土的含水率試驗

1、實驗一土的含水率試驗（一）、試驗目的土的含水率指土在105 110C下烘于恒量時所失去的水的質量和干土質量的百分比值。 土在天然狀態(tài)下的含水率稱為土的天然含水率。所以，試驗的目的：測定土的含水率。（二）、試驗方法適用范圍1、烘干法：室內試驗的標準方法，一般粘性土都可以采用。2、酒精燃燒法：適用于快速簡易測定細粒土的含水率。3、比重法：適用于砂類土。（三）、烘干法試驗1、儀器設備 烘箱：采用電熱烘箱；天平：稱量200g,分度值O.OIg:其他：干燥器，稱量盒。2、操作步驟（1） 取代表性試樣，粘性土為1530g,砂性土、有機質土為 50g,放入質量為 m。的稱量盒內，立即蓋上盒蓋，稱濕土加盒總質

2、量m1,精確至0.01g.（2） 打開盒蓋，將試樣和盒放入烘箱，在溫度 105 110C的恒溫下烘干。烘干時間與 土的類別及取土數(shù)量有關。粘性土不得少于8小時；砂類土不得少于 6小時；對含有機質超 過10%的土，應將溫度控制在 65 700C的恒溫下烘至恒量。（3） 將烘干后的試樣和盒取出，蓋好盒蓋放入干燥器內冷卻至室溫，稱干土加盒質量m2 為，精確至0.01g。3、計算含水率：按下式計算w4、要求：（1）計算準確至 允許平行差值應符合下表規(guī)定。mwmsm1m2m2m。100%含水率（%）小于1010 40大于40允許平行差值（%）0.51.02.00.1% ；（ 2）本試驗需進行 2次平行測

3、定，取其算術平均值,5、本試驗記錄格式詳見報告實驗二土的密度試驗（一）、試驗目的測定土在天然狀態(tài)下單位體積的質量。（二）、試驗方法與適用范圍一般粘性土，宜采用環(huán)刀法易破碎，難以切削的土，可采用蠟封法 對于砂土與砂礫土，可用現(xiàn)場的灌砂法或灌水法。（三）、環(huán)刀法的試驗1、儀器設備符合規(guī)定要求的環(huán)刀；精度為O.Olg的天平；其他：切土刀，凡士林等。2、操作步驟（1）測出環(huán)刀的容積 V，在天平上稱環(huán)刀質量 mi。（2）取直徑和高度略大于環(huán)刀的原狀土樣或制備土樣。（3）環(huán)刀取土：在環(huán)刀內壁涂一薄層凡士林，將環(huán)刀刃口向下放在土樣上，隨即將環(huán)刀 垂直下壓，邊壓邊削，直至土樣上端伸出環(huán)刀為止。將環(huán)刀兩端余土削

4、去修平（嚴禁在土面 上反復涂抹），然后擦凈環(huán)刀外壁。（4） 將取好土樣的環(huán)刀放在天平上稱量，記下環(huán)刀與濕土的總質量m23、計算土的密度：按下式計算m m2_ miV V4、 要求：密度試驗應進行2次平行測定，兩次測定的差值不得大于0.03g/cm3,取兩次試驗結果的算術平均值；密度計算準確至0.01 g/cm3.5、本試驗記錄格式詳見實驗報告實驗三土的顆粒大小分析試驗（一）、試驗目的顆粒大小分析試驗是測定干土中各種粒組所占該土總質量的百分數(shù)，借以明確顆粒大小 分布情況，供土的分類與概略判斷土的工程性質及選料之用。（二）試驗方法與適用范圍1、 篩析法：適用于粒徑大于0.075mm的土。2、 密度

