潘林有《土力学》土力学实验指导书.doc

2 土力学实验指导书温州大学教务处 20 10 -9- 15 3 土力学实验指导书土力学实验是土力学的重要组成部分之一,土力学实验的目的是通过实验测定土的物理、力学性质指标,加深了解土力学的基本理论。同时土力学实验又直接为生产服务,对工程设计施工提供基本计算数据和资料。也是学生学习科学的实验方法,培养实验技能的重要途径。土力学在建筑水利、交通等部门都制定了一套完整的适应于本部门的实验规程。本讲义根据土木工程专业要求选择了六个实验。通过这些实验可对土的物理,力学特征有基本了解。并通过这些基本参数对土的工程地质特征做出初步评价,是理论与实践相结合的重要环节。实验前首先要弄清测定每个指标的目的意义和方法原理。故在实验前要预习,实验中要细心操作,实验后认真总结。实验时必须按本指导书的测定方法和步骤进行。同时,要遵守实验室的有关规程。本指导书对每项实验都附有思考题,供预习参考。 2010-9-1 5 4 目录实验一土的物理性能实验................................................................... 1 实验二土的液、塑限实验................................................................... 6 实验三土的压缩(固结)实验......................................................... 12 实验四直接剪切实验......................................................................... 17 实验五设计性实验........................................................................... 23 实验六三轴剪切实验(演示实验) ............................................... 25 1 实验一土的物理性能实验一、土的含水量测定 1、实验目的土的含水量(?),为土中所含水的质量( wm )与土粒质量( sm )的比值: 0 0100 ?? s wm m?土的含水量是计算土的 d?、e 、 rs 等物理性质指标的数据之一,土含水量与土的力学性质和工程性质有着密切的关系,对同一种土,含水量越大,则e 、 rs 、 LI (液性指数) ,越大,抗剪强度的 C 、?值越小,因而的压缩量越大, 承载力越低。 2、实验方法本实验以烘干法完成,为室内实验的标准方法,烘干法是将一定数量土样称量 m 后放烘箱中在 100 ℃~105 ℃恒温烘至恒重,烘干后土重即为土粒重量( sm ),土样所失去的水量( wm )为烘干前后土样质量差 swmmm??按公式: 0 0100 ??? s sm mm?即算出含水量?在野外如无烘箱设备或要求快速测定含水量时,可依土的性质和工程情况分别采用下列方法: (1)酒精燃烧法:土样 3~5g以纯度 95% 的酒精浸湿燃烧至恒重,求其含水量。(2)比重法:适用砂性土。(3)炒干法:适用于含砾石较多的土。(4)实积法:适用于粘性土。注:本实验(烘干法)适用于有机物(泥、腐殖质、及其它有机质)含量不超过干土质量 5%的土。如果有机质含量在 5~10% 之间,仍允许采用此法,但 2 需注明有机质含量。 3、仪器设备(1 )烘箱:电热烘箱或温度能保持 100 ~105 ℃的其它能源烘箱,或红外线烘箱等。(2)天平、称量 200g ,最小分度值 。(3)其它:干燥器、称量盒、削土刀等。 4、实验步骤(烘干法) (1)取代表性试样 15~30g ,放入称量盒内,立即盖好,称湿土加盒质量, 准确于 。(2 )揭开盒盖将试样放入烘箱,在温度 100 ~105 ℃下烘到恒重(烘干时间对粘土、粉土不得少于 8h,对砂土不得少于 6h) (3)将烘干后的试样和盒取出,盖好盒盖放入干燥器冷却到室温,称盒加干土质量,准确至 。(冷却时间不要过长,实验室代称重)。(4)按下式计算含水量 0 0100 ??? s sm mm?式中 m —湿土质量[(湿土+盒)质量-盒质量](g); sm —干土质量[(干土+盒)质量-盒质量](g)。本方法需进行两次平行测定,取两次结果的算术平均值作为土的含水量, 准确至 % ,其两次平行差值按含水量的不同不得大于下列规定。含水量 10% 以下允许平行差值 % 含水量 40% 以下允许平行差值 1% 含水量 40% 以上允许平行差值 2% 5、实验记录格式 3 盒号盒质量(g) 盒+湿土质量(g) 盒+干土质量(g)