簡易土工試驗(yàn)課件

1、簡易土工試驗(yàn)簡易土工試驗(yàn)第1章 試樣制備和飽和 簡易土工試驗(yàn) 一、一、試樣制備試樣制備q土樣和試樣的制備程序土樣和試樣的制備程序是試驗(yàn)工作的第一個(gè)質(zhì)量要素，為保證試驗(yàn)成果的可靠性和試驗(yàn)數(shù)據(jù)的可比性，必須統(tǒng)一土樣和試樣的制備方法和程序。簡易土工試驗(yàn)q土樣在試驗(yàn)前必須經(jīng)過制備程序，擾動(dòng)土的土樣制備擾動(dòng)土的土樣制備包括土的風(fēng)干、碾散、過篩、勻土、分樣和貯存等預(yù)備程序和擊實(shí)、飽和等試樣制備程序。q原狀土的土樣制備原狀土的土樣制備包括開啟、切取等。 q這些步驟的正確與否，都直接影響試驗(yàn)成果。簡易土工試驗(yàn)q土樣制備程序視需要的試驗(yàn)而異，所以在土樣制備前應(yīng)擬定土工試擬定土工試驗(yàn)計(jì)劃驗(yàn)計(jì)劃。簡易土工試驗(yàn)q對(duì)密

2、封的原狀土樣除小心搬運(yùn)和妥善存放外，在試驗(yàn)前不應(yīng)開啟q試驗(yàn)前如需要進(jìn)行土樣鑒別和分類必須開啟時(shí)，則在檢驗(yàn)后，應(yīng)迅速妥善封好貯藏封好貯藏，盡量使土樣少受擾動(dòng)。簡易土工試驗(yàn) 本試驗(yàn)方法適用于顆粒粒徑小于粒徑小于60mm的原狀土和擾動(dòng)土。簡易土工試驗(yàn)根據(jù)力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)項(xiàng)目要求根據(jù)力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)項(xiàng)目要求q原狀土原狀土樣同一組試樣間密度的允許差值為0.03gcm3；q對(duì)擾動(dòng)土擾動(dòng)土樣為了控制試樣的均勻性，減少試驗(yàn)數(shù)據(jù)的離散性，一般用含水率和密度作為控制指標(biāo)簡易土工試驗(yàn)q不僅要規(guī)定各試樣間的允許誤差，還要規(guī)定同一組試樣的密度及含水率與要求的密度及含水率的允許誤差。q同一組試樣的密度與要求的密度之差不得大于0.

3、01gcm3；一組試樣的含水率與要求的含水率之差不得大于1。 簡易土工試驗(yàn)試樣制備的主要儀器設(shè)備：試樣制備的主要儀器設(shè)備：q1細(xì)篩：孔徑0.5mm、2mm。q2洗篩：孔徑0.075mm。q3臺(tái)秤和天平：v稱量10kg，最小分度值5g；v稱量5000g，最小分度值1g；v稱量1000g，最小分度值0.5g；v稱量500g，最小分度值0.1g；v稱量200g，最小分度值0.0lg。q4環(huán)刀：不銹鋼材料制成，內(nèi)徑61.8mm和79.8mm，高20mm；內(nèi)徑61.8mm，高40mm。 簡易土工試驗(yàn)5擊樣器擊樣器1-定位環(huán)；2-導(dǎo)桿；3-擊錘；4-擊樣筒；5-環(huán)刀；6-底座；7-試樣 簡易土工試驗(yàn)6壓樣

4、器壓樣器(a)單向 1-活塞；2-導(dǎo)筒；3-護(hù)環(huán)；4-環(huán)刀；5-拉桿；6-試樣 簡易土工試驗(yàn)6壓樣器壓樣器(a)雙向 1-上活塞；2-上導(dǎo)筒；3-環(huán)刀；4-下導(dǎo)筒；5-下活塞；6-試樣；7-銷釘 簡易土工試驗(yàn)q7抽氣設(shè)備：附真空表和真空缸。q8其他：v切土刀、鋼絲鋸v碎土工具、烘箱v保濕缸、噴水設(shè)備等。 簡易土工試驗(yàn)土樣的要求與管理土樣的要求與管理q采樣數(shù)量應(yīng)滿足要求進(jìn)行的試驗(yàn)項(xiàng)目和試驗(yàn)方法的需要，并應(yīng)附取土記錄及土樣現(xiàn)場描述。 q采樣的數(shù)量按表B.0.1規(guī)定采取，簡易土工試驗(yàn)試驗(yàn)取樣數(shù)量和過土篩標(biāo)準(zhǔn) 粘土 砂土 土類 原狀土(筒) 擾動(dòng)土 原狀土(筒) 擾動(dòng)土 過篩標(biāo)準(zhǔn) 試驗(yàn)項(xiàng)目 10cm2

5、0cm g 10cm20cm g mm 含水率 800 500 比重 800 500 顆粒分析 800 500 界限含水率 500 0.5 密度 1 1 固結(jié) 1 2000 2.0 黃土濕陷 1 三軸壓縮 5000 5000 2.0 膨脹、收縮 2 2000 8000 2.0 直接剪切 1 2000 2.0 擊實(shí)/承載比 輕型15000 重型30000 5.0 無側(cè)限抗壓強(qiáng)度 1 反復(fù)直剪 1 2000 2.0 相對(duì)密度 2000 滲透 1 1000 2000 2.0 化學(xué)分析 300 2.0 離心含水當(dāng)量 300 0.5 簡易土工試驗(yàn)過篩過篩q根據(jù)試驗(yàn)所需土樣數(shù)量，將碾散的土樣過篩。q物理性

6、試驗(yàn)物理性試驗(yàn)土樣過0.5mm篩；q力學(xué)性試驗(yàn)力學(xué)性試驗(yàn)土樣過2mm篩；q擊實(shí)試驗(yàn)擊實(shí)試驗(yàn)土樣過5mm篩。簡易土工試驗(yàn)q過篩后用四分對(duì)角取樣法，取出足夠數(shù)量的代表性土樣，分別裝入保濕缸或塑料袋內(nèi)備用，標(biāo)以標(biāo)簽(寫明工程名稱、土樣編號(hào)、過篩孔徑、用途、制備日期和試驗(yàn)人員等)。q對(duì)風(fēng)干土應(yīng)測(cè)定風(fēng)干含水率風(fēng)干含水率。簡易土工試驗(yàn)q根據(jù)已有的試驗(yàn)研究表明：v用于直剪試驗(yàn)的土樣最大顆粒粒徑不應(yīng)大于剪切盒內(nèi)徑的120(剪切盒內(nèi)徑為61.8mm)，土樣需過2mm篩；v對(duì)無側(cè)限、三軸壓縮試驗(yàn)的土樣最大顆粒粒徑與試樣直徑的比值為l8l12。目前國內(nèi)三軸試驗(yàn)一般采用39.1、61.8、101mm，其試樣的允許最大

7、粒徑為2、5、10mm；簡易土工試驗(yàn)q對(duì)固結(jié)試驗(yàn)的土樣最大顆粒粒徑為容器高度的1618v國內(nèi)固結(jié)儀容器的高度為20mm，用過2mm篩的土樣是可以的q鑒于粒徑2mm為砂粒的上限，所以土樣制備中統(tǒng)一規(guī)定擾動(dòng)土樣過2mm篩進(jìn)行試樣制備。q對(duì)輕型擊實(shí)試驗(yàn)的土樣過5mm篩q重型擊實(shí)試驗(yàn)的土樣，用五層擊實(shí)過20mm篩，而三層擊實(shí)過40mm篩。 簡易土工試驗(yàn)q對(duì)砂和砂礫土用分砂器或四分法細(xì)分土樣v取代表性土樣進(jìn)行顆粒分析試驗(yàn)v其余過5mm篩，分別供比重及最大、最小孔隙比試驗(yàn)用v取部分過2mm篩的試樣供力學(xué)性試驗(yàn)。 簡易土工試驗(yàn)原狀土試樣制備步驟：原狀土試樣制備步驟：q1v將土樣筒按標(biāo)明的上下方向放置，剝?nèi)ハ?/p>

