内 容 简 介

本书总结国内工程勘察各种试验及国外一些常见试验资料编写而成。内容主要

包括土工，特殊土的试验，水土化学分析，环境监测保护试验，砂石试验等。

本书可供工程地质试验人员、土建工程技术人员、环境保护监测人员及大专院

校有关专业师生参考使用。

目 录

第一篇 土工试验

第一章 基本概念和一般要求

第一节 土的结构与构造

一、土的结构；二、土的构造

第二节 土的组成

一、土的固体、液体和气体；二、土的基本

物理指标及换算关系

第三节 取样要求与管理

一、取样须知；二、土样填写内容的要求；三、

土样的包装和运送；四、土样验收；五、土样管

理

第四节 土工试验项目的选择

第五节 土工试验专用名词、术语、符号和

计量单位

第六节 仪器设备和试验精度

第二章 土的工程分类

第一节 国家标准

一、总则；二、一般规定；三、土的分类；四、

土的简易鉴别、分类和描述

第二节 铁道部标准

一、《铁路工程地质技术规范》；二、《铁路路基

施工规范》

第三节 水电部标准

一、目的和适用范围：二、分类试验；三、粒组

划分；四、分类符号与土类命名；五、试验室分

类步骤；六、目测分类法步骤

第四节 交通部标准

一、分类方法和试验；二、粒组划分；三、

分类及命名；四、分类符号；五、土分类的

总体系和各类土分类；六、试验室分类步

骤；七、简易鉴别法；八、土样描述；九、

其他技术标准分类

第五节 城乡建设环境保护部标准

第三章 土的物理性试验

第一节 土样和试样制备

一、原状土试样制备；二、扰动土试样制备

第二节 含水量

一、概述；二、试验方法及适用条件；三

计算；四、成果应用

第三节 密 度

一、概述；二、试验方法；三、成果应用

第四节 比 重

一、定义和方法的选定；二、试验方法及原

理；三、国外试验方法简介；四、比重的经

验数据及成果应用

第五节 颗粒分析

一、概述；二、筛析法；三、密度计法；

四、移液管法；五、沉淀法；六、成果应用

第六节 界限含水量

一、概述；二、液限试验；三、塑限试验；

四、液塑限联合试验；五、缩限试验；

六、液塑限联合试验中有关问题；七、成果

应用

第七节 湿 化

一、土的湿化原因及影响因素；二、试验方法

第八节 毛管水上升高度

一、概述；二、试验方法及选择；三 成果

应用

第九节 最大分子吸水量

一、概述；二、试验方法及计算

第四章 土的水力学性质试验

第一节 渗透性

一、基本概念；二、试验方法及原理；三、

影响渗透系数的因素；四、试验中注意问题

及成果应用

第二节 砂土的最大、最小密度

一、物理涵义：二、试验方法和计算；三

试验仪器和方法说明；四、成果应用

第三节击实试验

一、概述；二、试验方法及计算；三、对国

内外击实试验综述；四、试验方法说明；

五、成果应用和经验数据

第四节 CBR试验

一、一般概念；二、试验仪器及方法；三、

对国内外CBR试验综述；四、试验方法说

明；五、成果应用

第五节 压缩和固结

一、土的压缩性；二、土的压缩特征及固结

应力历史；三、仪器设备及试验方法；四、计

算及制图；五、快速固结法；六、成果应用

和经验数据

第六节 直接剪切试验

一、概述；二、仪器设备；三、试验方法；

四、成果应用

第七节 残余强度

一、概述；二、试验方法；三、影响残余强度

的因素；四、试验方法的选择

第八节 三轴压缩试验

一；概述；二、仪器设备；三、试验原理；

四、试验类型及适用条件；五、试验方法和

有关标准；六、试验成果的整理；七、成果

应用

第九节 无侧限抗压强度

一、试验原理及适用范围；二、仪器设备；

三、试验方法；四、计算与制图；五、成果

应用

