土工测试技术试验.pptx

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1、课程简介 土工测试技术 土工测试技术 是土木工程专业岩土工程方向的专业课 是土木工程专业岩土工程方向的专业课。我国地域辽。我国地域辽阔，自然地理环境复杂多样，土的工程性质也千变万化，随着工程建设发展，阔，自然地理环境复杂多样，土的工程性质也千变万化，随着工程建设发展，需要对土的工程性质更全面更深入地研究，因此如何通过有效的土工实验技术 需要对土的工程性质更全面更深入地研究，因此如何通过有效的土工实验技术正确的测定土的工程性质指标，对各类工程建设项目至关重要，是岩土工程勘 正确的测定土的工程性质指标，对各类工程建设项目至关重要，是岩土工程勘察中重要内容。察中重要内容。通过本课程的学习使学生掌握常

2、用的土工测试方法和理论，了解土体物 通过本课程的学习使学生掌握常用的土工测试方法和理论，了解土体物理力学性质指标的工程应用，学会编制实验方案和实验数据整理的方法，增强 理力学性质指标的工程应用，学会编制实验方案和实验数据整理的方法，增强学生实践动手能力和综合分析能力，培养学生认真工作习惯。学生实践动手能力和综合分析能力，培养学生认真工作习惯。第1 页/共75 页 目 录实验一 实验一 含水率实验 含水率实验实验二 实验二 密度实验 密度实验实验三 实验三 比重实验 比重实验实验四 实验四 颗粒分析实验 颗粒分析实验实验五 实验五 界限含水量实验 界限含水量实验实验六 实验六 相对密度实验 相对

3、密度实验实验七 实验七 天然休止角 天然休止角目 录 目 录 目 录 目 录 目 录 实验八 实验八 渗透实验 渗透实验 实验九 实验九 击实实验 击实实验 实验十 实验十 固结（压缩）实验 固结（压缩）实验 实验十一 实验十一 直接剪切实验 直接剪切实验实验十二 实验十二 无侧限抗压强度实验 无侧限抗压强度实验实验十三 实验十三 三轴剪切实验 三轴剪切实验 第2 页/共75 页实验一 含水率实验实验一含水率实验 一、实验目的 测定土的含水率，以了解土的含水情况，是计算土的孔隙 测定土的含水率，以了解土的含水情况，是计算土的孔隙比、液性指数、饱和度及其它物理性质指标不可缺少的一个基 比、液性指

4、数、饱和度及其它物理性质指标不可缺少的一个基本指标。本指标。二、实验原理 土样含水率是指土样在 土样含水率是指土样在105 105至 至110 110的温度下烘干至恒重 的温度下烘干至恒重拾所失去的水分质量与烘干土质量的比值，用百分数表示。即：拾所失去的水分质量与烘干土质量的比值，用百分数表示。即：（1-1 1-1）式中 式中w w 含水率 含水率;m;m1 1 称量盒加湿土质量 称量盒加湿土质量(g);m(g);m2 2 称量盒 称量盒加干土质量 加干土质量(g);m(g);m0 0 称量盒质量 称量盒质量(g);(g);第3 页/共75 页实验一 含水率实验实验一含水率实验 三、实验方法

5、1 1、烘干法、烘干法 1 1）仪器设备）仪器设备（1 1）恒温烘箱；）恒温烘箱；（2 2）分析天平感量）分析天平感量0.01g 0.01g；（3 3）附属设备、称量盆（铝盒）、干燥器、温度计等。）附属设备、称量盆（铝盒）、干燥器、温度计等。2 2）操作步骤 操作步骤（1 1）从土样中选取具有代表性的试样）从土样中选取具有代表性的试样15 15 30g 30g（对于砾（对于砾类土，取 类土，取100g 100g以上试样），放在称量盒中，立即盖好盒盖，称 以上试样），放在称量盒中，立即盖好盒盖，称盒加湿土质量 盒加湿土质量m1 m1，准确至，准确至0.01g 0.01g。第4 页/共75 页实验

6、一 含水率实验实验一含水率实验 三、实验方法 2 2）操作步骤 操作步骤（2 2）打开盒盖，将盒放入烘箱中在温度）打开盒盖，将盒放入烘箱中在温度105 105 110 110 下 下烘至恒重；对于有机质含量超过 烘至恒重；对于有机质含量超过5%5%的有机质土和有机土，或含 的有机质土和有机土，或含石膏和硫酸盐矿物的土采用 石膏和硫酸盐矿物的土采用65 65 70 70 温度，将土烘干至恒量。温度，将土烘干至恒量。一般砂土约需 一般砂土约需1 1 2 2小时，粉土、粉质粘土约需 小时，粉土、粉质粘土约需6 6 8 8小时，粘土 小时，粘土约需 约需10 10小时，有机土约需 小时，有机土约需48

