土工实训任务书1.docx
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土工实训任务书1.docx
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土工实训任务书1
《土工实训》任务书
(适用班级:
水管1212、1213)
安徽水利水电职业技术学院资源与环境工程系
2014年10月
一、技能训练目的
为了使学生把所学知识与实际密切结合起来,特安排一周土工技能训练。
要求掌握土力学基本常规试验过程,了解各项试验之间的内在联系,训练学生的动手能力,掌握实验基本技能,培养独立思考、分析问题和解决现场施工问题的能力,为将来从事水利水电工程建设打下良好的基础。
二、技能训练项目
1、土的密度实验2、土的含水率实验3、土粒比重实验
4、土的颗分实验5、土的塑限实验6、土的液限实验
7、土的击实实验8、土的渗透实验9、土的压缩实验
10、土的剪切实验
三、技能训练要求
(一)技能的要求
1、掌握土的密度、含水率、土粒比重标准实验方法操作技能;
2、掌握粗粒土的筛分法和细粒土密度计法实验方法操作技能;
3、掌握细粒土的液、塑限实验方法操作技能;
4、掌握土的渗透试验的常水头和变水头法操作技能;
5、掌握土的击实实验操作技能;
6、掌握土的固结实验操作技能;
7、掌握土的剪切实验操作技能。
(二)训练成果:
1、对试验数据要进行认真地分析整理;
2、试验数据要准确,试验成果可靠,绘图要正确,各项都要符合规范要求;
3、技能训练报告字迹要清楚,不得涂改,必须按着要求自己编写,不得抄袭他人成果。
(三)训练的态度:
要以严肃的科学态度,对每项试验负责,认真地按着试验规程进行操作。
如有不符合规范要求的试验成果,应重新进行试验,不许涂改原始数据凑合了事。
(四)训练纪律:
1、要爱护实验室的仪器设备,如仪器设备的损坏,根据损坏的程度和具体情况加以不同的赔偿;
2、严格遵守作息时间;
3、试验后要清洗试验仪器,清扫试验环境。
四、技能训练成绩评定
根据学生在技能训练期间试验的态度与纪律、试验操作与动手能力、试验数据成果的分析整理与报告、试验的考试成绩等综合评定。
训练成绩的等级,按着学校的统一规定进行。
五、技能训练的日程安排
为了达到技能训练的目的,在有限的时间内,顺利完成各试验项目,考虑各项试验和各组试验的交叉,技能练训的具体时间安排如下。
根据实际情况,也可作适当调整。
土力学技能训练日程安排表
时间
内容
第
一
天
上
午
1、讲解技能训练的内容和要求;2、准备土粒比重实验(过5mm筛)、颗分实验用土,并烘干;3、准备液塑限实验用土,过0.5mm筛,加水调成土膏;4、准备渗透、压缩、剪切实验用土,过5mm筛,加水。
注:
若条件允许可到外面取原状土。
下
午
1、将上午准备好的散土用击实仪击出土块后,用环刀切取渗透样一个,压缩样一个,剪切样四个;2、利用剪切土样做密度试验,削下的余土做含水率实验(烘干、冷却);3、将渗透、压缩、剪切土样进行饱和。
4、准备击实实验土样。
第
二
天
上
午
1、称量烘干的比重、颗分试验土样,加蒸馏水,放在砂浴上煮沸;2、完成含水率试验;3、做液塑限试验;4、做压缩试验的装样、加第一级荷载。
注:
分组交叉进行。
下
午
1、做比重实验
2、做颗分实验
3、液塑限实验
第
三天
上
午
1、做压缩实验
2、做颗分实验
3、做渗透实
下
午
1、继续做以前未完成的技能训练实验项目
2、做击实实验
3、整理实验成果
第四天
上
午
1、做压缩实验
2、做渗透实验
3、做剪切实验
下
午
1、继续做以前未完成的技能训练实验项目
2、整理实验成果
第五天
上
午
1、做压缩实验
2、将以前未完的技能训练实验项目全部完成
3、训练的考核(可以采用操作、笔试、口试等方法)
下
午
1、进行训练的考核
2、提交技能训练报告
3、训练成绩的评定
土力学技能训练指导书
一、技能训练的项目
1、土的密度实验
2、土的含水率实验
3、土粒比重实验(选做)
4、土的颗分实验(选做)
5、土的塑限实验
6、土的液限实验
7、土的击实实验
