《土工試驗規(guī)程》(SL237-1999)土力學(xué)簡版要點

1、土力學(xué)實驗指導(dǎo)書目 錄士力學(xué)實驗的目的 （1）一、顆粒分析試驗 （1）附1-1篩析法 （1）附1-2密度計法（比重計法） （2）二、密度試驗（環(huán)刀法） （5）三、含水率試驗（烘干法） （5）四、比重試驗（比重瓶法） （6）五、界限含水率試驗 （8）液限、塑限聯(lián)合測定 （8）六、擊實試驗 （10）七、滲透試驗 （11）附7-1常水頭試驗（70型滲透儀） （11）附7-2變水頭試驗（南55型滲透儀） （12）八、固結(jié)試驗（快速法） （13）九、直接剪切試驗 （15）十、相對密度試驗 （16）十一、無側(cè)限抗壓強度試驗 （18）十二、無粘性土休止角試驗 （19）十三、三軸壓縮試驗 （20）土力學(xué)實驗指

2、導(dǎo)書土力學(xué)實驗的目的土力學(xué)試驗是在學(xué)習(xí)了土力學(xué)理論的基礎(chǔ)上進行的，是配合土力學(xué)課程的學(xué)習(xí)而開設(shè)的一門實踐性較強的技能訓(xùn)練課。根據(jù)教學(xué)計劃的需要，安排試驗內(nèi)容，以突出實踐教學(xué)，突出技能訓(xùn)練。試驗課的目的：一、是加強理論聯(lián)系實際，鞏固和提高所學(xué)的土力學(xué)的理論知識；二、 是增強實踐操作的技能；三、是結(jié)合工程實際，讓學(xué)生掌握土工試驗的全過程和運用實驗成 果于實際工程的能力。土力學(xué)實驗的內(nèi)容及要求土力學(xué)實驗指導(dǎo)書是依據(jù)中華人民共和國水利部發(fā)布土工試驗規(guī)程（sl237 1999）規(guī)范編寫的。根據(jù)教學(xué)大綱要求，安排下列實驗項目。也可根據(jù)實驗學(xué)時選做。一、顆粒分析試驗 附1 1篩分法 （一）試驗?zāi)康臏y定干土各

3、粒組占該土總質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)，以便了解土粒的組成情況。供砂類土的分類、 判斷土的工程性質(zhì)及建材選料之用。（二）試驗原理土的顆粒組成在一定程度上反映了土的性質(zhì)，工程上常依據(jù)顆粒組成對土進行分類，粗粒土主要是依據(jù)顆粒組成進行分類的，細粒土由于礦物成分、顆粒形狀及膠體含量等因素， 則不能單以顆粒組成進行分類，而要借助于塑性圖或塑性指數(shù)進行分類。顆粒分析試驗可分為篩析法和密度計法，對于粒徑大于0.075mm的土粒可用篩析法測定，而對于粒徑小于0.075mm的土粒則用密度計法來測定。篩析法是將土樣通過各種不同孔徑的篩子，并按篩 子孔徑的大小將顆粒加以分組，然后再稱量并計算出各個粒組占總量的百分?jǐn)?shù)。（三）儀器

4、設(shè)備1 .標(biāo)準(zhǔn)篩：孔徑 10、5、2、1.0、0.5、0.25、0.075mm；2 .天平：稱量1000g,分度值0.1g;3 .臺稱：稱量5kg,分度值1g;4 .其它：毛刷、木碾等。（四）操作步驟1 .備土：從大于粒徑 0.075mm的風(fēng)干松散的無粘性土中，用四分對角法取出代表性 的試樣。2 .取土：取干砂 500g稱量準(zhǔn)確至0.2g。3 .搖篩：將稱好的試樣倒入依次疊好的篩，然后按照順時針或逆時針進行篩析。振搖 時間一般為1015分鐘。4 .稱量：逐級稱取留在各篩上的質(zhì)量。（五）試驗注意事項1 .將土樣倒入依次疊好的篩子中進行篩析。2 .篩析法采用振篩機，在篩析過程中應(yīng)能上下振動，水平轉(zhuǎn)

5、動。3 .稱重后干砂總重精確至 士 2g。（六）計算及制圖1.按下列計算小于某顆粒直徑的土質(zhì)量百分?jǐn)?shù)：32x = ma 100%mb式中：x小于某顆粒直徑的土質(zhì)量百分?jǐn)?shù)，%;ma一小于某顆粒直徑的土質(zhì)量，g;mb一所取試樣的總質(zhì)量（500g）。2.用小于某粒徑的土質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為縱坐標(biāo)，顆粒直徑（mm）的對數(shù)值為橫坐標(biāo)，繪制顆粒大小分配曲線。（七）試驗記錄顆粒分析試驗記錄表（篩析法）土樣編號142500g試驗者土樣說明粗砂試驗日期校核者孔徑留篩土質(zhì)量累積留篩 土質(zhì)量小于該孔徑 的土質(zhì)量小于該孔徑的 土質(zhì)量百分?jǐn)?shù)(mrm(g)(g)(g)(%):200.00.0500.0100.01017.017.

