng)性，在外力作用下沿著土中孔隙排出，從而引起土體積減少而發(fā)生壓縮，試驗(yàn)時(shí)由于金屬環(huán)刀及剛性護(hù)環(huán)所限，土樣在壓力作用下只能在豎向產(chǎn)生壓縮，而不可能產(chǎn)生側(cè)向變形，故稱為側(cè)限壓縮。（三）儀器設(shè)備1固結(jié)儀2量表量程10MM，最小分度001MM。3其它刮土刀、電子天平、秒表。（四）操作步驟（1）切取試樣用環(huán)刀切取原狀土樣或制備所需狀態(tài)的擾動(dòng)土樣。（2）測(cè)定試樣密度取削下的余土測(cè)定含水率，需要時(shí)對(duì)試樣進(jìn)行飽和。（3）安放試樣將帶有環(huán)刀的試樣安放在壓縮容器的護(hù)環(huán)內(nèi)，并在容器內(nèi)順次放上底板、濕潤(rùn)的濾紙和透水石各一，然后放入加壓導(dǎo)環(huán)和傳壓板。（4）檢查設(shè)備檢查加壓設(shè)備是否靈敏，調(diào)整杠桿使之水平。（6）施加預(yù)壓為確保壓縮儀各部位接觸良好，施加1KPA的預(yù)壓荷重，然后調(diào)整量表讀數(shù)至零處。（7）加壓觀測(cè)1）荷重等級(jí)一般為50、100、200、400KPA。2）壓縮穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定為每級(jí)荷重下壓縮24小時(shí)（由于時(shí)間有限取05小時(shí)）。測(cè)記壓縮穩(wěn)定讀數(shù)后，施加第二級(jí)荷重。依次逐級(jí)加荷至試驗(yàn)結(jié)束。3）試驗(yàn)結(jié)束后迅速拆除儀器各部件，取出試樣，必要時(shí)測(cè)定試驗(yàn)后的含水率。（五）試驗(yàn)注意事項(xiàng)1首先裝好試樣，再安裝量表。在裝量表的過(guò)程中，小指針需調(diào)至整數(shù)位，大指針調(diào)至零，量表?xiàng)U頭要有一定的伸縮范圍，固定在量表架上。2加荷時(shí)，應(yīng)按順序加砝碼；試驗(yàn)中不要震動(dòng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)，以免指針產(chǎn)生移動(dòng)。（六）計(jì)算及制圖1按下式計(jì)算試樣的初始孔隙比1OSOGE2下式計(jì)算各級(jí)荷重下壓縮穩(wěn)定后的孔隙比EIOIOIHEE1式中GS土粒比重；W水的密度，G/CM3；O試樣起始含水率，；O試樣起始密度，G/CM3；HI在某一荷重下試樣壓縮穩(wěn)定后的總變形量，其值等于該荷重附圖82EP關(guān)系曲線下壓縮穩(wěn)定后的量表讀數(shù)減去儀器變形量（MM）；HO試樣起始高度，即環(huán)刀高度（MM）。3繪制壓縮曲線以孔隙比E為縱坐標(biāo)，壓力P為橫坐標(biāo)，繪制孔隙比與壓力的關(guān)系曲線，如附圖82所示。并求出壓縮系數(shù)AV與壓縮模量ES。17（七）試驗(yàn)記錄固結(jié)試驗(yàn)記錄表（快速法）試驗(yàn)日期2003812起始高度HO20加壓歷時(shí)壓力量表讀數(shù)儀器變形量試樣變形量單位沉降量孔隙比PIHSIEI（H）（KPA）（MM）（MM）（MM）OIH00000010215009660040092600463093110013580050130800654089120019480062188600943083140026400074256401282076九、直接剪切試驗(yàn)（快剪法）（一）試驗(yàn)?zāi)康闹苯蛹羟性囼?yàn)是測(cè)定土的抗剪強(qiáng)度的一種常用方法。通常采用四個(gè)試樣為一組，分別在不同的垂直壓力下，施加水平剪應(yīng)力進(jìn)行剪切，求得破壞時(shí)的剪應(yīng)力，然后根據(jù)庫(kù)侖定律確定土的抗剪強(qiáng)度參數(shù)內(nèi)摩擦角和凝聚力C。直剪試驗(yàn)分為快剪（Q）、固結(jié)快剪（CQ）和慢剪（S）三種試驗(yàn)方法。在教學(xué)中可采用快剪法。（二）試驗(yàn)原理快剪試驗(yàn)是在試樣上施加垂直壓力后立即快速施加水平剪切力，以0812MM/MIN的速率剪切，一般使試樣在35MIN內(nèi)剪破?？旒舴ㄟm用于測(cè)定粘性土天然強(qiáng)度。三）儀器設(shè)備1應(yīng)變控制式直接剪切儀如附圖91，有剪力盒、垂直加壓框架、測(cè)力計(jì)及推動(dòng)機(jī)構(gòu)等。2其它量表、砝碼等。（四）試驗(yàn)步驟1切取試樣按工程需要用環(huán)刀切取一組試樣2安裝試樣對(duì)準(zhǔn)上下盒，插入固定銷釘。在下盒內(nèi)放入一透水石，上覆隔水蠟紙一張。將裝有試樣的環(huán)刀平口向下，對(duì)準(zhǔn)剪切盒，再放上透水石，將試樣徐徐推入剪切盒內(nèi)，移去環(huán)刀。3施加垂直壓力轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，使上盒前端鋼珠剛好與測(cè)力計(jì)接觸，調(diào)整測(cè)力計(jì)中的量表讀數(shù)為零。