内蒙古科技大学：《土力学与基础工程》课程授课教案（讲义）土力学实验教案

土力学实验 教案 内蒙古科技大学 建筑与土木工程学院 试验指导人：

土力学实验 教 案 内蒙古科技大学 建筑与土木工程学院 试验指导人：

前言 《士力学与基础工程》是实践性很强的一门课程，土工试验是本课程的重要 实践环节，但是在土力学试验的教学过程中，由于各个试验的连贯性不是很强 学生对各个试验原理和操作过程掌握不好，对试验目的及在实际工程中的应用就 更不清楚，所以，为了巩固学生对理论知识的掌握，帮助学生把理论应用到实际 工程中去，提高教学质量安排了该综合性试验，要求学生掌握试验原理和操作过 程，使学生知道为什么要做这些试验，试验参数在工程设计和施工中如何应用， 更加注重了实践知识的学习，有助于培养学生的动手能力和分析问题的能力就能 更好地为工程建设服务

前 言 《土力学与基础工程》是实践性很强的一门课程，土工试验是本课程的重要 实践环节，但是在土力学试验的教学过程中，由于各个试验的连贯性不是很强， 学生对各个试验原理和操作过程掌握不好，对试验目的及在实际工程中的应用就 更不清楚，所以，为了巩固学生对理论知识的掌握，帮助学生把理论应用到实际 工程中去，提高教学质量安排了该综合性试验，要求学生掌握试验原理和操作过 程，使学生知道为什么要做这些试验，试验参数在工程设计和施工中如何应用， 更加注重了实践知识的学习，有助于培养学生的动手能力和分析问题的能力就能 更好地为工程建设服务

试样制备及饱和 一、概述 试样的制备是获得正确的试验成果的前提，为保证试验成果的可靠性以及试验数据的可 比性，应具备一个统一的试样制备方法和程序 试样的制备可分为原状土的试样制备和扰动土的试样制备。对于原状士的试样制备主要 包括土样的开启、描述、切取等程序：而扰动士的制备程序则主要包括风干、碾散、过筛、 分样和贮存等预备程序以及击实等制备程序，这些程序步骤的正确与否，都会直接影响到试 验成果的可靠性，因此，试样的制备是土工试验工作的首要质量要素。 二、仪器设备 试样制备所需的主要仪器设备，包括！ (1)孔径0.5mm、2mm和5mm的细筛 (2)孔径0.075mm的洗筛： (3)称量10kg、最小分度值5g的台秤 (4)称量5000g、最小分度值1g和称量200g、最小分度值0.01g的天平： (5)不锈钢环刀（内径61.8mm、高20mm:内径79.8mm、高20mm或内径61.8mm、 高40mm): (6)击样器：包括活塞、导筒和环刀： (7)其他：切土刀、钢丝锯、碎土工具、烘箱、保湿器、喷水设备、凡士林等。 三、试样制备 (一)原状土试样的制备步骤 1、将土样筒按标明的上下方向放置，剥去蜡封和胶带，开启土样筒取土样。 2、检查士样结构，若土样已扰动，则不应作为制备力学性质试验的试样。 3、根据试验要求确定环刀尺寸，并在环刀内壁涂一薄层凡士林，然后刃口向下放在土 样上，将环刀垂直下压，同时用切士刀沿环刀外侧切削士样，边压边削直至土样高出环刀 制样时不得扰动土样。 4、采用钢丝锯或切土刀平整环刀两端土样，然后擦净环刀外壁，称环刀和土的总质量。 5、切削试样时，应对土样的层次、气味、颜色、夹杂物、裂缝和均匀性进行描述。 6、从切削的余土中取代表性试样，供测定含水率以及颗粒分析、界限含水率等试验之 用。 7、原状土同一组试样间密度的允许差值不得大于0.03gcm,含水率差值不宜大于2%。 (二)扰动士试样的制备步骤 1、扰动土试样的备样步骤 (I)将土样从土样筒或包装袋中取出，对土样的颜色、气味、夹杂物和土类及均匀稻 度进行描述，并将土样切成碎块，拌和均匀，取代表性土样定含水率。 (2)先将土样风干或烘干，然后将风干或烘干土样放在橡皮板上用木碾碾散，对不含 砂和砾的士样，可用碎土器碾散，但在使用碎土器时应注意不得将土粒破碎。 (3)将分散后的土样根据试验要求过筛。对于物理性试验土样，如液限、塑限等试验， 过0.5mm筛：对于力学性试验土样，过2mm筛：对于击实试验土样，过5mm筛。对于含 细粒土的酥质土，应先用水浸泡并充分搅拌，使粗细颗粒分离后，再按不同试验项目的要求

