第一篇：土力学实验课开设方式探讨论文
1土力学实验课的特征
总体上，土力学实验课最为重要的特征主要有两点：第一，该实验并不是简单的纯粹性质的实验，实验项目的每一个环节都需要应用在工程实践中，实验所取得的最终结果，能够指导工程设计与工程施工；第二，尽管实验项目都是独立存在的，但是整体上看，各个实验项目直接密不可分。正是由于土力学实验课具备这样的特征，学生通过实验课能力才会得到非常大提高，不仅对土力学该门学科有更深入的了解，同时解决问题能力也会提到非常大的提升。
2分散开设土力学实验课的劣势
2.1实验项目不完整。因为每个土力学实验项目只有两个学时，而每个实验项目要想完成，两个学时远远不足，因此实验课教师经常是“掐头去尾”，即教师将前面几个环节预先做好，待到剩下半成品之后，再由学生在课堂上继续实验。因此学生不能参与到整个实验项目，有很多学生并不了解前面的实验，因此在进行后半段实验时会感到十分困惑。而教师为了能够在指定时间内完成教学任务，最后一步也往往预先做好，学生并没有亲自实验获得实验结果，这就导致学生对实验课并不敢兴趣，另外，教师还需要做好大量的准备工作，教师的负担非常重。
2.2学生综合分析能力难以形成。土力学实验课开设的关键就是培养学生综合分析能力，尤其是对实验数据的分析能力。但是由于分散的开设方式，使得学生每次只能够对某试样的其中一个土性指标进行实验，比如力学性质指标，而其他的指标，则需要其他实验来完成。因此土体的各项指标，需要很多个实验课才能够完成，甚至分散在上下学期的实验课中，学生实验过后，难以将其联系起来。有很多学生在进行实验时，已经将上一次的实验结果忘记了，还需要重新进行实验或者重新查找数据。再加之，实验过程中，会有很多的意外因素，学生完成实验之后，可能由于某种原因并未得到预期的结果，各个实验项目之间就更加难以联系起来，这对学生综合分析能力的培养非常不利。
3集中开设土力学实验课的优势
土力学实验课分散开设方式应用时间比较长，其弊端也逐渐的暴露出来，现已经不适合应用在现代土力学实验课中，在此种情况下，笔者认为可以尝试着应用集中开设的方式，即将联系密切的实验课集中起来，在某一连续的时间内进行，这样学生能够从头至尾参与到实验中。此种开设方式具有如下优势：
3.1便于安排时间。土力学实验课中有许多实验项目,如固结试验,颗粒大小分析试验,击实试验等的实验过程往往很长,在时间安排上容易造成时紧时松,使学生们在有些时间段内无事可做,白白浪费时间.若采用集中开设方式,使多个实验项目交叉进行,节省了不少时间,亦即可将由于分散开设多个实验项目而造成的零散时间集中利用,使各实验项目之间在时间上互补长短,达到化零为整的目的,提高了工作效率.3.2提高了学生对实验的认知能力和操作水平。由于时间上集中,学生可有机会参与每个实验的全过程，如在击实实验中可以一改目前由老师课前配土的做法,而由学生亲自动手进行取土,过筛,测天然含水量,计算加水量直至击实土样,测最大干密度和最优含水量等所有环节的操作,这锻炼了学生的动手能力,又使他们自然轻松。
3.3提高了学生综合分析问题、解决问题的能力。学生对每一环节都了解清楚,便于对所有实验数据及它们之间的相互联系进行综合分析，如学生可把由界限含水量试验测得的液限和塑限,比重试验中测得的土粒比重,固结试验中测得的压缩系数和压缩模量,剪切试验中测得的内聚力和内摩擦角的值等作一全面分析和比较,最后在教师的指导下对实验数据的合理性作出判断,并决定其取舍或补，这样做会使学生综合分析问题解决问题的能力得到锻炼和提高。
3.4增强了学生的实际工程意识并能培养严谨的工作作风。近几年来,我们曾做过这样一个尝试,就是利用本实验室进行科技服务的便利条件,让部分学生利用业余时间直接参与生产实验(这从本质上和集中开设方式并不矛盾),学生强烈意识到在实验室进行的实验就是实际工程中必做的项目,实验的最终结果就是为实际工程的设计和施工提供准确可靠的依据,无形中使他们操作起来高度认真负责。
4采取集中开设时应注意的几个问题
为确保集中开设方式取得良好的效果,达到提高实验教学水平的目的,在具体实施时应注意以下几个问题:由于各个实验项目可以交叉进行,实验教师应注意指导学生合理安排时间和实验顺序,做到有条不紊地进行实验；指导教师应注意为学生提供土质均匀的土样,如遇不均应向学生予以说明并提出处理意见；如让学生参与生产实验,指导教师更应高度注意,以确保试验资料的准确可靠性,切忌顾此失彼；指导教师应结合最新土工试验规范标准来指导实验,以使学生毕业后能较快适应工作的需要。结束语综上所述，可知相比较而言，应用集中开设方式，对于土力学实验课而言，效果最佳，不仅能够更加合理有效的安排时间，而且学生能够完全的参与到实验中，同时各个实验项目之间联系紧密，利于学生综合能力的培养。现阶段，各大院校依然应用分散开设的方式，各大院校应该积极的调整土力学实验课的开设方式，这样才能够培养出优秀的土力学人才。
第二篇：土力学论文
非饱和土的抗剪强度研究
曹琴
(西南科技大学，绵阳，621010)
摘要：非饱和土的抗剪强度是非饱和土中的基本问题。如何快速经济地确定非饱和土的抗剪强度指标是非饱和土工程应用的关键性问题之一。非饱和土抗剪强度的黏聚力和内摩擦角是含水指标的函数，通过模拟不同路径下非饱和土抗剪实验，得到黏-饱和度曲线（CDSC曲线），和内摩擦角-饱和度曲线(IFADSC曲线)，进而得到非饱和土抗剪强度指标，在同一路径小区间范围内CDSC和IFADSC曲线近似为直线，通过抗剪强度路径模拟，用常规试验和含水指标得到非饱和抗剪强度指标，大大地简化了非饱和土抗剪强度指标的确定，为非饱和土土力学理论应用于实际工程提供了有力条件。根据土的卸载抗剪强度的计算方法推导出土的黏聚力和土的内摩擦角两者之间的相互关系，最后分析得到了非饱和土抗剪强度的计算方法。
关 键 词：非饱和土 抗剪强度指标 土的黏聚力 土的内摩擦角
