《土力學(xué)》試驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)

1、土力學(xué)試驗(yàn)指導(dǎo)書(shū) 山東理工大學(xué)建筑工程學(xué)院 土木工程實(shí)驗(yàn)中心 二一一年九月 目錄 前 言2 實(shí)驗(yàn)一 土工參數(shù)測(cè)試綜合試驗(yàn)3 (一、土樣制備3 (二、含水量試驗(yàn)4 (三、密度試驗(yàn)5 (四、比重試驗(yàn)6 (五、固結(jié)試驗(yàn)7 (六、直接剪切試驗(yàn)9 實(shí)驗(yàn)二 顆粒分析試驗(yàn)12 實(shí)驗(yàn)三 液限和塑限試驗(yàn)14 3.1搓條法及平衡錐法14 3.2液限塑限聯(lián)合測(cè)定法16 實(shí)驗(yàn)四 滲透試驗(yàn)18 實(shí)驗(yàn)五 載荷試驗(yàn)20 實(shí)驗(yàn)六 擊實(shí)試驗(yàn)22 實(shí)驗(yàn)七 三軸試驗(yàn)23 前 言 本試驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)適用于土木工程、港口航道與海岸工程、水利水電等專(zhuān)業(yè)的本科生、研究生使用。 本試驗(yàn)是土力學(xué)課程的重要實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。該試驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)包括以下內(nèi)容：土工

2、參數(shù)測(cè)試綜合試驗(yàn)、顆粒分析試驗(yàn)、液限和塑限試驗(yàn)、滲透試驗(yàn)、擊實(shí)試驗(yàn)、載荷試驗(yàn)、三軸試驗(yàn)等試驗(yàn)項(xiàng)目，通過(guò)上述試驗(yàn)可以讓學(xué)生熟悉各種儀器設(shè)備在試驗(yàn)項(xiàng)目中的使用方法，鍛煉學(xué)生的試驗(yàn)基本技能，掌握試驗(yàn)內(nèi)容和試驗(yàn)的基本方法，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力及綜合分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，使學(xué)生知道為什么要做這些試驗(yàn)，試驗(yàn)參數(shù)在工程設(shè)計(jì)和施工中如何應(yīng)用，為今后的實(shí)際工程設(shè)計(jì)、施工和研究工作奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 本指導(dǎo)書(shū)主要依據(jù)中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)公路土工試驗(yàn)規(guī)程JTJ051-93和，中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)巖土工程勘察規(guī)范GB50021-2001、中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)公路工程地質(zhì)勘察規(guī)范JTJ 064-98等國(guó)家和行業(yè)

3、標(biāo)準(zhǔn)，并結(jié)合工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)及教材特點(diǎn)編制而成。由于編者水平有限，若有不當(dāng)之處，請(qǐng)批評(píng)指正。 實(shí)驗(yàn)一 土工參數(shù)測(cè)試綜合試驗(yàn) (一、土樣制備 1.概述 土樣的制備是獲得正確的試驗(yàn)成果的前提，為保證試驗(yàn)成果的可靠性以及試驗(yàn)數(shù)據(jù)的可比性，應(yīng)嚴(yán)格按照規(guī)程要求的程序進(jìn)行制備。 土樣制備可分為原狀土和擾動(dòng)土的制備。本試驗(yàn)主要講擾動(dòng)土的制備。擾動(dòng)土的制備程序則主要包括取樣、風(fēng)干、碾散、過(guò)篩、制備等程序，這些程序步驟的正確與否，都會(huì)直接影響到試驗(yàn) 成果的可靠性，土樣的制備都融合在今后的每個(gè)試驗(yàn)項(xiàng)目中。 2.儀器設(shè)備 孔徑0.5mm、2mm和5mm的篩；天平；擊樣器；切土刀；橡皮板；木錘；烘箱；噴水設(shè)備等。 3.擾

4、動(dòng)土樣制備步驟 （1）將擾動(dòng)土樣進(jìn)行土樣描述，如顏色、氣味、夾雜物和土類(lèi)及均勻程度等，如有需要，將擾動(dòng)土樣拌和均勻，取代表性土樣測(cè)定其含水量。 （2）將土樣風(fēng)干或烘干，然后將風(fēng)干或烘干土樣放在橡皮板上用木碾碾散，但應(yīng)注意不得將土顆粒破碎。 （3）將分散后的土樣根據(jù)各試驗(yàn)項(xiàng)目的要求過(guò)篩。對(duì)于物理性試驗(yàn)如液限、塑限等試驗(yàn)，過(guò)0.5mm篩；對(duì)于力學(xué)性試驗(yàn)土樣，過(guò)2mm篩；對(duì)于擊實(shí)試驗(yàn)、比重試驗(yàn)（比重瓶法），過(guò)5mm篩。 （4）為配制一定含水量的試樣，根據(jù)不同的試驗(yàn)要求，取足夠過(guò)篩的風(fēng)干土樣，按下面的公式計(jì)算加水量，把土樣平鋪于不吸水的盤(pán)內(nèi)，用噴水壺噴灑預(yù)計(jì)的加水量，并充分拌和均勻，然后裝入容器內(nèi)蓋緊

5、，潤(rùn)濕一晝夜備用。 （5）測(cè)定潤(rùn)濕后土樣不同位置的含水量（至少二個(gè)以上），要求差值不大于±1。 （6）按下式計(jì)算干土質(zhì)量： ms=m(10.01wh 式中：ms 干土質(zhì)量（g）； m 風(fēng)干土質(zhì)量（g）； wh 風(fēng)干含水量（）。 （7）根據(jù)試樣所要求的含水量，按式計(jì)算制備試樣所需的加水量： mw= 0.01(wwh ms 式中：mw 土樣所需加水質(zhì)量（g）； ms 干土質(zhì)量（g）； w 制備試樣所要求的含水量（）； wh 風(fēng)干含水量（）。 （8）根據(jù)試驗(yàn)所要求的干密度按下式計(jì)算制備試樣所需的風(fēng)干含水率時(shí)的總土質(zhì)量： m=(10.01wh d V 式中：m 制備試樣所需的風(fēng)干含水量時(shí)的總

6、土質(zhì)量； d 制備試樣所要求的干密度（g/cm3）； V 試樣體積（cm3）； wh 風(fēng)干含水量（）。 （9）試件成形，可采用擊實(shí)法和壓樣法。 擊實(shí)法是采用擊實(shí)儀，將土樣擊實(shí)到所需的密度，用推土器推出，然后將環(huán)刀內(nèi)壁涂一薄層凡士林，刃口向下放在土樣上，用切土刀將試件削成略大于環(huán)刀直徑的土柱，然后將環(huán)刀垂直向下壓，邊壓邊削，直至土樣伸出環(huán)刀為止，削平環(huán)刀兩端。 壓樣法將根據(jù)環(huán)刀容積和要求干密度所需質(zhì)量的濕土，倒入裝有環(huán)刀的壓樣器內(nèi)，采用靜壓力將土樣壓緊到的所需密度，然后取出環(huán)刀。 （10）把環(huán)刀外壁擦干凈，稱(chēng)環(huán)刀和土的總質(zhì)量，并同時(shí)測(cè)定土樣的含水量。試件制備應(yīng)盡量迅速，以免水分蒸發(fā)。 （11）試