8、封和膠帶，開啟土樣筒取出土樣。v檢查土樣結(jié)構(gòu)，當(dāng)確定土樣已受擾動(dòng)或取土質(zhì)量不符合規(guī)定時(shí)，不應(yīng)制備力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)的試樣。簡易土工試驗(yàn) q2v根據(jù)試驗(yàn)要求用環(huán)刀切取試樣時(shí)，應(yīng)在環(huán)刀內(nèi)壁涂一薄層凡士林涂一薄層凡士林，刃口向下放在土樣上，將環(huán)刀垂直下壓，并用切土刀沿環(huán)刀外側(cè)切削土樣，邊壓邊削邊壓邊削至土樣高出環(huán)刀，根據(jù)試樣的軟硬采用鋼絲鋸或切土刀整平環(huán)刀兩端土樣，擦凈環(huán)刀外壁，稱環(huán)刀和土的總質(zhì)量。v用環(huán)刀切取試樣時(shí)，要防止擾動(dòng)防止擾動(dòng)，否則會(huì)影響測(cè)試結(jié)果。v視試樣本身及工程要求，決定試樣是否進(jìn)行飽和，如不立即進(jìn)行試驗(yàn)和飽和時(shí)，將試樣暫存于保濕缸內(nèi)。 簡易土工試驗(yàn)q3v從余土中取代表性試樣測(cè)定含水率。v比

9、重、顆粒分析、界限含水率等項(xiàng)試驗(yàn)的取樣，應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的步驟進(jìn)行。 簡易土工試驗(yàn)q4v切削試樣時(shí)，應(yīng)對(duì)土樣的層次、氣味、顏色、夾雜物、裂縫和均勻性進(jìn)行描述，對(duì)低塑性和高靈敏度的軟土，制樣時(shí)不得擾動(dòng)。 簡易土工試驗(yàn)擾動(dòng)土試樣的擾動(dòng)土試樣的備樣備樣步驟：步驟：q1v將土樣從土樣筒或包裝袋中取出，對(duì)土樣的顏色、氣味、夾雜物和土類及均勻程度進(jìn)行描述，并將土樣切成碎塊，拌和均勻，取代表性土樣測(cè)定含水率。 簡易土工試驗(yàn)q2v對(duì)均質(zhì)和含有機(jī)質(zhì)的土樣，宜采用天然含水率狀態(tài)下代表性土樣，供顆粒分析、界限含水率試驗(yàn)。v對(duì)非均質(zhì)土應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)項(xiàng)目取足夠數(shù)量的土樣，置于通風(fēng)處涼干至可碾散為止。v對(duì)砂土和進(jìn)行比重試驗(yàn)的土樣

10、宜在105110溫度下烘干v對(duì)有機(jī)質(zhì)含量超過5的土、含石膏和硫酸鹽的土，應(yīng)在6570溫度下烘干。簡易土工試驗(yàn)q3v將風(fēng)干或烘干的土樣放在橡皮板上用木碾碾散，對(duì)不含砂和礫的土樣，可用碎土器碾散(碎土器不得將土粒破碎)。 簡易土工試驗(yàn)q4v對(duì)分散后的粗粒土和細(xì)粒土，應(yīng)按本標(biāo)準(zhǔn)表B.0.1的要求過篩。簡易土工試驗(yàn)擾動(dòng)土試樣的制樣步驟：擾動(dòng)土試樣的制樣步驟：q1v將擾動(dòng)土樣進(jìn)行土樣描述，如顏色、土類、氣味及夾雜物等。v如有需要，將擾動(dòng)土樣充分拌勻，取代表性土樣測(cè)定含水率。v將塊狀擾動(dòng)土放在橡皮板上用木碾碾散，或用碎土機(jī)碾散。如果土樣含水率較大，可先風(fēng)干至易碾散為止。簡易土工試驗(yàn)q2v試樣的數(shù)量視試驗(yàn)項(xiàng)

11、目而定，應(yīng)有備用試樣12個(gè)。 簡易土工試驗(yàn)q3v將碾散的風(fēng)干土樣通過孔徑2mm或5mm的篩，取篩下足夠試驗(yàn)用的土樣，充分拌勻，測(cè)定風(fēng)干含水率，裝入保濕缸或塑料袋內(nèi)備用。 簡易土工試驗(yàn)q4v根據(jù)試驗(yàn)所需的土量與含水率，制備試樣所需的加水量應(yīng)按下式計(jì)算：式中 制備試樣所需要的加水量(g)； 風(fēng)干土質(zhì)量(g)； 風(fēng)干土含水率(%)； 制樣要求的含水率()。 wm0m0w1w010001. 001. 01wwwmmw簡易土工試驗(yàn)q5v稱取過篩的風(fēng)干土樣平鋪于搪瓷盤內(nèi)，將水均勻噴灑于土樣上，充分拌勻后裝入盛土容器內(nèi)蓋緊，潤濕一晝夜，砂土的潤濕時(shí)間可酌減。 簡易土工試驗(yàn)q6v測(cè)定潤濕土樣不同位置處的含水率

12、，不應(yīng)少于兩點(diǎn)，含水率差值應(yīng)符合本標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。 簡易土工試驗(yàn)q7v根據(jù)環(huán)刀容積及所需的干密度，制樣所需的濕土量應(yīng)按下式計(jì)算： 式中 試樣的干密度(gcm3)； V試樣體積(環(huán)刀容積)(cm3)。 Vwmd0001. 01d簡易土工試驗(yàn)q8v擾動(dòng)土制樣可采用擊樣法和壓樣法。v1)擊樣法擊樣法：將根據(jù)環(huán)刀容積和要求干密度所需質(zhì)量的濕土倒入裝有環(huán)刀的擊樣器內(nèi)，擊實(shí)到所需密度。v2)壓樣法壓樣法：將根據(jù)環(huán)刀容積和要求干密度所需質(zhì)量的濕土倒入裝有環(huán)刀的壓樣器囪，以靜壓力通過活塞將土樣壓緊到所需密度。 簡易土工試驗(yàn)q9v取出帶有試樣的環(huán)刀，稱環(huán)刀和試樣總質(zhì)量，對(duì)不需要飽和，且不立即進(jìn)行試驗(yàn)的試樣，應(yīng)存放在

13、保濕器內(nèi)備用。 簡易土工試驗(yàn)10注意問題注意問題q對(duì)于擾動(dòng)土試樣的制備，以往通常用擊實(shí)法將土樣擊實(shí)后再切成試樣，這樣做往往因分層擊實(shí)，試樣上、下密度不一致及土體結(jié)構(gòu)情況不好。v若采用擊實(shí)法，要求以單層擊實(shí)為佳。簡易土工試驗(yàn)q試樣制備方法對(duì)抗剪強(qiáng)度的影響隨土質(zhì)情況、飽和方法及開始含水率等條件而變化。q試樣制備齡期會(huì)對(duì)抗剪強(qiáng)度有影響，但試樣一經(jīng)壓密，此影響即消失，故在實(shí)際中可忽略不計(jì)。q擊樣和壓樣兩種方法對(duì)密度影響不大，顯然不同的制樣方法，對(duì)于土的力學(xué)性質(zhì)有著不同的影響。簡易土工試驗(yàn)q粘性大的土，壓樣時(shí)空氣不易排出，以致密度不十分均勻，為此，在各使用單位有形式不一的壓樣器，有的活塞有排氣孔，有的帶

14、透水石，有的采用上下活塞兩面壓樣等q總之，制備試樣的方法應(yīng)當(dāng)用與擊實(shí)試驗(yàn)相近似的擊實(shí)方法。擊樣法可以控制錘擊的擊實(shí)高度，這樣比較易于控制試樣的密度。 簡易土工試驗(yàn)二、試樣飽和二、試樣飽和q土的孔隙逐漸被水填充的過程稱為飽和，當(dāng)孔隙被水充滿時(shí)的土，稱為飽和土。簡易土工試驗(yàn)試樣飽和宜根據(jù)土樣的透水性能，分別采用下列方法： q1粗粒土采用浸水飽和法浸水飽和法。q2滲透系數(shù)大于10-4cms的細(xì)粒土，采用毛細(xì)管飽和法毛細(xì)管飽和法；v滲透系數(shù)小于、等于10-4cms的細(xì)粒土，采用抽氣飽和法抽氣飽和法。 簡易土工試驗(yàn)毛細(xì)管飽和法步驟：毛細(xì)管飽和法步驟： 1選用框式飽和器，試樣上、下面放濾紙和透水板，裝入飽

15、和器內(nèi)，并旋緊螺母。2將裝好的飽和器放入水箱內(nèi)，注入清水，水面不宜將試樣淹沒，關(guān)箱蓋，浸水時(shí)間不得少于兩晝夜，使試樣充分飽和。3取出飽和器，松開螺母，取出環(huán)刀，擦干外壁，稱環(huán)刀和試樣的總質(zhì)量，并計(jì)算試樣的飽和度。當(dāng)飽和度低于95時(shí)，應(yīng)繼續(xù)飽和。 1夾板；2透水板；3環(huán)刀；簡易土工試驗(yàn)試樣的飽和度應(yīng)按下式計(jì)算：試樣的飽和度應(yīng)按下式計(jì)算：式中 試樣的飽和度()； 試樣飽和后的含水率()； 試樣飽和后的密度(gcm3)； 土粒比重； e 試樣的孔隙比。 rSsrwsrsGeGSdsdsrreGwSssrr簡易土工試驗(yàn)抽氣飽和法步驟：抽氣飽和法步驟： 1選用疊式或框式飽和器和真空飽和裝置 (a)疊式(