试样制备及饱和 一、概述 试样的制备是获得正确的试验成果的前提，为保证试验成果的可靠性以及试验数据的可 比性，应具备一个统一的试样制备方法和程序。 试样的制备可分为原状土的试样制备和扰动土的试样制备。对于原状土的试样制备主要 包括土样的开启、描述、切取等程序；而扰动土的制备程序则主要包括风干、碾散、过筛、 分样和贮存等预备程序以及击实等制备程序，这些程序步骤的正确与否，都会直接影响到试 验成果的可靠性，因此，试样的制备是土工试验工作的首要质量要素。 二、仪器设备 试样制备所需的主要仪器设备，包括： （1）孔径 0.5mm、2mm 和 5mm 的细筛； （2）孔径 0.075mm 的洗筛； （3）称量 10kg、最小分度值 5g 的台秤； （4）称量 5000g、最小分度值 1g 和称量 200g、最小分度值 0.01g 的天平； （5）不锈钢环刀（内径 61.8mm、高 20mm；内径 79.8mm、高 20mm 或内径 61.8mm、 高 40mm）； （6）击样器：包括活塞、导筒和环刀； （7）其他：切土刀、钢丝锯、碎土工具、烘箱、保湿器、喷水设备、凡士林等。 三、试样制备 （一）原状土试样的制备步骤 1、将土样筒按标明的上下方向放置，剥去蜡封和胶带，开启土样筒取土样。 2、检查土样结构，若土样已扰动，则不应作为制备力学性质试验的试样。 3、根据试验要求确定环刀尺寸，并在环刀内壁涂一薄层凡士林，然后刃口向下放在土 样上，将环刀垂直下压，同时用切土刀沿环刀外侧切削土样，边压边削直至土样高出环刀， 制样时不得扰动土样。 4、采用钢丝锯或切土刀平整环刀两端土样，然后擦净环刀外壁，称环刀和土的总质量。 5、切削试样时，应对土样的层次、气味、颜色、夹杂物、裂缝和均匀性进行描述。 6、从切削的余土中取代表性试样，供测定含水率以及颗粒分析、界限含水率等试验之 用。 7、原状土同一组试样间密度的允许差值不得大于 0.03g/cm3，含水率差值不宜大于 2%。 （二）扰动土试样的制备步骤 1、扰动土试样的备样步骤 （1）将土样从土样筒或包装袋中取出，对土样的颜色、气味、夹杂物和土类及均匀程 度进行描述，并将土样切成碎块，拌和均匀，取代表性土样测定含水率。 （2）先将土样风干或烘干，然后将风干或烘干土样放在橡皮板上用木碾碾散，对不含 砂和砾的土样，可用碎土器碾散，但在使用碎土器时应注意不得将土粒破碎。 （3）将分散后的土样根据试验要求过筛。对于物理性试验土样，如液限、塑限等试验， 过 0.5mm 筛；对于力学性试验土样，过 2mm 筛；对于击实试验土样，过 5mm 筛。对于含 细粒土的砾质土，应先用水浸泡并充分搅拌，使粗细颗粒分离后，再按不同试验项目的要求