第十节 一个试样分级加荷三轴压缩

试验

一、概述；二、破坏点的确定；三 试验方

法；四、计算与制图

第十一节 线性弹性模型参数与静止侧压力

系数的测定

一、概述；二、线性弹性模型参数的物理意

义；三、弹性模量E和泊松比μ的测定；四、

静止侧压力系数K0的测定

第十二节 无凝聚性土的天然坡角

一、试验原理；二、试验方法

第五章 粘土矿物成分

第一节 粘土矿物的分类

第二节 粘土矿物对岩土物理力学性质的影

响

第三节 粘土粒及其提取方法

一、粘土粒的概念；二、粘粒的提取；三、

粘土粒提取的影响因素及其处理方法

第四节 粘土矿物的X射线衍射定性和定量

分析

一、一般分析阐述；二、粘土矿物的定性分

析；三、粘土矿物的定量分析

第五节 粘土矿物的差热分析和其他分析鉴

定方法

一、差热分析；二、粘土粒的化学全量分

析；三、粘土粒阳离子代换量；四、粘土

粒的比表面积；五、粘土矿物的染色分

析；六、粘土矿物的电子光学分析；七、

粘土矿物的红外吸收光谱

第六节 矿物的特征衍射检索表及中英文名

称对照

第六章 特殊土主要性质和试验

第一节 软 土

一、软土的特征及成因类型；二、软土的试

验及有关要求；三、软土的试验数据及指标

间的关系

第二节 膨胀土

一、膨胀土的主要特征；二、膨胀土的成因

类型；三、膨胀土的成分及结构；四、膨胀

土的物理性指标分析；五、膨胀性指标；

六、收缩性指标；七、膨胀土地基胀缩变形

计算；八、膨胀士的抗剪强度；九、膨胀土

的判别和分类

第三节 红粘土

一、红粘土的含义及分布规律；二、红粘上

的工程性质；三、红粘土的试验及成果应

用

第四节 黄 土

一、黄土的特征、成因及地层划分；二、黄

土的物质成分及结构特征；三、湿陷性黄土

的分区及物理力学性质；四、黄土的湿陷性

指标

第五节 盐渍土

一、盐渍土的含义及分类；二、盐渍土的化

学成分与组织结构；三、氯盐渍土的主要工

程性质；四、硫酸盐渍土的主要工程性质；

五、碳酸盐渍土的主要工程性质；六、盐渍

上中不同盐类对筑路材料的影响；七、盐渍

上中毛管水上升高度的确定；八、盐渍土有

关物理指标测定中的问题

第六节 多年冻土

一、基本概念；二、物理指标的试验方法；

三、热学指标的试验方法；四、力学指标的

试验方法

第七章 微型计算机在土工测试中的应用

第一节 概 述

第二节 应用微机处理试验数据资料

一、应用范围和评价标志；二、机型和外部

设备的选择；三、软件结构；四、运用数值

计算方法；五、“菜单”技术

第三节 应用微机自动采集和处理试验数

据

一、工作原理和简况；二、传感器件；三、

数据接口；四、微机、外设及软件

第四节 应用微机对试验进行过程控制

一、工作原理；二、D/A转换器；三、伺服

装置

第八章 资料的分析整理和归档

第一节 试验资料的分析整理

一、各指标间合理性的分析；二、试验指标

的数理统计方法；三、抗剪强度指标的计算

方法

第二节 试验报告审查

第三节 试验资料归档

一、阶段性归档；二 全线（终结）归档

第二篇 原 位 测 试

第一章 载荷试验

第一节 载荷试验分类

一、按承压板形式和加荷方式分类；二、按

试验深度和土层状态分类

第二节 平板载荷试验

一、测试设备；二、常规载荷试验方法；三、

浸水载荷试验方法；四、K3。载荷试验方法；

五、钻孔内载荷试验方法；六、常规载荷试

验资料整理和应用

第三节 螺旋板和单桩载荷试验

一、螺旋板载荷试验；二、单桩载荷试验

第二章 旁压试验

第一节 旁压仪种类

一、原理和应用研究；二、旁压仪种类

第二节 预钻式设备和测试方法

一、主要设备；二、成孔方法和要求；三、

仪器校正；四、压力增量和观测时间；五、

