土力學(xué)實驗教案

1、實驗一 液、塑限試驗一、目的測定細粒土的液限含水率、塑限含水率、塑性指數(shù)、液性指數(shù)、確定土的工程分類。二、試驗方法液塑限聯(lián)合測定法三、儀器設(shè)備1、光電式液限、塑限聯(lián)合測定儀，試樣杯2、天平，稱量200g，最小分度值0.1g。3、其它：烘箱、鋁盒、調(diào)土刀、刮土刀、凡士林等。四、試驗步驟1、本次試驗原則上應(yīng)采用天然含水率的土樣進行，也允許用風(fēng)干土制備土樣，土樣過0.5mm篩后，噴灑配制一定含水率的土樣，然后裝入密閉玻璃廣口瓶內(nèi)，潤濕一晝夜備用（土樣制備工作實驗室已預(yù)先做好）。2、將已制備好的土樣取出調(diào)勻后，密實地裝入試樣杯中（土中不能有孔洞），高出試樣杯口的余土，用刮土刀刮平，隨即將試樣杯放在升降

2、底座上。3、接通電源，調(diào)平底座，吸放安扭調(diào)到“吸”的狀態(tài)，把裝有透明光學(xué)微分尺的圓錐儀，在錐體上抹以薄層凡士林，使電磁鐵吸穩(wěn)固錐儀。并使光學(xué)微分尺垂直于光軸（可從屏幕上觀察，刻度線清晰，并在屏幕居中位置）。4、調(diào)節(jié)零點，使讀數(shù)屏幕上的零線與光學(xué)微分尺影像零線重合，按下“手”（即手動）按鈕，使儀器處于備用狀態(tài)。5、轉(zhuǎn)動升降座，待試樣杯上升到土面剛好與圓錐儀錐尖接觸時，按“放”按鈕，圓錐儀自由下落，歷時5秒，當音響訊號自動發(fā)出聲響時，立即從讀數(shù)屏幕上讀出圓錐儀下沉深度，平行兩組試驗。6、把升降座降下，細心取出試樣杯，剔除錐尖處含有凡士林的土，取出錐體附近的試樣不少于15-30g放入稱量鋁盒內(nèi)，稱量

3、得質(zhì)量m1，并記下盒號，測定含水率。7、將稱量過的鋁盒，放入烘箱；在105110的溫度下烘至恒量，取出土樣盒放入玻璃干燥皿內(nèi)冷卻，稱干土的質(zhì)量m2。8、重復(fù)27條的步驟，測試另二種含水率土樣的圓錐入土深度和含水率9、以含水率為橫坐標，以圓錐入土深度為縱坐標在雙對數(shù)坐標紙上繪制含水率與相應(yīng)的圓錐入土深度關(guān)系曲線，如圖1-2所示。三點應(yīng)在一根直線上，如圖中A線。如果三點不在同一直線上，通過高含水率的一點與其余兩點連兩根直線，在圓錐入土深工為2mm處查得相應(yīng)的兩個含水率，用該兩含水率的平均值的點與高含水率的測點作直線，在含水率與圓錐下沉深度的關(guān)系圖上查得下沉深度為17mm對應(yīng)的含水率為液限，查得下沉

4、深度為2mm對應(yīng)的含水率為塑限。五、成果整理書中表格，雙對數(shù)座標軸實驗二 固結(jié)試驗 （一）、試驗?zāi)康?本試驗的目的是測定試樣在側(cè)限與軸向排水條件下的變形和壓力，或孔隙比和壓力的關(guān)系，變形和時間的關(guān)系，以便計算土的壓縮系數(shù)、壓縮指數(shù)、壓縮模量、固結(jié)系數(shù)及原狀土的先期固結(jié)壓力等。 （二）、試驗方法 適用于飽和的粘質(zhì)土（當只進行壓縮試驗時，允許用于非飽和土）。試驗方法：1、 正常慢固結(jié)法；（快速固結(jié)試驗：本實驗采用規(guī)定試樣在各級壓力下的固結(jié)時間為10分鐘） （三）、儀器設(shè)備 固結(jié)容器；加壓設(shè)備；百分表；其他：刮土刀、天平、秒表等。 （四）、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