导言：非饱和土力学的研究始于上世纪３０年代，是伴随着水文学、土力学及土壤物理学等多学科的发展而形成［1］．与饱和土相比，非饱和土除了由固体颗粒、孔隙水、孔隙气等三相系组成之外，它在液－气交界面上形成的收缩膜作为第四相考虑，并在交界面上产生了基质吸力［2］，因此，有关非饱和土的研究也就紧密地依赖于基质吸力而展开。由于非饱和土复杂的特性，长期以来其研究受测试手段和计算手段的限制，许多针对非饱和土力学的研究仍然停留在试验室研究阶段，理论成果远不能满足实际工程要求．然而，自上世纪九十年代开始，计算机技术被广泛地应用于各学科研究领域，越来越多的学者也尝试将该技术应用于对非饱和土力学特性方面研究，例如应用计算机工具进行自动控制试验、有限元分析及模型计算等．再加上物理学、热力学等多门学科的知识被有效地用于非饱和土力学的相关研究领域，并与新的工程问题相结合，开始不断涌现出了新理论、新认识和新技术．本文将从黏聚力曲线，内摩擦角曲线、线、变形和强度特性、等多方面阐述非饱和土力学的研究现状，并尝试对非饱和土力学抗剪强度指标进行研究。
1.抗剪强度公式运用
抗剪强度是非饱和土土力学中的基本问题之一，众多专家学者对此进行了深入的探讨，至今仍存在不同的观点，其中Fredlund 基于双应力变量理论提出的扩展摩尔-库仑抗剪强度公式，得到了国际公认和局部采用，具体公式如下[3]：
τf= c′ +(σ n − ua)tanϕ ′ +(ua − uw)tanϕ（1）
式中:τf 为非饱和土的抗剪强度；c′为有效黏聚力；
ϕ ′为有效内摩擦角；ϕ b 为基质角；ua 为破坏时破坏面上的孔隙气压力；uw 为破坏时破坏面上的孔隙水压力；ua−uw 为破坏时破坏面上基质吸力； σn −σa为破坏时破坏面上净法向应力。
繆林昌等[4]提出了下列公式：
τf = ctol +σtanϕtol（2）式中： ctol、ϕtol 类似于Mohr-Coulumb 中的c 和ϕ，是含水指标的函数。
陈敬虞和Fredlund[5]把非饱和土的抗剪强度，公式总结如下：
τf = c′ +(σn − ua)tanϕ ′ +τa（3）
文中列举出了以往非饱和土的各种抗剪强度理论，其中τs 为基质吸力引起的吸附强度，本文不再赘述。
考虑到非饱和土中的基质吸力、渗透吸力等因素，姚攀峰提出下列形式的摩尔-库仑抗剪强度公式[5－7]：
τf=cg+(σn-ua)tanϕg
cg=c′+ce ϕg=ϕe+ϕ′(4）
式中：ϕ g 为摩擦角，即包线与净法向应力轴的倾角；cg为黏聚力，即净法向应力为 0 时，摩尔-库仑破坏包线在剪应力轴上的截距（见图 1）；ce、ϕ e为基质吸力和其他因素在τ−(σn −ua)坐标系中引起的的等效黏聚力、等效摩擦角。
对于基质吸力以外的因素对非饱和土抗剪强度的影响，目前尚缺乏必要的研究。对于非饱和土，一般情况可认为基质吸力和静法向应力为非饱和土的两个独立应力状态变量[1]，对抗剪强度等起决定性作用，以下均针对此种情况进行探讨。本文首先分析了3 个典型的非饱和土抗剪试验；然后尝试对非饱和土抗剪强度包络面进行几何描述，给出其抗剪强度的函数表达式，并用试验进行了验证；最后，用干土和饱和土两个极限状态进行验证。2.抗剪强度试验 2.1 Escario 试验
Escario 和Sáze[8]对非饱和马德里灰色黏土等3种土样进行了直剪试验（简称Escario 试验），试验结果见图2，根据式（4）可求出cg和ϕg，详见表1。图2 不同基质吸力下的摩尔-库仑包线
2.2 龚壁卫试验
龚壁卫等[9]对非饱和土进行了不同路径的抗剪试验研究（简称龚壁卫试验），土样为湖北枣阳某渠道一处已经发生滑坡的边坡，脱湿路径下的试验结果见图3，根据式（4）可求出cg和ϕ g，见表2。
图3 不同基质吸力下的摩尔-库仑包线
表2 不同基质吸力下的c、ϕ（龚壁卫试验）
g
g
2.3 林鸿州试验
林鸿州等[10]对北京非饱和粉质黏土等3 种土样进行了直剪试验（简称林鸿州试验），假定ua =0kPa，根据式（4）可求出cg和ϕ g，结果见表 3。
对上述试验进行分析，可得出不同基质吸力条件下黏聚力和摩擦角的比值，见表4。
由图2 和图3 可知，对于同一基质吸力，静法向应力在一定区间内，非饱和土的抗剪强度包线为直线；由表4 可知，当吸力的变化区间为0～981 kPa时，黏聚力变化为227.3 %～981.4 %，摩擦角变化为120.8 %～149.3 %；对于高基质吸力状态下，无准确的吸力数据，但从试验3 可知，剪切后饱和度为5 %时，摩擦角变化为160.0 %。根据上述3 个非饱和土抗剪强度试验，可得出以下结论：①对于同一基质吸力，静法向应力在一定区间内，非饱和土的抗剪强度包线近似为直线，符合摩尔-库仑破坏准则；②对于不同吸力，黏聚力和摩擦角是不同的，摩擦角相对变化可高达160.0 %，在一定情况下不可忽略摩擦角的变化；③吸力变化时，黏聚力变化较大，摩擦角变化较小。3.摩尔-库仑抗剪强度公式
根据上述非饱和土的3 个抗剪强度试验可知，非饱和土抗剪强度包络面在τ-(σn−ua)-(ua−uw)坐标系中是一个曲面。当(ua − uw)为定值时，静法向应力在一定区间内，其破坏包线为一条直线，符合摩尔-库仑破坏准则；当(ua−
uw)变化时，该破坏包线的在τ 轴上的截距是变化的，该破坏包线与(σn−ua)-(ua−uw)平面的夹角也是变化的，也就是说，黏聚力cg和摩擦角ϕg是变化的。该抗剪包络曲面从几何学上属于直纹面的一种，见图4。该直纹面可以用式（3）来描述，对于基质吸力和静法向应力为非饱和土的两个独立应力状态变量的情况，式（3）可简化为
τ(5）f = cg+(σ
n
−ua)tanϕg
cm=cg−c′,ϕm =ϕg−ϕ ′
（6）
τ
f
=c′+cm+(σn−ua)tan(ϕ′+ϕm)
（7）
式中：cm、ϕm为基质吸力(ua−uw)引起的的等效黏聚力和等效摩擦角:cm、ϕm为吸力的函数，假定其函数函数关系为式（8）、(9）
cm = f1(ua−uw)（8）
ϕm（9）
式（8）、（9）可通过下列方法求出：①根据饱和土试验求出c′和ϕ ′；②根据非饱土抗剪试验得出cg和ϕg，绘制出黏聚力-吸力曲线（简称CSC 曲线和摩擦角-吸力曲线（简称FASC 曲线）；③根据式（5）求出cm和ϕm，绘制出等效黏聚力-吸力曲线（简称ECSC 曲线）和等效摩擦角-吸力曲线（简称EFASC 曲线）；④对于不同的基质吸力区间，直接根据试验曲线选择合适的函数进行拟合或者插值，该函数表达式即式（8）、（9）。通常情况下，基质吸力在一定的区间范围内式（8）、（9）可选择线性函数表达：
=
f2(ua−uw)cm=cmo+(ua–uw)tanϕb（10）
式中：cm0为ECSC 直线在cm轴上的截距，tanϕb=Δcm/Δ(ua−uw)。
