土工实验方法
实验一  土的含水率试验
    (一)、试验目的
    土的含水率指土在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称为土的天然含水率。所以,试验的目的:测定土的含水率。 
  (二)、试验方法适用范围
    1、烘干法:室内试验的标准方法,一般粘性土都可以采用。
    2、酒精燃烧法:适用于快速简易测定细粒土的含水率。
    3、比重法:适用于砂类土。
  (三)、烘干法试验
    1、仪器设备
    烘箱:采用电热烘箱;天平:称量200g,分度值0.01g;其他:干燥器,称量盒。
    2、操作步骤
  (1)取代表性试样,粘性土为15—30g,砂性土、有机质土为 50g,放入质量为m0的称量盒内,立即盖上盒盖,称湿土加盒总质量m1,精确至0.01g.
  (2)打开盒盖,将试样和盒放入烘箱,在温度105——1100C的恒温下烘干。烘干时间与土的类别及取土数量有关。粘性土不得少于8小时;砂类土不得少于6小时;对含有机质超过10%的土,应将温度控制在65——700C的恒温下烘至恒量。
  (3)将烘干后的试样和盒取出,盖好盒盖放入干燥器内冷却至室温,称干土加盒质量m2为,精确至0.01g。
3、计算含水率:按下式计算     
   
               
    4、要求:(1)计算准确至0.1%;(2)本试验需进行2次平行测定,取其算术平均值,允许平行差值应符合下表规定。
含水率(%)
小于10
10—40
大于40
允许平行差值(%) 
  0.5
  1.0
  2.0
5、本试验记录格式详见报告
实验二 土的密度试验
(一)、试验目的
    测定土在天然状态下单位体积的质量。
  (二)、试验方法与适用范围
    一般粘性土,宜采用环刀法
    易破碎,难以切削的土,可采用蜡封法
    对于砂土与砂砾土,可用现场的灌砂法或灌水法。
  (三)、环刀法的试验
    1、仪器设备
    符合规定要求的环刀;精度为0.01g的天平;其他:切土刀,凡士林等。
    2、操作步骤
  (1)测出环刀的容积V,在天平上称环刀质量m1
  (2)取直径和高度略大于环刀的原状土样或制备土样。
  (3)环刀取土:在环刀内壁涂一薄层凡士林,将环刀刃口向下放在土样上,随即将环刀垂直下压,边压边削,直至土样上端伸出环刀为止。将环刀两端余土削去修平(严禁在土面上反复涂抹),然后擦净环刀外壁。
  (4)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
    3、计算土的密度:按下式计算
4、要求:密度试验应进行2次平行测定,两次测定的差值不得大于0.03g/cm3,取两次试验结果的算术平均值;②密度计算准确至0.01 g/cm3.
5、本试验记录格式详见实验报告
      实验三  土的颗粒大小分析试验 
  (一)、试验目的
    颗粒大小分析试验是测定干土中各种粒组所占该土总质量的百分数,借以明确颗粒大小分布情况,供土的分类与概略判断土的工程性质及选料之用。
  (二)试验方法与适用范围
    1、筛析法:适用于粒径大于0.075mm的土。
    2、密度计法:适用于粒径小于0.075mm的土。
    3、移液管法:适用于粒径小于0.075mm的土。
4、若土中粗细兼有,则联合使用筛析法及密度计法或移液管法。
(三)、筛分法实验
1、 仪器设备:
(1)符合GB6003——85的要求的试验筛。粗筛:圆孔,孔径为60mm、40mm、20mm、10mm、5mm、2mm;细筛:孔径为2.0、1.0、0.5、0.25、0.1、0.075mm。
    (2)、天平:称量1000g与称量200g。
    (3)、台秤:称量5kg.。
    (4)、振筛机:应符合GB9909——88的技术条件。
    (5)、其他:烘箱、研钵、瓷盘、毛刷、木碾等。
    2、操作步骤(无粘性土的筛分法)
    (1)从风干、松散的土样中,用四分法按下列规定取出代表性试样:
1 粒径小于2mm颗粒的土取100g——300g
2 最大粒径小于10mm的土取300g——1000g
3 最大粒径小于20mm的土取1000g——2000g
4 最大粒径小于40mm的土取2000g——4000g
5 最大粒径小于60mm的土取4000g以上。
    称量准确至0.1g;当试样质量多于500g时,准确至1g。
    (2)将试样过2mm细筛,分别称出筛上和筛下土质量。
    (3)取2mm筛上试样倒入依次叠好的粗筛的最上层筛中;取2mm筛下试样倒入依次叠好的最上层筛中,进行筛析。细筛宜放在振筛机上震摇,震摇时间一般为10——15min。
    (3)由最大孔径筛开始,顺序将各筛取下,在白纸上用手轻叩摇晃,如仍有土粒漏下,应继续轻叩摇晃,至无土粒漏下为止。漏下的土粒应全部放入下级筛内。并将留在各筛上的试样分别称量,准确至0.1g。
    (4)各细筛上及底盘内土质量总和与筛前所取2mm筛下土质量之差不得大于1%;各粗筛上及2mm筛下的土质量总和与试样质量之差不得大于1%。
    注:若2mm筛下的土,小于试样总质量的10%,则可省略细筛筛析;若2mm筛上的土,小于试样总质量的10%,则可省略粗筛筛析。一个土一个于
    3、计算与制图
(1) 计算小于某粒径的试样质量占试样总质量的百分数:
               
