土的界限含水率試驗

1、第三章 土的界限含水率試驗第一節(jié)錐式儀液限試驗一、試驗?zāi)康臏y定土的液限，并與塑限試驗和含水率試驗結(jié)合，用以計算土的塑性指數(shù)和液性指數(shù)， 作為粘性土的分類以及判別土的狀態(tài)之用。二、基本原理土的液限是粘性土從可塑狀態(tài)轉(zhuǎn)到流動狀態(tài)的界限含水率。圓錐液限儀是根據(jù)一定重量和固定角度的平衡錐沉入土中一定深度時的含水率恰為液限這一原理制作的。前蘇聯(lián)A. M.瓦西里耶夫經(jīng)過多次試驗認為錐體重量為0.75N,錐角為30。，錐體沉入深度為10mm時，土的抗剪強度是 8.232kPa,此時土的含水率即為液限。圖3-1錐式液限儀三、儀器設(shè)備1、鋁盒、調(diào)土杯及調(diào)土刀；2、錐式液限儀(圖3-1);3、天平：感量為 0.0

2、1g；4、篩：孔徑為 0.5mm；5、磁缽和橡皮頭研棒；6、烘箱：應(yīng)能控制溫度 105110oC;7、干燥器。1-錐身；2-手柄；3-平衡裝置；4-試杯；5-底座四、操作步驟1、制備土樣取天然含水率的土樣約 50g,捏碎過篩；若天然土樣己風(fēng)干，則取樣80g研碎，并過0.5mm 篩；加純水調(diào)成糊狀，蓋上濕布或置保濕器內(nèi)12h以上，使水分均勻分布。2、裝土樣于調(diào)土杯中將備好的土樣再仔細拌勻一次，然后分層裝入試杯中；用手掌輕拍試杯，使杯中空氣逸出；待土樣填滿后，用調(diào)土刀抹平土面，使土面與杯緣齊平。3、放錐(1)在平衡錐尖部分涂上一薄層凡士林，以拇指和食指執(zhí)錐柄，使錐尖與試樣面接觸， 并保持錐體垂直，

3、輕輕松開手指，使錐體在其自重作用下沉入土中；注意放錐時要平穩(wěn)，避 免產(chǎn)生沖擊力。(2)放車115s后，觀察錐體入土中的深度，以土樣表面與錐接觸處為準(zhǔn)； 若恰為10mm(錐 上有刻度標(biāo)志),則認為這時的含水率就為液限。若錐體入土深度大于或小于10mm時，表示試樣含水率大于或小于液限，此時，應(yīng)挖去沾有凡士林的土， 取出全部試樣放在調(diào)土杯中，使水分蒸發(fā)或加純水重新調(diào)勻，直至錐體下沉深度恰為10mm 時為止。4、測液限含水率將所測得的合格試樣，挖去沾有凡士林的部分，取錐體附近試樣少許（約1520g）放入鋁盒中測定其含水率，此含水率即為液限。五、成果整理1、計算土的液限，方法參見第二章含水率的計算方法。

4、2、本試驗須做兩次平行測定, 其平行測定差值不得大于2%，取兩個測值的平均值。3、填寫試驗報告。六、 注意事項1、若調(diào)制的土樣含水率過大，只許在空氣中晾干或用吹風(fēng)機吹干，也可用調(diào)土刀攪拌或用手搓捏散發(fā)水量，切不能加干土或用電爐烘烤。2、放錐時要平穩(wěn)，避免產(chǎn)生沖擊力。3、從調(diào)土杯中取出土樣時，必須將沾有凡士林的土棄掉，方能重新調(diào)制或者取樣測含 水率。七、思考題1、為何不能隨意將平衡錐放入土中？2、放錐后土面發(fā)生什么樣的變化？注：測定粘性土液限的另一種方法是蝶式儀法, 美國、加拿大等國廣為采用。兩種方法測同一土樣的液限時，所得結(jié)果是不同的。研究表明，蝶式儀所測液限值（Wlc）大于錐式儀所測液限值（