7、 48小时以上，然后取出放在干燥器内 小时以上，然后取出放在干燥器内冷却至室温。冷却至室温。（3 3）将盒从干燥器内取出，盖好盒盖，称盒加干土质量，）将盒从干燥器内取出，盖好盒盖，称盒加干土质量，准确至 准确至0.01g 0.01g。第5 页/共75 页实验一 含水率实验实验一含水率实验 三、实验方法 3 3）实验成果整理）实验成果整理 含水率计算见式 含水率计算见式(1-1)(1-1)。含水率实验应进行两次平行实验，。含水率实验应进行两次平行实验，当两次测定含水率的差值在允许的范围内时，取两个测值的算 当两次测定含水率的差值在允许的范围内时，取两个测值的算术平均值作为该土样的含水率。当含水率

8、小于 术平均值作为该土样的含水率。当含水率小于40%40%时，允许的 时，允许的平行测定差值不大于 平行测定差值不大于1%1%；当含水率；当含水率 40%40%时，允许的平行测定 时，允许的平行测定差值不大于 差值不大于2%2%。4 4）注意事项）注意事项（1 1）使用称量盒前，应先检查盒盖与盒底号码是否一致，）使用称量盒前，应先检查盒盖与盒底号码是否一致，发现不一致时应另相符者进行称量；发现不一致时应另相符者进行称量；（2 2）烘干土从烘箱内取出时，切勿外露在空气中，以免干）烘干土从烘箱内取出时，切勿外露在空气中，以免干土吸收水蒸气。土吸收水蒸气。第6 页/共75 页实验一 含水率实验实验一

9、含水率实验 三、实验方法2 2、酒精燃烧法、酒精燃烧法 酒精燃烧法是将土试样和酒精拌合，点燃酒精，随着酒精的 酒精燃烧法是将土试样和酒精拌合，点燃酒精，随着酒精的燃烧使试样中水分蒸发的方法。该方法简易快速，适用于测定无机 燃烧使试样中水分蒸发的方法。该方法简易快速，适用于测定无机的细粒土含水率，尤其现场没有烘箱或土样较少的情况。的细粒土含水率，尤其现场没有烘箱或土样较少的情况。酒精燃烧法实验同样应进行两个试样平行测定，允许平行差值 酒精燃烧法实验同样应进行两个试样平行测定，允许平行差值与烘干法相同，含水率计算见式 与烘干法相同，含水率计算见式(1-1)(1-1)。操作步骤从略。操作步骤从略。注

10、意事项：注意事项：应采用滴管加酒精，酒精瓶用后应随时加盖，远离称量盒。应采用滴管加酒精，酒精瓶用后应随时加盖，远离称量盒。燃烧的称量盒应放在瓷盘内。燃烧的称量盒应放在瓷盘内。第二次加酒精于土中时，应等火焰完全熄灭后进行。第二次加酒精于土中时，应等火焰完全熄灭后进行。第7 页/共75 页实验一 含水率实验实验一含水率实验 四、实验报告要求 1 1、实验报告内容完整，主要包括实验目的、实验仪器、实验、实验报告内容完整，主要包括实验目的、实验仪器、实验步骤、实验数据整理及实验结果分析；步骤、实验数据整理及实验结果分析；2 2、要求独立完成实验报告，书写整齐；、要求独立完成实验报告，书写整齐；3 3、

11、按照科学方法整理实验数据，并对实验结果进行分析。、按照科学方法整理实验数据，并对实验结果进行分析。五、思考题1 1、为什么有机质土应采用较低温度烘干？、为什么有机质土应采用较低温度烘干？2 2、酒精燃烧法适用范围、酒精燃烧法适用范围？第8 页/共75 页实验二 密度实验实验二密度实验 一、实验目的 土的密度是指土的单位体积质量，是土的基本物理性质指 土的密度是指土的单位体积质量，是土的基本物理性质指标之一。土的密度反映了土的疏密程度，是计算土的其它物理 标之一。土的密度反映了土的疏密程度，是计算土的其它物理性质指标的依据，也是填土压实施工密实度控制的重要指标之 性质指标的依据，也是填土压实施工

12、密实度控制的重要指标之一。土的密度一般是指土的湿密度 一。土的密度一般是指土的湿密度，除此以外还有土的干密度，除此以外还有土的干密度 d、土的饱和密度、土的饱和密度 sat和土的有效密度 和土的有效密度。二、实验方法及原理 密度实验方法有环刀法、蜡封法、灌砂法和灌水法等。对 密度实验方法有环刀法、蜡封法、灌砂法和灌水法等。对于细粒原状土，宜采用环刀法；对于易碎裂、难以切削的土，于细粒原状土，宜采用环刀法；对于易碎裂、难以切削的土，可采用蜡封法；对于现场粗粒土，可采用灌水法或灌砂法。可采用蜡封法；对于现场粗粒土，可采用灌水法或灌砂法。第9 页/共75 页实验二 密度实验实验二密度实验 二、实验方

13、法及原理 1 1、环刀法、环刀法 1 1）仪器设备）仪器设备（1 1）环刀；）环刀；（2 2）分析天平，感量）分析天平，感量0.01g 0.01g；（3 3）修土刀、钢丝锯、毛玻璃和圆玻璃片等。）修土刀、钢丝锯、毛玻璃和圆玻璃片等。2 2）操作步骤 操作步骤（1 1）按工程需要取原状土样，其直径和高度应大于环刀）按工程需要取原状土样，其直径和高度应大于环刀的尺寸，整平两端放在玻璃板上。的尺寸，整平两端放在玻璃板上。（2 2）将环刀的刀口向下放在土样上面，然后用手将环刀）将环刀的刀口向下放在土样上面，然后用手将环刀垂直下压，边压边削，至土样上端伸出环刀为止，将两端余土 垂直下压，边压边削，至土样