8、土的渗透实验(选做)
9、土的固结实验
10、土的剪切实验
二、技能训练时间安排
技能训练时间为一周,安排在理论教学后进行。
三、技能训练的要求
1、土力学技能训练的全过程都要严格按中华人民共和国行业标准《土工试验规程》SL237——1999进行。
2、有关的技能训练其他要求详见《土力学技能训练任务书》。
四、参考书
1、土工试验规程SL237——1999中国水利水电出版社
2、土工试验方法标准GB/T50123——1999中国计划出版社
3、《土力学》务新超主编,全国高等职业技术教育水利水电工程建筑专业的统编教材,水利水电出版社,2002年出版。
五、各项实验的目的、实验方法与步骤、实验要求与成果整理
技能训练一土的密度实验
(一)试验目的
测定土在天然状态下单位体积的质量。
(二)试验方法与适用范围
一般粘性土,宜采用环刀法
易破碎,难以切削的土,可采用蜡封法
对于砂土与砂砾土,可用现场的灌砂法或灌水法。
(三)环刀法的试验
1、仪器设备
符合规定要求的环刀,精度为0.01g的天平,其他:
切土刀,凡士林等。
2、操作步骤
(1)测出环刀的容积V,在天平上称环刀质量m1。
(2)取直径和高度略大于环刀的原状土样或制备土样。
(3)环刀取土:
在环刀内壁涂一薄层凡士林,将环刀刃口向下放在土样上,随即将环刀垂直下压,边压边削,直至土样上端伸出环刀为止。
将环刀两端余土削去修平(严禁在土面上反复涂抹),然后擦净环刀外壁。
(4)将取好土样的环刀放在天平上称量,记下环刀与湿土的总质量m2
3、计算土的密度:
按下式计算
4、要求:
密度试验应进行2次平行测定,两次测定的差值不得大于0.03g/cm3,取两次试验结果的平均值。
5、本试验记录格式
密度试验记录表(环刀法)
工程名称试验者
土样说明计算者
试验日期校核者
试样编号
土
样
类
别
环
刀号
湿土
质量
(g)
体
积
(cm)
湿密度
(g/cm3)
含水率
(%)
干密度
(g/cm3)
平均
干密度
(g/cm3)
(1)
(2)
(3)=
(1)/
(2)
(4)
(5)=(3)/[
1+0.01(4)]
(6)
技能训练二土的含水率实验
(一)试验目的
土的含水率是土在105—1100C下烘干恒量时所失去的水的质量和干土质量的百分比值。
土在天然状态下的含水率为土的天然含水率。
试验的目的:
测定土的含水率。
(二)试验方法适用范围
1、烘干法:
室内试验的标准方法,一般粘性土都可以采用。
2、酒精燃烧法:
适用于快速简易测定细粒土的含水率。
3、比重法:
适用于砂类土。
(三)烘干法试验
1、仪器设备
烘箱:
采用电热烘箱;天平:
称量200g,分度值0.01g;其他:
干燥器,称量盒。
2、操作步骤
(1)取代表性试样,粘性土为15—30g,砂性土、有机质土为50g,放入质量为m0的称量盒内,立即盖上盒盖,称湿土加盒总质量m1,精确至0.01g。
(2)打开盒盖,将试样和盒放入烘箱,在温度105—1100C的恒温下烘干。
烘干时间与土的类别及取土数量有关。
粘性土不得少于8小时;砂类土不得少于6小时;对含有机质超过10%的土,应将温度控制在65—700C的恒温下烘至恒量。
(3)将烘干后的试样和盒取出,盖好盒盖放入干燥器内冷却至室温,称干土加盒质量m2为,精确至0.01g。
3、计算含水量:
按下式计算
4、要求:
(1)干土质量计算至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。
含水量(%)
小于10
10—40
大于40
允许平行差值(%)
0.5
1.0
2.0
5、本试验记录格式
含水率试验记录表
工程名称试验者
试验方法计算者
试验日期校核者
试
样
编
号
土
样
说
明
盒
号
盒
质量
(g)
盒加湿
土质量
(g)
盒加干
土质量
(g)
水的质量
(g)
干土质量
(g)
含水率
(%)
平均
含水率
(%)
(1)
(2)
(3)
(4)=
(2)-(3)
(5)=(3)-
(1)
(6)=(4)/(5)
(7)
技能训练三土粒比重实验
(一)试验目的