7、件制備的數(shù)量根據(jù)試驗(yàn)項(xiàng)目的需要而定，一般應(yīng)多制備12組備用，同一組試件的密度、含水量與制備標(biāo)準(zhǔn)之差應(yīng)分別在±0.1g/cm 3或2范圍之內(nèi)。 (二、含水量試驗(yàn)（烘干法） 1.試驗(yàn)?zāi)康?土的含水量指土在105110下烘至恒量時(shí)所失去的水分質(zhì)量和達(dá)恒重后干土質(zhì)量的比值，以百分?jǐn)?shù)表示。 2.試驗(yàn)方法 烘干法、酒精燃燒法、炒干法、比重法等。本試驗(yàn)采用烘干法。 3.儀器設(shè)備 烘箱，采用電熱烘箱，溫度能保持在105110；天平，感量0.01g；干燥器；稱(chēng)量盒等。 4.試驗(yàn)步驟 （1）先稱(chēng)稱(chēng)量盒的質(zhì)量（m1），精確至0.01g。 （2）取具有代表性試樣，細(xì)粒土不小于為15g，砂類(lèi)土、有機(jī)質(zhì)土不小于

8、50g，放入已稱(chēng)好的稱(chēng)量盒內(nèi)，立即蓋上盒蓋，稱(chēng)濕土加盒總質(zhì)量（m2），精確至0.01g。 （3）打開(kāi)盒蓋，將試樣和盒放入烘箱內(nèi)，在溫度105110的恒溫下烘干。烘干時(shí)間與土的類(lèi)別及取土數(shù)量有關(guān)。細(xì)粒土不少于8小時(shí)；砂類(lèi)土不得少于6小時(shí)；對(duì)含有機(jī)質(zhì)超過(guò)5%的土，應(yīng)將溫度控制在6570的恒溫下烘干。 （4）將烘干后的試樣和盒取出，放入干燥器內(nèi)冷卻至室溫。冷卻后蓋好盒蓋，稱(chēng)盒和干土質(zhì)量（m3），精確至0.01g。 （5）本項(xiàng)試驗(yàn)要求進(jìn)行二次平行測(cè)定，其平行差值需滿(mǎn)足以下要求： 當(dāng)含水量小于5時(shí)，允許平行差值不大于0.3；當(dāng)含水量大于5小于40時(shí)，允許平行差值不大于1；當(dāng)含水量大于等于40時(shí)，允許平行

9、差值不大于2。當(dāng)滿(mǎn)足上述要求時(shí)，含水量取兩次測(cè)值的平均值。 5.成果整理 （1）按下式計(jì)算含水量： w=( m2m3/( m3 m1×100% 式中：w 含水量（）； m1 稱(chēng)量盒的質(zhì)量（g）； m2 盒加濕土質(zhì)量（g）； m3 盒加干土質(zhì)量（g）。 （2）記錄表格見(jiàn)實(shí)驗(yàn)報(bào)告。 6.注意事項(xiàng) （1）測(cè)定含水量時(shí)動(dòng)作要快，以避免土樣的水分蒸發(fā)。 （2）應(yīng)取具有代表性的土樣進(jìn)行試驗(yàn)。 （3）稱(chēng)量盒要保持干燥，注意稱(chēng)量盒的盒體和盒蓋上下對(duì)號(hào)。 （4）烘干、冷卻由于時(shí)間較長(zhǎng)，由實(shí)驗(yàn)室完成，同學(xué)另找時(shí)間來(lái)稱(chēng)盒加干土質(zhì)量。 (三、密度試驗(yàn) 1.試驗(yàn)?zāi)康模?土的密度是指土的單位體積的質(zhì)量，是土的基

10、本物理性質(zhì)指標(biāo)之一。在天然狀態(tài)下的密度稱(chēng)為天然密度，其單位為g/cm3。 2.試驗(yàn)方法： 試驗(yàn)方法有環(huán)刀法、蠟封法、灌水法、灌砂法等。對(duì)于細(xì)粒土，采用環(huán)刀法；對(duì)于易碎裂、難以切削或不規(guī)則的土體，可用蠟封法；對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)粗粒土，一般用灌水法或灌砂法。本試驗(yàn)采用環(huán)刀法。 3.儀器設(shè)備 環(huán)刀；天平，感量0.1g；切土刀；推土器；白瓷盤(pán)；游標(biāo)卡尺；凡士林等。 4.試驗(yàn)步驟 （1）用卡尺測(cè)出環(huán)刀的高和內(nèi)徑，并計(jì)算出環(huán)刀的體積V(cm3。 （2）稱(chēng)環(huán)刀的質(zhì)量m1，準(zhǔn)確至0.1g。 （3）在環(huán)刀內(nèi)壁涂 一層薄薄的凡士林油，并將其刃口向下放在試樣上。 （4）用切土刀沿環(huán)刀外緣將土樣削成略大于環(huán)刀直徑的土柱，然后慢

11、慢將環(huán)刀垂直下壓，邊壓邊削，到土樣伸出環(huán)刀上部為止，削去環(huán)刀兩端余土，使與環(huán)刀口面齊平。把削下的土樣做含水量試驗(yàn)。 （5）擦凈環(huán)刀外壁，稱(chēng)量環(huán)刀加土的質(zhì)量m2，準(zhǔn)確至0.1g。 （6）用推土器將試樣從環(huán)刀中推出。 （7）本試驗(yàn)須進(jìn)行二次平行試驗(yàn)，其平行差值不大于0.03g/ cm3,滿(mǎn)足要求取其算術(shù)平均值。 5.成果整理 （1）按下式計(jì)算土的濕密度： =(m2m1V 式中： 土的濕密度（g/ cm3）； m1 環(huán)刀的質(zhì)量（g）； m2 環(huán)刀加土的質(zhì)量（g）。 （2）按下式計(jì)算土的干密度： d=(10.01w 式中：d 土的干密度（g/ cm3）； 土的濕密度（g/ cm3）； w 土的含水量（

12、）。 （3）記錄表格見(jiàn)實(shí)驗(yàn)報(bào)告。 6.注意事項(xiàng) （1）操作要快，動(dòng)作細(xì)心，以避免土樣被擾動(dòng)破壞結(jié)構(gòu)及水份蒸發(fā)。 （2）環(huán)刀一定要垂直，加力適當(dāng)，方向要正。 （3）邊壓邊削的時(shí)候，切土刀要向外傾斜，以免把環(huán)刀下面的土樣削空。 (四、比重試驗(yàn) 1.試驗(yàn)?zāi)康模?土粒比重Gs，是土粒在溫度105110下烘至恒重時(shí)的質(zhì)量與土粒同體積 4時(shí)純水質(zhì)量的比值。 2.試驗(yàn)方法 根據(jù)土粒粒徑的不同，土的比重試驗(yàn)可分別采用比重瓶法、浮稱(chēng)法或虹吸筒法。對(duì)于粒徑小于5 mm的土，采用比重瓶法進(jìn)行；對(duì)于粒徑大于等于5mm的土，且其中粒徑為20mm的土質(zhì)量應(yīng)小于總土質(zhì)量的10時(shí)，采用浮稱(chēng)法進(jìn)行；對(duì)于粒徑大于等于5mm的土，

13、但其中粒徑為20mm的土質(zhì)量大于等于總土質(zhì)量的10時(shí)，采用虹吸筒法進(jìn)行。本試驗(yàn)采用比重瓶法。 3.儀器設(shè)備 烘箱；比重瓶，容量100mL；天平，感量0.001g；恒溫水槽；電砂浴；溫度計(jì)；孔徑5mm的篩；其它：匙、漏斗、滴管、洗瓶刷、蒸餾水等。 4.試驗(yàn)步驟 （1）先將洗凈、烘干的比重瓶稱(chēng)其質(zhì)量m1，準(zhǔn)確至0.001g. （2）將過(guò)5mm篩并烘干后的土，取不低于15g裝入比重瓶?jī)?nèi)，稱(chēng)試樣和瓶的總質(zhì)量m2，準(zhǔn)確至0.001g。 （3）將純水注入已裝有干土的比重瓶中至一半處，搖動(dòng)比重瓶，將瓶放在電砂浴上煮沸，煮沸時(shí)間自懸液沸騰時(shí)算起，砂及低液限粘土應(yīng)不少于30min，高液限粘土應(yīng)不少于lh，使土粒

