土力学实验教学(6个常规试验)课件.ppt
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1、土力学实验教学土力学实验教学土 工 实 验1标题添加点击此处输入相关文本内容点击此处输入相关文本内容总体概述点击此处输入相关文本内容标题添加点击此处输入相关文本内容2前 言n n本实验指导依据1999年颁布的土工实验方法标准(GB/T50123-1999)制定。n n土工实验是通过设计一系列的测试手段来确定土的物理、水理、力学等特性进而评价土的变形强度以及稳定性的。因此正确掌握土工实验的各种技术和方法,是获得正确的土的工程性质指标的基本保证。3n n通过土工实验一方面使学生了解、掌握常规土工通过土工实验一方面使学生了解、掌握常规土工实验的手段和方法;另一方面为学生进一步进行实验的手段和方法;另
2、一方面为学生进一步进行非常规土工实验及其他土工实验和今后从事工程非常规土工实验及其他土工实验和今后从事工程建设、解决工程实际问题、进行科学研究工作打建设、解决工程实际问题、进行科学研究工作打下一个良好的基础;此外,可培养学生分析、解下一个良好的基础;此外,可培养学生分析、解决实际问题和动手的能力。决实际问题和动手的能力。n n根据我院教学大纲和教学计划的要求,以及实验根据我院教学大纲和教学计划的要求,以及实验学时安排的具体情况,结合土力学实验室条件,学时安排的具体情况,结合土力学实验室条件,土木工程专业本、专科土工实验开设的内容为:土木工程专业本、专科土工实验开设的内容为:密度实验、含水量实验
3、、塑限实验、液限实验、密度实验、含水量实验、塑限实验、液限实验、固结实验和剪切实验等。固结实验和剪切实验等。4实 验 目 录n n实验一实验一 含水率(量)含水率(量)实验实验n n实验二实验二 密度实验密度实验n n实验三实验三 液限、液限、塑限实验塑限实验n n实验四实验四 固结实验固结实验n n实验五实验五 剪切实验剪切实验n n实验六实验六 击实实验击实实验5实验一 含水率(量)实验一、概述:n n土的含水量是试样在土的含水量是试样在105105110110下烘至恒量时所失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。去的水质量和干土质量的比值,用百分比表示。n n实验方法
4、:烘干法。实验方法:烘干法。n n本实验方法适用于粘性土、砂性土和有机质土类。本实验方法适用于粘性土、砂性土和有机质土类。n n实验性质:验证型基本实验。实验性质:验证型基本实验。6二、仪器设备:n n(1 1)烘箱:可采用电热烘箱,温度能保持)烘箱:可采用电热烘箱,温度能保持105105110110的其它能源烘箱,也可用红外线烘箱。的其它能源烘箱,也可用红外线烘箱。n n(2 2)天平:感量)天平:感量0.01g0.01g。n n(3 3)其它:干燥器、称量盒。)其它:干燥器、称量盒。7鼓风干燥箱电子天平铝盒修土刀8三、操作步骤:n n(1 1)取具有代表性试样,粘性土为)取具有代表性试样,
5、粘性土为151530g30g,砂,砂性土、有机质土为性土、有机质土为50g50g,放入称量盒内。盖上盒盖,放入称量盒内。盖上盒盖,称盒加湿土质量,精确至称盒加湿土质量,精确至0.01g0.01g。n n(2 2)打开盒盖,将盒置于烘箱内,在)打开盒盖,将盒置于烘箱内,在105105110110的恒温下烘干。烘干时间对粘性土不得少于的恒温下烘干。烘干时间对粘性土不得少于8h8h,对砂性土不得少于对砂性土不得少于6h6h。对含有机质超过。对含有机质超过5%5%的土,的土,应将温度控制在应将温度控制在65657070的恒温下烘干。的恒温下烘干。n n(3 3)将称量盒从烘箱中取出,盖上盒盖,放入干)
6、将称量盒从烘箱中取出,盖上盒盖,放入干燥容器内冷却至室温,称盒加干土质量,精确至燥容器内冷却至室温,称盒加干土质量,精确至0.01g0.01g。9四、成果整理:n n(1 1)试样的含水量,应按下式计算,精确至)试样的含水量,应按下式计算,精确至0.1%0.1%。式中式中 土的含水量,土的含水量,%;盒加湿土质量,盒加湿土质量,g g;盒的质量盒的质量 盒加干土质量,盒加干土质量,g g。n n(2 2)含水量实验应进行两次平行测定,两次测定的差值,)含水量实验应进行两次平行测定,两次测定的差值,当含水量小于当含水量小于40%40%时不得大于时不得大于1%1%;当含水量等于、大于;当含水量等于