土粒比重是土在105—1100C下烘至恒值时的质量与土粒同体积40C纯水质量的比值。
试验的目的,测定土粒比重。
(二)试验方法与适用范围
1、粒径小于5mm的土,用比重瓶法进行。
2、粒径大于5mm的土,其中含粒径大于20mm颗粒小于10%时,用浮称法进行,含粒径大于20mm大于10%时,用虹吸筒法进行;粒径小于5mm部分用比重瓶法进行,取其加权平均值作为土粒比重。
(三)比重瓶法试验
1、仪器设备
比重瓶:
容量100;天平:
称量200,分度值0.001;恒温水槽;砂浴;温度计;烘箱;纯水等。
2、操作步骤
(1)将比重瓶烘干,称瓶质量m0,装烘干试样约15g入比重瓶内,称干土加瓶质量m3,精确至0.001g。
(2)为排出土中的空气,将已装有干土的比重瓶,注纯水至瓶的一半处,摇动比重瓶,并将瓶放在砂浴上煮沸。
煮沸时间:
自悬液沸腾时算起,砂及砂质土不应少于30分钟,粘土及粉质粘土不应少于1小时。
煮沸时应注意不使土液溢出瓶外。
(3)将煮沸经冷却的纯水注入有试样的比重瓶近满,把比重瓶放在恒温水槽内至温度稳定。
待瓶内上部悬液澄清,用滴管注入纯水至瓶口,塞好瓶塞,使多余水分自瓶塞毛细管中溢出,将瓶外水分擦干后称瓶、水、土的总质量m2。
精确至0.001g。
然后立即测瓶内水的温度。
(4)根据测得的温度,从已绘制的温度与瓶、水总质量关系曲线中查得各试验温度下瓶、水的总质量m1。
3、计算土粒比重:
按下式计算
式中:
Gwt————t0C时纯水的比重,可查《土工试验规程》。
4、要求:
本试验需进行2次平行测定,其平行差值不得大于0.02,取其算术平均值。
5、本试验记录格式
比重试验记录表(比重瓶法)
工程名称试验者
土样编号计算者
试验日期校核者
试
样
编号
比
重
瓶号
温
度
液
体
比
重
比重
瓶
质量
(g)
瓶、
干土
总
质量
(g)
干土
质量
(g)
瓶、
液体
总
质量
(g)
瓶、
液、土
总
质量
(g)
与干土
同体积
的液体
质量
(g)
比重
平
均
值
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
(7)
(8)
(9)
查
表
(4)-
(3)
(5)+(6)
-(7)
(5)×
(2)/(8)
技能训练四土的颗分实验
(一)试验目的
颗粒分析试验是测定干土中各种粒组所占该土总质量的百分数,借以明确颗粒大小分布情况,供土的分类与概略判断土的工程性质及选料之用。
(二)试验方法与适用范围
1、筛析法:
适用于粒径大于0.075mm的土。
2、密度计法:
适用于粒径小于0.075mm的土。
3、移液管法:
适用于粒径小于0.075mm的土。
4、若土中粗细兼有,则联合使用筛析法及密度计法或移液管法。
(三)筛分法实验
1、仪器设备:
(1)符合GB6003——85的要求的试验筛。
粗筛:
圆孔,孔径为60mm、40mm、20mm、10mm、5mm、2mm;细筛:
孔径为2.0、1.0、0.5、0.25、0.1、0.075mm。
(2)、天平:
称量1000g与称量200g。
(3)、台秤:
称量5kg.。
(4)、振筛机:
应符合GB9909——88的技术条件。
(5)、其他:
烘箱、研钵、瓷盘、毛刷、木碾等。
2、操作步骤(无粘性土的筛分法)
(1)从风干、松散的土样中,用四分法按下列规定取出代表性试样:
1粒径小于2mm颗粒的土取100g——300g
2最大粒径小于10mm的土取300g——1000g
3最大粒径小于20mm的土取1000g——2000g
4最大粒径小于40mm的土取2000g——4000g
5最大粒径小于60mm的土取4000g以上。
称量准确至0.1g;当试样质量多于500g时,准确至1g。
(2)将试样过2mm细筛,分别称出筛上和筛下土质量。
(3)取2mm筛上试样倒入依次叠好的粗筛的最上层筛中;取2mm筛下试样倒入依次叠好的最上层筛中,进行筛析。
细筛宜放在振筛机上震摇,震摇时间一般为10——15min。
(3)由最大孔径筛开始,顺序将各筛取下,在白纸上用手轻叩摇晃,如仍有土粒漏下,应继续轻叩摇晃,至无土粒漏下为止。
