土力學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書

1、 21實(shí)驗(yàn)一 土的三項(xiàng)基本物理性指標(biāo)的測定一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?土的三項(xiàng)基本物理性指標(biāo)是指土粒比重ds、土的含水量w和密度，一般由實(shí)驗(yàn)室直接測定其數(shù)值。在測定這三個(gè)基本指標(biāo)后，可以換算出其余各個(gè)指標(biāo)。二、實(shí)驗(yàn)原理和方法 1土粒相對(duì)密度ds土粒質(zhì)量與同體積的4時(shí)純水的質(zhì)量比，稱為土粒比重（無量綱），亦稱土粒相對(duì)密度，即式中 s土粒密度，即土粒單位體積的質(zhì)量，g/cm3；w14時(shí)純水的密度，等于1g/cm3或1t/ m3。一般情況下，土粒相對(duì)密度在數(shù)值上就等于土粒密度，但兩者的含義不同。土粒比重決定于土的礦物成分，一般無機(jī)礦物顆粒的比重為2.62.8；有機(jī)質(zhì)為2.42.5；泥炭為1.51.8。土粒（一般無

2、機(jī)礦物顆粒）的比重變化幅度很小。土粒比重可在試驗(yàn)室內(nèi)用比重瓶法測定。通常也可按經(jīng)驗(yàn)數(shù)值選用，一般土粒土粒相對(duì)密度參考值見下表。土粒相對(duì)密度參考值土的名稱砂 類 土粉 性 土粘 性 土粉質(zhì)粘土粘 土土粒比重2.652.692.702.712.722.732.742.762土的含水量w土中水的質(zhì)量與土粒質(zhì)量之比，稱為土的含水量，用百分?jǐn)?shù)表示，即含水量w是標(biāo)志土含水程度（濕度）的一個(gè)重要物理指標(biāo)。天然土層的含水量變化范圍很大，它與土的種類、埋藏條件及所處的自然地理環(huán)境等有關(guān)。土的含水量通常采用“烘干法”測定。從含水量的定義可知，實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵是怎樣測得一塊土中所含水份質(zhì)量以及顆粒質(zhì)量。所謂烘干法便是為此

3、設(shè)計(jì)的一種實(shí)驗(yàn)方法。先稱小塊原狀土樣的濕土質(zhì)量，然后置于烘箱內(nèi)維持100105烘至恒重，再稱干土質(zhì)量，濕、干土質(zhì)量之差與干土質(zhì)量的比值，就是土的含水量。計(jì)算公式為：式中： W含水量（%） m1盒加濕土質(zhì)量（g） m2盒加干土質(zhì)量（g） m0鋁盒的質(zhì)量（g），按盒號(hào)查表可得，由實(shí)驗(yàn)室提供。3土的密度土單位體積的質(zhì)量稱為土的密度，g/cm3。在天然含水量情況下的密度稱為天然密度，即測定密度的目的是為了了解土體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的密實(shí)情況。工程中需要以容重值表示時(shí)，將實(shí)測密度值乘以換算系數(shù)即可。測定土的密度一般用“環(huán)刀法”，用一個(gè)圓環(huán)刀放在削平的原狀土樣面上，徐徐削去環(huán)刀外圍的土，邊削邊壓，使保持天然狀態(tài)的土

4、樣壓滿環(huán)刀內(nèi)，稱得環(huán)刀內(nèi)土樣得質(zhì)量，求得它與環(huán)刀容積之比值即為其密度。計(jì)算公式為：式中： 土的天然密度 g /cm3m1環(huán)刀與土盒質(zhì)量 gm2環(huán)刀質(zhì)量gV 環(huán)刀體積cm3土單位體積中固體顆粒部分的質(zhì)量，稱為土的干密度d，即測定土的天然密度后，可換算土的干密度d，可按公式：式中： 土的天然密度 g /cm3 d 土的干密度 g /cm3 W土的含水量三、實(shí)驗(yàn)的儀器 1紅外線烘干設(shè)備烘箱（溫度105） 2環(huán)刀，內(nèi)徑為61.8±0.15mm或79.8±0.15mm，高度為20±0.016mm 3鋁盒：盒蓋和盒身皆刻有號(hào)碼，實(shí)驗(yàn)時(shí)務(wù)必對(duì)號(hào) 4天平：感量0.01g 5其他：

