土力学试验指导书三

土力学试验指导书（土木工程）实验须知1.岩土试验是整个课程教学中的一个重要环节，要求学生必须严肃认真地对待实验过程中的每一个环节，并作好试验前的预习。2.各项实验及实验报告必须在规定的时间内完成，有关图表和文字必须正确整理，原始记录不得涂改和抄袭。3.实验时必须严格遵守实验规则和规程，特别应注意如下几点：(1)不得动用与当次实验无关的任何仪器设备。(2)小必使用仪器，注意人身安全。(3)用完仪器后，必须将仪器擦洗干净，并放加原处。(4)仪器设备如有损坏，应立即报告实验老师，并按学校有关规定赔偿。目录实验一土的常规物理力学指标测定综合实验实验二混合土的颗粒分析实验实验三轻型击实实验实验四渗透实验实验五软土抗剪强度指标对比研究实验注：实验一为必做实验项目，实验二、三、四、五为选做实验项目。实验一土的常规物理力学指标综合实验本试验是一个综合性试验，对某原状土的常规物理指标、力学指标进行综合测定和评价。基本原理本试验是土力学课程的基本试验，也是必做试验项目。通过实测土的含水量、天然密度及土粒重度三项常规物理指标，换算出其它各项常规物理指标；同时对同一土样测出相应的力学指标：压缩模量、压缩指数、压缩系数、粘聚力及内摩擦角等。并对同一土样的各物理力学指标进行综合分析与评价。实验要求1.会正确地制备各试验项目所需试件，并对原状土样进行岩性描述；2.会正确操作各相关仪器设备，并正确地进行各项试验；3.能按各试验原始数据正确地计算出各相关物理力学指标；4.能正确地对各物理力学指标进行综合评价和分析；5.提交准确全面的土的物理力学指标综合报告。三、仪器设备1.液塑限联合测定仪、烘箱、电子天平、密度瓶、恒温水浴、砂浴、电动振筛机2.中压固结仪、直剪仪四、操作步骤(一)土样的制备（8:10~9:10）将圆柱形原状土样的两端面用削土刀削平，根据端面描述土样的颜色、软硬程度、土类及所含矿物成分。先给两个环刀编号，然后称取它们的的质量(g)，并将环刀编号及环刀质量记录在岩土试验报告相应的表格内。将环刀刀口朝下依次切取四个环刀土样(其中有两个是上述已编号的环刀)，注意环刀两端面要削平，并用玻璃片盖好。称取两个铝盒的质量，并检查铝盒上下盖上的号码是否一致，然后将铝盒号码及其相应的铝盒质量记录在岩土试验报告相应的表格内。4．取有代表性的土样分别放入两个铝盒中，土样量约为铝盒体积的2/3，然后盖好上盖，同时检查铝盒上下盖上的号码是否一致。5．取有代表性的土样约500g，用切土刀尽量地切碎，用瓷盘装好置于恒温干燥箱内。(二)测定土样的天然含水量和天然密度（9:10~10:00）1．称取前述已编号的两个环刀样的质量和两个装有土样的铝盒的质量，并分别记录在相应的表格内。2．将称好质量的铝盒样的上盖倒扣在下盖下，并将其放入烘箱内烘干，恒温105~108oC下至少8个小时，请同学们在第二天的课间操时间来试验室称取铝盒加干土的质量。3．称完质量后，将环刀样重新用玻璃片盖好。（三）测定土样的中压固结指标(10:00~次日10:00)1．认识中压固结仪，并了解其工作原理2．取任一个环刀样，并将其安装在中压固结仪上。3．加1Kpa的竖向荷载进行预压，并调整百分表上的刻度，使其读数为零，并记录百分表刻度位置。4．竖向荷载分四级加荷，分别为50Kpa，100Kpa，200Kpa，300Kpa，每两级荷载之间的时间间隔为1小时，由实验老师提醒同学们准时读数。下面以第一级荷载为例来说明操作过程，其余各级荷载均相同。（加上50Kpa的竖向荷载后，马上观察百分表随时间的变化情况，观察时间为10min，加荷载1小时后马上读取百分表的读数，并记录之。然后开始加第二级竖向荷载100Kpa，…）。注意，最后一级荷载除在加载后1小时读一次百分表读数外，在加载后24小时还需读一次数。由于在加载后等待的时间比较长，故可利用等待的时间做别的试验项目。（四）测定土样的抗剪强度指标10:30~11:30)1．认识直剪仪，并了解其工作原理和操作过程2．