5、Wlv）,錐入土 深度為 17mm 時的土的含水量相當(dāng)于蝶式儀所測土的液限值。兩者之間關(guān)系一般可表示為WLc=（ WLv-0.5）/0.7 。蝶式儀測定粘性土液限法可參閱我國土工試驗標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)程。第二節(jié) 滾搓法塑限試驗一、 試驗?zāi)康臏y定土的塑限，并與液限試驗和含水率試驗結(jié)合，用來計算土的塑性指數(shù)和液性指數(shù)，為粘性土的分類以和估算地基承載力提供依據(jù)。二、基本原理土的塑限是區(qū)分粘性土可塑狀態(tài)與半固體狀態(tài)的界限含水率。塑限的測定方法主要根據(jù)土處于塑態(tài)時可塑成任意形狀也不產(chǎn)生裂紋, 處于固態(tài)時很難搓成任意形狀, 若勉強搓成時土面要發(fā)生裂紋或斷折等現(xiàn)象, 這兩種物理狀態(tài)特征作為塑態(tài)和固態(tài)的界限。當(dāng)粘性土搓

6、成直徑為 3mm 粗細的土條表面開始出現(xiàn)裂紋時的含水率，即為土的塑限。三、 儀器設(shè)備1、鋁盒、調(diào)土刀、調(diào)土杯、滴瓶；2、毛玻璃板：約 300mmx 200mm；3、磁缽及橡皮頭研棒；4、天平：最小分度值0.01g；5、篩：孔徑0.5mm；6、烘箱、干燥器、電熱吹風(fēng)器；7、卡尺：分度值0.02mm。四、操作步驟1、制備土樣按液限試驗制備試樣，但加的水分要少，使土團不沾手。2、搓條取一小塊試樣在手中揉捏至不沾手，用手指捏成橢球形，置于毛玻璃板上，用手掌輕輕滾搓， 手掌用力要均勻，土條長度不能超過手掌寬度，土條不能出現(xiàn)空心現(xiàn)象。當(dāng)土條被搓至直徑為3mm, 且產(chǎn)生裂紋并開始斷裂時，此時的含水率恰為塑限

7、。若土條被搓至3mm 仍未產(chǎn)生裂紋，表示該試樣含水率高于塑限，應(yīng)將土條重新揉捏，再滾搓。若土條直徑大于3mm 就斷裂，表示其含水率低于塑限，應(yīng)棄去，重新取土樣揉捏滾搓，直至達到標(biāo)準(zhǔn)為止。取直徑3mm且有裂紋的土條 35g,放入鋁盒內(nèi)，隨即蓋上盒蓋，避免水分蒸發(fā)。3、測塑限含水率將放在鋁盒中的土條稱重，烘干后再稱干土的質(zhì)量。計算含水率，準(zhǔn)確至0.1%。五、成果整理1、計算土的塑限，方法參見第二章含水率的計算方法。2、本試驗須做兩次平行測定，并取其算術(shù)平均值，其平行測定允許誤差值: 當(dāng) w<10%時為1%;當(dāng)wR40%時為2%。3、用測得的液限與塑限值計算塑性指數(shù)，并按塑性指數(shù)分類定出土名。

8、應(yīng)用測得的液限、塑限、天然含水率計算液性指數(shù)，并評價土所處的稠度狀態(tài)。4、填寫試驗報告。六、 注意事項1、滾搓土條時，必須用力均勻，以手掌輕壓，不得作無壓滾動；應(yīng)防止土條產(chǎn)生空心現(xiàn)象，滾搓前土團必須經(jīng)過充分的揉捏。2、土條須在數(shù)處同時產(chǎn)生裂紋始達塑限；如僅有一條裂紋，可能是用力不均所致，產(chǎn)生的裂紋必須呈螺紋狀。七、 思考題1、為什么搓條規(guī)定為3mm 粗細？為什么滾搓到規(guī)定狀態(tài)即認為達到塑限？2、如土樣含水率大于塑限而需吹風(fēng)時，為什么不能向試樣中加土以減小含水率？第三節(jié) 液塑限聯(lián)合測定試驗一、 試驗?zāi)康臏y定粘性土的液限和塑限，并由此計算塑性指數(shù)和液性指數(shù)，進行粘性土的定名及判斷粘性土的軟弱程度。