测试方法和程序；六、终止试验

第三节 资料整理和成果应用

一、测试资料整理；二、旁压参数确定；三、

国内确定地基基本承载力方法；四、国外确

定地基容许承载力方法；五、计算地基沉降

方法；六、场地地基和地基加固效果评价；

七、Em/PL比值的应用

第四节 自钻式旁压仪

一、构造特点；二、钻进和测试；三、资料

整理分析和应用

第三章 静力触探试验

第一节 主要设备和测试方法

一、主要设备；二、测试方法

第二节 资料整理分析

一、资料整理；二、贯入机理分析；三、力

学分层

第三节 试验成果应用

一、评定地基土基本承载力；二、评定地基

十变形参数；三、判别土类；四、单桩承载

力公式；五、评价饱和砂土液化势；六、确

定饱和粘性士不排水抗剪强度；七 评定砂

土角和相对密度Dr；八、判定黄土湿陷性

和滑动面；九、检验地基加固效果和冻融土

地基；十、孔隙水压探头成果应用

第四章 动力触探试验

第一节 主要设备和测试方法

一、主要设备和规格；二、测试方法；三、

电测动力触探设备

第二节 资料整理

一、锤击数影响因素；二、国内实测击数修

正方法；三、绘制N－H曲线和分层定名

第三节 标准贯入试验成果应用

一、确定地基承载力；二、判别饱和砂土和

轻亚粘十液化势；三、判别士的紧密和稠度

状态；四、评定士的强度指标；五、评定土

的变形指标；六、估算单桩承载力；七、确

定土的波速

第四节 动力触探成果应用

一、确定地基承载力和变形模量；二、评定

砂土密度；三、估算单桩承载力

第五章 剪切试验

第一节 十字板剪切试验

一、原理和适用土层；二、试验设备和测试

方法；三、十字板头率定；四、测试资料整

理；五、测试成果系统误差分析；六、十字板

C与其他参数的关系；七、十字板测试成果

应用

第二节 大型直剪试验

一、设备结构及规格；二、试验方法；三、

资料整理

第三篇 化 学 分 析

第一章 基本概念、有关计算与溶液配制

第一节 化学基本定律和周期表

一、基木定律；二、元素周期表；三 金属

活泼顺序

第二节 溶 液

一、分散体系；二、真溶液和溶解度；三、

溶液配制与分析结果计算；四、溶液浓度表

示方法及单位换算

第三节 电 离

一、电离度，强、弱电解质；二、弱电解质

的电离平衡；三、盐类的水解；四、浓度、

电离度与电离常数的换算；五、同离子效应

与缓冲溶液；六、标准缓冲溶液

第四节 溶度积

一、溶度积；二、溶度积与溶解度的换算关系；

三、沉淀生成与溶解的条件；四、分步沉淀

第五节 化学分析常用量及其符号

一、物质的量及其单位（摩尔）；二、摩尔

质量与物质的量浓度；三；容量化学分析计

算；四、物质B的质量浓度；五、物质B的

质量摩尔浓度；六、化学分析常用量计算方

法比较；七、常用量及其单位的名称符号；

八、某些仪器、试剂的名称代号

第二章 化学分析方法

第一节 分析化学方法分类

第二节 几种物质的个别鉴定

第三节 质量分析法

一、沉淀法；二、挥发法

第四节 容量分析法

一、中和法及其指示剂；二、沉淀注；三、

络合剂滴定法；四、氧化还原法

第三章 电化学分析方法

第一节 电位分析法

一、氧化还原电位的测量；二、离子选择性

电极直接电位法；三、电位滴定法

第二节电导分析法

一、电导池（或电极）常数；二、测量温度

的校正；三、电导分析方法；四、电导仪、

电极及其使用

第四章 光化学分析法

第一节 电磁波谱分区与滤光片

一、电磁波谱分区；二 滤光片颜色与溶液

颜色互补关系

第二节 比色分析法

一、比色原理—— 兰伯－比尔定 律；二、光

电比色法；三、分光光度法；四、仪器维

护；五、分光光度分析最大吸收波长的选择；

