土工實驗報告書

1、密度試驗2.1 基本原理：土（體）的密度是指土的單位體積的質(zhì)量， 單位是 g/cm 3或 kg/m 3，土的密度可分為天然密度（濕密度）和干密度兩種。2.2 試驗方法及適用范圍環(huán)刀法：一般適用于原狀樣中的細粒土，未受擾動的砂土，以及形狀規(guī)則的土體。蠟封法：適用于具有不規(guī)則形狀的易碎裂的難以切割的土體。灌砂法，灌水法：用于對粗粒土密度的測試，主要用于施工現(xiàn)場的測試。2.3 儀器設備環(huán)刀法：環(huán)刀，天平，切土刀，鋼絲鋸，凡士林等蠟封法： 架盤天平（最大稱量 500 克，感量 0.01 克），蠟，燒杯，細線，針，切土刀等灌水法：臺稱（最大稱量20千克，感量1克，最大稱量50千 克，感量 5 克），水平

2、尺，鐵鏟，塑料薄膜，盛水桶， 裝土器具等2.4 試驗步驟 （環(huán)刀法 ） 稱量所使用環(huán)刀的質(zhì)量和體積。 取待測試的土樣，整平其兩端，在環(huán)刀內(nèi)壁均勻地涂上一薄層凡士林，然后將環(huán)刀刀口向下放在土樣上。 將土樣削成略大于環(huán)刀直徑的土柱，然后將環(huán)刀向下壓，邊 壓邊削，至土樣露出環(huán)刀為止，將兩端余土削平修平，并取 剩余代表土樣測定含水率。 擦干環(huán)刀外壁，稱量環(huán)刀和土的總質(zhì)量。(5)計算 po = m /vpd = po/(1+O.O1w) 本 試 驗需 進行 兩次 平行 測 定 ，其平 行差 值 應不 大 于 o.o3g/cm 3，否則應重新測定， 取兩次的平均值作為該土樣 的密度值。實驗數(shù)據(jù)的計算過程環(huán)

3、刀號： 315 環(huán)刀質(zhì)量： 42.92g 環(huán)刀土重： 16o.98g環(huán)刀體積 60cm3 密度：(160.98g 42.92g ) /60cm = 1.97gcm3環(huán)刀號： 280 環(huán)刀質(zhì)量： 42.91g 環(huán)刀土重： 164.19g環(huán)刀體積 60cm3 密度：(164.19g 42.91g ) / 60cm = 2.02g cm3平均密度：(1.97+2.02 )2=1.995g/cm3指標應用：1 )密度是土的基本物理指標之一，可用來計算土的干密度，孔 隙比指標等。(2) 用來計算土的自重應力。(3) 用來計算地基穩(wěn)定性和地基承載力三 比重試驗（土顆粒）3.1 基本原理土顆粒的比重是指土顆

4、粒在105-110 C下烘干至恒重時的質(zhì)量與 同體積4C時純水質(zhì)量的比值。它是一個比值，沒有單位。3.2 試驗方法和適用范圍比重瓶法。 適用于顆粒粒徑小于5mm的土顆粒虹吸筒法。適用于顆粒粒徑大于 5mm的土顆粒浮稱法。適用于顆粒粒徑等于5mm的土顆粒3.3 儀器設備.比重瓶法：比重瓶（50，100）天平（最大稱量200克，感量0.001克）恒溫水槽電爐溫度計（0-50 C,最小刻度 0.5）.虹吸筒法：虹吸筒（含虹吸管和虹吸筒） 天平（最大稱量1000 克，感量 0.1 克） 量筒（大于 50ml ）浮稱法：鐵絲框 盛水容器 浮稱天平（最大稱量2000克， 感量 0.5 克）3.4 試驗步驟

