试验一 含水率试验
一、试验目的
测定土的含水率
二、试验原理
实验的含水率应按照下式计算，准确至0.1%。
wo= (mo/md-1)x100
式中 md---干土质量(g)；
mo---湿土质量。
三、试验设备
1.电热烘箱：应能控制温度为105~110℃。
2.天平：称量200g，最小分度值0.01g；乘量1000g，最小分度值0.1g。
四、试验步骤
1.具有代表性土样15~30g或用环刀中的土样，有机质土，砂类土和整体状构造冻土为50g，放入称量盒内，盖上盒盖，称盒加湿土质量，准确至0.01g。
2.打开盒盖，将盒置于烘箱内，在105~110o C的恒温下烘至恒量。
3.将称量盒从烘箱中取出。盖上盒盖，放入干燥容器内冷却至室温，称量盒加干土质量，准确至0.01g。
五、注意事项
本试验必须对两个试样进行平行测定，测定的差值：当含水率小于40%时为1%；当含水率等于或大于40%时为2%，对层状和网状构造的冻土不大于3%。取两个测值的平均值，以百分数表示。
六、试验记录
表1.1.1 含水量试验记录
试样编号 |
盒号 |
盒质量(%) |
盒加湿土质量(%) |
盒加干质量(%) |
湿土质量(%) |
干土质量（g） |
含水率（%） |
平均含水率（%） |
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试验二 密度试验（环刀法）
一、试验目的
测定土的天然密度，本试验适用于细粒土。
二、试验原理
试样的湿密度，应按照下式计算：
式中―――试样的湿密度（）准确至0.01。
试样的干密度，应该按下式计算：
三、试验设备
应符合下列规定：
1.环刀：内径61.8mm和79.8mm，高度20mm。
2.天平：称量500g，最小分度至0.1 g；称量200g，最小分度值0.01g。
四、注意事项
本试验应进行两次平行测定，两次测定的差值不得大于0.03，取两次测值的平均值。
五、试验记录
表1.2.1 密度实验（环刀法)记录表
试样 编号 |
环刀号 |
湿土质量(g) |
试样体积() |
湿密度() |
试样含水率(%) |
干密度() |
平均干密度() |
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试验三 液塑限联合测定法
一、试验目的
本试验利用液塑限联合测定仪测定土的液限和塑限，适用于粒径小于0.5mm以及有机质含量不大于试样总质量5%的土。
二、试验设备
1.液塑限联合测定仪
2.天平称量：200g ；最小分度值 0.01g
三、试验步骤
1.本试验宜采用天然含水率试样，当土样不均匀时，采用风干试样，当试样中含有大于0.5mm的土粒和杂质时，应过0.5mm的筛。
2.当采用天然含水率土样时，取代表土样250g，采用风干土样时取0.5mm筛下的代表性土样200g，将试样放在橡皮板上用纯水将土样调成均匀膏状，放入调土皿，浸润过夜。
3.将制备的试样 充分调拌均匀，填入试样杯中，填样时不应留有空隙。对较干的试样应充分搓揉，密实的填入试样杯中，填满后刮平表面。
4.将试样杯放在联合测定仪的升降座上，在圆锥上抹一薄层凡土林，接通电源使电磁铁吸住圆锥。
5.调节零点，将屏幕上的标尺调在零位，调整升降座，使圆锥尖接触试样表面，指示灯亮时圆锥在自重下沉入试样，经5s后读圆锥下沉深度，取出试样杯，挖去锥尖入土处的凡士林，取锥体附近的试样不少于10 g，放入称量盒内，测定含水率。
6.将全部试样再加水或吹干并调匀，重复3~5的操作。分别测定第二点、第三点试样的圆锥下沉深度及相应的含水率。液塑限联合测定应不少于三点。
注：圆锥入土深度宜为3~4mm、7~9mm、15~17mm。
四、试验记录
表1.3.1 界限含水率试验记录（液塑限联合测定法）
试样 编号 |
圆锥下沉深度（mm） |
盒 号 |
湿土质量 （g） |
干土质量（g） |
含水率（%） |
液限（%） |
塑限（%） |
塑性指数 |
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试验四 击实试验
一、试验目的
通过对不同含水率的土样击实试验，测得土样的最大干密度和最优含水率。
二、试验原理
式中―――某点试样的含水率（%）。
三、试验设备
1.击实仪
2.天平：称量200 g，最小分度值，0.01g。
3.台秤：称量10kg，最小分度值，5g。
4.标准筛：孔径为20mm、40mm、5mm。
5.试样推出器。
试样制备分为干法和湿法两种。
1.干法制备试样应按下列步骤进行：用四分法取代表性土样20kg（重型为50kg）、风干碾碎，过5mm(重型过20mm或40mm)筛，将筛下土样拌均，并测定土样的风干含水率。根据土的塑限预估最优含水率，并按规范制备5个不同含水率的一组试样，相邻2个含水率的差值宜为2%。
注：轻型击实中5个含水率中应有2个大于塑限，2个小于塑限，1个接近塑限
