《工程地質學》
土工實驗教學指導書
姓名學號
組號年級
西南科技大學環資學院
中心實驗室
2015.10
目錄實驗一含水率實驗 2
1.試驗目的 2
2.試驗方法 2
3.儀器裝置 2
4.試驗步驟 2
5.成果整理 2
6.注意事項 2
7.試驗記錄 2
實驗二比重試驗 4
1.試驗目的 4
2.試驗方法 4
3.儀器裝置 4
4.試驗步驟 4
5.成果整理 4
6.注意事項 4
7.試驗記錄 5
實驗三液限和塑限試驗 6
1.試驗目的 6
2.試驗方法 6
3.儀器裝置： 6
4.試驗步驟 6
5.成果整理 6
6.試驗注意事項 7
7.試驗記錄 7
實驗四滲透試驗 9
1.試驗目的 9
2.試驗方法 9
3.儀器裝置 9
4.試驗步驟 9
5.成果整理 10
6.試驗注意事項 10
7.試驗記錄 11
實驗一含水率實驗
1.試驗目的
土的含水量指土在105～110℃下烘至恒量時所失去的水分質量和達恆重後乾土質量的比值，以百分數表示。
2.試驗方法
烘乾法、酒精燃燒法、炒乾法、比重法等。本試驗採用烘乾法。
3.儀器裝置
烘箱，採用電熱烘箱，溫度能保持在105～110℃；天平，感量0.01g；乾燥器；稱量盒等。
4.試驗步驟
（1）先稱稱量盒的質量（m1），精確至0.01g。
（2）取具有代表性試樣，細粒土不小於為15g，砂類土、有機質土不小於50g，放入已稱好的稱量盒內，立即蓋上盒蓋，稱溼土加盒總質量（m2），精確至0.01g。
（3）開啟盒蓋，將試樣和盒放入烘箱內，在溫度105～110℃的恆溫下烘乾。烘乾時間與土的類別及取土數量有關。細粒土不少於8小時；砂類土不得少於6小時；對含有機質超過5%的土，應將溫度控制在65～70℃的恆溫下烘乾。
（4）將烘乾後的試樣和盒取出，放入乾燥器內冷卻至室溫。冷卻後蓋好盒蓋，稱盒和乾土質量（m3），精確至0.01g。
（5）本項試驗要求進行二次平行測定，其平行差值需滿足以下要求：
當含水量小於5％時，允許平行差值不大於0.3％；當含水量大於5％小於40％時，允許平行差值不大於1％；當含水量大於等於40％時，允許平行差值不大於2％。當滿足上述要求時，含水量取兩次測值的平均值。
5.成果整理
（1）按下式計算含水量：
w=( m2－m3)/( m3－ m1)×100%
式中：w —— 含水量（％）；
m1 —— 稱量盒的質量（g）；
m2 —— 盒加濕土質量（g）；
m3 —— 盒加乾土質量（g）。
（2）記錄**見實驗報告。
6.注意事項
（1）測定含水量時動作要快，以避免土樣的水分蒸發。
（2）應取具有代表性的土樣進行試驗。
（3）稱量盒要保持乾燥，注意稱量盒的盒體和盒蓋上下對號。
（4）烘乾、冷卻由於時間較長，由實驗室完成，同學另找時間來稱盒加乾土質量。
7.試驗記錄
含水率試驗記錄表（烘乾法）
試驗者校核者試驗日期
實驗二比重試驗
1.試驗目的
土粒比重gs，是土粒在溫度105～110℃下烘至恒重時的質量與土粒同體積 4℃時純水質量的比值。
2.試驗方法
根據土粒粒徑的不同，土的比重試驗可分別採用比重瓶法、浮稱法或虹吸筒法。對於粒徑小於5 mm的土，採用比重瓶法進行；對於粒徑大於等於5mm的土，且其中粒徑為20mm的土質量應小於總土質量的10％時，採用浮稱法進行；對於粒徑大於等於5mm的土，但其中粒徑為20mm的土質量大於等於總土質量的10％時，採用虹吸筒法進行。本試驗採用比重瓶法。
3.儀器裝置
烘箱；比重瓶，容量100ml；天平，感量0.001g；恆溫水槽；電砂浴；溫度計；孔徑5mm的篩；其它：匙、漏斗、滴管、洗瓶刷、蒸餾水等。
4.試驗步驟
（1）先將洗淨、烘乾的比重瓶稱其質量m1，準確至0.001g.
