2022年土力学试验报告.pdf

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1、土力学实验指导书精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 1 页，共 29 页 - - - - - - - - - - 目录土力学实验的目的（1）一、颗粒分析试验（1）附 1-1筛析法（1）附 1-2密度计法（比重计法）（2）二、密度试验（环刀法）（4）三、含水率试验（烘干法）（5）四、比重试验（比重瓶法）（6）五、界限含水率试验（8）液限、塑限联合测定（8）六、击实试验（10）七、渗透试验（12）附 7-1常水头试验（ 70 型渗透仪）（12）附 7-2变水头试验（南 55 型渗透仪）（14）八、

2、固结试验（快速法）（16）九、直接剪切试验（18）十、相对密度试验（20）十一、无侧限抗压强度试验（22）十二、无粘性土休止角试验（24）十三、三轴压缩试验（25）精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 2 页，共 29 页 - - - - - - - - - - 土 力 学 实 验 指 导 书土力学实验的目的土力学试验是在学习了土力学理论的基础上进行的，是配合土力学课程的学习而开设的一门实践性较强的技能训练课。根据教学计划的需要，安排试验内容，以突出实践教学，突出技能训练。试验课的目的：一、是加

3、强理论联系实际，巩固和提高所学的土力学的理论知识；二、是增强实践操作的技能；三、是结合工程实际，让学生掌握土工试验的全过程和运用实验成果于实际工程的能力。土力学实验的内容及要求土力学实验指导书是依据中华人民共和国水利部发布土工试验规程（SL237 1999）规范编写的。根据教学大纲要求，安排下列实验项目。一、颗粒分析试验附 11 筛析法（筛分法）（一）试验目的测定干土各粒组占该土总质量的百分数，以便了解土粒的组成情况。供砂类土的分类、判断土的工程性质及建材选料之用。（二）试验原理土的颗粒组成在一定程度上反映了土的性质，工程上常依据颗粒组成对土进行分类，粗粒土主要是依据颗粒组成进行分类的，细粒土

4、由于矿物成分、颗粒形状及胶体含量等因素，则不能单以颗粒组成进行分类，而要借助于塑性图或塑性指数进行分类。颗粒分析试验可分为筛析法和密度计法，对于粒径大于的土粒可用筛析法测定，而对于粒径小于的土粒则用密度计法来测定。 筛析法是将土样通过各种不同孔径的筛子，并按筛子孔径的大小将颗粒加以分组，然后再称量并计算出各个粒组占总量的百分数。（三）仪器设备1标准筛：孔径10、5、 2、 、 、 、 ；2天平：称量1000g，分度值；3台称：称量5kg，分度值1g；4其它：毛刷、木碾等。（四）操作步骤1备土：从大于粒径的风干松散的无粘性土中，用四分对角法取出代表性的试样。2取土：取干砂500g 称量准确至。3

5、摇筛：将称好的试样倒入依次叠好的筛，然后按照顺时针或逆时针进行筛析。振摇时间一般为10 15 分钟。4称量：逐级称取留在各筛上的质量。（五）试验注意事项1将土样倒入依次叠好的筛子中进行筛析。2筛析法采用振筛机，在筛析过程中应能上下振动，水平转动。3称重后干砂总重精确至2g。（六）计算及制图1精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 3 页，共 29 页 - - - - - - - - - - 1按下列计算小于某颗粒直径的土质量百分数：%100BAmmX式中： X小于某颗粒直径的土质量百分数，；mA小

6、于某颗粒直径的土质量，g；mB所取试样的总质量（500g） 。2用小于某粒径的土质量百分数为纵坐标，颗粒直径（mm）的对数值为横坐标，绘制颗粒大小分配曲线。（七）试验记录（见附表11）颗粒分析试验记录表（筛析法）附表 11土样编号142 干土质量500g 试验者陈炳崇土样说明粗砂试验日期2003 年 5 月 20 日校核者黄国怡附 12 密度计法（比重计法）（一）试验目的测定小于某粒径的颗粒占土总质量的百分数，以便了解土粒的大小分配情况，并作为粘性土分类的依据及土工建筑选材之用。（二）试验原理密度计法，是将一定量的土样（粒径）放在量筒中，然后加蒸馏水，经过搅拌，使土的大小颗粒在水中均匀分布，当