六、比色分析的定量方法

第三节 原子吸收分光光度法

一、基本原理；二、原子吸收分光光度计；

三、干扰现象及其处理方法；四、灵敏度及

提高灵敏度的方法；五、定量方法；六、仪

器养护

第四节 火焰光度分析法

一、基本原理；二、操作注意事项；三、定

量方法；四、误差和干扰原因及其消除

第五章 气相色谱分析法

第一节 气相色谱仪

一、载气；二、色谱柱；三、进样装置；

四、检测器（或称检定器）；五、仪器养护

第二节 仪器性能的检验

一、稳定性检验；二、灵敏度检验；三、检

定器敏感度计算；四、最低检出限；五、灵

敏度、敏感度和最低检出限的计算举例；

六、分离性能的检验

第三节 定性和定量方法

一、定性分析方法；二、定量分析方法

第六章 大气与烟尘分析

第一节 样品采集

一、大气样品的采集；二、车间有毒气体采

样；三、烟气采样

第二节 气体分析

一、浓度的表示方法；二 分析方法的选择

第三节 大气污染化学评价

一、上海大气质量指数；二、沈阳大气质量

指数；三、大气质量分级评比方法；四、美

国橡树岭大气质量指数

第七章 水质分析

第一节 水质分类

一、按水存在的环境分类；二、水质按分析

内容分类；三、地下水的分类

第二节 水样采集

一、地面水采样点设置；二、地下水采样点

设置；三、废水与污水采样点设置；四、水

样的采取方法；五、水样的运送；六、水样

的保存方法

第三节 水质评价

一、污染源评价；二、地面水水质评价；三、

地下水水质评价；四、海洋水体质量评价

第四节 计算单位及其精度和采样数量

一、计算单位及其精度和允许差；二、铁路

工程水质分析采样数量

第五节 水中物质成因及其分析意义

第六节 分析方法选择

一、天然水分析方法选择；二、污水、废水

分析方法选择

第七节 水质分析结果的指标换算

一、水中侵蚀性CO2的计算；二、游离CO2

对混凝土侵蚀的估计；三、水的稳定性评

价；四、浑浊度与透明度的换算：五、各种

碱度的计算；六、各种钙镁离子浓度的计

算；七、水质分析计算单位及其换算；八、

水的pH与碱度和游离CO2的关系；九、水

的硬度标度的换算；十、水的密度测定

第八节 分析结果的合理性分析

第八章 土的化学分析

第一节 土中盐类与有机质

一、土中盐类；二、土中有机质

第二节 土的全量分析

一、主要氧化物；二、测定项目与方法选择；

三、土代换量测定与方法选择

第三节 环境土壤质量评价

一、环境土壤调查与采样点布设；二、污染

物分析项目的选择；三、评价标准的选择；

四、土壤质量评价与分级

第四节 土化学分析试样制备

一、盐渍土；二、中溶盐、难溶盐和有机

质；三、土的全量分析；四、环境土壤样品

第五节 分析误差与计算单位

一、土中盐与有机质；二、土的全量分析；

三、化学分析结果允许误差

第六节 土化学分析结果的合理性分析

一、盐渍土；二、全量化学分析；三、有机

质；四、土的pH、CaCO3和代换量

第七节 盐类溶液的成盐过程

第九章 放射性测量

第一节 有关参数和注意事项

一、放射性同位素的某些参数；二、使用中

子源应注意的事项；三、辐射工作人员健康

标准；四、放射性物质沾污的去除；五、国

内外对饮水中放射性物质的限制

第二节 放射性幅射的种类和性质

一、α衰变；二、β衰变；三、γ衰变

第三节 放射性测量

一、应用放射性吸收指数的测量；二、总α

β、3H、14C等放射性的测量；三、氡钍分

析器及对镭、氡的测量；四、应用放射性同位

素测定土的密度和含水量

第四节 有关计算单位的换算

一、放射性同位素的质量与其放射强度的换

算；二、放射性强度和能量单位的换算；

三、放射性计算时常用的物理常数

