土力学实验指导书2008

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1、土工实验指导书（试用版）东北大学资源与土木工程学院二○○七年三月39前言为了提高东北大学土木工程专业本科生的实践能力和创新精神，促进研究型大学的教学工作，进一步深化土工实验教学内容、方法、考核方式的改革。本实验教学指导书在东北大学原有《土力学与基础工程》实验指导书的基础上做了补充和修订。主要特色如下：1）结合东北大学“211工程”和“985工程”建设的最近成果，引进新的实验手段，比如土的三轴静动实验，强调基本技能和学生自行设计实验的能力；2）增加了土工实验综合性、设计性内容，便于发挥学生的创新和动手能力；3）增加了最新仪器设备介绍和操作说明，方便学生创新性地自主开展研究性实验项目；

2、4）实验选题更贴近工程热点和具体工程课题，更具有知识性、趣味性和灵活性。5）结合实验教学内容补充了相关思考题和讨论题，引导学生对实验做进一步思考，便于提高学生发现问题、分析问题、创新思维和研究问题的能力。总之，面向土木工程及相关工程的需要，利用最新的研究成果，丰富和拓宽了土工实验的内容，引导学生积极开展相关实验研究，培养学生独立开展实验研究的能力。39目录第1章引言第2章实验原理第3章实验准备/注意事项第4章实验方案实验一土的物理性质实验试验二土的界限含水量试验三土的压缩试验试验四  无侧限抗压强度实验五直接剪切实验第5章实验报告实验一土的物理性质实验试验二土的界限含水量试验三土的

3、压缩试验试验四    无侧限抗压强度实验五直接剪切实验第6章自制实验设计参考方案第7章工程问题的实验设计案例第8章思考和讨论题第9章相关实验设备和操作简介第10章总结与致谢39第1章绪论一、实验的作用人类要改造自然，不外乎只有两种手段：生产实践和科学实验两种。所谓科学实验，是人们按照一定的目的，采取一定的手段，借助一定的仪器设备，人为地控制或模拟自然现象，突出主要因素，对自然事物和现象进行精密和反复地观察、测试，探索其内部规律的实验过程。人类通过科学实验，掌握事物发展地本质，造福于人类。例如原子能、半导体和激光等，都是在生产实践中总结不出来的，只有在科学实验中才被发现。至于土工方面

4、，它需要人类长年累月生产实践经验的积累和总结。当然，它也离不开科学实验。例如土应力、剪力等都需要通过科学实验才能得到。总之，科学实验在人类社会发展，在改造自然的实践中，起着举足轻重的作用。二、实验课的教学目的1.培养和提高学生的科学实验能力，主要包括实践能力、自学能力、思维分析能力、书面表达能力和实践设计能力。2.通过对实验现象的观察和分析，得出事物内在的规律，为以后的工作打下基础，并且是学生掌握实验的基本知识、基本方法和基本技术。3.通过实验培养学生的科学研究素养，使学生不怕苦，独立研究，主动进取，严肃认真，理论联系实际。4.通过土工实验，对土工知识更深一步的了解。三、岩土工程简

5、介、施工技术及选用原则岩土工程学（Geotechnology）是以工程地质学、岩体力学、土力学和地基基础工程学作为基本理论基础，以解决工程建设过程中出现的所有与岩体和土体有关的工程技术问题为目的的一门新型技术科学，是隶属于土木工程学的一个分支学科。而岩土工程（GeotechnicalEngineering）则是这门学科在工程建设中的应用，是一门把岩体和土体作为建设环境、建筑材料和建筑物组成部分并进而研究其合理利用、整治、改造的综合性应用技术。岩土工程的施工技术主要包括以下几个方面：（1）地基处理技术；39（2）基础工程施工技术；（3）边坡加固工程施工技术；（4）非开挖施工技术；（5

6、）地下水防治工程施工；（6）其它岩土工程施工技术。岩土工程施工工艺和方法应正确应用，选用的原则是：（1）不同岩土工程的施工往往有几种不同的技术方法供选择，而每种技术方法可能应用于几类岩土工程问题，需要通过经济、工期、技术、安全等各方面对比后才能选定。在这里，施工技术的经济性占第一位。（2）没有经验的施工方法，还需要首先在较小的现场范围内试验，取得可靠数据，经过可靠分析，才能全面使用。（3）各种施工方法对环境的影响程度，将成为选用与否的重要参考。39第2章实验原理实验一土的物理性质实验原理土是由固体矿物、液体水和气体三部分组成，这三项即土的三相组成。土体的三相组成比例不同，土的状态和

7、工程性质也随之各异。例如：固体+气体（液体=0）为干土，此时粘土呈坚硬状态，砂土呈松散状态。固体+液体+气体为湿土，此时粘土多为可塑状态。固体+液体（气体=0）为饱和土，此时，粉细砂或粉土遭遇强烈地震，可能产生液化，而使工程遭受破坏；粘土地基受建筑荷载作用发生沉降需几十年才能稳定。1.含水量试验（烘干法）土中水的种类比较多，主要有结合水、自由水、气态水和固态水；结合水又分强结合水和弱结合水；自由水又分重力水和毛细水。土的含水量表示土中含水的数量，为土体中水的质量与固体