5、 切土刀、修土刀、鋼絲鋸、凡士林等。四、實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容和步驟（一） 土的含水量實(shí)驗(yàn)1從密度實(shí)驗(yàn)切下的土樣中取有代表性的土樣1530g，放入鋁盒之中，并用刀切碎（以利烘干），立即蓋上盒蓋，以防水分蒸發(fā)。 2至感量0.01g的天平上稱盒加濕土質(zhì)量m1 3稱完后，打開鋁盒蓋，拿到烘箱中烘烤40分鐘。 4然后，取出鋁盒，蓋上盒蓋,放入干燥容器內(nèi)冷卻至室溫，稱盒加干土質(zhì)量m2精確至0.01g。（二） 土的密度實(shí)驗(yàn)1工程需要取原狀土或制配所需狀態(tài)的擾動(dòng)土，整平兩端，將環(huán)刀內(nèi)壁涂一薄層凡士林，刃口向下放在土樣上。2修土刀（或鋼絲鋸）將土樣上部削成略大于環(huán)刀直徑的土柱。 3然后將環(huán)刀垂直下壓，邊壓邊削至土樣伸出環(huán)

6、刀上部為止。削去兩端多余土，使與環(huán)刀口面齊平，并用剩余土樣測定含水量。4擦凈環(huán)刀外壁，稱環(huán)刀與土的質(zhì)量m1 ,準(zhǔn)確至0.1g。五、預(yù)習(xí)要求本實(shí)驗(yàn)是關(guān)于土的基本物理指標(biāo)測定方法的實(shí)驗(yàn)，首先要明確該實(shí)驗(yàn)的重要性。做實(shí)驗(yàn)以前，應(yīng)先認(rèn)真學(xué)習(xí)教材和實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，完成實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告。六、實(shí)驗(yàn)要求實(shí)驗(yàn)均須進(jìn)行兩次平行測定，其平行差值要求：土的含水量實(shí)驗(yàn)不得大于1，土的密度實(shí)驗(yàn)不得大于0.03g/cm3。七、實(shí)驗(yàn)記錄與報(bào)告 完成實(shí)驗(yàn)記錄和實(shí)驗(yàn)報(bào)告。A、 含水量實(shí)驗(yàn)記錄實(shí)驗(yàn)者：姓名_學(xué)號(hào)_班級(jí)_實(shí)驗(yàn)日期：_年_月_日 土樣編號(hào)鋁盒號(hào)碼盒加濕土質(zhì)量(g)盒加干土質(zhì)量(g)盒質(zhì)量(g)水質(zhì)量(g)干 土質(zhì) 量(g)含水

7、量W (%)平 均 值 （%）m1m2m0m1 - m2m2 - m01234B、 密度實(shí)驗(yàn)記錄實(shí)驗(yàn)者：姓名_學(xué)號(hào)_班級(jí)_實(shí)驗(yàn)日期：_年_月_日土樣編號(hào)1234環(huán)刀容積（cm3）環(huán)刀質(zhì)量（g）土+環(huán)刀質(zhì)量（g）土樣質(zhì)量（g）天然密度（g/cm3）含水量（%）干密度（g/cm3）平均干密度（g/cm3）八、思考題1土的三個(gè)基本物理性指標(biāo)指哪幾個(gè)指標(biāo)？為什么稱它們?yōu)榛疚锢碇笜?biāo)？ 2測定土的含水量的關(guān)鍵是取得哪兩個(gè)數(shù)據(jù)？ 3測定土的含水量時(shí)，為什么要求烘干溫度須達(dá)左右？4何為土的天然密度？5土的密度有哪幾種？ 6土的質(zhì)量密度（密度）與土的重量密度（重度）有何區(qū)別和聯(lián)系？ 7土的干密度d的定義？它有

8、何工程意義？ 8土粒相對(duì)密度與土粒密度有何區(qū)別和聯(lián)系？ 9粘性土土粒相對(duì)密度值范圍為多少？實(shí)驗(yàn)二 界限含水量實(shí)驗(yàn)（液限含水量和塑限含水量的測定）一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?本實(shí)驗(yàn)的目的是測定土的液限含水量WL和塑限含水量WP，據(jù)此計(jì)算出塑性指數(shù)IP和液性指數(shù)IL，根據(jù)塑性指數(shù)IP和液性指數(shù)IL對(duì)黏性土進(jìn)行分類并確定土的軟硬狀態(tài)。二、指標(biāo)的定義 如下圖所示，粘性土的物理狀態(tài)（軟硬狀態(tài)）隨著含水量的變化而變化。0W（含水量）WLWp可塑狀態(tài)（塑性狀態(tài)）固態(tài)、半固態(tài)流態(tài)（流動(dòng)狀態(tài)）所謂液限WL，是粘性土從塑性狀態(tài)轉(zhuǎn)入流動(dòng)狀態(tài)的界限含水量。所謂塑限WP，是粘性土從半固態(tài)轉(zhuǎn)入塑性狀態(tài)的界限含水量。 塑性指數(shù) 定義：