进行过筛。 2、扰动士试样的制样步骤 (1)试样制备的数量视试验需要而定，一般应多制备12个试样以备用。 (2)将碾散的风干土样通过孔径2mm或5mm的筛，取筛下足够试验用的土样，充分 拌匀，并测定风干含水率，然后装入保湿缸或塑料袋内备用。 (3)根据环刀容积及所要求的干密度，按式(11)计算试样制备所需的风干土质量： m。=0+0.01)pa' 式中 m,一制备试样所需的风干含水率时的土样质量(g: ”0一风干含水率(%)： Pa一试样所要求的干密度（gcm3): V一试样体积(cm3)。 (4)根据试样所要求的含水率，按式(1-2)计算制备试样所需的加水量： mo m.=1+001m×0.01(w-w) (1-2) 式中m:一制备试样所需要的加水量(g): 州一试样所要求的含水率(%) (5)称取过筛的风干土样平铺于塘瓷盘内，根据式(1-2)计算得到的加水量，用量筒 量取，并将水均匀喷洒于土样上，充分拌匀后装入盛土容器内盖紧，润湿一昼夜。 (6)测定润湿土样不同位置处的含水率，不应少于两点，一组试样的含水量与要求的 含水量之差不得大于士1%。 (7)扰动士试样的制备，可采用击样法、压样法和击实法 击样法 将根据环刀容积和要求干密度所需质量的湿土，倒入装有环刀的击样器内，击实到所需 密度，然后取出环刀 压样法 将根据环刀容积和要求干密度所需质量的湿土，倒入装有环刀的压样器内，采用静压力 通过活塞将土样压紧到的所需密度，然后取出环刀。 击实法 买用 实仪，将土样击实到所需的密度，用推土器推出，然后将环刀内壁涂一薄层凡士 林，刃口向下放在土样上，将环刀垂直向下压，边压边削，直至土样伸出环刀为止，削去两 端余土并修平。 (8)擦净环刀外壁，称环刀和试样总质量，准确至0.1g,同一组试样的密度与要求的 密度之差不得大于±0.01g/cm3. (9)对不需要饱和，且不立即进行试验的试样，应存放在保湿器内备用。 四、试样饱和 土的孔隙逐渐被水填充的过程称为饱和，当土中孔隙全部被水充满时，该土则称为饱和 土。 根据土样的透水性能，试样的饱和可分别采用浸水饱和法、毛细管饱和法和真空抽气饱

进行过筛。 2、扰动土试样的制样步骤 （1）试样制备的数量视试验需要而定，一般应多制备 1~2 个试样以备用。 （2）将碾散的风干土样通过孔径 2mm 或 5mm 的筛，取筛下足够试验用的土样，充分 拌匀，并测定风干含水率，然后装入保湿缸或塑料袋内备用。 （3）根据环刀容积及所要求的干密度，按式（1-1）计算试样制备所需的风干土质量： m0 = (1+ 0.01w0 ) dV （1-1） 式中 m0 —制备试样所需的风干含水率时的土样质量（g）； w0 —风干含水率（%）；  d —试样所要求的干密度（g/cm3）； V —试样体积（cm3）。 （4）根据试样所要求的含水率，按式（1-2）计算制备试样所需的加水量： 0.01( ) 1 0.01 1 0 0 0 w w w m mw  − + = （1-2） 式中 mw —制备试样所需要的加水量（g）； w1—试样所要求的含水率（%）； （5）称取过筛的风干土样平铺于搪瓷盘内，根据式（1-2）计算得到的加水量，用量筒 量取，并将水均匀喷洒于土样上，充分拌匀后装入盛土容器内盖紧，润湿一昼夜。 （6）测定润湿土样不同位置处的含水率，不应少于两点，一组试样的含水量与要求的 含水量之差不得大于±1%。 （7）扰动土试样的制备，可采用击样法、压样法和击实法。 击样法 将根据环刀容积和要求干密度所需质量的湿土，倒入装有环刀的击样器内，击实到所需 密度，然后取出环刀。 压样法 将根据环刀容积和要求干密度所需质量的湿土，倒入装有环刀的压样器内，采用静压力 通过活塞将土样压紧到的所需密度，然后取出环刀。 击实法 采用击实仪，将土样击实到所需的密度，用推土器推出，然后将环刀内壁涂一薄层凡士 林，刃口向下放在土样上，将环刀垂直向下压，边压边削，直至土样伸出环刀为止，削去两 端余土并修平。 （8）擦净环刀外壁，称环刀和试样总质量，准确至 0.1g，同一组试样的密度与要求的 密度之差不得大于±0.01g/cm3。 （9）对不需要饱和，且不立即进行试验的试样，应存放在保湿器内备用。 四、试样饱和 土的孔隙逐渐被水填充的过程称为饱和，当土中孔隙全部被水充满时，该土则称为饱和 土。 根据土样的透水性能，试样的饱和可分别采用浸水饱和法、毛细管饱和法和真空抽气饱

