【精选资料】土工试验指导书

场地土性能检测指导书建筑工程系二○一○年四月1目录1、含水量试验…………………………………………………………………..22、密度试验（环刀法）………………………………………………………..43、土粒度分析试验（筛分法）………………………………………………54、液、塑限联合测定试验……………………………………………………75、三轴压缩试验………………………………………………………………96、无测限抗压强度试验………………………………………………………167、直接剪切试验………………………………………………………………198、击实试验……………………………………………………………………229、压缩性试验………………………………………………………………..252实验一含水量试验一、基本原理土的含水量是试样在105~0110C下烘至恒量时所失去的水质量和干土质量的比值，用百分比表示。含水量是土的基本物理性质指标之一，它是计算土的干密度、孔隙比、饱和度等的必要指标。目前国内外测定含水量的方法有多种，但能确保质量，操作简便又能符合含水量定义的试验方法仍以烘干法为主。故本试验采用烘干法。本试验方法适用于粘性土、砂性土和有机质土类。二、仪器设备（1）烘箱：可采用电热烘箱或温度能保持100~1050C的其它能源烘箱，也可用红外线烘箱。（2）天平：感量0.01g。（3）其它：干燥器、称量盒等。三、操作步骤（1）取具有代表性试样，粘性土为15~20g，沙性土、有机质土为50g放入称量盒内，盖上盒盖，称湿土质量，精确至0.01g。（2）打开盒盖,将盒置于烘箱内,在105~1100C的恒温下烘干。烘干时间对黏性土不得少于8h，对砂性土不得少于6h，对含有机质超过5%的土，应将温度控制在65~700C的恒温下烘干。（3）将称量盒从烘干箱中取出，盖上盒盖，放入干燥容器内冷却至室温，称干土质量，精确至0.01g。四、数据处理（1）试样的含水量，应按下式计算，精确至0.1%。100)1(00dmm式中0——土的含水量%；m0——试样湿质量（g）；md——试样干质量（g）（2）含水量试验应进行两次平行测定，两次测定的差值，当含水量小于40%时不得大于1%，当含水量40%时不得大于2%。取两次测值的平均值。（2）记录格式见表3含水量试验记录（烘干法）盒号盒质量g1盒+湿土质量g2盒+干土质量g3水分质量g4=2-3干土质量g5=3-1含水量g6=4/5*100平均含水量g74试验二密度试验（环刀法）一、试验目的：通过测定密度来了解土体内部的密实情况。二、试验设备：环刀：内径为61.80.15mm和79.80.15mm高度为200.016mm天平:称量500g,感量0.1g,称量200g,感量0.01g其他:修土刀、钢丝锯、凡士林等。三、适用范围：本试验方法适用于粘性土。四、操作步骤：1、按工程需要取原状土或制配所须状态的扰动土，整平两端，将环刀内壁涂一薄层凡士林，刀口向下放在土样上。2、用修土刀或钢丝锯将土样上部削成略大于环刀直径的土柱，然后将环刀垂直下压，边压边削至土样伸出环刀上部为止。削去两端余土，使与环刀口面齐平，并用剩余土样测定含水量。3、擦净环刀外壁，称环刀与土的质量m1,精确至0.1g。4、本试验须进行两次平行测定,其平行差值不得大于0.03g/cm3.求其算术平均值。五、试验要求：1、按下列公式计算湿密度和干密度Vmm21001.01d式中——湿密度（g/cm3）；1m——环刀与土盒质量（g）；2m——环刀质量（g）2、求出平均值。3、记录格式见下表密度试验记录（环刀法）土样编号环刀号环刀容积cm3①环刀质量g②土+环刀质量g③土样质量g④③-②湿密度g/cm3⑤④/①含水量%⑥干密度g/cm3⑦平均密度g/cm3⑧5试验三土粒度分析试验（筛分法）一、试验目的：通过筛分法来评价土的颗粒级配情况。