土力学试验指导书及报告书-2013版土力学试验指导书及报告书-2013版.doc

土工试验指导书及 实验报告书 编 者：陈海玉 适用课程：土力学 土力学与地基基础 2012.6土工试验指导书 第一章 含水率试验 第一节 概述 土体含水率（）是土的物理性质指标之一。土体含水率高低与粘性土的强度和压缩具有密切的关系。土体在各种状态下的含水率是计算其它物理性质指标、测量其它物理状态指标的最基本试验。 第二节 试验原理 土样含水率是指土样在105℃至110℃的温度下烘干至恒重时所失去的水分质量与烘干土质量的比值，用百分数表示。即： （1-1） 式中：——土样含水率（%）； ——湿土质量，单位：克（g）； ——烘干土质量，单位：克（g）。 含水率试验的室内试验方法以烘干法为标准方法。在野外，如条件不满足可依土的性质和工作条件选用如下试验方法： 酒精燃烧法； 比重法（适用于砂性土）； 实容积法（适用于粘性土）； 炒干法（适用于砾质土）。 含水率试验的上述方法在水中还会发生水解适用于无机土（有机质含量低于5%），对于有机质土和有机土，在温度较高时会发生分解，使测得的含水率偏高，从而造成试验误差。 有机质含量超过5%的有机质土和有机土，含石膏和硫酸盐矿物的土，因这些矿物晶体中含结晶水，因此需采用65℃~70℃温度将土烘干至恒重，测量其含水率。 上述各种试验方法都是利用水在加温后逐渐变成水蒸气的性质。加热一定时间后，在温度不高于110℃时，土中自由水全部变成气体挥发，之后土重不再发生变化，即处于恒重状态。这时挥发掉的水重。土恒重即认为是干土质量。对粘性土，实际上是土粒质量与强结合水质量之和，因强结合水需要温度高于120℃才能析出，故将其作为固体颗粒的一部分。 第三节 烘干法测定含水率 一、仪器设备 烘干法仪器设备主要包括： 1．恒温烘箱：一般要求在50℃~200℃范围内能在任一点保持一定恒温范围。最常用的恒温范围在105℃~110℃，控制温度的精度高于±2℃； 2．天平：200g，感量0.01g。常用天平分机械天平和电子天平两类； 3．附属设备：铝盒（称量盒）、干燥器、铅丝篮、温度计等。 二、操作步骤 烘干法含水率试验操作主要步骤包括： 1．取代表性试样15~30g，对于砾类土，取100g以上试样。放入铝盒内，迅速盖好盒盖，称量，准确至0.01g，称量结果减去铝盒质量，得到湿土质量； 2．揭开铝盒盖，将试样和铝盒一起放入恒温烘箱，在温度105℃~110℃下烘至衡重。在设定温度下烘至恒重所需时间由土类和烘箱构造决定。一般砂土约需1~2小时，粉土和粉质粘土约6~8小时，粘土约10小时，有机质土用65℃~70℃烘干需48小时以上； 3．将烘干后的试样和铝盒取出，盖好铝盒盖后，放入干燥器内冷却至室温后，称铝盒加土质量，准确至0.01g。计算干土质量； 4．按下式计算该试样的含水率： （1-2） 5．按前面的步骤进行两次平行试验，当两次测定含水率的差值在允许的范围内时，取其算术平均值作为该土样的含水率。两次测定的差值允许范围为：含水率低于40%时，不得大于1%；含水率高于40%时，不得大于2%。本允许范围是对均质土而言，对原状土由于非均质，样筒上下水在重力作用下重新分布使含水率差值增大，可适当放宽平行试验差值允许范围。 三、试验记录 试验记录包括土样描述、试验过程说明和记录表格三个主要组成部分。试样描述内容有：1.土样颜色；2.土样初步定名；3.土质均匀性及是否含有机质等。试验过程说明通常有：1.取样位置；2.试验方法；3.试验条件（如烘干法试验的温度、时间、试验设备等）。含水率试验记录表格见表1-1所示。在填写原始记录表格过程中，要求使用黑色圆珠笔或钢笔填写，特别注意严禁随意涂改试验记录，对于书写错误，用细线杠去错误数字（要能清楚看出错误数字），把正确数字写在旁边，试验人员要签章。 第二章 密度试验 第一节 概述 土体的密度是土体直接测量所得的物理性质指标之一。土体密度大小与土的松紧程度、压缩性、抗剪强度等均有密切联系。土体密度是计算地基自重应力的重要参数。密度测试还是土体相对密实度等物理指标的测试方法。 单位体积土体质量叫土的密度，定义式为： （2-1） 式中：——土样密度，单位g/cm3；——土样质量，单位g； ——土样体积，单位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），用表示。工程中常用的土体在不同状态下的密度有干密度（）、饱和密度（）、浮密度等。与密度相对应的常用指标——容重的定义为单位体积土体的重量。定义式为：