16、a)框式真空飽和裝置簡易土工試驗(yàn)在疊式飽和器下夾板的正中，依次放置透水板、濾紙、帶試樣的環(huán)刀、濾紙、透水板，如此順序重復(fù)，由下向上重疊到拉桿高度，將飽和器上夾板蓋好后，擰緊拉桿上端的螺母，將各個(gè)環(huán)刀在上、下夾板間夾緊。 簡易土工試驗(yàn)q2v將裝有試樣的飽和器放入真空缸內(nèi)，真空缸和蓋之間涂一薄層凡士林，蓋緊。將真空缸與抽氣機(jī)接通，啟動(dòng)抽氣機(jī)，當(dāng)真空壓力表讀數(shù)接近當(dāng)?shù)匾粋€(gè)大氣壓力值時(shí)(抽氣時(shí)間不少于1h)，微開管夾，使清水徐徐注入真空缸，在注水過程中，真空壓力表讀數(shù)宜保持不變。 簡易土工試驗(yàn)q3v待水淹沒飽和器后停止抽氣。開管夾使空氣進(jìn)入真空缸，靜止一段時(shí)間，細(xì)粒土宜為10h，使試樣充分飽和。 簡易

17、土工試驗(yàn)q4v打開真空缸，從飽和器內(nèi)取出帶環(huán)刀的試樣，稱環(huán)刀和試樣總質(zhì)量，并計(jì)算飽和度。當(dāng)飽和度低于95%時(shí)，應(yīng)繼續(xù)抽氣飽和。 簡易土工試驗(yàn)q5v飽和度的大小，對(duì)滲透試驗(yàn)、固結(jié)試驗(yàn)和剪切試驗(yàn)的成果均有影響。v對(duì)于不測(cè)孔隙水壓力的試驗(yàn)，一般認(rèn)為：飽和度大于95即認(rèn)為飽和。v對(duì)于需要測(cè)定孔隙水壓力參數(shù)的試驗(yàn)，如三軸壓縮試驗(yàn)，應(yīng)變控制加荷固結(jié)試驗(yàn)，對(duì)飽和度的要求較高(Sr=99以上)，宜采用二氧化碳或反壓力飽和方法。 簡易土工試驗(yàn)其他飽和方法其他飽和方法 q1二氧化碳飽和v二氧化碳飽和試樣是近年來發(fā)展的一種方法。由于二氧化碳比空氣重且易溶于水，從試樣底部注入二氧化碳后，試樣孔隙中的空氣逐漸從試樣頂端

18、排出。簡易土工試驗(yàn)q二氧化碳是氣體，用一種氣體驅(qū)趕另一種氣體驅(qū)趕另一種氣體一種氣體，不會(huì)出現(xiàn)氣泡阻滯現(xiàn)象。q又因二氧化碳在水中的溶解度遠(yuǎn)比空氣大(一個(gè)大氣壓力下，0時(shí)，1cm3水可溶解空氣0.029cm3，可溶解二氧化碳1.71cm3)，因而，當(dāng)試樣孔隙充滿二氧化碳后，用水頭飽和法飽和時(shí)，試樣孔隙中的二氧化碳?xì)馀莺芸烊苡谒商妓幔^續(xù)水頭飽和時(shí)，又可以成為一種液體一種液體(水)驅(qū)趕另一種液體驅(qū)趕另一種液體(稀碳酸)，最后使試樣孔隙中充滿純凈水，達(dá)到飽和的目的。 簡易土工試驗(yàn)2.反壓力飽和：對(duì)試樣施加反壓力以使試樣飽和已成為一種常用的飽和方法。q反壓力飽和是人為地在試樣內(nèi)增加孔隙水壓力，使試樣內(nèi)

19、的孔隙氣體在壓力作用下完全溶解于水中簡易土工試驗(yàn)q在增大孔隙水壓力的同時(shí)，等量等量地對(duì)試樣增加周圍壓力，以保證作用于試樣的有效壓力或試樣的內(nèi)外應(yīng)力差不變。這個(gè)在孔隙水和壓力室液體中同時(shí)作用的力即為反壓力。q對(duì)試樣施加反壓力的大小與起始飽和度有關(guān)。當(dāng)起始飽和度過低起始飽和度過低時(shí)，即使施加很大的反壓力，也不一定能使試樣飽和。v當(dāng)試樣起始飽和度低時(shí)，應(yīng)先進(jìn)行抽氣飽和，然后再施加反壓力，使試樣完全飽和。 簡易土工試驗(yàn)為使試樣達(dá)到完全飽和，需要施加多大反壓力，應(yīng)在試驗(yàn)前進(jìn)行估算。如在施加反壓力過程中試樣體積不變，則相當(dāng)于把無空氣水在壓力作用下擠入試樣，以取代其中的空氣，于是所需施加的反壓力可按下式計(jì)算

20、： 簡易土工試驗(yàn)式中：U0所需施加的反壓力，kPa； Ua起始孔隙氣壓力，kPa； h亨利系數(shù)(在20時(shí)每單位體積的水溶解0.02體積的空氣)； S0起始飽和度，； Str最后飽和度，。 11100110000trAShShuU簡易土工試驗(yàn)當(dāng)Ua取為一個(gè)大氣壓力，按上式可算出由各個(gè)S0達(dá)到Str=100時(shí)所需的反壓力值，見表。 各種 S0下所需的反壓力值表 起始飽和度 S0(%) 100 95 90 85 80 75 70 反壓力值 U0(MPa) 0 2.45 4.90 7.30 9.75 12.20 14.70 簡易土工試驗(yàn)q施加反壓力不能太快，施加反壓過程中要允許試樣的含水率有足夠的時(shí)間

21、調(diào)整，而保持試樣體積不變，只有在含水率增加的情況下達(dá)到飽和，才對(duì)土的骨架結(jié)構(gòu)沒有影響。q在施加反壓過程中，為了防止試樣膨脹而影響結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生附加的有效應(yīng)力，通常在施加反壓過程中始終保持周圍壓力略大于反壓力，一般應(yīng)保持差值為20kPa。簡易土工試驗(yàn)q反壓力必須分級(jí)施加，并相應(yīng)地施加周圍壓力，以盡量減少對(duì)試樣的擾動(dòng)。每級(jí)反壓力的大小與起始飽和度及密度有關(guān)。q在每一級(jí)壓力下必須等待孔隙水壓力穩(wěn)定后，才施加第二級(jí)壓力。q當(dāng)反壓力增加到預(yù)估值時(shí)，保持反壓不變，單獨(dú)增加周圍壓力，觀測(cè)孔隙水壓力的增長，若兩者的增量相等，則證明試樣已經(jīng)完全飽和。 簡易土工試驗(yàn)第第2章章 含水率試驗(yàn)含水率試驗(yàn)簡易土工試驗(yàn)一、一、

22、概念概念長期以來，在巖土工程領(lǐng)域中將含水率和含水量兩個(gè)意義不同的名詞相互混淆，統(tǒng)稱含水量。q實(shí)際上含水量含水量應(yīng)該是土體中所含的水量，單位為克(g)。q而含水率含水率的定義是試樣在105110溫度下烘至恒量時(shí)所失去的水質(zhì)量和恒量后干土質(zhì)量的比值，以百分率表示。計(jì)算公式如下： 簡易土工試驗(yàn)式中w0試樣含水率(%)； 干土質(zhì)量(g)； 濕土質(zhì)量(g)。 100100dmmwdm0m簡易土工試驗(yàn)國家標(biāo)準(zhǔn)中采用含水率這個(gè)名詞更符合定義。國際上也有國家用含水比的，它的意義是與含水率相似。q含水率是土的基本物理性指標(biāo)之一。它反映土的狀態(tài)，含水率的變化將使土的一系列物理力學(xué)性質(zhì)隨之而異。簡易土工試驗(yàn)q這種影

