实验一 测定砂土的粒度成分
(筛析法)
一、
基本原理
筛析法是利用一套孔径不同的标准筛（图I－1）来分离一定量的砂土中与筛孔径相应的粒组，而后称量，计算各粒组的相对含量，确定砂土的粒度成分，只适用于分离粒径＞0.075mm粒组。
二、
仪器设备
标准筛一套（图I－1）；普通天平：感量0.1g称量500g；磁钵及橡皮头研棒；毛刷、白纸、尺等。
图I-1 标准筛
三、 操作步骤
1． 制备土样
2． 过筛及称量
3． 计算及误差分配
4． 若粒径＜0.075mm的含量大于50％，则该土不是砂土而是细粒土，将这一部分用沉降法（实验二）继续分析。
5． 将试验成果填写在记录表格中，根据试样的粒度成分定出土的名称，绘制累计曲线，求不均匀系数（
）和曲率系数（
），并说明该土的均一性。
四、
注意事项
１．在筛析进行中，尤其是将试样由一器皿倒入另一器皿时，要避免微小颗粒的飞扬。
２．过筛后，要检查筛孔中是否夹有颗粒，若夹有颗粒，应将颗粒轻轻刷下，放入该筛盘上的土样中，一并称量。
实验二 测定细粒土的粒度成分
（密度计法）
一、基本原理
密度计是测定液体密度的仪器，它的主体是个玻璃浮泡，浮泡下端有固定的重物，使密度计能直立地浮于液体中，浮泡上为细长的刻度杆，其上有刻度和读数。目前使用的有甲种密度计和乙种密度计两种型号。甲种密度计（图II-1）刻度杆上的刻度单位表示20℃时每1000cm
悬液内所含土粒的质量。乙种密度计则表示20℃时悬液的密度。由于实验室多种因素的影响，若悬液温度不是20℃时，为准确测得20℃时悬液的密度（或土粒质量）必须将初读数经温度校正，此外还需经弯液面校正、刻度校正、分散剂校正。
1. 有效深度
的计算
2. 密度计浮泡中心平面上之最大粒径（
）的计算
3. 粒径＜
之土粒的累计百分含量的计算
图II-1 甲种密度计
二、仪器设备
1. 密度计
甲种密度计 刻度杆上的读数自0～60，最小刻度单位为1.0；
乙种密度计 刻度杆上的读数自0.995～1.030，最小刻度单位为0.001。
2. 量筒 1000cm
、500cm
、250cm
各一个。
3. 制备土样的设备： 研钵和研棒、筛、天平、煮沸设备、洗瓶、烧瓶、大漏斗、瓷皿、烘箱、干燥器等。
4. 悬液搅拌器、温度计、木尺等。
三、操作步骤
1. 测定密度计及量筒的各种常数
2. 测定密度计读数的校正值
3. 按时测定悬液的密度及温度。
4. 根据密度计初读数
，计算密度计浮泡中心平面上之最大粒径（
）。
5. 按式I－8或I－9计算粒径＜
之累计百分含量。
6. 将试验成果填写于记录表中，并绘制半对数坐标系累计曲线，求各粒组的百分含量，定名。
实验三 测定土的密度
（环刀法、蜡封法）
土的密度是指土的单位体积总质量。
一. 环刀法
（一） 基本原理
环刀法是用已知质量及容积的环刀，切取土样，使土样的体积与环刀容积一致，这样环刀的容积即为土的体积，称量后减去环刀的质量就得土的质量。然后计算得土的密度。
（二） 仪器设备
1. 环刀：内径6－8cm，高为2cm；
2. 天平：感量0.1g；
3. 测径卡尺；
4. 切土刀、钢丝锯、凡士林油、玻璃板等。
（三） 操作步骤
1. 测定环刀的质量及体积；切取土样；
2. 测定环刀与土样之质量
3. 计算土的密度
本试验须进行两次平行测定，取其平均值，其平行差值不得大于0.03g/ cm
。
二. 蜡封法
（一） 基本原理
蜡封法是将已知质量的土块浸入融化的石蜡中，使试样有一层蜡的外壳，保持完整外形。通过分别称得带有蜡壳的土样在空气中和水中的重量，根据阿基米德原理，计算出试样体积，便可以测得土的密度。
（二） 仪器设备
1. 石蜡及融蜡设备（电炉和锅）；
2. 天平 感量0.01g；
3. 其它 切土刀、烧杯、细线、温度计和针等。
（三） 操作步骤
1. 切取土样
2. 封蜡
3. 测定试样体积
4. 计算土的密度
实验四 测定土的含水率
（烘干法）
一. 基本原理
含水率是指土中水分质量与干土质量之比值，湿土在温度为100－105℃的长时间烘烤下，土中水分完全蒸发，土样减轻的质量与完全干燥后土样的质量之比值，即为湿土的含水率，以百分数表示。
测定含水率的方法很多，其区别是使土样干燥的方法不同，常用的有下列几种方法。
测定方法：烘箱法——适用于粘性土、粉土与砂土常规试验
红外线法——适用于少量试样试验
酒精燃烧法——适用于少量试样快速测定
