土力学实验报告总结2_精品文档.doc
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目录
一.序言…………………………………………………………1
二.土力学课程实验注意事项…………………………………2
三.实验仪器操作细则…………………………………………3
四.实验数据及成果分析部分…………………………………4
1.实验一含水率实验………………………………………4
2.实验二界限含水率实验…………………………………6
3.实验三击实实验…………………………………………11
4.实验四压缩实验…………………………………………15
5.实验五接剪切实验………………………………………20
五.实训总结……………………………………………………24
16
一.序言
土的天然含水率、击实性、压缩性、抗剪强度是水利工程中的四大问题,他们的好坏与否直接关系到水利工程的经济效益与安全问题,因此在工程中作好土料的指标实验,确定出相应标对水利工程具有十分重要的意义。
通过几天的实习,我们先后确定出了土料的天然含水量、击实、压缩、抗剪强度值实验等指标值。
这些指标值的确定,对水利工程的修建具有很重要的意义,这次实习大部分组员都付出了辛勤的劳动,在整个实训工程善始善终,也取得了一定成果,在后续的成果分析中个各组员都承担了一定的任务,虽然这次的实验部分整理以及总体的编辑排版用了三天完成,总的来说时间仓促加之理论有限,水中难免出现疏漏,不足之处恳请老师批评指正。
二.土质学课程实验注意事项
1、实验前必须阅读有关教材及本实验指导书,初步了解实验内容要求与步骤。
2、实验仪器有许多是易碎、易损及贵重的,应先了解仪器性能和使用方法,然后再动手,不是本次实验仪器不要触摸。
3、实验记录应用正楷填写,不可潦草,并按规定准确填写实验日期、交报告日期等。
4、各项记录须于实验进行时立即记下,不可另以纸条记录,事后誉写;详细记录实验过程中出现的异常现象。
5、记录数字若有错误,不得涂改,也不可用像皮擦拭,而应在错误数字上划一斜杠,将改正之数记于其旁。
6、简单计算及必要的检验,应在实验进行时算出。
7、实验结束时,应把实验记录交给指导教师审阅,符合要求并经允许,方可收拾仪器结束实验,并按实验开始时领取仪器的位置,归还仪器与工具。
8、在规定时间内上交实验记录及整理的实验成果。
9、实验室内不能打闹、大声喧哗,注意保持公共场所。
三.实验仪器操作细则
1、实验仪器必须爱护,防止振动、日晒、雨淋,不应将仪器作为玩具或嬉闹工具。
2、使用仪器设备时,要阅读技术说明书,熟悉技术指标、工作性能、注意事项。
3、仪器设备通电前,确保供电电压符合仪器设备规定输入电压值。
4、机械类设备仪器操作时用前加润滑油,用后擦拭干净。
5、制取土样的刀、锯器具要符合国家标准,制取原状土的容器体积质量要进行实验前校定。
6、具体实验按实验规程严格执行,认真做好实验数据记录。
7、实验完毕,整理好实验相关数据,并写出文字整理和数据报告,交实验室留档。
8、一切仪器工具若发生故障,应及时向指导教师或实验室工作人员回报,不得自行处理,若有损坏,遗失应写书面检查,进行登记、酌情赔偿。
四.实验数据及成果分析部分
实验一含水率实验
一、概述
土的含水率是指土在温度105~110℃下烘干至恒量时所失去的水质量与达到恒量后干土质量的比值,以百分数表示。
含水率是土的基本物理性质指标之一,它反映了土的干、湿状态。
含水率的变化将使土物理力学性质发生一系列变化,它可使土变成半固态、可塑状态或流动状态,可使土变成稍湿状态、很湿状态或饱和状态,也可造成土在压缩性和稳定性上的差异。