23、響表現(xiàn)在各個(gè)方面v如反映在土的稠度方面，使土成為堅(jiān)硬的、可塑的或流動(dòng)的；v反映在土內(nèi)水分的飽和程度方面，使土成為稍濕、很濕或飽和的；v反映在土的力學(xué)性質(zhì)方面，能使土的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度增加或減小，緊密或疏松，構(gòu)成壓縮性及穩(wěn)定性的變化。q因此，土的含水率是研究土的物理力學(xué)性質(zhì)必不可少的一項(xiàng)指標(biāo)。同時(shí)，土的含水率也是土工建筑物施工質(zhì)量控制的依據(jù)。 簡易土工試驗(yàn)二、試驗(yàn)方法二、試驗(yàn)方法測(cè)定含水率的方法多種多樣，如烘干法、酒精燃燒法、炒干法、比重法、實(shí)容積法、微波法和核子射線法等等。 簡易土工試驗(yàn)1.烘干法：烘干法：將試樣放入溫度能保持在105110的電熱烘箱中烘至恒值，是測(cè)定含水率的通用標(biāo)準(zhǔn)方法，精度高，試驗(yàn)

24、簡便，結(jié)果穩(wěn)定。q故此法為室內(nèi)測(cè)定含水率的標(biāo)準(zhǔn)方法，列入國家標(biāo)準(zhǔn)。q在野外無烘箱設(shè)備或要求快速測(cè)定含水率，則可根據(jù)土的性質(zhì)和工程情況分別采用下列方法。簡易土工試驗(yàn)2.酒精燃燒法：酒精燃燒法：q在試樣中加入酒精，利用酒精在試樣上燃燒，使土中水分蒸發(fā)，將土烤干。q是快速測(cè)定法中較準(zhǔn)確的一種，適用于沒有烘箱或土樣較少的情況。q由于此法難以控制105110的恒溫條件，與定義不完全符合，故一般在現(xiàn)場使用，或者在制備試樣時(shí)測(cè)定風(fēng)干土樣的含水率，供制樣參考。q酒精燃燒法測(cè)得的含水率略低于烘干法所測(cè)的含水率。 簡易土工試驗(yàn)3.炒干法：炒干法：用火爐或電爐將試樣炒干，在炒干過程中，隨時(shí)翻拌試樣，至試樣表面完全干

25、燥。此法適用于砂性土及含礫較多的土，在工地使用。此法也不符合定義所規(guī)定的105110，炒干法溫度在100150，所測(cè)的含水率略大于烘干法。簡易土工試驗(yàn)4.比重法：比重法：該法是根據(jù)比重試驗(yàn)，測(cè)定濕土體積，估計(jì)土粒比重，間接計(jì)算土的含水率。由于試驗(yàn)時(shí)沒有考慮溫度的影響，所測(cè)得的結(jié)果準(zhǔn)確度較差。土內(nèi)氣體能否充分排出，直接影響試驗(yàn)成果的精度，故此法僅適用于砂僅適用于砂性土性土。簡易土工試驗(yàn)5.實(shí)容積法：實(shí)容積法：q根據(jù)波義爾馬略特定律設(shè)計(jì)的速測(cè)含水率儀。它是通過測(cè)定土中固相和液相的體積，取土的經(jīng)驗(yàn)比重值，換算出土的含水率。q該法的原理是波義爾馬略特定律，首先要求氣溫基本保持不變，這在填筑工地上是很難

26、達(dá)到的。若以標(biāo)準(zhǔn)溫度為20，那么氣溫變化1，實(shí)容積的變化就達(dá)到5，相應(yīng)含水率的變化也約5，為此，目前很少使用。簡易土工試驗(yàn)6.微波法：微波法：q微波加熱是近十幾年來才發(fā)展的一門新技術(shù)。v微波是一種超高頻的電磁波。微波加熱就是通過微波發(fā)生器產(chǎn)生微波能，然后用波導(dǎo)(傳送線)將微波能輸送到微波加熱器中，加熱器中的試樣受到微波的照射后就發(fā)熱，使水分蒸發(fā)。簡易土工試驗(yàn)q由于微波具有一定的穿透深度，使被加熱物體里外同時(shí)加熱，因此具有均勻、快速的優(yōu)點(diǎn)。q顯然，快速干燥工藝在土工試驗(yàn)中具有重要的意義。q但微波加熱的溫度如何控制，烘干時(shí)間采用多長等，都是有待進(jìn)一步研究的。美國于1998年將此列入ASTM標(biāo)準(zhǔn)。簡

27、易土工試驗(yàn)7.核子射線法：核子射線法：利用核子法測(cè)定土石等材料原位密度和含水率是一項(xiàng)迅速發(fā)展的無損、快速檢測(cè)新技術(shù)。q目前我國已有相當(dāng)數(shù)量各類進(jìn)口的和國產(chǎn)的核子水分密度儀在各類工程中使用，并成為質(zhì)量檢測(cè)和控制的一種重要工具。q水利部已制定核子水分密度儀現(xiàn)場測(cè)試規(guī)程。用表層型核子水分密度儀測(cè)定材料密度和含水率是一種間接的物理測(cè)量方法。簡易土工試驗(yàn)q其測(cè)量依據(jù)是儀器所記錄到的射線或熱中子計(jì)數(shù)率分別與被測(cè)材料密度和含水率有確定的相關(guān)性。通過預(yù)先建立適合儀器進(jìn)行密度或水分測(cè)量的標(biāo)定曲線，則可根據(jù)儀器現(xiàn)場測(cè)量所記錄的射線或熱中子計(jì)數(shù)率，按相對(duì)應(yīng)的標(biāo)定曲線，確定被測(cè)材料的密度或含水率。q深層型核子水分密度

28、儀利用探棒通過鉆孔或測(cè)量導(dǎo)管放至地面下預(yù)定深度，分別用射線散射法和快中子被氫原子慢化法測(cè)定材料原位密度和含水率變化。 簡易土工試驗(yàn)三、三、檢測(cè)依據(jù)檢測(cè)依據(jù) 土 工 試 驗(yàn) 方 法 標(biāo) 準(zhǔn) G B T 501231999本試驗(yàn)方法適用于粗粒土、細(xì)粒土、有機(jī)質(zhì)土和凍土。 簡易土工試驗(yàn)四、四、儀器設(shè)備及環(huán)境儀器設(shè)備及環(huán)境q天平：v稱量200g，精度0.01g；v稱量600g，精度0.1g；v稱量6000g，精度lg。q烘箱：能控制溫度在105110。q鋁盒：大小適當(dāng)。q料盤：大小適當(dāng)。q環(huán)境：在室內(nèi)常溫條件下進(jìn)行。簡易土工試驗(yàn)四、四、取樣及制備要求取樣及制備要求q素土、灰土等細(xì)粒土每份一般取1530

29、g，二灰碎石等粗粒土由于含大顆粒，每份宜取1000g以上。q取樣要有代表性代表性，宜采用四分法四分法取樣。當(dāng)取樣后不立即進(jìn)行稱量測(cè)定時(shí)，必須密封防止水分損失。簡易土工試驗(yàn)q當(dāng)采用抽樣法測(cè)定含水率時(shí)，必須抽取兩份樣品進(jìn)行平行測(cè)定，平行測(cè)定兩個(gè)含水率的差值應(yīng)符合以下要求：v含水率40，差值1；v含水率40，差值2；v凍土，差值3；簡易土工試驗(yàn)五、五、操作步驟操作步驟q(1)v素土、灰土取代表性試樣或環(huán)刀中試樣1530g，放人已稱重的鋁盒，稱重精確至0.01g；v二灰碎石等粗粒土取代表性試樣1000g左右，稱重精確至1g，放在已稱重的料盤中；v整體法測(cè)定環(huán)刀中土的含水率時(shí)，稱重精確至0.1g。簡易土

30、工試驗(yàn)q(2)v將打開蓋的鋁盒或存料盤放人烘箱，在105110下烘至恒量(恒量的概念一般為間隔2小時(shí)質(zhì)量差不大于0.1)。v烘干時(shí)間對(duì)黏土、粉土不得少于8小時(shí)對(duì)砂土不得少于6小時(shí)對(duì)有機(jī)質(zhì)含量超過5的土，應(yīng)在6570恒溫下烘至恒量，時(shí)間需更長一些。簡易土工試驗(yàn)q(3)v將鋁盒或料盤從烘箱中取出，鋁盒蓋上盒蓋，放入干燥容器內(nèi)冷卻至室溫，用天平稱量，精確至相應(yīng)的精度(0.01g、0.1g或1g)。簡易土工試驗(yàn)六、六、數(shù)據(jù)處理與結(jié)果判定數(shù)據(jù)處理與結(jié)果判定試樣的含水率應(yīng)按下式計(jì)算，準(zhǔn)確至0.1。式中 md 干土質(zhì)量； m0濕土質(zhì)量； m2盒與干土質(zhì)量之和； m1盒與濕土質(zhì)量之和； m3盒質(zhì)量。100/0

