试验一土的密度、含水量实验实验名称：土的重度、含水量实验实验成绩：实验组员：唐元振、谭君、肖丽、任佳颖、罗尧荣、张璟实验教师签名：实验地点：城建西301 实验日期：2012年03月30日（下午）实验目的：1.熟悉土工实验中环刀、天平等基本设备的操作方法；2.通过本试验掌握土体的天然含水率试验方法，了解含水率指标在工程中的应用，并配合其它试验计算土的干密度、孔隙比及饱和度等其它指标；3.通过本实验初步了解土体密度大小与土的松紧程度、压缩性、抗剪强度的关系。
实验原理：土体中的自由水和弱结合水在105℃～110℃的温度下全部变成水蒸气挥发，土体粒质量不再发生变化，此时的土重为土颗粒质量加上强结合水质量，将挥发掉的水份质量与干土质量之比为土体含水率。
即土体含水率是指土颗粒在105℃～110℃的温度下烘干至恒重时所失去的水份质量与烘干土质量的比值，用百分数表示。
单位体积土体质量称做土的密度，定义式为：ρ0=m0/V (1—1)单位体积土体的重量称作土的重度：γ= m0 g/V=ρ0g；（1—2）式式中：ρ0－土样湿密度（g/cm3）；γ—土的天然重度；m0－土样质量（g）；V－土样体积（cm3）。
实验室内直接测量的密度为湿密度(对原状土称作天然密度)。
ω0=m w/m s（1—3）式中：ω0—土样含水率(％)；m w—土体所失去水分的质量(g)；m s—烘干后土颗粒质量(g)。
实验仪器设备（实验条件）：1.酒精及酒精灯：燃烧烘干土样至干土样2.天平：称量200g，最小分度值0.01g；3.其它工具：铝盒2个(编号为X 610和A 162)、开土刀、干燥器、温度计等。
（a）环刀：内径61.8mm（3个）和79.8mm（1个），高20mm；（b）其它工具：切土刀，玻璃板、钢丝锯，凡士林等实验过程（内容、步骤、原始数据等）：实验内容：1.制作土样；2．测定土的含水率；3．测定土的重度。
实验步骤：1.用感量0.01g 的天平称取铝盒和各环刀重量，记录铝盒和环刀的编号和重量；2.取具有代表性的试样约15g （铝盒体积的1／4）放入铝盒内，（有机质土、砂类土和整体状构造冻土为50g ），称铝盒加湿土质量，准确至0.01g ，并记录铝盒号和盒加湿土质量。
3.倒入适量酒精于放有湿土样的铝盒，点燃烘干至酒精完全耗尽，并重复再做1次。
称量已经过2次燃烧烘干至恒重的铝盒加干土的质量，准确至0.01g ，并记录。
4.（a ）取原状土或制备的扰动土样，整平两端，将环刀内壁涂一薄层凡士林，刃口向下放在土样上，将环刀垂直向下压至约刃口深处，用切土刀将士样切成略大于环刀直径的土柱后，边压边削，直至土样伸出环刀顶部，将环刀两端余土削平；（b ）用铝盒中的代表性土样测定含水率；（c ）擦净环刀外壁，称环刀加土的质量，准确至0.01g 。
原始数据：密度实验数据见表1表1 密度实验数据表含水率实验数据见表2表2 含水率实验数据表实验结果（数据处理、结果分析、问题讨论及总结）：计算土的重度和含水率表1 密度实验结果表计算如下:序号 土样编号环刀质量/g 环刀与土质量/g1 JG13-1 56.62 217.642 JG13-2 43.02 156.733 JG13-3 43.06 146.054 JG13-4 41.75 139.30 序号 铝盒编号铝盒质量/g 铝盒与土、水质量/g 铝盒与土质量/g1 A78 8.40 12.89 11.982 A132 8.34 11.43 10.78序号 土样编号 环刀质量/g 环刀与土质量/g 土质量/g 土重度/kN/m 3 平均重度/kN/m 31 JG13-1 56.62 217.64 161.02 16.10 17.122 JG13-2 43.02 