土力学实验报告.docx
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土力学实验报告
土力学实验报告
土工试验报告
班
级：
组
号：
姓
名：
同组人:
成
绩:
河北工业大学土木工程学院
２０16年５
月１８
日
试验一
土得基本物理指标得测定
（一）记录
土样编号___＿________＿_＿＿_
班
组______＿＿__＿____＿＿
试验日期_＿＿__＿___________
姓
名_______________＿_
1．密度试验记录表（环刀法）
环刀号
环刀质量
／g
环刀加土质量
／ｇ
土质量
/g
环刀容积
/cｍ３
密
度
/g／cm３
平均重度
/ｋN/m3
402
43、５3
168、２
12４、7
60
2、07
２0、８5
238
43、57
169、6
126、７
6０
２、10
2。
含水率试验记录表（烘干法）
盒号
盒质量
/g
盒加湿土质量／g
盒加干土质量/ｇ
水质量
/g
干土质量
/ｇ
含水率
／
平均含水率
/％
Ａ3５
16、92
4８、60
4１、69
６、91
24、77
２7、9
２8、1
118
1５、５５
５0、19
４２、5７
7、62
27、02
28、2
3。
界限含水率试验
•液限试验记录表（圆锥仪液限试验）
盒号
盒质量
/g
盒加湿土质量/g
盒加干土质量/ｇ
水质量
／g
干土质量
/g
液限
/
液限平均值
/
14２
15、8７４2、1337、3７
４、7６
21、5
０、22
０、21
07１
15、３1
25、２8
23、６
1、68
8、29
０、20
•塑限试验记录表（滚搓法）
盒号
盒质量
/ｇ
盒加湿土质量/ｇ
盒加干土质量/g
水质量
／g
干土质量
/g
塑限
／
塑限平均值
/
1２8
１6、64
41、７7
３5、0０
６、７7
18、36
0、36
０、36
０7３
1６、33
５2、00
４２、46
９、54
26、１3
0、36
•液、塑限联合测定法试验记录表
圆锥下沉
深度／mm
盒号
盒质
量/g
盒加湿土质量/g
盒加干土质量/ｇ
水质
量／g
干土质量/g
含水率
／
液限
/
塑限
/
３、2
A64
16、05
5６、20
4８、98
7、22
32、93
21、9
22
10mm
14２
15、８7
４２、13
３7、37
4、７6
21、5０
22、1
7、9
118
１5、55
５０、１9
42、５7
7、６2
2７、02
28、2
28、１
A3５16、92
4８、６0
4１、6９
６、９1
２4、77
27、9
17ｍm
1６、９
07３
１6、33
52、00
４２、４6
9、5４
２６、１３
36、5
36、7
128
16、64
41、7735、00
６、7718、３６36、9
注：
圆锥下沉深度与含水率得双对数坐标关系曲线绘制于图1之中。
含水率/
图1
圆锥入土深度与含水率关系曲线
（二）试验成果汇总与计算
1。
试验测定数据
γ
=
20、８5
ｋN/m3
w=
28、１％
wL＝
3６
ｗ
p
=
21
根据备注表1,由wＬ查表得ds＝
2、7
2。
计算参数
•e=（1+w）dsγw/γ−1=
０、6５
•Ｓr＝wdｓ
／ｅ＝１、1６
•IP
=wL
–wＰ
=1５
•IL
=（ｗ
L
–ｗ）／IＰ
=0、527
3。
依上述计算结果判定
•土得分类名称:
粘性土
•试验土样所处得状态:
可塑状态
（三）思考与分析^p
1。
土样烘干时,为什么要控制温度为１0５~110°Ｃ?
避免把强吸着水蒸发
２.环刀尺寸（直径、高度、壁厚、容积）对试验成果有何影响?
环刀得直径越大，高度越小,容积越大，实验得误差越小
3。
试分析^p搓条法得理论依据及存在得主要问题。
存在主要问题:
不容易掌握其方法,就是要依据多年得经验来判断.
备注:
土粒比重与土得矿物成分有关，其值一般为2、6５~２、75,由于土粒比重得测定方法较为复杂。
且同一地区、同类土得比重变化不大,故除重大建筑物外，一般可不做比重试验,而采用地区得经验值。
当缺乏地区得经验值时,对于黏性土,可取ds
=2、7０～２、75;对于砂土可取ds
=2、65。
天津地区液限wL与比重ｄ
s关系如备注表1所示.
