土力学与基础工程试验指导书班级:姓名:山东科技大学土木建筑学院实验中心编试验一、 密度试验一、实验目的掌握用环刀法测定土的密度,以便了解土的松密程度和干湿状态。

二、基本原理当原状土切入环刀时，土的体积就等于环刀的容积，将切满土的环刀称重，将此重减去环刀重即为土重，土重除以环刀容积即可求得土的密度。

三、仪器设备环刀：内径6.18cm，高2cm；天平：量程200克，感量0.1克。

其他：切土刀，方玻璃片，凡士林。

四、试验步骤1、按工程需要取原状土或制备所需状态的扰动土样轻轻放稳后，将土样表面大致削平。

2、将准备好的环刀在其内壁上涂一薄层凡士林，刃口向下放在土样上表面中央。

3、然后垂直下压，边压边削，直至土样伸出环刀为止，此时用切土刀将伸出环刀的土细心削平，立即拿一方玻璃片盖上以免水分蒸发；然后再削平另一面。

4、将切满土样的环刀的四周擦净，称重精确至0。

1克。

五、成果整理及计算土的密度可按下式计算：式中；γ── 土的密度，g／cm3；w──试样加环刀重，g；1w──环刀重，g；2v──环刀容积，cm3；计算至0。

01克／厘米 3六、试验纪录表格：密度试验（环刀法）环刀编号环刀重+土重（g）环刀重（g）土重（g）环刀容积（cm3）密度（g／cm3）试验二、 含水量试验一、试验目的：掌握烘干法测定土的含水量，了解土的含水情况。

二、基本原理：利用土烘干前后的重量差可得土中失去的水重，水重、干土重的比即为土的含水量。

三、仪器设备：烘箱、天平、干燥器、铝盒等。

四、试验步骤：1、用切土刀选取代表性土样15～30g放在小铝合内（约装满半铝盒， 砂土应多些），注意擦去盒口外周围的浮土，立即盖好并称重得w1，精确至0.01g；2、打开铝盒盖，放入烘箱（可交指导老师放），在100～1050c的温度下烘至恒重（砂土烘干时间不少于2小时；粉土试样少于30 g者烘干时间不少于3小时；粉质粘土和粘土试样少于30g者则不少于10小时）。

3、将烘干土样铝盒取出放入干燥器内（由实验室负责），冷却后取出立即盖好并称重得w2,精确至0.01g五、成果整理及计算：按下式计算土的含水量：ω＝w ww w1220−−×10000式中：ω──土的含水量，以百分数计；1w──烘干前试样重加铝盒重，g；2w──烘干后试样重加铝盒重，g；w──铝盒重，g，计算至0.100。

六、试验纪录表格：含水量试验（烘干法）试验三、 液限试验(圆锥仪法)一、实验目的：1、掌握用园锥仪测定土的液限含水量；2、根据试验结果，掌握塑性指数和液性指数的计算公式。

二、基本原理；从理论上讲，液限是粘性土的可塑状态转变为流动状态时的界限含水量。

用一特制的76g重的圆锥仪（见图1所示），在自重作用下沉入浓糊状稠泥的试样中，当沉入深。

度正好为10mm时试样的含水量即为所需测定的液限(含水量)WL本法只适用于小于0.5mm颗粒组成的，有机质（泥炭、腐植质等）含量不超过土的矿物部分干重量500细粒土。