14、上端伸出环刀为止，将两端余土削去修平，并及时在两端盖上平滑的圆玻璃片。削去修平，并及时在两端盖上平滑的圆玻璃片。第10 页/共75 页实验二 密度实验实验二密度实验 二、实验方法及原理2 2）操作步骤 操作步骤（3 3）擦净环刀外壁，拿去圆玻璃片，然后称取环刀加土质）擦净环刀外壁，拿去圆玻璃片，然后称取环刀加土质量，准确至 量，准确至0.01g 0.01g。3 3）实验成果整理）实验成果整理 计算土的密度 计算土的密度（2-1 2-1）式中 式中 密度 密度(g/cm(g/cm3 3),),准确至 准确至0.01(g/cm 0.01(g/cm3 3););m m 土的质 土的质量 量(g);(

15、g);V V 环刀的体积 环刀的体积(cm(cm3 3););m m1 1 环刀加土的质量 环刀加土的质量(g);(g);m m0 0 环 环刀质量 刀质量(g)(g)。密度实验应进行平行实验，当平行实验的差值 密度实验应进行平行实验，当平行实验的差值 0.03g/cm 0.03g/cm3 3,取其两次测值的算术平均值。取其两次测值的算术平均值。第11 页/共75 页实验二 密度实验实验二密度实验 二、实验方法及原理 2 2、蜡封法、蜡封法 1 1）仪器设备）仪器设备（1 1）熔蜡加热器；机械式天平；）熔蜡加热器；机械式天平；（2 2）削土刀；蜡；温度计；烧杯；细线；针等。）削土刀；蜡；温度计

16、；烧杯；细线；针等。2 2）操作步骤 操作步骤（1 1）从原状土样中切取体积不小于）从原状土样中切取体积不小于30cm 30cm3 3的代表性试样，的代表性试样，清除表面浮土及尖锐棱角，用细线系上，称试样质量，准确至 清除表面浮土及尖锐棱角，用细线系上，称试样质量，准确至0.01g 0.01g。（2 2）持线将试样缓缓浸入刚过熔点的蜡液中，浸没后立）持线将试样缓缓浸入刚过熔点的蜡液中，浸没后立即提出，检查试样表面的蜡膜，当有气泡时应用针刺破，再用 即提出，检查试样表面的蜡膜，当有气泡时应用针刺破，再用蜡液补平，冷却后称蜡封试样质量，准确至 蜡液补平，冷却后称蜡封试样质量，准确至0.01g 0.

17、01g。第12 页/共75 页实验二 密度实验实验二密度实验 二、实验方法及原理 2 2）操作步骤 操作步骤（3 3）将蜡封试样挂在天平的一端，浸没于盛有纯水的烧杯）将蜡封试样挂在天平的一端，浸没于盛有纯水的烧杯中，称蜡封试样在纯水的质量，并测定纯水的温度。中，称蜡封试样在纯水的质量，并测定纯水的温度。（4 4）取出试样，揩干拉面上的水分，再称量蜡封试样质量。）取出试样，揩干拉面上的水分，再称量蜡封试样质量。当浸水后试样质量增加时，应另取试样重做实验。当浸水后试样质量增加时，应另取试样重做实验。3 3）计算试样的密度）计算试样的密度（2-2 2-2）式中 式中 m mn n 蜡封试样质量 蜡封

18、试样质量(g);m(g);mnw nw 蜡封试样质量 蜡封试样质量(g);(g);wT wT 纯水在 纯水在T T时的密度 时的密度(g/cm(g/cm3 3););n n 蜡的密度 蜡的密度(g/cm(g/cm3 3)。第13 页/共75 页实验二 密度实验实验二密度实验 二、实验方法及原理 3 3、灌水法、灌水法 1 1）仪器设备）仪器设备（1 1）储水筒：直径均匀，并具有刻度即出水管；）储水筒：直径均匀，并具有刻度即出水管；（2 2）台秤：称量）台秤：称量50 50，最小分度值，最小分度值10 g 10 g；（3 3）其他设备：铁镐、铁铲、水平尺、塑料薄膜袋等。）其他设备：铁镐、铁铲、水

19、平尺、塑料薄膜袋等。2 2）操作步骤 操作步骤（从略）（从略）3 3）实验成果整理）实验成果整理 试坑的体积 试坑的体积 V VP P=（H H1 1-H-H2 2）A Aw w V V0 0 试样的密度 试样的密度=m=mp p/V/VP P 式中 式中H H1 1 储水筒内初始水位高度 储水筒内初始水位高度(cm);H(cm);H2 2 储水筒内注水终了 储水筒内注水终了水位高度 水位高度(cm);A(cm);Aw w 储水筒内断面积 储水筒内断面积(cm(cm2 2);V);V0 0 套环体积 套环体积(cm(cm3 3)。第14 页/共75 页实验二 密度实验实验二密度实验 三、实验报