14、分散。 （4）將蒸餾水注入已煮好比重瓶至近滿(mǎn)，待瓶?jī)?nèi)溫度穩(wěn)定及懸液上部澄清后，再加滿(mǎn)蒸餾水，塞好瓶塞，使多余的水份自瓶塞毛細(xì)管中溢出。將瓶外水份擦干凈，稱(chēng)瓶、水、土的總質(zhì)量m3，準(zhǔn)確至0.001g，稱(chēng)后馬上測(cè)瓶?jī)?nèi)溫度。 （5）把瓶?jī)?nèi)懸液倒掉，把瓶洗干凈， 再注滿(mǎn)蒸餾水，把瓶塞插上，使多余的水份自瓶塞毛細(xì)管中溢出，將瓶外水份擦干凈，稱(chēng)比重瓶、水的總質(zhì)量m4，準(zhǔn)確至0.001g。 （6）本試驗(yàn)須進(jìn)行兩次平行測(cè)定，其平行差值不大于0.02，然后取其算術(shù)平均值。 5.成果整理 （1）按下式計(jì)算土的比重： Gs=Gwt×(m2m1/(m4(m2m1m3 式中：Gs 土粒比重； m1 空瓶的質(zhì)量

15、（g）； m2 瓶加干土的質(zhì)量（g）； m3 瓶加水加土的質(zhì)量（g）； m4 瓶加水的質(zhì)量（g）； Gwt t時(shí)蒸餾水的比重（可查相應(yīng)的物理手冊(cè)）。 （2）記錄表格見(jiàn)實(shí)驗(yàn)報(bào)告。 6.注意事項(xiàng) （1）比重瓶、土樣一定要完全烘干。 （2）煮沸排氣時(shí)，防止懸液濺出。 （3）稱(chēng)量時(shí)比重瓶外的水份必須擦干凈。 (五、固結(jié)試驗(yàn) 1.試驗(yàn)?zāi)康模?本試驗(yàn)的目的是測(cè)定試樣在側(cè)限與軸向排水條件下，變形和壓力或孔隙比和壓力的關(guān)系，繪制壓縮曲線(xiàn)，以便計(jì)算土的壓縮系數(shù)a、壓縮模量Es等指標(biāo)，通過(guò)各項(xiàng)壓縮性指標(biāo)，可以分析、判斷土的壓縮特性和天然土層的固結(jié)狀態(tài)，計(jì)算土工建筑物及地基的沉降等。 2.試驗(yàn)方法 試驗(yàn)方法有慢速法

16、和快速法。根據(jù)學(xué)生試驗(yàn)的實(shí)際情況，本試驗(yàn)采用近似的快速法。 3.儀器設(shè)備 固結(jié)儀：見(jiàn)圖(5-1；環(huán)刀:面積50cm3，高2cm；天平；測(cè)微表；精度；其它：秒表、烘箱、修土刀、稱(chēng)量盒、濾紙等。 4.試驗(yàn)步驟 （1）根據(jù)工程要求，用環(huán)刀（50cm3）切取試樣備用，并測(cè)出土樣的密度、含水量、和比重。(參見(jiàn)前面的試驗(yàn) （2）把下護(hù)環(huán)和大的透水石放入固結(jié)容器，并放上一張濾紙。 （3）將帶有環(huán)刀的試樣，刃口向下小心地裝入壓縮容器的下護(hù)環(huán)內(nèi)。 （4）再套入上護(hù)環(huán)，放上濾紙和稍小的透水石，最后放上加壓蓋。 （5）輕輕抬起杠桿，將裝好試樣的壓縮容器放在加壓臺(tái)的正中，使加壓橫梁的凹槽與加壓蓋的鋼珠緊密結(jié)合，然后裝

17、上測(cè)微表（百分表），并預(yù)調(diào)百分表大于6mm以上，并檢查表是否靈敏和垂直。（學(xué)生在試驗(yàn)前應(yīng)熟悉測(cè)微表如何讀數(shù)。） （6）在砝碼吊盤(pán)上加相當(dāng)于試樣受壓約為1 kPa的預(yù)壓荷載，使固結(jié)儀的各部分接觸良好，并調(diào)平加壓杠桿，然后調(diào)整測(cè)微表，使其大指針歸零。 （7）卸去預(yù)壓荷載，施加第一級(jí)荷載，其大小可視土的軟硬程度或工程情況一般采用25、50、100、200、300、400 kPa，或按設(shè)計(jì)要求，模擬實(shí)際加荷情況進(jìn)行調(diào)整。由于試驗(yàn)教學(xué)時(shí)間的關(guān)系，本試驗(yàn)加荷順序?yàn)?0、100、200、300、400 kPa。 （8）在加荷同時(shí)開(kāi)動(dòng)秒表計(jì)時(shí)，按規(guī)定的時(shí)間讀數(shù)，做完一級(jí)，再加下一級(jí)荷載，直至全部荷載完成。在試

18、驗(yàn)過(guò)程中，應(yīng)始終保持加壓杠 桿的平衡。 （9）試驗(yàn)結(jié)束后，迅速順次拆去測(cè)微表，卸除砝碼，取出環(huán)刀，把儀器擦干凈。 5.成果整理 （1）按下式計(jì)算試樣的原始孔隙比： e0=w×Gs(10.01w1 式中：e0 試樣原始孔隙比； w 水的密度（g/ cm3），一般取1； Gs 土粒比重； w 試樣原始含水量（）； 試樣原始密度（g/ cm3）； （2）按下式計(jì)算各級(jí)荷載下變形穩(wěn)定后的孔隙比： ei=e0(1e0hiH 式中：ei 某一荷載下變形穩(wěn)定后的孔隙比； e0 試樣原始孔隙比； hi 某一級(jí)荷載下的總變形量（mm）； H 試樣原始高度（mm）； （3）按下式計(jì)算某一荷載范圍內(nèi)的壓縮

19、系數(shù)： ii+1=1000×(eiei+1(pi1pi 式中：ii+1 某一荷載范圍內(nèi)的壓縮系數(shù)（MPa-1）； ei 某一荷載下變形穩(wěn)定后的孔隙比； pi 某一荷載值（kPa）； （4）按下式計(jì)算某一荷載范圍內(nèi)的壓縮模量： Es ii+1= (1eiii+1 式中：Es ii+1 某一荷載范圍內(nèi)的壓縮模量（MPa）； ei 某一荷載下變形穩(wěn)定后的孔隙比； ii+1 某一荷載范圍內(nèi)的壓縮系數(shù)（MPa-1）； （5）記錄表格見(jiàn)實(shí)驗(yàn)報(bào)告。 6.注意事項(xiàng) （1）使用儀器前必須預(yù)習(xí)，嚴(yán)格按程序進(jìn)行操作，對(duì)儀器不清楚的地方馬上問(wèn)老師。 （2）試驗(yàn)過(guò)程中不能卸載，百分表也不用歸零。 （3）隨時(shí)調(diào)