含水率还是计算土的干密度、孔隙比、饱和度、液性指数等不可缺少的依据,也是建筑物地基、路堤、土坝等施工质量控制的重要指标。
二、实验原理
土样含水量是指土样在105℃至110℃温度下烘干至恒重时所失去的水分质量与烘干质量的比值,用百分数表示为:
。
式中,——代表土样含水量(%);m湿土质量(g);ms烘干土质量(g)。
土样在在105℃至110℃温度下加热,土中自由水会变成气体挥发,土恒重后,即可认为是干土质量ms,挥发掉的水分质量为水重ms=m-ms。
三、实验目的
测定土的含水量,供计算土的孔隙比、液性指数、饱和度等不可缺少的一个基本指标。
并查表可确定地基土的允许承载力
四、实验方法
含水率实验方法有烘干法、酒精燃烧法、比重法、碳化钙气压法、炒干法等,其中以烘干法为室内实验的标准方法。
在此仅介绍烘干法
烘干法
烘干法是将实样放在温度能保持105~110℃的烘箱中烘至恒量的方法,是室内测定含水率的标准方法。
(一)仪器设备
(1)保持温度为105~110℃的自动控制电热恒温烘箱;
(2)称量200g、最小分度值0.01g的天平;
(3)玻璃干燥缸;
(4)恒质量的铝制称量盒。
(二)操作步骤
(1)从土样中选取具有代表性的实样15~30g(有机质土、砂类土和整体状构造冻土为50g),放入称量盒内,立即盖上盒盖,称盒加湿土质量,准确至0.01g。
(2)打开盒盖,将实样和盒一起放入烘箱内,在温度105~110℃下烘至恒量。
实样烘至恒量的时间,对于粘土和粉土宜烘8~10h,对于砂土宜烘6~8h。
对于有机质超过干土质量5%的土,应将温度控制在65~70℃的恒温下进行烘干。
(3)将烘干后实样和盒从烘箱中取出,盖上盒盖,放入干燥器内冷却到室温。
(4)将实样和盒从干燥器内取出,称盒加干土质量,准确至0.01g。
(三)成果整理
按式(1-1)计算含水率:
(2-1)
式中—含水率(%),精确至0.1%;
—称量盒加湿土质量(g);
—称量盒加干土质量(g);
—称量盒质量(g)。
含水量实验须进行二次平均测定,每组学生取两次土样测定含水量,取其算术平均值作为最后成果。
但两次实验的平均差值不得大于下列规定:
含水率测定的平行差值
含水率(%)
允许平行差值(%)
<10
0.5
<40
1
≥40
2
(四)实验记录
烘干法测含水率的实验记录见表1-1。
表1-1含水率实验记录
实样
编号
土样
说明
盒号
盒质量
(g)
盒加湿
土质量
(g)
湿土
质量
(g)
盒加干
土质量
(g)
干土
质量
(g)
含水率
(%)
总平均含水率
(%)
备
注
1
2
3
五、注意事项
(1)计算准确至0.1%;
(2)本试验需进行2次平行测定,取其算术平均值,允许平行差值应符合下表规定。
含水率(%)
小于10
10—40
大于40
允许平行差值(%)
0.5
1.0
2.0
六、成果分析
该实验为最基础的土力学实验之一,在实验时应谨慎操作,不可马虎,烘干一定要彻底,盒子与盒盖不可弄混,否则将影响实验成果
实验三击实实验
一、概述
在工程建设中,经常会遇到填土或松软地基,为了改善这些土的工程性质,常采用压实的方法使土变得密实。
击实试验就是模拟施工现场压实条件,采用锤击方法使土体密度增大、强度提高、沉降变小的一种试验方法。
土在一定的击实效应下,如果含水率不同,则所得的密度也不相同,击实试验的目的是测定试样在一定击实次数下或某种压实功能下的含水率与干密度之间的关系,从而确定土的最大干密度和最优含水率,为施工控制填土密度提供设计依据。
击实试验分轻型击实试验和重型击实试验两种方法。