漏下的土粒应全部放入下级筛内。
并将留在各筛上的试样分别称量,准确至0.1g。
(4)各细筛上及底盘内土质量总和与筛前所取2mm筛下土质量之差不得大于1%;各粗筛上及2mm筛下的土质量总和与试样质量之差不得大于1%。
注:
若2mm筛下的土,小于试样总质量的10%,则可省略细筛筛析;若2mm筛上的土,小于试样总质量的10%,则可省略粗筛筛析。
3、计算与制图
(1)计算小于某粒径的试样质量占试样总质量的百分数:
式中:
X——小于某粒径的试样质量占试样总质量的百分数;
mA——小于某粒径的试样质量,g;
mB——当细筛分析时或用密度计法分析时所取试样质量(粗筛分析时则为试样总质量),g;
dx——粒径小于2mm或粒径小于0.075mm的试样质量占总质量的百分数,如试样中无大于2mm粒径或无小于0.075mm的粒径,在计算粗筛分析时则dx=100%。
(2)绘制颗粒大小分布曲线。
以小于某粒径的试样质量占总质量的百分数为纵坐标,以粒径在对数横坐标上进行绘制(详见教材)。
然后求出各粒组的颗粒质量的百分数。
(3)计算级配指标
1不均匀系数:
;②曲率系数
(四)密度计法实验
1、仪器设备
乙种比重计:
刻度为0.995~1.020,分度值为0.0002;量筒:
高度约45cm,直径约6cm,容积1000ml,刻度为0~1000ml,分度值为10ml;天平、细筛、洗筛、温度计、搅拌器、煮沸设备等。
2、操作步骤
(1)宜采用风干土试样,按下式计算试样干质量为30g时所需的风干土质量。
式中:
w—风干土试样含水量
(2)称干质量为30g的风干试样倒入锥形瓶中,勿使土粒丢失。
注入水200ml,浸泡过夜。
(3)将锥形瓶放在煮沸设备上,连接冷凝管进行煮沸。
一般煮沸时间约1小时。
(4)将冷却后的悬液倒入瓷杯中,静置约1分钟,将上部悬液倒入量筒。
杯底沉淀物用橡皮头研杵细心研散、加水,经搅拌后,静置约1分钟,再将上部悬液倒入量筒。
如此反复操作,直至杯中悬液登清为止。
当土中大于0.075mm的颗粒估计超过试样总质量的15%,应将其全部倒至0.075mm筛上冲洗,直至筛上仅留大于0.075mm的颗粒为止。
(5)将留在洗筛上的颗粒洗入蒸发皿内,倾去上部的清水,烘干称量,按规程规定进行细筛筛析。
(6)将过洗筛上的颗粒倒入量筒,加4%浓度的六偏磷酸钠约10ml于量筒溶液中,再注入纯水,使筒内悬液达1000ml。
(7)用搅拌器在量筒内沿整个悬液深度上下搅拌约1分钟,往复约30次,取出搅拌器,将密度计放入悬液中同时开动秒表。
测经1、5、30、120、1440分钟时的密度计读数。
(8)注意事项:
①每次读数均应在预定时间前10—20秒将密度计小心放入悬液接近读数的深度,并须注意密度计浮泡应保持在量筒中部位置,不得贴近筒壁。
②密度计读数均以弯液面上缘为准。
③每次读数完毕立即取出密度计放入盛有纯水的量筒中。
并测定各相应的悬液温度,准确至0.50C。
④每次放入或取出密度计时,应尽量减少对悬液的扰动。
⑤如试样在分析前未过0.075mm洗筛,而在密度计第1个读数时,发现下沉的土粒已超过试样总质量的15%时,则应在试验结束后,将量筒中土粒过0.075mm筛,然后按《土工试验规程》规定求得粒径大于0.075mm的颗粒组成。
3、计算和绘图
(1)按下式计算小于某粒径的试样质量占试样总质量百分数。
式中:
CS¹——土粒比重校正值,查《土工试验规程》表a.5.0.1;或按下式
ρ——土粒密度,g/cm3;
ρw20——200C时水的密度,g/cm3;
n¹——弯液面校正值;
mt¹——温度校正值,查规程附表a.4.0.1
CD¹——分散剂校正值;
R¹——乙种比重计读数。
2)按下式计算颗粒直径,也可以按《土工试验规程》图(4.5.2)确定。
式中:
d_____颗粒直径,mm;
ρw0____40C时水的密度,g/cm3;
η_____水的动力粘滞系数,kPa.s;
GS_____土粒比重;
GwT____温度为T0C时的水的比重;
L______某一时间t内的土粒沉降距离,cm;
g______重力加速度,981cm/s2;
T______沉降时间,s。