三、仪器设备：华氏锥式液限仪、天平、烘箱、铝何等。

四、试验步骤：1、应尽可能采用天然含水量的土样进行测定，如为风干土时，应先予以碾碎过0.5筛，并适当喷洒水量拌合后放在有盖的玻璃瓶中润湿静置24小时。

2、取具有代表性的天然含水量土样约180克放入调土碗中，加蒸馏水用调土刀调拌成均匀浓糊状。

3、将调拌均匀的土样，用调土刀分层装入盛土杯内，注意每次装土用调土刀反复搅压，使其中不留有空隙和气泡，直到装满并刮去多余的土，使与盛土杯齐平。

在刮去余土时，不得用调土刀在土表面上反复涂抹。

4、将圆锥仪先放在另一底座上面的橡皮片上（切勿放在玻璃片上，以防锥尖变秃），检查圆锥能否停稳竖直。

5、用布擦净圆锥仪，并在锥尖部分涂一薄层凡士林或润滑油，用两指提起圆锥仪手柄，对准试样的中央，慢慢下放使锥尖与试样表面接触。

然后轻轻放手使圆锥仪在自重作用下沉入土中。

6、在放手的同时，打开秒表，约经15秒钟后锥体沉入土重深度恰为10mm时， 表示此时土的含水量适为液限，沉入深度以土面与锥体的接触线至锥尖之垂直距离为准。

7、如锥体在15秒钟时的入土深度大于或小于10mm时，则表示试样的含水量高于或低于液限。

这时先用调土刀将锥体沉入处附近沾有凡士林的土样挖出，而后将全部试样挖出放如瓷碗中，如含水量过高，则放在烘箱中适当烘烤或吹干，减少含水量或含水量小时加适量蒸馏水后进行调拌，重复5、6步骤，至锥体下沉深度刚好是10mm为止。

8、将所测得合格的试样，挖去沾有凡士林部分的土，取锥体附近的土约15g，放入铝盒中，盖好称重（准确至0.01g）后在1050c烘箱中进行烘干，冷却后称其干土重。

五、计算：液限计算公式：式中：G──湿土重（g）；──干土重（g）；GSW%──液限%。

计算至0.1%L练习题：粘性土的液限的定义和用途是什么？六、试验纪录表格：液限试验 铝盒号铝盒重+湿土重（g）铝盒重+干土重（g）铝盒重（g）水重（g）干土重（g）液限（%）试验四、 塑限试验(滚搓法)一、试验目的：1、掌握以滚搓法测定粘性土的塑限；2、掌握塑性指数，液性质数的计算公式。

二、基本原理：塑限是粘性土由半固体状态变为可塑状态时的界限含水量。

取一小块稍湿状稠泥的试样，用受搓成直径为3mm 的土调，正好产生裂缝并可始断裂时试样的含水量，即为所需测定的塑限W P 。

本法只适用于由小于0.5mm 颗粒组成，有机物(泥炭、腐植质等)含量不超过土的矿物部分重量5%的粘性土。

三、仪器设备；毛玻璃等。

四、试验步骤：1、同试验三第1步；2、同试验三第2步；3、去湿润的具有代表性土样100g，捏成泥团，如水分太少捏不成团时，加适量的水直至能捏成团又不粘手为止，如土中水分太多，可在太阳光下或烘箱内晒或烘。

然后将泥团压扁，如出现裂缝，表示含水量接近塑限。

4、取接近塑限的试样一小块，先用手搓成椭圆性 ，而后用手掌在毛玻璃板上（用毛面）轻轻搓滚。

搓滚时手掌均匀施加压力于土条上，不得使土条在毛玻璃板上无力滚动，也不能将土条压扁。

土条长度不宜超过手掌宽度，并在滚动时不应从手掌下任一边 脱出，而且土样在搓滚时不允许产生中空现象。

5、若土条搓成3mm 时，仍未产生裂缝及断裂现象，表示这时试样的含水量高于塑限，应将其捏成一团，按第4步重新搓滚。

如果搓滚土条大于3mm 时出现裂缝断裂现象，表示试样含水量小于塑限，则应在条土碗中加适量蒸馏水，均匀调制好试样，在进行搓滚。

6、直至达3mm 土条产生裂缝并开始断裂为止，将合格的断裂土条约（3—5）g 放入铝盒中盖紧，以避免水份蒸发损失，立即测定其含水量即为塑限。

五、计算： 塑限计算：%1001×−=）（SP G GW 式中：G、G S ——意义同液限计算 计算至0.1%六、试验纪录表格：塑限试验 铝盒号铝盒重+湿土重（g）铝盒重+干土重（g）铝盒重（g）水重（g）干土重（g）塑限W P（%）塑性指数I P粘性土的分类试验五、 联合测定液限、塑限一、试验目的：1、液塑限联合测定仪测定土的界限含水量；2、试验结果、掌握塑性指数和液性指数的计算公式。

二、仪器设备；液塑限联合测定仪、天平、烘箱、铝盒等。

三、试验步骤：1、取代表性试样200g，分成三份，放入盛土碗中，加不同数量的水，制成不同稠度的试样，试样的含水量宜分别接近液限、塑限和二者的中间状态，将试样调匀。