9、土處在可塑狀態(tài)的含水量變化范圍大體上表示土的弱結(jié)合水含量。1) 反映吸附結(jié)合水的能力，即粘性大小2) 大致反映粘土顆粒含量3) 常作為細(xì)粒土工程分類的依據(jù)液性指數(shù) 液性指數(shù)表示土的軟硬狀態(tài)。三、實(shí)驗(yàn)的方法和步驟從指標(biāo)定義可知，測量液限和塑限的關(guān)鍵問題是用什么方法和用什么標(biāo)準(zhǔn)來判斷土正處于液限含水量或塑限含水量。國內(nèi)工程界已就此問題作出了如下規(guī)定：a） 用錐式液限儀法來測定液限，并規(guī)定了共同標(biāo)準(zhǔn)即圓錐錐體經(jīng)5s正好沉入土樣中10mm，此時(shí)土樣的含水量作為液限。b） 用滾搓法來測定塑限，規(guī)定在毛玻璃板上將土樣搓成3mm粗的土條，并產(chǎn)生裂紋或斷裂，此時(shí)土條的含水量為塑限。 A：液限實(shí)驗(yàn) （一）實(shí)驗(yàn)儀

10、器：1、錐式液限儀（見圖21）圖21 錐式液限儀示意圖2、天平（感量0.01g）3、鋁盒。（鋁盒重量由實(shí)驗(yàn)室提供，可按鋁盒號(hào)碼查表而得）4、紅外線烘干設(shè)備（也可用烘箱）5、調(diào)土皿、調(diào)土刀、刮土刀、滴管、凡士林。6、秒表（二）實(shí)驗(yàn)步驟：1、準(zhǔn)備土試樣：取過0.5mm篩風(fēng)干土樣180g，加蒸餾水調(diào)拌均勻，靜置一晝夜（此步驟由實(shí)驗(yàn)室完成）。2、試樣調(diào)制：）取實(shí)驗(yàn)室制備好的土樣，切取一半，放入調(diào)土皿內(nèi)；）用滴管滴上少許蒸餾水，然后用調(diào)土刀拌勻，直到土樣成濃漿糊狀，以使土樣含水量接近或等于液限。（那么究竟怎樣掌握加水的多少？回答是只能逐步趨近，反復(fù)測試，切忌一次加水過多，超過液限）。3、填裝土樣：）將調(diào)

11、制好的土樣，用調(diào)土刀分層裝入試杯，不許留有氣泡及空縫。）用刮刀刮平土面（與杯口平齊）。但不宜多次往復(fù)涂抹。然后將試杯置于杯座上。4、用錐式液限儀測試）先給錐體錐尖涂一層薄油；）提起液限儀手柄，使錐尖處于土面中央，當(dāng)錐尖恰要接觸土面時(shí)，松手指，使錐體靠自重沉入土中（不許產(chǎn)生人為沖擊力）；）在松開手指的同時(shí)，開動(dòng)秒表，若經(jīng)過5秒，錐體正好沉入10mm（錐體上有刻度線），則此時(shí)土樣含水量正好是液限含水量；）取下錐體，挖去含油土樣，然后自杯里取1530g土樣放入鋁盒，按測定含水量的方法，立即測定其含水量，即為該土的液限含水量WL。5、幾點(diǎn)說明 ）錐體沉入深度以錐體與土面交界線為準(zhǔn)，如圖所示。）如果經(jīng)過