7、土粒在液体中靠自重下沉时，较大的颗粒下沉较快，而较小的颗粒下沉则较慢。让土粒沉降过程中，用密度计测出在悬液中对应于不同时间的不同悬液密度，根据密度计读数和土粒的下沉时间，就可计算出粒径小于某一粒径d（mm）的颗粒占土样的百分数。（三）仪器设备1密度计：目前通常采用的密度计有甲、乙两种，现介绍甲种密度计。甲种密度计刻度自 060，最小分度单位为；如附图11 所示。2量筒：容积1000ml；3天平：称量200g，分度值；4搅拌器：轮径50mm ，孔径 3mm；2孔径留筛土质量累积留筛土质量小于该孔径的土质量小于该孔径的土质量百分数（mm ）（g）（g）（g）（）200.00.0500.0100.0

8、1017.017.0483.096.6545.062.0438.087.6265.5127.5372.574.5185.0212.5287.557.50.5100.5313.0187.037.40.25122.0435.065.013.00.07560.0495.05.01.0底盘总计5.0500.0精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 4 页，共 29 页 - - - - - - - - - - 5煮沸设备：电热器、三角烧瓶等；6分散剂： 4六偏磷酸钠或其它分散剂；7其它：温度计、蒸馏水、烧杯

9、、研钵和秒表等。（四）操作步骤1称取试样：取有代表性的风干或烘干土样100200g，放入研钵中，用带橡皮头的研棒研散，将研散后的土过筛，均匀拌和后称取试样30g。2浸泡试样：将称好的试样小心倒入烧瓶中，注入200ml 蒸馏水对试样进行浸泡，浸泡时间不少于18 小时。3煮沸分散：将浸泡好后的试样稍加摇荡后，放在电热器上煮沸。煮沸时间从沸腾时开始，粘土约需要1 小时，附图 11 甲种比重计其它土不少于半小时，对教学试验，浸泡试样及煮沸分散均由实验室准备。4制备悬液：土样经煮沸分散冷却后，倒入量筒内。然后加4浓度的六偏磷酸钠约10ml 于溶液中，再注入蒸馏水，使筒内的悬液达到1000ml。5搅拌悬液

10、：用搅拌器在悬液深度上下搅拌1 分钟，往复各30 次，使悬液内土粒均匀分布。6定时测读：取出搅拌器，立即开动秒表，测定经过1、 5、30、 120、1440 分钟时的密度计数读。每次测读完后，立即将密度计取出，放入盛水量筒中，同时测记悬液温度，准确至。（五）试验注意事项15 分钟时的读数是包括1 分钟读数的时间，其余30、120、1440 分钟的读数时间也是如此累加。2读数后甲种密度计必须立即从量筒里取出，否则会阻碍土粒下沉速度。（六）计算及制图1由于刻度、温度与加入分散剂等原因，密度计每一次读数须先经弯液面校正后，由实验室提供的RL 关系图，查得土粒有效沉降距离，计算颗粒的直径d，按简化公式

11、计算：tLKd式中： d颗粒直径， mm；K粒径计算系数（由实验室提供的资料查得）；L某时间 t 内的土粒沉降距离（由实验室提供的资料查得）；t沉降时间， s。2将每一读数经过刻度与弯液面校正、温度校正、土粒比重校正和分散剂校正后，按下列计算小于某粒径的土质量百分数：DtssCnmRCmX100%3精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 5 页，共 29 页 - - - - - - - - - - 式中：X小于某粒径的土质量百分数，；ms试样干土质量（30g） ；Cs土粒比重校正系数，可查甲种密度

12、计的土粒比重校正值表（由实验室提供的资料查得）；R甲种密度计读数；mt温度校正值，可查甲种密度计的温度校正值表（由实验室提供的资料查得）；n刻度及弯液面校正值（由实验室提供的图表中查得）；CD分散剂校正值（由实验室提供资料）。3用小于某粒径的土质量百分数X（）为纵坐标，粒径d（ mm）的对数为横坐标，绘制颗粒大小级配曲线。（七）试验记录（见附表12）颗粒分析试验记录表（密度计法）附表 12土样编号18 密度计号甲 2 试 验 者 黄丽娟干土质量gms30量 筒 号3 校 核 者 黄国怡土粒比重GS= 比重计校正值CS= 试验日期下沉时间悬液温度密度计读数温度校正值刻度弯液面校正值分散剂校正值R