5、計法：適用于粒徑小于0.075mm的土。3、 移液管法：適用于粒徑小于0.075mm的土。4、若土中粗細兼有，則聯(lián)合使用篩析法及密度計法或移液管法。（三）、篩分法實驗1、儀器設備：（1）符合GB6003 85的要求的試驗篩。粗篩：圓孔，孔徑為60mm、40mm、20mm、10mm、5mm、2mm;細篩：孔徑為 2.0、1.0、0.5、0.25、0.1、0.075mm。（2 ）、天平：稱量 1000g與稱量200g。（3 ）、臺秤：稱量5kg.。（4 ）、振篩機：應符合 GB9909 88的技術條件。（5）、其他：烘箱、研缽、瓷盤、毛刷、木碾等。2、操作步驟（無粘性土的篩分法）（1）從風干、松散

6、的土樣中，用四分法按下列規(guī)定取出代表性試樣：粒徑小于2mm顆粒的土取100g -300g最大粒徑小于10mm的土取300g1000g最大粒徑小于20mm的土取1000g2000g最大粒徑小于40mm的土取2000g4000g最大粒徑小于60mm的土取4000g以上。稱量準確至0.1g;當試樣質量多于 500g時，準確至1g。（2）將試樣過2mm細篩，分別稱出篩上和篩下土質量。（3） 取2mm篩上試樣倒入依次疊好的粗篩的最上層篩中；取2mm篩下試樣倒入依次疊好的最上層篩中，進行篩析。細篩宜放在振篩機上震搖，震搖時間一般為10 15min。（3）由最大孔徑篩開始，順序將各篩取下，在白紙上用手輕叩搖

7、晃，如仍有土粒漏下， 應繼續(xù)輕叩搖晃，至無土粒漏下為止。漏下的土粒應全部放入下級篩內。并將留在各篩上的 試樣分別稱量，準確至 O.lg。（4） 各細篩上及底盤內土質量總和與篩前所取2mm篩下土質量之差不得大于1%;各粗篩上及2mm篩下的土質量總和與試樣質量之差不得大于1%。注：若2mm篩下的土，小于試樣總質量的10%，則可省略細篩篩析； 若2mm篩上的土，小于試樣總質量的10%，則可省略粗篩篩析。3、計算與制圖（1）計算小于某粒徑的試樣質量占試樣總質量的百分數(shù)：mAmBdx式中：X小于某粒徑的試樣質量占試樣總質量的百分數(shù)；mA 小于某粒徑的試樣質量，g；mB當細篩分析時或用密度計法分析時所取試

8、樣質量（粗篩分析時則為試樣總 質量），g；dx 粒徑小于2mm或粒徑小于0.075mm的試樣質量占總質量的百分數(shù)，如試 樣中無大于2mm粒徑或無小于0.075mm的粒徑，在計算粗篩分析時則dx= 100%。（2 ）繪制顆粒大小分布曲線。以小于某粒徑的試樣質量占總質量的百分數(shù)為縱坐標，以 粒徑在對數(shù)橫坐標上進行繪制（詳見教材）。然后求出各粒組的顆粒質量的百分數(shù)。d 60Cud10Ccd：d60d10（3）計算級配指標不均勻系數(shù)： 曲率系數(shù)實驗四 土的液、塑限試驗（一）、試驗目的細粒土由于含水量不同，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 是細粒土呈可塑狀態(tài)的上限含水量；塑限是細粒

9、土呈可塑狀態(tài)的下限含水量。本試驗的目的是測定細粒土的液限、塑限，計算塑性指數(shù)、給土分類定名，共設計、施 工使用。（二）、試驗方法和適用范圍1、試驗方法土的液、塑限試驗：采用液塑限聯(lián)合測定法；土的塑限試驗：采用搓滾法； 土的液限試驗：采用碟式儀法。2、適用范圍適用于粒徑小于0.5mm顆粒組成及有機質含量不大于干土質量5%的土。（三）、液塑限聯(lián)合測定法試驗1、儀器設備液塑限聯(lián)合測定儀：圓錐儀、讀數(shù)顯示；試樣杯：直徑4050mm，高3040mm ； 天平：稱量200g,分度值0.01g ;其他：烘箱、干燥器、鋁盒、調土刀、孔徑0.5mm的篩、凡士林等。2、操作步驟液限、塑限聯(lián)合試驗，原則上采用天然含