31、0ddmmmw 100/32210mmmmw簡易土工試驗(yàn)或：或：式中md干土質(zhì)量(g)； m0濕土質(zhì)量(g)。 100100dmmw簡易土工試驗(yàn)q本試驗(yàn)必須對(duì)兩個(gè)試樣進(jìn)行平行測(cè)定，測(cè)定的差值：v當(dāng)含水率小于40時(shí)1%；v當(dāng)含水率等于、大于40時(shí)為2 %v對(duì)層狀和網(wǎng)狀構(gòu)造的凍土不大于3 %。q取兩個(gè)測(cè)值的平均值，以百分?jǐn)?shù)表示。簡易土工試驗(yàn)2.8含水率試驗(yàn)的記錄格式含水率試驗(yàn)的記錄格式簡易土工試驗(yàn)七、七、 含水率試驗(yàn)中的問題含水率試驗(yàn)中的問題簡易土工試驗(yàn)1、代表性試樣的選取和試樣數(shù)量、代表性試樣的選取和試樣數(shù)量q進(jìn)行含水率試驗(yàn)時(shí)，常因土層不均勻，試樣數(shù)量過少，擾動(dòng)土樣(風(fēng)干土)拌合不勻，鉆探取樣時(shí)

32、，取土器和筒壁的擠壓，土樣在運(yùn)輸和存放期間保持不當(dāng)?shù)鹊纫蛩囟绊懺囼?yàn)結(jié)果。q這些影響因素中，有的屬于土樣客觀原因，有的屬于人為造成。q鉆探取樣和運(yùn)輸中造成的影響可以從發(fā)展野外現(xiàn)場測(cè)試方法加以解決，如采用核射線法測(cè)定含水率。簡易土工試驗(yàn)q土層不均勻是土體本身的客觀實(shí)際，為此，選取測(cè)定含水率的試樣時(shí)，應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)?zāi)康暮鸵蠖ā若為了了解全土層綜合而概略的天然含水率，可沿土層剖面豎向切取土樣，拌和均勻測(cè)定其含水率；q如果配合壓縮試驗(yàn)、抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)、滲透試驗(yàn)，應(yīng)在切取試樣環(huán)刀的上下兩面選取土樣，這樣測(cè)得的含水率的結(jié)果可能由于土樣層次不均勻有所差異，但有助于了解土層的真實(shí)情況和對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的分析。簡易土

33、工試驗(yàn)試驗(yàn)取土的數(shù)量試驗(yàn)取土的數(shù)量q對(duì)于烘干法，為使試驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確可靠，同時(shí)考慮到烘培時(shí)間的長短，粘質(zhì)土粘質(zhì)土取1530克；砂質(zhì)土砂質(zhì)土或礫質(zhì)土因持水性差，顆粒大小相差懸殊，水含量宜于變化，所以試樣應(yīng)多取一些，規(guī)定50克。q酒精燃燒法大多為施工質(zhì)量控制所采用，為使酒精用量不致過大，根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，粘性土的數(shù)量為510克。簡易土工試驗(yàn)2、烘干溫度和烘干時(shí)間、烘干溫度和烘干時(shí)間國家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定測(cè)試含水率時(shí)的烘干溫度采用105110，這取決于土的水理性質(zhì)。q粘性土中水一般分為強(qiáng)結(jié)合水、弱結(jié)合水和自由水三種，為不使強(qiáng)結(jié)合水不斷析出及有機(jī)質(zhì)不斷損失，保證測(cè)得的結(jié)果穩(wěn)定，烘干溫度不宜過高。q目前國際上一些主要試

34、驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，例如美國ASTM、英國BS、日本JIS、德國DIN標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的烘干溫度在100115之間，且多數(shù)采用105110。簡易土工試驗(yàn)q酒精燃燒法和炒干法，其溫度均不符合105110的要求，但酒精倒入試樣開始燃燒時(shí)即氣化，酒精的氣體部分構(gòu)成火焰的焰心，火焰與土樣保持23cm的距離，實(shí)際上土樣受到的溫度僅僅在7080，待火焰將熄滅的幾秒鐘才與土面接觸，致使土的溫度上升到200220。由于高溫燃燒時(shí)間較短，土樣受到的溫度基本適宜，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)得知，測(cè)得的結(jié)果與烘干法差別不是很大。簡易土工試驗(yàn)q烘干時(shí)間與土的類別及取土數(shù)量有關(guān)。對(duì)粘性土取1530克，烘干時(shí)間不少于8小時(shí)是根據(jù)多年比較試驗(yàn)而確定的。對(duì)砂性土

35、不少于6小時(shí)，由于砂性土持水性差，水含量易于變化。q對(duì)烘干、炒干、燒干的試樣應(yīng)先冷卻后再稱重，v一是避免因天平受熱不均勻影響稱量精度，v二是防止熱土吸收空氣中的水份。v為此，試樣應(yīng)放在裝有干燥劑的缸內(nèi)冷卻, 缸口涂以凡士林與外界空氣隔絕，試樣在干燥皿內(nèi)冷卻至室溫再稱量。簡易土工試驗(yàn)3、有機(jī)質(zhì)土的含水率測(cè)定、有機(jī)質(zhì)土的含水率測(cè)定在105110恒溫下長期烘培，有的有機(jī)質(zhì)特別是腐植酸可在烘培過程中逐漸分解而不斷的減輕其質(zhì)量，使得測(cè)得的含水率比實(shí)際的含水率大；有的有機(jī)質(zhì)(如有機(jī)碳)在烘培中其質(zhì)量因氧化而增加，使得測(cè)得的含水率比實(shí)際的含水率小。因此，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定有機(jī)質(zhì)含量超過5的土，烘干溫度采用6570。簡

36、易土工試驗(yàn) 4、平行試驗(yàn)和平行差值、平行試驗(yàn)和平行差值q土工試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定采用平行試驗(yàn)的目的是為了避免操作中發(fā)生錯(cuò)誤，對(duì)原狀土通過平行試驗(yàn)可以進(jìn)一步了解含水率的均勻程度。q為保證試驗(yàn)準(zhǔn)確度，試驗(yàn)中規(guī)定平行差值是合理的，對(duì)烘干法，含水率在40以下，允許差值1；含水率大于等于40，允許差值2。而對(duì)于一些快速測(cè)定法，由于準(zhǔn)確度較差，只能參考烘干法的規(guī)定，斟酌采用。 簡易土工試驗(yàn)第第3章密度試驗(yàn)章密度試驗(yàn) q土的密度定義為單位體積質(zhì)量。它是土的主要物理性指標(biāo)之一。用它可以換算土的干密度、孔隙比、飽和度等指標(biāo)。q無論室內(nèi)試驗(yàn)或野外勘查以及施工質(zhì)量控制中均要測(cè)定密度。簡易土工試驗(yàn)q測(cè)定密度的方法常用的有環(huán)

37、刀法、蠟封法、灌砂法和灌水法等。q對(duì)粘性土用環(huán)刀法環(huán)刀法操作簡便而準(zhǔn)確，在室內(nèi)和野外普遍采用。q不能用環(huán)刀切削的堅(jiān)硬、易碎、含有粗粒、形狀不規(guī)則的土可用蠟封法蠟封法。q灌砂法灌砂法和灌水法灌水法一般在野外應(yīng)用，適用于砂、礫等。q近幾年用于現(xiàn)場測(cè)定天然密度的核子射核子射線法線法也逐漸成熟，對(duì)飽和松散砂、淤泥、軟粘土等可用此法測(cè)定。 簡易土工試驗(yàn)一、環(huán)刀法一、環(huán)刀法 室內(nèi)1本試驗(yàn)方法適用于細(xì)粒土。2本試驗(yàn)所用的主要儀器設(shè)備，應(yīng)符合下列規(guī)定：v(1)環(huán)刀：內(nèi)徑61.8mm和79.8mm，高度20mm。v(2)天平：稱量500g，最小分度值0.1g；稱量200g，最小分度值0.01g。 簡易土工試驗(yàn)q