6、0483.096.6545.062.0438.087.6265.5127.5372.574.5185.0212.5287.557.50.5100.5313.0187.037.40.25122.0435.065.013.00.07560.0495.05.01.0底盤總計5.0500.0附1 2密度計法（比重計法）（一）試驗?zāi)康臏y定小于某粒徑的顆粒占土總質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)，以便了解土粒的大小分配情況，并作為粘性土分類的依據(jù)及土工建筑選材之用。（二）試驗原理密度計法，是將一定量的土樣（粒徑0.075mm）放在量筒中，然后加蒸儲水，經(jīng)過攪拌， 使土的大小顆粒在水中均勻分布，當(dāng)土粒在液體中靠自重下沉?xí)r，較大的

7、顆粒下沉較快， 而較小的顆粒下沉則較慢。讓土粒沉降過程中， 用密度計測出在懸液中對應(yīng)于不同時間的不同懸液密度，根據(jù)密度計讀數(shù)和土粒的下沉?xí)r間，就可計算出粒徑小于某一粒徑d （mm）的顆粒占土樣的百分?jǐn)?shù)。（三）儀器設(shè)備1 .密度計：目前通常采用的密度計有甲、乙兩種，現(xiàn)介紹甲種密度計。甲種密度計 刻度自060,最小分度單位為1.0;如附圖1 1所示。2 .量筒：容積1000ml;3 .天平：稱量 200g,分度值0.01g;4 .攪拌器：輪徑 50mm,孔徑3mm；5 .煮沸設(shè)備：電熱器、三角燒瓶等；6 .分散劑：4%六偏磷酸鈉或其它分散劑；7.其它：溫度計、蒸儲水、燒杯、研缽和秒表等。（四）操作

8、步驟1 .稱取試樣：取有代表性的風(fēng)干或烘干土樣100 200g,放入研缽中，用帶橡皮頭的研棒研散，將研散后的土 過0.075mm篩，均勻拌和后稱取試樣 30g。2 .浸泡試樣：將稱好的試樣小心倒入燒瓶中，注入200ml蒸儲水對試樣進行浸泡，浸泡時間不少于18小時。3 .煮沸分散：將浸泡好后的試樣稍加搖蕩后，放在電熱器上煮沸。煮沸時間從沸騰時開始，粘土約需要1小時，附圖1-1甲種比重計其它土不少于半小時，對教學(xué)試驗，浸泡試樣及煮沸分散均由實驗室準(zhǔn)備。4 .制備懸液：土樣經(jīng)煮沸分散冷卻后，倒入量筒內(nèi)。然后加4%濃度的六偏磷酸鈉約10ml于溶液中，再注入蒸儲水，使筒內(nèi)的懸液達到1000ml。5 .攪

9、拌懸液：用攪拌器在懸液深度上下攪拌1分鐘，往復(fù)各30次，使懸液內(nèi)土粒均勻分布。6 .定時測讀：取出攪拌器，立即開動秒表，測定經(jīng)過1、5、30、120、1440分鐘時的密度計數(shù)讀。每次測讀完后，立即將密度計取出，放入盛水量筒中，同時測記懸液溫度， 準(zhǔn)確至0.5c。（五）試驗注意事項1 . 5分鐘時的讀數(shù)是包括 1分鐘讀數(shù)的時間，其余 30、120、1440分鐘的讀數(shù)時間也 是如此累加。2 .讀數(shù)后甲種密度計必須立即從量筒里取出，否則會阻礙土粒下沉速度。（六）計算及制圖1 .由于刻度、溫度與加入分散劑等原因，密度計每一次讀數(shù)須先經(jīng)彎液面校正后，由 實驗室提供的r-l關(guān)系圖，查得土粒有效沉降距離，

10、計算顆粒的直徑d,按簡化公式計算:式中：d顆粒直徑，mm;k一粒徑計算系數(shù)（由實驗室提供的資料查得）；l某時間t內(nèi)的土粒沉降距離（由實驗室提供的資料查得）；t一沉降時間，s。2 .將每一讀數(shù)經(jīng)過刻度與彎液面校正、溫度校正、土粒比重校正和分散劑校正后，按 下列計算小于某粒徑的土質(zhì)量百分?jǐn)?shù)：x % i-100cs r mt n -cd式中：x小于某粒徑的土質(zhì)量百分?jǐn)?shù)，%；ms一試樣干土質(zhì)量（30g）;cs一土粒比重校正系數(shù)，可查甲種密度計的土粒比重校正值表（由實驗室提供的資 料查得）；r一甲種密度計讀數(shù)；mt一溫度校正值，可查甲種密度計的溫度校正值表（由實驗室提供的資料查得）n一刻度及彎液面校正值

11、（由實驗室提供的圖表中查得）；cd一分散劑校正值（由實驗室提供資料）d （mm）的對數(shù)為橫坐標(biāo),3 .用小于某粒徑的土質(zhì)量百分?jǐn)?shù) x （%）為縱坐標(biāo)，粒徑 繪制顆粒大小級配曲線。（七）試驗記錄試驗者一校核者試驗日期密度計號_ 量筒號 比重計校正值土樣編號干土質(zhì)量ms =30g顆粒分析試驗記錄表（密度計法）下沉 時間懸液 溫度密度計 讀數(shù)溫度 校正值刻度駕液 面校正值分散劑 校正值rm=r+m t +n - cdrh=rmx cs土粒 落距粒徑小于某孔 徑的土質(zhì) 量百分?jǐn)?shù)tt (c)rmtncd 1l (cni)d (mrm(%)(miin)5301201440土粒比重、密度試驗（環(huán)刀法）（一）

12、試驗?zāi)康臏y定土的濕密度，以了解土的疏密和干濕狀態(tài)，供換算土的其它物理性質(zhì)指標(biāo)和工程設(shè) 計以及控制施工質(zhì)量之用。（二）試驗原理土的濕密度 p是指土的單位體積質(zhì)量， 是土的基本物理性質(zhì)指標(biāo)之一，其單位為g/cm3。環(huán)刀法是采用一定體積環(huán)刀切取土樣并稱土質(zhì)量的方法，環(huán)刀內(nèi)土的質(zhì)量與體積之比即為土的密度。密度試驗方法有環(huán)刀法、蠟封法、灌水法和灌砂法等。對于細粒土，宜采用環(huán)刀法； 對于易碎裂、難以切削的土，可用蠟封法；對于現(xiàn)場粗粒土，可用灌水法或灌砂法。（三）儀器設(shè)備1 .環(huán)刀：內(nèi)徑68cm,高23cm。2 .天平：稱量 500g,分度值0.01g。3 .其它：切土刀、鋼絲鋸、凡士林等。（四）操作步驟1