156.73 113.71 18.95 3 JG13-3 43.06 146.05 102.99 17.17 4JG13-441.75139.3097.5516.26(217.64﹣56.62)*10/100=16.10 （156.73﹣43.02）*10/60=18.95 （146.05﹣43.06）*10/60=17.17(139.30﹣41.75)*10/60=16.26 含水率实验数据见表2表2 含水率实验数据表计算如下：ω=m w/m S=（m(铝盒与水、土质量)/m （铝盒与土的质量））—（m(铝盒与土质量)—吗（铝盒质量））按上式计算得：%42.251=w %64.262=w 2/)(21w w w+=2.结论：经过实验分析计算，得出如下结论： (1).所实验土样含水率ω为26.02%; (2).所实验土样重度γ可取17.12kN/m 3； (3).同一地点的土也会有不同的含水率。
序号 铝盒编号 铝盒质量/g 铝盒与土、水质量/g 铝盒与土质量/g 含水率 平均含水率 1 A78 8.40 12.89 11.98 25.42% 26.02%2A1328.3411.4310.7826.64%试验二土的液限、塑限试验实验名称：土的液限、塑限实验实验成绩：实验同组人：唐元振、谭君、肖丽、任佳颖、罗尧荣、张璟实验教师签名：实验地点：城建西301 实验日期：2012年04月06日（下午）实验目的：1.熟悉土工实验中圆锥液限仪、天平等基本设备的操作方法；2.通过本试验掌握土体的塑限试验方法，了解塑限指标在工程中的应用；3.通过本试验掌握土体的液限试验方法，了解液限指标在工程中的应用。
实验原理：粘性土的状态随着含水率的不同而不同，当含水率不同时，粘性土可分别处于固态、半固态、可塑态及流动状态，粘性土从一种状态转到另一种状态的分界含水率称为界限含水率。
土从流动状态转到可塑状态的界限含水率称为液限w l。
土从可塑状态转到半固态状态的界限含水率称为塑限w p；土的塑性指数I p是指液限与塑限的差值，由于塑性指数在一定程度上综合反映了影响粘性土特征的各种重要因素，因此，粘性土常按塑性指数进行分类。
圆锥仪液限试验：就是将质量为76g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5s恰好沉入土中10mm深度，此时试样的含水率就是液限。
搓条法测塑限：滚搓法塑限试验就是用手在橡胶面上滚搓土条，当土条直径达3mm时产生裂纹并断掉，此时试样的含水率即为塑限。
实验仪器设备（实验条件）：1.圆锥液限仪，组成：（1）质量为76g且带有平衡装置的圆锥，锤角30度，高25mm,距锥尖10mm处有环状刻度；（2）用金属材料或有机玻璃制成的试样体，直径不小于40mm,高度不小于20mm;(3)硬木或金属制成的平稳底座。
2.天平：称量200g，最小分度值0.01g。
3.铝制称量盒（编号为A180、A159、A44、X642）（4个）、调土刀、切土刀、调土碗（大小各1个）、铝制舀土盒（1个）等。
实验过程（内容、步骤、原始数据等）：实验内容：1.调制土样，圆锥液限仪测量液限；2.调制土样，搓条测量塑限。
实验步骤：一、圆锥仪测量液限：（1）称量铝制称量盒（编号为A159、A44）的质量；(m0)（2）用铝制舀土盒装适量土样至大调土碗中，用小调土碗装好水，并倒适量水至土样中，用调土刀充分搅拌均匀；（3）将调好的湿土样取出适量，装满试样体后用切土刀刮去余土使土样与杯口齐平，并将试样放在底座上（注意盒中土不要留有空隙）。
（4）将圆锥仪擦拭干净，两手捏住圆锥仪手柄，保持锥体垂直，当锥尖与试样表面正好接触时，松手让锥体自由沉入土中。