10、水量的土樣制備試樣，但也允許采用風干土制備試樣。（1） 當采用天然含水量的土樣時，應剔除大于0.5mm的顆粒，然后分別按接近液限、塑 限和二者之間狀態(tài)制備不同稠度的土膏，靜置濕潤。靜置時間可視原含水量的大小而定。當采用風干土樣時，取過 0.5mm篩的代表性土樣約 200g，分成3份，分別放入3個盛土皿中， 加入不同數(shù)量的純水，使分別接近液限、塑限和二者中間狀態(tài)的含水量，調成均勻土膏，然 后放入密封的保濕缸中，靜置24小時。（2）將制備好的土膏用調土刀調拌均勻，密實地填入試樣杯中，應使空氣逸出。高出試 樣杯的余土用刮土刀刮平，隨即將試樣杯放在儀器底座上。（3）取圓錐儀，在錐體上涂以薄層凡士林，接

11、通電源，使電磁鐵吸穩(wěn)圓錐儀。（4）調節(jié)屏幕準線，使初讀數(shù)為零。調節(jié)升降座，使圓錐儀錐角接觸試樣面，指示燈亮時圓錐在自重下沉入試樣內，經(jīng)5秒后立即測讀圓錐下沉深度。（5） 取下試樣杯，然后從杯中取10g以上的試樣2個，按實訓一方法測定含水率。（6）按以上（2） （ 5）的步驟，測試其余 2個試樣的圓錐下沉深度和含水率。3、計算與制圖（1）計算含水量：w 1 *100%ms（2）繪制圓錐下沉深度 h與含水量w的關系曲線以含水量為橫坐標，圓錐下沉深度為縱坐標，在雙對數(shù)紙上繪制hw的關系曲線。如圖所示。三點連一條直線。當三點不在一直線上，通過高含水量的一點分別與其余兩點連 成兩條直線，在圓錐下沉深度為

12、2mm處查得相應的含水量，當兩個含水量的差值小于2%，應以該兩點含水量的平均值與高含水量的點連成一線。當兩個含水量的差值大于或等于2%時，應補做試驗。（3）確定液限、塑限在圓錐下沉深度h與含水量w關系圖上，查得下沉深度為17mm所對應的含水量為液限 wl;查得下沉深度為 2mm所對應的含水量為塑限 wp,以百分數(shù)表示，取整數(shù)。（4）計算塑性指數(shù)和液性指數(shù)塑性指數(shù):Ip wwP液性指數(shù):IlwwP（5）按規(guī)范規(guī)定確定土的名稱4、本試驗記錄格式詳見實驗報告實驗五土的擊實試（一）、試驗目的本試驗的目的是用標準的擊實方法，測定土的密度與含水率的關系， 干密度與最優(yōu)含水率。輕型擊實試驗適用于粒徑小于5m

13、m的粘性土，重型擊實試驗適用于粒徑小于（二）、試驗儀器設備1、擊實儀：由擊實筒、擊錘和護筒組成。2、天平：稱量 200g，分度值0.1g。3、臺秤：稱量10kg，分度值5g。4、孔徑為5mm的標準篩。5、試樣推出器：宜用螺旋式千斤頂。6、其他：烘箱、噴水設備、碾土設備、盛土（三）、操作步驟1、試樣制備：分為干法制備和濕法制備。干法制備：（1） 取一定數(shù)量的代表性風干土樣（輕型約為20kg），放在橡皮板上碾散。（2）輕型擊實試驗過 5mm篩，將篩下土樣拌勻，并測定土樣的風干含水率。（3） 根據(jù)土的塑限預估最優(yōu)含水率，按依次相差約2%的含水率制備一組（不少于 5個） 試樣，其中應有2個含水率大于塑