13、 .量測環(huán)刀：取出環(huán)刀，稱出環(huán)刀的質(zhì)量，并涂一薄層凡士林。2 .切取土樣：將環(huán)刀的刀口向下放在土樣上，然后用切土刀將土樣削成略大于環(huán)刀直 徑的土柱，將環(huán)刀垂直下壓，邊壓邊削使土樣上端伸出環(huán)刀為止，然后將環(huán)刀兩端的余土削平。3 . 土樣稱量：擦凈環(huán)刀外壁，稱出環(huán)刀和土的質(zhì)量。（五）試驗注意事項1 .稱取環(huán)刀前，把土樣削平并擦凈環(huán)刀外壁；2 .如果使用電子天平稱重則必須預(yù)熱，稱重時精確至小數(shù)點后二位。（六）計算公式按下列計算土的濕密度:- m m 1 - m 2p =vv式中：p 密度，計算至 0.01g/cm3;m濕土質(zhì)量，g;m1 一環(huán)刀加濕土質(zhì)量，g;m2一環(huán)刀質(zhì)量， g;3v一環(huán)刀體積，c

14、m。密度試驗需進行二次平行測定，其平行差值不得大于0.03g/cm3,取其算術(shù)平均值。（七）試驗記錄密度試驗記錄表（環(huán)刀法）試驗者 校核者 試驗日期 土樣編號環(huán)力3環(huán)力加濕土質(zhì)量環(huán)力質(zhì)里濕土質(zhì)量環(huán)力體積密度（g/cm3） (g)m2 (g)m (g)v (cm3)單值平均值三、含水率試驗（烘干法）（一）試驗?zāi)康臏y定土的含水率，以了解土的含水情況，是計算土的孔隙比、 液性指數(shù)、飽和度和其它物理力學(xué)性質(zhì)不可缺少的一個基本指標(biāo)。（二）試驗原理含水率反映土的狀態(tài)，含水率的變化將使土的一系列物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)隨之而異。這種影響表現(xiàn)在各個方面，如反映在土的稠度方面，使土成為堅硬的、可塑的或流動的；反映在土內(nèi)

15、水分的飽和程度方面，使土成為稍濕、很濕或飽和的；反映在土的力學(xué)性質(zhì)方面，能使土的結(jié)構(gòu)強度增加或減小，緊密或疏松，構(gòu)成壓縮性及穩(wěn)定性的變化。測定含水率的方法有 烘干法、酒精燃燒法、炒干法、微波法等等。（三）儀器設(shè)備1 .烘箱：采用溫度能保持在 105110c的電熱烘箱。2 .天平：稱量 500g,分度值0.01g。3 .其它：干燥器、稱量盒等。（四）操作步驟1 .濕土稱量：選取具有代表性的試樣1520g,放入盒內(nèi)，立即蓋好盒蓋，稱出盒與濕土的總質(zhì)量。2 .烘干冷卻：打開盒蓋，放入烘箱內(nèi)，在溫度105110c下烘干至恒重后，將試樣取出，蓋好盒蓋放入干燥器內(nèi)冷卻，稱出盒與干土質(zhì)量。 烘干時間隨土質(zhì)不

16、同而定，對粘質(zhì)土不少于8h;砂類土不少于 6h。（五）試驗注意事項1 .剛剛烘干的土樣要等冷卻后才稱重;2 .稱重時精確至小數(shù)點后二位。（六）計算公式按下式計算土的含水率：. = m 100% = m1 - m2 100%msm2 - mo式中：3含水率，計算至 0.1%mo一盒質(zhì)量，g；ml一盒加濕土質(zhì)量，g;m2一盒加干土質(zhì)量，g;mlm2土中水質(zhì)量，g；ml mo一干土質(zhì)量， g含水率試驗需進行二次平行試驗，其平行差值不得大于2%,取其算術(shù)平均值。（七）試驗記錄含水率試驗記錄表（烘干法）試驗者 校核者 試驗日期土樣 編p盒號盒加濕土質(zhì)量盒加干土質(zhì)量水質(zhì)量含水率（%）momim2m1-m2

17、m2- m3單值平均值(g)(g)(g)(g)(g)四、比重試驗（比重瓶法）（一）試驗?zāi)康臏y定土的比重，為計算土的孔隙比、 飽和度以及土的其它物理力學(xué)試驗（如顆粒分析的密度計法試驗、固結(jié)試驗等）提供必需的數(shù)據(jù)。（二）試驗原理根據(jù)土粒粒徑不同， 土的比重試驗可分別采用比重瓶法、浮稱法或虹吸筒法， 對于粒徑小于5mm的土，采用比重瓶法進行。比重瓶法就是由稱好質(zhì)量的干土放入盛滿水的比重瓶 的前后質(zhì)量差異，來計算土粒的體積，從而進一步計算出土粒比重。（三）儀器設(shè)備1 .比重瓶：容重 100ml或50ml;2 .天平：稱量 200g,分度值0.001g;3 .其它：烘箱、蒸儲水、溫度計、篩、漏斗、滴管等

18、。（四）操作步驟1 .取樣稱量：取通過 5mm篩的烘干土樣約15g （如用50ml的比重瓶，可取干土約 12g）用玻璃漏斗裝入洗凈烘干的比重瓶內(nèi)，稱瓶與土的質(zhì)量。2 .煮沸排氣：將蒸儲水注入比重瓶內(nèi)，約至瓶的一半高處，搖動比重瓶，并將比重瓶放在砂浴上煮沸，使土粒分散排氣。煮沸時間自懸液沸騰時算起，砂及砂質(zhì)粉土不少于30分鐘；粘土及粉質(zhì)粘土應(yīng)不少于1小時。煮沸時不要使土液從瓶內(nèi)溢出。3 .注水稱量：將蒸儲水注入比重瓶內(nèi)至近滿，待瓶內(nèi)懸液溫度穩(wěn)定后及瓶內(nèi)土懸液澄清時，蓋緊瓶塞，使多余的水分從瓶塞的毛細管中溢出，擦干瓶外的水分，稱出瓶、水、土 總質(zhì)量。稱量后立即測定瓶內(nèi)水的溫度。4 .查取瓶、水質(zhì)量

