土力学实验指导书中国农业大学水利与土木工程学院
土力学实验指导书 中国农业大学 水利与土木工程学院
前言土工试验主要是测定土的物理、力学性质指标，为工程设计、施工提供必要的计算参数和资料。学习土工试验是《土力学与地基基础》课程教学的一个重要环节，它不仅起着巩固课堂教学，增强对土的工程性质的理解等重要作用，而且是学习试验方法和实验技能的主要途径，培养学生学会分析和解决实际问题的能力。因此，要求学生必须认真对待每个试验环节，作好试验前的预习和准备，试验后的成果整理和分析。土的物理力学性质指标很多，试验项目和试验方法也很多，根据各专业的教学要求，本土工试验指导书仅介绍我校土木、水利类有关专业的几个基本教学试验。土力学实验室2005.5
2 前言 土工试验主要是测定土的物理、力学性质指标，为工程设计、施工提供必要 的计算参数和资料。 学习土工试验是《土力学与地基基础》课程教学的一个重要环节，它不仅起 着巩固课堂教学，增强对土的工程性质的理解等重要作用，而且是学习试验方法 和实验技能的主要途径，培养学生学会分析和解决实际问题的能力。因此，要求 学生必须认真对待每个试验环节，作好试验前的预习和准备，试验后的成果整理 和分析。 土的物理力学性质指标很多，试验项目和试验方法也很多，根据各专业的教 学要求，本土工试验指导书仅介绍我校土木、水利类有关专业的几个基本教学试 验。 土力学实验室 2005.5
目录试验一 含水量试验试验二土的密度试验（环刀法）液限和塑限试验试验三00005试验四渗透试验试验五压缩试验试验六直接剪切试验·试验七击实试验....·24
3 目录 试验一 含水量试验 •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 2 试验二 土的密度试验（环刀法）••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 4 试验三 液限和塑限试验••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 5 试验四 渗透试验 •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 9 试验五 压缩试验•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••13 试验六 直接剪切试验••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••19 试验七 击实试验••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••24
试验一含水量试验一、试验目的1.土的含水量是土在温度105~110°℃下烘到恒重时所失去的水质量对达到恒重后干土质量的比值。以百分数表示。2.试验目的是测定土的含水量，以了解土的含水情况，它是土的几个物理指标中较重要的一个，因它可计算土的干密度、土的密度、孔隙比、饱和度及粘性土的状态指标。3.本试验应采用控制温度的烘干法作为标准方法，但此法常受设备和时间的限制。因此，在工地常用一些快速测定的方法，其中酒精燃烧法是尚较准确和简易的一种方法。4.土样的有机质（泥炭、腐殖质等）含量不应超过干土重的5%（由于在高温下的长时间焙烘，可使有机质分解或氧化，其重量因而变化，固有机质含量过多，所测得的含水量就不准确）。如果土的有机质含量在5~10%之间，仍可按本法进行，但应加以注明。二、仪器设备1.烘箱可采用电热烘箱或温度能保持105~110℃的其它能源烘箱，也可用红外线烘箱。2.酒精：纯度95%3.天平：感量0.01克。4.其它：干燥器、土盒、滴管等。三、操作步骤及计算方法1.烘干法（1）选取代表性试样约15-30克（沙土应多取些），放入质量为Mo的土盒内（注意盒盖与盒底对号），立即盖好盒盖，称湿土加盒质量Mi，准确至0.01克。（2）揭开盒盖，将盒盖套在盒底下，一起放入烘箱，在温度105~110℃的恒温下烘干（烘到恒重的时间因土的性质及土重不同而异），对砂性土不得少于6小时，对粘性土不得少于8小时，对含有机质超过5%的土，应将温度控制在