13、m=R+mt+n-CDRH=RmCs土粒落距粒径小于某孔径的土质量百分数t（min)T（）RmtnCDL（cm ）d（mm ）（）118.029.0-0.51.01.028.527.90213.8210.0593.01518.024.5-0.51.01.024.023.49615.0690.02478.323018.019.5-0.51.01.019.018.60116.4550.01062.0112018.514.0-0.41.01.013.613.31417.9790.005244.38144019.08.5-0.31.01.08.28.02819.5040.001526.76二、密度试验

14、（环刀法）（一）试验目的测定土的湿密度， 以了解土的疏密和干湿状态，供换算土的其它物理性质指标和工程设计以及控制施工质量之用。（二）试验原理土的湿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，其单位为g/cm3。环刀法是采用一定体积环刀切取土样并称土质量的方法，环刀内土的质量与体积之比即为土的密度。 密度试验方法有环刀法、蜡封法、 灌水法和灌砂法等。对于细粒土， 宜采用环刀法；对于易碎裂、难以切削的土，可用蜡封法；对于现场粗粒土，可用灌水法或灌砂法。（三）仪器设备1环刀：内径68cm，高 23cm。4精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载

15、名师归纳 - - - - - - - - - -第 6 页，共 29 页 - - - - - - - - - - 2天平：称量500g，分度值。3其它：切土刀、钢丝锯、凡士林等。（四）操作步骤1量测环刀：取出环刀，称出环刀的质量，并涂一薄层凡士林。2切取土样：将环刀的刀口向下放在土样上，然后用切土刀将土样削成略大于环刀直径的土柱， 将环刀垂直下压，边压边削使土样上端伸出环刀为止，然后将环刀两端的余土削平。3土样称量：擦净环刀外壁，称出环刀和土的质量。（五）试验注意事项1称取环刀前，把土样削平并擦净环刀外壁；2如果使用电子天平称重则必须预热，称重时精确至小数点后二位。（六）计算公式按下列计算土的

16、湿密度：VmmVm21式中：密度，计算至cm3；m湿土质量， g；m1环刀加湿土质量，g；m2环刀质量， g；V环刀体积， cm3。密度试验需进行二次平行测定，其平行差值不得大于cm3，取其算术平均值。（七）试验记录（见附表21）密度试验记录表（环刀法）附表 21试验者校核者试验日期环刀加湿土质量环刀质量湿土质量环刀体积m1（g）m2（g）m（g）V（cm 3 ）单值平均值136.00142.9534.65108.3064.401.68138.00141.7034.68107.0264.401.66密度（ g/cm3 ）111.67土样编号环刀号三、含水率试验（烘干法）（一）试验目的测定土的含

17、水率，以了解土的含水情况，是计算土的孔隙比、液性指数、饱和度和其它物理力学性质不可缺少的一个基本指标。（二）试验原理含水率反映土的状态，含水率的变化将使土的一系列物理力学性质指标随之而异。这种影响表现在各个方面，如反映在土的稠度方面，使土成为坚硬的、可塑的或流动的；反映在土内水分的饱和程度方面，使土成为稍湿、很湿或饱和的；反映在土的力学性质方面，能使土的结构强度增加或减小，紧密或疏松， 构成压缩性及稳定性的变化。测定含水率的方法有烘干法、酒精燃烧法、炒干法、微波法等等。5精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - -

18、- - -第 7 页，共 29 页 - - - - - - - - - - （三）仪器设备1烘箱：采用温度能保持在105110的电热烘箱。2天平：称量500g，分度值。3其它：干燥器、称量盒等。（四）操作步骤1湿土称量：选取具有代表性的试样1520g，放入盒内，立即盖好盒盖，称出盒与湿土的总质量。2烘干冷却：打开盒盖，放入烘箱内，在温度105110下烘干至恒重后，将试样取出， 盖好盒盖放入干燥器内冷却，称出盒与干土质量。烘干时间随土质不同而定，对粘质土不少于 8h；砂类土不少于6h。（五）试验注意事项1刚刚烘干的土样要等冷却后才称重；2称重时精确至小数点后二位。（六）计算公式按下式计算土的含水

19、率：%100%1000221mmmmmms式中：含水率，计算至%mo盒质量， g；m1盒加湿土质量，g；m2盒加干土质量，g；m1m2土中水质量，g；m1mo干土质量， g含水率试验需进行二次平行试验，其平行差值不得大于2，取其算术平均值。（七）试验记录（见附表31）含水率试验记录表（烘干法）附表 31试验者吴煌峰校核者黄国怡试验日期 2003 年 3 月 20 日盒质量盒加湿土质量盒加干土质量水质量干土质量mom1m2m1-m2m2-mo（g）（g）（g）（g）（g）12323.5843.3238.634.6915.0531.212423.5643.1338.454.6814.8931.4含

