課件：比重試驗解析.ppt

比 重 試 驗,基本知識,土粒比重：土粒的質(zhì)量（或重量）與同體積4時純水 的質(zhì)量（或重量）之比。為無量綱單位。,式中：s土粒的密度，即土粒單位體積的質(zhì)量； （w）44時純水的密度，1g/cm3 （w）44時純水的重度。,試驗原理,土粒比重是土在105110下烘至恒重，當(dāng)土中有機質(zhì)含量超過5時，采用6570的溫度烘干至恒重時土粒質(zhì)量與同土粒體積相同的4純水質(zhì)量的比值。,土粒比重測試包括測量土粒質(zhì)量ms、土粒體積Vs和水溫三個參數(shù)。因為土粒質(zhì)量ms和水溫易于測量，所以本試驗集中介紹測試土粒體積的方法。,試驗原理,土粒體積采用排開液體體積（一般為純水，對于有機質(zhì)土用煤油等中性液體）方法測試。根據(jù)測試過程中使用的手段不同，分為下述三種試驗方法：,1.比重瓶法：適用于粒徑小于5mm的土；,2.浮稱法：適用于粒徑大于等于5mm且粒徑大于20mm的土粒含量小于10%的土；,3.虹吸筒法：適用于粒徑大于等于5mm且粒徑大于20mm的土粒含量大于等于10的土；,當(dāng)土體中既含粒徑大于5mm土粒，又有小于5mm土粒時，先篩析，然后分別測定。,比重瓶法,儀器設(shè)備：,1.比重瓶：容積100（或50）mL，分長頸和短頸兩種； 2.天平：稱量200g，感量0.001g； 3.輔助設(shè)備：砂浴，恒溫水槽，真空抽氣設(shè)備，溫度計（量程050）， 4.烘箱，純水，中性液體 （如煤油等），孔徑2mm 及5mm分析篩，漏斗， 滴管等。,比重瓶法,操作步驟：,1.一般土的比重用純水測定，當(dāng)土中含有可溶鹽、親水性膠體或有機質(zhì)時，須用中性液體（如煤油）測定；,2.將比重瓶烘干，稱得瓶質(zhì)量m0。裝烘干土約15g放入100mL比重瓶內(nèi)（或約10g土入50mL比重瓶內(nèi)），稱瓶加土粒質(zhì)量m1；,3.為排除土中的空氣，將已裝有干土的比重瓶，注純水至瓶的一半處，搖動比重瓶，并將比重瓶放在砂浴上煮沸。煮沸時間自懸液沸騰時算起，砂土應(yīng)不少于30分鐘，粘土及粉土不少于1小時。煮沸時應(yīng)注意不使懸液溢出瓶外；,4.對于煮沸時易跳出的砂土及用中性液體做試驗時不能用煮沸法排氣的情況，可用真空抽氣法代替煮沸法排除土中空氣。抽氣時真空度須接近一個大氣壓，從達到近一個大氣壓的穩(wěn)定值算起，抽氣時間一般為12小時，直至懸液內(nèi)無氣泡逸出時為止；,比重瓶法,操作步驟：,5.將煮沸經(jīng)冷卻的純水（或抽氣后的中性液體）注入比重瓶，對長頸瓶注水至略低于瓶的刻度處，然后用滴管調(diào)整液面至刻度處。對短頸比重瓶，加水（或中性液體）至近滿，待瓶上部懸液澄清，塞好瓶塞，使多余水分自瓶塞毛細管中溢出。擦干瓶外水分后，稱瓶、水、土總質(zhì)量m2，準(zhǔn)確至0.001g。測量瓶內(nèi)水溫，準(zhǔn)確至0.5 ；,6.根據(jù)測定的水溫，由已繪制的溫度與瓶水總質(zhì)量關(guān)系曲線中查出瓶、水總質(zhì)量m3。如果無此曲線，則立即傾去懸液，洗凈比重瓶，注入與試驗同溫度的純水至相同刻度處，稱瓶水總質(zhì)量m3；,比重瓶法,操作步驟：,7.按下式計算土粒比重：,8.本試驗須平行測定兩次，平行差小于0.02時，取其算術(shù)平均值。,比重瓶法,比重瓶校準(zhǔn)操作步驟：,1.將比重瓶洗凈、烘干，置于干燥器內(nèi)冷卻后稱量比重瓶的質(zhì)量，準(zhǔn)確至0.001g。,2.