备注表1
天津地区液限wL与比重ds关系表（录自天津市勘察院资料）
wＬ
/
＜２6
26∼2８、6
28、7∼30、6
3０、7∼34、２
３4、３∼３６、２
３6、3∼３7、6
37、7∼４５
4５、１∼51、４
＞51、４
ｄs
2、69
２、70
2、71
2、７2
2、73
2、74
2、75
2、７6
２、77
试验二
颗粒分析^p试验（密度计法）
（一）颗粒分析^p试验记录
土样编号___＿______＿_______＿＿＿__
ﻩ
班
组_＿_______＿__＿_＿＿＿______
试验日期＿＿_____＿____＿_＿＿＿__＿___
ﻩ
姓
名_＿＿_______＿_＿＿______＿_＿
ﻩ干土质量＿＿_＿_３0g_____＿_________
ﻩ
密度计号
7
小于0、075mｍ土质量百分数＿100
量筒号
7
ﻩ试样处理说明___＿________＿＿＿_＿_＿
烧瓶号
７
土粒比重_＿２、7２_____＿____＿_＿_____
比重校正系数CG__＿______、985＿______＿
下沉时间t
/mｉｎ
悬液温度T
/°C
密
度
计
读
数
土粒落距L
／ｃｍ
粒径d
/mm
小于某粒径土质量百分数
_
/
小于
某粒径总土质量百分数
/％
密度计读数
Ｒ
刻度及弯液面校正值n
温度校正值ｍＴ
分散剂校正值
CD
RM=Ｒ+n+m−C
ＲＨＨ=
RＭＭ⋅ＣG
1
21
2１
0
+0、3
—0、5
20、8
20、488
1４、899
0、051068、29
6８、２9
2
２１
13
０
＋0、3
-0、5
12、8
1２、6０8
17、147
0、038７
４2、03
42、０3
５
2１
7、５
0
+０、3
－0、5
7、3
7、１90
1８、6９0
0、0２56
23、97
2３、97
15
21
4
0
＋0、３
－0、５
3、8
3、７43
1９、680
0、０1０7
12、48
1２、48
3０
２１
2
０
+0、３
－0、5
1、８
1、77３
20、2４0
0、００7７
5、91
5、91
６0
２1
2
０
+0、３
—0、５
1、8
1、5７６
2０、２4０
0、0054
5、25
5、２5
•绘图与计算
以小于某粒径得试样质量占试样总质量得百分数为纵坐标，颗粒粒径为横坐标,在单对数坐标上绘制颗粒大小分布曲线（见图2）,并根据颗粒分布曲线完成填写表２.
•思考与分析^p
1.用密度计作颗粒分析^p时只就是测定密度计浮泡中心处得悬液密度,为何可以代表全部悬液相应得密度?
悬液得整体沉降得趋势就是相同得与浮泡中心悬液密度变化基本相同，再加上温度校正、分散剂修正、刻度修正等,所以测定密度计浮泡中心处得悬液密度可以代表全部悬液相应得密度。
２.密度计法作颗粒分析^p试验得误差原因分析^p，请选择。
（1）系统误差：
由理论假设、所用仪器与规定得试验方法步骤不完善造成。
•土粒刚开始下沉时为加速运动,V≠常数
√
•土粒并不就是球形√
•土粒比重ds
≠常数√
•密度计泡体积过大，影响土粒下沉√
•土粒下沉过程中互相干扰,且受器壁影响√
•用浮泡所排开范围内之悬液密度,代替密度计浮泡中心液面密度就是近似得√
（2）偶然误差:
由试验操作不当造成
•土粒称量不准或有损失√
•土粒分散不完全√
•搅拌不均匀√
•读数有误（R、T、t）
√
要求仔细体会，明白者在后面画（√）、否则画（×）
土粒直径／／mm
图2颗粒级配曲线
表2
颗粒组成
颗
粒
组
成/
限制粒径
有效粒径
不均匀系数
土得类别
≥0、075
0、0７5~０、05
0、０5～0、005
≤０、０05
d6０
d10
ｄ
６０/d１0
６
4１
53
0、006０
０、0024
0、0０１34、61
均粒土
试验三
固结试验
•记录
土样编号_＿＿_＿____＿＿＿＿____＿_＿__＿
班
组__＿＿＿＿____＿___________＿
试验日期__＿____＿_____＿___＿__＿_＿
姓
名_＿＿___＿_＿_____＿_＿___＿＿_
1。
含水率试验记录表
土样情况
盒号
盒质量
／g
盒加湿土质量／g
盒加干土质量/ｇ水质量
/g
干土质量/g
含水率
/
平均含水率/
试验前
A6416、０5５6、２48、９87、2232、９321、9222、０2１4２15、874２、1３３７、374、7621、522、132．重度试验记录表
土样情况
环刀号
环刀质量
/ｇ
环刀+土质量
/g
土质量
/g
环刀容积
/cm３
密度
/ｇ／ｃm3
重度
／kN/m3
试验前
4164２、9７16７、1７1２4、2602、07２0、7
3。
压缩试验记录
试样初始高度H0
=2０ｍm
压缩容器编号：
土粒比重ds
=
２、59
计算初始孔隙比ｅ００=ﻩs⋅γｗ（１＋w0）−１１＝
0、53
dγ0
各级加荷历时
/min
各级荷重下测微表读数／mm
50kPa
１00kPa
２０0kPa
300kＰa
0
１１
20
２0
60
３８
120
４8
总变形量S1
/ｍm
0、1１０、２０、380、4８
仪器变形量Ｓ2
/mm
0、02４9０、03420、０４5６0、０556
试样变形量S/mm
０、０8510、165８０、３34４0、424４
变形后孔隙比ｅ
０、５20、5170、5040、497
•绘图与计算
１．绘制压缩曲线（图3）
垂直压力p／kＰa图3试验压缩曲线
2。
计算压缩系数a１１—2与压缩模量Ｅ
s1—2，并判定土得压缩性。
•aa11−22
=ee1−ee22/pp22—ｐ11＝０、313
ﻩ•Es11−22=11＋ee11/aa11−2=112=11、67Mｐaa•本土样属于中等压缩土压缩性土.
