土力学实验指导书郭莹

《土力学》实验教学指导书

实验项目一：土的物性实验

一、实验目的

1、测定土的天然密度，以便了解土的疏密状态与其它实验配合计算土的干密度、孔隙比及饱和度等物理性质指标；

2、测定粘性土的液限和塑限从而计算塑性指数和液性指数，评价粘性土地基的容许承载力；并按塑性指数或塑性图进行土的分类。

二、实验设备

环刀、天平、切土刀、钢丝锯、玻璃片、凡士林、烘箱、干燥器；铝盒；液、塑限联合测定仪等。

三、实验原理

1、环刀法测土的密度

土的密度是单位体积土的质量。土单位体积中固体颗粒的质量称为土的干密度；土体孔隙中充满水时的单位体积质量称为土的饱和密度；在计算自重应力时，须采用土的重力密度，即重度，是指单位体积土的重量。

ρ=(m2－m1)／V

；式中：ρ——土的湿密度（g/cm3）

m1——环刀的质量（g）；m2——环刀加土的质量（g）。

(1-1)

v—环刀体积（cm3）

ρd=ρ／(1＋0.01w)

式中：ρd——土的干密度（g/cm3）；

(1-2)

ρ——土的湿密度（g/cm3）；

。w——土的含水量（％）

2、烘干法测土的含水量

土的含水量是土中水的质量与干土质量的比值，烘干法是根据加热后水份蒸发的原理，将已知质量的土样放入烘箱内，在100～105℃温度条件下烘干至恒重时，失去的水的质

《土力学》实验指导书

《土力学》实验指导书

教学实验注意事项

为确保实验顺利进行，达到预定的实验目的，必须做到下列几点： 一、作好实验前的准备工作：

1．预习实验指导书，明确本次实验的目的、方法和步骤。 2．弄清与本次实验有关的基本原理。

3．对实验中所用到的仪器、设备实验前应事先阅读有关仪器的使用说明。 4．必须清楚地知道本次试验需记录的数据项目及数据处理的方法，并事前作好记录表格。

5．除了解实验指导书中所规定的实验方案外，亦可多设想一些其它方案。 二、遵守实验室的规章制度： 1．实验时应严肃认真，保持安静。

2．爱护设备及仪器，并严格遵守操作规程，如发生故障应及时报告。 3．非本实验所用的设备及仪器不得任意动用。

4．实验完毕后，应将设备和仪器擦试干净，并恢复到原来正常状态。 三、认真做好实验：

1．注意听好教师对本次实验的讲解。

2．清点实验所需设备，仪器及有关器材，如发现遗缺，应及时向教师提出。 3．实验时，应有严格的科学作风，认真细致地按照实验指导书中所要求的实验方法与步骤进行。

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1

《土力学》实验指导书

4．对于带电或贵重的设备及仪器，在接线

土工试验指导书

（土木工程、交通工程）

学生姓名 班 级 任课教师 指导教师 实验学期 年 期

土木工程系试验中心

2012年6月

目 录

1土的密度试验………………………………………………1 2 土粒比重试验………………………………………………4 3 土的含水量测定……………………………………………7 4土的界限含水量……………………………………………9 5固结试验……………………………………………………15 6直接剪切试验………………………………………………19 7无侧限抗压强度试验………………………………………23 8颗粒分析试验………………………………………………27 9渗透试验……………………………………………………30 10击实试验…………………………………………………34

1 土的密度试验

1.1环刀法

1.1.1基本概念及原理

土的密度是单位体积土的质量。单位体积土中固体颗粒的质量称为土的干密度；土体孔隙中充满水时的单位体积质量称为土的饱和密度；在计算自重应力时，须采用土的

《土力学》实验教学指导书

实验项目一：土的物性实验

一、实验目的

1、测定土的天然密度，以便了解土的疏密状态与其它实验配合计算土的干密度、孔隙比及饱和度等物理性质指标；

2、测定粘性土的液限和塑限从而计算塑性指数和液性指数，评价粘性土地基的容许承载力；并按塑性指数或塑性图进行土的分类。

二、实验设备

环刀、天平、切土刀、钢丝锯、玻璃片、凡士林、烘箱、干燥器；铝盒；液、塑限联合测定仪等。

三、实验原理

1、环刀法测土的密度

土的密度是单位体积土的质量。土单位体积中固体颗粒的质量称为土的干密度；土体孔隙中充满水时的单位体积质量称为土的饱和密度；在计算自重应力时，须采用土的重力密度，即重度，是指单位体积土的重量。