4 试验一 含水量试验 一、试验目的 1.土的含水量是土在温度 105~110oC 下烘到恒重时所失去的水质量对达到恒 重后干土质量的比值。以百分数表示。 2.试验目的是测定土的含水量，以了解土的含水情况，它是土的几个物理指 标中较重要的一个，因它可计算土的干密度、土的密度、孔隙比、饱和度及粘性 土的状态指标。 3.本试验应采用控制温度的烘干法作为标准方法，但此法常受设备和时间的 限制。因此，在工地常用一些快速测定的方法，其中酒精燃烧法是尚较准确和简 易的一种方法。 4.土样的有机质（泥炭、腐殖质等）含量不应超过干土重的 5%（由于在高 温下的长时间焙烘，可使有机质分解或氧化，其重量因而变化，固有机质含量过 多，所测得的含水量就不准确）。如果土的有机质含量在 5~10%之间，仍可按本 法进行，但应加以注明。 二、仪器设备 1.烘箱可采用电热烘箱或温度能保持 105~110oC 的其它能源烘箱，也可用红 外线烘箱。 2.酒精：纯度 95% 3.天平：感量 0.01 克。 4.其它：干燥器、土盒、滴管等。 三、操作步骤及计算方法 1.烘干法 （1）选取代表性试样约 15－30 克（沙土应多取些），放入质量为 M0 的土 盒内（注意盒盖与盒底对号），立即盖好盒盖，称湿土加盒质量 M1，准确至 0.01 克。 （2）揭开盒盖，将盒盖套在盒底下，一起放入烘箱，在温度 105~110oC 的 恒温下烘干（烘到恒重的时间因土的性质及土重不同而异），对砂性土不得少于 6 小时，对粘性土不得少于 8 小时，对含有机质超过 5%的土，应将温度控制在
65~70℃的恒温下烘干。(3）将烘干后的试样连盒取出，盖好盒盖，放入干燥容器内冷却至室温，称出干土加盒质量M2，准确至0.01克。(4）按下式计算试样的含水量，计算准确至0.1%。_ M- Mz×100含水量0(%)=M, -M。式中：Mi—湿土加盒质量（克）；M2一烘干土加盒质量（克）；Mo—土盒质量(克）本试验需要进行两次平行测定，取其算术平均值，允许平行差见下表：表1-1允许平行差值表含水量(%)允许平行差值（%）40 以下*1≥40*22.酒精燃烧法（1）取代表性试样若干（粘性土5~10克，砂性土20~30克）用小刀分散试样后，按烘干法称湿土加盒质量Mi（2）揭开盒盖，用滴管将酒精注入试样，直至土盒中呈现自由液面为止。为使酒精充分浸透试样，可将盒底在桌上轻轻敲击，（3）将土盒放在非易燃物上（如水泥台面）点燃酒精，燃至火焰熄灭。（4）等试样稍微冷却，重新滴入酒精，再次燃烧。一般粘性土燃烧三次，砂土二次。（5）最后一次火焰熄灭后，立即盖好盒盖，待冷却后称称盒加干土质量M2.（6）本试验需要进行二次平行测定，称重、计算以及平行差值均同于烘干法。5
5 65~70oC 的恒温下烘干。 (3) 将烘干后的试样 连盒取出，盖好盒盖，放入干燥容器内冷却至室温， 称出干土加盒质量 M2，准确至 0.01 克。 (4) 按下式计算试样的含水量，计算准确至 0.1%。 含水量 (%) 100 2 0 1 2 − − = M M M M 式中：M1 —湿土加盒质量（克）；M2 — 烘干土加盒质量（克）；M0—土盒质量 （克） 本试验需要进行两次平行测定，取其算术平均值，允许平行差见下表： 表 1-1 允许平行差值表 含水量 ω（%） 允许平行差值（%） 40 以下 ≯1 ≧40 ≯2 2.酒精燃烧法 （1）取代表性试样若干（粘性土 5~10 克，砂性土 20~30 克）用小刀分散试 样后，按烘干法称湿土加盒质量 M1。 （2）揭开盒盖，用滴管将酒精注入试样，直至土盒中呈现自由液面为止。 为使酒精充分浸透试样，可将盒底在桌上轻轻敲击。 （3）将土盒放在非易燃物上（如水泥台面）点燃酒精，燃至火焰熄灭。 （4）等试样稍微冷却，重新滴入酒精，再次燃烧。一般粘性土燃烧三次， 砂土二次。 （5）最后一次火焰熄灭后，立即盖好盒盖，待冷却后称称盒加干土质量 M2。 （6）本试验需要进行二次平行测定，称重、计算以及平行差值均同于烘干 法