湿法制备试样应按下列步骤进行：取天然含水率的代表性土样20kg（重型为50kg），碾碎，过5mm筛（重型过20mm或40mm），将筛下土样拌均，并测定土样天然含水率。根据土样的塑限预估最优含水率，按本条1款注的原则选择到少5个含水率的土样，分别将天然含水率的土样风干或加水进行制备，应使制备好的土样水分均匀分布。
四、试验步骤
1.将击实仪平稳置于刚性基础上，击实筒与底座联接好，安装好护筒，在击实筒内壁均匀涂一层润滑油。称取一定量试样，倒入击实筒内，分层击实，轻型击实试样为2~5kg，分3层，每层25击重型击实试样为4~10kg，分5层，每层56击，若分3层，每层94击。每层试样高度宜相等，两层交界处的土面应刨毛。击实完成时，超出击实筒的试样高度应小于6mm。
2.卸下护筒，用直刮刀修平击实筒顶部的试样 ，拆除底板，试样底部若超出筒外，也应修平，擦净筒外壁，称筒与试样的总质量，准确到1g，并计算试样的湿密度。
3.用推土器将试样从击实筒中推出，取2个代表试样测定含水率，2个含水率的差值不大于1%。
4.对不同含水率的试样依次击实。
5.干密度和含水率的关系曲线，应在直角坐标纸上绘制。
五、试验记录
表1.4.1 击实试验记录
试验序号 |
预估最优含水率＿＿% 风干含水率＿＿% 试验类别＿＿ |
筒加试样质量（g） |
筒质量（g） |
试样质量（g） |
筒体积() |
湿密度（ ） |
干密度（） |
盒号 |
湿土质量（g） |
干土质量（g） |
含水率（%） |
平均含水率 （%） |
（1） |
（2） |
（3）＝ （1）－（2） |
（4） |
（5）＝（3）/（4） |
（6）＝ |
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（7） |
（8） |
（9）＝[]x100 |
(10) |
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试验五 固结试验（标准固结试验）
本试验方法适用于饱和的粘土。当只进行压缩时，允许用于非饱和土。
一、试验设备
固结容器：由环刀、护环、透水板、水槽、加压上盖组成
加压设备：应能垂直地在瞬间施加各级规定的压力，且没有冲击力，压力准确度应符合国家标准的规定。
变形量测设备：量程10mm，最小分度值为0.01mm的百分表或准确度为全量称0.2%的位移传感器。
二、试验原理：
试样的初始孔隙比，应按下式计算
式中―――试样的初始孔隙比。
各级压力下试样固结稳定后的单位沉降量，应按下式计算：
式中―――某级压力下的单位沉降量（mm/m）；
―――试样初始高度（mm）
―――某级压力下试样固结稳定后的总变形量（mm）（等于该级压力下固结稳定读数减去仪器变形量）；
―――单位换算系数。
各级压力下试样固结稳定后的孔隙比，应按下式计算：
式中―――各级压力下试样固结稳定后的孔隙比。
某一压力范围内的压缩系数，应按下式计算：
式中――压缩系数（）
――某级压力值（MPa）
某一压力范围内的压缩模量，应按下式计算：
式中――某压力范围内的压缩模量（MPａ）
三、试验步骤：
在固结容器内放置护环、透水板和薄型滤纸，将带有试样的环刀装入护环内，放上导环、试样上依次放上薄型滤纸、透水板和加压上盖，并将固结容器置于加压框架正中，使加压上盖与加压框架中心对准，安装百分表或位移传感器。
注：滤纸和透水板的湿度应接近试样的湿度。
施加1kpa的预压力使试样与仪器上下各部件之间接触，将百分表或传感器调整到零或测读初读数。
确定施加的各级压力，压力等级宜为12.5、25、50、100、200、400、800、1600、3200kpa。第一级压力的大小应视土的软硬程度而定，宜用12.5、25kpa或50kpa。最后一级压力应大于土的自重压力与附加压力之和。只需测定压缩系数时，最大压力不小于400kpa。
需要确定原状土的先期固结压力时，初始段的荷重率应小于1，可采用0.5或0.25。施加的压力使测得的e-logp曲线下段出现直线段。对超固结土，应进行卸压，再加压来评价其再压缩特性。
对于饱和试样，施加第一级压力后立即向水槽中注水浸没试样。非饱和试样进行压缩试验时，须用湿棉纱围住加压板周围。
需要测定沉降速率、固结系数时，施加每一级压力后宜按下列时间顺序测记试样的高度的在地变化。时间为6s、15s、1min、2min15s、4min、6min15s、9min、12min15s、16min、20min15s、25min、30min15s、36min、42min15s、49min、64min、100min、200min、400min、23h、24h、至稳定为止。不需要测定沉降速率时，则施加每级压力后24h测定试样高度变化作为稳定标准，只需测定压缩系数的试样，施加每级压力后，每小时变形达0.01m时，测定试样高度变化作为稳定标准。按此步骤逐级加压至试验结束。
注：测定沉降速率仅适用饱和土。
需要进行回弹试验时，可在某级压力下固结稳定后退压，直至退到要求的压力，每次退压至24h后测定试样的回弹量。
试验结束后吸去容器中的水，迅速拆除仪器各部件，取出整体试样，测定含水率。
四、固结试验记录
表1.5.1 固结试验记录（1）