和法三种方法。 (1)对于粗粒土，可采用直接在仪器内对试样进行浸水饱和法的方法： (2)对于渗透系数大于10-4cm5的细粒土，可采用毛细管饱和法： (3)对于渗透系数小于、等于10-4cms的细粒土，可采用真空抽气饱和法。 (一)试样饱和步骤 1、毛细管饱和法 (1)选用框式饱和器，在装有试样的环刀上、下面分别放滤纸和透水石，装入饱和器 内，并通过框架两端的螺丝将透水石、环刀夹紧。 (2)将装好试样的饱和器放入水箱内，注入清水，水面不宜将试样淹没，以使土中气 体得以排出。 (3)关上箱盖，浸水时间不得少于两昼夜，以使试样充分饱和。 (4)试样饱和后，取出饱和器，松开螺母，取出环刀擦干外壁，取下试样上下的滤纸 称环刀和试样的总质量，准确至0.1g,并计算试样的饱和度，当饱和度低于95%时，应继 续饱和。 2、抽气饱和法 (1)选用重叠式或框式饱和器和真空饱和装置。在重叠式饱和器下夹板的正中，依次 放置透水石、滤纸、带试样的环刀、滤纸、透水石，如此顺序重复，由下向上重叠到拉杆高 度，将饱和器上夹板盖好后，拧紧拉杆上端的螺母，将各个环刀在上、下夹板间夹紧。 (2)将装有试样的饱和器放入真空缸内，真空缸和盖之间涂一薄层凡士林，并盖紧， (3)将真空缸与抽气机接通，启动抽气机，当真空压力表读数接近当地一个大气压力 值后，继续抽气不少于h,然后微开管夹，使清水由引水管徐徐注入真空缸内。在注水过 程中，微调管夹，以使真空气压力表读数基本保持不变 (4)待水淹没饱和器后，即停止抽气，开管夹使空气进入真空缸，静止一段时间，对 于细拉土，为10左右，借助大气压力，从而使试样充分饱和。 (5)打开真空红，从饱和器内取出带环刀的试样，称环刀和试样总质量，并计算试样 的饱和度，当饱和度低于95%时，应继续抽气饱和。 (a)框式 (b)叠式 图1-1饱和器 1夹板2透水板3环刀4拉杆

和法三种方法。 （1）对于粗粒土，可采用直接在仪器内对试样进行浸水饱和法的方法； （2）对于渗透系数大于 10-4cm/s 的细粒土，可采用毛细管饱和法； （3）对于渗透系数小于、等于 10-4cm/s 的细粒土，可采用真空抽气饱和法。 （一）试样饱和步骤 1、毛细管饱和法 （1）选用框式饱和器，在装有试样的环刀上、下面分别放滤纸和透水石，装入饱和器 内，并通过框架两端的螺丝将透水石、环刀夹紧。 （2）将装好试样的饱和器放入水箱内，注入清水，水面不宜将试样淹没，以使土中气 体得以排出。 （3）关上箱盖，浸水时间不得少于两昼夜，以使试样充分饱和。 （4）试样饱和后，取出饱和器，松开螺母，取出环刀擦干外壁，取下试样上下的滤纸， 称环刀和试样的总质量，准确至 0.1g，并计算试样的饱和度，当饱和度低于 95%时，应继 续饱和。 2、抽气饱和法 （1）选用重叠式或框式饱和器和真空饱和装置。在重叠式饱和器下夹板的正中，依次 放置透水石、滤纸、带试样的环刀、滤纸、透水石，如此顺序重复，由下向上重叠到拉杆高 度，将饱和器上夹板盖好后，拧紧拉杆上端的螺母，将各个环刀在上、下夹板间夹紧。 （2）将装有试样的饱和器放入真空缸内，真空缸和盖之间涂一薄层凡士林，并盖紧。 （3）将真空缸与抽气机接通，启动抽气机，当真空压力表读数接近当地一个大气压力 值后，继续抽气不少于 1h，然后微开管夹，使清水由引水管徐徐注入真空缸内。在注水过 程中，微调管夹，以使真空气压力表读数基本保持不变。 （4）待水淹没饱和器后，即停止抽气，开管夹使空气进入真空缸，静止一段时间，对 于细粒土，为 10h 左右，借助大气压力，从而使试样充分饱和。 （5）打开真空缸，从饱和器内取出带环刀的试样，称环刀和试样总质量，并计算试样 的饱和度，当饱和度低于 95%时，应继续抽气饱和。 （a）框式 （b）叠式 图 1-1 饱和器 1-夹板 2 -透水板 3-环刀 4-拉杆

