土木本土力学试验指导书及报告书铜陵.doc

土力学实验指导书 编写：崔树琴 铜陵学院 罗传华 安徽地矿局三二一地质队 铜 陵 学 院 2010年10月 实验一 密度试验和含水量试验 一、密度试验 （一）、概述 土的密度是指土的单位体积质量，是土的基本物理性质指标之一，其单位为g/cm3。土的密度反映了土体结构的松紧程度，是计算土的自重应力、干密度、孔隙比、孔隙度等指标的重要依据，也是挡土墙压力计算、土坡稳定性验算、地基承载力和沉降量估算以及路基路面施工填土压实度控制的重要指标之一。 （二）、试验方法及原理 密度试验方法有环刀法、蜡封法、灌水法和灌砂法等。对于细粒土，宜采用环刀法；对于易碎裂、难以切削的土，可用蜡封法；对于现场粗粒土，可用灌水法或灌砂法。 环刀法就是采用一定体积环刀切取土样并称土质量的方法，环刀内土的质量与环刀体积之比即为土的密度。 环刀法操作简便且准确，在室内和野外均普遍采用，但环刀法只适用于测定不含砾石颗粒的细粒土的密度。 1、仪器设备 （1）恒质量环刀，内径6.18cm(面积30cm2)或内径7.98cm（面积50cm2），高20mm，壁厚1.5mm； （2）称量500g、最小分度值0.1g的天平； （3）切土刀、钢丝锯、毛玻璃和圆玻璃片等。 2、操作步骤 （1）按工程需要取原状土或人工制备所需要求的扰动土样，其直径和高度应大于环刀的尺寸，整平两端放在玻璃板上。 （2）在环刀内壁涂一薄层凡士林，将环刀的刀刃向下放在土样上面，然后用手将环刀垂直下压，边压边削，至土样上端伸出环刀为止，根据试样的软硬程度，采用钢丝锯或修土刀将两端余土削去修平，并及时在两端盖上圆玻璃片，以免水分蒸发。 （3）擦净环刀外壁，拿去圆玻璃片，然后称取环刀加土质量，准确至0.1g。 3、成果整理 按式下式分别计算湿密度和干密度： 式中 —湿密度（g/cm3），精确至0.01g/cm3； —湿土质量（g）； —环刀加湿土质量（g）； —环刀质量（g）； —环刀容积（cm3）。 环刀法试验应进行两次平行测定，两次测定的密度差值不得大于0.03 g/cm3 并取其两次测值的算术平均值。 4、试验记录 密度试验记录见试验报告中的土的侧限压缩试验（固结试验）中的表格。 二、含水量试验 (一）、概述 土的含水量是指土在温度105~110℃下烘干至恒量时所失去的水质量与达到恒量后干土质量的比值，以百分数表示。 含水量是土的基本物理性质指标之一，它反映了土的干、湿状态。含水率的变化将使土物理力学性质发生一系列变化，它可使土变成半固态、可塑状态或流动状态，可使土变成稍湿状态、很湿状态或饱和状态，也可造成土在压缩性和稳定性上的差异。含水率还是计算土的干密度、孔隙比、饱和度、液性指数等不可缺少的依据，也是建筑物地基、路堤、土坝等施工质量控制的重要指标。 二、试验方法及原理 含水量试验方法有烘干法、酒精燃烧法、比重法、碳化钙气压法、炒干法等，其中以烘干法为室内试验的标准方法。再此仅介绍烘干法。 烘干法是将试样放在温度能保持105~110℃的烘箱中烘至恒量的方法，是室内测定含水率的标准方法。 1、仪器设备 （1）保持温度为105~110℃的自动控制电热恒温烘箱； （2）称量200g、最小分度值0.01g的天平； （3）玻璃干燥缸； （4）铝制称量盒。 2、操作步骤 （1）从土样中选取具有代表性的试样15~30g（有机质土、砂类土和整体状构造冻土为50g），放入称量盒内，立即盖上盒盖，称盒加湿土质量，准确至0.01g。 （2）打开盒盖，将试样和盒一起放入烘箱内，在温度105~110℃下烘至恒量。试样烘至恒量的时间，对于粘土和粉土宜烘8~10h，对于砂土宜烘6~8h。对于有机质超过干土质量5%的土，应将温度控制在65~70℃的恒温下进行烘干。 （3）将烘干后试样和盒从烘箱中取出，盖上盒盖，放入干燥器内冷却到室温。 （4）将试样和盒从干燥器内取出，称盒加干土质量，准确至0.01g。 3、成果整理 计算含水量： 式中 —含水量（%），精确至0.1%； —称量盒加湿土质量（g）； —称量盒加干土质量（g）； —称量盒质量（g）。 含水量试验须进行二次平均测定，每组学生取两次土样测定含水量，取其算术平均值作为最后成果。但两次试验的平均差值不得大于下列规定： ? 含水量测定的平行差值 含水率（%） 允许平行差值（%） 10 0.5 40 1 ≥40 2 ?4、试验记录 含水量的试验记录见土的液、塑限试验中的表格及侧限压缩试验中的表格。 实验二 土的液