14、限，2個含水率小于塑限，1個含水率接近塑限。并按下式 計算應加的水量：從而確定土的最大20mm 的土。器、修土刀和保濕設備等。0.01（w W。） 10.01wo式中：mw 土樣所需加水質量，g；m風干含水率時的土樣質量，g ；-風干含水率，% ；mwwow 土樣所要求的含水率，。（4）將一定量的土樣平鋪于不吸水的盛土盤內（輕型擊實取土約 用噴水設備往土樣上均勻噴灑所需加水量， 靜置的時間分別為：高液限粘土不得少于 小時。濕法制備：取天然含水率的代表性土樣（輕型為2.5kg），按預定含水率拌勻并裝入塑料袋內或密封于盛土器內靜置備用。24小時，低液限粘土可酌情縮短，但不應少于1220kg）碾散，

15、過篩，將篩下土樣拌勻，分別風干或加水到所要求的不同含水率。注意：制備試樣時必須使土樣中含水率分別均勻。2、試樣擊實（1）、將擊實儀放在堅實的地面上，擊實筒內壁和底板涂一薄層潤滑油，連接好擊實筒與 底板，安裝好護筒。檢查儀器各部件及配套設備的性能是否正常，并做好記錄。（2） 、從制備好的一份試樣中稱取一定量土樣，分3層倒入擊實筒內并將土面整平分層擊 實。每層25擊。注意：輕型擊實法，每層土料的質量為600 800g，即其量應使擊實后的試樣高度略高于擊實筒的1/3;兩層交接面處的土應刨毛；擊實完成后，超出擊實筒頂?shù)脑嚇痈叨?應小于6mm。（3）、用修土刀沿護筒內壁削挖后，扭動并取下護筒，測出超高（

16、應取多個測值平均，準 確至0.1g）。沿擊實筒頂細心修平試樣，拆除底板。如試樣底面超出筒外，亦應修平。擦凈筒 外壁，稱量，準確至 1g。（4） 、用推土器從擊實筒內推出試樣，從試樣中心取2個一定量土樣（輕型為15 30g），平行測定土的含水率，稱量準確至0.01g，含水率的平行差值不得大于1%。（5）、按上述（1） （ 4）的操作步驟對其其他含水率的土樣進行擊實，一般不得重復 使用土樣。（四）、計算與制圖1、計算w （ 1） 100%mid（1）計算擊實后的試樣的含水率：式中：w含水率，% ； m試圖質量， g ；md 干土質量， g。（2）計算擊實后各試樣的干密度：1 0.01w式中：濕密度

17、，g/cm3。計算至 0.01 g/cm3。（3）計算土的飽和含水率：1Wsatd Gs2、制圖以干密度為縱坐標，含水率為橫坐標，繪制干密度與含水率的關系曲線，即為擊實曲線。曲線峰值點的縱、橫坐標分別代表土的最大干密度和最優(yōu)含水率。如果曲線不能得出峰值點,應進行補點試驗。計算數(shù)個干密度下的飽和含水率。以干密度為縱坐標，含水率為橫坐標，在擊實曲線的 圖中繪制出飽和曲線，用以校正擊實曲線。圖的形式見教材。實驗六 土的滲透試驗（一）、試驗目的本試驗是測定土的滲透系數(shù)。（二）、試驗方法和適用范圍土的滲透系數(shù)變化范圍很大（101108）,滲透系數(shù)測定應采用不同的方法。1、 常水頭法：適用于粗粒土（砂質土

