土工试验详细步骤.doc

实验一 土的密度 （环刀法 、腊封法） 土的密度是指土的单位体积的质量。若用天然状态原状土样测得的密度，称天然密度。一般常用环刀法或蜡封法测定粘性土的密度，两者的主要区别在于测定土的体积的方法不同。环刀法适用于较均一、可塑的粘性土。蜡封法适用于土中含有粗粒，或者坚硬易碎难以用环刀切割的土．或者试样量少，只有小块、形状不规则的土样时使用。对于饱和松散土、淤泥、饱和软粘土，不易取出原状样的土，可采用放射性同位素在现场测定其天然密度。砂土、砾石土，可在现场挖坑用灌砂法测定。 一、环刀法 1．基本原理 环刀法是用已知质量及容积的环刀，切取土样。使土样的体积与环刀容积一致，这样环刀的容积即为土的体积；称量后，减去环刀的质量就得土的质量。然后计算得土的密度。 2．仪器设备 (1)环刀：内径为6～8cm,高为2cm； (2)天平：感量为0.1g； (3)测径卡尺； (4)切土刀、钢丝锯、凡士林油及玻璃板等。 3.操作步骤 (1) 测定环刀的质量及体积 用测径卡尺测量环刀的内径及高度，计算得环刀的体积；然后，将环刀置于天平上称得环刀质量。 (2) 切取土样 在环刀内壁上涂以薄层凡士林，将环刀刃口向下放在土样表面上，用修土刀把土样削成略大于环刀的土柱，然后垂直向下轻压环刀，边压边削，至土样高出环刀为止。先削平环刀上端之余土，使土面与环刀边缘齐平，再置于玻璃板上；然后削环刀刃口一端的余土，使与环刀刃口齐平。若两面的土有少量剥落，可用切下的碎土轻轻补上。 (3)测定环刀和土样之质量 擦净环刀外壁，称量环刀和土样的质量，准确至0.1g。 (4)计算土的密度 式中：——土的密度，g／cm3；——环刀与土样之质量，g；——环刀的质量，g；——土的体积，cm3。计算准确至0.01 g／cm3。 (5) 平行测定 本试验须进行两次平行测定，取其结果的算术平均值，其平行差值不得大于0.03g／cm3。 4.注意事项 (1)用环刀切取土样时，必须严格按实验步骤操作，不得急于求成，用力过猛或图省事不削成土柱，这样就易使土样开裂扰动，结果事倍功半。 (2)修平环刀两端余土时，不得在试样表面往返压抹。对于较软的土，宜先用钢丝锯将土样锯成几段，然后用环刀切取。 二、蜡封法 1. 基本原理 蜡封法是将已知质量的土块浸入融化的石蜡中，使试样有一层蜡的外壳，保持其完整外形，通过分别称得带有蜡壳的土样在空气中和水中的重量，根据阿基米德原理，计算出试样体积，便可以求得土的密度。 2．仪器设备 （1）石蜡及融蜡设备(电炉和锅)； （2）天平：感量为0.01 g； （3）其它：切土刀、烧杯、细线、温度计和针等。 3． 操作步骤 （1）切取土样 切取体积约30 cm3土样，削去松浮表土和尖锐棱角，使其成为较整齐的形状；系上细线，置于天平盘上称得试样的质量。 （2）封蜡 持线将试样徐徐浸入刚过熔点(温度为50～70℃)的蜡中，待全部浸没后即将试样提出，重复2～3次，使试样表面复以一薄层蜡膜。注意检查蜡膜中有无气泡；若有用烧热之针刺破，再用蜡涂平孔口。 （3） 测定试样体积 将封蜡试样放在天平上称量,得该试样之质量；用细线将试样吊在天平之一端，并浸没于盛蒸馏水的烧杯中(图1)，称其在水中的质量。将试样从水中取出，擦干蜡封薄膜表面水分．置于天平上称量．检查是否有水进入土样中。若此时试样质量大于浸水前之封蜡试样质量．并超过0.03 g，则试验应重做。 图1称封腊试样在水中的质量 （4）计算土的密度 a. 计算试样的体积： 式中：——试样体积，cm3；-——封蜡试样体积，，cm3；——蜡膜体积， ，cm3；——封蜡试样在水中的质量，g；——封蜡试样的质量，g；m——试样质量，g；——水的密度，g／cm3；—石蜡的密度，常采用0．92 g／cm3。 b. 计算土的密度： (5)平行测定 本实验须做两次平行测定，取其结果的算术平均值，平行误差不得大于0.03 g／cm3。 4.注意事项 (1) 在封蜡时，应将土样徐徐浸入蜡中．并立即提上．以免蜡膜产生气泡，并防止土样扰动。 (2) 称封蜡土样时，应在另一砝码盘中放入一条与缚土样长度相等的细线，以平衡线的重量。 (4）在称封蜡土样水中质量时，应注意勿使封蜡试样与烧杯壁接触，同时应排除附在其周围的气泡。 实验二 测定土的含水率 (烘干法) 1．基本原理 含水率是指土中水分质量与干土质量之比值。湿土在温度为l00～105℃的长时间烘烤下，土中水分完全被蒸发，土样减轻的质量与完全干燥后土样的质量之比值，即为湿土的含水率，以百分数表示。 测定含水率的方法很多，其区别是使士样干燥的方法不同，常用的有下列几种方法。 (1) 烘干法：将土样置于烘箱中烘烤除去水分。烘干法只能在实验室中有烘箱设备的