•思考与分析^p
1.为什么加荷后要经过很长时间（往往2４小时以上）变形才会稳定？
答：
在土得固结试验中,加上荷载以后,试样中会出现超静孔水压力,土得固结过程也就是超静空隙水压力得消散过程．消散得速度与土得性质有关。
而对于在试验中所用得粘性土来说,这一过程需要很长得时间2.固结仪中土样得应力状态与实际地基应力状态比较有何不同?
在什么情况下两者大致相符,试举例说明。
固结仪中土样为完全侧限条件只会发生横向变形,而实际地基不能保证不出现横向变形得情况.在以下情况中两者大致相符水平向无限分布得均质土在自重应力作用下水平向无限分布得均质土在无限均布荷载下当地基可压缩土层厚度与荷载作用平面尺寸相比相对较小
３。
试验误差原因分析^p
•土样代表性；•土样结构扰动;
•室内外土样压缩条件不同；•设备及操作误差。
上述分析^p内容同学应仔细体会，明白者在后面画（√）,否则画（×）.
试验四
直接剪切试验
•记录
土样编号_＿__＿_____＿_＿
班
组__＿＿＿______＿＿＿____＿＿试验日期＿＿__＿＿_＿__＿__
姓
名＿＿＿＿__＿_＿__＿_____＿＿_
试验方法
试验前重度试验记录表
垂直压力/kPa
环刀质量
/g
环刀＋土质量
/g
土质量
/g
环刀容积
／ｃm3
密度
/ｇ/cm3
重度
/kＮ/m３
备注
1０0
43、53
1６6、8６
123、33
60
2、06
20、19
2０0
４３、5７
168、26
124、６9
60
２、0８
20、38
３00
43、70
166、43
122、７3
６０
２、05
20、09
400
42、88
１66、46
123、5８
60
２、０6
20、1９
•试验成果
1.剪切试验记录表（见表３）.
2.绘制剪应力与剪切位移关系曲线（图４）。
3。
绘制抗剪强度与垂直压力关系曲线（图５），并确定黏聚力c与内摩擦角ϕ
.
剪切位移△Ｌ
/0、01ｍｍ
图4剪应力与剪切位移关系曲线
表3
直接剪切试验记录表
仪器编号_＿_＿_＿＿____＿＿_＿
手轮转速__＿___4____转／mｉｎ
应变圈系数K_____１、５2２_＿_＿kPa/0、0１mｍ
垂直压力p
100ｋＰa
垂直压力p
300kPa
剪切历时
4分
１5
秒
剪切历时
5分15秒
抗剪强度τ
3２、２7kPa
抗剪强度τ
4６、73kPa
手轮转数（n）
①
百分表读数（R）
/0、０1mm
②
剪切位移
（ΔＬ）
/０、01mm
2０×
①－
②
剪应力
（τ
）
/kPａ
Ｋ
×
②
手轮转数
（n）
①
百分表读数（R）
/０、01ｍm
②
剪切位移
（ΔＬ）
／0、01mm
2０×
①－
②剪应力
（τ）
/kＰa
Ｋ
×
②
１
1、818、22、7４1
3、2１6、84、872
4、2３5、86、39２
5、234、87、913
６、253、89、443
６、2５３、89、4４4
8、271、812、484
7、772、311、725
9、390、714、155
9、290、81４6
1１、2108、８1７、05６
10、7１09、316、2９7
12、８12７、219、487
１2、2127、818、598
14、2145、８21、6１8
14、７145、322、379
1５、71６4、323、89９
1６、７163、325、4２1０
1６、718３、325、４２１0
１9、2180、829、2２１1
１7、220２、8２6、１８11
21、２198、８3２、2712
１8、7221、３28、4６12
22、22１7、833、7９13
19、22４0、8２9、２213
24、2２３5、８36、８31４
２0、2259、８３0、7414
25、２254、83８、3515
2０、2279、８30、741５
26、２２73、839、８８16
２0、72９9、331、51１６
2７、22９2、８41、391７
21、２318、８32、２７１7
２8、231１、８４2、9２18
20、7339、8３1、５118
2９、7330、３45、219
21、23５８、832、27１9
2９、7350、３4５、220
1９、2380、82９、2２20