图1-2真空饱和装置 1.二通阀2-橡皮塞3真空缸4管夹5引水管 6-盛水器7-饱和器8-排气管9-接抽气机 品的终度终式13》计 S.=(p-e)G, pe S =WG 或 (1-3) 式中S,一试样的饱和度(%)： W一试样饱和后的含水量(%)为 P一试样饱和后的密度(gcm3) Pa一试样的干密度(gcm3) G,一土粒比重： e一试样的孔隙比

（二）饱和度计算 试样的饱和度可按式（1-3）计算： e G S d d s r  ( −  ) = 或 e wG S s r = （1-3） 式中 r S —试样的饱和度（%）； w— 试样饱和后的含水量（%）；  —试样饱和后的密度（g/cm3）；  d —试样的干密度（g/cm3）； Gs —土粒比重； e—试样的孔隙比。 图 1-2 真空饱和装置 1-二通阀 2-橡皮塞 3-真空缸 4-管夹 5-引水管 6-盛水器 7-饱和器 8-排气管 9-接抽气机 7-

含水量试验 一、试验目的： 测定土的含水率，了解土的汗水情况，供计算孔隙比、液性指数、饱和度和其他物理力 学性质指标，是土的不可缺少的一个基本指标。含水量是指土在温度105II0℃下烘到恒量 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。 二、试验方法 含水率试验方法有烘干法、酒精燃烧法、比重法、碳化钙气压法、炒干法等，其中以烘 干法为室内试验的标准方法。 三、试验步骤（烘箱烘干法） 1,仪器设备 烘箱：天平 称量280g,感量0.01g:称量盒：干燥器等 2.试验步骤 (1)取代表性土样15~30g,放入称量盒内，立即盖好盒盖，放天平上称量，准确 至0.01g (2)揭开盒盖，套在盒底，放入烘箱，在温度105~110℃下烘至质量恒定。 (3)将烘干后的土样，盖好盒盖收入干燥器内冷却至室温，称干土质量（准确至0.01g) (4)按下式计算含水率 w=m.tm-.+mx109% (m。+m)-m。 (5)本试验需进行2次平行测定，取其算术平均值 3.试验数据及成果整理（见土力学实验指导书）

含水量试验 一、试验目的： 测定土的含水率，了解土的 汗水情况，供计算孔隙比、液性指数、饱和度和其他物理力 学性质指标，是土的不可缺少的一个基本指标。含水量是指土在温度 105～110℃下烘到恒量 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。 二、试验方法 含水率试验方法有烘干法、酒精燃烧法、比重法、碳化钙气压法、炒干法等，其中以烘 干法为室内试验的标准方法。 三、试验步骤（烘箱烘干法） 1．仪器设备 烘箱；天平： 称量 280g，感量 0.01g；称量盒；干燥器等。 2．试验步骤 （1）取代表性土样 15～30 g ，放入称量盒内，立即盖好盒盖，放天平上称量，准确 至 0.01g。 （2）揭开盒盖，套在盒底，放入烘箱，在温度 105～110℃下烘至质量恒定。 （3）将烘干后的土样，盖好盒盖收入干燥器内冷却至室温，称干土质量（准确至 0.01g）。 （4）按下式计算含水率 （5）本试验需进行 2 次平行测定，取其算术平均值 3．试验数据及成果整理（见土力学实验指导书） 100% ( ) ( ) ( )  + − + − + =     m m m m m m m w s s