20、告要求 1 1、实验报告内容完整，主要包括实验目的、实验仪器、实验、实验报告内容完整，主要包括实验目的、实验仪器、实验步骤、实验数据整理及实验结果分析；步骤、实验数据整理及实验结果分析；2 2、要求独立完成实验报告，书写整齐；、要求独立完成实验报告，书写整齐；3 3、按照科学方法整理实验数据，并对实验结果进行分析。、按照科学方法整理实验数据，并对实验结果进行分析。四、思考题1 1、为什么说灌水法比灌沙法测量密度的精度高？、为什么说灌水法比灌沙法测量密度的精度高？第15 页/共75 页实验三 比重实验实验三比重实验 一、实验目的 土的比重是指土在温度 土的比重是指土在温度105 105 110

21、110 下烘至恒重时的 下烘至恒重时的质量与土粒同体积 质量与土粒同体积4 4 时纯水质量的比值。土的比重也称土 时纯水质量的比值。土的比重也称土粒相对密度，土的比重主要取决于土的矿物成分，是土的 粒相对密度，土的比重主要取决于土的矿物成分，是土的基本物理性质指标之一 基本物理性质指标之一。测定土的比重，可为土的孔隙比、。测定土的比重，可为土的孔隙比、饱和度计算及颗粒分析密度计实验、压缩实验等提供必需 饱和度计算及颗粒分析密度计实验、压缩实验等提供必需的数据。的数据。第16 页/共75 页实验三 比重实验实验三比重实验 二、实验方法及原理 按照土粒粒径的不同，土的比重实验可分为比重瓶法、浮 按

22、照土粒粒径的不同，土的比重实验可分为比重瓶法、浮称法或虹吸筒法 称法或虹吸筒法。对于粒径小于 对于粒径小于5mm 5mm的土，应采用比重瓶法；对于粒径大于 的土，应采用比重瓶法；对于粒径大于等于 等于5mm 5mm的土，且其中粒径大于 的土，且其中粒径大于20mm 20mm颗粒小于总质量的 颗粒小于总质量的10 10 时，采用浮环法 时，采用浮环法.对于粒径大于等于 对于粒径大于等于5mm 5mm的土，且其中粒径大于 的土，且其中粒径大于20mm 20mm颗粒 颗粒大于总质量的 大于总质量的10 10时，采用虹吸同法。时，采用虹吸同法。对于小于、等于和大于 对于小于、等于和大于5mm 5mm土

23、颗粒组成的土，则应分别采 土颗粒组成的土，则应分别采用比重瓶法、浮称法或虹吸筒法测定，并取其加权平均值作为 用比重瓶法、浮称法或虹吸筒法测定，并取其加权平均值作为该土的比重。排除土中空气可用煮沸法和真空抽气法两种方法，该土的比重。排除土中空气可用煮沸法和真空抽气法两种方法，当土样内有机质含量超过 当土样内有机质含量超过10%10%时必须用真空抽气法测定。时必须用真空抽气法测定。第17 页/共75 页实验三 密度实验实验三密度实验 二、实验方法及原理 1 1、比重瓶法、比重瓶法比重瓶法的实验原理是有称好质量的干土放入装满纯水的比 比重瓶法的实验原理是有称好质量的干土放入装满纯水的比重瓶前后质量差

24、异，计算出土粒的体积，进一步计算出土的比 重瓶前后质量差异，计算出土粒的体积，进一步计算出土的比重。用纯水测定时，按下式计算比重：重。用纯水测定时，按下式计算比重：（3-1 3-1）式中 式中G Gs s 土的比重 土的比重;m;m1 1 瓶土质量 瓶土质量(g);m(g);m2 2 瓶水质量 瓶水质量(g);m(g);m3 3 瓶、水、土质量 瓶、水、土质量(g);m(g);m0 0 比重瓶质量 比重瓶质量(g);G(g);GWT WTT T 时纯水的比重，准确至 时纯水的比重，准确至0.001 0.001。第18 页/共75 页实验三 密度实验实验三密度实验 二、实验方法及原理1 1）仪器

25、设备）仪器设备（1 1）比重瓶、天平、温度计、恒温水槽、砂浴；）比重瓶、天平、温度计、恒温水槽、砂浴；（2 2）烘箱、牛角匙、玻璃漏斗、滴管、真空抽）烘箱、牛角匙、玻璃漏斗、滴管、真空抽 气设备。气设备。2 2）操作步骤 操作步骤（1 1）将比重瓶烘干，称烘干试样）将比重瓶烘干，称烘干试样15g 15g（当用（当用50L 50L的比重瓶时，的比重瓶时，称烘干试样 称烘干试样10g 10g）装入比重瓶，称试样和瓶的总质量，准确至）装入比重瓶，称试样和瓶的总质量，准确至0.001g 0.001g。（2 2）向比重瓶内注纯水，使土和水约占容积的）向比重瓶内注纯水，使土和水约占容积的1/3 1/3左右

