土力学实验土样质量等级划分级级 别别扰动扰动 程度试验项试验项 目I不扰动扰动土类类定名、密度、渗透、强度、固结结II轻轻微扰动扰动土类类定名、密度III显显著扰动扰动土类类定名、含水率IV完全扰动扰动土类类定名、渗透（粗粒土）、颗颗粒分析实验一 土样和试样制备n目的：土样和试样的制备程序是试验工作的第一 个质量要素，为保证试验成果的可靠性和试验数 据的可比性，必须统一土样和试样的制备方法和 程序。 n适用范围：1. 适用于颗粒粒径小于 60mm 的原状土和扰动土 。2. 根据力学性质试验项目要求，原状土样同一组 试样间密度的允许差值为0.03gcm3；扰动土样 同一组试样的密度与要求的密度之差不得大于 0.01gcm3 ,一组试样的含水率与要求的含水率之 差不得大于士 1 。n主要仪器设备1 细筛：孔径 0.5mm 、2mm2 洗筛: 孔径 0.075mm 3 台秤和天平：n称量10kg ，最小分度值 5g ； n称量5000g ，最小分度值 1g ；n称量1000g ，最小分度值 0.5g ；n称量500g ，最小分度值 0.lg ；n称量200g ，最小分度值 0.01g。n4 环刀：不锈钢材料制成，内径 61.8mm 和 79.8mm，高20mm； 内径 61.8mm，高 40mm。 n5 轻型击实器、推土器。 n6 其他：切土刀、钢丝锯、碎土工具、烘箱、保湿 缸、喷水设备等。扰动土试样的制样 步骤：1.试样的数量视试验项目而定，应有备用试样 1 2 个。 2.将碾散的风干土样通过孔径 0.5mm,2mm 或5mm 的筛，取筛下足够试验用的土样，充分拌匀，测 定风干含水率，装入保湿缸或塑料袋内备用。n取土量：n物理性试验项目(液塑限)：过0.5mm筛，取0.8kgn物理力学性试验土样：过2mm筛,取10kgn击实试验土样：过5mm筛,取20kg3 根据试验所需的土量与含水率，制备试样所需的加 水量应按下式计算： n 式中mw 制备试样所需要的加水量 (g)； n m0 湿土 ( 或风干土 ) 质量 (g) ；n w0 湿土 ( 或风干土 ) 含水率 ( )；n wl 制样要求的含水率 ( ) 。 4 称取过筛的风干土样平铺于搪瓷盘内，将水均匀 喷洒于土样上，充分拌匀后装入盛土容器内盖紧 ，润湿一昼夜，砂土的润湿时间可酌减。 5 测定润湿土样不同位置处的含水率，不应少于两 点n要求：扰动土样同一组试样的密度与要求的密度 之差不得大于 0.O1gcm3 ,一组试样的含水率 与要求的含水率之差不得大于士 1 。 6 根据环刀窖积及所需的干密度，制样所需的湿土 量应按下式计算n式中：d试样的干密度 (gcm3) ；n V 试样体积 ( 环刀容积 )(cm3) (三) 扰动土制样可采用击样法和压样法n1) 击样法：n将根据环刀容积和要求干密度所需质量的 湿土倒入装有环刀的击样器内，击实到所 需密度。 n2）取出带有试样的环刀，称环刀和试样总 质量，对不需要饱和，且不立即进行试验 的试样，应存放在保湿器内备用。实验二 土的三项基本指标测定含水率、 密度试验 含水率试验n试验目的：测定土壤的含水率。n适用范围：本试验方法适用于粗粒土、细 粒土、有机质土和冻土。n仪器设备：应符合下列规定：1 电热烘箱：应能控制温度为 I05110 。2 天平：称量 200g ，最小分度值 0.01g ；称量 1000g ，最小分度值 0.1g 。 土的含水率是土样在I05110 温度下烘到恒温时 失去的水量与达到恒量后干土质量的比值。土最基本 的物理参数之一，它直接影响到土的工程性质 ，是计算其它物理指标、测量其它物理状态指 标的最基本试验。实验步骤1. 