（2）將過5mm篩並烘乾後的土，取不低於15g裝入比重瓶內，稱試樣和瓶的總質量m2，準確至0.001g。
（3）將純水注入已裝有乾土的比重瓶中至一半處，搖動比重瓶，將瓶放在電砂浴上煮沸，煮沸時間自懸液沸騰時算起，砂及低液限粘土應不少於30min，高液限粘土應不少於lh，使土粒分散。
（4）將蒸餾水注入已煮好比重瓶至近滿，待瓶內溫度穩定及懸液上部澄清後，再加滿蒸餾水，塞好瓶塞，使多餘的水份自瓶塞毛細管中溢位。將瓶外水份擦乾淨，稱瓶、水、土的總質量m3，準確至0.001g，稱后馬上測瓶內溫度。
（5）把瓶內懸液倒掉，把瓶洗乾淨，再注滿蒸餾水，把瓶塞插上，使多餘的水份自瓶塞毛細管中溢位，將瓶外水份擦乾淨，稱比重瓶、水的總質量m4，準確至0.001g。
（6）本試驗須進行兩次平行測定，其平行差值不大於0.02，然後取其算術平均值。
5.成果整理
（1）按下式計算土的比重：
gs=gwt×(m2－m1)/(m4＋(m2－m1)－m3)
式中：gs —— 土粒比重；
m1 —— 空瓶的質量（g）；
m2 —— 瓶加乾土的質量（g）；
m3 —— 瓶加水加土的質量（g）；
m4 —— 瓶加水的質量（g）；
gwt —— t℃時蒸餾水的比重（也可查相應的物理手冊）。
不同溫度時水的比重（近似值）
（2）記錄**見實驗報告。
6.注意事項
（1）比重瓶、土樣一定要完全烘乾。
（2）煮沸排氣時，防止懸液濺出。
（3）稱量時比重瓶外的水份必須擦乾淨。
7.試驗記錄
比重試驗記錄表（比重瓶法）
工程名稱試驗者
土樣說明計算者
試驗日期校核者
實驗三液限和塑限試驗
1.試驗目的
細粒土由於含水率不同，分別處於流動狀態，可塑狀態、半固體狀態和固體狀態。液限是細粒土呈可塑狀態的上限含水率，塑限是細粒土呈可塑狀態的下限含水率。本試驗是測定細粒土的液限和塑限含水量，用作計算土的塑性指標和液性指數，按塑性指數或塑性圖對粘性土進行分類，並可結合土體的原始孔隙比來評價粘性土地基的承載能力。
2.試驗方法
本試驗採用液限塑限聯合測定法測定液限含水量和塑限含水量。所用土樣應過0.5mm的篩。
液限、塑限聯合測定法是根據圓錐入土深度與其相應的含水率在雙對數座標上具有線性關係的特性來進行的。利用圓錐質量為76g的液塑限聯合測定儀測得土在不同含水率時的圓錐入土深度，並繪製其關係直線圖，在圖上查得圓錐下沉深度為17mm所對應得含水率即為液限（注土的定名採用圓錐下沉深度為10mm液限），查得圓錐下沉深度為2mm所對應的含水率即為塑限。
3.儀器裝置：
液塑限聯合測定儀限、天平、稱量盒、電吹風、烘箱、乾燥器、調土碗、調土刀、凡士林、蒸餾水、滴管、研缽、帶橡皮頭的研棒及0.5mm篩等。
4.試驗步驟
（1）選取具有代表性的天然含水量或風乾土樣，若土中含有較多大0.5mm的順粒或夾有大量的雜物時，應將土樣風乾後用帶橡皮頭的研材研碎或用木棒在橡皮板上壓碎，然後再過0.5mm的篩。
（2）取過篩的土樣不少於200g分別放入三個調土碗裡，加不同數量的蒸餾水，土樣的含水量分別控制在液限、略大於塑限和二者的中間狀態。用調土刀調勻，然後用玻璃片或濕布覆蓋，靜置24h備用。
（3）將製備好的土樣用調土刀調拌均勻，分層密實地填入試樣杯中，使空氣逸出。試杯裝滿後，刮成與杯邊齊平。
（4）調平機身，提起錐杆，錐尖塗少許凡士林。
（5）將裝好的土樣的試杯放在公升降座上，轉動公升降旋鈕，使試杯徐徐上公升，土樣表面和錐體尖好接觸，蜂鳴器報警，停止公升降，按檢測鍵，同時錐體立刻自行下沉，5s時液晶顯示器上顯示錐入深度h1，試驗畢，手拿錐體向上，錐體復位。
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