ϕm=ϕm0+(ua–uw)tanθb（11）
式中：ϕm0为EFASC直线在ϕm轴上的截距，tanθb=Δϕm/Δ(ua−uw)。
图5、6 分别为Escario 试验和林鸿州试验中的ECSC 曲线和EFASC 曲线。
对于Escario试验，(ua−uw)在区间[0，196]上,cm=0+0.267(ua −
uw),cmo=0,ϕb=14.95,ϕm=0，ϕmo=0,θb =0，其他区间的函数关系均可利用上述方式求出。
由图5、6 的Escario 试验可知，对某些非饱和土，当基质吸力较小时，ECSC 曲线近似为一条直线，EFASC 曲线为一条截距为0、倾角为0 的直线，即等效摩擦角为0，可以用式（1）描述；当基质吸力较大时，在一定区间内ECSC 曲线近似为一条直线，EFASC 曲线为一条截距和倾角不为0 的直线，等效摩擦角不能忽略为0，式（1）是不能描述该种情况的。由图5、6 中的林鸿州试验数据曲线可知，对某些重塑非饱和土，在不同的基质吸力区间上，ECSC 曲线和EFASC 曲线近似为直线，即使基质吸力较小时，EFASC 曲线也是一条倾角不为0 的直线，等效摩擦角不能忽略为0，式（1）是不能描述该种情况的。式（3）、（5）、（6）可较好地描述非饱和土的抗剪强度特性，可称之为改进的摩尔-库仑抗剪强度公式，该公式描述的抗剪强度包络面是直纹面的一种，也可用轨迹面来描述，母线是摩尔-库仑包线，轨迹线是CSC 曲线，母线与(σn−ua)-(ua−uw)坐标面的夹角随着基质吸力的变化而改变，改变的规律遵照FASC 曲线所对应的函数关系。4.非饱和土极端状态
饱和土和干土是非饱和土的两个极端状态，一个合理的非饱和土抗剪强度公式应该能够概括该状态。
对于饱和土，抗剪强度公式为
τf=c′+（σn –uw）tan ϕ ′（12）当土体饱和时，此时气溶解于水，由于ua=uw,cm =0kPa, ϕm=0，所以式（1）和式（5）均可退化到式（12）；而式（2）为τ=ctol+σ tanϕtol,同总应力状态下的摩尔-库仑抗剪强度公式，无法真正描述饱和土的破坏形式。
对于干砂，ua =0kPa时，抗剪强度公式为
τf=σntanϕ（13）
式中：ϕ 为干砂中摩尔-库仑抗剪强度公式的摩擦角。
当为干砂时，基质吸力引起的等效黏聚力为0kPa，cg=0kPa, ϕg =ϕ;ctol=0kPa, ϕtol=ϕ，式（2）和式（5）可退化到式（13）；式（1）为τf=σntanϕ ′。由表4 可知，ϕ′≠ϕg无法真正描述干砂的破坏形式。
这说明无论式（1）和式（2）均不能概括饱和土土和干土两种极端状态，本文建议的强度表达式却可以较好地描述极端状态的土。5.结 论
根据3 个非饱和土抗剪强度试验，对非饱和土的抗剪强度公式进行了探讨，在原有抗剪强度理论基础上提出了非饱和土的抗剪强度包络面是几何学中直纹面的一种特殊形式，给出了改进的摩尔-库仑抗剪强度公式，可以描述非饱和土各个应力区间上的非饱和土破坏形式；提出了通过ECSC 曲线和EFASC 曲线直接确定非饱和土抗剪强度参数的方法和具体算例，并用干土和饱和土两个极端状态对
不同的非饱和土抗剪强度理论进行了评估。
参考文献：
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第三篇：土力学实验总结
土 力 学 地 基 基 础 实 验 总 结
土力学地基基础实验是课程教学的一个重要组成部分。参与实验的是05级建筑工程技术专业两个班的学生，其中一班34人，二班35人。根据实验室设备情况，将每个班分成四批次，每批学生8~9人，每一批次又分成4个小组，每小组2人协调配合操作共同完成实验。
本学期土力学实验出勤情况总体很好，能够按照实验课程时间的安排和实验大纲的要求进行实验。学生对实验的积极性比较高，对动手操作的实验课程比较感兴趣，能积极主动的参与到实验操作中来。甚至平时学习不太努力，学习成绩比较差的同学也能积极主动参加实验。
在刚开始的几个实验中，能明显看的出来学生动手能力不强。经了解很多同学在中学阶段很少参与亲自动手的实验，甚至有些学生在上大学前学习的时候实验课程就是看老师进行实验演示，从来没有参加过这样的动手实验，这也许是学生动手能力不太强的一个原因。在前几个实验中，明显感觉到学生操作动作比较生硬，动作过于谨慎，刚开始的实验虽然安排的是密度、含水量这些比较简单的实验，但实验过程还不够连贯，实验数据准确度不够。经过实验指导教师的鼓励、指导和演示，这一现象很快就有了较大变化，后面实验如压缩实验，剪切实验虽然复杂很多，但学生的操作明显比前面的实验要好。这基本达到我们本实验课程在一定程度上提高学生动手操作能力的目的。
通过实验后的抽问的情况来看，学生对土力学的基本概念有了更深的了解。同时也增加了学生对土力学基本理论学习的兴趣，反过来发现学生在学理论课时原来只是走马观花或死记硬背的概念和理论，他们能够自觉深入去理解。这也达到我们通过实验加深理论知识的学习的目的。通过实验还发现实验课程能增进师生交流的作用，由于实验每一批次学生人数比较少，提供了教师与学生面对面交流的更多机会，老师对学生有了更多的了解，学生和老师也建立了更密切的关系。在实验过程中充分发现学生的优点和进步，通过表扬和鼓励，在获得学生好感的同时，学生实验不但能更好地遵守纪律，不但实验进行的更加顺利，实验气氛也比较好。教师也更大一步获得学生的信任，师生之间也有了感情交流。通过实验发现学生在课余时间和老师见面时打招呼时明显热情多了，在密切了师生关系的同时，更进一步提高了学生对课程学习的兴趣。