7、、大于40%40%时不得大于时不得大于2%2%。取两次测值的平均值。取两次测值的平均值。10实验二 密度实验一、概述:n n单位体积土的质量称为土的密度。在天然含水量单位体积土的质量称为土的密度。在天然含水量情况下的密度称为天然密度。情况下的密度称为天然密度。n n测定土的密度的方法有很多,主要有环刀法、蜡测定土的密度的方法有很多,主要有环刀法、蜡封法、灌水法、灌砂法等。本实验主要采用环刀封法、灌水法、灌砂法等。本实验主要采用环刀法。法。n n实验性质:验证型基本实验。实验性质:验证型基本实验。11二、仪器设备:n n(1 1)环刀:内径为)环刀:内径为61.8mm61.8mm,高度为,高度为
8、20mm20mm。n n(2 2)天平:称量)天平:称量200g200g,感量,感量0.01g0.01g。n n(3 3)其他:修土刀、钢丝锯、凡士林等。)其他:修土刀、钢丝锯、凡士林等。12内径61.8mm环刀钢丝锯电子天平修土刀13三、操作步骤:n n(1 1)按工程需要取原状或制配所需状态的扰动土,)按工程需要取原状或制配所需状态的扰动土,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。下放在土样上。n n(2 2)用修土刀(或钢丝锯)将土样上部削成略大)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,边压于环
9、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,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。使与环刀口面齐平。n n(3 3)擦净环刀外壁,称环刀与土质量)擦净环刀外壁,称环刀与土质量mm1 1,准确至,准确至0.1g0.1g。n n(4 4)本实验须进行二次平行测定,其平行差值不)本实验须进行二次平行测定,其平行差值不得大于得大于0.03g/cm0.03g/cm3 3,求其算术平均值。,求其算术平均值。14四、成果整理:按下列公式计算湿密度和干密度按下列公式计算湿密度和干密度式中式中 湿密度,湿密度,g/cmg/cm3 3;环刀与土质量,环刀与
10、土质量,g g;环刀质量,环刀质量,g g;环刀体积,环刀体积,cmcm3 3;干密度,干密度,g/cmg/cm3 3;含水量,含水量,%。15实验三 液限、塑限实验一、概述:n n流动状态和可塑状态的分界含水量称为土的液限,流动状态和可塑状态的分界含水量称为土的液限,可塑状态和半固体状态的分界含水量称为土的塑可塑状态和半固体状态的分界含水量称为土的塑限。限。n n本实验适用于粒径小于本实验适用于粒径小于0.5mm0.5mm、有机质含量小于、有机质含量小于5%5%的土。的土。n n实验性质:验证型基本实验。实验性质:验证型基本实验。16二、液限实验1、仪器设备:n n重为76g(交通部土工实验
11、规程用100g重的圆锥仪)的手提式或者电子自动液限仪、秒表、铝盒、调土刀、瓷碗、吸管、吹风机、孔径为0.5mm的标准筛、研钵、凡士林等。17液限仪鼓风干燥箱铝盒调土碗修土刀182、操作步骤:n n(1 1)土样制备,应尽可能采用天然含水量的土样)土样制备,应尽可能采用天然含水量的土样进行测定,如为风干土时,应预先进行研碎并过进行测定,如为风干土时,应预先进行研碎并过0.5mm0.5mm筛,而后喷洒适量的水拌和后放在有盖玻筛,而后喷洒适量的水拌和后放在有盖玻璃瓶中润湿静置璃瓶中润湿静置2424小时。小时。n n(2 2)取有代表性的天然含水量土样约)取有代表性的天然含水量土样约250g250g,