順次加上蓋板、鋼珠壓力框架。每組四個(gè)試樣，分別在四種不同的垂直壓力下進(jìn)行剪切。在教學(xué)上，可取四個(gè)垂直壓力分別為100、200、300、400KPA。4進(jìn)行剪切施加垂直壓力后，立即拔出固定銷釘均勻速率旋轉(zhuǎn)手輪。使試樣在35分鐘內(nèi)剪破。如測(cè)力計(jì)中的量表指針不再前進(jìn)，或有顯著后退，表示試樣已經(jīng)被剪破。但一般宜剪至剪切變形達(dá)4MM。若量表指針再繼續(xù)增加，則剪切變形應(yīng)達(dá)6MM為止。5拆卸試樣剪切結(jié)束后，吸去剪切盒中的積水，倒轉(zhuǎn)手輪，盡快移去垂直壓力、框架、上蓋板，取出試樣。附圖92關(guān)系曲線（五）試驗(yàn)注意事項(xiàng)1先安裝試樣，再裝量表。安裝試樣時(shí)要用透水石把土樣從環(huán)刀推進(jìn)剪切盒里，試驗(yàn)前量表中的大指針調(diào)至零。2加荷時(shí)，不要搖晃砝碼；剪切時(shí)要拔出銷釘。（六）計(jì)算及制圖1按下式計(jì)算各級(jí)垂直壓力下所測(cè)的抗剪強(qiáng)度CRF式中F土的抗剪強(qiáng)度，KPA；C測(cè)力計(jì)率定系數(shù)，N/001MM；R測(cè)力計(jì)量表讀數(shù)，001MM。2繪制F曲線以垂直壓力為橫坐標(biāo)，以抗剪強(qiáng)度F為縱坐標(biāo)，縱橫坐標(biāo)必須同一比例，根據(jù)圖中各點(diǎn)繪制F關(guān)系曲線，該直線的傾角為土的內(nèi)摩擦角，該直線在縱軸上的截距為土的凝聚力C，如附圖92。（七）試驗(yàn)記錄直接剪切試驗(yàn)記錄表垂直壓力測(cè)力計(jì)讀數(shù)R抗剪強(qiáng)度F儀器編號(hào)（KPA）（001MM）（KPA）100325735200582131530080518191640011222536五、界限含水率試驗(yàn)液限、塑限聯(lián)合測(cè)定法（一）試驗(yàn)?zāi)康臏y(cè)定粘性土的液限L和塑限P，并由此計(jì)算塑性指數(shù)IP、液性指數(shù)IL，進(jìn)行粘性土的定名及判別粘性土的軟硬程度。（二）試驗(yàn)原理液限、塑限聯(lián)合測(cè)定法是根據(jù)圓錐儀的圓錐入土深度與其相應(yīng)的含水率在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)上具有線性關(guān)系的特性來(lái)進(jìn)行的。利用圓錐質(zhì)量為76G的液塑限聯(lián)合測(cè)定儀測(cè)得土在不同含水率時(shí)的圓錐入土深度，并繪制其關(guān)系直線圖，在圖上查得圓錐下沉深度為17MM所對(duì)應(yīng)得含水率即為液限，查得圓錐下沉深度為2MM所對(duì)應(yīng)的含水率即為塑限。（三）試驗(yàn)設(shè)備1液塑限聯(lián)合測(cè)定儀2天平稱量200G，分度值001G；3其它調(diào)土刀、不銹鋼杯、鋁盒、烘箱等。（四）操作步驟1土樣制備當(dāng)采用風(fēng)干土樣時(shí)，取通過(guò)05MM篩的代表性土樣約200G，分成三份，分別放入不銹鋼杯中，加入不同數(shù)量的水，制備不同稠度的試樣。2裝土入杯將制備的試樣調(diào)拌均勻，填入試樣杯中，填滿后用刮土刀刮平表面，然后將試樣杯放在聯(lián)合測(cè)定儀的升降座上。3測(cè)讀深度調(diào)整升降座，使錐尖剛好與試樣面接觸，切斷電源使電磁鐵失磁，圓錐儀在自重下沉入試樣，經(jīng)5秒鐘后測(cè)讀圓錐下沉深度。5測(cè)含水率取出試樣杯，測(cè)定試樣的含水率。重復(fù)以上步驟，測(cè)定另兩個(gè)試樣的圓錐下沉深度和含水率。（五）試驗(yàn)注意事項(xiàng)1土樣分層裝杯時(shí)，注意土中不能留有空隙。2每種含水率設(shè)三個(gè)測(cè)點(diǎn)，取平均值作為這種含水率所對(duì)應(yīng)土的圓錐入土深度，如三點(diǎn)下沉深度相差太大，則必須重新調(diào)試土樣。（六）計(jì)算公式1計(jì)算各試樣的含水率101021MMS式中符號(hào)意義與含水率試驗(yàn)相同。2以含水率為橫坐標(biāo)，圓錐下沉深度為縱坐標(biāo)，在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)紙上繪制關(guān)系曲線，三點(diǎn)連一直線（如附圖52中的A線）。當(dāng)三點(diǎn)不在一直線上，可通過(guò)高含水率的一點(diǎn)與另兩點(diǎn)連成兩條直線，在圓錐下沉深度為2MM處查得相應(yīng)的含水率。當(dāng)兩個(gè)含水率的差值2時(shí)，應(yīng)重做試驗(yàn)。當(dāng)兩個(gè)含水率的差值2時(shí)，用這兩個(gè)含水率的平均值與高含水率的點(diǎn)連成一條直線（如附圖52中的B線）。3在圓錐下沉深度與含水率的關(guān)系圖上，查得下沉深度為17MM所對(duì)應(yīng)的含水率為液限；查得下沉深度