分别对三个环刀样加不同的竖向荷载，分别是100Kpa，200Kpa，300Kpa。每一环刀样的剪切过程都相同，下面以第一个环刀样的剪切过程为例，详情见第3步。3．先安装第一个环刀样，并将百分表调零，然后加100Kpa的竖向荷载，同时通过手轮施加水平方向的剪应力，手轮转动速度控制在5~8转/min，注意观察百分表指针的变化，测记土样剪坏时百分表的读数。土样剪坏的判断标志为：百分表指针不动了或百分指针开始后退或百分表指针仍在前进但土样压力盒上下盖错开距离达到4mm。（五）土样的密度测定（13:00~15:00）1．认识有关的仪器、设备，并了解试验原理及操作过程2．从烘箱里取出烘干的土样，有瓶子将其碾细。3．将粉碎后的土样过5mm的筛，称取筛下土样15克左右两份。4．称取两个比重瓶的质量并记录之，然后将称好的两份土样分别倒入比重瓶中，测记瓶加土样的质量。5．往两个比重瓶内加蒸馏水至半瓶的位置，然后置于恒温砂浴上沸煮1小时以上，并将瓶中注满蒸馏水，再将比重瓶放入恒温水浴上冷却至恒温，并测记恒温水浴温度。沸煮时要注意观察，防止瓶中泥水溅出瓶外。在沸煮等待的时间里，同学们可以做别的试验准备工作或做一些初步的试验数据处理。6．恒温后，将比重瓶从恒温水浴中取出，用干布将瓶外水擦干，称出瓶加土加水的总质量，并记录之。（六）土样的液限、塑限联合测定（15:10~17:10）1．制备土样(113:000~13::30)：从干燥燥器中取出出土样并碾碾碎过0..5mm的的筛，取三三份筛下土土约1000g左右分分别放入三三个碗中，分分别加入不不同的蒸馏馏水(按不同土土类而定，加加水量由教教师指导确确定)，并用小小刀搅拌均均匀，作上上标记后，置置于保湿器器内保湿。2．认识电脑液塑塑限联合测测定仪，并并了解试验验原理及过过程3．从保器中取出出已制好的的三个碗装装土样，对对三个样分分别做液塑塑限联合测测定，三个个样的操作作过程是相相同的，下下面以某一一个样为例例来加以说说明。见第第3、4、5步。3．将其中一个样样用手尽量量地柔搓均均匀，然后后将土样分分成三份，将将每一份压压成薄饼羝羝，分层压压入专用的的土杯中，压压入时尽量量压密实，再再用小刀将将土杯表面面刮平。4．调好电脑液塑塑限联合测测定仪，将将土杯置于于升降座上上，调节升升降座螺旋旋，使标准准锥尖刚与与土样面接接触，这时时仪器鸣叫叫提示，马马上用手指指按下检测测键，锥下下沉入土样样中，5秒后，显显示屏上显显示锥尖下下沉深度，记记录该深度度值。5．将土样杯上推推，调节螺螺旋，取出出土样杯，用用小刀刮掉掉土杯表层层土，然后后取土杯内内中部土放放入两个铝铝盒内，土土量占铝盒盒体积的确确2/3，盖上铝铝盒，称取取铝盒加湿湿土的质量量，并记录录铝盒上的的号码及铝铝盒加湿土土的质量。将将铝盒上盖盖倒扣在下下盖下，置置于恒温1105~1108oC的烘箱内内烘8小时以上上，在第二二天课间操操时间来称称取铝盒加加干土的质质量。五、注意事项1.用环刀切切取试样时时，应仔细细观察试样样的颜色、组组成成分、结结构、砂砾砾和有机质质含量及粘粘度等表观观特征。环环刀应垂直直均匀下压压，防止环环刀内试样样结构被扰扰动。2.用环刀法切取土土样时，必必须严格按按实验步骤骤操作，不不得急于求求成，用力力过猛，或或图省事不不削成土柱柱，这样就就易使土样样开裂，结结果事倍功功半。3.沸煮排气时，必必须防止悬悬液溅出瓶瓶外，火力力要小，并并防止煮干干。必须将将土中气体体排尽，否否则影响实实验成果。4.做压缩试验时不不要振碰压压缩台及周周围地面，加加荷或卸荷荷时均应轻轻放轻取磕磕码。5.应力式直剪仪加加砝码时应应稳妥，避避免振动。实验二混合合土的颗粒粒分析实验验本次试验主要用用筛分法对对粒径大于于0.0775mm的的土进行颗颗粒分析，用用比重计法法对粒径小小于0.0075mmm的土粒进进行颗粒分分析。一、基本原理筛析法是利用一一套孔径不不同的标准准筛，来分分离粒径大大于0.0075mmm的砂土中中与筛孔径径相应的粒粒组，而后后称量，计计算各粒组组的相对含含量，确定定砂土的粒粒度成分。