从实验具体内容来看，在密度实验中，学生在预习是普遍不能很好理解凡士林作为润滑剂涂在环刀内壁的作用，应该在实验之前给予解释润滑剂保持切面土体更加完整，保持土体体积更加准确的作用。在含水量实验中学生觉得称量盒盖是多余的，结合实验应该讲解在野外取土时称量盒盖保持水分不流失得以准确称量的作用。在塑限实验中学生对土条粗细把握方面不太准确，在搓土条时用力把握的不是很好，容易形成空心搓，对裂纹具体是怎样一种情况作为判定标准也把握的不是很好，应该在实验过程中找一组做的好的样品给同学展示，让该实验有更具体的参照标准。在液限实验中落锥时锥尖的高度把握不太好，学生对加水的量没有认识，这个实验要经过多次反复调试才能达到实验要求，实验时间拉的比较长，结果准确度有较大偏差，学生在试了多次还不成功的情况下容易产生急噪心理，实验指导教师应该在实验过程中对加水量进行指导，同时在实验之前应该让学生有足够的心理准备，在锻炼学生耐心的同时，也可以提高实验数据能准确度。在压缩实验时，由于该实验时间比较长，在发生错误时要求学生重新做比困难，在实验之前就要求学生注意实验操作步骤；这个实验在百分表的安装，砝码的加装上面都有可能出现错误，在实验开始前要反复强调，同时在实验过程中要加强检查，有错误以便在早期加以更正，避免带来较长时间的返工。剪切实验中，应该强调推进手轮旋转的速度，避免剪切速度过快；学生在做实验过程中容易忘记拔出用于上下盒对齐的销钉，这样带来销钉剪弯甚至破坏剪切实验设备，在实验之前一定要重点强调。
以上是在这次土力学地基基础实验过程中的总结，希望能对今后的实验有一定的指导和帮助作用。
第四篇：土力学实验教案
《土力学与基础工程》实验教案
绪论
一、土工试验的对象和作用
土工试验是对土的工程性质进行测试，并获得土的物理性指标（如密度、含水率、土粒比重等）和力学性指标（如压缩模量、抗剪强度指标等）的实验工作，从而为工程设计和施工提供可靠的参数，它是正确评价工程地质条件不可缺少的前提和依据。
土是自然界的产物，其形成过程、物质成分以及工程特性是极为复杂的，并且随其受力状态、应力历史、加载速率和排水条件等的不同而变得更加复杂。、所以，在进行各类工程项目设计和施工之前，必须对工程项目所在场地的土体进行土工试验，以充分了解和掌握土的各种物理和力学性质，从而为场地岩土工程地质条件的正确评价提供必要的依据。因此，土工试验是各类工程建设项目中首先必须解决的何题。
从土力学的发展历史及过程来看，从某种意义上也可以说土力学是土的实验力学，如库仑(Coulomb)定律、达西(Darcy)定律、普洛特(Practor))压实理论以及描述土的应力一应变关系的双曲线模型等，无一不是通过对、土的各种试验而建立起来的。因此，土工试验又为土力学理论的发展提供依据，即使在计算机及计算技术高度发达的今天，可以把土的复杂的弹塑性应力一应变关系纳人到岩土工程的变形与稳定计算中去，但是土的工程性质的正确测定对于这些计算模型的建立以及模型中参数的确定仍然是一个关键伺题。所以，土工试验在土力学的发展过程中占有相当重要的地位。
采用原位测试方法对土的工程性质进行测定，较之室内土工试验具有不少优点，原位测试方法可以避免钻孔取土时对土的扰动和取土卸荷时土样回弹等对试验结果的影响，试验结果可以直接反映原位土层的物理状态，某些不易采取原状土样的土层（如深层的砂），只能采用原位测试的方法。但在进行原位测试时，其边界条件较为复杂。在计算分析时，有时还需作不少假定方能进行，如十字板剪切试验结果整理中的竖向和水平向抗剪强度相等的假定等，并且有些指标还不能用原位测试直接测定，如应为路径、时间效应及应变孩率等对主的性状的影响。室内土工试验由于能进行各种模拟控制试验以及进行全过程和全方位的量测和观察，在某种程度上反而能满足土的计算或研究的要求。因此，室内土工试验又是原位测试所代替不了的。
任何试验都有其一定的局限性，土工试验一样也有其局限性。其实，当土样从钻孔中取出时，就已产生两种效应使该土样偏离了实际情况，一是取土、搬运及试验切土时的机械作用扰动了土的结构，降低了土的强度；二是改变了土的应力条件，土样产生回弹膨胀。这两种效应统称为扰动，扰动使试验指标不符合原位土体的工程性状。除此以外，试样的数量也是非常有限的，一层土一般只能取几个或十几个试样，试样总体积与其所代表的土层体积相比，相差悬殊；同时，土还是各向异性的，在垂直方向上与在水平方向上，其性质指标是不相同的。而室内土工试验的应力条件是相对理想和单一化的，如固结试验是在完全侧限条件
下进行的，三轴压缩试验也仅是轴对称的，这些条件均与实际土层的受力条件不尽相符。因此，土工试验有一定的局限性，另外，土工试验成果因试验方法和试验技巧熟练程度的不同，也可能会有较大差别，这种差别在某种程度上甚至大于计算方法所引起的误差。
二、土工试验项目
（1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）
土的含水率试验 土的密度试验 土的液限塑限试验 土的击实试验 土的渗透试验 土的压缩固结试验 土的直剪试验
实验一： 密度试验（环刀法）
一、概述
土的密度ρ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。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、孔隙度等指标的重要依据，也是挡土墙土压力计算、土坡稳定性验算、地基承载力和沉降量估算以及路基路面施工填土压实度控制的重要指标之一。土的密度一般是指土的天然密度。
二、试验方法及原理
密度试验方法有环刀法、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、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。环刀法就是采用一定体积环刀切取土样并称土质量的方法，环刀内土的质量与环刀体积之比即为土的密度。
1．仪器设备
(1)恒质量环刀：内径6.18cm(面积30cm2）或内径7.98cm(面积50cm2），高20mm，壁厚1.5mm；
(2)称量500g、最小分度值0.1g的天平；
(3)切土刀、钢丝锯、毛玻璃和圆玻璃片等。
2.操作步骤
(1)按工程需要取原状土或人工制备所需要求的扰动土样，其直径和高度应大于环刀的尺寸，整平两端放在玻璃板上。
(2)在环刀内壁涂一薄层凡士林，将环刀的刀刃向下放在土样上面，然后用手将环刀垂直下压，边压边削，至土样上端伸出环刀为止，根据试样的软硬程度，采用钢丝锯或修土刀将两端余土削去修平，并及时在两端盖上圆玻璃片，以免水分蒸发。
(3)擦净环刀外壁，拿去圆玻璃片，然后称取环刀加土质量，准确至0.1g。
环刀法试验应进行两次平行测定，两次测定的密度差值不得大于0.03 g/cm3.，并取其两次测值的算术平均值。
实验二： 含水率试验（烘干法）
一、概述