19、：根據(jù)測得的溫度，從已繪制的溫度與瓶、水質(zhì)量關(guān)系曲線（由實 驗室提供）查取瓶、水質(zhì)量。（五）試驗注意事項1 .稱重前比重瓶的水位要加滿至瓶塞的毛細管；2 .稱重時精確至小數(shù)點后三位。（六）計算公式msgt按下列計算土粒的比重：mims - m2gs0.001;式中：gs土粒比重，計算精確至ms一干土質(zhì)量， g;mi一瓶、水質(zhì)量，可查瓶、水質(zhì)量關(guān)系曲線（由實驗室提供）；m2一瓶、水、土質(zhì)量， g;gwttc時蒸儲水的比重，準(zhǔn)確至 0.001,查下表（不同溫度時水的比重）比重試驗需進行二次平行測定，其平行差不得大于0.02,取其算術(shù)平均值。不同溫度時水的比重（近似值）? ? ? ?4.0 ? 12

20、.512.5 ? 19.019.0 ? 23.523.5 ? 27.527.5 ? 30.530.5 ? 33.0? ?盍？1.0000.9990.9980.9970.9960.995（七）試驗記錄比重試驗記錄表（比重瓶法）工程名稱試驗者土樣說明計算者試驗日期_校核者.土 樣 編 號比 重 瓶 號溫度液體的 比重瓶質(zhì)量瓶、土 質(zhì)量土質(zhì)量瓶、液 體質(zhì)量瓶、液體 、土質(zhì)量與干土同 體積的液 體質(zhì)量比重平均 比重(c)gw t(g)(g)ms(g)m1(g)m2(g)(g)gs(1)(2)(4)(6)(8)(10)查上表-(3)(5)*6)-五、界限含水率試驗液限、塑限聯(lián)合測定法（一）試驗?zāi)康臏y定粘

21、性土的液限3l和塑限cop,并由此計算塑性指數(shù)ip、液性指數(shù)il,進行粘性土的定名及判別粘性土的軟硬程度。（二）試驗原理液限、塑限聯(lián)合測定法是根據(jù)圓錐儀的圓錐入土深度與其相應(yīng)的含水率在雙對數(shù)坐標(biāo)上具有線性關(guān)系的特性來進行的。利用圓錐質(zhì)量為76g的液塑限聯(lián)合測定儀測得土在不同含水率時的圓錐入土深度，并繪制其關(guān)系直線圖，在圖上查得圓錐下沉深度為17mm所對應(yīng)得含水率即為液限，查得圓錐下沉深度為2mm所對應(yīng)的含水率即為塑限。（三）試驗設(shè)備1 .液塑限聯(lián)合測定儀：如附圖5-1,有電磁吸錐、測讀裝置、升降支座等，圓錐質(zhì)量76g,錐角30。，試樣杯等；2 .天平：稱量 200g,分度值0.01g;3 .其

22、它：調(diào)土刀、不銹鋼杯、凡士林、稱量盒、烘箱、干燥器等。（四）操作步驟1 . 土樣制備：當(dāng)采用風(fēng)干土樣時，取通過0.5mm篩的代表性土樣約 200g,分成三份，分別放入不銹鋼杯中，加入不同數(shù)量的水，然后按下沉深度約為45mm, 911mm, 1517mm范圍制備不同稠度的試樣。2 .裝土入杯：將制備的試樣調(diào)拌均勻，填入試樣杯中，填滿后用刮土刀刮平表面，然 后將試樣杯放在聯(lián)合測定儀的升降座上。3 .接通電源：在圓錐儀錐尖上涂抹一薄層凡士林，接通電源，使電磁鐵吸住圓錐。4 .測讀深度：調(diào)整升降座，使錐尖剛好與試樣面接觸，切斷電源使電磁鐵失磁，圓錐 儀在自重下沉入試樣，經(jīng) 5秒鐘后測讀圓錐下沉深度。5

23、 .測含水率：取出試樣杯，測定試樣的含水率。重復(fù)以上步驟，測定另兩個試樣的圓 錐下沉深度和含水率。（五）試驗注意事項1 . 土樣分層裝杯時，注意土中不能留有空隙。2 .每種含水率設(shè)三個測點，取平均值作為這種含水率所對應(yīng)土的圓錐入土深度，如三 點下沉深度相差太大，則必須重新調(diào)試土樣。（六）計算公式1 .計算各試樣的含水率：m m1-m2100%12 100%msmb - mo式中符號意義與含水率試驗相同。2 .以含水率為橫坐標(biāo)，圓錐下沉深度為縱坐標(biāo)，在雙對數(shù)坐標(biāo)紙上繪制關(guān)系曲線，三點連一直線（如附圖 52中的a線）。當(dāng)三點不在一直線上，可通過高含水率的一點與另兩點連成兩條直線，在圓錐下沉深度為

24、2mm處查得相應(yīng)的含水率。當(dāng)兩個含水率的差值 a2%時，應(yīng)重做試驗。當(dāng)兩個含水率的差值 2%時，用這兩個含水率的平均值與高含水率 的點連成一條直線（如附圖 5 2中的b線）。3 .在圓錐下沉深度與含水率的關(guān)系圖上，查得下沉深度為17mm所對應(yīng)的含水率為液限；查得下沉深度為 2mm所對應(yīng)的含水率為塑限。7附圖51光電式液塑限儀結(jié)構(gòu)示意圖1水平調(diào)節(jié)螺絲；2控制開關(guān)；3指示燈；4零線調(diào)節(jié)螺釘；5反光鏡調(diào)節(jié)螺釘；6屏幕7 機殼；8物鏡調(diào)節(jié)螺釘；9電池裝置；10- 光源調(diào)節(jié)螺釘；11光源裝置；12圓錐儀；13 升降臺；14水平泡；15盛士杯10203040 50 60 70 9080100含水率（）附圖

