土工實驗報告

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/cm3或kg/m3,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(shè)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） ，水平尺，鐵鏟，塑料薄膜

2、，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。計算 p 0 = m /vp d = p o/(1+0.01w) 本試驗需進行兩次平行測定， 其平行差值應(yīng)不大于 0.03g/cm3，否則應(yīng)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)刀號：315 環(huán)刀質(zhì)量：42.92g 環(huán)刀土重：16

3、0.98g環(huán)刀體積 60cm3 密度：(160.98g42.92g)/60cm= 1.97g/cm3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 60cm輻度：(164.19g42.91g) /60cm= 2.02g/cm3平均密度： ( 1.97+2.02 ) 2=1.995g/cm3指標應(yīng)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(yīng)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粒在105-110 下烘干至恒重時的質(zhì)量與同體積4 時純水質(zhì)量的比值。它是

4、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勺土顆粒.虹吸筒法。適用于顆粒粒徑大于5mm勺土顆粒.浮稱法。適用于顆粒粒徑等于5mm勺土顆粒3.3 儀器設(shè)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 ，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 試驗步驟比重瓶法 將比重瓶洗凈，和待測土顆粒一起放入烘箱

5、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 ml15 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 放入恒溫水梢內(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，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

6、：gs=md/（m bw+md-mbws）*gitgs： 土顆粒的比重m：干土的質(zhì)量（克）g :某溫度時純水或中性液體的比重（可查表） maw:注滿水時瓶的質(zhì)量（克）maws：試驗結(jié)束時比重瓶，土和水的總質(zhì)量（克）實驗數(shù)據(jù)及計算過程比號128溫度(1)23液體比重(2)1比重瓶質(zhì)量（g）(3)23.820瓶十丁上質(zhì)重（g）(4)33.488丁上質(zhì)重（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（g）80.135與干土同體積液體的質(zhì)量（g）(8)(5) + (6) (7)3.552土的比重(9)(5) / (5) * (2)2.7223.5 注意事

7、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(yīng)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（wl ） ，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

8、縮限（ws） 。含水率（w與液限（w），塑限（w）之間的關(guān)系：ip（塑性指數(shù)尸w - wpi l（ 液性指數(shù) ）=（w- wp）/ i p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)（ i l ）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(shè)備： 液限： 光電 （數(shù)顯） 液塑限聯(lián)合測定儀， 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

9、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?xí)r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(fù) - 步驟， 液塑限聯(lián)合測定至少要測定

10、3 個不同的深度及對應(yīng)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(guān)系曲線， 三點應(yīng)在一條直線上。

11、如果不再一條線上， 應(yīng)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(yīng)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 2mmm應(yīng)的含水率就是17mn（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1:5.0mm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：23.5

12、6g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=wl-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(yīng)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

13、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(yīng)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(shè)備： 粗篩：孔徑分別是60mm 40mm 20mm

14、10mm 5mm 2mm 細篩：孔徑分別是2mm 0.1mm 0.5mm 0.25mm 0.075mm 天平：最大稱量5000 克 最小分度 1 克最大稱量 1000 克 最小分度 0.1 克最大稱量 200 克最小分度 0.01 克 甲種比重計量筒(容量1000ml 內(nèi)徑60mm )攪拌器溫度計 秒表 燒杯 (500ml) 電爐5.4 試驗步驟： 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) 2100-30010300-1000201000-2000402000-4000604000 將試樣通過2mm勺粗篩，稱取篩上和篩下的質(zhì)量，當篩下的質(zhì)小于總質(zhì)量的

15、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勺篩，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 0.075mm的細篩，并將篩上的試樣烘干至恒重，再將烘干土過0.25mm0.10 mm 的細篩。并稱

16、重記錄。 當粒徑小于0.075mm的質(zhì)量大于總質(zhì)量的10%寸應(yīng)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。 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

17、 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)。每次讀數(shù)均應(yīng)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(yīng)處于量筒的中心，不得貼近量筒的內(nèi)壁。 讀數(shù)時，視線應(yīng)與彎液面的上緣對齊。甲種密度計應(yīng)準確至0.5 ，每次讀完后應(yīng)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(yīng)該測定懸液的溫度。另外，放入或取出密度計時應(yīng)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=ma/mbx: 小于某粒徑的

18、試樣質(zhì)量占試樣總質(zhì)量的百分比ma:小于某粒徑的試樣質(zhì)量（ 克 ）mb:試樣總質(zhì)量（ 克）該公式適用于任何土類。 x=100/md*cg*（r+mt+n-cd）x: 小于某粒徑的試樣質(zhì)量占試樣總質(zhì)量的百分比md: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)。mt: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）d: 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=d60/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%。dio：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=d30*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 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：