《土力学与地基基础》实验课程教学大纲
课程编号：171408209 课程属性： 必修
学 时：62 学 分：3
开课学期：4 先修课程：《工程力学》《结构力学》
适用专业：土木工程
课程简介：
《土力学与地基基础》是专业必修课程，土力学与地基基础实验是专业课实践教学环节，在实践教学的过程中，需要结合实验室的具体条件，学生的理论基础来完成各实验。通过实验，可以保证学生能更深入地理解土的基本组成及基本物理特性，从而使学生手脑并用，达到全面掌握教学内容的效果。
一、实验项目设置及学时分配
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项目编号
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实验项目名称
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实验
类型
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开出
要求
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学时
分配
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17140820901
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试验一土的颗粒分析试验
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验证
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必做
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2
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17140820902
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试验二含水率试验
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验证
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必做
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2
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17140820903
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试验三压缩试验
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验证
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必做
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2
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17140820904
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试验四直接剪切试验
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验证
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必做
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2
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学时总计
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8
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二、实验内容及教学要求
实验项目1：颗粒分析试验
1、教学内容
（1）按规定称取试样，将试样分批过2mm筛。
（2）将大于2mm的试样按从大到小的次序，通过2mm的各级粗筛。将留在筛上的土分别称重。
（3）2mm筛下的土如数量过多，可用四分法缩分至100-800g，将试样按从大到小的次序通过小于2mm各级细筛。可用摇机进行振摇，时间一般为10-15min。
（4）由最大孔径的筛开始，按顺序将各筛取下，在白纸上用手轻叩摇晃，至每分钟筛下数量不大于该级筛余质量的1%为止。漏下的土料应全部放入下一级筛内，并将留在各筛上的土用软毛刷刷净，分别称重。
（5）筛后各级筛底土总质量与筛前试样质量之差，不应大于1%。
（6）如2mm筛下的土不超过试样总质量的10%，可省略细筛分析;如2mm筛上的土不超过试样总质量的10%，可省略粗筛分析。
2、教学目标
（1）绘制颗粒级配曲线。
（2）计算试样土不均匀系数Cu。
实验项目2：含水率试验
1、教学内容
（1）称烘干盒质量m，准确至0.01g，记录盒号。
（2）选取有代表性的试样不少于15g（砂土或不均的土应不少于50g）放入称量盒内立即盖紧，称湿土加称量盒的质量m，准确至0.01g。
（3）打开称量盒盖，放入电烘箱中在105-110oC温度下烘至恒重（烘干时间一般自温度达到105-110oC算起不少于6小时）。然后取出称量盒，加盖后放进干燥器中冷却至室温。
（4）从干燥器中取出称量盒，称干土加称量盒的质量m2，准确至0.01g。
（5）本试验须进行二次平行测定。
2、教学目标
（1）由试验室提供一块扰动土样，要求学生测定该土样，要求学生测定该土样的天然含水率。
（2）参观原状土样。
实验项目3：压缩试验
教学内容
（1）由实验室提供制备好的扰动土样一块。
（2）从压缩仪器取出环刀，按密度试验方法切取土样，并取土留作测试含水量。如系原状土样，切土的方向与天然地层中的上下方向一致。
（3）将制备好的土样装入固结容器：在压缩仪器底座内，放置洁净而湿润的透水石、滤纸，将切取的试样连同环刀一起（刀刃向下）放在透水石上，再依次放上护环、滤纸和透水石；将容器置放活塞托盘上找正中心，并调正横梁上的反力螺栓使之与传压板轻微接触。
（4）使各阀门都处于关闭状态。
（5）打开高压小钢瓶的阀门，调节减压阀的手柄，使其低压表上的压力指标值比本次试验所需压力高0.1Mpa。
（6）打开低压表阀。调节低压调压阀，使0-0.25Mpa压力表值等于土的接触压力0.002Mpa的标准值。
（7）打开中压阀及主机容器进行气阀（未装式样的容器不打开）。