第五节 放射性测量仪器

一、脉冲探测器；二、定标器；三 探测器

坪曲线的测量

第六节 剂量率、放射强度和防护层的计

算

一、剂量率与放射强度的关系；二、无防护

屏障时的防护计算；三、有防护层、按减弱

倍数来计算防护层厚度

第十章 实验误差与质量控制

第一节 实验误差

一、误差及其分类；二、误差的表示方法；

三、误差计算举例；四、分析数据的取舍；

五、精密度和准确度；六、灵敏度、检出限

和测量限

第二节 有效数字与运算规则

一、有效数字：二、有效数字的取舍规则；三、

有效数字的运算规则

第三节 质量控制

一、室内质量控制；二、室间质量控制；

三、标准合成水样（简称标样）配制；四、

标准曲线质量控制实例

第四节 试验方法标准化——允许差的测

定

一、试验方法标准化组织程序；二、允许差

分类及其符号；三、协作试验数据统计；

四、数据统计计算举例

第十一章 有关技术标准

第一节 国内现行标准

一、大气环境质量标准；二、地面水环境质

量标准；三、海水水质标准；四、工业企业

设计卫生标准；五、生活饮用水卫生标准；

六、污水综合排放标准；七、辐射防护规定；

八、农田灌溉水质标准；九、渔业水质标准；

十、铁路蒸汽机车锅炉给水；十一、内燃机

车冷却用水水质；十二、环境水对混凝土侵

蚀性的判定方法及标准；十三、环境水对混

凝土侵蚀判定标准及防护措施；十四、拌和

与养护混凝土工程用水标准；十五、职业性接

触毒物危害程度分级与作业危害程度分级标

准；十六、铁路货车洗刷废水排放标准；十

七、锅炉烟尘排放标准；十八、我国一些工

矿企业的排放标准；十九、饮用天然矿泉水

第二节 国外参考标准

一、国外（12个国家）生活饮用水水质标准，

二、前苏联卫生、生活用地面水中有害物质

最高允许浓度；三、美、日、加大气质量标

准；四、前苏联大气环境标准；五、工业锅

炉用水水质标准；六、国内外居住区大气中

SO2煤尘最高容许浓度；七、国内外锅炉烟

气排入大气时最高容许浓度；八、日本烟尘

排放标准

第十二章 主要仪器校正与试剂

第一节 天平与砝码

一、普通天平；二、天平的分类；三、天平

的检验；四、天平的使用与维护；五、砝码

的等级、用途和面值的组合形式

第二节 量器容量检定

一、校正值计算；二、量器等级及公差；三、

量器（滴定管、移液管、量瓶）校正

第三节 试剂和试纸

一、化学试剂的等级及符号；二、试剂和试

液的贮存；三、试剂的制备、提纯与回收；

四、试纸的制备

第四节 纯水的制取

一、蒸馏水；二、去离子水；三、专门用途

的纯水；四、纯水的质量及其检验

第五节 试剂名称和换算因素

一、常用试剂的干燥条件；二、常用的基准

物质；三、某些无机物的名称和俗称；四、

某些有机物的名称和俗称；五、化学组成不

同形式的换算因数；六、商品酸、氨水的浓

度近似值；七、强酸强碱和氨水的比重、质

量分数ωB与物质的量浓度CB的关系；八、有

机溶剂的物理常数；九、常用试剂的分子量

与化合价

第四篇 岩石、混凝土骨料及道碴试验

第一章 基本概念和有关要求

第一节 概 述

第二节 岩石的分类及试验要求

一、岩石的分类；二、岩石试验的基本要

求；三、试样采取的要求

第三节 混凝土骨料、道碴的有关概念及试

验项目

一、骨料的作用和类别；二、道碴的性能及

种类；三、骨料、道碴的试验项目及样品数量

第二草 岩石物理性试验

第一节 比 重

一、比重瓶法；二、李氏比重瓶法；三、浮

称法；四、岩石比重的经验值

第二节 密 度

一、量积法；二、水中称量法；三、蜡封

法；四、岩石密度经验值

第三节 吸水率、饱和吸水率

一、吸水率；二、饱和吸水率；三、岩石吸

水率的经验值