2、将制备的试样搅拌均匀，填入试样杯中，对较干的试样英充分搓揉，密实地填入试样杯中，填满后刮平表面。

3、将试样杯放在联合测定仪的升降座上，在圆锥上抹一薄层凡士林，接通电源，电使磁铁吸住圆锥。

4、调节零点，调整升降座,使圆锥尖接触试样表面,指示灯亮时圆锥在自重下沉入试样,经5s后测读圆锥下沉深度,取出试样杯,取部分试样测定含水量。

5、以相同步骤分别测定三个试样的圆锥下沉深度和含水量。

四、计算含水量：含水量按试验二中含水量计算公式计算。

五、绘制含水量、圆锥下沉深度关系曲线：以含水量为横坐标，圆锥下沉深度为纵坐标在双对数坐标纸上绘制关系曲线，三点应在一直线上，当三点不在一直线上时，通过高含水量的点与其余两点连成两条直线，在下沉深度为2mm出查得相应的两个含水量，当两个含水量的差值小于2%时，应以该两点含水量的平均值与高含水量的点连一直线，当两个含水量的差值大于、等于2%时，应重做试验。

六、求液限、塑限：在含水量与圆锥下沉深度的关系图上，查得下沉深度为10mm所对应的含水量为液限、查得下沉深度为2mm所对应的含水量为塑限，取直至整数。

七、计算塑性指数：Ip =WL－WP式中 IP——塑性指数；WL——液限含水量（%）；WP——塑限含水量（%）；八、试验纪录表格试验六、 压缩试验一、试验目的；1、 握试样在完全侧限条件下的室内压缩试验测定土的压缩系数的方法，并根据试验数据绘制空隙比与压力的关系曲线（即压缩曲线）。

2、 根据求得的压缩系数来评定土的压缩性。

二、基本原理：土样在外力作用下便产生压缩，其压缩量的大小与在土样上所加的荷重大小和土样的性质有关。

如在相同的荷重作用下，软土的压缩量就大，而坚密的土则压缩量小；在同一种土样的条件下，压缩量随着荷重的加大而增加。

施加不同的荷重，可得相应的空隙比，一般分级不要过大，视土的软硬程度及工程情况可取为12。

5、25、50、100、200、400、800、1600、3200 kp a 。

最后一级压力应比土层的计算压力大100～200 kp a ，这样，便可绘制压缩曲线并求得压缩系数。

三、仪器设备：压缩仪（或称固结仪）、百分表等。

， 四、试验步骤：1、按密度试验所述方法用环刀切取土样，测定土样试验前的密度。

2、按含水量试验的方法，取环刀切取土样后剩下的土样（不用占有凡士林部分的），测定土样试验前的含水量,并熟悉压缩仪各细节的构造及作用。

3、在压缩容器底板上安置好一块透水石（注意一定要平稳），接着安放护环，并固定护环。

4、将湿润滤纸一张放在压缩容器底部的透水石面上，然后将装有土样的环刀刀口向下放入护环内，在在土样面上放润滤纸一张，透水石一块和加压上盖。

5、将加压容器置于加压框架正中，安装百分表，施加1kp a 的预压力，使试样与仪器上下各部件之间接触，将百分表调零。

6、施加第一级荷载，因每一级荷载下土样的变形稳定需要很长时间，限于学生时间，因此定为10分钟即认为该级荷载下压缩变形已属稳定，即可加下一级荷载。

7、在最后一级变形稳定后，即可卸除全部荷载，取下百分表、压缩容器、分别拆除钢球、加压上盖、护环、透水石和滤纸等，小心取出带土的环刀、清理环刀等。

五、成果整理及计算：1、各级荷载下的百分表稳定度说，即为该级荷载下土样的稳定变形量S 土i2、计算土样的初始空隙比e 01)1(000−+=γW G e式中：G——土的颗粒比重W 0——试样前土的初始含水量0γ——试验前土的初始密度3、计算土颗粒高度h S （mm）1e h h S +=式中：0h ——土样的初始高度（等于环刀高度），mm 计算各级荷载下土样变形稳定后的空隙比i e1−=Sii h h e 式中：)(0i i S h h 土−=——各级荷载下土样高度，mm4、按一定比例绘制压缩曲线，并从曲线求算压缩系数 a 1-2和压缩模量E 1-2 六、试验纪录表格和图表： 1. 纪录表格压力（kp a ） 50 100200300400土样变形量S 土i (mm) (百分表读数*0.01) 土样高度h i (mm) 土样空隙比e i试验前初始含水量（%）试验前初始密度（g/cm 3）试验前初始孔隙比2. 图表试验七、 直接剪切试验一、试验目的：掌握应变控制式直剪仪进行室内直接剪切试验来测定土的抗剪强度指标的方法，并确定土的内摩擦角和内聚力。