土的含水率是指土在温度105-110℃下烘到衡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、试验方法及原理
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。烘干法是将试样放在温度能保持105~110℃的烘箱中烘至恒量的方法，是室内测定含水率的标准方法。
1．仪器设备
(1)保持温度为105110℃的自动控制电热恒温烘箱或沸水烘箱、红外烘箱、微波炉等其他能源烘箱；(2)称量200g、最小分度值0.0lg的天平；(3)装有干燥剂的玻璃干燥缸；(4)恒质量的铝制称量盒。
2．操作步骤
(1)从土样中选取具有代表性的试样15~30g（有机质土、砂类土和整体状构造冻土为50g)，放人称量盒内，立即盖上盒盖，称盒加湿土质量，准确至0.0lg。
(2)打开盒盖，将试样和盒一起放人烘箱内，在温度105^-110℃下烘至恒量。试样烘至恒量的时间，对于粘土和粉土宜烘8~10h，对于砂土宜烘6~8h。对于有机质超过干土质量5％的土，应将温度控制在65~70℃的恒温下进行烘干。
(3)将烘干后的试样和盒从烘箱中取出，盖上盒盖，放人干燥器内冷却至室温。(4)将试样和盒从干燥器内取出，称盒加干土质量，准确至0.0lg。
烘干法试验应对两个试样进行平行铡定，并取两个含水率测值的算术平均值。当含水率小于40％时，允许的平行测定差值为1％；当含水率等于、大于40%时，允许的平行测定差值为2％。
实验三： 土的液塑限试验
一、概述
界限含水率试验要求土的颗粒粒径小于0.5mm, 且有机质含量不超过5%，且宜采用天然含水率的试样，但也可采用风干试样，当试样中含有粒径大于0.5mm的土粒或杂质时，应过0.5mm的筛。
二、液限试验（圆锥仪液限试验）
液限是区分粘性土可塑状态和流动状态的界限含水率，测定土的液限主要有圆锥仪法、碟式仪法等试验方法，也可采用液塑限联合测定法测定土的液限。
圆锥仪液限试验就是将质量为76g的圆锥仪轻放在试样的表面，使其在自重作用下沉人土中，若圆锥体经过5s恰好沉人土中10 mm深度，此时试样的含水率就是液限。
1.仪器设备
(1)圆锥液限仪；
(2)称量200g,最小分度值0.0lg的天平；(3)烘箱、干燥器；
(4)铝制称量盒、调土刀、小刀、毛玻璃板、滴管、吹风机、孔径为0.5mm的标准筛、研钵等设备。
2.操作步骤
(1)选取具有代表性的天然含水率土样或风干土样，若土中含有较多大于0.5mm的颗粒或夹有多量的杂物时，应将土样风干后用带橡皮头的研杵研碎或用木棒在橡皮板上压碎，然后再过0.5mm的筛。
(2)当采用天然含水率土样时，取代表性土样250g，将试样放在橡皮板或毛玻璃板上搅拌均匀；当采用风干土样时，取过0.5mm筛的代表性土样200g,将试样放在橡皮板上用纯水将土样调成均匀膏状，然后放人调土皿中，盖上湿布，浸润过夜。
(3)将土样用调土刀充分调拌均匀后，分层装人试样杯中，并注意土中不能留有t空隙，装满试杯后刮去余土使土样与杯口齐平，并将试样杯放在底座上。
(4)将圆锥仪擦拭干净，并在锥尖上抹一薄层凡士林，两指捏住圆锥仪手柄，保持锥体垂直，当圆锥仪锥尖与试样表面正好接触时，轻轻松手让锥体自由沉人土中。
(5)放锥后约经5s,锥体人土深度恰好为10 mm的圆锥环状刻度线处，此时土的含水率即为液限。(6)若锥体人土深度超过或小于l0mm时，表示试样的含水率高于或低于液限，应该用小刀挖去沾有凡士林的土，然后将试样全部取出，放在橡皮板或毛玻璃板上，根据试样的干、湿情况，适当加纯水或边调拌边风干重新拌和，然后重复（3）~（5）试验步骤。
(7)取出锥体，用小刀挖去沾有凡士林的土，然后取锥孔附近土样约10~15g,放人称量盒内，测定其含水率。
液限试验需进行两次平均测定，并取其算术平均值，其平行差值不得大于2％。
三、塑限试验（滚搓法）
塑限是区分粘性土可塑状态与半固体状态的界限含水率，测定土的塑限的试验方法主要是滚搓法。滚搓法塑限试验就是用手在毛玻璃板上滚搓土条，当土条直径达3mm时产生裂缝并断裂，此时试样的含水率即为塑限。
1．仪器设备
(1)200mm×300mm的毛玻璃板；
(2)分度值0.02mm的卡尺或直径3 mm的金属丝；(3)称量200g,最小分度值0.0lg的天平；(4)烘箱、干燥器；
(5)铝制称量盒、滴管、吹风机、孔径为0.5mm的筛、研钵等。
2.操作步骤
(1)取代表性天然含水率试样或过0.5 mm筛的代表性风干试样100g, 放在盛土皿中加纯水拌匀，盖上湿布，湿润静止过夜。(2)将制备好的试样在手中揉捏至不粘手，然后将试样捏扁，若出现裂缝，则表示其含水率已接近塑限。
(3)取接近塑限含水率的试样8~10g, 先用手捏成手指大小的土团（椭圆形或球形），然后再放在毛玻璃板上用手掌轻轻滚搓，滚搓时应以手掌均匀施压于土条上，不得使土条在毛玻璃板上无力滚动，在任何情况下土条不得有空心现象，土条长度不宜大于手掌宽度，在滚搓时不得从手掌下任一边脱出。
(4)当土条搓至3 mm直径时，表面产生许多裂缝，并开始断裂，此时试样的含水率即为塑限。若土条搓至3 mm直径时，仍未产生裂缝或断裂，表示试样的含水率高于塑限；或者土条直径在大于3 mm时已开始断裂，表示试样的含水率低于塑限，都应重新取样进行试验。
(5)取直径3mm且有裂缝的土条3-5g,放人称量盒内，随即盖紧盒盖，测定土条的含水率。塑限试验需进行两次平均测定，并取其算术平均值，其平行差值不得大于2％。
四、液、塑限联合测定法
液、塑限联合测定法是根据圆锥仪的圆锥人土深度与其相应的含水率在双对数坐标上具有线性关系的特性来进行的。利用圆锥质量为76g的液塑限联合测定仪测得土在不同含水率时的圆锥人土深度，并绘制其关系直线图，在图上查得圆锥下沉深度为l0mm（或17mm)所对应的含水率即为液限，查得圆锥下沉深度为2mm所对应的含水率即为塑限。
1．仪器设备
(1)液塑限联合测定仪。
(2)称量200g, 最小分度值0.0lg的天平。
(3)烘箱、干燥器。
(4)铝制称量盒、调土刀、孔径为0.5mm的筛、研钵、凡士林等。
2.操作步骤
(1）原则上采用天然含水率土样，但也可采用风干土样，当试样中含有粒径大于0.5mm的土粒和杂物时，应过0.5 mm筛。
(2)当采用天然含水率土样时，取代表性试样250g;采用风干土样时，取过0.5mm筛的代表性试样200g, 将试样放在橡皮板上用纯水调制成均匀膏状，放人调土皿，盖上湿布，浸润过夜。