重度试验 一、试验目的： 测定土的重度，了解土的疏密和干湿状态，供换算其他物理力学指标和工程设计用。 重度是指土的单位体积质量，是土的基本物理性质指标之一，其单位为gcm3。 二、试验方法： 试验方法有环刀法、蜡封法、灌水法和灌砂法等。对于细粒土，宜采用环刀法：对于 易碎裂、难以切削的土，可用蜡封法：对于现场粗粒土，可用灌水法或灌砂法。 三、试验步骤（环刀法） 1.仪器设备 环刀：天平：称量2000g,感量0.1g:修土刀，刮刀，凡士林油等。 2.操作步骤 (1)在环刀内壁涂一层薄薄的凡士林油，并将其刃口向下放在试样上。 (2)用修土刀沿环刀外缘将土样削成略大于环刀直径的土柱，然后慢慢将环刀垂直下 压，边压边削，到土样伸出环刀为止。 (3)用刮土刀仔细刮平两端余土，注意刮平时不得使土样扰动或压密。 (4)擦净环刀外壁，称量环刀加土的质量，准确至01g。 (5)按下式计算土的密度： (6)按下式计算土的重度： Y=8 3.试验数据及成果整理（见土力学实验指导书》

重度试验 一、试验目的： 测定土的重度，了解土的 疏密和干湿状态，供换算其他物理力学指标和工程设计用。 重度是指土的单位体积质量，是土的基本物理性质指标之一，其单位为 g/cm3。 二、试验方法： 试验方法有环刀法、蜡封法、灌水法和灌砂法等。对于细粒土，宜采用环刀法；对于 易碎裂、难以切削的土，可用蜡封法；对于现场粗粒土，可用灌水法或灌砂法。 三、试验步骤（环 刀 法） 1．仪器设备 环刀；天平：称量 2000 g，感量 0.1g；修土刀，刮刀，凡士林油等。 2．操作步骤 （1）在环刀内壁涂一层薄薄的凡士林油，并将其刃口向下放在试样上。 （2）用修土刀沿环刀外缘将土样削成略大于环刀直径的土柱，然后慢慢将环刀垂直下 压，边压边削，到土样伸出环刀为止。 （3）用刮土刀仔细刮平两端余土，注意刮平时不得使土样扰动或压密。 （4）擦净环刀外壁，称量环刀加土的质量，准确至 0.1g。 （5）按下式计算土的密度： （6）按下式计算土的重度：  = g 3．试验数据及成果整理（见土力学实验指导书） V m ρ =

比重试验 一、试验目的： 测定土粒的比重Gs,了解土的疏密状态，供换算其他物理力学指标和工程设计用。比 重是土粒在温度105~110℃下烘至恒重时的质量与土粒同体积4℃时纯水质量的比值。在 数值上，土的比重与土粒密度相同，但前者是没有单位的。 二、试验方法 根据土粒粒径的不同，土的比重试验可分别采用比重瓶法、浮称法或虹吸筒法。对于 粒径小于5m的土，采用比重瓶法进行，其中对于排除土中空气可用煮沸法和真空抽气法： 对于粒径大于等于5mm的土，且其中粒径大于20mm颗粒小于10%时，采用浮称法进行： 对于粒径大于等于5mm的土，但其中粒径大于20mm颗粒大于10%时，采用虹吸筒法进行： 当土中同时含有粒径小于5mm和粒径大于等于5mm的士粒时，粒径小于5mm的部分用比 重瓶法测定，粒径大于等于5mm的部分则用浮称法或虹吸筒法测定，并取其加权平均值作 为士的比重。 三、试验步骤 比重瓶法，其基本原理就是由称好质量的干土放人盛满水的比重瓶的前后质量差异，来 计算出土粒的体积，从而进一步计算出土粒比重。 1,仪器设备 烘箱，比重瓶：50mL,天平：称量200g、最小分度值0.001：恒温水槽，砂浴：表： 温度计：孔径2mm及5mm的筛：其它：匙、蒸发皿、玻璃漏斗、滴管、洗瓶、纯水、中 性液体等。 2.操作步躁 (1)将烘干士过5mm筛，然后取12g,用玻璃漏斗装人预先洗净和烘干的比重瓶内， 称试样和瓶的总质量，准确至0.001g。 (2)将纯水注入已装有干士的比重瓶中至一半处，摇动比重瓶，将瓶放在砂浴上煮沸， 煮沸时间自悬液沸腾时算起，砂及砂质粉土不应少于30mi,粘土及粘质粉士不应少于h, 避免瓶中悬液溢出瓶外。 (3)将纯水煮沸，冷却至室温后注入比重瓶内，将纯水注满，塞紧瓶塞，多余的水会 从瓶塞毛细管中溢出使瓶内无气泡。 (4)将比重瓶置于恒温水槽内，待瓶内水温稳定，且瓶内上部悬液澄清，然后取出比 重瓶，擦干瓶外壁，称比重瓶、水、试样总质量，准确至0.001g。称量后应立刻测出瓶内水 的温度，准确至0.5℃。 (7)根据测得的温度，从己绘制的温度与瓶、水总质量的关系曲线中查得瓶、水总质