18、）；2、 變水頭法：適用于細粒土（粘質土和粉質土）。（三）、變水頭滲透試驗1、儀器設備滲透容器：由環(huán)刀、透水板、套筒及上、下蓋組成；水頭裝置：長度為1.0m以上，分度值為1.0mm ;其他：切土器、100ml量筒、秒表、溫度計、削土刀、凡士林等。2、操作步驟（1）根據(jù)需要用環(huán)刀在垂直或水平土樣層面切取原狀土樣或擾動土制備成給定密度的試 樣，并進行飽和。切土時，應盡量避免擾動土的結構，并禁止用削土刀反復涂抹試樣表面。（2）將容器套筒內壁涂一薄層凡士林，然后將盛有試樣的環(huán)刀推入套筒，并壓入止水墊 圈。把擠出的多余凡士林小心刮凈。裝好帶有透水石的上、下蓋，用螺絲擰緊，不得漏氣漏 水。（3）把裝好試樣

19、的滲透容器與水頭裝置連通。利用供水瓶中的水充滿進水管，并注入滲 透容器。開排氣閥，將容器側立，排出滲透容器底部的空氣，直至溢出水中無氣泡。關排氣 閥，放平滲透容器。（4）在一定水頭作用下靜置一段時間，待出水管口有水溢出時，可以開始進行試驗測定。6次以上，試驗終止。（5） 將水頭管充水至需要高度后，關止水夾，開動秒表，同時測記起始水頭h1。經(jīng)過時 間t后，再測記終了水頭 h2.如此連續(xù)測記23次以上，同時測記試驗開始與終止時的水溫。 再使水頭管水位上升至需要高度，再連續(xù)測記數(shù)次，3、計算aL2-3Mlghjh2按下式計算滲透系數(shù) kT:ky按下式計算標準溫度下的滲透系數(shù)k20 :k20ky203

20、4個在允許差值范圍以內的數(shù)值，取其平4、要求平均滲透系數(shù)的確定：在測得的結果中取均值，作為試樣在該孔隙比e時的滲透系數(shù)（允許差值不得大于2X10-ncm/s）。5、本試驗記錄格式詳見實驗報告實驗七 土的固結試驗（一）、試驗目的本試驗的目的是測定試樣在側限與軸向排水條件下的變形和壓力，或孔隙比和壓力的關 系，變形和時間的關系，以便計算土的壓縮系數(shù)、壓縮指數(shù)、壓縮模量、固結系數(shù)及原狀土 的先期固結壓力等。（二）、試驗方法適用于飽和的粘質土（當只進行壓縮試驗時，允許用于非飽和土）。試驗方法：1、標準固結試驗；2、 快速固結試驗：規(guī)定試樣在各級壓力下的固結時間為1小時，僅在最后一級壓力下除 測記1小時

21、的量表讀數(shù)外，還應測讀達壓縮穩(wěn)定時的量表讀數(shù)。（三）、標準固結試驗1、儀器設備固結容器；加壓設備；變形測量設備；其他：刮土刀、天平、秒表等。2、試驗步驟（1）根據(jù)工程需要，切取原狀土試樣或制備給定密度與含水量的擾動土樣。（2）按試驗一、二的方法，測定試樣的密度及含水量。對于試樣需要飽和時，按規(guī)范規(guī) 定的方法將試樣進行抽氣飽和。（3）在固結容器內放置護環(huán)、透水板和薄濾紙，將帶有環(huán)刀的試樣，小心裝入護環(huán)內， 然后在試樣上放薄濾紙、透水板和加壓蓋板，置于加壓框架下，對準加壓框架的正中，安裝（4）施加1kPa的預壓壓力，使試樣與儀器上下各部分之間接觸良好，然后調整量表，使 指針讀數(shù)為零。（5） 確定需

22、要施加的各級壓力。加壓等級一般為12.5、25.0、50.0、100、200、400、800、1600、3200kPa。最后一級壓力應大于上覆土層的計算壓力100200kPa。（6） 如系飽和試樣，則在施加第1級壓力后，立即向水槽中注水至滿。如系非飽和試樣， 須用濕棉圍住加壓蓋板四周，避免水分蒸發(fā)。（7） 測記穩(wěn)定讀數(shù)。當不需要測定沉降速率時，穩(wěn)定標準規(guī)定為每級壓力下固結24小時。測記穩(wěn)定讀數(shù)后，再施加第2級壓力。依次逐級加壓至試驗結束。（8） 試驗結束后，迅速拆除儀器部件，取出帶環(huán)刀的試樣。（如系飽和試樣，則用干濾紙吸去試樣兩端表面上的水，取出試樣，測定試驗后的含水量）。3、計算與制圖（1）