26、。摇动 左右。摇动比重瓶，并放在砂浴上煮沸，砂土大于 比重瓶，并放在砂浴上煮沸，砂土大于30min 30min，粘性土、粉土大于，粘性土、粉土大于1h 1h。沸腾后应调节砂浴温度。对含有可溶盐和亲水性胶体的土用。沸腾后应调节砂浴温度。对含有可溶盐和亲水性胶体的土用中性液体代替纯水，用真空抽气排气。真空表读数宜接近一个大 中性液体代替纯水，用真空抽气排气。真空表读数宜接近一个大气负压值，抽气时间不得少于 气负压值，抽气时间不得少于1h 1h。第19 页/共75 页实验三 密度实验实验三密度实验 二、实验方法及原理（3 3）将煮沸经冷却的纯水注入比重瓶。当用长颈比重瓶时注）将煮沸经冷却的纯水注入比

27、重瓶。当用长颈比重瓶时注纯水至刻度处；当用短颈比重瓶时应将纯水注满，塞紧瓶塞，多 纯水至刻度处；当用短颈比重瓶时应将纯水注满，塞紧瓶塞，多余的水分自瓶塞毛细管中溢出并使瓶内无气泡。将比重瓶置于恒 余的水分自瓶塞毛细管中溢出并使瓶内无气泡。将比重瓶置于恒温水槽内至温度稳定，且瓶内上部悬液澄清。取出比重瓶，擦干 温水槽内至温度稳定，且瓶内上部悬液澄清。取出比重瓶，擦干瓶外壁，称比重瓶、水、试样总质量，准确至 瓶外壁，称比重瓶、水、试样总质量，准确至0.001g 0.001g；并应测定；并应测定瓶内的水温，准确至 瓶内的水温，准确至0.5 0.5。（4 4）从关系曲线中查得各实验温度下的瓶、水总质量

28、）从关系曲线中查得各实验温度下的瓶、水总质量m m3 3，关，关系曲线见图 系曲线见图3-1 3-1。如果无此曲线，则立即倾去悬液，洗净比重瓶，。如果无此曲线，则立即倾去悬液，洗净比重瓶，注入与实验同温度的纯水至相同刻度处，并把瓶塞塞紧，多余的 注入与实验同温度的纯水至相同刻度处，并把瓶塞塞紧，多余的水分从瓶塞的毛细管中溢出，擦去小孔上的比重瓶外的水，称量 水分从瓶塞的毛细管中溢出，擦去小孔上的比重瓶外的水，称量瓶、水总质量，准确至 瓶、水总质量，准确至0.001g 0.001g。第20 页/共75 页实验三 密度实验实验三密度实验 3 3）实验数据整理）实验数据整理按式（按式（3-1 3-1

29、）计算土的比重。比重瓶法实验应进行平行实验，平）计算土的比重。比重瓶法实验应进行平行实验，平行差值不得大于 行差值不得大于0.02 0.02，取其算术平均值。，取其算术平均值。三、实验报告要求 1 1、实验报告内容完整，主要包括实验目的、实验仪器、实验 实验报告内容完整，主要包括实验目的、实验仪器、实验步骤、实验数据整理及实验结果分析；步骤、实验数据整理及实验结果分析；2 2、要求独立完成实验报告，书写整齐；、要求独立完成实验报告，书写整齐；3 3、按照科学方法整理实验数据，并对实验结果进行分析。、按照科学方法整理实验数据，并对实验结果进行分析。四、思考题1 1、比重实验的关键是测量哪个值？、

30、比重实验的关键是测量哪个值？2 2、哪些因素容易导致比重实验误差？、哪些因素容易导致比重实验误差？第21 页/共75 页实验四 颗粒分析实验实验四 颗粒分析实验 一、实验目的 天然土是由大小颗粒所组成的，土粒的粒径从细到粗 天然土是由大小颗粒所组成的，土粒的粒径从细到粗变化时，土的性质也随之发生变化。工程上常把粒径大小 变化时，土的性质也随之发生变化。工程上常把粒径大小且性质相近的一定范围的土粒划为一组，称为粒组。图利 且性质相近的一定范围的土粒划为一组，称为粒组。图利大及其组成情况，通常以土中各个粒组的相对百分含量来 大及其组成情况，通常以土中各个粒组的相对百分含量来表示，称为土的颗粒级配。

31、颗粒分析实验的目的是测定土 表示，称为土的颗粒级配。颗粒分析实验的目的是测定土中各种粒组所占该土总质量的百分数，以便了解土粒组成 中各种粒组所占该土总质量的百分数，以便了解土粒组成情况，并作为砂类土分类的依据以及供给土工构筑物选料 情况，并作为砂类土分类的依据以及供给土工构筑物选料之用。之用。第22 页/共75 页实验四 颗粒分析实验实验四 颗粒分析实验 二、实验方法 颗粒分析实验可分为筛析法和沉降分析法，其中沉降 颗粒分析实验可分为筛析法和沉降分析法，其中沉降 分析法分为密度计法、移液管法等对于粒径大于 分析法分为密度计法、移液管法等对于粒径大于0.075mm 0.075mm的土可联合使用筛