5、比重瓶法 將比重瓶洗凈，和待測土顆粒一起放入烘箱中烘干，然后置 于干燥器內(nèi)，冷卻后稱比重瓶的質(zhì)量（空瓶） 。 稱取烘干土樣裝入比重瓶內(nèi)，稱試樣和瓶的總質(zhì)量。 100 ml 比重瓶裝入約 15 克烘干土， 50 ml 比重瓶裝入約 10 克烘干 土 向比重瓶內(nèi)注入半瓶純水，搖動比重瓶，然后放在帶有細砂 的電爐上煮沸，粘性土，粉土沸騰時間不小于 1 小時，砂土 沸騰時間不小于 30 分鐘。 將煮沸冷卻的純水注入已煮好的比重瓶內(nèi)，要求將瓶塞插入 后要有多余的水分能從瓶塞的毛細管中溢出。然后將比重瓶 放入恒溫水槽內(nèi)，直至水溫穩(wěn)定為止。當比重瓶中上部懸液 澄清時，取出比重瓶，擦干瓶的外壁，稱量比重瓶，水

6、，和 試樣的總質(zhì)量，并測定瓶內(nèi)的水溫。 查表找出該水溫下裝滿水的瓶的質(zhì)量。 計算：Gs=m d/（m bw +m d-m bws ）*G itGs: 土顆粒的比重md: 干土的質(zhì)量（克）Git ：某溫度時純水或中性液體的比重（可查表）m bw :注滿水時瓶的質(zhì)量（克）m bws :試驗結(jié)束時比重瓶，土和水的總質(zhì)量（克）實驗數(shù)據(jù)及計算過程比重瓶號128溫度(1)23液體比重(2)1比重瓶質(zhì)量（g）(3)23.820瓶+干土質(zhì)量（g）(4)33.488干土質(zhì)量（g）(5)(4)-( 3)9.668瓶+滿瓶液體質(zhì)量（g）(6)74.019瓶+液體+土總質(zhì)量(7)80.135(g)與干土同體積液體的(

7、8)(5) + ( 6)3.552質(zhì)量（g）-(7)土的比重（9）(5)/( 5)2.722決（2）3.5注意事項： 試樣中所使用的純水要煮沸以除去水中所含氣體。 如果土中含有鹽分，要用中性液體代替純水。 比重瓶煮沸冷卻后家純水時要緩慢，插入瓶塞時也要緩 慢。 粗顆粒做比重時要先做飽和晾干，不能直接將烘干的土 顆粒放入虹吸筒中。3.6指標應用：比重用于計算其它指標。四界限含水率試驗4.1 基本原理： 試驗中的界限劃分。 將土具有最小強度時的含水率作為液體和 塑性體之間的界限值，稱為液限（W1）,它是細粒土呈可塑狀 態(tài)的上限含水率。當土中含水率繼續(xù)減小，土就變成有脆性， 區(qū)分塑性和脆性的界限含水

8、率稱為塑限 （Wp）,它是細粒土呈 可塑狀態(tài)的下限含水率。 飽和粘性土逐步干燥， 土體積逐漸減 縮，當土體不再收縮時的含水率稱為縮限（ WS）。 含水率（W）與液限（Wi），塑限（Wp）之間的關系：lp（塑性指數(shù)）=Wi - Wp|（液性指數(shù)）=（W- Wp）/ Ip 工程上常根據(jù)塑性指數(shù)（Ip）對細粒土進行分類，根據(jù)液性指 數(shù)（Il）確定土的狀態(tài)。4.2 試驗方法和適用范圍： 液塑限試驗方法：光電（數(shù)顯）液塑限聯(lián)合測定法，碟式液 限儀法，塑限搓條法。該方法主要針對的是細粒土。 縮限試驗方法： 采用收縮皿法測定縮限。 該方法適用于細粒 土。4.3 儀器設備： 液限：光電（數(shù)顯）液塑限聯(lián)合測定儀