25、5-2圓錐入土深度與含水率關(guān)系圖（七）試驗記錄液限、塑限聯(lián)合試驗記錄表工程名稱試驗者試樣編號計算者試驗日期校核者試 樣 編 號圓錐下 沉深度盒號盒質(zhì)量盒加濕 土質(zhì)量盒加干 土質(zhì)量水質(zhì)量干土 質(zhì)量含水率液限塑限(mgmo(g)m1(g)m2(g)m。(g)ms(g)(%)3 l(%)3 p(%)123六、擊實試驗（一）試驗?zāi)康脑趽魧嵎椒ㄏ聹y定土的最大干密度和最優(yōu)含水率，是控制路堤、土壩和填土地基等密實度的重要指標(biāo)。（二）試驗原理土的壓實程度與含水率、壓實功能和壓實方法有密切的關(guān)系。當(dāng)壓實功能和壓實方法不變時，土的干密度隨含水率增加而增加，當(dāng)干密度達到某一最大值后，含水率繼續(xù)增加反而使干密度減小，

26、能使土達到最大密度的含水率，稱為最優(yōu)含水率3 op,與其相應(yīng)的干密度稱為最大干密度p dmax。（三）儀器設(shè)備 ，一一、一一一31 .擊頭儀：如附圖 61所小。錘質(zhì)重2.5kg,筒圖116mm,體積947.4cm。2 .天平：稱量 200g,分度0.01g。3 .臺稱：稱量10kg,分度值5g。4,篩：孔徑5mm。5 .其它：噴水設(shè)備、碾土器、盛土器、推土器、修土刀等。（四）操作步驟1 .制備土樣：取代表性風(fēng)干土樣，放在橡皮板上用木碾碾散，過 5mm篩，土樣量不 少于20kg。2 .加水拌和：預(yù)定 5個不同含水量，依次相差2%,其中有兩個大于和兩個小于最優(yōu)含水量。所需加水量按下式計算：mwmw

27、o1 o附圖6-1擊實儀示意圖式中：mw所需加水質(zhì)量，g;mw。一風(fēng)干含水率時土樣的質(zhì)量，g;3。一土樣的風(fēng)干含水率，%;3一預(yù)定達到的含水率，%。按預(yù)定含水率制備試樣，每個試樣取 2.5kg ,平鋪于不吸水的平板上，用噴水設(shè) 備向土樣均勻噴灑預(yù)定的加水量，并均勻拌 和。3 .分層擊實：取制備好的試樣600800g,倒入筒內(nèi)，整平表面，擊實 25次， 每層擊實后土樣約為擊實筒容積1/3。擊實時，擊錘應(yīng)自由落下，錘跡須均勻分布于土 面。重復(fù)上述步驟，進行第二、三層的擊實。 擊實后試樣略高出擊實筒（不得大于 6mm）。4 .稱土質(zhì)量：取下套環(huán)，齊筒頂細心 削平試樣，擦凈筒外壁，稱土質(zhì)量，準(zhǔn)確至0.

28、1g。5 .測含水率：用推土器推出筒內(nèi)試樣，從試樣中心處取2個各約1530g 土測定含水率，平行差值不得超過 1%。按24步驟進行其它不同含水率試樣的擊實試驗。（五）試驗注意事項1 .試驗前，擊實筒內(nèi)壁要涂一層凡士林。2 .擊實一層后，用刮土刀把土樣表面刨毛，使層與層之間壓密，同理，其它兩層也是 如此。3 .如果使用電動擊實儀，則必須注意安全。打開儀器電源后，手不能接觸擊實錘。 （六）計算及繪圖1.按下式計算干密度：式中：p d干密度，g/cm3;p =p 一濕密度，g/cm3;. d 一13w 含水率，%。魄293!33含水率3 %5 ax ik ax 烏看二a西卜以干密度pd為縱坐標(biāo)，含水

29、率3為橫 坐標(biāo)，繪制干密度與含水率關(guān)系曲線 (附圖 6-2)。曲線上峰值點所對應(yīng)的縱橫坐標(biāo)分 別為土的最大干密度和最優(yōu)含水率。如曲線 不能繪出準(zhǔn)確峰值點，應(yīng)進行補點。附圖6-2 pd 0關(guān)系曲線(七)試驗記錄擊實試驗土樣編號土粒比重試驗者土樣類別每層擊數(shù)校核者風(fēng)干含水率試驗儀器試驗日期試 驗 序 號干密度含水率筒加 土質(zhì) 量(g)筒 質(zhì) 量 (g)濕土質(zhì) 量(g)密度(g/cm 3)干密度(g/cm3)盒 號盒加 濕土 顧里(g)盒 加 干 土 質(zhì) 量 (g)盒 質(zhì) 量 (g)水的x(g)x(g)含水 率(%)平均 含水 率 (%)(4)(6)(9)(10)(11)-1 40.018(6)-(

30、7)-(8)豺0012345一、概述本儀器為國家標(biāo)準(zhǔn)擊實儀，適用于粒徑小于5mm的土料擊實試驗。為土壩、 路基、機場跑道以及房屋地基等設(shè)計和施工提供填筑標(biāo)準(zhǔn)。二、結(jié)構(gòu)1 底板、擊實筒、套環(huán)連成整體后，即可進行擊實。2.導(dǎo)筒頂端悶蓋上有8個6氣孔，導(dǎo)筒上有8個8氣孔，保證擊錘在導(dǎo)筒內(nèi)不受氣體阻力，而達到自由落體。擊錘在導(dǎo)筒內(nèi)行程2a 、 2b 型為305mm， 3a 、 3b 型為 457mm。3錘桿頂端裝有手柄便于操作提升。4套環(huán)擊實筒均為硅鋁合金，導(dǎo)筒用黃銅管制成；擊錘耐腐蝕、硬度高。裝1擊實筒臺階放進底板凹處，通過短連接桿用蝶形螺母擰緊。2依次將套環(huán)凹臺階放上擊實筒臺階上，通過長連接桿用蝶