20、整加壓杠桿，使其保持平衡。 （4）加荷時(shí)應(yīng)輕拿輕放，不得對(duì)儀器產(chǎn)生震動(dòng)。 （5）試驗(yàn)完畢，卸下荷載，取出土樣，把儀器打掃干凈。 (六、直接剪切試驗(yàn) 1.試驗(yàn)?zāi)康模?測(cè)定土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)和c，土的抗剪強(qiáng)度是指土體對(duì)于外荷載所產(chǎn)生的剪應(yīng)力的極限抵抗能力。通常采用不少于3個(gè)試樣，分別在不同的垂直壓力下，施加水平剪切力，測(cè)得試樣破壞時(shí)的剪應(yīng)力 ，然后根據(jù)庫(kù)侖定律確定土的抗剪強(qiáng)度參數(shù)內(nèi)摩擦角和粘聚力c。 2.試驗(yàn)方法： 快剪試驗(yàn)：在試樣上施加垂直壓力后立即快速施加水平剪應(yīng)力。 固結(jié)快剪試驗(yàn)：在試樣上施加垂直壓力，待試樣排水固結(jié)穩(wěn)定后，快速施加水平剪應(yīng)力。 慢剪試驗(yàn)：在試樣上施加垂直壓力及水平剪應(yīng)力的過(guò)程

21、中，均使試樣排水固結(jié)。 本試驗(yàn)采用快剪試驗(yàn)。 3.儀器設(shè)備 應(yīng)變式直剪儀；環(huán)刀；測(cè)微表；其它：秒表、天平、烘箱、蠟紙、修土刀等。 應(yīng)變控制式直剪儀 1頂針2底座；3透水石；4測(cè)微表；5活塞；6上盒；7土樣；8測(cè)微表；9量力環(huán)；10下盒 4.試驗(yàn)步驟 （1）用環(huán)刀切取34個(gè)試樣備用，并測(cè)相應(yīng)的含水量和密度。 （2）安裝好剪切盒，插入銷(xiāo)釘，在下盒透水石上放一張臘紙。 （3）將帶試樣的環(huán)刀平口向下，對(duì)準(zhǔn)上盒盒口放好，在試樣上面順序放臘紙和透水石，然后用將試樣平穩(wěn)推入剪切盒中，移去環(huán)刀，放上加壓蓋。 （4）本試驗(yàn)的加荷順序?yàn)?00，200，300kPa或400kPa。 （5）按順時(shí)針?lè)较蛐煨燹D(zhuǎn)動(dòng)手輪至

22、上盒前端的鋼珠剛好與量力環(huán)接觸（即量力環(huán)內(nèi)的測(cè)微計(jì)指針剛好開(kāi)始移動(dòng)），調(diào)整測(cè)微計(jì)讀數(shù)為零。 （6）拔去銷(xiāo)釘，開(kāi)動(dòng)秒表，以每分鐘412轉(zhuǎn)的均勻速率轉(zhuǎn)動(dòng)手輪（本試驗(yàn)以每分鐘6轉(zhuǎn)為宜），轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中不應(yīng)中途停頓或時(shí)快時(shí)慢。使試樣在35分鐘內(nèi)剪損，手輪每轉(zhuǎn)一圈應(yīng)測(cè)記測(cè)微表讀數(shù)一次，直至量力環(huán)的測(cè)微表指針不再前進(jìn)或有后退，即說(shuō)明試樣已剪損。如測(cè)微表指針一直緩慢前進(jìn)，說(shuō)明不出現(xiàn)峰值，則破壞以變形控制進(jìn)行到剪切變形達(dá)5mm時(shí)為止。注：手輪每轉(zhuǎn)一圈推進(jìn)下盒0.2mm。 （7）剪切結(jié)束后，倒轉(zhuǎn)手輪，順序去掉荷載、加壓框架、加壓蓋與上盒，取出試樣。 （8）重復(fù)上述步驟，做其它各垂直壓力下的剪切試驗(yàn)。 （9）全部做完

23、后，取下土樣，把儀器打掃干凈。 5.成果整理 （1）按式下式計(jì)算剪應(yīng)力： C1×R 式中： 剪應(yīng)力（kPa） ； R 量力環(huán)中測(cè)微表讀數(shù)（0.0 lmm）； C1 量力環(huán)校正系數(shù)，（kPa /0.01mm）。 （2）按下式計(jì)算剪切位移： L20×nR 式中：L 剪切位移（0.01mm）； n 手輪轉(zhuǎn)數(shù)。 R 量力環(huán)中測(cè)微表讀數(shù)（0.0lmm）。 （3）以剪應(yīng)力為縱坐標(biāo)，剪切位移L為橫坐標(biāo)，繪制剪應(yīng)力與剪切位移L關(guān)系曲線(xiàn)（L關(guān)系曲線(xiàn)）；以剪應(yīng)力為縱坐標(biāo)，垂直壓應(yīng)力P為橫坐標(biāo)（注意縱、橫坐標(biāo)比例尺應(yīng)一致），繪制剪應(yīng)力與垂直壓應(yīng)力P的關(guān)系曲線(xiàn)（p關(guān)系曲線(xiàn)），該直線(xiàn)的傾角即為土的內(nèi)

24、摩擦角（°），該直線(xiàn)在縱坐標(biāo)上的截距即為土的粘聚力c（kPa）。 （4）記錄表格見(jiàn)實(shí)驗(yàn)報(bào)告。 6.注意事項(xiàng) （1）開(kāi)始剪切時(shí)，一定要切記拔掉銷(xiāo)釘，否則試樣報(bào)廢，而且會(huì)損壞儀器，若銷(xiāo)釘彈出，還有傷人的危險(xiǎn)。 （2）加荷時(shí)應(yīng)輕拿輕放，避免沖擊、震動(dòng)。 （3）搖動(dòng)手輪時(shí)應(yīng)盡量作到勻速連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，切不可中途停頓。 實(shí)驗(yàn)二 顆粒分析試驗(yàn) 1.試驗(yàn)?zāi)康?顆粒大小分析試驗(yàn)是測(cè)定干土中各種粒組所占該土總質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)，借以明確顆粒大小分布情況，供土的分類(lèi)與概略判斷土的工程性質(zhì)及選料之用。 2.試驗(yàn)方法與適用范圍 篩分法：適用于粒徑大于0.074mm的土；比重計(jì)法、移液管法：適用于粒徑小于0.074mm的

25、土。本試驗(yàn)采用 篩分法，對(duì)無(wú)凝聚性的土進(jìn)行篩分。 3.儀器設(shè)備： （1）標(biāo)準(zhǔn)篩：粗篩（圓孔）：孔徑為60mm、40mm、20mm、10mm、5mm、2mm；細(xì)篩：孔徑為2mm、0.5mm、0.25mm、0.1mm、0.074mm。 （2）天平：稱(chēng)量1000g；稱(chēng)量200g。 （3）其它：烘箱、研缽、振篩機(jī)、瓷盤(pán)、毛刷、木碾等： 4.試驗(yàn)步驟（無(wú)凝聚性土的篩分法） （1）從風(fēng)干、松散的土樣中，用四分法按下列規(guī)定取出代表性試樣： 粒徑小于2mm顆粒的土取100g300g； 最大粒徑小于10mm的土取300g1000g； 最大粒徑小于20mm的土取1000g2000g； 最大粒徑小于40mm的土取2

26、000g4000g； 最大粒徑大于40mm的土取4000g以上。 （2）將稱(chēng)好的試樣分批過(guò)2mm篩，分別稱(chēng)出篩上和篩下土質(zhì)量。 （3）把大于2mm篩上試樣倒入依次疊好的粗篩的最上層篩中，進(jìn)行篩分；若2mm篩下的試樣數(shù)量過(guò)多，可以四分法縮分至100800g，然后也將試樣倒入依次疊好的最上層細(xì)篩中，進(jìn)行篩分，細(xì)篩也可放在振篩機(jī)上震搖，震搖時(shí)間一般為1015min。 （4）由最大孔徑篩開(kāi)始，順序?qū)⒏骱Y取下，在白紙上用手輕叩搖晃，至每分鐘篩下數(shù)量不大于該級(jí)篩余質(zhì)量的1為止。漏下的土粒應(yīng)全部放入下一級(jí)篩內(nèi)。并將留在各篩上的試樣分別稱(chēng)量。 （5）篩后各級(jí)篩上和篩底土的總質(zhì)量與篩前所取試樣質(zhì)量之差不得大于1