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盒号 |
湿土质量(g) |
干土质量(g) |
含水率(%) |
平均含水率(%) |
试验前 |
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试验后 |
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表1.5.2 密度试验
环刀号 |
湿土质量(g) |
环刀容积() |
湿密度(g/) |
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表1.5.3 固结试验记录（2）
加压历时(h) |
压力(Mpa) |
试样变形量(mm) |
压缩后试样高度(mm) |
孔隙比 |
压缩系数(Mpa) |
压缩模量 (Mpa) |
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P |
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h=- |
= |
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试验六 直接剪切试验（快剪试验）
本试验适用于渗透系数小于cm/s的细粒土。
一、试验设备
本试验所用的主要仪器设备，应符合下列规定：
应变控制式直剪仪：由剪切盒、垂直加压设备、剪切传动装置、测力计、位移量测系统组成。
环刀：内径61.8mm、高度20mm.。
位移量测设备：量程为10mm，分度值为0.01mm的百分表或准确度为全量程0.2%传感器。
二、试验原理
固结快剪的计算按下式计算
式中―――试样所受的剪应力（kpa）;
R―――测力计量表读数（0.01mm）。
三、试验步骤
1.原状土以及扰动试样制备，应按规范步骤进行，每组试样不得少于4个；当试样需要饱和时，亦应按规范步骤进行。
2.对准剪切容器上下盒，插入固定销，在下盒内放透水板和滤纸，将带有试样的环刀刃口向上，在试样上放滤纸和透水板，将试样小心的推入剪切盒内。注：透水板和滤纸的湿度接近试样的湿度。
3.移动传动装置，使上盒前端钢珠刚好与测力计接触，依次放上传压板、加压框架，安装垂直位移和水平位移量测装置，并调至零位或测计初读数。
4.根据工程实际和土的软硬程度施加各种垂直压力，对松软试样垂直压力应分级施加，一方土样挤出。施加压力后，向盒内注水，当试样为非饱和试样时，应在加压板周围包一湿棉纱。
5.施加垂直压力后，每1h测读垂直变形一次。直至试样固结变形稳定。变形稳定标准为每小时不大于0.005m。
5.固结快剪试验的剪切速度为0.8mm/min，使试样在3~5min内剪损，其剪切步骤应按以下步骤进行：拔去固定销，以小于0.02mm/min的剪切速度进行剪切，试样每产生剪切位移0.2~0.4mm.测记计和位移读数，直至测力计读数出现峰值，应继续剪切至剪切位移为4mm时停机，记下破坏值，当剪切过程中测力计读数无峰值时，应剪切至剪切位移为6mm时停机。剪切结束，吸去盒内积水，退去剪切力和垂直压力，移动加压框架，取出试样含水率。
四、试验记录
表1.6.1 直剪试验记录（1）
仪器编号 |
（1） |
（2） |
（3） |
（4） |
盒号 |
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湿土质量（g） |
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干土质量（g） |
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含水率（%） |
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量力环系数 （kpa/0.01mm） |
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试样质量（g） |
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试样密度（） |
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垂直压力（kpa） |
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固结沉降量（mm） |
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表1.6.2 直剪试验记录（2）
剪切位移（0.01mm） |
量力环读数（0.01mm） |
剪应力（kpa） |
垂直位移（0.01mm） |
（1） |
（2） |
（3）＝ |
（4） |
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