比重试验 一、试验目的： 测定土粒的比重 Gs，了解土的疏密状态，供换算其他物理力学指标和工程设计用。比 重是土粒在温度 105～110℃下烘至恒重时的质量与土粒同体积 4℃时纯水质量的比值。在 数值上，土的比重与土粒密度相同，但前者是没有单位的。 二、试验方法 根据土粒粒径的不同，土的比重试验可分别采用比重瓶法、浮称法或虹吸筒法。对于 粒径小于 5 mm 的土，采用比重瓶法进行，其中对于排除土中空气可用煮沸法和真空抽气法； 对于粒径大于等于 5mm 的土，且其中粒径大于 20mm 颗粒小于 10％时，采用浮称法进行； 对于粒径大于等于 5mm 的土，但其中粒径大于 20mm 颗粒大于 10％时，采用虹吸筒法进行； 当土中同时含有粒径小于 5mm 和粒径大于等于 5mm 的土粒时，粒径小于 5mm 的部分用比 重瓶法测定，粒径大于等于 5mm 的部分则用浮称法或虹吸筒法测定，并取其加权平均值作 为土的比重。 三、试验步骤 比重瓶法，其基本原理就是由称好质量的干土放人盛满水的比重瓶的前后质量差异，来 计算出土粒的体积，从而进一步计算出土粒比重。 1．仪器设备 烘箱，比重瓶：50mL,天平：称量 200g、最小分度值 0.001；恒温水槽，砂浴；表； 温度计；孔径 2mm 及 5mm 的筛；其它：匙、蒸发皿、玻璃漏斗、滴管、洗瓶、纯水、中 性液体等。 2. 操作步骤 （1） 将烘干土过 5mm 筛，然后取 12g，用玻璃漏斗装人预先洗净和烘干的比重瓶内， 称试样和瓶的总质量，准确至 0.001g。 （2）将纯水注入已装有干土的比重瓶中至一半处，摇动比重瓶，将瓶放在砂浴上煮沸， 煮沸时间自悬液沸腾时算起，砂及砂质粉土不应少于 30min，粘土及粘质粉土不应少于 lh， 避免瓶中悬液溢出瓶外。 （3）将纯水煮沸，冷却至室温后注入比重瓶内，将纯水注满，塞紧瓶塞，多余的水会 从瓶塞毛细管中溢出使瓶内无气泡。 （4）将比重瓶置于恒温水槽内，待瓶内水温稳定，且瓶内上部悬液澄清，然后取出比 重瓶，擦干瓶外壁，称比重瓶、水、试样总质量，准确至 0.001g。称量后应立刻测出瓶内水 的温度，准确至 0.5℃。 （7）根据测得的温度，从已绘制的温度与瓶、水总质量的关系曲线中查得瓶、水总质

量。 (8)按下式计算比重： Gs=- 1776s-7b 式中：G,一一士的比重： m,一一比重瓶、试样总质量(g: mw一—比重瓶、水总质量(g: m一一对重瓶、水、试样总质量(g) m-一比重瓶质量(g): G一一T℃时纯水的比重（可查物理手册），准确至0.001。 比重瓶法试验应进行两次平行测定，两次测定的平行差值不得大于0.02，并取其两次测 值的算术平均值。 3.试验数据及成果整理（见土力学实验指导书）

量。 （8）按下式计算比重： 式中：Gs——土的比重； mbs——比重瓶、试样总质量（g）； mbw——比重瓶、水总质量（g）； mbws——对重瓶、水、试样总质量（g）； mb——比重瓶质量（g）； GwT—— T℃时纯水的比重（可查物理手册），准确至 0.001。 比重瓶法试验应进行两次平行测定，两次测定的平行差值不得大于 0.02，并取其两次测 值的算术平均值。 3．试验数据及成果整理（见土力学实验指导书） G T m m m m m m G w bw bs b bws bs b s + − − − =