轻型击实试验适用于粒径小于5mm的粘性土,其单位体积击实功约为592.2kJ/m3;重型击实试验适用于粒径不大于20mm的土,其单位体积击实功约为2684.9kJ/m3。
二、压实原理
土的压实程度与含水率、压实功能和压实方法有着密切的关系,当压实功能和压实方法不变时,土的干密度先是随着含水率的增加而增加,但当干密度达到某一最大值后,含水率的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(或称最佳含水率),其相应的干密度称为最大干密度。
土的压实特性与土的组成结构、土粒的表面现象、毛细管压力、孔隙水和孔隙气压力等均有关系,所以因素是复杂的。
压实作用使土块变形和结构调整并密实,在松散湿土的含水率处于偏干状态时,由于粒间引力使土保持比较疏松的凝聚结构,土中孔隙大都相互连通,水少而气多。
因此,在一定的外部压实功能作用下,虽然土孔隙中气体易被排出,密度可以增大,但由于较薄的强结合水水膜润滑作用不明显,以及外部功能不足以克服粒间引力,土粒相对移动便不显著,所以压实效果就比较差。
当含水率逐渐加大时,水膜变厚、土块变软,粒间引力减弱,施以外部压实功能则土粒移动,加上水膜的润滑作用,压实效果渐佳。
在最佳含水率附近时,土中所含的水量最有利于土粒受击时发生相对移动,以致能达到最大干密度;当含水率再增加到偏湿状态时,孔隙中出现了自由水,击实时不可能使土中多余的水和气体排出,而孔隙压力升高却更为显著,抵消了部分击实功,击实功效反而下降。
在排水不畅的情况下,经过多次的反复击实,甚至会导致土体密度不加大而土体结构被破坏的结果,出现工程上所谓的“橡皮土”现象。
三、仪器设备
1、击实仪,有轻型击实仪和重型击实仪两类,其击实筒、击锤和导筒等主要部件(见图8-1、8-2所示);
2、称量200g的天平,感量0.01g;
4、称量10kg的台秤,感量1g;
5、其他,如喷雾器、盛土容器、修土刀及碎土设备等。
四、操作步骤
1、将具有代表性的风干土样,对于轻型击实试验为2.3kg,将土样拌匀,并测定土样的风干含水率。
2、根据土的塑限预估最优含水率,加水湿润制备不少于五个含水率的试样,含水率依次相差为3%,且其中有两个含水率大于塑限,两个含水率小于塑限,一个含水率接近塑限。
分别为13%、16%、19%、22%、25%。
按下式计算制备试样所需的加水量:
式中—所需的加水量(g);
—风干含水率(%);
—风干含水率时土样的质量(g);
—要求达到的含水率(%)。
3、将试样放于不漏水塑料盆中,按预定含水率用喷雾器喷洒所需的加水量,充分搅和并盖上塑料纸静置24h。
4、将击实筒固定在底座上,装好护筒,并在击实筒内涂一薄层润滑油,将搅和的试样分层装入击实筒内。
对于轻型击实试验,分三层,每层25击,两层接触土面应刨毛,击实完成后,超出击实筒顶的试样高度应小于6mm。
击实筒的体积V=948cm3。
5、取下导筒,用刀修平超出击实筒顶部和底部的试样,擦净击实筒外壁,称击实筒与试样的总质量,准确至1g,并计算试样的湿密度。
6、用推土器将试样从击实筒中推出,从试样中心处取两份一定量土料(轻型击实试验为15~30g,测定土的含水率,两份土样的含水率的差值应不大于1%。
五、成果整理
1、按下式计算干密度:
(8-2)
式中—干密度(g/cm3),准确至0.01g/cm3;
—密度(g/cm3);
—含水率(%)。
2、以干密度为纵坐标,含水率为横坐标,绘制干密度与含水率的关系曲线及饱和曲线,干密度与含水率的关系曲线上峰点的坐标分别为土的最大密度与最优含水率,如不连成完整的曲线时,应
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