（5）放锥5s 后，锥体入土深度恰好为10mm 的圆锥环状刻度线处，此时的含水率即为液限，否则，要将试样土全部取出，放在大调土碗中，若大于10mm,则要加适量土，若小于10mm ，则要加适量水，重复步骤（3）、（4），直至正好没入土中10mm.（6）取出锥体，用调土刀挖取锥孔附近土样大约15g(大约占铝盒的1／4),放入A159、A44称量盒中，然后称铝盒加湿土质量，准确至0.01g ，并记录铝盒号和盒加湿土质量。
（)2m（7）倒入适量酒精于放有湿土样的铝盒中，点燃烘干至酒精完全耗尽，并重复再做1次。
称量已经过2次燃烧烘干至恒重的铝盒加干土的质量，准确至0.01g ，并记录。
（)1m%1000112⨯--=m m m m w LL w -液限（%），精确至0.1%； 1m -干土加称量盒质量（g ）； 2m -湿土加称量盒质量（g ）； 0m -称量盒质量（g ）。
二、搓条法测塑限：（1）称量铝制称量盒（带盖）（编号为A103）的质量；（m 0）（2）用铝制舀土盒装适量粉干土样至小调土碗中，用大调土碗装好水，并倒适量水至土样中，用调土刀充分搅拌均匀；（3）将制备好的试样用手在橡皮板上用力揉搓，当土条搓至3mm 直径时，仍未产生裂缝或断裂，表示试样含水率高于塑限，应该再揉搓一会；或者土条直径在大于3mm 时已经开始断裂，表示试样的含水率低于塑限，应重新加水取样揉搓，直至土条直径达3mm 时产生裂纹并断掉时。
（4）取直径3mm 且有裂纹的土条大约15g(大约占铝盒的1／4),放入X647、A180称量盒中，然后称铝盒加湿土质量，准确至0.01g ，并记录铝盒号和盒加湿土质量。
（m 2）（5）倒入适量酒精于放有湿土样的铝盒中，点燃烘干至酒精完全耗尽，并重复再做1次。
称量已经过2次燃烧烘干至恒重的铝盒加干土的质量，准确至0.01g ，并记录。
（m 1）%1000112⨯--=m m m m w ppw -塑限（%），精确至0.1%；1m -干土加称量盒质量（g ）； 2m -湿土加称量盒质量（g ）； 0m -称量盒质量（g ）。
原始数据：液限实验数据见表1表1 液限实验数据表塑限实验数据见表2表2塑限实验数据表实验结果（数据处理、结果分析、问题讨论及总结）：1.计算土的液限与塑限：表1 液限实验结果表序号 铝盒编号 铝盒质量/g 铝盒与土、水质量/g 铝盒与土质量/g 土质量/ g 水质量/ g 含水率(%) 平均1 A159 4.98 9.55 8.34 3.36 1.21 35.98 36.0%2A445.1611.429.764.61.6636.09计算如下：液限L w =［（9.55-8.34）/（8.34-4.98）］*100%=35.98%（A159）A44同上2/%)09.36%98.35(+=wL=36.0序号 铝盒编号铝盒质量/g 铝盒与土、水质量/g 铝盒与土质量/g1 A159 4.98 9.55 8.342 A44 5.16 11.42 9.76序号 铝盒编号铝盒质量/g 铝盒与土、水质量/g 铝盒与土质量/g1 X642 7.60 13.44 12.482 A180 5.15 7.84 7.36表2塑限实验数据表计算如下： 塑限pw =（19.67%+21.72%）/2=20.7%2.计算土样塑性指数I P 和液性指数I L 塑性指数I P =36.0—20.7=15.3液性指数I L =(26.02-20.7)/( 36.0—20.7)=0.35结论：经过实验分析计算，得出如下结论：(1).所实验土样液限为36.0%,土样塑限为20.7%；(2).塑性指数为15.3，试样土名为粘土; 液性指数为0.35，试验土样处于可塑状态。