38、3v環(huán)刀法測(cè)定密度，根據(jù)試驗(yàn)要求用環(huán)刀切取試樣時(shí)，應(yīng)在環(huán)刀內(nèi)壁涂一薄層凡士林，刃口向下放在土樣上，將環(huán)刀垂直下壓，并用切土刀沿環(huán)刀外側(cè)切削土樣，邊壓邊削至土樣高出環(huán)刀，根據(jù)試樣的軟硬采用鋼絲鋸或切土刀整平環(huán)刀兩端土樣，擦凈環(huán)刀外壁，稱環(huán)刀和土的總質(zhì)量。 簡易土工試驗(yàn)q4v試樣的濕密度，應(yīng)按下式計(jì)算： 式中 -試樣的濕密度(gcm3)，準(zhǔn)確到 0.01 gcm3。 Vm000簡易土工試驗(yàn)q5v試樣的干密度，應(yīng)按下式計(jì)算： 0001. 01wd簡易土工試驗(yàn)q6v本試驗(yàn)應(yīng)進(jìn)行兩次平行測(cè)定，兩次測(cè)定的差值不得大于0.03gcm3，取兩次測(cè)值的平均值。 簡易土工試驗(yàn)環(huán)刀法試驗(yàn)的記錄格式環(huán)刀法試驗(yàn)的記錄格

39、式 簡易土工試驗(yàn)8環(huán)刀法的注意事項(xiàng)：環(huán)刀法的注意事項(xiàng)： q(1)v按土質(zhì)均勻程度及土樣尺寸選擇不同容積的環(huán)刀。室內(nèi)進(jìn)行密度試驗(yàn)，考慮到與剪切、固結(jié)等項(xiàng)試驗(yàn)所用環(huán)刀相配合，一般選用內(nèi)徑為61.8mm，高為20mm即容積為60cm3的環(huán)刀。簡易土工試驗(yàn)q施工現(xiàn)場檢查填土壓實(shí)密度時(shí)，因每層土壓實(shí)厚度達(dá)2030cm，土層上下壓實(shí)程度不勻，而環(huán)刀容積過小，取土深度稍有變化，所測(cè)密度誤差較大，一般采用增大環(huán)刀容積提高試驗(yàn)成果的精度。環(huán)刀容積可用200500cm3。q如果采用較小容積環(huán)刀，則應(yīng)每層土的上、下部位分別測(cè)定密度，以了解土的壓實(shí)程度。 簡易土工試驗(yàn)q環(huán)刀高度與直徑之比對(duì)試驗(yàn)成果有影響，環(huán)刀高度過大

40、時(shí)，土與環(huán)刀內(nèi)壁的摩擦就越大，同時(shí)增大取樣的困難，為此，要控制徑高比，根據(jù)國內(nèi)外的資料，一般采用的徑高比為2.53.5。q環(huán)刀壁越厚，壓入時(shí)土樣擾動(dòng)程度越大，所以環(huán)刀壁越薄越好。但環(huán)刀壓入土中時(shí)，受到相當(dāng)?shù)膲毫Γ谶^薄，則環(huán)刀容易變形和損壞，故一般壁厚采用2mm左右，刃口厚度0.3mm。 簡易土工試驗(yàn)q(2)v用環(huán)刀切土?xí)r，要防止試樣擾動(dòng)，所以應(yīng)先切成一個(gè)較環(huán)刀內(nèi)徑略大的土柱，然后將環(huán)刀垂直下壓。為避免環(huán)刀下壓時(shí)擠壓四周土樣，應(yīng)邊壓邊削，直至土樣伸出環(huán)刀，將兩端修平v因環(huán)刀容積較大，不易切成土柱，故施工現(xiàn)場可用直接壓入法。 簡易土工試驗(yàn)環(huán)刀法測(cè)密實(shí)度環(huán)刀法測(cè)密實(shí)度(野外方法野外方法) 1.概念

41、本法適用于測(cè)定細(xì)粒土的密度和壓實(shí)度。v密度為單位體積內(nèi)物質(zhì)的質(zhì)量；v壓實(shí)度為實(shí)測(cè)干密度與最大干密度之比。 簡易土工試驗(yàn)2.檢測(cè)依據(jù)檢測(cè)依據(jù) 土工試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)GBT50123-1999 簡易土工試驗(yàn)3.儀器設(shè)備及環(huán)境儀器設(shè)備及環(huán)境 (1)儀器設(shè)備q環(huán)刀：v體積60cm3，內(nèi)徑61.8mm，高度20mm；v體積100cm3，內(nèi)徑79.8mm，高度20mm；q手柄：與環(huán)刀相配套；q修土刀：刀口應(yīng)鋒利平整；q榔頭：打擊用；q天平：稱量500g，精度0.1g；q稱量200g，精度0.01g；q烘箱：室溫300，精度2。簡易土工試驗(yàn)(2)環(huán)境要求：室內(nèi)工作在常溫下進(jìn)行。 簡易土工試驗(yàn)4.取樣及制備要求取樣

42、及制備要求 (1)建筑工程每組2點(diǎn)取平均值；市政工程路基灰土每組1點(diǎn)，其他每組3點(diǎn)取平均值。(2)取樣頻率按驗(yàn)收規(guī)范執(zhí)行，市政工程路基每1000m2每層取一組，溝槽回填每一井段每層取一組。(3)取樣要有代表性。 簡易土工試驗(yàn)5操作步驟操作步驟 (1)環(huán)刀內(nèi)壁涂一薄層凡士林，裝在手柄內(nèi)，刀口向下對(duì)準(zhǔn)選好的取土部位。(2)用榔頭垂直向下打擊，直至環(huán)刀全部沒入土內(nèi)。(3)用鐵鍬挖去環(huán)刀四周的土，再用鐵鍬對(duì)準(zhǔn)環(huán)刀下將整個(gè)環(huán)刀連同土一起鏟出，注意不得擾動(dòng)環(huán)刀內(nèi)的土。簡易土工試驗(yàn)(4)用修土刀修去環(huán)刀四周多余的土，修平環(huán)刀上下表面土層，并與環(huán)刀口平齊。(5)擦凈環(huán)刀外壁，放入鋁盒帶回稱量，稱鋁盒、環(huán)刀和土

43、的總質(zhì)量m1，精確至0.1g。簡易土工試驗(yàn)q(6)測(cè)定環(huán)刀內(nèi)土的含水量：可整個(gè)在105110烘干稱重m2測(cè)定，也可取樣烘干測(cè)定。一般大環(huán)刀宜用取樣烘干測(cè)定含水量，在環(huán)刀土樣中分別取兩份土樣，重約2030g，精確至0.01g，分別放入兩個(gè)鋁盒稱重m4、烘干稱重m5測(cè)定其平均值。 簡易土工試驗(yàn)保證環(huán)刀法測(cè)量準(zhǔn)確的操作要點(diǎn)：保證環(huán)刀法測(cè)量準(zhǔn)確的操作要點(diǎn)： 環(huán)刀體積準(zhǔn)確。選取的測(cè)量部位要有代表性。挖出及修土?xí)r不得擾動(dòng)環(huán)刀內(nèi)的土，并修平。準(zhǔn)確稱量。烘干到位。 簡易土工試驗(yàn)6.數(shù)據(jù)處理與結(jié)果判定數(shù)據(jù)處理與結(jié)果判定 (1)計(jì)算q含水量vw=(m1-m2)(m2-m3-m6)q或vw1=(m4-1-m5-1)

44、(m5-1-m6-1)vw2=(m4-2-m5-2)(m5-2-m6-2)vw=(m1+m2)/2m1鋁盒、環(huán)刀和土的總質(zhì)量m2為m1烘干重m3為環(huán)刀重m4小鋁盒+濕土重m5為m4烘干稱重m6為鋁盒重簡易土工試驗(yàn)q濕密度=(m1-m3-m6)vq干密度=(m2-m3-m6)vv式中，v為環(huán)刀的體積。q或干密度= (1+w)q平均干密度=( )3q或平均干密度=( )2q壓實(shí)度= m1鋁盒、環(huán)刀和土的總質(zhì)量m2為m1烘干重m3為環(huán)刀重m4小鋁盒+濕土重m5為m4烘干稱重m6為鋁盒重d321ddd21dd最大d簡易土工試驗(yàn)(2)結(jié)果判定v當(dāng)干密度或平均干密度設(shè)計(jì)要求的干密度時(shí)為合格；v當(dāng)干密度或平

45、均干密度設(shè)計(jì)要求的干密度時(shí)為不合格；q或v當(dāng)壓實(shí)度設(shè)計(jì)要求的壓實(shí)度時(shí)為合格；v當(dāng)壓實(shí)度設(shè)計(jì)要求的壓實(shí)度時(shí)為不合格。q建筑工程中設(shè)計(jì)要求是壓實(shí)系數(shù)，市政工程中稱為壓實(shí)度。q最大干密度由擊實(shí)試驗(yàn)測(cè)得。 簡易土工試驗(yàn)7.例題例題 已知所用環(huán)刀體積為60cm3，該素土的最大干密度為1.76gcm3，設(shè)計(jì)要求素土溝槽回填壓實(shí)度85。試計(jì)算該組環(huán)刀的代表密度和壓實(shí)度，并作評(píng)定。市政道路溝槽回填土素土一組三個(gè)環(huán)刀的試驗(yàn)數(shù)據(jù)如下： 序號(hào) 環(huán)刀+濕土重(g) 環(huán)刀+干土重(g) 環(huán)刀重(g) 1 156.6 134.3 42.4 2 156.7 134.5 42.2 3 155.4 133.2 43.6 簡易土