32、分法与密度计法。筛析法在建筑材料实 的土可联合使用筛分法与密度计法。筛析法在建筑材料实验中已做过，因此本课程实验不再重复。以下仅介绍密度 验中已做过，因此本课程实验不再重复。以下仅介绍密度计（又称比重计）分析法。计（又称比重计）分析法。第23 页/共75 页实验四 颗粒分析实验实验四 颗粒分析实验 三、操作步骤（1 1）宜采用风干土试样。当试样中易溶盐含量大于）宜采用风干土试样。当试样中易溶盐含量大于0.5%0.5%时，时，应洗盐。易溶盐含量的检验方法可用电导法或目测法。应洗盐。易溶盐含量的检验方法可用电导法或目测法。（2 2）取代表性风干试样）取代表性风干试样200 200 300g 300

33、g，放入瓷体内，用橡皮，放入瓷体内，用橡皮头研棒研散，然后过 头研棒研散，然后过0.075mm 0.075mm筛，如土中含有大于 筛，如土中含有大于0.075mm 0.075mm的颗粒，则需求出占试样总质量的百分数，如数量多，则还要 的颗粒，则需求出占试样总质量的百分数，如数量多，则还要用筛分法进行大于 用筛分法进行大于0.075mm 0.075mm的颗粒分析。的颗粒分析。（3 3）测定风干试样的含水率，并根据风干试样的含水率，）测定风干试样的含水率，并根据风干试样的含水率，称取一定数量的试样（称量准确至 称取一定数量的试样（称量准确至0.01g 0.01g）;风干试样质量为：风干试样质量为：

34、m ms s=30g=30g，作为分析之用。当采用天然含水率为，作为分析之用。当采用天然含水率为w w的土样作为试 的土样作为试样时，所需的天然含水量的土质量为 样时，所需的天然含水量的土质量为m=m m=ms s(1+0.01w)(1+0.01w)。第24 页/共75 页实验四 颗粒分析实验实验四 颗粒分析实验 三、操作步骤（4 4）在盛有试样的三角烧瓶中，注入纯水，使悬液体积约）在盛有试样的三角烧瓶中，注入纯水，使悬液体积约200ml 200ml，将瓶稍加摇荡后，放在煮沸设备上，进行煮沸。从沸，将瓶稍加摇荡后，放在煮沸设备上，进行煮沸。从沸腾时开始记时，沸煮 腾时开始记时，沸煮1 1小时左

35、右，冷却至室温。小时左右，冷却至室温。（5 5）试样冷却后，倒入）试样冷却后，倒入1000ml 1000ml量筒，将烧杯中土洗净并全 量筒，将烧杯中土洗净并全部倒入量筒中后，加入 部倒入量筒中后，加入10ml 10ml的 的4%4%的六偏磷酸钠溶液，然后加 的六偏磷酸钠溶液，然后加纯水至 纯水至1000ml 1000ml。（6 6）准备好秒表、记录纸等，用搅拌器在量筒内沿整个悬）准备好秒表、记录纸等，用搅拌器在量筒内沿整个悬液深度上下搅拌 液深度上下搅拌1 1分钟（约上下 分钟（约上下30 30次），使悬液均匀分布。在 次），使悬液均匀分布。在取出搅拌器的同时，立即开动秒表，将密度计小心放回悬

36、液中，取出搅拌器的同时，立即开动秒表，将密度计小心放回悬液中，测定经 测定经0.5 0.5、1 1、2 2、5 5、15 15、30 30、60 60、120 120、1440 1440分钟时的密度 分钟时的密度计读数。计读数。第25 页/共75 页实验四 颗粒分析实验实验四 颗粒分析实验 三、操作步骤（7 7）密度计读数均以弯液面顶为准。每次读数前均）密度计读数均以弯液面顶为准。每次读数前均应在规定读数时间前 应在规定读数时间前10 10 20 20秒，将密度计放入悬液中，秒，将密度计放入悬液中，并注意密度计浮泡应保持在量筒中心线附近，不得贴近 并注意密度计浮泡应保持在量筒中心线附近，不得贴

37、近筒壁，取出或放入密度计时勿扰动悬液。每次取出后均 筒壁，取出或放入密度计时勿扰动悬液。每次取出后均应放入盛有纯水的量筒中，并测定密度计清水读数。应放入盛有纯水的量筒中，并测定密度计清水读数。第26 页/共75 页实验四 颗粒分析实验实验四 颗粒分析实验 五、思考题 1 1、密度计法的理论依据是什么？、密度计法的理论依据是什么？2 2、哪些因素容易导致颗粒分析实验误差？、哪些因素容易导致颗粒分析实验误差？四、实验报告要求 1 1、实验报告内容完整，主要包括实验目的、实验仪器、实、实验报告内容完整，主要包括实验目的、实验仪器、实验步骤、实验数据整理及实验结果分析；验步骤、实验数据整理及实验结果分