取具有代表性试样15 30g或用环刀中的试样， 有机质土、砂类土和整体状构造冻土为 50g ，放 入称量盒内，盖上盒盖，称盒加湿土质量，准确 至 0.O1g 。 2. 打开盒盖，将盒置于烘箱内，在105 110 的 恒温下烘至恒量。 烘干时间：粘土、粉土不得少于 8h ， 砂土不得 少于 6h ，对含有机质超过干土质量 10 的土， 应将温度控制在 65 70 的恒温下烘至恒量。 3. 将称量盒从烘箱中取出,盖上盒盖,放入干燥容器 内冷却至室温,称盒加干土质量，准确至0.0lg。n含水率测定的允许平行差值n含水率试验记录与计算 盒号湿土质质量 g干土质质量 g含水率%平均含水率%试验试验 前试验试验 后含水率（%）允许许平行差值值 100.510401.0 402.0密度试验 （环刀法） n实验目的：测定土的密度。了解土体内部结 构的密实情况，土体密度大小与土的松紧程 度、压缩性、抗剪强度等有一定联系。 n基本原理：土的密度是单位体积的质量。在 天然含水率状态下的密度称为天然密度。n测定方法：以测定土体积的方法命名，如环 刀法、蜡封法、灌砂法和灌水法。n对环刀法、蜡封法规定了平行试验，同时平 行差值不得大于0.03g/cm3 。n适用范围： 本试验方法适用于细粒土。 n主要仪器设备：应符合下列规定：n1 环刀：内径 61. 8mm 和 79.8mm ，高度20mm 。n2 天平：称量 500g ，最小分度值 0.1g ；n 称量 200g ，最小分度值 0.01g 。n试验步骤：略。n试验要求：本试验应进行两次平行测定，两次测定的差值不得大于 0.03gcm3,取两次测值的平均值。 n计算公式： 1.试样的湿密度： 0=m0 / V 式中0试样的湿密度 (gcm3) ，准确到 0.01gcm3。 2.试样的干密度： 密度试验密度试验记录表（环刀法）环环刀号湿土质质量g环环刀容积积（cm3 ）湿密度（g/cm3 ）实验三 土的三项基本指标测定 比重试验 n实验目的：测定土粒在 105 l10 下烘至恒重的 质量与土粒同体积 4 纯水质量的比值。土粒比重 是计算土的换算指标的一个必不可少的物理量。 n测定方法：按照土粒粒径的不同，分别采用下列方 法测定。1.粒径小于5mm的土，用比重瓶法进行。2.粒径大于5mm的土，其中粒径大于20mm颗粒小于 10%时，用浮称法进行，含粒径大于20mm颗粒大 于10%时，采用虹吸筒法进行。比重瓶法进行取其加权平均值为土粒 比重，其平行差值不得大于0.02.比重瓶法n主要仪器设备，应符合下列规定： 1 比重瓶：容积 100ml 或 50ml ，分长颈和短颈两种 ； 2 恒温水槽：准确度应为士1 ； 3 砂浴：应能 调节温度 ；4 天平：称量200g ，最小分度值 0.001g ；5 温度计：刻度为 0 50 ，最小分度值 为 0.5 。n比重瓶的校准 ：略 n试验步骤： 1.将比重瓶洗净烘干。装烘干土 15g入100ml比重瓶 内(若用 50ml 的比重瓶，装烘干土 l2g) ，称试样和 瓶的总质量，准确至 0.001g 。 2 向比重瓶内注入半瓶纯水，摇动比重瓶，并放在砂浴上煮 沸，煮沸时间自悬液沸腾起砂土不应少于 30min ，粘土、 粉土不得少于 1h 。沸腾后应调节砂浴温度，比重瓶内悬液 不得溢出。 n 注：用中性液体，不能用煮沸法。 3 将煮沸经冷却的纯水 ( 或抽气后的中性液体 ) 注入装有试样 悬液的比重瓶。当用长颈比重瓶时注纯水至刻度处，当用 短颈比重瓶时应将纯水注满，塞紧瓶塞，多余的水分自瓶 塞毛细管中溢出使瓶内无气泡。 4. 将比重瓶置于恒温水槽内至温度稳定，且瓶内上部悬液澄 清。取出比重瓶，擦干瓶外壁，称比熏瓶、水、试样总质 量，准确至 0.001g ；并应测定瓶内的水温，准确至 0.5 。 5. 从温度与瓶、水总质量的关系曲线中查得各试验温度下的 瓶、水总质量。