9、， 碟市儀 ，裝土杯，調(diào)土刀，電子天平 ，鋁盒，烘箱等 塑限：毛玻璃板，游標卡尺 縮限：收縮皿，天平，蠟，燒杯，細線，針，卡尺等4.4 試驗步驟： 液限（光電聯(lián)合測定法） 將待測的細粒土粉碎， 過 0.5 mm 細篩，取篩下土 200 克用 純水調(diào)制成膏狀，靜置過夜，以確保試樣含水均勻。 充分調(diào)勻試樣，密實地將試樣填入試樣杯中（試樣中不得有孔隙），并刮平試樣杯表面。 放試樣杯于液限測定儀的平臺上，在圓錐儀的錐尖上抹一薄 層凡士林，接通電源，使磁鐵吸住圓錐儀。 調(diào)節(jié)零點，使圓錐儀錐尖逐漸接觸試樣表面，指示燈亮時表 示錐尖儀接觸試樣表面，按下測試健， 5 秒后測讀圓錐下沉 深度，取出試樣杯，挖去錐

10、尖入土處的凡士林，取錐體附件 試樣不少于 10 克放入盒內(nèi)測定含水率。 將全部試樣再加水或吹干并調(diào)均勻， 重復 - 步驟， 液塑 限聯(lián)合測定至少要測定 3 個不同的深度及對應的含水率， 經(jīng) 驗表明，圓錐入土深度在 4-5mm ， 9-11mm ， 16-18mm 時效果較好。 塑限 取 0.5 mm 篩下土 100 克，加純水拌勻，濕潤過夜 將制備好的試樣房在手中， 揉捏至不沾手，再捏扁，當出現(xiàn) 裂縫時，表示其含水率接近塑限。 將試樣捏成橢圓形， 放在毛玻璃板上用手掌滾搓， 要均勻用 力，土條不得有空心，土條長度不宜大于手掌寬帶。 當土條直徑搓成 3 mm 時產(chǎn)生裂縫，并開始斷裂，表示試 樣的

11、含水率已達到塑限含水率，取 3-5 克測定其含水率。4.5 計算與制圖： 以含水率為橫坐標， 圓錐入土深度為縱坐標， 在雙對數(shù)坐標 紙上繪制關系曲線， 三點應在一條直線上。 如果不再一條線 上，應分別以最高含水率為起始點， 分別引兩條通過其余兩 點的直線，該二直線在下沉深度為 2 mm 處查得的含水率 的差值應不大于 2% ，以此二含水率的平均值與最高含水率 的點連線作為最終直線。 在雙坐標紙上查圓錐下沉 17mm 10mm 2mm 對應的 含水率就是 17mm 液限 10mm 液限和塑限 液限塑限含水率的計算方法與天然含水率的計算方法一樣。實驗數(shù)據(jù)及計算過程1. 下 沉 深 度 1:5.0m

12、m 鋁 盒 號 ： 278 鋁 盒 質(zhì) 量 ： 11.43g鋁盒濕土重： 24.66g 鋁盒干土重： 21.82g 含水率： 27.33%2. 下 沉 深 度 2:7.4mm 鋁 盒 號 ： 145 鋁 盒 質(zhì) 量 ： 11.43g鋁盒濕土重： 23.56g 鋁盒干土重： 20.87g 含水率： 28.50%3. 下 沉 深 度 3:10.7mm 鋁 盒 號 ： 129 鋁 盒 質(zhì) 量 ： 11.39g鋁盒濕土重： 26.39g 鋁盒干土重： 22.78g 含水率： 31.69%制圖及實驗成果由圖可知 wp = 22.5%17mm 液限 wl = 35%10mm 液限 wl = 30%Ip=w