23、 按下式計算試樣的初始孔隙比e0wG s（10.01W0）e10式中：p 0試樣初始密度，g/cm3;W0試樣的初始含水量，%。（2） 按下式計算各級壓力下固結穩(wěn)定后的孔隙比eie (1 e)hih式中： hi 某級壓力下試樣高度變化，即總變形量減去儀器變形量，cm ；ho-試樣初始高度，cm。av(3) 按下式計算某一級壓力范圍內的壓縮系數(shù)ei e 1 avPi i Pi(4) 繪制ep的關系曲線以孔隙比e為縱坐標，壓力p為橫坐標，將試驗成果點在圖上，連成一條光滑曲線。(5) 要求：用壓縮系數(shù)判斷土的壓縮性。4、本試驗記錄格式詳見實驗報告(四) 、快速固結試驗1、儀器設備固結容器；加壓設備；

24、變形測量設備；其他：刮土刀、天平、秒表等。2、操作步驟試樣在各級壓力下的固結時間為1小時，僅在最后一級壓力下除測記 1小時的量表讀數(shù)外，還應測讀達壓縮穩(wěn)定時的量表讀數(shù)。3、快速固結試驗結果的校正按下式計算各級壓力下試樣校正后的總變形：(hn)Thi (hi)t n - K (hi )t(hn)t式中：刀 hi-某一壓力下校正后的總變形量，mm;(hi)t-某一壓力下壓縮1的總變形量減去該壓力下的儀器變形量，mm;(hn)t-最后一級壓力下壓縮 1的總變形量減去該壓力下的儀器變形量，mm ;(hn)T 最后一級壓力下達到穩(wěn)定標準的總變形量減去該壓力下的一起變形量，mm ;K 校正系數(shù)。4、本試驗

25、記錄格式詳見實驗報告實驗八 土的剪切試驗(一) 、試驗目的直接剪切試驗是測定土的抗剪強度的一種常用方法。通常采用4個試樣，分別在不同的垂直壓力p下，施加水平剪切力進行剪切，測得剪切破壞時的剪應力T。然后根據(jù)庫侖定律 確定土的抗剪強度指標：內摩擦角0和粘聚力c。(二) 、試驗方法與適用范圍1、試驗方法快剪試驗：在試樣上施加垂直壓力后立即快速施加水平剪應力。固結快剪試驗：在試樣上施加垂直壓力，待試樣排水固結穩(wěn)定后，快速施加水平剪應力。慢剪試驗：在試樣上施加垂直壓力及水平剪應力的過程中，均使試樣排水固結。2、 適用范圍：適用于測定細粒土的抗剪強度指標c和$及土顆粒的粒徑小于 2mm的砂土的抗剪強度指標0。滲透系數(shù)k大于10-6cm/s的土不宜作快剪試驗。(三) 固結快剪試驗1、儀器設備應變控制式直剪儀：剪切盒、垂直加壓框架、測力計、推動機構等；位移計（百分表）：量程510mm,分度值0.01mm ；天平、環(huán)刀、削土刀、飽和器、秒表、濾紙、直尺等。2、操作步驟（粘性土）（1）試樣制備：從原狀土樣中切取原狀土試樣或制備給定干密度和含水量的擾動土試樣。 按規(guī)范規(guī)定，測定試樣的密度及含水量。對于擾動土樣需要飽和時，按規(guī)范規(guī)定的方法進行 抽氣飽和。（2）試樣安裝：對準上下盒，插入固定銷。在下盒內放濕濾紙和透