土力学实验指导书

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1、桂林科技大学土力学实验指导书唐碧秋编机电工程学院交通工程系2010.3.实验一土的密度实验学时：2学时一、概述土的密度ρ是土质量密度的简称，指单位体积土样的质量，即土的总质量（m）与其体积（V）之比，是土的基本物理性质指标，单位为g/cm3或t/m3。土的密度反映了土体结构的松紧程度，是计算土的自重应力、干密度、孔隙比、孔隙度等指标的主要依据，也是挡土墙土压力计算、土坡稳定性验算、地基承载力和沉降量估算以及路基路面施工填土压实度控制的主要指标之一。当用国际单位制计算土的重力时，由土的质量产生的单位体积的重力称为土的重力密度，简称重度，其单位是

2、kN/m3。重度由密度乘以重力加速度求得，即。土的密度一般情况下是指土的湿密度，相应的重度称为湿重度，除此以外还有土的干密度、饱和密度以及有效密度，相应的有干重度、饱和重度和有效重度。二、目的要求：测定土在天然状态下单位体积的质量。三、实验方法及原理1．环刀法：就是采用一定容积的环刀切取土样并称土样质量的方法，环刀内土的质量与环刀容积之比即为土的密度。环刀法操作简便且准确，在室内和野外均普遍采用，但环刀法仅适用于测定不含砾石颗粒的粘性土密度。2．蜡封法：也称浮称法，其原理是依据阿基米德原理，即物体在水中失去的质量等于排开同体积水的质量，来测出

3、土的体积，为考虑土体浸水后崩解、吸水等问题，在土体外涂一层蜡。特别适用于难以切削的易破裂土和形状不规则的坚硬粘性土。3．灌水法：是在现场挖坑后灌水，由水的体积来量测试坑容积从而测定土的密度的方法。该方法适用于现场测定砂土与砂砾土的密度，特别是巨粒土的密度，从而为粗粒土和巨粒土提供施工现场检验密实度的手段。4．灌砂法：是首先在现场挖一个坑后，然后向试坑中灌入粒径为0.25~0.50mm的标准砂，由标准砂的质量和密度来测量试坑的容积，从而测定土的密度的方法，该方法主要用于现场测定粗粒土的密度。这里只介绍环刀法实验。四、仪器设备环刀法需要下列仪器设

4、备：（1）环刀：内径为61.8mm（面积30cm2）或79.8mm（面积50cm2），高度为20mm，壁厚1.5mm；（2）天平：称量200g，感量0.1g。（3）其它：切土刀、钢丝锯、凡士林等。五、操作步骤1．首先取一个环刀并记录环刀上的编号，再把环刀放在在天平上称取它的质量m1。2．根据工程需要取原状土或所需湿度密度的扰动土样，其直径和高度应大于环刀的尺寸的原状土样或制备土样。切取原状土样时，应保持原来结构并使试样保持与天然土层受荷方向一致。3．先削平土样两端，然后在环刀内壁涂一薄层凡士林油，刀口向下放在土样上，用切土刀将土样削成略大于环

5、刀直径的土柱，然后将环刀下压，边压边削，直至土样伸出环刀为止。4．根据试样的软硬程度，采用钢丝锯或切土刀将两端余土削去修平，并及时在两端盖上圆玻璃片，以免水分蒸发。注意修平土样时，严禁在土面上反复涂抹，以免土面孔隙堵塞。5．擦净环刀外壁，将取好土样的环刀放在天平上称量，记下环刀与湿土的总质量m2，精确至0.1克。六、数据记录与计算1、数据记录密度试验记录表（环刀法）试样编号土样类别环刀号湿土质量(g)体积(cm)湿密度(g/cm3)含水率（%）干密度(g/cm3)平均干密度(g/cm3)（1）（2）（3）＝（1）/（2）（4）（5）＝（3）/

6、[1+0.01（4）]（6）2、计算土的密度：按下式分别计算土的湿密度和干密度式中：ρ----湿密度（g/cm3），精确至0.01g/cm3----干密度（g/cm3），精确至0.01g/cm3m----湿土质量（g）；m1----环刀质量(g)；m2----环刀质量加湿土质量（g）；V----环刀容积（cm3）。计算至0.01克/立方厘米。----含水量3、要求：本实验应进行两次平行测定，两次测定的密度差值不得大于0.03g/cm3，并取其两次测值的算术平均值。实验二土的含水率实验学时：2学时一、概述土的含水量是指土在105～110℃的温度

7、下烘至恒量时所失去的水分质量和达恒量后干土质量的比值，以百分数表示。含水量是土的基本物理性指标之一，它反映了土的干、湿状态。含水量的变化将使土物理力学性质发生一系列的变化，它可使土变成半固态、可塑状态或流动状态，可使土变成稍湿状态、很湿状态和饱和状态，也可造成土的压缩性和稳定性上的差异。含水量还是计算土的干密度、孔隙比、饱和度、液性指数等项指标不可缺少的依据，也是建筑物地基、路堤、土坝等施工质量控制的重要指标。二、目的要求：土的含水率是土在105—1100C下烘于恒量时所失去的水的质量和干土质量的百分比值。土在天然状态下的含水率为土的天然含水

8、率。试验的目的：测定土的含水率。三、实验方法及原理1．烘干法：是将试样放在能保持105～110℃的烘箱中烘至恒量的方法，是室内测定含水量的标准方法，一般粘性土都可以