ρ=(m2－m1)／V

；式中：ρ——土的湿密度（g/cm3）

m1——环刀的质量（g）；m2——环刀加土的质量（g）。

(1-1)

v—环刀体积（cm3）

ρd=ρ／(1＋0.01w)

式中：ρd——土的干密度（g/cm3）；

(1-2)

ρ——土的湿密度（g/cm3）；

。w——土的含水量（％）

2、烘干法测土的含水量

土的含水量是土中水的质量与干土质量的比值，烘干法是根据加热后水份蒸发的原理，将已知质量的土样放入烘箱内，在100～105℃温度条件下烘干至恒重时，失去的水的质

土力学实验指导书

目 录

实验一 土的含水量试验 实验二实验三实验四实验五土的密度试验 土的液、塑限试验 土的固结试验 土的直接剪切试验

实验一 土的含水量试验

一、试验目的

土的含水量指土在105~110°C下烘至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量称为土的天然含水量。试验的目的：测定土的含水量。 二、试验方法

烘干法：室内试验的标准方法，一般粘性土、粉土都可以采用。 三、烘干法试验 1、仪器设备

①烘箱：采用电热烘箱；②天平：称量200g，分度值0.01g；③称量盒、干燥器。 2、操作步骤

（1）取代表性试样，粘性土、粉土为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105~110°C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65~70°C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

土力学实验指导书

适用于长沙理工大学土力学实验指

导书

目 录

土力学实验的目的 ??????????????????????? （1） 一、颗粒分析试验 ??????????????????????? （1） [附1-1]筛析法 ???????????????????????? （1） [附1-2]密度计法（比重计法）?????????????????? （2） 二、密度试验（环刀法） ???????????????????? （4） 三、含水率试验（烘干法）???????????????????? （5） 四、比重试验（比重瓶法）???????????????????? （6） 五、界限含水率试验??????????????????????? （8）

液限、塑限联合测定????????????????????? （8） 六、击实试验 ????????????????????????? （10） 七、渗透试验 ????????????????????????? （12） [附7-1]常水头试验（70型渗透仪） ??????????????? （12） [附7-2]变水头试验（南55型渗透仪）???????????????

实验一 金属材料拉伸、压缩实验

实验简介：金属材料常温、静载下的轴向拉伸与压缩试验是材料力学实验中最基本且应用广泛的实验。通过实验，可以全面测定材料的力学性能指标。这些指标对材料力学的分析计算及工程设计有极其重要的作用。本次试验将参照国家标准GB/T228-2002《金属材料室温 拉伸试验方法》选用低碳钢和铸铁作为塑性材料和脆性材料的代表，分别进行拉伸和压缩试验。

预习要求：学生在上实验课之前，必须复习课堂上讲过的有关材料在拉伸、压缩时力学性能的内容。根据上述试验目的，写出确定各个力学性能参数的计算公式，明确在试验前应测量哪些初始数据，在试验过程中需要记录哪些数据，合理列出本次试验所需的数据记录与表格，画在实验记录纸上。试验前交指导教师检查。

一．实验目的：

1．测定低碳钢下列力学性能指标：拉伸时的屈服极限?s、强度极限?b、延伸率压缩时的屈服极限?s。

2．测定铸铁下列力学性能指标：拉伸时的强度极限?bt；压缩时的强度极限?bc。

3．观察上述两种材料在拉伸和压缩的全过程中所出现的各种变形现象。

4．比较低碳钢（塑性材料）与铸铁（脆性材料）的力学性能特点与试件的断口情况，分析各自的破坏原因。

二．实验设备仪器：

1．电子万能材料试验

实验一 金属材料拉伸、压缩实验

实验简介：金属材料常温、静载下的轴向拉伸与压缩试验是材料力学实验中最基本且应用广泛的实验。通过实验，可以全面测定材料的力学性能指标。这些指标对材料力学的分析计算及工程设计有极其重要的作用。本次试验将参照国家标准GB/T228-2002《金属材料室温 拉伸试验方法》选用低碳钢和铸铁作为塑性材料和脆性材料的代表，分别进行拉伸和压缩试验。