20、水率（）1231.3土样编号盒号单值 平均值四、比重试验（比重瓶法）（一）试验目的测定土的比重， 为计算土的孔隙比、饱和度以及土的其它物理力学试验（如颗粒分析的密度计法试验、固结试验等）提供必需的数据。6精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 8 页，共 29 页 - - - - - - - - - - （二）试验原理根据土粒粒径不同，土的比重试验可分别采用比重瓶法、浮称法或虹吸筒法，对于粒径小于 5mm 的土，采用比重瓶法进行。比重瓶法就是由称好质量的干土放入盛满水的比重瓶的前后质量差异，来计算

21、土粒的体积，从而进一步计算出土粒比重。（三）仪器设备1比重瓶：容重100ml 或 50ml；2天平：称量200g，分度值；3其它：烘箱、蒸馏水、温度计、筛、漏斗、滴管等。（四）操作步骤1取样称量：取通过5mm 筛的烘干土样约15g（如用 50ml 的比重瓶，可取干土约12g）用玻璃漏斗装入洗净烘干的比重瓶内，称瓶与土的质量。2煮沸排气：将蒸馏水注入比重瓶内，约至瓶的一半高处，摇动比重瓶，并将比重瓶放在砂浴上煮沸，使土粒分散排气。煮沸时间自悬液沸腾时算起，砂及砂质粉土不少于30分钟；粘土及粉质粘土应不少于1 小时。煮沸时不要使土液从瓶内溢出。3注水称量：将蒸馏水注入比重瓶内至近满，待瓶内悬液温度

22、稳定后及瓶内土悬液澄清时，盖紧瓶塞，使多余的水分从瓶塞的毛细管中溢出，擦干瓶外的水分，称出瓶、水、土总质量。称量后立即测定瓶内水的温度。4查取瓶、水质量：根据测得的温度，从已绘制的温度与瓶、水质量关系曲线（由实验室提供）查取瓶、水质量。（五）试验注意事项1称重前比重瓶的水位要加满至瓶塞的毛细管；2称重时精确至小数点后三位。（六）计算公式按下列计算土粒的比重：tsssGmmmmG21式中： Gs土粒比重，计算精确至；ms干土质量， g；m1瓶、水质量，可查瓶、水质量关系曲线（由实验室提供）；m2瓶、水、土质量，g；Gwtt时蒸馏水的比重，准确至，查下表（不同温度时水的比重）。比重试验需进行二次平

23、行测定，其平行差不得大于，取其算术平均值。不同温度时水的比重（近似值）水温（）4.012.512.519.019.023.523.527.527.530.530.533.0水的比重1.0000.9990.9980.9970.9960.9957精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 9 页，共 29 页 - - - - - - - - - - （七）试验记录（见附表41）比重试验记录表（比重瓶法）附表 41工程名称龙江口试验者黄丽娟土样说明粘土计算者陈炳崇试验日期2003 年 4 月 10 日校核者

24、黄国怡温度液体的比重瓶质量瓶、土质量土质量瓶、液体质量瓶、液体、土质量与干土同体积的液体质量比重平均比重()G t(g)(g)ms (g)m1(g)m2(g)(g)Gs 查上表-+-11226.00.99736.34451.27214.928138.124147.6265.4262.74311326.00.99734.24349.16914.926134.124143.6225.4282.742土样编号13比重瓶号2.74285五、界限含水率试验液限、塑限联合测定法（一）试验目的测定粘性土的液限L和塑限p，并由此计算塑性指数Ip、液性指数IL，进行粘性土的定名及判别粘性土的软硬程度。（二）试验

25、原理液限、 塑限联合测定法是根据圆锥仪的圆锥入土深度与其相应的含水率在双对数坐标上具有线性关系的特性来进行的。利用圆锥质量为76g 的液塑限联合测定仪测得土在不同含水率时的圆锥入土深度，并绘制其关系直线图，在图上查得圆锥下沉深度为17mm 所对应得含水率即为液限，查得圆锥下沉深度为2mm 所对应的含水率即为塑限。（三）试验设备1液塑限联合测定仪：如附图51，有电磁吸锥、测读装置、升降支座等，圆锥质量 76g，锥角 30，试样杯等；2天平：称量200g，分度值；3其它：调土刀、不锈钢杯、凡士林、称量盒、烘箱、干燥器等。（四）操作步骤1土样制备：当采用风干土样时，取通过筛的代表性土样约200g，分