46、工試驗(yàn)解：解：q(1)干密度：(環(huán)刀+干土重)-環(huán)刀重環(huán)刀體積v=134.3-42.4/60=1.532g/cm3v=134.5-42.2/60=1.538g/cm3v=133.2-43.6/60=1.493g/cm3q(2)平均干密度v=(1.532+1.538+1.493)3=1.52gcm3q(3)壓實(shí)度=平均干密度最大干密度v=1.521.76=86.486q(4)該組素土溝槽回填的壓實(shí)度符合設(shè)計(jì)要求。 簡易土工試驗(yàn)二、蠟封法二、蠟封法 本試驗(yàn)方法適用于易破裂土和形狀不規(guī)則的堅(jiān)硬土。簡易土工試驗(yàn)本試驗(yàn)所用的主要儀器設(shè)備，應(yīng)符合下列規(guī)定：v1蠟封設(shè)備：應(yīng)附熔蠟加熱器。v2天平：應(yīng)符合國標(biāo)

47、第5.1.2條2款的規(guī)定。 簡易土工試驗(yàn)蠟封法試驗(yàn)步驟：蠟封法試驗(yàn)步驟： 1從原狀土樣中，切取體積不小于30cm3的代表性試樣，清除表面浮土及尖銳棱角，系上細(xì)線，稱試樣質(zhì)量，準(zhǔn)確至0.01g。2持線將試樣緩緩浸入剛過熔點(diǎn)的蠟液中，浸沒后立即提出，檢查試樣周圍的蠟?zāi)?，?dāng)有氣泡時(shí)應(yīng)用針刺破，再用蠟液補(bǔ)平，冷卻后稱蠟封試樣質(zhì)量。簡易土工試驗(yàn)3將蠟封試樣掛在天平的一端，浸沒于盛有純水的燒杯中，稱蠟封試樣在純水中的質(zhì)量，并測(cè)定純水的溫度。4取出試樣，擦干蠟面上的水分，再稱蠟封試樣質(zhì)量。當(dāng)浸水后試樣質(zhì)量增加時(shí)，應(yīng)另取試樣重做試驗(yàn)。 簡易土工試驗(yàn)試樣的密度計(jì)算：試樣的密度計(jì)算： 式中 蠟封試樣質(zhì)量(g)；

48、蠟封試樣在純水中的質(zhì)量(g)； 純水在T時(shí)的密度(gcm3)； 蠟的密度(gcm3)。 nnwTnwnmmmmm000nmnwmwTn簡易土工試驗(yàn)試樣的干密度，應(yīng)按式(5.1.5)計(jì)算。 本試驗(yàn)應(yīng)進(jìn)行兩次平行測(cè)定，兩次測(cè)定的差值不得大于0.03gcm3，取兩次測(cè)值的平均值。 0001. 01wd簡易土工試驗(yàn)蠟封法試驗(yàn)的記錄格式蠟封法試驗(yàn)的記錄格式 簡易土工試驗(yàn)蠟封法的注意事項(xiàng)：蠟封法的注意事項(xiàng)： q1v關(guān)于蠟的溫度規(guī)定剛過熔點(diǎn)，以蠟液達(dá)到熔點(diǎn)以后不出現(xiàn)氣泡為準(zhǔn)。蠟液溫度過高，對(duì)試樣的含水率和結(jié)構(gòu)都會(huì)造成一定的影響，而溫度過低，蠟溶解不均勻，不易封好蠟皮。v蠟封時(shí)為避免土樣的擾動(dòng)和有氣泡封閉在試

49、樣與蠟之間，故需緩慢地將試樣浸入蠟中。簡易土工試驗(yàn)q2v水的密度隨溫度而變化，故試驗(yàn)中應(yīng)測(cè)定水溫，其目的是為了消除因水密度變化而產(chǎn)生的影響。v各種蠟的密度不相同，所以試驗(yàn)前需測(cè)定蠟的密度。測(cè)定方法可將蠟塊系于線上，稱其在空氣和水中的質(zhì)量，求出其密度。 簡易土工試驗(yàn)三、灌砂法測(cè)密實(shí)度三、灌砂法測(cè)密實(shí)度 (一)國標(biāo)方法1.概念v所謂灌砂法是利用已知密度的砂灌入試坑來測(cè)得被測(cè)土樣試坑的體積，從而測(cè)定土樣密度的一種方法。v本法適用于測(cè)定粗粒土的密度和壓實(shí)度，也可以測(cè)定細(xì)粒土的密度和壓實(shí)度。v密度為單位體積內(nèi)物質(zhì)的質(zhì)量；壓實(shí)度為實(shí)測(cè)干密度與最大干密度之百分比。簡易土工試驗(yàn)2.檢測(cè)依據(jù)土工試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)GB

50、T501231999 簡易土工試驗(yàn)3.儀器設(shè)備及環(huán)境儀器設(shè)備及環(huán)境 q密度測(cè)定器：由容砂瓶、灌砂漏斗和底盤組成(見圖)。 1-底盤；2-漏斗；3-漏斗口；4-容砂瓶；5-閥門簡易土工試驗(yàn)q灌砂漏斗高135mm，直徑165mm，底部有孔徑為13mm的圓柱形閥門；容砂瓶容積為4升，容砂瓶與灌砂漏斗之間用螺紋接頭連接；底盤承托灌砂漏斗和容砂瓶。天平：稱量15kg，精度5g(115kg)； 稱量6000g，精度1g(10005000g)。烘箱：能控制溫度在105110。料盤：大小適當(dāng)。工具：挖土鏟，料勺、尺等。環(huán)境：室內(nèi)工作在常溫下進(jìn)行。 簡易土工試驗(yàn)4.取樣及制備要求取樣及制備要求 (1)每組1點(diǎn)。

51、(2)取樣頻率按驗(yàn)收規(guī)范執(zhí)行，市政工程路基每1000m2每層取一組。(3)取樣要有代表性。 簡易土工試驗(yàn)5.操作步驟操作步驟 (1)標(biāo)準(zhǔn)砂密度的測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)砂應(yīng)清洗潔凈并烘干，粒徑宜選用0.250.50mm，密度宜選用1.471.61g/m3。組裝容砂瓶與灌砂漏斗，螺紋連接處應(yīng)擰緊，稱其總質(zhì)量。簡易土工試驗(yàn)將密度測(cè)定器豎立，灌砂漏斗口向上，關(guān)閥門，向灌砂漏斗中注滿標(biāo)準(zhǔn)砂，打開閥門使灌砂漏斗內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)砂漏入容砂瓶中，繼續(xù)向漏斗內(nèi)注砂漏入容砂瓶中，當(dāng)砂停止流動(dòng)時(shí)迅速關(guān)閉閥門，倒掉漏斗內(nèi)多余的砂，稱容砂瓶與灌砂漏斗和灌滿的標(biāo)準(zhǔn)砂的總質(zhì)量，準(zhǔn)確至5g，試驗(yàn)中應(yīng)避免振動(dòng)。簡易土工試驗(yàn)倒出容砂瓶內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)砂，通過

52、漏斗向容砂瓶內(nèi)注水至水面高出閥門，關(guān)上閥門，去掉漏斗中多余的水，稱容砂瓶與灌砂漏斗和灌滿的水的總質(zhì)量，準(zhǔn)確至5g，并測(cè)定水溫，準(zhǔn)確至0.5。重復(fù)測(cè)定三次，三次測(cè)值之間的差值不得大于3mL，取三次的平均值。 簡易土工試驗(yàn)容砂瓶的容積應(yīng)按下式計(jì)算 式中 容砂瓶容積(mL)； 容砂瓶與灌砂漏斗和灌滿的水的總質(zhì)量(g)； 容砂瓶與灌砂漏斗質(zhì)量(g)； 不同溫度時(shí)水的密度(gcm3) wrrrrmmV/12rV2rm1rmwr簡易土工試驗(yàn)不同溫度下水的密度 溫度() 水的密度(g/cm3) 溫度() 水的密度(g/cm3) 溫度() 水的密度(g/cm3) 4 1.0000 15 0.9991 26 0