预习要求：学生在上实验课之前，必须复习课堂上讲过的有关材料在拉伸、压缩时力学性能的内容。根据上述试验目的，写出确定各个力学性能参数的计算公式，明确在试验前应测量哪些初始数据，在试验过程中需要记录哪些数据，合理列出本次试验所需的数据记录与表格，画在实验记录纸上。试验前交指导教师检查。

一．实验目的：

1．测定低碳钢下列力学性能指标：拉伸时的屈服极限?s、强度极限?b、延伸率压缩时的屈服极限?s。

2．测定铸铁下列力学性能指标：拉伸时的强度极限?bt；压缩时的强度极限?bc。

3．观察上述两种材料在拉伸和压缩的全过程中所出现的各种变形现象。

4．比较低碳钢（塑性材料）与铸铁（脆性材料）的力学性能特点与试件的断口情况，分析各自的破坏原因。

二．实验设备仪器：

1．电子万能材料试验

1. 直剪试验、单剪试验、环剪试验各有何特点？应力状态如何？

2. 试结合土的压缩试验给出压缩系数、压缩模量、压缩指数、膨胀指数、固结系数的定义

式和确定方法，并阐述其意义和应用。

3. 静力三轴试验能够实现哪些应力路径，原理如何？

4. .第一章书后习题1

5. .什么是单向（侧限）压缩试验？什么是三轴试验?结合单向固结试验和常规三轴压缩剪

切试验阐述土的变形（剪应力——应变关系及剪应力——体积变形特性）与强度特性——结合第三章。

6. 真三轴与空心圆柱扭剪有何异同?

7. 离心模型试验原理?有何实用价值?

8. 试验的检验和验证有何意义？对于已有的检验和验证你有何认识?

9. 土的应力应变关系的特性及其影响因素。

10. 邓肯张双曲线非线性应力应变模型中的下列物理或参数的意义或定义以及确定方法（1）

Ei，K，n （2）Rf （3）B，Kb，m

11. 邓肯张模型有何特点?

12. 土的刚塑性本构模型，弹性–完全塑性模型与增量弹塑性模型表现的应力应变关系有何

区别？

13. 弹塑性模型的一般原理。

14. 何谓正常固结土的物态边界面?何谓超固结粘土的完全物态边界面?示意绘出完全物态

边界面，说明由哪几个面构成。

15.

力学实验独立设课实验指导书

力 学 实 验

Experiments in Mechanics

广西大学机械工程基础实验教学中心

2007．3

1

力学实验独立设课实验指导书

学 生 实 验 守 则

1.学生应按照课程教学计划，准时上实验课，不得迟到早退。 2.实验前应认真阅读实验指导书，明确实验目的、步骤、原理，预习有关的理论知识，并接受实验教师的提问和检查。

3.进入实验室必须遵守实验室的规章制度。不得高声喧哗和打闹，不准抽烟、随地吐痰和乱丢纸屑杂物。有净化要求的实验室，进室必须换拖鞋。

4.做实验时必须严格遵守仪器设备的操作规程，爱护仪器设备，节约使用材料，服从实验教师和技术人员的指导。未经许可不得动用与本实验无关的仪器设备及其物品。

5.实验中要细心观察，认真记录各种实验数据。不准敷衍，不准抄袭别组数据，不得擅自离开操作岗位。

6.实验时必须注意安全，防止人身和设备事故的发生。若出现事故，应立即切断电源，及时向指导教师报告，并保护现场，不得自行处理。 7.实验完毕，应清理实验现场。经指导教师检查仪器设备、工具、材料和实验记录后方可离开。

8.实验后要认真完成实验报告，包括分析结果、处理数据、绘制曲线及图表。在规定的时间内交指导教