(3)绘制颗粒大小分布曲线:
用小于某粒径的土质量百分数为纵坐标,颗粒直径为横坐标(以对数尺度),将试验数据点在图上,绘成一条平滑曲线,即为该土的颗粒大小分布曲线。
4、颗粒分析试验记录表
颗粒分析试验记录表(密度计法)
工程名称试验者
土样编号计算者
试验日期校核者
小于0.075颗粒土质量百分数干土总质量
湿土质量密度计号
含水量量筒号
干土质量烧杯号
含盐量土粒比重
试样处理说明比重校正值
风干土质量弯液面校正值n
试验时间
下沉时间
t
min
悬液温度
T
0C
密度计读数
土粒落距
L
cm
粒
径
mm
小于某粒径土质量百分
数
(%)
小于某粒径的总土质量百分
数
(%)
密度计读数R
温度校正值m
分散剂校正值CD
RM=R+m
+n-CD
RH=RMCs
技能训练五、六界限含水率实验
(一)试验目的
细粒土由于含水率不同,分别处于流动状态、可塑状态、半固体状态和固体状态。
液限是细粒土呈可塑状态的上限含水率;塑限是细粒土呈可塑状态的下限含水率。
本试验的目的是测定细粒土的液限、塑限,计算塑性指数、给土分类定名,供计、施工使用。
(二)试验方法和适用范围
土的液、塑限试验:
采用液塑限联合测定法;
土的塑限试验:
采用搓滚法;
土的液限试验:
采用碟式仪法。
(三)液塑限联合测定法试验
1、仪设备
液塑限联合测定仪:
圆锥仪、读数显示;试样杯:
直径40—50mm,高30—40mm;天平:
称量200g,分度值0.01g;其他:
烘箱、干燥器、铝盒、调土刀、孔径0.5mm的筛、凡士林等。
2、操作步骤
液限、塑限联合试验,原则上采用天然含水量的土样制备试样,但也允许采用风干土制备试样。
(1)当采用天然含水量的土样时,应剔除大于0.5mm的颗粒,然后分别按接近液限、塑限和二者之间状态制备不同稠度的土膏,静置湿润。
静置时间可视原含水量的大小而定。
当采用风干土样时,取过0.5mm筛的代表性土样约200g,分成3份,分别放入3个盛土皿中,加入不同数量的纯水,使分别接近液限、塑限和二者中间状态的含水量,调成均匀土膏,然后放入密封的保湿缸中,静置24小时。
(2)将制备好的土膏用调土刀调拌均匀,密实地填入试样杯中,应使空气逸出。
高出试样杯的余土用刮土刀刮平,随即将试样杯放在仪器底座上。
(3)取圆锥仪,在锥体上涂以薄层凡士林,接通电源,使电磁铁吸稳圆锥仪。
(4)调节屏幕准线,使初读数为零。
调节升降座,使圆锥仪锥角接触试样面,指示灯亮时圆锥在自重下沉入试样内,经5秒后立即测读圆锥下沉深度。
(5)取下试样杯,然后从杯中取10g以上的试样2个,测定含水率。
(6)按以上
(2)——(5)的步骤,测试其余2个试样的圆锥下沉深度和含水量。
3、计算与制图
(1)计算含水量:
(2)绘制圆锥下沉深度h与含水率w的关系曲线
以含水率为横坐标,圆锥下沉深度为纵坐标,在双对数纸上绘制h~w的关系曲线。
①三点连一条直线。
②当三点不在一直线上,通过高含水量的一点分别与其余两点连成两条直线,在圆锥下沉深度为2处查得相应的含水率,当两个含水率的差值小于2%,应以该两点含水率的平均值与高含水率的点连成一线。
③当两个含水率的差值大于或等于2%时,应补做试验。
(3)确定液限、塑限
在圆锥下沉深度h与含水率w关系图上,查得下沉深度为17mm所对应的含水率为液限wL;查得下沉深度为2mm所对应的含水率为塑限wP,以百分数表示,取整数。
(4)计算塑性指数和液性指数
(5)按规范规定确定土的名称
4、本试验记录格式
液塑限联合试验记录表
工程名称试验者
土样说明计算者
试验日期校核者
试样编号
圆锥下沉深度
盒号
盒质量(g)
盒+湿土质量(g)
盒+干土质量(g)
湿土质量(g)
土质量(g)
水的质量(g)
含水率(%)
平均含水率(%)
液限(%)
塑限(%)
塑性指数
液性指数
土的名称
技能训练七土的击实实验
(一)试验目的
本试验的目的是用标准的击实方法,测定土的密度与含水率的关系,从而确定土的最大干密度与最优含水率。
轻型击实试验适
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