（8）当试样已达0.002Mpa的接触压力时，调正百分表，并使指针对零。
（9）分别施加0.1、0.2、0.3、0.4、0.5Mpa五级荷载，，分别记录各级压力下试样变形稳定的百分表读数S1、S2、S3、S4、S5。
（10）试验结束后进行卸荷。将高压阀旋松至零，卸下固结容器，取出土样。
实验项目4：直接剪切试验
（1）根据工程需要，从原状土或重塑土用环刀切取四个试样。如系原装土样，切去试样方向与土的天然层理垂直。
（2）对准剪切容器上下盒，插入固定销，在下盒内放透水石和滤纸，将带有试样的环刀刃向上，对准剪力盒口在试样上放滤纸和透水石，再将试样小心地推入剪切盒内。
（3）移动传动装置，使上盒刚好与量力环接触前端的钢球接触；放上活塞，装上垂直加压设备。
（4）在量力环上安装百分表，百分表的测杆应平行于量力环受力的直径方向；调整百分表，使指针指零。剪切试验中，百分表读黑字。
（5）在试样上施加垂直荷载；顺时针转动调压阀，使压力表上的指针向0.1Mpa。
（6）拔出固定插销，按下剪切按钮。当测力计百分表读数不变或后退时，继续剪切位移4mm时停止，记录下破坏；当剪切过程中测力计百分表无峰值时，剪切位移达6mm时停止。
（7）剪切结束，按下返回按钮，退掉剪切力，逆时针旋转调压阀退掉垂直压力，取出试样。
（8）第二、三、四个试样重复2至7的操作过程。他们施加的垂直压力分别是0.1,0.2,0.3,0.4Mpa。
三、考核方式及要求
根据学生在各个实验课程各环节的表现，结合学生实验报告质量（对实验目的的理解程度、实验完成情况、操作技能、创造性思维等方面），实验期间动手能力的表现及报告内容的完整性进行评定。
（1）考核方式：考勤与试验操作及试验报告相结合。
（2）成绩评定：实验成绩评定作如下规定：试验成绩=考勤（10%）+试验操作及试验报告（90%）。
四、主要仪器设备及实验材料
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项目编号
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实验项目名称
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主要仪器设备及台（套）数
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实验材料
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备注
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17140820901
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试验一土的颗粒分析试验
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1. 标准筛。粗筛（圆孔），孔径为60mm、40mm、20mm、10mm、5mm、2mm；细筛孔径为2mm、1mm、0.5mm、0.25mm、0.075mm。
2. 天平，称量5000g,感量5g； 称量1000g,感量1g;称量200g，感量0.2g。
3. 摇筛机。
4. 其它:烘箱、筛刷、烧杯、木碾、研钵。
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室内测试
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17140820902
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试验二含水率
试验
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1. 电烘箱（或红外线烘箱）。温度能保持105oC-110 oC。
2. 天平，感量0.01g。
3. 烘干盒：又叫称量盒（编号铝盒）。可将盒质量定期（3-6个月）标定一次。
4. 干燥器。
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室内测试
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17140820903
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试验三压缩试验
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1． QGY型气压固结仪；试样面积30cm2和50 cm2、高2cm。
2． 百分表：量程10mm，精度0.01mm。
3． 环刀:内径61.8mm、高20mm。环刀应具有一定的高度，内壁应保持较高的光洁度，宜涂薄层硅脂或聚四氟乙烯。
4． 密度试验和含水量试验所需要的仪器设备。
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室内测试
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17140820904
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试验四直接剪切试验
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1．气压应变控制式直剪仪或ZJ应变控制式直剪仪。
2．百分表：量程10mm，精度0.01mm。
3． 环刀:内径61.8mm、高20mm。
4 切式样的用具等。
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室内测试
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注：填写实本实验需使用的主要的仪器设备；“数量”项填写每次课每个组需要使用的该仪器设备的数量；实验材料填写实验需使用的实验耗材或工具等。
五、教材及参考书
1、《公路土工试验规程》（JTG E40-2007），中华人民共和国交通部，2007年；
2、《土工试验方法标准》（GB/T50123-1999），中华人民共和国水利部，1999年；
六、教改说明及其他
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制定人：郭 雪丰
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审定人：张延吉
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制定时间：2016.05
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（此处加盖学院公章）