12、5秒后，沉入深度小于10mm，則說明此時(shí)土樣含水量小于液限，應(yīng)重新加水調(diào)制和測試。反之，則含水量大于液限，必須晾干，使土樣蒸發(fā)水份，再重新測試。（三）實(shí)驗(yàn)要求本實(shí)驗(yàn)要求作兩次平行實(shí)驗(yàn)，平行差值不得大于2%。（四）計(jì)算方法 計(jì)算液限，精確至0.1% 式中: WL液限（%） m1 盒加濕土質(zhì)量（g） m2 盒加干土質(zhì)量（g） m0 鋁盒質(zhì)量（g）；可按鋁盒號(hào)碼查表而得 （五）液限實(shí)驗(yàn)記錄實(shí)驗(yàn)者：姓名_學(xué)號(hào)_班級(jí)_實(shí)驗(yàn)日期：_年_月_日土樣編號(hào)鋁盒號(hào)碼盒加濕土質(zhì)量（g）盒加干土質(zhì)量（g）盒質(zhì)量（g）水質(zhì)量（g）干土質(zhì)量（g）液限含水量（%）平均值（%）m1m2m0m1m2m2m01234B、塑限實(shí)驗(yàn)

13、（滾搓法）（一）儀器設(shè)備1、毛玻璃板2、天平： 感量0.01g3、其他： 烘箱、干燥器、稱量盒、調(diào)土器、直徑3mm的鐵絲等。（二）操作步驟1、取0.5mm篩下的代表性試樣100g，放在盛土器中加純水拌勻，濕潤過夜。2、將制備好的試樣在手中揉捏至不粘手，捏扁，當(dāng)出現(xiàn)裂縫時(shí)，表示含水量接近塑限。3、取接近塑限含水量的試樣810g，用手搓成橢圓形，放在毛玻璃板上用手掌滾搓，手掌的壓力要均勻地施加在土條上，不得使土條在毛玻璃上無壓滾動(dòng)，土條不得有空心現(xiàn)象，土條的長度不宜大于手掌的寬度。4、繼續(xù)滾搓土條，直至土條直徑達(dá)到3mm時(shí)，產(chǎn)生裂縫并開始斷裂為止。若土條搓至3mm時(shí)仍未產(chǎn)生裂縫及斷裂，表示這時(shí)成樣

14、的含水量高于塑限，則將其重新捏成一團(tuán)，重新滾搓，如土條直徑大于3mm時(shí)即行斷裂，表示試樣的含水量小于塑限，應(yīng)棄去，重新取土加適量水調(diào)勻后再搓，直至合格。若土條在任何含水量下始終搓不到3mm即開始斷裂，則認(rèn)為該土無塑性。5、收集約35g合格的斷裂土條，放入稱量盒內(nèi)，隨即蓋緊盒蓋，測定其含水量。即為該土之塑性含水量WP（三）實(shí)驗(yàn)要求滾搓法塑性實(shí)驗(yàn)應(yīng)進(jìn)行兩次平行測定，兩次測值的差值，當(dāng)Wp小于40%時(shí)，不得大于1%，Wp大于或等于40%時(shí)，不得大于2%。（四）計(jì)算方法計(jì)算塑限，精確至0.1%式中： WP塑限 % m0濕土質(zhì)量 g md干土質(zhì)量 g（五）塑限實(shí)驗(yàn)記錄（滾搓法）實(shí)驗(yàn)者：姓名_學(xué)號(hào)_班級(jí)_

15、實(shí)驗(yàn)日期：_年_月_日盒號(hào)盒質(zhì)量g（1）盒+濕土質(zhì)量g（2）盒+干土質(zhì)量 g（3）水分質(zhì)量 g（4）=（2）（3）干土質(zhì)量 g（5）=（3）（1）塑限含水量 %（6）=（4）/（5）×100%平均含水量 %（7）四、預(yù)習(xí)要求本實(shí)驗(yàn)是關(guān)于土的界限含水量（液限含水量和塑限含水量）測定方法的實(shí)驗(yàn)，首先要明確該實(shí)驗(yàn)的重要性。做實(shí)驗(yàn)以前，應(yīng)先認(rèn)真學(xué)習(xí)教材和實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，完成實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告。五、思考題1所謂液限是指粘性土哪種狀態(tài)的分界含水量？ 2所謂塑限是指粘性土的哪種狀態(tài)下的分界含水量？測定液限的目的是什么？ 3用什么方法和用什么標(biāo)準(zhǔn)來判斷土正處于液限含水量或塑限含水量？ 4何為塑性指數(shù)？何為液性