26、成三份，分别放入不锈钢杯中，加入不同数量的水，然后按下沉深度约为45mm，911mm，1517mm 范围制备不同稠度的试样。2装土入杯：将制备的试样调拌均匀，填入试样杯中，填满后用刮土刀刮平表面，然后将试样杯放在联合测定仪的升降座上。3接通电源：在圆锥仪锥尖上涂抹一薄层凡士林，接通电源，使电磁铁吸住圆锥。4测读深度：调整升降座，使锥尖刚好与试样面接触，切断电源使电磁铁失磁，圆锥仪在自重下沉入试样，经5 秒钟后测读圆锥下沉深度。5测含水率：取出试样杯，测定试样的含水率。重复以上步骤，测定另两个试样的圆8精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳

27、 - - - - - - - - - -第 10 页，共 29 页 - - - - - - - - - - 锥下沉深度和含水率。（五）试验注意事项1土样分层装杯时，注意土中不能留有空隙。2每种含水率设三个测点，取平均值作为这种含水率所对应土的圆锥入土深度，如三点下沉深度相差太大，则必须重新调试土样。（六）计算公式1计算各试样的含水率：%100%1000221mmmmmms式中符号意义与含水率试验相同。2以含水率为横坐标，圆锥下沉深度为纵坐标，在双对数坐标纸上绘制关系曲线，三点连一直线（如附图52 中的 A 线） 。当三点不在一直线上，可通过高含水率的一点与另两点连成两条直线，在圆锥下沉深度为2

28、mm 处查得相应的含水率。当两个含水率的差值2时，应重做试验。当两个含水率的差值2时，用这两个含水率的平均值与高含水率的点连成一条直线（如附图52 中的 B线） 。3在圆锥下沉深度与含水率的关系图上，查得下沉深度为17mm 所对应的含水率为液限；查得下沉深度为2mm 所对应的含水率为塑限。附图 51 光电式液塑限仪结构示意图1水平调节螺丝；2控制开关； 3指示灯；4零线调节螺钉；5反光镜调节螺钉；6屏幕7机壳； 8物镜调节螺钉；9电池装置； 10光源调节螺钉； 11光源装置； 12圆锥仪； 13升降台； 14水平泡； 15盛土杯A线B线含水率（）102030405060 70908010023

29、4578910206圆锥下沉深度h（mm）附图 5-2 圆锥入土深度与含水率关系图9精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 11 页，共 29 页 - - - - - - - - - - （七）试验记录（见附表51）液限、塑限联合试验记录表附表 51工程名称珠江堤岸试验者黄国怡试样编号16 计算者吴煌峰试验日期校核者陈炳崇圆锥下沉深度盒质量盒加湿土质量盒加干土质量水质量干土质量含水率液限塑限（mm ）mo（g）m1（g）m2（g）m（g）ms（g）（）L（）p（）14.52223.5543.173

30、9.054.1215.5026.629.82523.5746.5240.775.7517.2033.4316.52823.5950.3442.397.9518.8042.3试样编号盒号41.519.5六、击实试验（一）试验目的在击实方法下测定土的最大干密度和最优含水率，是控制路堤、 土坝和填土地基等密实度的重要指标。（二）试验原理土的压实程度与含水率、压实功能和压实方法有密切的关系。当压实功能和压实方法不变时，土的干密度随含水率增加而增加，当干密度达到某一最大值后，含水率继续增加反而使干密度减小，能使土达到最大密度的含水率，称为最优含水率op，与其相应的干密度称为最大干密度dmax。（三）仪器

31、设备1击实仪：如附图61 所示。锤质量，筒高116mm，体积3。2天平：称量200g，分度。3台称：称量10kg，分度值 5g。4筛：孔径5mm。5其它：喷水设备、碾土器、盛土器、推土器、修土刀等。（四）操作步骤1制备土样：取代表性风干土样，放在橡皮板上用木碾碾散，过5mm 筛，土样量不少于 20kg。2加水拌和：预定5 个不同含水量，依次相差2，其中有两个大于和两个小于最优含水量。所需加水量按下式计算：oowowmm1式中： mw所需加水质量，g；mwo风干含水率时土样的质量，g；o土样的风干含水率，；预定达到的含水率，。10精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - -

32、 - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 12 页，共 29 页 - - - - - - - - - - 按预定含水率制备试样，每个试样取，平铺于不吸水的平板上， 用喷水设备向土样均匀喷洒预定的加水量，并均匀拌和。3分层击实：取制备好的试样600800g，倒入筒内，整平表面，击实25 次，每层击实后土样约为击实筒容积1/3。击实时，击锤应自由落下， 锤迹须均匀分布于土面。重复上述步骤， 进行第二、 三层的击实。击 实 后 试 样 略 高 出 击 实 筒 （ 不 得 大 于6mm） 。4称土质量：取下套环，齐筒顶细心削平试样， 擦净筒外壁， 称土质量， 准确至。附图

33、 61 击实仪示意图5测含水率：用推土器推出筒内试样，从试样中心处取2 个各约 1530g 土测定含水率，平行差值不得超过1。按 24 步骤进行其它不同含水率试样的击实试验。（五）试验注意事项1试验前，击实筒内壁要涂一层凡士林。2击实一层后，用刮土刀把土样表面刨毛，使层与层之间压密，同理，其它两层也是如此。3如果使用电动击实仪，则必须注意安全。打开仪器电源后，手不能接触击实锤。（六）计算及绘图1按下式计算干密度：1d式中：d干密度， g/cm3；湿密度， g/cm3；含水率，。以干密度d为纵坐标，含水率为横坐标，绘制干密度与含水率关系曲线（附图62） 。曲线上峰值点所对应的纵横坐标分别为土的最

34、大干密度和最优含水率。如曲线不能绘出准确峰值点，应进行补点。附图 62 d关系曲线11（七）试验记录（见附表61）精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 13 页，共 29 页 - - - - - - - - - - 击实试验附表 61土样编号102 土粒比重试验者黄丽娟土样类别CI 每层击数25 校核者黄国怡风干含水率试验仪器轻型击实仪试验日期试验序号干密度含水率筒加土质量(g)筒质量(g)湿土质量(g)密度(g/cm3)干密度(g/cm3)盒号盒加湿土质量(g)盒加干土质量(g)盒质量(g)水

35、的质量(g)干土质量(g)含水率(%)平均含水率(%)-V301. 014(6)-(7)(7)-(8)10010912510780173073174214142257078017907347391414326207801840751788141442630780185076772414145261078018308128141414七、渗透试验附 71 常水头试验（一）试验目的测定无粘性土的渗透系数k，以便了解土的渗透性能大小，用于土的渗透计算和供建造土坝时选土料之用。（二）试验原理渗透是液体在多孔介质中运动的现象。渗透系数是表达这一现象的定量指标。土的渗透性是由于骨架颗粒之间存在孔隙构成水的

36、通道所致。常水头渗透试验适用于粗粒土。（三）仪器设备170 型渗透仪：如附图71 所示。2其它：木击锤、秒表、天平、温度计、量杯等。（四）操作步骤1调节：将调节管与供水管连通，由仪器底部充水至水位略高于金属孔板，关止水夹。2取土：取风干试样34kg，称量准确至，并测定其风干含水率。123装土：将试样分层装入仪器，每层厚23cm，用木锤轻轻击实到一定厚度，以控精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 14 页，共 29 页 - - - - - - - - - - 制其孔隙比。4饱和：每层砂样装好后，连

37、接调节管与供水管，微开止水夹，使砂样从下至上逐渐饱和，待饱和后，关上止水夹。5进水：提高调节管使其高于溢水孔，然后将调节管与供水管分开，并将供水管置于试样筒内，开止水夹，使水由上部注入筒内。6降低调节管：降低调节管口使位于试样上部三分之一处，造成水位差。在渗透过程中，溢水孔始终有余水溢出，以保持常水位。7测记：开动秒表，用量筒自调节管接取一定时间内的渗透水量，并重复一次。测记进水与出水处的水温，取其平均值。8重复试验：降低调节管口至试样中部及下部三分之一处，以改变水力坡降，按以上步骤重复进行测定。（五）试验注意事项1装砂前要检查仪器的测压管及调节管是否堵塞。2干砂饱和时，必须将调节管接通水源让