比比重计法是是用甲种比比重计测定定粒径小于于0.0775mm的的粘性土粒粒组百分含含量，依据据悬浊液的的沉降速度度与时间关关系，计算算小于某一一粒径土粒粒百分含量量。二、实验要求会正确采用有代代表性的土土样；正确计算各粒组组颗粒百分分含量和累累计百分含含量；认真绘制颗粒级级配曲线，准准确计算不不均匀系数数和曲率系系数，并评评价其颗粒粒级配情况况。三、仪器设备标准筛、比重计计电子天平：感量量0.01g，称量量1000gg；搅拌器、磁体及及橡皮头研研棒；毛刷、白纸、尺尺等。四、操作步骤1.用对角四分法采采取1500~2500g砂样，称称重精确至至0.1gg；2.过0.075mmm的筛，分分别称出筛筛下及筛上上土粒质量量，并记录录；3.将筛按孔径由大大到时小的的顺序从上上到下依次次叠好，将将粒径大于于0.0775mm的的砂样倒入入上筛，盖盖严，然后后置于振筛筛机上，开开机震筛110~155min。4.按由上到下的顺顺序称取各各级筛上所所剩余试样样的质量，精精确至0..1g。要要求各级筛筛中试样的的总质量与与所取原试试样质量的的差值，不不得大于试试样总质量量的1%，否则则应重试验验。若两者者之差小于于1%，可视视试验过程程中，误差差产生的原原因，分配配给某些粒粒组，最终终各粒组百百分含量之之和应等于于100%%。5.将粒径小于0..075mmm的粘性性土称取20~30克倒入锥形形瓶中，加加蒸馏水约约200mml及1%的六偏磷磷酸钠10ml摇匀，置置于电炉上上沸煮，对对于粘性土土沸煮时间间不少于45miin，粉土及及砂土不少少于30miin，然后静静置至冷却却。6.将锥形瓶中的试试样倒入10000ml的量筒内内，一定要要冲洗干静静，再加蒸蒸馏水至100mml刻度处。用用搅拌器在在量筒中搅搅拌1分钟(上下各30次)，使悬浊浊液中各种种大小颗粒粒均匀。7.停止搅拌后马上上用称表测测记时间，将将比重计小小心放入悬悬液中并使使其稳定在在量筒截面面中心。自自开始记时时起，分别别测记1min、2min、5min、30miin、60miin、100mmin比重计读读数及温度度。每次在在规定的记记录时间之之前约半分分钟左右，将将比重计轻轻轻放入，读读数后轻轻轻取出。温温度计可一一直靠挂在在量筒壁上上。五、资料整理及及评价1.粒径大于0.0075mmm砂粒计算算：(1)按下式计计算各粒组组的百分含含量，准确确至小数点点后一位；；Xi=mi/m×1100%(2)(按下式式计算累计计百分比Yi，一般按按粒径由小小到大的顺顺序进行累累计：Yi=X1+X2+…………+Xi(3)将实验数数据填写在在记录表格格中。2.粒径小于于0.0775mm粘粘性土计算算：(1)根据第ii次测得的的比重计读读数Ri从Ri~LLi曲线图中中查取有效效沉降深度度Li；(2)按Stoocks公式计算算对应于每每一比重计计读数的粒粒径di；(3)按下式计计算粒径小小于di土粒的重重量百分含含量：Xii(%)==100CCs(Rii+m´－Co)//G式中：：Ｇ为试样样干质量，克克；Ｃs为比重校校正系数；；Ｃo为分散剂剂校正值(用氨水时Co=00)3.在单对数座标纸纸上绘制颗颗粒粒径分分配累计曲曲线，取累累计百分比比为纵座标标，取粒径径大小的对对数为横座座标，将各各点联接成成光滑连续续的曲线。4.在累计曲线上找找出累计百百分比含量量为10%%、30%和60%所对应点点的粒径值值，分别记记作d10、d30、d60。再按按下式计算算其不均匀匀系数Cu和曲率系系数Cc。Cu=d60/d10Cu=d230/d10d605.评价标准：对砾砾类土或砂砂类土应同同时满足两两个条件，即即：Cu≥5；Cc=1~3。当所分分析的土样样满足上述述要求时，可可定名为级级配良好。六、注意事项1.在筛析过程中，尤尤其是将试试样由一器器皿倒入另另一器皿时时，要避免免或尽量减减少微小颗颗粒的飞扬扬。过筛后后，要检查查筛也中是是否夹有颗颗粒，若夹夹有颗粒，应应轻轻刷下下，放入土土样中，一一并称量。2.