土力学试验指导书
1.主要仪器设备
毛玻璃板;烘箱、铝制称量盒、天平、滴管等。
2.操作步骤
(1)取具有代表性的天然湿度土试样(如土中含有较多的大于 0.5 mm 的颗粒及夹杂物时应风 干过 0.5 mm 的筛)。 (2)将制备好的试样手中揉捏至不粘手,然后将试样捏扁,若出现裂缝,则表示其含水率已接 近塑限。 (3)取接近塑限含水率的试样 8~10 g ,先用手捏成手指头大小的土团(椭圆形或球形),然后 再放在毛玻璃上用手掌轻轻滚搓,滚搓时应以手掌均匀施压于土条上,不得使土条在玻璃上无力滚 动,在任何情况下,土条不得有空心现象,土条长度不宜大于手掌宽度,在滚搓时,不得从手掌下 任一边脱出。 (4)当土条搓至直径为 3 mm 时,表面产生许多均匀裂缝,并开始断裂,此时试样的含水率即 为塑限。若土条搓至直径为 3 mm 时,仍未产生裂缝或断裂,说明试样的含水率高于塑限;或者土 条搓至直径为 3 mm 时已开始断裂,则说明试样的含水率低于塑限,都应重新取样进行试验。 (5)取直径 3 mm 且有裂缝的土条 3~5 g 放入称量盒内,随即盖紧盒盖,测定土条的含水率。 (6)同一土样需进行两次平行测定,并取其算术平均值,其平行差值不得大于 2%。 。
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土力学试验
教学班号 3 班
(3)亚砂土试验力求快速装入液限仪中,以防止土壤表面液化。
(二)塑限的测定
土的塑限( P )是土从可塑状态与半固体状态的界限含水率, 测定土的塑限的试验方法主要是滚 搓法。滚搓法塑限试验就是用手在毛玻璃板上滚搓土条,当土条直径达 3 mm 时产生裂缝并断裂, 此时试样的含水率即为塑限。 测定粘性土的塑限,是为了区别土的种类。供计算塑性指数( I P ),液性指数( I L )。粘性土分类 及计算地基容许承载力。
4.成果整理
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(1)计算干密度:
d
1
3 3
式中: d —干密度 ( g / cm ) ,准确到手,0.01 ( g / cm ) ;
—密度 ( g / cm 3 ) ;
, —含水率(%) (2)计算饱和含水率:
sat (
1
d
1 ) 100% Gs
(6) (4)/(5)×100%
塑 限 平均值 (%)
备 注
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二、击实试验
1.试验目的:
用封闭式击实仪,决定其填土料的最大干密度和最优含水率。
2.仪器设备
(1)击实仪(轻型) ; (2)天平、台称; (3)试样推土器; (4)喷雾器、盛土容器、修土刀、筛子(孔径 5 mm )等。
2.成 100% m1 m0
L —液限(%),精确到 0.1%;
m1 —干土加称量盒质量( g ); m2 —湿土加称量盒质量( g );
m0 —称量盒质量( g )。
注意: (1)将锥体放在土面上时应避免冲击,以免影响结果。 (2)一般土拌合后经放置半小时即可进行试验。
m0 —风干含水率 0 时的土样质量( g ),试验中一般取 700 g ;
—要求达到的含水率(%),试验中一般取 22%、24%、26%、28%、30%。
(4)将击实筒放在坚实的平地上,取制备好的土料 600—800 g (试验用 700 g )。倒进筒里,并整 平其表面。 (5)按规定击数(一般 N=27~28 次)击打土料,打完后,再按(4)装土。仍按规定击数,如此, 装三层(教学试验一般用单层),即完成一种含水量土料的试验。 (6)注意每次落高应为 30 cm ,应使锤自由下落。 (7)细心取下击实筒套环,不要让筒内试样断裂,齐尖顶将试样画小心削平或稍稍填补,擦净简 的外壁,称土和筒的合重,准确到 1 g 。 (8)推出筒土样。从试验小心处取出两个试样各约 20~30 g ,测其含水量,计算至 0.1%,两个 含水量的差值不应超过 1%。 (9)按(4)至(8)各条步骤,进行其它四种含水量土料的击实试验。
g g
g
(1) (2) (3) (4) (5) (6) (1)-(2) (2)-(3) (4)/(5)
g g
% %
最大干密度=_____ g 最优含水率=_____%
cm 3
击 实 曲 线
干密度 Pd (g/cm 3 )
8
10
12
14
16
18
20
22
24
26
28
30
32
34
36
38
40
含 水 率 w (%)
实
试
验
记
录
表
试验者:________________ 计算者:________________ 校核者:________________
每层击数__________ 容器体积__________ 数 1 2
风干含水率__________ 落锤重量____________ 3 4 5 6 7
加水量 筒加土质量 干 密 度 筒质量 湿土质量 筒体积 密 度
(一)圆锥仪液限试验
圆锥仪液限试验就是将质量为 76 g 圆锥仪轻放在试样的表面,使其在自重作用下沉入土中,若 圆锥体经过 5 s 恰好沉入土中 10 mm 深度,此时,试样的含水率就是液限。
