土的物理性质实验（实验性质：综合性实验）一、概述土是由岩石经过物理与化学风化作用后的产物，是有各种大小不同的土粒按各种不同的比例组成的集合体，土粒之间的孔隙中包含这水和气体，因此，土为固相、气相、液相组成的三相体系。由于空气易被压缩，水能从土体流出或流进，土的三相的相对比例会随时间和荷载条件的改变而改变，土的一系列性质也随之而改变。从物理的观点，定量地描述土的物理特性、土的物理状态、以及三相比例关系，即构成土的物理性质指标，包括土的三相比例指标、界限含水量、压缩性指标等。利用这些指标，可对土进行鉴别和分类，判定土的物理状态和评价土的压缩性。二、实验目的和要求1.测定并计算土的三相比例指标2.测定土的液塑限含水量3.计算土的塑性指数和液性指数4.测定土的压缩系数和压缩模量5．根据实验结果对实验土样进行分类，判断土样的物理状态评价土的压缩性。三、实验项目实验一、含水量实验土的含水量是指土在105～110℃的温度下烘至恒量时所失去的水分质量和达恒量后干土质量的比值，以百分数表示。含水量是土的基本物理性指标之一，它反映了土的干、湿状态。含水量的变化将使土物理力学性质发生一系列的变化，它可使土变成半固态、可塑状态或流动状态，可使土变成稍湿状态、很湿状态和饱和状态，也可造成土的压缩性和稳定性上的差异。含水量还是计算土的干密度、孔隙比、饱和度、液性指数等项指标不可缺少的依据，也是建筑物地基、路堤、土坝等施工质量控制的重要指标。（一）、实验方法及原理1．烘干法：是将试样放在能保持105～110℃的烘箱中烘至恒量的方法，是室内测定含水量的标准方法，一般粘性土都可以采用。2．酒精燃烧法：是将试样和酒精拌合，点燃酒精，随着酒精的燃烧使试样水分蒸发的方法。酒精燃烧法是快速简易且较准确测定细粒土含水量的一种方法，适用于没有烘箱或试样较少的情况。3．比重法：是通过测定湿土体积，估计土粒比重，从而间接计算土的含水量的方法。土体内气体能否充分排出，将直接影响到试验结果的精度，故比重法仅适用于砂类土。4．碳化钙气压法：是公路上快速简易测定土的含水量的法，其原理是将试样中的水分与碳化钙吸水剂发生化学反应，产生乙炔气体，其化学方程式为：CaC2+2H2O→Ca(OH)2+C2H2↑从以上的化学方程式可以看出，乙炔（C2H2）的数量与土中水分的数量有关，乙炔气体所产生的压力强度与土中水分的质量成正比，通过测定乙炔气体的压力强度，并与烘干法进行对比，从而可得出试样的含水量。由于用烘干法测定土的含水量，试验简便、结果稳定，目前中国多以此方法作为室内试验的标准方法。这里也只介绍烘干法。（二）、仪器设备烘干法测土的含水量需要下列仪器设备（1）电热烘箱：温度能保持在105～110℃。（2）天平：称量200g，感量0.01g；（3）其它：干燥器、称量盒等。（三）、操作步骤（烘干法）1．取一个称量盒并记录盒号，然后用天平称取盒的质量m0。2．从土样中选取具有代表性的试样，粘性土为15—30g,砂性土、有机质土和整体状构造冻土为50g,放入称好质量的称量盒内，立即盖上盒盖，称盒加湿土的总质量m1。3．揭开盒盖，将试样和盒一起放入烘干箱内，在105～110℃恒温下烘至恒量。试样烘至恒量的时间，粘性土不得少于8h，砂性土不得少于6h。含有机质超过5%的土需在65～70℃的恒温下进行烘干。4．按规定时间烘干后，取出称量盒，立即盖好盒盖，置于干燥器内冷却至室温后，称取盒和干土的质量m2。5．本实验称量应准确至0.01克。（四）、成果整理按下式计算试样的含水量（精确至0.1%）式中：ω—含水量（％），准确至0.1%；m1—称量盒与湿土质量，克；m2—称量盒与干土质量，克；m0—称量盒质量，克。本试验需进行2次平行测定，并取两个含水量测值的算术平均值，允许平行差值应符合下表规定。含水率（%）小于1010—40大于40允许平行差值（%）0.51.02.0实验二、密度实验土的密度ρ是土质量密度的简称，指单位体积土样的质量，即土的总质量（m）与其体积（V）之比，是土的基本物理性质指标，单位为g/cm3或t/m3。土的密度反映了土体结构的松紧程度，是计算土的自重应力、干密度、孔隙比、孔隙度等指标...