使用比重计时必必须将比重重计竖直提提拿，否则则容易使比比重计受弯弯折断。实验三轻型型击实实验验一、基本原理击实是是用锤击使使土的密度度增大的一一种方法。击击实试验的的目的是在在室内利用用击实仪，测测定土样在在一定击实实功难作用用下达到最最大密度时时的含水量量（最优含含水量）和和此时的干干密度（最最大干密度度），借以以了解土的的压实特性性，作为选选择填土密密度、施工工方法、机机械碾压或或夯实次数数以及压实实工具等的的主要依据据。击实试试验分轻型型击实和重重型击实，轻轻型击实试试验适用于于粒径小于于5mm的粘粘性土，重重型击实试试验适用于于粒径不大大于40mmm的土。本本次试验采采用轻型击击实试验。二、实验要求1.通过试验要求学学生进一步步弄懂填方方工程中土土的压密原原理。2.要求掌握土的最最大干密度度和最优含含水量的测测定方法，以以及在工程程中怎样通通过控制土土的含水量量来达到最最大干密度度的目的。3.掌握现场试样采采取及击实实样的制备备方法。三、仪器设备1.标准击实仪2.天平，称量2000g，感感量0.001g；称称量2kgg，感量1gg；3.台称，称量100kg，感量量5g；4.推土器；5.筛，孔径5mmm；四、操作步骤1.试样制备：击实实试验试样样的制备分分干法和湿湿法两种，本本次只介绍绍湿法制备备试样。将将天然含水水量的土样样碾碎，过过5mm的筛筛，将筛下下土样拌匀匀，并测定定土样的天天然含水量量。根据土土的塑限预预估最优含含水量，选选择五个含含水量，视视其大于或或小于天然然含水量，分分别将土样样风干或加加水制备一一组试样((5个)，制备的的试样水分分应均匀分分布，干湿湿一致，且且不能成团团。2.安装好击实仪，并并在击实筒筒内壁涂一一层润滑油油。然后在在制备好的的单个试样样内称取试试试样2~~5kgg，分三层层装入击实实筒内，并并逐层击实实，每层225击。要要求每层装装入的试样样高度宜相相等，二层层交界处的的土面应刨刨毛，击实实后超出击击实筒顶的的试样高度度应小于66mm。3.拆去护筒，修平平击实筒顶顶部的和底底部的试样样，擦净击击实筒外壁壁，称筒和和试样的总总质量，精精确至1gg，并计算算其密度。4.用推土器将试样样从筒中推推出，取两两块代表性性试样测定定其含水量量，两个含含水量的差差值不大于于1%。5.按上述方法依次次做完一组组5个试样，并并分别作好好记录。实验四渗透透实验一、基本原理地基土土体固结或或变形所需需的时间随随土的渗透透性大小和和排水条件件的不同而而不同。试试验室渗透透试验有常常水关渗透透试验和变变水头试验验两种，前前者适用于于砂性土，而而后者则适适用于于粘粘性土，本本次试验采采用变水头头试验测定定粘性土的的渗透系数数。二、实验要求1.熟练掌握变水头头渗透试验验的测定方方法，正确确计算出土土体的渗透透系数K2.观看渗压仪测渗渗透系数的的演示试验验，并弄清清楚其工作作原理，了了解其与变变水头号渗渗透试验的的区别。三、仪器设备1.渗透仪；2.渗透装置；3.渗透环刀、秒表表、温度计计、削土刀刀等四、操作步骤1.将渗环刀周壁涂涂上一薄层层凡士林，切切取土样时时切勿挤压压试样。2.将装有试样的环环刀装入渗渗透容器，用用螺母旋紧紧，要密封封至不漏水水不漏气，否否则应拆开开检查容器器内的密封封垫圈是否否完整。3.将渗透容器的进进水口与变变水头管连连接，利用用供水瓶中中的水向进进水管内充充水，并渗渗入到渗透透容器内，打打开排水阀阀，排除渗渗透容器底底部的空气气，直至溢溢出的水中中无气泡，关关排水阀入入平渗透容容器。4.向变水头管内注注水，使水水长至预定定高度，待待水位稳定定后松开水水管夹，使使水通过试试样，当出出水口有水水溢出时开开始测记起起始水头（H0）和起始始时间(t0)，并按预预定时间间间隔测记水水头(Hj)和时间(tj)的变化，同同时测量出出水口的水水温（Tj）5.将变水头管中的的水位变换换高度，待待水冬天稳稳定后再进进行测记水水头和时间间的变化，重重复试验3次，取其其平均值为为最后的结结果。6.计算平均渗透速速度和平均均水