第四节 抗冻性

第五节 计算岩石孔隙率、饱水系数、软化

系数、抗冻系数

一、孔隙率；二、饱水系数；三、软化系数；

四、抗冻系数；五、各种岩石物理指标

第三章 岩石力学性质试验

第一节 岩石试样的制备

一、制备试样的一般要求；二、主要机具设

备；三、试样加工的精度要求；四、岩样描

述

第二节 抗压强度

一、主要仪器设备；二、试验步骤；三、成

果整理；四、抗压强度的影响因素；五、岩

石抗压强度范围及其物理、力学性质；六

岩石坚固系数

第三节 抗拉强度

一、直接拉伸法；二 劈裂法；三、拉伸法

与劈裂法试验结果比较；四 一般岩石抗拉

强度经验值

第四节 抗弯强度

一、试验方法；二、一般岩石抗弯强度经验

值

第五节 弹性模量

一、概述；二、电阻应变片法；三、杠杆引

伸仪法；四、镜式引伸仪法；五、一般岩石

弹性模量和泊松比的经验值

第六节 抗剪强度

一、概述；二、抗剪断强度；三、直剪试验；

四、抗切试验；五、用计算法求岩石抗剪强

度；六、试验成果

第七节 三轴压缩试验

一、概述；二、主要仪器设备；三、试验方

法简述；四、成果移理和计算；五、三轴试

验成果

第八节 冲击强度

一、主要仪器设备；二 试验方法简述；

三、成果整理

第九节 耐磨硬度

一、主要仪器设备；二、试验方法简述；三、

成果整理

第十节 胶结能力试验

一、主要仪器设备：二、试验方法简述

第十一节 岩石地基承载力及石料技术标

准

一、岩石地基允许承载力；二、岩石材料技

术标准

第四章 膨胀岩试验

第一节 概 述

第二节 膨胀岩的特性

一、膨胀岩的表观特征；二、膨胀岩的物质

组成；三、胶结物质对膨胀性的影响；四、

关于膨胀岩的判别指标

第三节 膨胀岩试样的制备

一、试样的大小；二、试样制备的机具设备；

三、试样制备的程序

第四节 水理性质试验

一，吸水率；二、崩解；三、耐崩解性试验

第五节 膨胀性试验

一、自由膨胀率；二、膨胀率试验；三、膨胀

力试验；四、岩石烘干后的膨胀性；五、重

塑试样的膨胀性；六、膨胀岩试验成果

第五章 岩石薄片鉴定

第一节 岩石薄片的磨制与镜下鉴定

一、仪器设备；二、岩石薄片磨制；三、镜

下鉴定

第二节 主要造岩矿物的鉴定

第六章 混凝土细骨料（砂）试验

第一节 筛分析试验

一、颗粒级配；二 细度模数

第二节 比重（视比重）

一、标准方法；二、李氏比重瓶法

第三节 吸水率

第四节 密度及孔隙率

一、密度；二、孔隙率

第五节 含水率

一、标准方法；二、快速测定法

第六节 含泥量

一、标准方法；二、虹吸管法

第七节 有机质含量

第八节 云母含量

第九节 轻物质含量

第十节 坚固性试验

第十一节 硫化物含量

第十二节 混凝土细骨料技术要求

第七章 混凝土粗骨料试验

第一节 筛分析试验

第二节 比重

一、标准方法；二、简易方法

第三节 吸水率

第四节 密度及孔隙率

一、密度；二、孔隙率

第五节 含水率

第六节 含泥量

第七节 有机质含量

第八节 针状和片状颗粒的总含量

第九节 坚固性试验

第十节 压碎率

第十一节 抗压强度

第十二节 硫化物含量

第十三节 混凝土粗骨料质量标准

一、国家建筑工程总局标准；二 铁道部标

准

第八章 道碴试验

第一节 筛分析试验

第二节 磨耗率

第三节 冲击韧度

第四节 抗冻性

第五节 不洁率

一、小于0.1mm尘末含量；二、粘土含量

第六节 软弱颗粒含量

第七节 石英颗粒含量

第八节 矿滓道碴测试指标

一、玻璃状多孔海绵状晶体含量；二、矿滓

模量；三、矿浑的石灰质、铁质分解；四、

矿滓的密度

第九节 各类道碴技术标准

一、碎石道碴；二、卵石道碴；三、熔炉矿