二、试验原理：利用一套孔径不同的标准筛，来分离一定量的砂性土中与孔径相应的粒组，而后称重，计算各粒组的百分含量，确定砂性土的粒度成分。三、试验仪器：（1）标准筛：粗筛（圆孔）：孔径为60mm、40mm、20mm、10mm、5mm、2mm；细筛：孔径为2mm、0.5mm、0.25mm、0.074mm。（2）天平：称量5000g/感量5g；称量1000g/感量1g；称量200g/感量0.2g。（3）摇筛机。（4）其他烘箱、筛刷、烧杯、木碾、研钵等。四、备样：（1）从风干、松散的土样中，用四分法按照下列规定取出具有代表性的试样：（2）小于2mm颗粒的土100~300g。（3）最大粒径小于10mm的土300~900g。（4）最大粒径小于20mm的土1000~2000g。（5）最大粒径小于10mm的土2000~4000g。（6）最大粒径小于10mm的土4000g以上。五、试验步骤：1、对于无粘性土（1）按规定称取试样，将试样分批过2mm筛。（2）将大于2mm的试样从大到小的次序，通过大于2mm的各级粗筛。将留在筛上的土分别称量。（3）2mm筛下的土如果数量过多，可用四分法缩分至100g~800g。将试样从大到小的次序通过小于2mm的各级细筛。可用摇筛机进行震摇。震摇时间为10~15min。（4）由最大孔径的砂开始，顺序将各筛取下，在白纸上用手轻叩摇晃，至每分钟筛下数量不大于该级筛余质量的1%为止。漏下的土样应全部放入下一级筛内，并将留在各筛上的土样用软毛刷刷净，分别称量。（5）筛后各级筛上和筛底土总质量与筛前试样质量之差，不应大于1%。（6）如2mm筛下的土不超过试样总质量的10%，可省略细筛分析;如2mm筛上的土不超过试样总质量的10%，可省略粗筛分析。2、对于含有粘土粒的砂砾土（1）将土样放在橡皮板上用木碾将粘结的土团充分碾散，拌匀、烘干、称量。如土样过多时，用四分法取代表性土样。（2）将试样置于盛有清水的瓷盆中，浸泡并搅拌，使粗细颗粒分散。（3）将浸润后的混合液过2mm的筛，边冲边洗过筛，直至筛上仅留2mm以上的土粒为止。然后将筛上洗净的砂砾风干称量。按以上方法进行粗筛分析。（4）通过2mm筛下的混合液存放在盆地中，待稍沉淀，将上部悬液过0.074mm洗筛，用带橡皮头的玻璃棒研磨盆内浆液，再加清水，搅拌、研磨、静置、过筛，反复进行，直至盆内悬液澄清。最后，将全部土粒倒在0.074mm筛上，用水冲洗，直到筛上仅留大于0.074mm净砂为止。（5）将大于0.074mm净砂烘干称量,并进行细砂分析.（6）将大于2mm颗粒2~0.074mm的颗粒质量从原称量的总质量中减去,即为小于60.074mm的颗粒质量。（7）如果小于0.074mm的颗粒质量超过总土质量的10%，有必要时，将这部分土烘干、取样、另做比重计或移液管分析。六、数据处理：（1）计算小于粒径质量百分数100BAX式中X——小于某粒径颗粒的质量百分数（%）；A——小于某粒径颗粒的质量（g）；B———试样的总质量（g）（2）用四分法计算当小于2mm的颗粒如用四分法缩分取样时，试样中小于某粒径的颗粒质量占总土质量的百分数：100pbaX式中a——通过2mm筛的试样中小于某粒径的颗粒质量（g）；b——通过2mm筛的土样中所取试样的质量（g）；p——粒径小于颗粒质量百分数。（3）整理绘图在坐标纸上，以小于某粒径的颗粒质量百分数为纵坐标，以粒径为横坐标，绘制颗粒大小级配曲线，求出各粗组的颗粒质量百分数，以整数（%）表示。（4）计算不均匀系数：1060ddku（5）试验纪录表如下：筛前总土质量=g；小于2mm取试样质量=g；小于2mm土质量=g；小于2mm土占总土质量=%粒度分析试验记录（筛分法）粗筛分析细筛分析孔径mm累计留筛土质量g小于该孔径的土质量g小于该孔径的土质量百分比%孔径mm累计留筛土质量g小于该孔径的土质量g小于该孔径的土质量百分比占总土质量百分比%7试验四液、塑限联合测定试验一、试验目的：本试验的目的是测定土的液限和塑限，为划分土类，计算天然稠度、塑性指数，供工程设计和施工之用。