16、指數(shù)？5塑性指數(shù)和液性指數(shù)有何工程應(yīng)用？實(shí)驗(yàn)三、土的壓縮實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康谋緦?shí)驗(yàn)是使土樣在側(cè)限條件下（即無側(cè)向膨脹下）壓縮實(shí)驗(yàn)，其目的是通過測定土樣在各級(jí)載荷下的變形量，以便取得如下實(shí)驗(yàn)成果：1、計(jì)算與各級(jí)載荷相應(yīng)孔隙比，并據(jù)此繪制土的壓縮曲線（ep關(guān)系曲線）。圖31 土的壓縮曲線（ep關(guān)系曲線）2、測定和計(jì)算土的壓縮系數(shù)a12，并計(jì)算壓縮模量Es。二、實(shí)驗(yàn)原理和方法 從實(shí)驗(yàn)?zāi)康目芍?，壓縮實(shí)驗(yàn)的核心問題是要取得對(duì)應(yīng)于各級(jí)載荷Pi的孔隙比ei。 但就具體測試方法而言，其關(guān)鍵是測定如下兩方面數(shù)據(jù)，即：）先測定土樣壓縮前（加荷前）的初始孔隙比e0。）再測定側(cè)限條件下，土樣在某級(jí)載荷Pi下的豎向變形量S

17、i，因?yàn)橛辛诉@兩方面的數(shù)據(jù)，便可通過計(jì)算求得與各級(jí)荷載對(duì)應(yīng)的孔隙比ei?，F(xiàn)將其計(jì)算原理及公式介紹如下1、正如教科書上所述，土在側(cè)限條件下的壓縮量可用下式計(jì)算：2、在進(jìn)行壓縮實(shí)驗(yàn)時(shí)，可利用上式反求ei先將其改寫為：因在壓縮實(shí)驗(yàn)時(shí)，式中H ，e0 ，si 為已知，或?yàn)闇y得，故須將其改寫為下式，可計(jì)算ei式中H土樣原始高度，即壓縮儀環(huán)刀的高度=20mme0土樣的初始孔隙比，可通過測定土的密度、含水量w和土粒比重Gs 三個(gè)基本物理指標(biāo)而算得式中Si土樣在某級(jí)荷載Pi（Kpa） 作用下的總變形量。它等于百分表初讀數(shù)與該級(jí)荷載下壓縮穩(wěn)定后的終讀數(shù)之差。ei所求對(duì)應(yīng)于某級(jí)荷載Pi 的孔隙比 ei 三、實(shí)驗(yàn)儀

18、器1、壓縮儀：見圖32。2、砝碼：供加荷載用，其上刻有重量。3、百分表、秒表、天平、環(huán)刀、調(diào)土刀、鋼絲鋸、玻璃片、鋁盒等圖32 固結(jié)儀示意圖1水槽；2護(hù)環(huán)；3環(huán)刀；4加壓上蓋；5透水石；6量表導(dǎo)桿；7量表架；8試樣四、實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容和步驟1、用環(huán)刀切取土樣將環(huán)刀刀口向下，置于土樣上，然后垂下壓，直至土露出環(huán)刀頂面為止。用切土刀切去環(huán)刀外圍的土，再用鋼絲鋸修平環(huán)刀兩端土面，并立即蓋上玻璃板，用棉紗擦凈環(huán)刀外壁及玻璃片。2、測定和計(jì)算土的初始孔隙比e0 ）土的密度和土的含水量w由土的三項(xiàng)基本物理性指標(biāo)實(shí)驗(yàn)取得； ）測定土的土粒比重Gs（此值由實(shí)驗(yàn)室提供,Gs=2.75）則：其中：w純水的密度，取1g/

19、cm33、安裝試樣）先將護(hù)環(huán)固定在壓縮底座上。（護(hù)環(huán)是一個(gè)厚壁鋼環(huán)，使土樣在側(cè)限條件下壓縮）。）將兩塊透水石浸潤，取其中直徑稍大者量入護(hù)環(huán)底部，并在其上再放一張潮濕的濾紙。）將帶有環(huán)刀的土樣，小心的裝入護(hù)環(huán)之中。）再順次加上濾紙、透水石和加壓蓋板。4、安裝量表（百分表）先將量表導(dǎo)桿穿過加壓杠桿上的圓孔，再插緊在土樣加壓蓋板里。）將百分表裝在表架上。）再移動(dòng)壓縮儀和左右轉(zhuǎn)動(dòng)表架，使量表、量表導(dǎo)桿、加壓蓋板、透水石、土樣互相對(duì)中）上下移動(dòng)表架，使百分表小針讀數(shù)在45mm之間，然后用擰緊螺栓固定表架。5、查儀器各種部件接觸是否良好可用實(shí)驗(yàn)室所給的小砝碼，掛于杠桿上，若量表指針微動(dòng)，說明接觸良好，然后