对砂土宜用真空抽气法；对含有可溶盐、有机质和 亲水性胶体的土必须用中性液体 ( 煤油 ) 代替纯水 ，采用真空抽气法排气，真空表读数宜接近当地一 个大气负压值，抽气时间不得少于 1h 。成果整理n比重计算公式：nGs= md /(mbw +md mbws)GiT式中：md 干土重 g ；mbw 比重瓶、水重量 g ；mbws 比重瓶、水、试样总重量 g； nGiT温度为T时，纯水或中性液体的比重。n土粒比重参考值土的 名称砂类类 土粉性 土粘性土 粉质质 粘土粘土土粒 比重2.65 2.692.70 2.712.72 2.732.74 2.76试验四：土的界限含水率试验 n试验目的：测定细粒土的液限、塑限和缩限，划分 土类、计算塑性指数，供设计、施工使用。n基本原理：细粒土由于含水率不同，土体分别处于 流动状态、可塑状态、半固体状态、固体状态。液 限是细粒土呈可塑状态的上限含水率；塑限是细粒 土呈可塑状态的下限含水率；缩限是细粒土从半固 体状态继续蒸发水分过渡到固体状态时体积不再收 缩的界限含水率。n流动状态和可塑状态的分界含水率称为土的液限， 可塑状态和半固体状态的分界含水率称为土的塑限 。n试验方法：液、塑限联合测定法 n主要仪器设备： 1. 液、塑限联合测定仪：包括带标尺的圆锥仪、电磁 铁、显示屏、控制开关和试样杯。圆锥质量为 76g ，锥角为 300 ；读数显示宜采用光电式、游标式和 百分表式；试样杯内径为 40mm ，高度为 30mm 。2 天平：称量 200g ，最小分度值 0.01g 。n实验步骤： 1 本试验宜采用天然含水率试样,当土样不均匀时,采用 风干试样，当试样中含有粒径大于0.5mm 的土粒和 杂物时，应过 0.5mm 筛。 2 当采用天然含水率土样时，取代表性土样 250g ； 采用风干试样时，取 O.5mm 筛下的代表性土样 200g ，将试样放在橡皮板上用纯水将土样调成均匀 膏状，放入调土皿，浸润过夜。 3 将制备的试样充分调拌均匀，填入试样杯中，填样时不应留 有空隙，对较干的试样应充分搓揉，密实地填入试样杯中， 填满后刮平表面。 4 将试样杯放在联合测定仪的升降座上，在圆锥上抹一薄层凡 士林，接通电源，使电磁铁吸住圆锥。 5 调零，将屏幕上的标尺调在零位，调整升降座、使圆锥尖接 触试样表面，指示灯亮时圆锥在自重下沉入试样，经 5s 后 测读圆锥下沉深度 ( 显示在屏幕上 ) ，取出试样杯，挖去锥 尖入土处的凡士林，取锥体附近的试样不少于 10g ，放入 称量盒内，测定含水率。 6 将全部试样再加水或吹干并调匀，重复本条 3 至 5 款的步骤 分别测定第二点、第三点试样的圆锥下沉深度及相应的含水 率。液塑限联合测定应不少于三点。n注：圆锥入土深度宜为 n3 4mm ， 7 9mm ， 15 17mm成果整理 1. 计算上面三种状态试样的含水率； 2. 绘图：以含水率为横坐标，圆锥入土深度为纵坐 标在双对数坐标纸上绘制含水率与圆锥下沉深度 的关系曲线 ，三点应在一直线上。n当三点不在一条直线上时，通过高含水率的点和 其余两点连成二条直线，在下沉为 2mm 处查得相 应的 2 个含水率，当两个含水率的差值小于 2 时，应以两点含水率的平均值与高含水率的点 连一直线。n当两个含水率的差值大于、等于 2 时，应重做 试验。 3.在图上查得下沉深度为 l7mm ，所对应的含水率为 液限，查得下沉深度为 10mm 所对应的含水率为 10mm 液限，查得下沉深度为 2mm 所对应的含水率 为塑限，取值以百分数表示，准确至 0.1 。 4.计算塑性指数： Ip = l - p n 式中： Ip 塑性指数； l 液限 ( ) ；n p 塑限 ( )。 5.计算液性指数：