38、析；2 2、要求独立完成实验报告，书写整齐；、要求独立完成实验报告，书写整齐；3 3、按照科学方法整理实验数据，并对实验结果进行分析。、按照科学方法整理实验数据，并对实验结果进行分析。第27 页/共75 页实验五 界限含水量实验实验五 界限含水量实验 一、实验目的 测定土的液限含水率，可用以计算土的塑性指数和液性 测定土的液限含水率，可用以计算土的塑性指数和液性指数，并作为粘性土分类以及估算地基土承载力等的一个依 指数，并作为粘性土分类以及估算地基土承载力等的一个依据。据。二、实验方法 液限实验有电动落锥式、手提落锥式、联合测定法和 液限实验有电动落锥式、手提落锥式、联合测定法和手摇落碟式等实

39、验方法。现介绍手摇落锥法和摇落碟法。手摇落碟式等实验方法。现介绍手摇落锥法和摇落碟法。（一）液限实验（一）液限实验第28 页/共75 页实验五 界限含水量实验实验五 界限含水量实验 三、实验数据整理计算土的液限（计算土的液限（%）式中 式中 m m1 1 湿土加称量盒质量 湿土加称量盒质量(g);m(g);m2 2 干土加称量盒 干土加称量盒质量 质量(g)m(g)m0 0 称量盒质量 称量盒质量(g)(g)。实验需进行 实验需进行2 2次平均测定，并取其算术平均值，其平行 次平均测定，并取其算术平均值，其平行差值一般不得大于 差值一般不得大于2%2%。（一）液限实验（一）液限实验第29 页/

40、共75 页实验五 界限含水量实验实验五 界限含水量实验 一、实验目的 测定土的塑限，并与液限实验和含水率实验结合，可用 测定土的塑限，并与液限实验和含水率实验结合，可用来计算土的塑性指数和液性指数，并作为粘性土的分类以及 来计算土的塑性指数和液性指数，并作为粘性土的分类以及估算地基土承载力的一个依据。估算地基土承载力的一个依据。二、实验方法 土的塑限实验采用滚搓法。土的塑限实验采用滚搓法。（一）塑限实验（一）塑限实验第30 页/共75 页实验五 界限含水量实验实验五 界限含水量实验 三、实验数据整理计算土的塑限（计算土的塑限（%）式中 式中 m m1 1 湿土加称量盒质量 湿土加称量盒质量(g

41、);m(g);m2 2 干土加称量盒 干土加称量盒质量 质量(g)m(g)m0 0 称量盒质量 称量盒质量(g)(g)。实验需进行 实验需进行2 2次平均测定，并取其算术平均值，其平行 次平均测定，并取其算术平均值，其平行差值一般不得大于 差值一般不得大于2%2%。（一）塑限实验（一）塑限实验第31 页/共75 页实验五 界限含水量实验实验五 界限含水量实验 五、思考题 1 1、锥式液限仪法和碟式液限仪法哪个更合理？、锥式液限仪法和碟式液限仪法哪个更合理？2 2、液、塑限联合测定仪法有何优点？、液、塑限联合测定仪法有何优点？四、实验报告要求 1 1、实验报告内容完整，主要包括实验目的、实验仪器

42、、实、实验报告内容完整，主要包括实验目的、实验仪器、实验步骤、实验数据整理及实验结果分析；验步骤、实验数据整理及实验结果分析；2 2、要求独立完成实验报告，书写整齐；、要求独立完成实验报告，书写整齐；3 3、按照科学方法整理实验数据，并对实验结果进行分析。、按照科学方法整理实验数据，并对实验结果进行分析。第32 页/共75 页实验六 相对密度实验实验六 相对密度实验 一、实验目的 相对密实度实验的目的就是得到砂土的最大干密度、相对密实度实验的目的就是得到砂土的最大干密度、最小干密度（或最大孔隙比、最小孔隙比）最小干密度（或最大孔隙比、最小孔隙比）。二、实验方法 本实验方法适用于粒径不大于 本实

43、验方法适用于粒径不大于5mm 5mm的土，且粒径 的土，且粒径2 2 5mm 5mm的试样质量不大于试样总质量的 的试样质量不大于试样总质量的15%15%。砂土的最小干。砂土的最小干密度实验采用漏斗法和量筒法；砂土的最大干密度实验采 密度实验采用漏斗法和量筒法；砂土的最大干密度实验采用振动锤击法。用振动锤击法。第33 页/共75 页实验六 相对密度实验实验六 相对密度实验 三、实验内容 1 1、最小干密度（最大孔隙比）实验、最小干密度（最大孔隙比）实验1 1）实验仪器设备）实验仪器设备（1 1）量筒、长颈漏斗、锥形塞、砂面拂平器、称重设备，）量筒、长颈漏斗、锥形塞、砂面拂平器、称重设备，感量

44、感量1g 1g等。等。2 2）操作步骤）操作步骤（1 1）将锥形塞杆自长颈漏斗下口穿入，并向上提起，使锥）将锥形塞杆自长颈漏斗下口穿入，并向上提起，使锥底堵住漏斗管口，一并放入 底堵住漏斗管口，一并放入1000cm 1000cm3 3的量筒内，使其下端与 的量筒内，使其下端与量筒底接触。取烘干代表性土样约 量筒底接触。取烘干代表性土样约700 700 800g 800g拌匀、疏松地注 拌匀、疏松地注入漏斗。入漏斗。第34 页/共75 页实验六 相对密度实验实验六 相对密度实验（2 2）试样应均匀缓慢地通过长颈漏斗漏入量筒，边注边）试样应均匀缓慢地通过长颈漏斗漏入量筒，边注边调节管口高度，转动塞