31、形螺母擰緊。3長短螺桿與底板上螺孔擰緊，再用螺帽并緊。4將錘桿通過導(dǎo)筒悶蓋中間孔，兩端分別與手柄和擊錘擰緊。四、使用及維護1按土工試驗規(guī)程國標(biāo)中規(guī)定的方法進行操作。2錘擊時，一手持導(dǎo)筒，一手拿錘桿，邊錘擊，邊移動導(dǎo)筒，導(dǎo)筒要求垂直底板，保證擊錘為自由落體。3使用過程中，常對擊錘進行檢查，如發(fā)現(xiàn)超過2.5 0.005kg 時，超過4.5 0.009kg 時，則把把手卸下，在擊錘導(dǎo)筒內(nèi)加鉛。4儀器使用完畢后，導(dǎo)筒內(nèi)及擊錘套筒擊實筒及底板上必需擦拭干凈，抹油防銹。附：j sf系列推土器述本裝置與 rjs 系列手動擊實儀配套使用，用于推出擊實筒內(nèi)的土樣。二、技術(shù)規(guī)格2a型推土器適用于直徑102mm擊實

32、筒，升高160mm2b型推土器適用于直徑152mm擊實筒，升高160mm三、結(jié)構(gòu)特點本裝置由千斤頂上蓋、底座、頂塊、連接螺桿組成。2a 型推土器千斤頂上頂塊直徑：98mm。2b 型推土器千斤頂上頂塊直徑：148mm。四、使用方法檢查千斤頂上頂塊是否對準(zhǔn)上蓋大圓孔中心壓緊壓板。把裝有被擊實后土樣的擊實筒放在推土器上蓋上，頂塊對準(zhǔn)上筒土樣，兩吊耳對準(zhǔn)上蓋上的兩螺桿，用螺帽擰緊，然后把千斤頂下端氣閥螺釘擰緊，啟動千斤頂，把被擊實后的土樣從擊實筒內(nèi)頂出。稍許松開千斤頂上氣閥螺釘（不能使氣閥螺絲松的太多以至脫落，使千斤頂?shù)挠鸵绯?，損耗千 斤頂?shù)墓δ埽?，壓千斤頂上頂塊，使其下降，直到復(fù)位。七、滲透試驗附7

33、1常水頭試驗（一）試驗?zāi)康臏y定無粘性土的滲透系數(shù) k,以便了解土的滲透性能大小，用于土的滲透計算和供建造 土壩時選土料之用。（二）試驗原理滲透是液體在多孔介質(zhì)中運動的現(xiàn)象。滲透系數(shù)是表達這一現(xiàn)象的定量指標(biāo)。土的滲透性是由于骨架顆粒之間存在孔隙構(gòu)成水的通道所致。常水頭滲透試驗適用于粗粒土。（三）儀器設(shè)備1 . 70型滲透儀：如附圖 71所示。2 .其它：木擊錘、秒表、天平、溫度計、量杯等。（四）操作步驟1 .調(diào)節(jié)：將調(diào)節(jié)管與供水管連通，由儀器底部充水至水位略高于金屬孔板，關(guān)止水夾。2 .取土：取風(fēng)干試樣 34kg,稱量準(zhǔn)確至1.0g,并測定其風(fēng)干含水率。3 .裝土：將試樣分層裝入儀器，每層厚23

34、cm,用木錘輕輕擊實到一定厚度，以控制其孔隙比。4 .飽和：每層砂樣裝好后，連接調(diào)節(jié)管與供水管，微開止水夾，使砂樣從下至上逐漸 飽和，待飽和后，關(guān)上止水夾。5 .進水：提高調(diào)節(jié)管使其高于溢水孔，然后將調(diào)節(jié)管與供水管分開，并將供水管置于 試樣筒內(nèi)，開止水夾，使水由上部注入筒內(nèi)。6 .降低調(diào)節(jié)管：降低調(diào)節(jié)管口使位于試樣上部三分之一處，造成水位差。在滲透過程 中，溢水孔始終有余水溢出，以保持常水位。7 .測記：開動秒表，用量筒自調(diào)節(jié)管接取一定時間內(nèi)的滲透水量，并重復(fù)一次。測記 進水與出水處的水溫，取其平均值。8 .重復(fù)試驗：降低調(diào)節(jié)管口至試樣中部及下部三分之一處，以改變水力坡降，按以上 步驟重復(fù)進行

35、測定。（五）試驗注意事項1 .裝砂前要檢查儀器的測壓管及調(diào)節(jié)管是否堵塞。2 .干砂飽和時，必須將調(diào)節(jié)管接通水源讓砂飽和。3 .試驗時水源要直接流到試樣筒里，水位與溢水孔齊平。（六）計算公式按下列計算滲透系數(shù)：k2020式中：q時間t秒內(nèi)的滲出水量,cmh 一平均水位差 （h1+h2） /2, cm； l 一兩測壓孔中心間的試樣高度，cm;t 一時間，s;kt一水溫為tc時試樣的滲透系數(shù)， cm/s;k20 水溫為 20 c時試樣的滲透系 數(shù)，cm/s;、小20水溫分別為 tc與20 c 時水的動力粘滯系數(shù)，hx 20的比值可查附表7 2得出。6附圖71 70型滲透儀1試樣筒；2金屬孔板；3測壓