二、试验对象：本试验适用于粒径小于0.5mm、有机质含量小于5%的土。三、试验仪器：1、LP-100游标式液塑限联合测定仪。2、天平：称量200g,感量0.01g。3、其他：调土刀、调土皿、称量盒、研钵、干燥器、吸管、凡士林、蒸溜水等。四、试验步骤：1、取代表性天然含水量或风干土样进行试验。如土中含大于0.5mm的颗粒或杂质物较多时，可采用风干土样，用木棒在橡皮板上压碎土块。试样必须反复研碎，过筛，直至将可研碎的土块全部通过0.5mm的筛为止。取筛下土样用三皿法或一皿法进行制样。三皿法：用筛下土样200g左右，分开放入三个盛土皿中，用习惯加入不同数量的蒸馏水或自来水，土样的含水量分别控制在液限、塑限以上和它们的中间状态附近。用调土刀调匀，盖上湿布，放置18h以上。2、将制备好的土样充分搅拌均匀，分层装入土样试杯，用力压密，使空气溢出。对于较干的土样，应先充分搓揉，用调土刀反复压实。试杯装满后，刮成与杯边齐平。3、调平仪器，提起锥杆（此时游标或百分表的读数为零），锥头上涂少许凡士林。4、将装好土样的试杯放在联合测定仪的升降座上，转动升降旋钮，待锥尖与土样表面刚好接触时停止升降，扭动锥下降旋钮，同时开动秒表，经5s时，松开旋钮，锥体停止下落，此时游标读数即为锥入深度1h。5、改变锥尖与土体接触位置（锥尖两次锥入位置距离不小于1cm），重复上述2、3步骤，得锥入深度2h。1h、2h允许误差为0.5mm，否则，应重做。取1h、2h平均值作为该点的锥入深度。6、去掉锥尖入土处的凡士林，取10g以上的土样两个，分别放入称量盒内，称其质量（准确至0.01g），测定其含水量1、2（计算到0.1%）。计算含水量平均值。7、重复2~6条步骤，对其他两个土样含水量进行试验，测其锥入深度和含水量。五、数据处理：1、含水量应按下式计算，计算至0.1%。100)1(01dmm2、以含水量为横坐标，圆锥下沉深度为纵坐标，在双对数坐标纸上绘制关系曲线，三点应在一直线上。当三点不在一直线上时，通过高含水量的点与其余两点联成一条直线，在下沉深度为2mm处查得相应的两个含水量，当两个含水量的差值小于2%时，应以该两点含水量的平均值与高含水量的点连成一条直线。当两个含水量的差值大于、等于2%时，应重做试验。3、在含水量与圆锥下沉深度关系图上，查得下沉深度为17mm所对应的含水量为17mm液限，查得下沉深度为10mm所对应的含水量为10mm液限，查得下沉深度为2mm所对应的含水量为塑限，取直至整数。4、塑性指数应按下式计算：plpI8液、塑限联合测定试验记录试验次数试验项目123入土深度mm1hh-w图2h221hh含水量%盒号盒质量g盒+湿土质量g盒+干土质量g水分质量g液限l=干土质量g塑限p=含水量%塑性指数PI=平均含水量%备注9实验五三轴压缩试验一、基本原理三轴压缩实验是根据摩尔-库伦强度理论，用3～4个试样，分别在不同的恒定周围压力（即小主应力σ3）下施加轴向压力（即主应力差），进行剪切直至破坏，从而确定土的抗剪强度参数。根据排水条件的不同，三轴试验分为以下三种试验类型：即不固结不排水试验（UU），固结不排水试验（CU），和固结排水试验（CD），试验方法的选择应根据工程情况，土的性质，建筑物施工和运行条件及所采用的分析方法而定。（1）不固结不排水剪试验（UU）:是在整个实验过程中,从加周围压力和增加轴向压力直到剪坏为止,均不允许试样排水对保和试样可测得总抗剪强度参数CU、ФU或有效抗剪强度参数C′、Ф′和孔隙水压力参数。（2）固结不排水剪试验（CU）:试验是先使试样在某一周围压力下固结排水，然后保持在不排水的情况下，增加轴向压力直到剪坏为止，可以测得总抗剪强度指标CCu、ФCu或有效抗剪强度参数C′、Ф′和孔隙水压力参数。（3）固结排水剪试验（CD）:是在整个试验过程中允许试样充分排水，即在某一周围压力下排水固结，然后在充分排水的情况下增加轴向压力直到剪坏为止，可以测定