27、%。 （6）若2mm篩下的土不超過(guò)試樣總質(zhì)量的10%，可省略細(xì)篩分析；若2mm篩上的土不超過(guò)試樣總質(zhì)量的10%，則可省略粗篩分析。 5.成果整理 （1）按下式計(jì)算小于某孔徑土質(zhì)量百分比： X=(AB×100% 式中：X 小于某孔徑土質(zhì)量百分比（）； A 小于某孔徑土質(zhì)量（g）； B 稱(chēng)取試樣的總質(zhì)量（g）。 （2）當(dāng)小于2mm的土樣用四分法縮分取樣時(shí)，試樣中小于某孔徑土質(zhì)量百分比： X=(p×ab×100% 式中：p 小于2mm土占總土質(zhì)量的百分比（）； a 通過(guò)2mm篩的土樣中小于某孔徑土質(zhì)量（g）； b 通過(guò)2mm篩的土樣中所取試樣的質(zhì)量（g）； （3）按下式

28、計(jì)算不均勻系數(shù)： Cu=d60d10 式中：Cu 不均勻系數(shù)； d60 小于某孔徑土質(zhì)量為60%的粒經(jīng)（mm）； d10 于某某孔徑土質(zhì)量為10%的粒經(jīng)（mm）。 （4）按下式計(jì)算曲率系數(shù)： Cc=d302(d10×d60 式中：Cc 曲率系數(shù)； d60 小于某孔徑土質(zhì)量為60%的粒經(jīng)（mm）； d10 于某某孔徑土質(zhì)量為10%的粒經(jīng)（mm）。 (5顆粒分析示例 顆粒分析試驗(yàn)表（篩分法） 篩前總土質(zhì)量 1200 g 孔徑(mm 留篩質(zhì)量(g 累計(jì)留篩質(zhì)量(g 小于該孔徑的土質(zhì)量(g 小于該孔徑土質(zhì)量百分比(% 60 1200.0 100.0 40 0.0 0.0 1200.0 100

29、.0 20 47.3 47.3 1152.7 96.1 10 71.8 119.1 1080.9 90.1 5 132.7 251.8 948.2 79.0 2 186.9 438.7 761.3 63.4 1 380.4 819.1 380.9 31.7 0.5 106.8 925.9 274.1 22.8 0.25 132.0 1057.9 142.1 11.8 0.074 58.2 1116.1 83.9 7.0 篩余 74.6 合計(jì) 1190.7 6.注意事項(xiàng) （1）試驗(yàn)時(shí)應(yīng)仔細(xì)檢查分析篩疊放是否正確。 （2）試驗(yàn)時(shí)多震動(dòng)，嚴(yán)格按要求操作。 （3）篩分時(shí)要細(xì)心，避免土樣灑落，影響試驗(yàn)精

30、度。 實(shí)驗(yàn)三 液限和塑限試驗(yàn) 3.1搓條法及平衡錐法 1.試驗(yàn)?zāi)康?細(xì)粒土由于含水率不同，分別處于流動(dòng)狀態(tài)，可塑狀態(tài)、半固體狀態(tài)和固體狀態(tài)。液限是細(xì)粒土呈可塑狀態(tài)的上限含水率，塑限是細(xì)粒土呈可塑狀態(tài)的下限含水率。本試驗(yàn)是測(cè)定細(xì)粒土的液限和塑限含水量，用作計(jì)算土的塑性指標(biāo)和液性指數(shù)，按塑性指數(shù)或塑性圖對(duì)粘性土進(jìn)行分類(lèi)，并可結(jié)合土體的原始孔隙比來(lái)評(píng)價(jià)粘性土地基的承載能力。 2.試驗(yàn)方法 可以采用液塑限聯(lián)合測(cè)定法測(cè)定測(cè)定液限和塑限；也可用搓條法測(cè)定塑限，用平衡錐法測(cè)定液限。本試驗(yàn)采用搓條法測(cè)定塑限，平衡錐法測(cè)定液限，所用土樣應(yīng)過(guò)0.5mm的篩。 3.儀器設(shè)備： 塑限：毛玻璃板約300mm 200mm

31、；液限：平衡錐儀（錐質(zhì)量為76g，錐角30°，距錐尖10mm處有環(huán)狀刻度；其它共用設(shè)備：天平、稱(chēng)量盒、秒表、電吹風(fēng)、烘箱、干燥器、調(diào)土碗、調(diào)土刀、凡士林、蒸餾水、滴管、研缽、帶橡皮頭的研棒及0.5mm篩等。 4.試驗(yàn)步驟 A、塑限試驗(yàn) （1）選取具有代表性的天然含水量或風(fēng)干土樣，若土中含有較多大0.5mm的順粒或夾有大量的雜物時(shí)，應(yīng)將土樣風(fēng)干后用帶橡皮頭的研材研碎或用木棒在橡皮板上壓碎，然后再過(guò)0.5mm的篩。 （2）取過(guò)篩的土樣不少于100g放入調(diào)土碗里，加蒸餾水調(diào)拌、浸潤(rùn)，使其含水量接近塑限，然后用玻璃片或濕布覆蓋，靜止24h備用。 （3）先稱(chēng)稱(chēng)量盒的質(zhì)量m1。然后取接近塑限的土

32、樣一小塊，用手捏成橄欖狀，再用手掌在毛玻璃上輕輕地搓滾，搓滾時(shí)手掌要均勻施加壓力于土條上，不得使土條在毛玻璃上無(wú)力滾動(dòng)。土條寬度不宜超過(guò)手掌寬度。在滾動(dòng)時(shí)，不應(yīng)從手掌下任一邊脫出，土條在任何情況下，不得產(chǎn)生中空現(xiàn)象。 （4）當(dāng)土條搓至直徑為3mm時(shí)，土條產(chǎn)生裂縫或開(kāi)始斷裂，此時(shí)土中含水量即為塑限含水量。當(dāng)土條搓至3mm仍未發(fā)生裂縫或斷裂，表示土含水量高于塑限；若土條搓至大于3mm時(shí)就產(chǎn)生裂縫或斷裂，則表示含水量低于塑限。在這兩種情況下，都應(yīng)對(duì)土樣重新進(jìn)行調(diào)制后再進(jìn)行試驗(yàn)，直至合格為止。 （5）取搓滾合格的土條放入稱(chēng)量盒中，隨即蓋緊盒蓋，待收集35g合格的土 條后稱(chēng)盒加濕土質(zhì)量m2。把土樣烘干后

33、再稱(chēng)盒加干土質(zhì)量m3。 （6）本試驗(yàn)進(jìn)行平行測(cè)定，取二者算術(shù)平均值，其平行差值不得大于2，計(jì)算至0.1%。 B、液限試驗(yàn) （1）按塑限試驗(yàn)制備土樣程序調(diào)制含水量接近液限的試樣（不少于200g）。 （2）取浸潤(rùn)好的土樣放入調(diào)土碗里，用調(diào)土刀充分調(diào)拌均勻后，分層密實(shí)的裝入試樣杯中，并注意土中不能留有空隙，裝滿(mǎn)試杯后刮去余土使土樣與杯口齊平，并將試樣杯放在底座上。 （3）將圓錐擦拭干凈，并在錐尖上抹一薄層凡士林，兩指捏住圓錐手柄，保持錐體垂直，當(dāng)圓錐儀錐尖與試樣表面正好接觸時(shí)，輕輕松手讓錐體自由沉入土中。 （4）放錐后約經(jīng)5s，錐體入土深度恰好達(dá)到10mm的圓錐環(huán)狀刻度線(xiàn)處，此時(shí)土的含水量即為液限含