9、、基本原理液、塑限聯(lián)合測定法是根據(jù)圓錐儀的圓錐入土深度與其相應(yīng)的含水率在雙對數(shù)坐標(biāo)上具有線性關(guān)系的特性來進行的。利用圓錐質(zhì)量為76g的液塑限聯(lián)合測定儀測得土在不同含水率 時的圓錐入土深度，并繪制其關(guān)系直線圖，在圖上查得圓錐下沉深度為10mm（或17mm）所對應(yīng)的含水率即為液限，查得圓錐下沉深度為 2mm所對應(yīng)的含水率即為塑限。聯(lián)合液塑限儀法的優(yōu)點是可以減少人為誤差，免去搓條的環(huán)節(jié)。缺點是要測定三個不同的含水率，還要畫圖求液限和塑限，時間并不節(jié)省。此法為我國獨創(chuàng)。本試驗適用于粒徑小于 0.5mm,以及有機質(zhì)含量不大于試樣總質(zhì)量5%的土。儀器設(shè)備1、聯(lián)合液塑限測定儀（圖3-2）;錐質(zhì)量為76g,錐

10、角為30o,讀 數(shù)顯示形式為光電式；2、其他設(shè)備與測液限同。三、操作步驟1、制備土樣：按液限試驗制備土樣的要求，取代表性土樣約200g, 分別放在三個調(diào)土皿中，加純水調(diào)制成三種不同含水率的土膏，并蓋 上濕布，靜置12h以上。三種不同含水率分別控制圓錐入土深度大致 在 34mm、7 9mm、1517mm。2、裝土進杯：將任一含水率的調(diào)土皿中的土膏用調(diào)土刀充分攪拌 均勻后，填入調(diào)土杯中，填滿后刮平表面；將杯放在聯(lián)合測定儀的升 降杯座上。3、放錐入土：在圓錐上抹一薄層凡士林，接通電源，使電磁鐵吸住圓錐；調(diào)整升降座， 使圓錐尖接觸試樣面。調(diào)節(jié)讀數(shù)零點，關(guān)斷電源，使圓錐失磁而自重下沉土中。 約5s后，測

11、 讀圓錐入土深度。旋轉(zhuǎn)土杯，改變錐尖與土體接觸位置，重復(fù)兩次。要盡量使三個點相隔最圖3- 2聯(lián)合液塑限測定儀dLo y on" 74、測含水率：取下調(diào)土杯，取錐體附近的試 樣不少于10g,放入稱量鋁合內(nèi)，測定含水率。重 復(fù)以上步驟，再測定另兩試樣的圓錐入土深度及 含水率。5、填寫試驗報告。四、成果整理1、計算三次試驗試樣的含水率w及相應(yīng)的圓錐平均入土深度ho2、繪制曲線：以含水率w為橫坐標(biāo)，以圓錐 入土深度h為縱坐標(biāo)，在雙對數(shù)坐標(biāo)紙上繪制 w-h 關(guān)系曲線，三點應(yīng)在一直線上。當(dāng)三點不在一直線上時，將高含水率的點與其余兩點連成直線并在入土深度為2mm處查得相應(yīng)兩個含水率。當(dāng)兩個含水率差值小于 2%時，應(yīng)以該兩點含水率骨水率"的平均值與高含水率的點連成一直線，作為關(guān)系遠，得到h1, h2, h3,相互誤差不得超過 0.5mm。圖3- 3錐入深度與含水率關(guān)系圖A線一三點在同一直線上B線一三點不在同一直線上 直線 （ 圖 3- 3） ，否則應(yīng)重做試驗。3、確定液、塑限：在w-h 關(guān)系圖上查得入土深度為10mm 所對應(yīng)的含水率為10mm 液限（即習(xí)慣的錐式儀液限）, 查得深度為2mm 所對應(yīng)的含水率為塑限