滓道碴；四、砂子道碴；五 国家标准

第五篇 有关数理常识与试验须知

第一章 数理统计的应用实例

第一节 资料整理基本方法

一、名词、术语；二、数理统计基本步骤；

三、统计结果的检验

第二节 方差分析

一、单因素等重复试验的方差分析；二、单

因素不等重复试验的方差分析；三、双因素

方差分析

第三节 回归分析

一、一元线性回归；二、二元线性回归；

三、多元回归分析；四 一元非线性回归

第二章 物理知识

第一节 法定计量单位及其换算

一、法定计量单位的定义；二、法定计量单

位的使用规则；三、法定计量单位的换算

第二节 气体的主要性质

一、气体的状态；二、气体压力、体积和温

度的关系；三、大气压力与海拔高度

第三节 液体的粘滞性

第四节 电测应力分析基本原理

一、转换原理；二、电阻应变片；三 测量原

理及电阻应变仪

第五节 物体膨胀和空气湿度

一、气体的膨胀；二、液体的膨胀；三、水

的热膨胀：四、固体的膨胀；五、空气的湿

度

第六节 振动和波

一、振动；二、波

第七节 电学有关常识

一、电阻定律：二、欧姆定律；三 电阻的

串、并联和混联；四、电流的功和功率；

五、电流的热效应，楞次－焦耳定律；六、

法拉第电磁感应定律；七、保险丝及其选

择；八、导线截面积的选择

第三章 试验须知

第一节 器皿和电器

一、铂器皿；二、铁、银、镍、磁质及石英

器皿；三、玻璃器皿；四、玛瑙研钵；五、

热电偶；六、电烘箱、高温炉；七、真空

泵；八、电热恒温水浴；九、电冰箱；十、交

流电子稳压器和记录仪

第二节 滤器和筛子

一、砂芯漏斗（或坩埚）；二、滤器和滤膜；

三、滤纸；四、纸浆和石棉浆的制备；五、

筛子筛号规格；六、分子筛型号及用途

第三节 试验工作一般常识

一、洗涤剂的种类和配制；二、冷却剂；三、

干燥剂和碱石灰的制备；四、常用浴的加热

温度；五、水的密度和比体积；六、玻璃、

瓷皿的永久性编号；七、粘结剂（环氧树脂

的应用）；八、塑料、玻璃、石英、铂材料

的性能；九、物质的比重及波美度；十、减

压蒸馏或减压浓缩的装置；十一 希腊字母

读音表

第四节 安全与防护

一、防火与防爆；二、灭火设备及其应用；

三、危险品分类及其存放规则；四、压缩液

化气体标准气瓶的类型和气瓶的涂色标志；

五、试验技术操作安全须知；六、试验室常

见外伤与急救；七、试验室药物中毒与急

救；八、几种粘补剂、封口剂的配制

第 一 篇 土 工 试 验

第一章 基本概念和一般要求

第一节 土的结构与构造

土是岩石风化的产物（火山灰除外）.岩石暴

露在大气圈内，由于风、霜、雨、雪的侵蚀及温度

升降、裂隙中积水结冰等原因（物理风化），使岩

石崩解成块.其大小从块石到粘粒皆有，具有圆滑

或棱角的不同形状及与母岩相同的矿物成分.这些

碎块再与水、二氧化碳、氧气接触（化学风化）以

及受生物作用（生物风化），由碎块变成更细的与

母岩成分不同的物质。这些由风化作用形成的松散

岩石，在工程上通称为土。

由于土在形成过程中所受的风化营力作用不

同，使它具有不同的沉积形式。土的主要成因类型

有残积、坡积、洪积、冲积、湖积、冰积和风积。

从工程观点来看，土有一种散粒特性，颗粒与

颗粒之间的连结强度远较土粒本身强度低，甚至没

有这种连结性。根据土粒之间有无连结性大致可将

土分为砂类土（砾石、砂）和粘性土两大类。

一、土的结构

土的结构是指骨架中土粒的排列形式和土粒间

的连结关系.天然土的结构是在土粒的沉积过程中

和后来所经历的各种条件下形成的.它不仅与土粒

的大小、形状和矿物成分等因素有关，而且还受沉

积时周围介质的影响.

土的结构分为单粒结构和集粒结构两类，如图

1.1.1.