36、孔；4玻璃 測壓管；5溢水孔；6滲水孔；7調(diào)節(jié)管；8 滑動支架；9 容量為5000ml的供水管；10供 水管；11止水夾；12一容量為500ml的量筒；13 溫度計；14試樣；15 礫石層（七）試驗記錄常水頭滲透試驗記錄表（70型滲透儀）工程名稱土樣編號土樣說明試樣高度干土重試驗者試樣面積_ 孔隙比校核者測孔壓間距土粒比重試驗日期試 驗 次 數(shù)經(jīng)過 時間s測壓管水位（cm）水位差（cmj）水力 坡降滲透 水量（cm3）滲透系數(shù)kt(cm/s)平均 水溫（c）校 正 系 數(shù)滲透 系數(shù) k20 (cm/s)平均滲透系數(shù)1管口管w管hih2平均hk20 (cm/s)(1)(2)(4)(6)(8)(1

37、0)(id(12)(13)(14)-(3)(3)-(4)色蛇 2l一包la)(10 汽2115024.820.816.84.04.04.00.402150.051218.01.050.05385.33 x10 2215024.820.816.84.04.04.00.402150.051218.01.050.0538312024.521.518.53.03.03.00.301280.050718.01.050.0533412024.521.518.53.03.03.00.301280.050818.01.050.053359024.222.220.22.02.02.00.20640.050818

38、.01.050.053369024.222.220.22.02.02.00.20640.050818.01.050.0533“t/20與溫度的關(guān)系附表72溫度（c）5.05.56.06.57.07.58.08.59.09.510.010.5r t/ r 201.5011.4781.4551.4351.4141.3931.3731.3531.3341.3151.2971.279溫度（c）11.011.512.012.513.013.514.014.515.015.516.016.5y t/ y 201.2611.2431.2271.2111.1941.1761.1681.1481.1331.11

39、91.1041.090溫度（c）17.017.518.018.519.019.520.020.521.021.522.022.5y t/ y 201.0771.0661.0501.0381.0251.0121.0000.9880.9760.9640.9580.943溫度（c）23.024.025.026.027.028.029.030.031.032.033.034.0y t/ y 200.9320.9100.8900.8700.8500.8330.8150.7980.7810.7650.7500.735附7 2變水頭滲透試驗（一）試驗?zāi)康臏y定粘性土的滲透系數(shù) k,以了解土層滲透性的強弱，作為

40、選擇壩體填土料的依據(jù)。（二）試驗原理細粒土由于孔隙小， 且存在粘滯水膜，若滲透壓力較小，則不足以克服粘滯水膜的阻滯 作用，因而必須達到某一起始比降后，才能產(chǎn)生滲流。變水頭滲透試驗適用于細粒土。（三）儀器設(shè)備1 .裝土：將裝有試樣的環(huán)刀推入套筒1 .南55型滲透儀：如附圖7 2所示。2 .其它：100ml量筒、秒表、溫度計、 凡士林等。（四）操作步驟內(nèi)并壓入止水墊圈。 裝好帶有透水石和墊圈 的上下蓋，并用螺絲擰緊，不得漏氣漏水。2 .供水：把裝好試樣的容器進水口與供水裝置連通，關(guān)止水夾，向供水瓶注滿水。3 .排氣：把容器側(cè)立，排氣管向上，并打開排氣管止水夾。然后開進水口夾，排除容器底部的空氣，直

41、至水中無氣泡溢出為 止。關(guān)閉排氣管止水夾，平放好容器。在不 大于200cm水頭作用下，靜置某一時間，待 容器出水口有水溢出后，則認為試樣已達飽和。附圖7 2南55型滲透儀1變水頭管；2滲透容器；3供水瓶；4接水源管；5進水管夾；6排氣管；7出水管4.測記：使變水頭管充水至需要高度后，關(guān)止水夾，開動秒表，同時測記開始水頭h1,經(jīng)過時間t后，再測記終了水頭 h2,同時測記試驗開始與終了時的水溫。如此連續(xù)測記23次后，再使變水頭管水位回升至需要高度，再連續(xù)測記數(shù)次，前后需 6次以上。（五）試驗注意事項1 .環(huán)刀取試樣時，應(yīng)盡量避免結(jié)構(gòu)擾動，并禁止用削土刀反復(fù)涂抹試樣表面。2 .當(dāng)測定粘性土?xí)r，須特別

42、注意不能允許水從環(huán)刀與土之間的孔隙中流過，以免產(chǎn)生 假象。3 .環(huán)刀邊要套橡皮膠圈或涂一層凡士林以防漏水，透水石需要用開水浸泡。（六）計算公式按下式計算滲透系數(shù)：=2.3生心ath2式中：kt滲透系數(shù)，cm/s ;a變水頭管截面積；l一試樣高度，cm;hi一滲徑等于開始水頭，cm;h2終了水頭，cm;2.3in和lg的換算系數(shù)。其余符號同前。（七）試驗記錄變水頭滲透試驗記錄表工程名稱試樣高度試驗者土樣編號試樣面積計算者儀器編號一孔隙比校核者土樣說明.測壓管斷面積_試驗日期.開始時間tid h min終了時間t2d h min經(jīng) 過 時 間t開 始 水 頭hicm終 了 水 頭h2cmal2 .