45、杆，使锥体略离开管口，使试样落高 调节管口高度，转动塞杆，使锥体略离开管口，使试样落高为 为10 10 20mm 20mm，使试样缓慢且均匀分布地落入量筒中。待试，使试样缓慢且均匀分布地落入量筒中。待试样全部落入量筒后，用砂面拂平器将试样拂平，测记试样体 样全部落入量筒后，用砂面拂平器将试样拂平，测记试样体积，估读至 积，估读至5cm 5cm3 3。（3 3）称量筒）称量筒+试样质量 试样质量m m1 1，量筒质量，量筒质量m m0 0，计算出试样质，计算出试样质量 量m md d=m=m1 1-m-m0 0。（4 4）实验平行进行两次，干密度平行差在）实验平行进行两次，干密度平行差在0.02

46、g/cm 0.02g/cm3 3范 范围内时，取算术平均值作为土样的，计算出最大孔隙比。当 围内时，取算术平均值作为土样的，计算出最大孔隙比。当平行差过大时，重新进行实验并查出原因。平行差过大时，重新进行实验并查出原因。第35 页/共75 页实验六 相对密度实验实验六 相对密度实验（5 5）最小干密度实验还可以用量筒法测试，操作步骤为：）最小干密度实验还可以用量筒法测试，操作步骤为：取代表性土样 取代表性土样200-300g 200-300g称量精确干土质量 称量精确干土质量m md d后到入量筒，后到入量筒，用橡皮板堵住量筒口，将量筒倒置，缓缓地转动量筒内的试 用橡皮板堵住量筒口，将量筒倒置

47、，缓缓地转动量筒内的试样，并回到原来的位置，重复数次，记下试样在量筒内的最 样，并回到原来的位置，重复数次，记下试样在量筒内的最大体积 大体积V Vmax max，精确至，精确至5cm 5cm3 3。第36 页/共75 页实验六 相对密度实验实验六 相对密度实验 三、实验内容 2 2、最大干密度（最小孔隙比）实验、最大干密度（最小孔隙比）实验1 1）实验仪器设备）实验仪器设备（1 1）金属容量（量筒）、振动叉、击锤等。）金属容量（量筒）、振动叉、击锤等。2 2）操作步骤）操作步骤（1 1）取烘干的代表性土样）取烘干的代表性土样4kg 4kg，分成两份备用。，分成两份备用。（2 2）将试样分三次

48、倒入容器内分层振击，每层试样宜为圆）将试样分三次倒入容器内分层振击，每层试样宜为圆筒容积的 筒容积的1/3 1/3。试样倒入圆筒后，用振动叉以往返。试样倒入圆筒后，用振动叉以往返150 150 200 200次 次/分钟的速度敲打容器两侧，同时用击锤在试样表面以 分钟的速度敲打容器两侧，同时用击锤在试样表面以30 30 60 60次 次/分钟的速度捶击，直至试样体积不变为止（一般振击 分钟的速度捶击，直至试样体积不变为止（一般振击5 5 10min 10min）。如此完成第二层、第三层。）。如此完成第二层、第三层。第37 页/共75 页实验六 相对密度实验实验六 相对密度实验（3 3）取下护筒

49、，刮平试样，称量筒和试样总质量，计算出）取下护筒，刮平试样，称量筒和试样总质量，计算出试样质量。试样质量。（4 4）实验平行进行两次，当平行差小于）实验平行进行两次，当平行差小于0.03g/cm3 0.03g/cm3时，取 时，取算术平均值作为实验结果，否则，重新进行实验并查出产生过 算术平均值作为实验结果，否则，重新进行实验并查出产生过大误差的原因。大误差的原因。四、注意事项 1 1、应进行平行实验，干密度平行差在、应进行平行实验，干密度平行差在0.02g/cm3 0.02g/cm3范围内时，范围内时，取算术平均值。当平行差过大时，重新进行实验并查出原因。取算术平均值。当平行差过大时，重新进

50、行实验并查出原因。2 2、实验过程中注意安全，小心砸伤手指。、实验过程中注意安全，小心砸伤手指。第38 页/共75 页实验六 相对密度实验实验六 相对密度实验 六、思考题 1 1、相对密度实验的主要影响因素有哪些？、相对密度实验的主要影响因素有哪些？五、实验报告要求 1 1、实验报告内容完整，主要包括实验目的、实验仪器、实、实验报告内容完整，主要包括实验目的、实验仪器、实验步骤、实验数据整理及实验结果分析；验步骤、实验数据整理及实验结果分析；2 2、要求独立完成实验报告，书写整齐；、要求独立完成实验报告，书写整齐；3 3、按照科学方法整理实验数据，并对实验结果进行分析。、按照科学方法整理实验数