5、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。 （3）將土樣壓入環(huán)刀，在固結(jié)容器內(nèi)放置護環(huán)、透水板和用水濕潤后的薄濾紙，將帶有環(huán)刀（環(huán)刀的表面積為30，）的試樣，小心裝入護環(huán)內(nèi)，然后在試樣上放薄濾紙、透水板和加壓蓋板、傳壓鋼柱，置于加壓框架下，對準加壓框架的正中，安裝量表。 （4）施加0.25kPa的預(yù)壓壓力，使試樣與儀器上下各部分之間接觸良好，然后調(diào)整量表，使指針讀數(shù)為5.00。 （5）確定需要施加的各級壓力。加壓等級一般為50.0、100、200、400kPa。（在工程實踐中做本實驗的最后一級壓力應(yīng)大于上覆土層的計算壓力100200kPa）。 （6）測記穩(wěn)定讀數(shù)。當

6、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(jié)24小時。測記穩(wěn)定讀數(shù)后，本實驗取固結(jié)穩(wěn)定時間為10分鐘，再施加第2級壓力。依次逐級加壓至試驗結(jié)束。 （7）試驗結(jié)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）。 (8)、計算與制圖 1按下式計算試樣的初始孔隙比e0 式中：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(jié)穩(wěn)定后的孔隙比ei 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，mm； h0試樣初始高度，mm。 3繪制ep的關(guān)系曲線 以孔隙比e為縱坐標，壓力p

7、為橫坐標，將試驗成果點在圖上，連成一條光滑曲線。 (五)、本試驗記錄格式詳見實驗報告 實驗三 直剪試驗 （一）、試驗?zāi)康?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(yīng)力。然后根據(jù)庫侖定律確定土的抗剪強度指標：內(nèi)摩擦角和粘聚力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(yīng)力。（本實驗采用此方法） 固結(jié)快剪試驗：在試樣上施加垂直壓力，待試樣排水固結(jié)穩(wěn)定后，快速施加水平剪應(yīng)力。 慢剪試驗：在試樣上施加垂直壓力及水平剪應(yīng)力的過程中，均使試樣排水固結(jié)。 2、適用

8、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。滲透系數(shù)k大于10-6cm/s的土不宜作快剪試驗。 （三）儀器設(shè)備 應(yīng)變控制式直剪儀：剪切盒、垂直加壓框架、量力環(huán)、推動機構(gòu)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。用環(huán)刀取試樣。（2） 試樣安裝： 對準上下盒，插入固定銷。在下盒內(nèi)放濕濾紙和透水板。將裝有試樣的環(huán)刀平口向下，對準剪切盒口，在試樣頂面放濕

9、濾紙和透水板，然后將試樣徐徐推入剪切盒內(nèi)，移去環(huán)刀，重復(fù)取樣。 轉(zhuǎn)動手輪，使上盒前端鋼珠剛好與量力環(huán)接觸。調(diào)整測力計讀數(shù)為零。依次加上加壓蓋板、鋼珠、加壓框架，安裝垂直位移計，測記起始讀數(shù)。 （3）施加垂直壓力：一個垂直壓力相當于現(xiàn)場預(yù)期的最大壓力p，一個垂直壓力要大于p，其他垂直壓力均小于p。但垂直壓力的各級差值要大致相等。也可以取垂直壓力分別為100、200、300、400kPa 各級垂直壓力可一次輕輕施加，若土質(zhì)軟弱，也可以分級施加以防試樣擠出。 （4），拔去固定銷，開動秒表，以0.81.2mm/min的速率剪切（每分鐘46轉(zhuǎn)的均勻速度旋轉(zhuǎn)手輪），使試樣在35min剪損。 剪損的標準：當測力計的讀數(shù)達到穩(wěn)定，或有明顯后退表示試樣剪損；一般宜剪切至剪切變形達到4mm；若測力計的讀數(shù)繼續(xù)增加，則剪切變形達到6mm為止。 （5）剪切結(jié)束后，倒轉(zhuǎn)手輪，盡快移去垂直壓力、框架、鋼珠、