43、3athiigh2水溫t0c 時的 滲透 系數(shù)kt （cm/s）水溫0c校正系數(shù)“ t420滲透系數(shù)kt(cm/s)平均 滲透 系數(shù)k20（cm/s）(1)(2)(3)(6)(7)(8)(9)(i0)(ii)(i2)(2)(1)al2.3a(3)hilgh2(6)*(7)(8)*(i0)2(ii)n八、固結(jié)試驗（快速法）（一）試驗?zāi)康臏y定試樣在側(cè)限與軸向排水條件下的壓縮變形h和荷載p的關(guān)系，以便計算土的單位沉降量si、壓縮系數(shù)av和壓縮模量es等。（二）試驗原理土的壓縮性主要是由于孔隙體積減少而引起的。在飽和土中，水具有流動性，在外力作用下沿著土中孔隙排出，從而引起土體積減少而發(fā)生壓縮，試驗時

44、由于金屬環(huán)刀及剛性護環(huán)所限，土樣在壓力作用下只能在豎向產(chǎn)生壓縮，而不可能產(chǎn)生側(cè)向變形，故稱為側(cè)限壓縮。（三）儀器設(shè)備1 .固結(jié)儀：如附圖 81所示，試樣面積 30cm2,高2cm。2 .量表：量程 10mm,最小分度 0.01mm。3 .其它：刮土刀、電子天平、秒表。（四）操作步驟（1）切取試樣：用環(huán)刀切取原狀土樣或制備所需狀態(tài)的擾動土樣。（2）測定試樣密度：取削下的余土測定含水率，需要時對試樣進行飽和。（3）安放試樣：將帶有環(huán)刀的試樣安放在壓縮容器的護環(huán)內(nèi)，并在容器內(nèi)順次放上底 板、濕潤的濾紙和透水石各一，然后放入加壓導(dǎo)環(huán)和傳壓板。（4）檢查設(shè)備：檢查加壓設(shè)備是否靈敏，調(diào)整杠桿使之水平。（5

45、）安裝量表：將裝好試樣的壓縮容器放在加壓臺的正中，將傳壓鋼珠與加壓橫梁的凹穴相連接。然后裝上量表，調(diào)節(jié)量表桿頭使其可伸長的長度不小于8mm,并檢查量表是否靈活和垂直（在教學(xué)試驗中，學(xué)生應(yīng)先練習(xí)量表讀數(shù)）。（6）施加預(yù)壓：為確保壓縮儀各部位接觸良好，施加1kpa的預(yù)壓荷重，然后調(diào)整量表讀數(shù)至零處。（7）加壓觀測：1）荷重等級一般為 50、100、200、400kpa。2）如系飽和試樣，應(yīng)在施加第一級荷重后，立即向壓縮容器注滿水。如系非飽和試 樣，需用濕棉紗圍住加壓蓋板四周，避免水分蒸發(fā)。3）壓縮穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定為每級荷重下壓縮 mm認為穩(wěn)定（教學(xué)試驗可另行假定穩(wěn)定時間） 依次逐級加荷至試驗結(jié)束。4）

46、試驗結(jié)束后迅速拆除儀器各部件， 取出試樣，必要時測定試驗后的含水率。（五）試驗注意事項1 .首先裝好試樣，再安裝量表。在裝 量表的過程中，小指針需調(diào)至整數(shù)位， 大指 針調(diào)至零，量表桿頭要有一定的伸縮范圍， 固定在量表架上。2 .加荷時，應(yīng)按順序加祛碼；試驗 中不要震動實驗臺，以免指針產(chǎn)生移動。（六）計算及制圖24小時，或量表讀數(shù)每小時變化不大于0.005。測記壓縮穩(wěn)定讀數(shù)后，施加第二級荷重。附圖81固結(jié)儀示意圖1-水槽；5-透水石;2 護環(huán)；3環(huán)刀；4加壓上蓋；6量表導(dǎo)桿；7量表架；8一試樣2.下式計算各級荷重下壓縮穩(wěn)定后的孔隙比ei：1.按下式計算試樣的初始孔隙比：二:hiei = e。一，

47、1 e。ho式中：gs土粒比重；p w一水的密度，g/cm3;co。一試樣起始含水率，%;p。一試樣起始密度，g/cm3;z2a hi在某一荷重下試樣壓縮穩(wěn)定后的總變形量，其值等于該荷重下壓縮穩(wěn)定后的量表讀數(shù)減去儀器變形量（mm）;h。一試樣起始高度，即環(huán)刀高度（mm）。0.s0 50 100 2w 300 4ot，p(kpa)附圖82ep關(guān)系曲線3.繪制壓縮曲線以孔隙比e為縱坐標(biāo)，壓力p為橫坐標(biāo)，繪制孔隙比與壓力的關(guān)系曲線，如附 圖82所示。并求出壓縮系數(shù) av與壓縮模量es。（七）試驗記錄固結(jié)試驗記錄表（快速法）工程名稱土樣面積試驗者土樣編號起始孔隙比計算者試驗日期起始高度校核者加壓 歷時

48、壓力p里表 讀數(shù)儀器 變形量 入校正后試樣變形量刈單位 沉降量si孔隙 比ei壓縮 系數(shù)壓縮 模量(h)(kpa)(mm)(mm)(mm)工ah/h。mpa-1mpa00000015011001200140024400九、直接剪切試驗（快剪法）（一）試驗?zāi)康闹苯蛹羟性囼炇菧y定土的抗剪強度的一種常用方法。通常采用四個試樣為一組，分別在不同的垂直壓力 b下，施加水平剪應(yīng) 力進行剪切，求得破壞時的剪應(yīng)力t ,然后根據(jù)庫侖定律確定土的抗剪強度參數(shù)內(nèi)摩 擦角（f）和凝聚力 c。直剪試驗分為快剪（q）、固結(jié)快剪（cq）和慢剪（s）三種試 驗方法。在教學(xué)中可采用快剪法?？旒粼囼炇窃谠嚇由鲜┘哟怪眽毫?立即快速施加水平剪切力，以 0.81.2mm/min的速率剪切，一般使試樣在 35min內(nèi)剪破?？旒舴ㄟm用于測定粘性土 天然強度。（二）試驗原理（三）儀器設(shè)備附圖9-1應(yīng)變控制式直剪儀結(jié)構(gòu)示意圖1垂直變形百分表；2 垂直加壓框架； 3推動座；4剪切盒；5一試6 測力計；7 臺板；8杠桿；9祛碼1 .應(yīng)變控制式直接剪切儀：如附圖9-1,有剪力盒、垂直加壓框架、測力計及推動機構(gòu)等。2 .其它：量表