53、.9968 5 1.0000 16 0.9989 27 0.9965 6 0.9999 17 0.9988 28 0.9962 7 0.9999 18 0.9986 29 0.9959 8 0.9999 19 0.9984 30 0.9957 9 0.9998 20 0.9982 31 0.9953 10 0.9997 21 0.9980 32 0.9950 11 0.9996 22 0.9978 33 0.9947 12 0.9995 23 0.9975 34 0.9944 13 0.9994 24 0.9973 35 0.9940 14 0.9992 25 0.9970 36 0.9937

54、 簡易土工試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)砂的密度按下式計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)砂的密度按下式計(jì)算 式中 標(biāo)準(zhǔn)砂的密度(gcm3)： 容砂瓶與灌砂漏斗和灌滿的 標(biāo)準(zhǔn)砂的總質(zhì)量(g)。 rrrssVmm/1srsm簡易土工試驗(yàn)(2)灌砂法試驗(yàn)步驟根據(jù)試樣最大粒徑，確定試坑尺寸見表。 試坑尺寸表 試坑尺寸(mm) 試樣最大粒徑(mm) 直徑 深度 5(20) 150 200 40 200 250 60 250 300 簡易土工試驗(yàn)將選定試驗(yàn)處的表面整平，除去表面松散的土層。按確定的試坑直徑劃出坑口輪廓線，在輪廓線內(nèi)下挖至要求深度，邊挖邊將坑內(nèi)挖出的試樣裝入盛土容器中，稱試樣質(zhì)量，精確至5g，帶回后測(cè)定試樣的含水率。向容砂瓶中注滿砂，關(guān)上

55、閥門，稱容砂瓶與灌砂漏斗和灌滿的標(biāo)準(zhǔn)砂的總質(zhì)量m0，準(zhǔn)確至5g。簡易土工試驗(yàn)將密度測(cè)定器倒置(容砂瓶向上)于挖好的坑口上，打開閥門，使砂注入試坑。在注砂過程中不得有震動(dòng)。當(dāng)砂注滿試坑時(shí)關(guān)閉閥門，稱容砂瓶與灌砂漏斗和余砂的總質(zhì)量，準(zhǔn)確至5g，并計(jì)算注滿試坑所用的標(biāo)準(zhǔn)砂質(zhì)量ms 。(實(shí)際上，僅通過上述方法還無法求得ms，m0-m1ms。因?yàn)楣嗳朐嚳拥牧可俺嗽嚳颖砻嬉韵虏糠謒s外，由于灌砂漏斗的存在還在試坑表面以上形成一個(gè)量砂圓錐體，m0-m1必須減去該量砂圓錐體的質(zhì)量才是我們所需要的ms。而該量砂圓錐體的質(zhì)量只有通過在試坑未挖前的表面上先空灌一次量砂來獲得) 簡易土工試驗(yàn)6.數(shù)據(jù)處理與結(jié)果判定(

56、1)試樣的密度應(yīng)按下式計(jì)算 sspmm/0 標(biāo)準(zhǔn)砂的密度 注滿試坑所用的標(biāo)準(zhǔn)砂質(zhì)量 試坑內(nèi)挖出土的質(zhì)量ssmpm簡易土工試驗(yàn)(2)試樣的干密度，應(yīng)按下式計(jì)算，準(zhǔn)確至0.01g/cm3。 101/wd簡易土工試驗(yàn)(3)試樣的壓實(shí)度，應(yīng)按下式計(jì)算 壓實(shí)度= 最大100/d簡易土工試驗(yàn)7.注意事項(xiàng)注意事項(xiàng) (1)挖試坑要注意盡量不擾動(dòng)旁邊的土，由于灌砂法適用砂、礫，在開挖試坑時(shí)，周圍的砂粒容易移動(dòng)，使試坑體積減小，測(cè)得的密度偏高，操作時(shí)應(yīng)特別小心。試坑內(nèi)已松動(dòng)的顆粒應(yīng)全部取出。(2)稱量好后要立即裝入塑料袋密封，防止水分蒸發(fā)影響試樣含水率的測(cè)定，從而影響干密度測(cè)定的準(zhǔn)確性。 簡易土工試驗(yàn)(3)地表刮

57、平對(duì)正確測(cè)定試坑體積是很重要的。v現(xiàn)在灌砂法一般不用套環(huán)，而是直接在刮平的地面上挖試坑，然后灌砂求其體積。往往由于地面沒有刮平，使所測(cè)試坑體積不準(zhǔn)確。為使所測(cè)體積比較正確，可以在表面放一套環(huán)(或基板)，以套環(huán)上緣(或基板)為固定基準(zhǔn)面，可以灌砂測(cè)定基準(zhǔn)面與地面之間的體積，挖坑后測(cè)基準(zhǔn)面與坑底之間的體積，兩者相減即為試坑體積。簡易土工試驗(yàn)(二二)交通方法交通方法 1.概念本法適用于測(cè)定粗粒土的密度和壓實(shí)度，也可以測(cè)定細(xì)粒土的密度和壓實(shí)度。v測(cè)定粒徑15mm細(xì)粒土?xí)r用100灌砂筒，測(cè)定粒徑15mm，達(dá)4060mm時(shí)，應(yīng)用150mm200mm的灌砂筒。密度為單位體積內(nèi)物質(zhì)的質(zhì)量；壓實(shí)度為實(shí)測(cè)干密度與

58、最大干密度之百分比。 簡易土工試驗(yàn)2.檢測(cè)依據(jù)公路土工試驗(yàn)規(guī)程JTJ05193(T011193)簡易土工試驗(yàn)3.儀器設(shè)備及環(huán)境灌砂筒灌砂筒：v直徑l00mm、150mm、200mm。(見圖5-2)標(biāo)定罐標(biāo)定罐：v直徑l00mm、150mm、200mm。(見圖5-2) 簡易土工試驗(yàn) 圖52灌砂筒和標(biāo)定罐 簡易土工試驗(yàn)天平：v稱量1015kg，精度5g(115kg)；v稱量6000g，精度lg(5005000g)。烘箱：能控制溫度在105110。料盤：大小適當(dāng)。工具：挖土鏟、料勺、尺等。環(huán)境：室內(nèi)工作在常溫下進(jìn)行。 簡易土工試驗(yàn)4.取樣及制備要求取樣及制備要求 (1)每組1點(diǎn)。(2)取樣頻率按驗(yàn)收

59、規(guī)范執(zhí)行，市政工程路基每1000m2每層取一組。(3)取樣要有代表性。 簡易土工試驗(yàn)5.操作步驟操作步驟 (1)確定灌砂筒下部圓錐體內(nèi)量砂圓錐體內(nèi)量砂的質(zhì)量在灌砂筒上部儲(chǔ)砂筒內(nèi)裝滿量砂，筒內(nèi)量砂的高度與筒頂?shù)木嚯x不超過15mm，稱重m1，準(zhǔn)確至lg。每次標(biāo)定及而后的試驗(yàn)都維持這個(gè)質(zhì)量不變。將開關(guān)打開，讓砂流出，并使流出砂的體積與工地所挖試坑的體積相當(dāng)(或與標(biāo)定罐體積相當(dāng))。然后關(guān)上開關(guān)，稱量筒及余砂質(zhì)量m5，準(zhǔn)確至1g。簡易土工試驗(yàn)將灌砂筒放在玻璃板上，打開開關(guān)，讓砂流出，直到筒內(nèi)砂不再下流時(shí)，關(guān)上開關(guān)，細(xì)心取走灌砂筒。收集并稱量玻璃板上的量砂m2i或稱量筒及余砂質(zhì)量m5，準(zhǔn)確至lg。(m2i

60、=m5-m5)玻璃板上的量砂就是填滿灌砂筒下部圓錐體的量砂。重復(fù)上述過程三次，取平均值m2，準(zhǔn)確至1g。 5m5m簡易土工試驗(yàn)(2)標(biāo)定量砂的密度砂的密度在灌砂筒上部儲(chǔ)砂筒內(nèi)裝入質(zhì)量為m1的量砂，將灌砂筒放在標(biāo)定灌上，打開開關(guān)，讓砂流出，直到筒內(nèi)砂不再下流時(shí)，關(guān)上開關(guān)，取下灌砂筒，稱量筒及余砂質(zhì)量m3i，準(zhǔn)確至lg。重復(fù)上述過程三次，取平均值m3，準(zhǔn)確至1g。按下式計(jì)算填滿標(biāo)定罐所需量砂的質(zhì)量ma：ma=ml-m2-m3 簡易土工試驗(yàn)用水確定標(biāo)定罐的體積。將空罐放在稱臺(tái)上，使罐上口處于水平位置，稱量罐重，m7，準(zhǔn)確至lg。罐頂放一直尺，慢慢加水至水面剛好接觸直尺，移去直尺，稱量罐和水的總重m8