13、l-wp=35%-22.5%=12.5%IL=(w-wp)/Ip=(0.23145-0.225)/0.125=0.0516 所以該為粉質(zhì)粘土，處于硬塑狀態(tài)。4.6 指標應用： 主要用于細粒土的定名分類，細粒土的狀態(tài)劃分，以及用來評價 土的承載力。五 顆粒分析試驗5.1 基本原理： 顆粒分析是測定土中粒組及各粒組干土質(zhì)量占該土總質(zhì)量百分 數(shù)的方法，目的是通過分析借以了解顆粒大小分布情況，提供 土的分類依據(jù)，判斷土的過程性質(zhì)及建材選料之用。 粒組劃分：a: 漂石組（塊石組）和卵石組（碎石組）統(tǒng)稱巨粒組b: 礫石組（圓礫，角礫）和砂粒組統(tǒng)稱粗粒組c: 粉粒，粘粒和膠粒統(tǒng)稱細粒組5.2 試驗方法和適用

14、范圍：顆粒分析方法的分類： 篩析法：用于粗粒組及其以上粒組的分析。 物理分析法： 用于細粒土的分析， 包括密度計法和移液管法。 試樣中如果粗細顆粒兼有， 那么就應該采用聯(lián)合測定法。 即 土中粗粒組以上的土顆粒用篩析法， 細粒組的土顆粒用密度計 法或移液管法5.3 儀器設備： 粗篩：孔徑分 別是 60mm 40mm 20mm 10mm5mm 2mm 細篩：孔徑分別是 2mm0.1mm 0.5mm 0.25mm0.075mm 天平：最大稱量 5000 克最小分度 1 克最大稱量 200 克甲種比重計攪拌器燒杯 (500ml)5.4 試驗步驟：最大稱量 1000 克最小分度 0.1 克最小分度 0.

15、01 克量筒（容量 1000ml 內(nèi)徑 60mm ）溫度計 秒表 電爐 篩析法根據(jù)顆粒粒徑的大小確定稱取試樣的質(zhì)量最大試樣粒徑（ mm ） 稱取試樣的質(zhì)量 （g）< 2100-300<10300-1000<201000-2000<402000-4000<604000 將試樣通過 2mm 的粗篩， 稱取篩上和篩下的質(zhì)量， 當篩下的 質(zhì)小于總質(zhì)量的 10% 時，不做細篩分析，篩上質(zhì)量小于總質(zhì) 量的 10% 時，不做粗篩的分析。 將篩上的試樣倒入依次疊好的粗篩中篩析。 細篩宜置于振篩機 上振篩，振動時間宜 10-15 分鐘，然后稱取各級曬上土的質(zhì)量，并填寫到記錄表中實踐

16、表明： 篩前試樣的總質(zhì)量和篩后的總質(zhì)量會有出入， 以 不大于 1% 為宜。 含細粒土的砂土分析 按粒徑大小稱取試樣的質(zhì)量，然后置于盛水容器中充分攪拌， 使試樣中粗細顆粒完全分開。 將試樣懸液過 2mm 的篩，篩上烘干至恒重，然后按粗顆粒篩 析要求進行分析。篩下的懸液用帶橡皮頭的研桿研磨，再過 0.075 mm 的細篩，并將篩上的試樣烘干至恒重，再將烘干土 過 0.25mm 0.10 mm 的細篩。并稱重記錄。 當粒徑小于 0.075mm 的質(zhì)量大于總質(zhì)量的 10% 時應作密度計 法或移液管法的分析。 密度計法 稱取一定質(zhì)量的試樣（ 30 克）干土倒入燒瓶中，注入 200ml 的純水，浸泡過夜。

17、 將燒瓶置于鋪有細砂的電爐上煮沸（砂土不少于 30 分鐘，粘 性土不少于一小時），冷卻后將煮沸的懸液通過 0.075mm 的 細篩移入 1000ml 的量筒中，篩上的土用橡皮頭研散， 再加水 沖洗，篩上的部分烘干至恒重，過篩稱重并記錄，多次沖洗后 量筒中的懸液不得超過 1000ml 的刻度線。 想量筒中加入 4% 的六偏磷酸鈉（分散劑） 10ml ，再向量筒 中注入純水直至 1000ml 的刻度線。 用攪拌器沿懸液深度上下攪動 1 分鐘，取出攪拌器， 立即開動 秒表，將密度計放入懸液中， 依次測定 0.5 ，1 ， 2 ，5 ， 15 ，30 ，60 ，120 ，1400 分鐘的密度計的讀數(shù)。