(3)将制备好的试样用调土刀充分调拌均匀后，分层装人试样杯中，并注意土中不能留有空隙，装满试杯后刮去余土使土样与杯口齐平，并将试样杯放在联合测定仪的升降座上。
(4)将圆锥仪擦拭干净，并在锥尖上抹一薄层凡士林，然后接通电源，使电磁铁吸住圆 锥。
(5)调节零点，使屏幕上的标尺调在零位，然后转动升降旋钮，试样杯则徐徐上升，当锥尖刚好接触试样表面时，指示灯亮，立即停止转动旋钮。
(6)按动控制开关，圆锥则在自重下沉人试样，经5s后，测读显示在屏幕上的圆锥下沉深度，然后取出试样杯，挖去锥尖入土处的凡士林，取锥体附近的试样不少于log,放人称量盒内，测定含水率。
(7)将试样从试样杯中全部挖出，再加水或吹干并调匀，重复以上试验步骤分别测定试样在不同含水率下的圆锥下沉深度。液塑限联合测定至少在三点以上，其圆锥入土深度宜分别控制在3~4mm,7~9mm和15~17mm。3.液限和塑限确定
以含水率为横坐标、以圆锥人土深度为纵坐标在双对数坐标纸上绘制含水率与圆锥人土深度关系曲线，如下图所示。三点应在一直线上，如图中A线。当三点不在一直线上时，通过高含水率的点与其余两点连成两条直线，在圆锥下沉深度为2mm处查得相应的两个含水率，当所查得的两个含水率差值小于2％时，应以该两个含水率平均值的点（仍在圆锥下沉深度为2mm处）与高含水率的点再连一直线，如图中B线，若两个含水率的差值大于、等于2时，则应重做试验。
在含水率与圆锥下沉深度的关系图上查得圆锥下沉深度为17mm所对应的含水率为17mm液限；查得圆锥下沉深度为l0mm所对应的含水率为l0mm液限；查得圆锥下沉深度为2mm所对应的含水率为塑限，取值以百分数表示，准确至0.1％。
实验四 击实试验
一、概述
本实验的目的是用击实仪在一定击实次数下测定土的最大干密度和最优含水量,借以了解土的压实性质。
本实验采用南实处型击实仪，此仪器适用于粒径小于5毫米的土粒，如粒径大于5毫米的土粒重量介于总土量的3—30%时,允许以本仪器用粒径小于5毫米的土料进行实验,但应对实验结果进行校正,如粒径大于5毫米的土粒重量小于总量的30%时,可以不加校正.二、试验设备、方法与原理 1．仪器设备
（1）击筒容量为1000立方厘米, 锤重2.5公斤,南实处型落距为460毫米.（2）天平:感量0.01克.（3）台秤:称重10公斤,感量1克.（4）筛:孔径5毫米.（5）其它:推土器,削土刀,称量盒,搪瓷盘,水喷水器,碎土设备和少量轻机油.2.操作步骤
（1）将具有代表性的风干土样,或在低于60ºC摄氏度温度下烘干的土样,或天然含水量低于塑限可以碾散过筛的土样,放在橡皮板上用木碾碾散,过5毫米筛后备用(本步骤由实验室完成).（2）参照土的塑限,估计其最佳含水量0p,预定至少五个不同含水量,使各含水量依次相差约2%,且其中至少有二个大于和小于0p。各个预定含水量及土样原有含水量(由实验室给出),按下式计算所需的加水量: mωmω00.01(ωω0)
10.01ω0式中: mω——所需的加水质量,克。
mω0——含水量为ω0时的土质量,克。
ω——要求达到的预期含水量,%。
ω0——土样原有的含水量,%。
（3）按预定含水量制备试样。取土样约2.5千克，平铺于不吸水的平板上，用喷水设备往土样上均匀喷洒预定的水量，稍静置一段时间后，装入塑料袋内或密封于盛土器内静置备用。静置时间对高液限粘土（CH）不得少于一昼夜，对低液限粘土（CL）可酌情缩短,但不应少于12小时.（4）准备好击实筒和击锤,把击实筒固定于底板,检查各部分螺丝接头是否完好,筒与底板是否接触好,螺丝是否拧紧,击实筒底面和筒内壁需涂少许润滑油.（5）将击实筒连底板放在坚实地面上,将制备的土样分三层放入击实筒内,每装一层击实一层,每层25击.如土系用于中小型堤坝工程,则可用每层15击.每层的装土及击实方法如下: 取制备好的试样600—800克(使击实后的略高于筒高的1/3)倒入筒内,整平其表面,并用圆木板稍加压紧,按25击(或15击)击数进行击实.击实时,提起击锤与导筒顶接触(落高为460毫米)后,使其自由铅直下落,每次锤击时应挪动击锤,使锤迹均匀分布于土面.然后安装护筒,把土面刨成毛面,重复上述步骤进行第二及第三层的击实.击实后高出击实筒的余土高度不得大于10毫米.（6）用削土刀小心沿护筒内壁与土的接触面划开,转动并取下护筒(注意勿将击实筒内土样带出),齐筒顶细心削平试样,拆除底板.如试样底面超出筒外,亦应削平.然后檫净筒外壁,用台秤称出筒加土重,称重准至1克.（7）用推土器推出筒内试样,从试样中心不同位置处取两小块各约15～30克土,测定其含水量,计算 准至0.1%,其平行误差不得超过1%.（8）按4到7步骤进行其余含水量下土的击实和测定工作.三、计算及制图
1.按下式计算击实后各点的干密度: d10.01
式中： d－—干密度，g/cm
3ρ－—湿密度，g/cm3
ω－—击实后测定的含水量，% 2.将测得的不同d及ω值,绘出d及ω关系曲线(即击实曲线).曲线上峰点的坐标分别为dmax和op.如不能连接成合理曲线时,应进行补点实验.3.按下式计算饱和含水量: sat(%)(1)100% dGs式中：sat(%)－－饱和含水量（%）；
Gs－－土粒比重；
－－水的密度g/cm3。
计算几个干密度下土的饱和含水量,以干密度为纵坐标,饱和含水量为横坐标,绘制饱和曲线(见击实实验记录).1.8击实曲线1.5151.7最大干密度1.67最优含水量20%饱和度100%密度rd克/厘米21.6***4
含水量 ω% 实验
五、渗透实验
一、概述:
渗透是水流经多孔介质的现象.若土中渗透水流呈层流状态,则渗透速度与水力坡降成正比.当水力坡降等于1时的渗透速度,称为土的渗透系数.本次实验是在室内南55型渗透仪测定粘性土的渗透系数,渗透系数是估算渗流量,饱和条件下土工建筑物与地基内的渗水流速,以及选择筑坝土料的重要指标.二、试验设备、方法与原理
1．仪器设备
（1）渗透仪
（2）无空气水
（3）量筒: 容量100立方厘米,精度1立方厘米
（4）其他: 秒表,温度计,凡士林,修土刀等
2.操作步骤
（1）按工程需要,取原状土或制备成所需状态的扰动土样,按前述容重实验中环刀取土的方法操作,修平环刀上下土样突出的部分,但不得用刀在土样两端反复涂抹,切削试样时应根据要求将环刀刃口垂直或平行于土的天然层面。