34、水量了。 （5）若錐體入土深度超過(guò)或小于10mm時(shí)，表示試樣的含水率高于或低于液限，應(yīng)用小刀挖去粘有凡士林的土，然后將試樣全部取出，放在調(diào)土碗里，根據(jù)試樣的干、濕情況，適當(dāng)加純水或邊調(diào)邊風(fēng)干重新拌和，然后重復(fù)（2）（4）的試驗(yàn)步驟。 （6）達(dá)到要求后，取出錐體，用調(diào)土刀挖去粘有凡士林的土，然后將試樣杯中的土樣分裝到兩個(gè)稱(chēng)量盒里稱(chēng)其盒加濕土質(zhì)量m2。把土樣烘干后再稱(chēng)盒加干土質(zhì)量m3。 （7）本試驗(yàn)進(jìn)行平行測(cè)定，取二者算術(shù)平均值，其平行差值不得大于2，計(jì)算至0.1%。 5.成果整理 （1）按下式計(jì)算塑限含水量和液限含水量： wp=(m2-m3(m3-m1×100% wL=(m2-m3(m

35、3-m1×100% 式中：wp 塑限含水量（）； wL 液限含水量（）； m1 稱(chēng)量盒質(zhì)量（g）； m2 盒加濕試樣質(zhì)量（g）。 m3 盒加干試樣質(zhì)量（g）。 （2）按下式計(jì)算塑性指數(shù)： Ip= wLwp 式中：Ip 塑性指數(shù)； wp 塑限含水量（）； wL 液限含水量（）； （3）按下式計(jì)算液性指數(shù)： IL= (wwpIp 式中：IL 液性指數(shù)； wp 塑限含水量（）； w 天然含水量（）； （4）記錄表格見(jiàn)實(shí)驗(yàn)報(bào)告 6.注意事項(xiàng) （1）在搓條時(shí)用力要均勻，避免出現(xiàn)空心或卷心現(xiàn)象。保持手掌和毛玻璃的清潔。 （2）在任何含水量情況下，試樣搓到大于毫米就發(fā)生斷裂，說(shuō)明該土無(wú)塑性。 （3

36、）液限試驗(yàn)時(shí)，為提高工作效率，在試樣調(diào)勻后，可用調(diào)土刀取出部分試樣，先行試放錐體，初步校驗(yàn)是否接近液限含水量。 （4）錐體下放時(shí)不能搖擺，必須穩(wěn)定垂直的讓錐尖與試樣表面接觸，再松手讓其在自重下下沉，不能過(guò)早或過(guò)遲。 3.2液限塑限聯(lián)合測(cè)定法 1.試驗(yàn)?zāi)康?細(xì)粒土由于含水率不同，分別處于流動(dòng)狀 態(tài)，可塑狀態(tài)、半固體狀態(tài)和固體狀態(tài)。液限是細(xì)粒土呈可塑狀態(tài)的上限含水率，塑限是細(xì)粒土呈可塑狀態(tài)的下限含水率。本試驗(yàn)是測(cè)定細(xì)粒土的液限和塑限含水量，用作計(jì)算土的塑性指標(biāo)和液性指數(shù)，按塑性指數(shù)或塑性圖對(duì)粘性土進(jìn)行分類(lèi)，并可結(jié)合土體的原始孔隙比來(lái)評(píng)價(jià)粘性土地基的承載能力。 2.試驗(yàn)方法 本試驗(yàn)采用液限塑限聯(lián)合測(cè)

37、定法測(cè)定液限含水量和塑限含水量。所用土樣應(yīng)過(guò)0.5mm的篩。 3.儀器設(shè)備： 液塑限聯(lián)合測(cè)定儀限、天平、稱(chēng)量盒、電吹風(fēng)、烘箱、干燥器、調(diào)土碗、調(diào)土刀、凡士林、蒸餾水、滴管、研缽、帶橡皮頭的研棒及0.5mm篩等。 4.試驗(yàn)步驟 （1）選取具有代表性的天然含水量或風(fēng)干土樣，若土中含有較多大0.5mm的順?；驃A有大量的雜物時(shí)，應(yīng)將土樣風(fēng)干后用帶橡皮頭的研材研碎或用木棒在橡皮板上壓碎，然后再過(guò)0.5mm的篩。 （2）取過(guò)篩的土樣不少于200g分別放入三個(gè)調(diào)土碗里，加不同數(shù)量的蒸餾水，土樣的含水量分別控制在液限、略大于塑限和二者的中間狀態(tài)。用調(diào)土刀調(diào)勻，然后用玻璃片或濕布覆蓋，靜置24h備用。 （3）將

38、制備好的土樣用調(diào)土刀調(diào)拌均勻，分層密實(shí)地填入試樣杯中，使空氣逸出。試杯裝滿(mǎn)后，刮成與杯邊齊平。 （4）調(diào)平機(jī)身，提起錐桿，錐尖涂少許凡士林。 （5）將裝好的土樣的試杯放在升降座上，轉(zhuǎn)動(dòng)升降旋鈕，使試杯徐徐上升，土樣表面和錐體尖好接觸，蜂鳴器報(bào)警，停止升降，按檢測(cè)鍵，同時(shí)錐體立刻自行下沉，5S時(shí)液晶顯示器上顯示錐入深度h1，試驗(yàn)畢，手拿錐體向上，錐體復(fù)位。 （6）改變錐尖與土體接觸位置（錐尖兩次錐入位置距離不小于1cm），重復(fù)5條步驟，測(cè)得錐深入試樣深度值h2，h1、h2允許誤差為0.5mm，否則，應(yīng)重做。 （7）去掉錐尖入土處的凡士林，取10g以上的土樣兩個(gè)，分別放入稱(chēng)量盒內(nèi)，稱(chēng)質(zhì)量，測(cè)定其含

39、水量。 （8）重復(fù)（3）至（7）的步驟，對(duì)其它兩個(gè)含水量土樣進(jìn)行試驗(yàn)，測(cè)其錐入深度和含水量。 5.成果整理 （1）繪制錐入深度h與含水量w的關(guān)系曲線(xiàn)。 以含水量w為橫坐標(biāo)，錐入深度h為縱坐標(biāo)，在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)紙上繪制hw的關(guān)系曲線(xiàn)。連此三點(diǎn)，應(yīng)呈一條直線(xiàn)；當(dāng)三點(diǎn)不在一直線(xiàn)上，通過(guò)高含水量的一點(diǎn)分別與其余兩點(diǎn)連成兩條直線(xiàn)，在圓錐下沉深度為2mm處查得相應(yīng)的含水量，當(dāng)兩個(gè)含水量的差值小于2%，應(yīng)以該兩點(diǎn)含水量的平均值與高含水量的點(diǎn)連成一直線(xiàn)；當(dāng)兩個(gè)含水量的差值大于2%時(shí)，應(yīng)重做試驗(yàn)。 （2）確定液限、塑限 在錐入深度h與含水量w關(guān)系圖上，查得下沉深度為20mm所對(duì)應(yīng)的含水量為液限wL；查得下沉深度為2