铁锅炒干法——适用于卵石或砂夹卵石
二. 仪器设备
１． 铝盒2个；
２． 天平：感量0.01g；
３． 烘箱；
４． 干燥器。
三. 操作步骤
1. 测湿土的质量
2. 烘干土样
3. 测干土的质量
4. 按下式计算含水率
5. 每一土样须做两次平行测定，取其算术平均值。
实验五 测定土的液限和塑限
（锥式仪法和搓条法）
一. 基本原理
在界限含水率中，意义最大的是从粘流状态过渡到粘塑状态的液限（
）和从塑态过渡到半固态的塑限（
），土的塑性指数是液限与塑限之差（
），它是表示土的塑性强弱的指标。
二. 锥式液限仪测液限
（一） 仪器设备
１．铝盒、调土杯及调土刀；
２．锥式液限仪（图V－1）；
３．天平：感量0.01g;
４．筛：孔径0.5mm；
５．磁钵和橡皮头研棒；
６．烘箱；
７．干燥器。
图V-1 锥式液限仪
（二） 操作步骤
１．制备土样
２．放锥
３．测液限含水率
４．本实验须做两次平行测定，计算准确至0.1%，取算术平均值，两次平行差值不大于2％。
三. 搓条法测塑限
（一） 仪器设备
１．铝盒、调土刀、调土杯、滴瓶；
２．磁钵及橡皮头研棒；
３．天平 感量0.01g；
４．烘箱、干燥器、电热吹风器；
５．筛 孔径0.5mm；
６．毛玻璃板 约300×200mm。
（二） 操作步骤
１．制备土样
２．搓条
３．测塑限含水率
４． 本试验须做两次平行测定，取其算术平均值
５．用测得之液限与塑限值计算塑性指数，并按塑性指数分类定出土名。
实验六 测定土的压缩性指标之一
（杠杆式压缩仪法）
一. 基本原理
土的压缩性是指土在压应力作用下发生压缩变形，体积被压缩变小的性能。饱水土在压应力作用下，由于孔隙水的不断排出而引起的压缩过程称为渗透固结，因此，饱水土的压缩试验亦称固结试验。固结试验是将土样放在金属器内，在有侧限的条件下施加压力，观察土在不同压力下的压缩变形量，以测定土的压缩系数、压缩模量、压缩指数、固结系数、前期固结压力等有关压缩性指标，作为工程设计计算的依据。
二. 仪器设备
1． 杠杆式固结仪（图VI－1），包括加压及测压装置，压缩容器和测微表；
2． 测含水率和密度所需的设备；
3． 其它：滤纸、钟表等。
图VI－1 杠杆式固结仪
图VI－2 压缩曲线
三. 操作步骤
1．试样制备
2．安装环刀
3．检查设备
4．安置容器
5．施加预压
6. 加压观测
7．拆除仪器
8．仪器变形校正
四. 成果整理
1．
计算各级荷重下的试样变形量
2．
按下式计算试样的初始孔隙比
3．
按下式计算各级荷重下变形稳定后的孔隙比
4．
按下式计算各级荷重下的压缩系数a和压缩模量
5. 将计算成果填入成果表中，并作孔隙比
与压力
的关系曲线如图VI－2。
实验七 测定土的抗剪强度指标之一
（直接剪切试验法）
一、基本原理
直接剪切试验是测定土的抗剪强度的一种常用方法。试验原理是根据库伦定律，土的内摩擦力与剪切面上的法向压力成正比。将同一种土制备几个土样，分别在不同的法向压力下，沿固定的剪切面直接施加水平剪力进行剪切，得其剪坏时剪应力，即为抗剪强度
。然后根据剪切定律确定土的抗剪强度指标φ和c。
按土样在荷重作用下压缩及受剪时的排水情况不同，试验方法可分三种：
1、快剪法（或称不排水剪）2、慢剪法（或称排水剪） 3、固结快剪法
二、仪器设备
1． 直接剪切仪：应变控制式直剪仪（图IIV－1）。
2． 其它：天平、修土刀、环刀、推土器、凡士林、滤纸或蜡纸、秒表、直尺、测角器等。
三、操作步骤
1． 切取土样
2． 检查仪器
3． 安装试样
4． 垂直加荷
5． 水平剪切
6． 拆除仪器
四、成果整理 图IIV－1 直剪仪
1． 计算各级垂直荷重下土的抗剪强度
及剪切位移ΔL（以峰值抗剪强度为准，必要时绘制剪应力与剪切位移关系曲线选择抗剪强度）
(１) 应变控制式直剪仪
＝CR
式中：C－量力环校正系数，MPa/0.01mm；
R－量力环测微表读数，0.01mm;
2． 绘制
－σ关系曲线：以抗剪强度
为纵坐标，垂直压力σ为横坐标，绘制
－σ关系曲线，根据图上各点连成直线，直线的倾角为土的内摩擦角φ，直线在纵坐标轴上的截距为土的内聚力c。
当
－σ曲线中三点不能连成一条直线，且相差不大时（不超过相应抗剪强度的5％），可用三角形求得近似直线代替。作法是：连接三点组成一个三角形，通过此三角形三中线交点（三角形重心）作平行于最长边的平行线，则此线为所求的近似直线。