（2）测定试样容重,并取削下的余土测定含水量。
（3）将容器套筒内壁涂上一薄层凡士林,然后将装有试样的环刀推入套筒,并压入止水垫圈.刮去挤出的凡士林.装好带有透水石和垫圈的上下盖,并且用螺丝拧紧,不得漏气漏水。
（4）把装好式样的容器的进水口与供水源装置连通，关止水夹。使供水瓶注满水，直至供水瓶的排气孔有水溢出时为止。
（5）把容器侧立，排气管向上，并打开排气管管夹。然后打开止水夹及进水口管夹，排除容器底部的空气，直至水中无夹带气泡溢出为止。关闭气管管夹，平放好容器。
（6）在不大于200cm水头作用下，静置某一时间，待上出水口7有水溢出后，开始测定。
（7）当采用变水头时，将水头管充水至需要高度后，关止水夹5（2），开动秒表，同时测记起始水头h1，经过时间t后再测记终了水头h2(每次测定的水头差应大于10厘米)。如此连续测记2～3次后，再使水头管水位回升至需要高度，再连续测记数次，前后需6次以上，试验终止①，同时测记试验开始时与终止的水温。
（8）当采用常水头时打开5（1）、5（2）、5（3）止水夹，开动秒表，同时用量筒接取出水口7处
3时间t的渗水量，并测记水头h及水温TºC,如此重复测记6次以上，每次定的水量，应不少于5.0cm。
三、计算及制图
1.按下式计算渗透系数: KT2.20 或
KThaL log1(变水头）Ath2QL(常水头）
Aht注：①每次测定的水头应大于10厘米.对较粘的试样或较密实的试样,测记时间可能长,为避免测试过程中水温变化较大,影响实验结果,规定每测试一次,应在3～4小时内完成.如不能满足上述要求,可加大作用水头或改用负压法.测试时,如发现水流过快,应检查试样及容器漏水或试样集中渗流现象.有,则应重新制样,安装.式中: KT－水温TºC时的土的渗透系数,厘米/秒;a－测压管的断面积,平方厘米;A－试样的断面积,平方厘米;L－试样长度,厘米;t－水头自h1降到h2所经的时间,秒;h1－测压管中开始水头,厘米;
h2－测压管中终了水头,厘米;Q－时间t内的渗透流量,立方厘米;h－常水头,厘米.2.按下述公式计算水温10ºC时的渗透系数.以10ºC为标准是由于地下水渗流的温度在10ºC右,选它做标准是为了符合实际渗透情况.K10KtT 10式中: K10－水温为10ºC时土的渗透系数,厘米/秒;KT－水温为TºC时土的渗透系数,厘米/秒;T－TºC时水的动力粘滞系数，克秒/平方厘米;10－10ºC时水的动力粘滞系数,克秒/平方厘米.T比值与温度的关系见表5—1.10 3.取测得的六个(或四个)渗透系数较接近的数个求其算术平均值.实验六： 土的压缩、固结试验
一、概述
标准固结试验就是将天然状态下的原状土或人工制备的扰动土，制备成一定规格的土样，然后在侧限与轴向排水条件下测定土在不同荷载下的压缩变形，且试样在每级压力下的固结稳定时间为24h。
二、试验方法与原理 1.仪器设备
(1)固结容器。由环刀、护环、透水板、加压上盖等组成，土样面积30cm2或50cm2，高
度2cm。
(2）加荷设备。可采用量程为5～l0kN的杠杆式、磅秤式或气压式等加荷设备。
(3)变形量测设备。可采用最大量程l0mm, 最小分度值0.0lmm的百分表，也可采用一准确度为全量程0.2％的位移传感器及数字显示仪表或计算机。
(4）毛玻璃板、圆玻璃片、滤纸、切土刀、钢丝锯和凡士林或硅油等。
2.试验步骤
(1)按工程需要选择面积为30cm，或50cm的切土环刀，环刀内侧涂上一层薄薄的凡士林或硅油，刀口应向下放在原状土或人工制备的扰动土上，切取原状土样时应按天然状态时垂直方向一致。
（2）小心地边压边削，注意避免环刀偏心入土，应使整个土样进入环刀并凸出环刀为止，然后用钢丝锯（软土）或用修土刀（较硬的土或硬土),将环刀两端余土修平，擦净环刀外壁。
(3)测定土样密度，并在余土中取代表性土样测定其含水率，然后用圆玻璃片将环刀两端盖上，防止水分蒸发。
(4）在固结仪的固结容器内装上带有试样的切土环刀（刀口向下），在土样两端应贴上洁净而湿润的滤纸，再用提环螺丝将导环置于固结容器，然后放上透水石和传压活塞以及定向钢球。
(5)将装有土样的固结容器，准确地放在加荷横梁的中心，如杠杆式固结仪，应调整杠杆平衡，为保证试样与容器上下各部件之间接触良好，应施加1kPa预压荷载；如采用气压式压缩仪，可按规定调节气压力，使之平衡，同时使各部件之间密合。
(6)调整百分表或位移传感器至“0”读数，并按工程需要确定加压等级、测定项目以及试验方法。
(7）加压等级可采用12.5kPa，25kPa，50kPa，l00kPa,200kPa，400kPa,800kPa，1600kPa和3200kPa。第一级压力的大小视土的软硬程度，分别采用12.5kPa, 25kPa或50kPa；最后一级压力应大于土层的自重应力与附加应力之和，或大于上覆土层的计算压力100-200kPa, 但最大压力不应小于400kPa。
(8）当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.最后一级压力应使测得的e-lgp曲线下段出现直线段。对于超固结土，应采用卸压、再加压方法来评价其再压缩特性。
(9)当需要做回弹试验时，回弹荷重可由超过自重应力或超过先期固结压力的下一级荷重依次卸压至25kPa，然后再依次加荷，一直加至最后一级荷重为止。卸压后的回弹稳定标准与加压相同，即每次卸压后24h测定试样的回弹量。但对于再加荷时间，因考虑到固结已完成，稳定较快，因此可采用12h或更短的时间。
(10）对于饱和试样，在试样受第一级荷重后，应立即向固结容器的水槽中注水浸没试样，而对于非饱和土样，须用湿棉纱或湿海绵覆盖于加压盖板四周，避免水分蒸发。
(11)当需要预估建筑物对于时间与沉降的关系，需要测定竖向固结系数CV，或对于层理构造明显的软土需测定水平向固结系数CH时，应在某一级荷重下测定时间与试样高度变化的关系。读数时间为6s, 15s, lmin, 2.25min, 4min，6.25min，9min，12.25min，16min,20.25min，25min，30． 25min，36min，42．25min，49min，64min，100min，200min，400min，23h,24h,直至稳定为止。当测定CH时，需具备水平向固结的径向多孔环，环的内壁与土样之间应贴有滤纸。