1.主要仪器设备
(1)圆锥液限仪(锥体总重为 76 g ±0.2 g ,锥体顶角 30°,高 25 mm ,在 10 mm 处有一环形刻 度) ; (2)天平(最小分度 0.01 g ) ; (3)烘箱、干燥器。 (4)铝制称量盒、调土刀、小刀、毛玻璃板、滴管等。
3.操作步骤
(1)取通过 5 mm 筛的风干土约 15 公斤(教学试验用土 3.5 公斤)。 (2)估计土的风干含水量和规定击数下的最优含水量。规定至少五种含水量,依次相差 2%,希 望两种大于、两种小于最优含水量,以使干容重——含水量关系曲线上的点子分布较均匀。 各种土的估计最优含水量如下: 砂土 亚粘土 8——12% 12——22% 亚砂土 粘土 9——14% 20——25%
盒
盒加干 土质量 m2 ( g )
(2)
盒质量 m0 ( g )
(3)
水质量 (g)
(4) (1)-(2)
干土 质量 (g)
(5) (2)-(3)
液 限 (%)
(6) (4)/(5)×100%
液 限 平均值 (%)
备 注
塑
工程名称:________________ 工程编号:________________ 试验日期:________________ 试 样 编 号 号 盒加湿 土质量 m1 ( g )
3.成果整理
塑限 式中:
p
m2 m1 100% m1 m0
p —塑限(%),精确到 0.1%;
m1 —干土加称量盒质量( g );
m2 —湿土加称量盒质量( g );
m0 —称量盒质量( g )。
注意: (1)土条断裂应在数处同时发生,如果仅有一处断裂,可能系由于用力不均匀之故,不能认为到 达塑限。 (2)在滚搓过程中注意土条出现空心现象,以防影响试验成果。
粒径大于 5 mm 颗粒的含量 P=_________; 校正后的最大干密度为_______; -7校正后的最优含水率_______
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三、压缩试验
1.试验目的:
测定土在外力的作用下, 其孔隙比与压力之间的关系曲线即压缩曲 线(图 1),为计算建筑物的沉降提供必需的资料。
e e e
(1)
限
试
验
记
录
表
试验者:________________ 计算者:________________ 校核者:________________
盒
盒加干 土质量 m2 ( g )
(2)
盒质量 m0 ( g )
(3)
水质量 (g)
(4) (1)-(2)
干土 质量 (g)
(5) (2)-(3)
塑 限 (%)
2.仪器设备
(1)压缩仪(见图 4) (2)天平 (3)测微表(百分表)、环刀、秒表、烘箱等。
e
3.提供步骤和计算
(1)取原状土或取按工程需要制配之扰乱土,整平其两端将环刀 内壁涂—薄层凡士林,刀口放在土样上。 (2)用削土刀将土样上部削成略大于环刀口径之土柱,然后将环刀垂直下压,边压边削至土样 伸出环刀为止,削去两端余土使与环刀口面平齐。在修削土样时要避免往复涂刮,防止扰动土样影 响成果的精确性。 (3)擦净粘在环刀上的土屑。称环刀与土的合重(准确至 0.1 g ),求得土样在试验前之容重, 同时取环刀四边修削下来的土样重约 10 g 装入铝盒, 称得铝盒与土之合重后, 再放入烘箱烘至恒重, 再称重量,以测得试验前土样的含水量(进行两次平行测定,取其平均值)。 (4)先在压缩仪底部的透水石上加一层湿润的滤纸,再将土样连同环刀一起推入压缩仪内,套 上导环,然后在土样顶面再放一湿润的滤纸;继而加上透水石,再放上传压板和钢珠,最后将压缩 仪放置到容器的底板上。 (5)将压缩仪放置到容器的底板以后,适当移动并使传压板上的钢珠正好对中加压横梁(如图 4 所示)。此时轻轻按下杠杆。使加压横粱正好与钢珠接触,(注意不要使其受力),与此同时,将测 微表固定在表夹上,并使测微表上的短指针正好对准“5”字,施加 0.01 kg cm (即挂上小铁钩) 的预压荷重,使压缩仪各部接触密贴,再将测微表上的长针调整到零,至此,试验的准备工作已经 就绪。 (6) 去掉预压荷重立即加第一级荷重, 加砝码时应避免冲击和摇晃, 轻轻放上并同时开动秒表。 (7) 根据实际需要, 确定加荷级数及大小, 通常是按 0.25 kg cm 、 0.5 kg cm 、 1 kg cm 、 2 kg cm 、4 kg cm „„顺序施加。每级荷重和稳定历时,其变化值不超过 0.005 mm 。 由于教学试验时间的限制,(规定按四级荷重即 0.5、1、2、4 kg cm 的顺序施加,每级荷重 的历时 10 分钟)。因此,每加一级荷重经过 10 分钟即记下测微表上的读数,然后再加下一级荷重, 余类推,一直到第四级荷重施加完毕,本次试验即告完成。 (8)根据试验所得的资料进行计算, 并绘制压缩曲线, 求出压缩系数, 说明土样压缩性的高低。 计算方法: 设压缩前土样的高度为 h0 , 孔隙比 e , 土样中土粒的净高度为 hs 。 在某一压力 p i 的 作用下,其压缩量(即垂直变形)为 hi ,土样的高度由原来的 h0 减少到 hi (图 2)。其相应的孔隙比 为