20、將小砝碼卸下。6、加荷及量測土樣的豎向變形量Si加荷前應(yīng)先記錄百分表初讀數(shù)。然后加上第一級(jí)荷載，并壓縮穩(wěn)定，記錄此時(shí)百分表讀數(shù)，它與初讀數(shù)之差即為第一級(jí)載荷之豎向變形量S1，接著累加砝碼，使荷重達(dá)到第二級(jí)載荷，其壓縮穩(wěn)定時(shí)百分表讀數(shù)與初讀數(shù)之差，即為該級(jí)荷重之S2，同理，進(jìn)行以下各級(jí)荷載的測試。總之，壓縮實(shí)驗(yàn)雖對(duì)土樣分級(jí)加載，但荷重是累加的，Si是累計(jì)的。 實(shí)驗(yàn)時(shí)涉及如下幾個(gè)問題：（1） 第一級(jí)荷載的大小 可視土樣的軟硬采用12.5 、 25.0 或 50.0kpa。學(xué)生實(shí)驗(yàn)時(shí)可取50.0kpa。（2） 荷載等級(jí) 一般為12.5 、 25.0 、50.0 、100 、 200 、400 、80

21、0kpa，最后一級(jí)荷載應(yīng)大于土層的計(jì)算壓力100200kpa。學(xué)生實(shí)驗(yàn)時(shí)，可分50 、100、 200、 400kpa 四個(gè)等級(jí)。（實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)根據(jù)荷載值，土樣面積及加力杠桿的力臂比例，確定所應(yīng)施加的砝碼重量）。（3） 壓縮穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn) 一般規(guī)定每級(jí)荷載下壓縮24小時(shí)，對(duì)于高壓縮性，24小時(shí)后尚有較大的壓縮變形比時(shí)，應(yīng)以每小時(shí)壓縮量不大于0.005mm作為穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)。學(xué)生實(shí)驗(yàn)時(shí)，因時(shí)間有限，每級(jí)荷載下只要求壓縮20分鐘五、預(yù)習(xí)要求本實(shí)驗(yàn)是使土樣在側(cè)限條件下（即無側(cè)向膨脹下）壓縮實(shí)驗(yàn)，首先要明確該實(shí)驗(yàn)的重要性。該實(shí)驗(yàn)過程較復(fù)雜，做實(shí)驗(yàn)以前，應(yīng)先認(rèn)真學(xué)習(xí)教材和實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，熟悉實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟，完成實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告

22、。六、實(shí)驗(yàn)要求該實(shí)驗(yàn)過程較復(fù)雜，應(yīng)注意指導(dǎo)教師的演示和講解，同組學(xué)生應(yīng)密切合作，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成實(shí)驗(yàn)。七、實(shí)驗(yàn)記錄與報(bào)告 完成實(shí)驗(yàn)記錄和實(shí)驗(yàn)報(bào)告。1、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄及孔隙比ei的計(jì)算實(shí)驗(yàn)者：姓名_學(xué)號(hào)_班級(jí)_實(shí)驗(yàn)日期：_年_月_日土的密度= （g/cm3） 土粒比重Gs=2.75 含水量W0= %壓力（kPa）測微表讀數(shù)Si試樣總變形量S=S0-Si孔隙比e050100200400百分表初讀數(shù)： S0=_（mm）試樣原始高度： H=（mm）試樣初始孔隙比： 壓縮系數(shù)：a12=（e1e2）（p2p1）=其中：p1=100kpa=0.1Mpa，p2=200kpa=0.2Mpa，e1、e2為對(duì)應(yīng)p1