(12)当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0.0lmm时，测定试样高度变化作为稳定标准。(13）当试验结束时，应先排除固结容器内水分，然后拆除容器内各部件，取出带环刀的土样，必要时，揩干试样两端和环刀外壁上的水分，测定试验后的密度和含水率。
实验七： 直剪试验
一、概述
直接剪切试验就是直接对试样进行剪切的试验，简称直剪试验，是测定土的抗剪强度的一种常用方法，通常采用4个试样，分别在不同的垂直压力p下，施加水平剪切力，测得试样破坏时的剪应力τ, 然后根据库仑定律确定土的抗剪强度参数内摩擦角φ甲和粘聚力c。
二、试验方法
直接剪切试验一般可分为慢剪、固结快剪和快剪三种试验方法。
1.慢剪试验。先使土样在某一级垂直压力作用下，固结至排水变形稳定（变形稳定标准为每小时变形不大于0.005mm），再以小于每分钟0.02mm的剪切速率缓慢施加水平剪应力，在施加剪应力的过程中，使土样内始终不产生孔隙水压力，用几个土样在不同垂直压力下进行剪切，将得到有效应力抗剪强度参数φs、cs，但历时较长，剪切破坏时间可按下式估算
tf =50t50 式中 tf —达到破坏所经历的时间；
t50 —固结度达到50％的时间。
2.固结快剪试验。先使土样在某一级垂直压力作用下，固结至排水变形稳定，再以每分钟0.8mm的剪切速率施加剪力，直至剪坏，一般在3 ~ 5min内完成，适用于渗透系数小于10-6cm/s的细粒土。由于时间短促，剪力所产生的超静水压力不会转化为粒间的有效应力，用几个土样在不同垂直压力下进行慢剪，便能求得抗剪强度参数值φcq、ccq，其值称为总应力法抗剪强度参数。
3.快剪试验。采用原状土样尽量接近现场情况，以每分钟0.8mm的剪切速率施加剪力，直至剪坏，一般在3~5min内完成，适用于渗透系数小于10-6cm/s的细粒土。这种方法将使粒间有效应力维持原状，不受试验外力的影响，但由于这种粒间有效应力的数值无法求得，所以试验结果只能求得(σtan φq + cq）的混合值。快速法适用于测定粘性土天然强度，但φq角将会偏大。
三、仪器设备
1.直剪仪。采用应变控制式直接剪切仪。
2.测力计。采用应变圈，量表为百分表或位移传感器。
3.环刀。内径6.18cm, 高2.0cm。
4.其它。切土刀、钢丝锯、滤纸、毛玻璃板、圆玻璃片以及润滑油等。
四、操作步骤
1.对准剪切盒的上下盒，插人固定销钉，在下盒内放洁净透水石一块及湿润滤纸一张。
2.将盛有试样的环刀，平口向下、刀口向上，对准剪切盒的上盒，在试样面放湿润滤纸一张及透水石一块，然后将试样通过透水石徐徐压人剪切盒底，移去环刀，并顺次加上传压活塞及加压框架。
3.取不少于4个试样，并分别施加不同的垂直压力，其压力大小根据工程实际和土的软硬程度而定，一般可按25kPa，50kPa，100kPa，200kPa，300kPa,400kPa，600kPa„施加，加荷时应轻轻加上，但必须注意，如土质松软，为防止试样被挤出，应分级施加。
4.若试样是饱和试样，则在施加垂直压力5min后，向剪切盒内注满水；若试样是非饱和土试样，不必注水，但应在加压板周围包以湿棉纱，以防止水分蒸发。
5.当在试样上施加垂直压力后，若每小时垂直变形不大于0.005mm, 则认为试样已达到固结稳定。6.试样达到固结稳定后，安装测力计，徐徐转动手轮，使上盒前端的钢珠恰与测力计接触，测记测力计初读数。
7.松开外面四只螺杆，拔去里面固定销钉，然后开动电动机，使应变圈受压，观察测力计的读数，它将随下盒位移的增大而增大，当测力计读数不再增加或开始倒退时，即出现峰值，认为试样已破坏，记下破坏值，并继续剪切至位移为4mm时停机；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。
8.剪切结束后，卸去剪切力和垂直压力，取出试样，并测定试样的含水率。
第五篇：土力学实验助教总结
助教总结
本人于20XX-20XX学年第一学期在土建学院XXX实验室担任助教，在XXX老师和XX老师的指导下，自己勤奋努力，顺利完成工作，同时锻炼了自己，受益颇丰。
思想上有了很大的提高。在担任助教期间，老师们严谨的教学作风，一丝不苟的科研态度，和蔼可亲的人格魅力都给我留下了深刻的印象，这些东西，对我的生活，学习和以后的工作都讲产生深刻的影响，我现在的科研以及以后的学习的工作都将从此受益。同时，同学们积极向上的科研状态，朝气蓬勃的生活状态，不畏困难，创新思维的研究态度，给了我极大的触动，提醒我在生活和学习中要保持活力，勇于探究，善于创新。不断发现问题，改正错误，积极进步。
知识学术上也有很大收获。在助教期间，尽管可能站在不同的高度，从不同的角度出发，但是每节课，每个实验，甚至每一个实验步骤，我也都在不断的思考，领悟，和同学们一起学习,并结合自己的专业知识和科研项目，反复揣摩，加深理解。经过此次助教工作，无论在实验原理，还是实验操作，或者实验创新上，我自己都形成了自己独特的理解，在实验上，自己上升了一个台阶，在专业知识上，也有很大的进步，对自己的课题也有很大的帮助。
沟通表达能力上也有很大的提高。在助教期间，一方面我要不断的和同学们沟通交流，帮助他们安排实验，深刻的理解实验，顺利的完成实验，另一方面，我还要带领另外两位助教，协助老师完成实验。我成为了各方交流沟通的枢纽，因此，在工作中，常常要安排时间，准备实验，协调其他助教时间，调整学生上课安排，尤其是要安排留学生实验的诸多事宜，这对我的沟通能力，表达能力，领导能力都是一个很好的锻炼。尽管还不是尽善尽美，但是这种能力的提高还是很明显的。
在收获上述这些知识学术，意志品格的提高之外，经过半年的工作，我还获得一笔小小的物质收益，物质生活，精神生活都有一定的提高，这样的助教经历，将是我学习生涯甚至整个人生中一段美好的回忆。
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土建学院XXXX班
201X年 X月X日
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