40、mm所對(duì)應(yīng) 的含水量為塑限wP，以百分?jǐn)?shù)表示。 （3）計(jì)算塑性指數(shù)和液性指數(shù)（其計(jì)算式見(jiàn)前） （4）記錄表格見(jiàn)實(shí)驗(yàn)報(bào)告 實(shí)驗(yàn)四 滲透試驗(yàn) 1.試驗(yàn)?zāi)康?測(cè)定土的滲透系數(shù)，土孔隙中的自由水在重力作用下發(fā)生運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象，稱(chēng)為土的滲透性。 2.試驗(yàn)方法 滲透試驗(yàn)可分為常水頭滲透試驗(yàn)和變水頭滲透試驗(yàn)兩種方法，常水頭滲透試驗(yàn)適用于粗粒土，而變水頭滲透試驗(yàn)則適用于細(xì)粒土。本試驗(yàn)采用常水頭滲透試驗(yàn)。 3.儀器設(shè)備 常水頭滲透儀（70型滲透儀，其裝置見(jiàn)下圖），、天平、溫度計(jì)、木錘、秒表等。 4.試驗(yàn)步驟 （1）照上圖安裝好儀器。 （2）取具有代表性的風(fēng)干試樣34kg，并測(cè)定試樣的風(fēng)干含水量。 （3）將試樣分層裝

41、入圓筒，每層厚23cm,用木錘輕輕擊實(shí)到一定厚度，以控制其孔隙比。如試樣含粘粒較多，應(yīng)在金屬板上加鋪厚約2cm的粗砂作為過(guò)渡層，以防止試驗(yàn)時(shí)細(xì)料流失，并量出過(guò)渡層厚度。 （4）每層試樣裝好后，連接供水管和調(diào)節(jié)管，并由調(diào)節(jié)管中進(jìn)水，微開(kāi)止水夾，使試樣逐漸飽和。當(dāng)水面與試樣頂面齊平，關(guān)止水夾。飽和時(shí)水流不應(yīng)過(guò)急，以免沖動(dòng)試樣。 （5）以上述步驟逐層裝試樣，至試樣高出上測(cè)壓管34cm止，并飽和試樣。量測(cè)試樣頂部至儀器上口的剩余高度，計(jì)算試樣凈高，稱(chēng)剩余試樣質(zhì)量（準(zhǔn)確至1.0g），計(jì)算裝入試樣總質(zhì)量。在試樣上面鋪12cm礫石作緩沖層，放水，至水面高出礫石層2cm左右，關(guān)閉止水夾。 （6）量測(cè)試樣頂部至

42、儀器上口的剩余高度，計(jì)算試樣凈高。稱(chēng)剩余試樣質(zhì)量（準(zhǔn)確至1.0g），計(jì)算裝入試樣總質(zhì)量。在試樣上面鋪12cm礫石作緩沖層。 （7）將調(diào)節(jié)管與供水管分開(kāi)，將供水管置于金屬圓筒內(nèi)，開(kāi)止水夾，使水由圓筒上部注入，至水面與溢水孔齊平為止。 （8）靜置數(shù)分鐘，檢查各測(cè)壓管水位是否與溢水孔齊平。如不齊平，用吸水球進(jìn)行吸水排氣，調(diào)至水位齊平為止。 （9）降低調(diào)節(jié)管管口位置，使其位于試樣上部1/3處，造成水位差，水滲過(guò)試樣經(jīng)調(diào)節(jié)管流出。注意溢水孔應(yīng)始終有余水溢出，以保持常水頭。 （10）測(cè)壓管水位穩(wěn)定后，記錄測(cè)壓管水位，計(jì)算各測(cè)壓管間的水位差。 （11）開(kāi)動(dòng)秒表，同時(shí)用量筒接取經(jīng)一定時(shí)間的滲透水量，并重復(fù)1次

43、。接取水量時(shí)，調(diào)節(jié)管出水口不可沒(méi)入水中。 （12）測(cè)記進(jìn)水與出水的水溫，取其平均值。 （13）降低調(diào)節(jié)管管口至試樣中部及下部1/3處，以改變水力坡降，按（9）（12）步驟重復(fù)進(jìn)行測(cè)定。 5.成果整理 （1）按下式計(jì)算干密度和孔隙比 ms=m/(1+0.01wh； d= ms /(A*h； e=w *Gs/d1 式中：ms 試樣干 質(zhì)量（g）； m 試樣風(fēng)干質(zhì)量（g）； wh 風(fēng)干含水量（%）； d 干密度（g/cm3）； A 試樣斷面積（cm2）； h 試樣高度（cm）； e 試樣孔隙比； w 水的密度（g/cm3）； Gs 土粒比重。 （2）按下式計(jì)算滲透系數(shù) H=(H1+H2/2； KT

44、= Q*L/(A*H*t 式中：H 平均水位差（cm）； H1 水位差1（cm）； H2 水位差2（cm）； KT 水溫T時(shí)試樣的滲透系數(shù)（cm/s）； Q 時(shí)間t內(nèi)的滲透水量（cm3）； L 兩測(cè)壓孔中心之間的試樣高度（L=10cm）； A 試樣斷面積（cm2）； t 時(shí)間（s）； （3）記錄表格見(jiàn)實(shí)驗(yàn)報(bào)告 實(shí)驗(yàn)五 載荷試驗(yàn) 1.試驗(yàn)?zāi)康?載荷試驗(yàn)是在原位條件下，向真型或縮尺模型基礎(chǔ)加荷，并觀(guān)測(cè)地基（或基礎(chǔ)）隨時(shí)間而發(fā)展的變形的一項(xiàng)原位測(cè)試方法。該試驗(yàn)是確定天然地基、復(fù)合地基、樁基礎(chǔ)承載力和變形特性參數(shù)的綜合性測(cè)試手段；也是確定某些特殊性土特征指標(biāo)的有效方法；還是一些原位測(cè)試手段（如動(dòng)力觸探

45、、靜力觸探、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)等）賴(lài)以比照的基本方法。 2.試驗(yàn)方法 有平板載荷試驗(yàn)、螺旋板載荷試驗(yàn)、樁基載荷試驗(yàn)、動(dòng)載荷試驗(yàn)等。本試驗(yàn)采用平板載荷試驗(yàn)。 3.儀器設(shè)備 (1承壓板：鋼質(zhì)承壓板，厚度不小于20mm，面積不小于0.1m2（實(shí)驗(yàn)室由于加荷條件有限，采用直徑為30cm的園板）。 (2手動(dòng)或液壓千斤頂、拉壓測(cè)力計(jì)、應(yīng)變儀、百分表或位移傳感器、反力架、表架、天平、環(huán)刀、烘箱、試驗(yàn)槽、土樣等。 4.試驗(yàn)步驟 (1準(zhǔn)備工作 學(xué)生應(yīng)充分了解試驗(yàn)?zāi)康?、任?wù)、現(xiàn)場(chǎng)情況等，并對(duì)儀器設(shè)備進(jìn)行熟悉和標(biāo)定。 (2試驗(yàn)技術(shù)要求 a.標(biāo)準(zhǔn)：有國(guó)標(biāo)巖土工程勘測(cè)規(guī)范、建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范，部標(biāo)有水利水電部土工試驗(yàn)規(guī)程、