38、砂饱和。3试验时水源要直接流到试样筒里，水位与溢水孔齐平。（六）计算公式按下列计算渗透系数：AHtQLKTTTKK2020式中： Q时间 t 秒内的渗出水量，cm3；H 平均水位差（H1+H2）/2，cm；L 两测压孔中心间的试样高度，cm；t 时间， s；KT水温为 T时试样的渗透系数，cm/s；K20水温为20时试样的渗透系数， cm/s；T 、20水温分别为T与 20时水的动力粘滞系数，T/20的比值可查附表 72 得出。附图 71 70 型渗透仪1试样筒； 2金属孔板； 3测压孔； 4玻璃测压管； 5溢水孔； 6渗水孔； 7调节管； 8滑动支架； 9容量为 5000ml 的供水管； 1

39、0供水管；11止水夹； 12容量为 500ml 的量筒； 13温度计； 14试样； 15砾石层13（七）试验记录（见附表71）精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 15 页，共 29 页 - - - - - - - - - - 常水头渗透试验记录表（70 型渗透仪）附表 71工程名称河口试样高度h30cm 干土重ms=3260g 试验者黄丽娟土样编号22 试样面积A=70cm2孔隙比e= 校核者黄国怡土 样 说 明粗 砂测 孔 压 间 距L=10cm 土 粒 比 重Gs= 试 验 日 期经过时间

40、渗透水量渗透系数平均水温渗透系数平均渗透系数s管管管H1H2平均H（cm3 ）kT（cm/s）（）k20（cm/s）k20（cm/s）(2)-(3)(3)-(4)(10) (12)115024.820.816.84.04.04.00.402150.051218.01.050.0538215024.820.816.84.04.04.00.402150.051218.01.050.0538312024.521.518.53.03.03.00.301280.050718.01.050.0533412024.521.518.53.03.03.00.301280.050818.01.050.053359

41、024.222.220.22.02.02.00.20640.050818.01.050.053369024.222.220.22.02.02.00.20640.050818.01.050.0533校正系数5.33102水力坡降试验次数测压管水位（ cm ）水位差（ cm ）819A26520TL720T与温度的关系附表 72温度（）/温度（）/温度（）/温度（）/附 72 变水头渗透试验（一）试验目的测定粘性土的渗透系数k，以了解土层渗透性的强弱，作为选择坝体填土料的依据。（二）试验原理细粒土由于孔隙小，且存在粘滞水膜， 若渗透压力较小，则不足以克服粘滞水膜的阻滞作用，因而必须达到某一起始比降

42、后，才能产生渗流。变水头渗透试验适用于细粒土。（三）仪器设备1南 55 型渗透仪：如附图72 所示。2其它： 100ml 量筒、秒表、温度计、凡士林等。14（四）操作步骤1装土：将装有试样的环刀推入套筒内并压入止水垫圈。装好带有透水石和垫圈的上下盖，并用螺丝拧紧，不得漏气漏水。2供水：把装好试样的容器进水口与供水装置连通， 关止水夹， 向供水瓶注满水。3排气：把容器侧立，排气管向上，并打开排气管止水夹。然后开进水口夹，排除容器底部的空气，直至水中无气泡溢出为止。关闭排气管止水夹，平放好容器。在不大于 200cm 水头作用下， 静置某一时间， 待容器出水口有水溢出后，则认为试样已达饱和。附图 7

43、2 南 55 型渗透仪1变水头管； 2渗透容器；3供水瓶； 4接精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 16 页，共 29 页 - - - - - - - - - - 水源管； 5进水管夹； 6排气管； 7出水管4测记：使变水头管充水至需要高度后，关止水夹，开动秒表，同时测记开始水头h1，经过时间t 后，再测记终了水头h2，同时测记试验开始与终了时的水温。如此连续测记23 次后，再使变水头管水位回升至需要高度，再连续测记数次，前后需6 次以上。（五）试验注意事项1环刀取试样时，应尽量避免结构扰动，

44、并禁止用削土刀反复涂抹试样表面。2当测定粘性土时，须特别注意不能允许水从环刀与土之间的孔隙中流过，以免产生假象。3环刀边要套橡皮胶圈或涂一层凡士林以防漏水，透水石需要用开水浸泡。（六）计算公式按下式计算渗透系数：21lg3.2hhAtaLkT式中： kT渗透系数， cm/s；a变水头管截面积；L试样高度， cm；h1滲径等于开始水头，cm；h2终了水头， cm；ln 和 lg 的换算系数。其余符号同前。15（七）试验记录（见附表73）变水头渗透试验记录表（南55 型渗透仪）附表 73土样编号6 试样高度L = 试验者张芳枝仪器编号2 试样面积A = 校核者陈炳崇测压管断面积a = 孔 隙 比e