在振动荷载作用下，疏松结构易被振密（体积

可减少20％），而密实结构在剪应力作用下又会发

生剪胀，使其结构趋向疏松。因此，疏松结构常需

经过处理.絮状结构从外形上看象棉絮一样。蜂窝

状结构与絮状结构不同之处在于絮状凝聚物中常有

粉粒，促成它的结构松散。卡萨格兰特指出，蜂窝

状结构存在于高灵敏度的海相沉积的粘土中.由于

其大孔隙的存在，在荷载作用下可产生较大沉降。

研究表明，粒径小于0.002mm的土颗粒多呈片

状或针状，表面带负电荷，而在片的断口处有局部

的正电荷.因此，在土颗粒聚合时，大多数以面－

边、面－角或面－面 的方式结合。如图1.1.2所示。由

电子显微镜观察得知，实际粘土中的颗粒更多的是

以集粒（土颗粒集合体）的形式存在，而不是以单

个颗粒的形式存在。用肉眼能观察到的称大集粒；

用显微镜能看到的称小集粒；需借助电子显微镜才

能观察到的称微集粒。

集粒间的相互联系与排列是决定粘土性质的主

要因素，而士颗粒或集粒的排列对土的均匀性影响

也很大。图1.1.3是粘土结构中颗粒的排列方式

图。

值得提及的是，土的结构除受堆积条件影响

外，还受堆积后外界条件变化的影响。例如，当土

样受到均匀压密或夯实时，可由絮状结构变成定向

结构，压力越大或土的湿度越高，则土颗粒或集粒

的定向程度越高；反之，在土受到强烈扰动后则会

由原来的定向结构或絮状结构变成无定向结构。

其次，士的孔隙支配着土－水和土－气关系，支

配着土层的透水性、通气性和压缩性等性质。观察

其孔隙的大小、分布、连续性以及形状（囊状、管

状、裂缝）等，可以判别土的疏密状态、形成条件

和结构强度。

二、土的构造

土的构造是指天然土在沉积过程中的成层特

性、结构单元的分布、颗粒成分的变化、土层是各

向同性还是各向异性等。

地层连续沉积而形成，其间并未受到冲刷，则

土层构造是水平的，如图1.1.4（a）。河流几经改

道，使得附近的地层发生交替的冲刷与沉积，即形

成斜交层理，如图1.1.4（b）。山坡上的风化碎屑

受重力作用堆积在山脚下，后来又经过河流沉积，

即形成山坡土层，如图1.1.4（c）。西北黄土地

区，经大陆性季风的沉积与剥蚀，形成交错层理，

如图1.1.4（d）。

第二节 土 的 组 成

一、土的固体、液体和气体

土中固体的矿物颗粒构成骨架，其间布满孔

隙。孔隙中可能全部为水或空气所充满，呈为二相

体；在多数情况下，孔隙中水和空气各占一部分，

则呈为三相体。这种组成部分的改变决定于周围的

条件如压力、温度等的变化，三相之间量的比例关

系和相互作用，决定着土的物理力学性质.

（一）土的固体颗粒

1. 砂类土

砾石、卵石和各种砂土的颗粒主要由原生矿物

所组成。母岩中原有的矿物成分如石英、长石、云

母等，它们在物理风化作用下，形成大小为0.05～

200mm的各种颗粒.颗粒形状多为浑圆的，间或带

有棱角。这些矿物是憎水性的，与水的相互作用并

不显著。

2.粘性土

粘性土的颗粒主要由次生矿物组成.次生矿物

中一部分可溶解的成分，经雨水淋溶以后，被流水

带到其他地方沉积下来，形成可溶性的次生矿物，

如方解石、白云石、石膏等。另外，还有一些残留

部分，成为新的不可溶的次生矿物，如高岭石、蒙

脱石、伊利石等，它们是各种粘性土的主要组成部

分。这三种粘土矿物因含量上的差异，构成了不同

性质的粘性土。

高岭石：具有坚固的不活动的格架，晶体构造

比较稳定，故吸水性能较差，压缩性和膨胀性都很

小，但透水性较大。

蒙脱石：具有互相对称的晶体格子，相邻层组

之间由于电荷相同，故层组之间结合甚弱，水易渗

入其中，引起土的剧烈膨胀。同时在晶体格子内

部，低价元素可以交换高价元素，致使形成额外自

由价的出现，因而加大了土的吸收能力。由于蒙脱

石具有这些特点，所以它的吸水性、膨胀性、压缩

性都很大，但透水性却很小。

伊利石：矿物晶体格子与蒙脱石相似，但由于

钾离子分布于晶格的层组之间，可以帮助和加强矿

物的稳定性。所以，伊利石的物理性质介于高岭石

和蒙脱石之间。

粘土矿物颗粒粒径在0.001～5μm之间，颗粒

呈鳞片状，具有很强的亲水性（其中高岭石较弱，

蒙脱石最强）.因颗粒很细，故颗粒之间产生了很

大的吸引力，将一部分水膜牢牢地吸附在颗粒表

面，迫使这种水不能自由移动，并且具有抵抗变形

的能力。这是粘性土区别于砂性土的显著标志之一。