12、放入,放入瓷碗中,加蒸馏水或清水用调土刀调成均匀浓浆瓷碗中,加蒸馏水或清水用调土刀调成均匀浓浆糊状。糊状。19n n(3 3)将制备的试样搅拌均匀,填入试样杯中,将制备的试样搅拌均匀,填入试样杯中,填样时不应留有空隙,对较干的试样应充分搓揉,填样时不应留有空隙,对较干的试样应充分搓揉,密实地填入试样杯中,填满后刮平表面。密实地填入试样杯中,填满后刮平表面。n n(4 4)将试样杯放在液限仪的升降座上,在圆锥将试样杯放在液限仪的升降座上,在圆锥上抹一薄层凡士林。调节零点,将屏幕上的标尺上抹一薄层凡士林。调节零点,将屏幕上的标尺调在零位。调在零位。n n(5 5)调整升降座调整升降座,使圆锥尖接触
13、试样表面,拧动使圆锥尖接触试样表面,拧动旋钮圆锥在自重下沉入试样,经旋钮圆锥在自重下沉入试样,经5s5s后松掉旋钮测后松掉旋钮测读圆锥下沉深度。读圆锥下沉深度。20n n(6 6)如锥体在)如锥体在5 5秒钟时的入土深度大于或小于秒钟时的入土深度大于或小于10mm10mm时,则表示试样的含水量高于或低于液限,时,则表示试样的含水量高于或低于液限,必须重新实验。重复必须重新实验。重复3 35 5步骤直至步骤直至5 5秒钟锥体下沉秒钟锥体下沉深度刚好是深度刚好是10mm10mm为止。为止。n n(7 7)将所测得的合格的试样挖去沾有凡士林的那)将所测得的合格的试样挖去沾有凡士林的那部分土,取试环中
14、央的土约部分土,取试环中央的土约15g15g,放入盒中(约铝,放入盒中(约铝盒),盖好盒盖秤重(准确至盒),盖好盒盖秤重(准确至0.01g0.01g),而后在),而后在105105下烘干至恒重冷却后称得其干土重。下烘干至恒重冷却后称得其干土重。214、成果整理:n n(1 1)液限计算,计算至)液限计算,计算至0.1%0.1%。式中:式中:液限,液限,%湿土加称量盒重,湿土加称量盒重,g g 干土加称量盒重,干土加称量盒重,g g 称量盒重,称量盒重,g gn n(2 2)本实验需进行两次平行测定,取其平均值,)本实验需进行两次平行测定,取其平均值,其平行差值一般不得不大于其平行差值一般不得不
15、大于2%2%。22三、塑限实验(搓条法)1 1、仪器设备:、仪器设备:n n(1 1)毛玻璃板。)毛玻璃板。n n(2 2)天平:感量)天平:感量0.01g0.01g。n n(3 3)其他:烘箱、干燥器、称量盒、调土皿、直)其他:烘箱、干燥器、称量盒、调土皿、直径径3mm3mm的铁丝等。的铁丝等。23毛玻璃板毛玻璃板铝盒调土碗修土刀242、实验步骤:n n(1 1)取)取0.5mm0.5mm筛下的代表性试样筛下的代表性试样100g100g,放在盛土,放在盛土皿中加纯水拌匀,温润过夜。皿中加纯水拌匀,温润过夜。n n(2 2)将制备好的试样在手中揉捏至不粘手,捏扁,)将制备好的试样在手中揉捏至不
16、粘手,捏扁,当出现裂缝时,表示含水量接近塑限。当出现裂缝时,表示含水量接近塑限。n n(3 3)取接近塑限含水量的试样)取接近塑限含水量的试样8 810g10g,用手搓成,用手搓成椭圆形,放在毛玻璃板上用手掌滚搓,手掌的压椭圆形,放在毛玻璃板上用手掌滚搓,手掌的压力要均匀地施加在土条上,不得使土条在毛玻璃力要均匀地施加在土条上,不得使土条在毛玻璃上无力滚动,土条不得有空心现象,土条长度不上无力滚动,土条不得有空心现象,土条长度不宜大于手掌宽度。宜大于手掌宽度。25n n(4 4)继续搓滚土条,直至土条直径达)继续搓滚土条,直至土条直径达3mm3mm时,产时,产生裂缝并开始断裂为止。若土条搓至生
17、裂缝并开始断裂为止。若土条搓至3mm3mm时仍未时仍未产生裂缝及断裂,表示这时试样的含水量高于塑产生裂缝及断裂,表示这时试样的含水量高于塑限,则将其重新捏成一团,重新搓滚;如土条直限,则将其重新捏成一团,重新搓滚;如土条直径大于径大于3mm3mm时即行断裂,表示试样含水量小于塑时即行断裂,表示试样含水量小于塑限,应弃去,重新取土加适量水调匀后再搓,直限,应弃去,重新取土加适量水调匀后再搓,直至合格。至合格。n n(5 5)收集约)收集约3 35g5g合格的断裂土条,放入称量盒合格的断裂土条,放入称量盒内,随即盖紧盒盖,测定其含水量。内,随即盖紧盒盖,测定其含水量。263 3、成果整理:、成果整
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