18、每次讀 數(shù)均應提前 10-20 秒將密度計放入懸液中，讀數(shù)時，密度計 的浮泡應處于量筒的中心，不得貼近量筒的內(nèi)壁。 讀數(shù)時，視線應與彎液面的上緣對齊。甲種密度計應準確至0.5 ，每次讀完后應將密度計取出， 并放入裝有純水的量筒中， 每次讀數(shù)時還應該測定懸液的溫度。另外，放入或取出密度 計時應小心，不得擾動懸液，以免影響顆粒的沉降。5.5 計算與成果整理： 小于某粒徑的試樣質(zhì)量占試樣總質(zhì)量的百分比x=m a/m bx: 小于某粒徑的試樣質(zhì)量占試樣總質(zhì)量的百分比m a: 小于某粒徑的試樣質(zhì)量 （ 克 ）m b:試樣總質(zhì)量 （克 ）該公式適用于任何土類。 x=100/m d *C G*（R+m T+

19、n-C D）x: 小于某粒徑的試樣質(zhì)量占試樣總質(zhì)量的百分比m d: 試樣干土質(zhì)量 （克 ）CG: 土粒標準校正值。R: 甲種密度計讀數(shù)。m T: 懸液溫度校正值。n: 彎液面校正值。CD:分散劑校正值。說明：該公式用于細粒土分析中密度計法的計算。 顆粒粒徑的計算：d=k*（L/t） 0.5d: 試樣顆粒粒徑（ mm ）k: 粒徑計算系數(shù)L: 某一時間土顆粒的沉降距離（ cm ）L=a-b*R 其中 a,b 是常數(shù)，比重計的說明書上 均有注明。T: 沉降時間（秒） 不均勻系數(shù)Cu=d 60/d 10d60: 限制粒徑，它是顆粒大小分布曲線上的某一粒徑， 小于 該粒徑的土粒質(zhì)量占試樣總質(zhì)量的 60

20、% 。d 10:有效粒徑，它是顆粒大小分布曲線上的某一粒徑，小于該粒徑的土粒質(zhì)量占試樣總質(zhì)量的 10% 。 曲率系數(shù)：cc=d 30*d 30/d 60/d 10d30: 顆粒粒徑， 它是顆粒大小分布曲線上的某一粒徑，小于該粒徑的土粒質(zhì)量占試樣總質(zhì)量的 30% 。Cu 越大，顆粒分布曲線越平緩，土粒大小分布范圍越廣， 土粒不均勻，土的級配就好；反之則反。一般認為 Cu< 5 為均粒土， Cu > 10 為級配良好土， cc =1-3 反映曲線沒有突變。所以規(guī)范規(guī)定：Cu>= 5 且 cc=1-3 為土粒不均勻，級配良好土Cu< 5或Cc半1-3為土粒均勻，級配不良土 畫圖：以顆粒粒徑的對數(shù)為橫坐標， 以小于某粒徑的試樣質(zhì)量占試樣總質(zhì)量的百分數(shù)為縱坐標，畫顆粒分析曲線圖顆粒粒徑mm<0.0742-0.55-210-520-10>20粒組質(zhì)量g55521531055048037015質(zhì)量百分數(shù)0.252,7510.7515.5027.5024.0018.500.75顆粒分析曲線圖（篩析法）由上圖可知：d60=5.5mm,d10=0.4mm,d30=2.1mmCu二d60/d10=5.5/0.4=13.75Cc=2.1*2.1/5.5/0.4=2.00由于Cu>5,Cc在13之間，所以，該砂的級配是良好的。密度計法