46、交通部公路工程地質(zhì)勘察規(guī)范、中國(guó)有色金屬工業(yè)部巖土靜力載荷試驗(yàn)規(guī)程等規(guī)范。 b.試坑寬度應(yīng)不小于承壓板寬度或直徑的3倍。 c.承壓板尺寸應(yīng)根據(jù)土體情況選用。一般可參照下面經(jīng)驗(yàn)值選用：對(duì)于一般粘土地基，0.250.5m2；對(duì)碎石類(lèi)土地基，承壓板直徑（或?qū)挾龋樽畲笏槭睆降?020倍；對(duì)巖石類(lèi)或密實(shí)沙土可以取0. 1m2。 (3加荷裝置 加荷裝置一般可分為千斤頂加荷裝置和重物加荷裝置兩種。 (4設(shè)備安裝可以參照?qǐng)D1-1所示，應(yīng)自下而上進(jìn)行。試驗(yàn)點(diǎn)地基應(yīng)盡量平整，若不平，一般可以鋪12cm左右的中粗砂 (5加荷方式 有慢速法、快速法和等沉降速率法。本試驗(yàn)采用快速法。 (6加荷等級(jí) 荷載應(yīng)按等量分級(jí)

47、施加，每級(jí)荷載增量應(yīng)取試驗(yàn)土層預(yù)估極限 荷載的1/81/10，當(dāng)不易預(yù)估時(shí)，可參考下表選用。 荷載增量參考表 試驗(yàn)土層特征 每級(jí)荷載增量（kPa） 軟塑粘土；稍密砂土 1525 可塑硬塑粘性土、粉土；中密砂土 2550 堅(jiān)硬粘性土、粉土；密實(shí)砂土 50100 (7沉降穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn) 施加每一級(jí)荷載后都要按一定的時(shí)間間隔記錄沉降讀數(shù)，開(kāi)始應(yīng)515min讀數(shù)一次，1h后可放寬到3060min讀一次，當(dāng)連續(xù)2h觀(guān)測(cè)沉降量不大于0.1mm/h時(shí)，可以認(rèn)為該級(jí)已基本穩(wěn)定，可加下一級(jí)荷載。（由于學(xué)生試驗(yàn)時(shí)間有限，每一級(jí)加荷以固定時(shí)間為準(zhǔn)） (8試驗(yàn)終止條件 一般以地基破壞為試驗(yàn)終止條件，具體可按如下現(xiàn)象進(jìn)行判斷

48、： a.承壓板周?chē)馏w明顯隆起、側(cè)向擠出或出現(xiàn)破壞性裂紋； b.荷載增加不多，但沉降急劇增加； c.荷載不變，24h內(nèi)沉降隨時(shí)間等速或加速發(fā)展。 5.成果整理 (1繪制ps曲線(xiàn)圖。 根據(jù)荷載試驗(yàn)沉降觀(guān)測(cè)原始記錄，繪制ps曲線(xiàn)圖。 (2 確定地基土的承載力 a.拐點(diǎn)法：如果ps曲線(xiàn)圖上拐點(diǎn)明顯，直接確定該拐點(diǎn)為比例界限壓力po，并取該比例界限壓力為地基土的承載力基本值。 b.極限荷載法：先確定極限荷載pu（當(dāng)滿(mǎn)足試驗(yàn)終止條件中的任一條時(shí)，則對(duì)應(yīng)的前一級(jí)荷載即可判定為極限壓力pu），當(dāng)極限壓力pu小于對(duì)應(yīng)的比例界限壓力的倍時(shí)，取極限壓力的一半為地基承載力基本值。 c.相對(duì)沉降法：若ps曲線(xiàn)沒(méi)有明顯

49、拐點(diǎn)，可取對(duì)應(yīng)某一沉降量值（即s/b，b為承壓板直徑或邊長(zhǎng)）的壓力為地基承載力的基本值，一般 s/b取0.010.015。 (3 按下式計(jì)算地基變形模量（對(duì)于圓板）： E0=0.79pb(1-2s 式中：E0 地基土的變形模量（kPa）； p 直線(xiàn)段上的荷載強(qiáng)度（kPa）； b 承壓板直徑或邊長(zhǎng)（mm）； s 荷載強(qiáng)度p所對(duì)應(yīng)的沉降量（mm）。 泊松比（碎石土取0.25，砂土取0.3，粘土取0.4）； (4記錄表格見(jiàn)實(shí)驗(yàn)報(bào)告 6.注意事項(xiàng) (1儀器安裝一定要仔細(xì)，千斤頂、測(cè)力計(jì)、承壓板等一定要在一條軸線(xiàn)上。 (2加壓時(shí)一定要均勻，避免用力過(guò)猛。加壓過(guò)程中要隨時(shí)觀(guān)察，有無(wú)傾斜過(guò)大、地錨拔出等現(xiàn)象

50、。 (3不要超負(fù)荷加壓，以免損壞儀器。有問(wèn)題應(yīng)及時(shí)找指導(dǎo)老師解決。 (4注意實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的安全。 實(shí)驗(yàn)六 擊實(shí)試驗(yàn) 1.試驗(yàn)?zāi)康?為了改善土的工程性質(zhì)，常采用壓實(shí)的方法使土變得密實(shí)。擊實(shí)試驗(yàn)就是模擬施工現(xiàn)場(chǎng)壓實(shí)條件，采用錘擊方法使土體密度增大、強(qiáng)度提高、沉降變小的一種試驗(yàn)方法。土在一定的擊實(shí)效應(yīng)下，如果含水率不同，則所得的密度也不相同，擊實(shí)試驗(yàn)的目的是測(cè)定試樣在一定擊實(shí)次數(shù)下或某種壓實(shí) 功能下的含水率與干密度之間的關(guān)系，從而確定土的最大干密度和最優(yōu)含水率，為施工控制填土密度提供設(shè)計(jì)依據(jù)。 擊實(shí)試驗(yàn)分輕型擊實(shí)試驗(yàn)和重型擊實(shí)試驗(yàn)兩種方法。 2.試驗(yàn)方法 本試驗(yàn)采用輕型擊實(shí)法，其擊實(shí)功為2687kJ/

51、m3。 3.儀器設(shè)備： 烘箱、干燥箱、天平、臺(tái)秤、篩子、輕型擊實(shí)儀、金屬盤(pán)、土鏟、噴水設(shè)備、碾土器、量筒、頂土器、鋁盒、削土刀、平直尺等。 4.試驗(yàn)步驟 （1）選取具有代表性的風(fēng)干土樣不少于15kg（對(duì)于輕型擊實(shí)儀，干土法，土樣不重復(fù)使用）并測(cè)定其風(fēng)干含水量。 （2）按四分法至少準(zhǔn)備5個(gè)試樣，并根據(jù)土的工程性質(zhì)加入不同的水份（按2%3%的含水率遞增），將試樣平鋪于不吸水的平板上，按預(yù)定含水量用灑水壺噴灑所需的加水量，充分?jǐn)嚭筒⒎謩e裝入塑料袋中靜置24h備用。按下式計(jì)算加水量： mw=0.01(w-wh m/(1+0.01 wh 式中：mw 土樣所需加水量（g）； m 風(fēng)干含水量時(shí)的土樣質(zhì)量（g）； wh 風(fēng)干含水量（）； w 土樣所要求的含水量（）。 （3）將擊實(shí)筒放在堅(jiān)實(shí)的地面，裝好護(hù)筒，并在擊實(shí)筒內(nèi)涂一薄層潤(rùn)滑油，將攪和好的試樣分層裝入擊實(shí)筒內(nèi)。對(duì)于輕型擊實(shí)試驗(yàn)，分三層，每層2 7擊。擊實(shí)時(shí)擊錘應(yīng)自由垂直落下，錘跡必須均勻分布于土樣表面，一層擊好，加下一層土樣時(shí)應(yīng)將接觸面“拉毛”。擊實(shí)完成后，超出擊實(shí)筒頂?shù)脑嚇痈叨葢?yīng)小于5mm。 （4）取下導(dǎo)筒，用刀修平超出擊實(shí)筒頂部和底部的試樣，擦凈擊實(shí)