23、、p2的孔隙比壓縮模量：Es=（1+e1）/a12=2、數(shù)據(jù)整理用方格紙繪制ep曲線八、思考題 壓縮試驗(yàn)，土樣是在什么條件下壓縮的？ 壓縮試驗(yàn)的目的是什么？ 為了測定ep對(duì)應(yīng)關(guān)系，其關(guān)鍵應(yīng)測得哪兩個(gè)數(shù)據(jù)？ 怎樣測得土樣的初始孔隙比eo？ 壓縮試驗(yàn)時(shí)荷載等級(jí)為多少？ 為什么要測某級(jí)荷載pi的總變形量si？怎樣計(jì)算相應(yīng)的e i？實(shí)驗(yàn)四、土的直接剪切實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^實(shí)驗(yàn)測定土樣的抗剪強(qiáng)度，繪制粘性土f關(guān)系曲線，確定土的內(nèi)摩擦角和粘聚力c，做為計(jì)算地基強(qiáng)度和穩(wěn)定性的基本指標(biāo)。二、實(shí)驗(yàn)原理和方法直接剪切儀如圖41所示，該儀器的主要部件由固定的上盒和活動(dòng)的下盒組成，試樣放在上下盒內(nèi)上下兩塊透水石之間。

24、試驗(yàn)時(shí)，由杠杠系統(tǒng)通過加壓活塞盒上透水石對(duì)試件施加某一垂直壓力，然后等速轉(zhuǎn)動(dòng)手輪對(duì)下盒施加水平推力，使試樣在上下盒之間的水平接觸面上產(chǎn)生剪切變形，直至破壞，剪應(yīng)力的大小可借助于上盒接觸的量力環(huán)的變形值計(jì)算確定。按下式計(jì)算每一試樣的抗剪強(qiáng)度：式中f土樣抗剪強(qiáng)度，KpaK量力環(huán)系數(shù)，Kpa/0.01mm R量力環(huán)終讀數(shù)與初始讀數(shù)之差圖41 應(yīng)變控制式直剪儀1輪軸；2底座；3透水石；4量表；5活塞；6上盒；7土樣；8量表；9量力環(huán)；10下盒該實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)是：剪切面限定在上下盒之間的平面，而不是沿土樣最薄弱的面剪切破壞，故稱之為土的直接剪切實(shí)驗(yàn)。測定破壞值（即土試樣剪切破壞時(shí)讀數(shù)）的方法：當(dāng)百分表讀數(shù)出

25、現(xiàn)峰值（即增加至此值后指針出現(xiàn)回退）或穩(wěn)定值（百分表讀數(shù)增至此值后不再增加），則可記此峰值或穩(wěn)定值為終讀數(shù)，再通過上式計(jì)算得到抗剪強(qiáng)度。對(duì)同一種土至少取4個(gè)重度和含水量相同的的試樣，分別在不同垂直壓力下剪切破壞，一般可取垂直壓力為100、200、300、400kpa，將試驗(yàn)結(jié)果繪制成如圖42所示的抗剪強(qiáng)度f和垂直壓力之間關(guān)系曲線。試驗(yàn)結(jié)果表明，對(duì)于粘性土f關(guān)系曲線基本成直線關(guān)系，該直線與橫軸的夾角為內(nèi)摩擦角，在縱軸上的截距為粘聚力c；對(duì)于無粘性土，f與之間關(guān)系則是通過原點(diǎn)的一條直線。圖42 粘性土f關(guān)系曲線為了近似模擬土體在現(xiàn)場受剪的排水條件，直接剪切試驗(yàn)可分為快剪、固結(jié)快剪和慢剪三種方法?？?/p>

26、剪試驗(yàn)是在試樣施加豎向壓力后，立即快速施加水平剪應(yīng)力使試樣剪切破壞。固結(jié)快剪是允許試樣在豎向壓力下排水，待固結(jié)穩(wěn)定后，再快速施加水平剪應(yīng)力使試樣剪切破壞。慢剪則是允許試樣在豎向壓力下排水，待固結(jié)穩(wěn)定后，以緩慢的速率施加水平剪應(yīng)力使試樣剪切破壞。學(xué)生實(shí)驗(yàn)一般采用快剪法。三、實(shí)驗(yàn)儀器1、直接剪切儀：見圖41。2、砝碼：供加荷載用，其上刻有重量。3、百分表、環(huán)刀、調(diào)土刀、天平、鋼絲鋸、玻璃片、鋁盒等四、實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容和步驟1、切取土試樣將環(huán)刀刀口向下，置于土樣上，然后垂下壓，直至土露出環(huán)刀頂面為止。用切土刀切去環(huán)刀外圍的土，再用鋼絲鋸修平環(huán)刀兩端土面，并立即蓋上玻璃板。用棉紗擦凈環(huán)刀外壁及玻璃片。2、安裝試樣）先將剪切盒的上盒和下