    式中:X——小于某粒径的试样质量占试样总质量的百分数;
          mA——小于某粒径的试样质量,g;
          mB——当细筛分析时或用密度计法分析时所取试样质量(粗筛分析时则为试样总质量),g;
          dx——粒径小于2mm或粒径小于0.075mm的试样质量占总质量的百分数,如试样中无大于2mm粒径或无小于0.075mm的粒径,在计算粗筛分析时则dx=100%。
    (2)绘制颗粒大小分布曲线。以小于某粒径的试样质量占总质量的百分数为纵坐标,以粒径在对数横坐标上进行绘制(详见教材)。然后求出各粒组的颗粒质量的百分数。
    (3)计算级配指标
1 不均匀系数:   
曲率系数       
 
实验四  土的液、塑限试验
(一)、试验目的
    细粒土由于含水量不同,分别处于流动状态、可塑状态、半固体状态和固体状态。液限是细粒土呈可塑状态的上限含水量;塑限是细粒土呈可塑状态的下限含水量。
    本试验的目的是测定细粒土的液限、塑限,计算塑性指数、给土分类定名,共设计、施工使用。
  (二)、试验方法和适用范围
    1、试验方法
    土的液、塑限试验:采用液塑限联合测定法;
    土的塑限试验:采用搓滚法;   
土的液限试验:采用碟式仪法。
2、适用范围
适用于粒径小于0.5mm颗粒组成及有机质含量不大于干土质量5%的土。
  (三)、液塑限联合测定法试验
    1、仪器设备
    液塑限联合测定仪:圆锥仪、读数显示;试样杯:直径40—50mm,高30—40mm;天平:称量200g,分度值0.01g;其他:烘箱、干燥器、铝盒、调土刀、孔径0.5mm的筛、凡士林等。
    2、操作步骤
    液限、塑限联合试验,原则上采用天然含水量的土样制备试样,但也允许采用 风干土制备试样。
  (1)当采用天然含水量的土样时,应剔除大于0.5mm的颗粒,然后分别按接近液限、塑限和二者之间状态制备不同稠度的土膏,静置湿润。静置时间可视原含水量的大小而定。当采用风干土样时,取过0.5mm筛的代表性土样约200g,分成3份,分别放入3个盛土皿中,加入不同数量的纯水,使分别接近液限、塑限和二者中间状态的含水量,调成均匀土膏,然后放入密封的保湿缸中,静置24小时。
  (2)将制备好的土膏用调土刀调拌均匀,密实地填入试样杯中,应使空气逸出。高出试样杯的余土用刮土刀刮平,随即将试样杯放在仪器底座上。
  (3)取圆锥仪,在锥体上涂以薄层凡士林,接通电源,使电磁铁吸稳圆锥仪。
  (4)调节屏幕准线,使初读数为零。调节升降座,使圆锥仪锥角接触试样面,指示灯亮时圆锥在自重下沉入试样内,经5秒后立即测读圆锥下沉深度。
  (5)取下试样杯,然后从杯中取10g以上的试样2个,按实训一方法测定含水率。
  (6)按以上(2)——(5)的步骤,测试其余2个试样的圆锥下沉深度和含水率。
    3、计算与制图
(1) 计算含水量:     
  (2)绘制圆锥下沉深度h与含水量w的关系曲线
    以含水量为横坐标,圆锥下沉深度为纵坐标,在双对数纸上绘制h~w的关系曲线。如图所示。三点连一条直线。当三点不在一直线上,通过高含水量的一点分别与其余两点连成两条直线,在圆锥下沉深度为2mm处查得相应的含水量,当两个含水量的差值小于2%,应以该两点含水量的平均值与高含水量的点连成一线。当两个含水量的差值大于或等于2%时,应补做试验。
  (3)确定液限、塑限
在圆锥下沉深度h与含水量w关系图上,查得下沉深度为17mm所对应的含水量为液限wL;查得下沉深度为2mm所对应的含水量为塑限wP,以百分数表示,取整数。
(4)计算塑性指数和液性指数     
塑性指数:        液性指数:     
    (5)按规范规定确定土的名称
4、本试验记录格式详见实验报告
                                                                                                                                                                                                                                             

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