3０、２369、845、96
21
18、2411、8２7、721
３0、738９、3646、732２
１８、2431８27、722
30、240９、845、９62３
18、７451、3２8、462３
３0、２42９、８45、9624
１8、2471、8２７、724
３０、2449、8４５、96续表3
直接剪切试验记录表
仪器编号__＿＿＿_____＿____
手轮转速__4＿__＿__转/min
应变圈系数K____１、５２2ｋＰａ/0、０1ｍｍ
垂直压力p
400ｋPa
垂直压力p
kＰa
剪切历时
4分
４5秒
剪切历时
分
秒
抗剪强度τ
56、62kPa
抗剪强度τ
kPａ
手轮转数（n）
①
百分表读数（R）
/0、01mm
②
剪切位移
（ΔL）
/0、０1ｍm
20×
①-
②
剪应力
（τ
）
／kPa
Ｋ
×
②
手轮转数
（n）
①
百分表读数（R）
/０、01mm
②
剪切位移
（ΔL）
/０、01mm
2０×
①—
②
剪应力
（τ）
/ｋＰa
Ｋ
×
②
1
3、216、８４、871
２
５、234、8７、９1２
3
7、25２、810、９63
4
9、２7０、８１44
5
10、789、３16、2９5
6
13、７106、320、８5６
7
１6、7１２３、325、427
8
２０、2139、8３0、74８
9
２2、7157、334、５５９
10
25、2１7４、83８、3510
11
27、21９２、84１、411
12
29、2210、844、4412
13
３１、２228、８47、49１３
14
33、2２４6、85０、5３14
15
34、２２6５、852、0515
1６
3５、2２84、８5３、5716
1７
36、2303、855、0917
1８
36、7323、355、８3１８
19
37、23４２、８56、6219
2０
37、236２、８56、62２0
２1
３7、23８2、856、6221
２2
３7、２402、856、６2２2
２3
３7、２4２2、8５６、6223
24
3７、2442、8５6、6２２4
垂直压力p/ｋPa
图５５抗剪强度与垂直压力关系曲线
黏聚力ｃ
＝
２2、273
kＰa
内摩擦角ϕ
=4、908°
（三）思考与分析^p
１。
快剪、固结快剪、慢剪有什么区别？
试举例说明快剪指标得适用范围？
快剪:
竖向力施加后，立即施加水平力，剪切速度很快,3—5分钟后土样剪切破坏，过程不排水。
固结快剪:
使土样先在法向力作用下达到完全固结,之后施加水平力剪切土样，过程不排水。
慢剪:
使土样先在法向力作用下得达到完全固结,之后慢速施加水平力,1—4小时剪切破坏土样,过程有排水时间快剪指标得适用范围
:
适用于土体上施加与剪切过程中都不发生固结与排水现象得情况２。
试分析^p应变式直剪仪得主要优缺点与可能造成误差得原因?
优点:
直剪仪构造简单,操作方便缺点
：
１剪切面上剪应力分布不均匀，土样剪切破坏先从边缘破坏,在边缘发生应力集中现象.
2试验中不能严格控制排水条件。
3
剪切过程中,土样剪切面逐渐减小,而计算剪切强度时却按照原来截面面积计算.试验五
三轴压缩试验
•三轴压缩试验记录
试验日期
土样编号
班组
姓名
１.不固结不排水三轴压缩试验记录表
第1页
试样直径d0=3、91cm
试样高度h0＝8、0cｍ
试样面积A0=12、28cm２
试样体积V0=98、２４cm3
试样质量m０=18８、4g
试样密度ρ０=1、92g/ｃm3
测力计系数C=13、7N／0、０１mm
剪切速率1、5mm/mｉｎ
周围压力σ
３＝１00kＰa
序号
测力计读数
／0、01ｍｍ
轴向荷重
/N
轴向
变形
／０、０1mm
轴向应变
/％
应变减量校正后
试样面积
／cm２
主应力差
/ｋＰa
轴向应力
/kＰa
Ｒ
P=ＣR
∑Δh
h
１１−ε１
Ａ
Aα=0
1−ε１
σ1−σ3=P/Aα
σ
1
１
1、520、550、３0、00３７50、99６２512、32６2２33４16、6７1７7３21116、67177322
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