將煮沸經(jīng)冷卻的純水（或抽氣后的中性液體）注入比重瓶，對長頸比重瓶注水至略低于瓶的刻度處，然后用滴管調(diào)整液面至刻度處。對短頸比重瓶，加水（或中性液體）至滿，塞好瓶塞，多余水自瓶塞毛細管中溢出。將比重瓶放入恒溫水槽直至瓶內(nèi)水溫穩(wěn)定。取出比重瓶，擦干瓶外水后，稱瓶、水總質(zhì)量，準(zhǔn)確至0.001g。測量恒溫水槽內(nèi)水溫，準(zhǔn)確至0.5 ；,3.調(diào)節(jié)恒溫水槽內(nèi)的溫度，溫度差宜為5，測定不同溫度下的瓶、水總質(zhì)量。每個溫度時均應(yīng)進行兩次平行測定，兩次測定的瓶、水總質(zhì)量的差值不得大于0.002g，取兩次測定的平均值做為該溫度下的瓶、水總質(zhì)量，繪制溫度與瓶、水總質(zhì)量的關(guān)系曲線；,比重瓶法,比重瓶校準(zhǔn)操作步驟：,溫度（）,浮稱法,儀器設(shè)備：,1.孔徑小于5mm的鐵絲筐，直徑約1015cm，高約1020cm； 2. 盛水容器：尺寸應(yīng)大于鐵絲筐； 3.浮稱天平：稱量2000g，感量0.5g； 4.輔助設(shè)備：烘箱、溫度計、孔徑5mm及20mm的分析篩等。,浮稱法,操作步驟：,1.取代表性土樣5001000g，徹底沖洗，使表面無塵土和其它污物；,2.將試樣浸在水中一晝夜后取出，立即放入鐵絲筐，緩緩浸沒于水中，并在水中搖晃，直至無氣泡溢出為止；,3.稱鐵絲筐和試樣在水中總質(zhì)量，得到m2；,4.取出試樣烘干、稱量，得到干土質(zhì)量ms；,5.稱鐵絲筐在水中質(zhì)量，得到m1，并立即測量容器中水的溫度，精確至0.5；,浮稱法,操作步驟：,6.按下式計算土粒比重：,7.本試驗須平行測定兩次，平行差小于0.02時，取其算術(shù)平均值。,虹吸筒法,儀器設(shè)備：,1.虹吸筒： 2. 天平：稱量1000g，感量0.1g； 3.量筒：容積應(yīng)大于500mL； 4.輔助設(shè)備：烘箱、溫度計、孔徑5mm及20mm的分析篩等。,虹吸筒法,操作步驟：,1.取代表性土樣7001000g，徹底沖洗，使表面無塵土和其它污物；,2.將試樣浸在水中一晝夜后取出，晾干（或用布擦干）表面水分，稱量得到晾干試樣質(zhì)量m1，稱量筒質(zhì)量m0；,3.注清水入虹吸筒，至管口有水溢出時停止注水。待管口不再有水流出后，關(guān)閉管夾，將試樣緩緩放入虹吸筒中，邊放邊攪，至無氣泡溢出時為止，攪動時勿使水濺出筒外；,4.待虹吸筒中水面平靜后，開管夾，讓試樣排開的水通過虹吸管流入量筒中。稱量筒加水質(zhì)量m2，量測筒內(nèi)水溫，準(zhǔn)確至0.5；,虹吸筒法,操作步驟：,5.取出虹吸筒內(nèi)試樣，烘干、稱量得到土粒質(zhì)量ms；,6.按下式計算土粒比重：,7.本試驗須平行測定兩次，平行差小于0.02時，取其算術(shù)平均值。,注意事項,1.注意三種比重試驗方法的不同適用范圍。當(dāng)土體存在大于20mm到小于5mm粒徑均勻分布時，將土過5mm篩，分成大于5mm和小于5mm的兩個粒組，采用其中兩個方法聯(lián)合測定，然后按下式計算土粒比重：,2.規(guī)范中規(guī)定粒徑大于5mm的土，當(dāng)粒徑大于20mm的顆粒超過10%時，用虹吸筒法。這是基于機械天平的精度和量程，現(xiàn)在已有稱量10kg，感量0.1g的電子天平。因此，建議使用浮稱法測試粒徑大于5mm土的土粒比重，摒棄操作復(fù)雜、精度較低的虹吸筒法。,3.比重測試過程中各測量數(shù)字要有四位有效數(shù)字。水的比重取小數(shù)點后三位，它可以看作四位有效數(shù)字。,注意事項,4.土粒比重測試誤差主要由以下因素引