45、 = 试验日期开始时间终了时间经过时间开始水头终了水头AtaL3 .221lghh水温 T时的渗透系数kT水温校正系数渗透系数平均渗透系数ttthh20TkkdhmindhminScmcm104102106（ cm/s）106（cm/s）106（cm/s）精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 17 页，共 29 页 - - - - - - - - - - 54lg(6)(7)(8)(10)8 8 308 9 0018008 9 008 9 30 18008 9 308 10 30 36008 1

46、0 30 8 11 3036008 11 30 8 13 00 54008 13 00 8 14 305400八、固结试验（快速法）（一）试验目的测定试样在侧限与轴向排水条件下的压缩变形h 和荷载 P 的关系， 以便计算土的单位沉降量 S1、压缩系数av和压缩模量Es等。（二）试验原理土的压缩性主要是由于孔隙体积减少而引起的。在饱和土中， 水具有流动性， 在外力作用下沿着土中孔隙排出，从而引起土体积减少而发生压缩，试验时由于金属环刀及刚性护环所限，土样在压力作用下只能在竖向产生压缩，而不可能产生侧向变形，故称为侧限压缩。（三）仪器设备1固结仪：如附图81 所示，试样面积30cm2，高 2cm。

47、2量表：量程10mm，最小分度。3其它：刮土刀、电子天平、秒表。（四）操作步骤（1）切取试样：用环刀切取原状土样或制备所需状态的扰动土样。（2）测定试样密度：取削下的余土测定含水率，需要时对试样进行饱和。（3）安放试样：将带有环刀的试样安放在压缩容器的护环内，并在容器内顺次放上底板、湿润的滤纸和透水石各一，然后放入加压导环和传压板。（4）检查设备：检查加压设备是否灵敏，调整杠杆使之水平。16（5）安装量表：将装好试样的压缩容器放在加压台的正中，将传压钢珠与加压横梁的凹穴相连接。然后装上量表，调节量表杆头使其可伸长的长度不小于8mm ，并检查量表是否灵活和垂直（在教学试验中，学生应先练习量表读数

48、）。（6）施加预压：为确保压缩仪各部位接触良好，施加1kPa的预压荷重，然后调整量表读数至零处。（7）加压观测：1）荷重等级一般为50、100、200、400kPa。2）如系饱和试样，应在施加第一级荷重后，立即向压缩容器注满水。如系非饱和试样，需用湿棉纱围住加压盖板四周，避免水分蒸发。3）压缩稳定标准规定为每级荷重下压缩24 小时，或量表读数每小时变化不大于mm 认为稳定（教学试验可另行假定稳定时间）。测记压缩稳定读数后，施加第二级荷重。依次逐级加荷至试验结束。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -

49、第 18 页，共 29 页 - - - - - - - - - - 4）试验结束后迅速拆除仪器各部件，取出试样，必要时测定试验后的含水率。（五）试验注意事项1首先装好试样，再安装量表。在装量表的过程中， 小指针需调至整数位，大指针调至零，量表杆头要有一定的伸缩范围，固定在量表架上。2加荷时，应按顺序加砝码；试验中不要震动实验台，以免指针产生移动。（六）计算及制图1按下式计算试样的初始孔隙比：附图 81 固结仪示意图1水槽； 2护环； 3环刀； 4加压上盖；5透水石； 6量表导杆； 7量表架； 8试样11oosoGe2下式计算各级荷重下压缩稳定后的孔隙比ei：oiooihheee1式中： Gs土

50、粒比重；w水的密度， g/cm3；o试样起始含水率，；o试样起始密度，g/cm3； hi在某一荷重下试样压缩稳定后的总变形量，其值等于该荷重附图 82 ep 关系曲线下压缩稳定后的量表读数减去仪器变形量（mm） ；ho试样起始高度，即环刀高度（mm） 。3绘制压缩曲线以孔隙比 e 为纵坐标，压力p 为横坐标，绘制孔隙比与压力的关系曲线，如附图 82 所示。并求出压缩系数av与压缩模量Es。17（七）试验记录（见附表81）固结试验记录表（快速法）附表 81工程名称沙湾土样面积30cm2试验者吴煌峰土样编号38 起始孔隙比eo= 计算者黄国怡试验日期起始高度ho= 校核者陈炳崇加压历时压力p量表读