土工試驗分析

1、土工試驗分析第一節(jié) 土工試驗概述.土與土工試驗方法的含義巖石風(fēng)化后經(jīng)搬運(yùn)、堆積（沉積）等過程形成的疏松沉積物稱為“土”。土由礦 物顆粒構(gòu)成骨架，顆粒骨架之間的孔隙中有水和空氣。骨架、水、氣組成了土的 三相體系，土的三相之間量的比例關(guān)系決定了土的物理力學(xué)性質(zhì)。測定各項物理 力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)的試驗方法稱為“土工試驗方法”。.土工試驗與工程的關(guān)系“土工試驗”是測定各類工程地基土和填筑料工程性質(zhì)的試驗。試驗測得的數(shù)據(jù) 經(jīng)整理、計算、分析，為工程設(shè)計和施工提供可靠的依據(jù)、參數(shù)或結(jié)論。在建筑 地基施工和檢測中需要采用有針對性的“土工試驗”項目確定建筑地基或填筑 體是否滿足設(shè)計和使用要求。第二節(jié)土的工程分類建筑

2、工程中，土的工程分類按土的基本工程屬性（如：粒徑、級配、塑性、壓縮 性等）分成幾大類。土的合理分類具有實際意義，工程中按類別可大致判斷土的 工程特征，評價不同類別地基的強(qiáng)度，評價不同土類作為建筑材料的適宜性等。 建筑工程中一般將土分為兩大類，即：粗粒土類和細(xì)粒土類。第三節(jié)土的基本物理性質(zhì)指標(biāo).土的三相組成通常，土是由三相組成，礦物顆粒叫固相；水溶液叫液相；空氣叫氣相。礦 物顆粒構(gòu)成土的骨架，空氣與水則填充骨架間的孔隙。礦物顆粒有大有小，且性 質(zhì)和礦物成分不同。土中的水也不完全是一種形態(tài)，可以處于液態(tài)，也可呈固態(tài) 的冰，氣態(tài)的水蒸氣；土中的空氣，有的是與外面連通，容易排出，有的是在封 閉孔中，受

3、壓時可壓縮。在淤泥與泥炭地還有可燃?xì)怏w。不同土類三相的體積與 質(zhì)量是不相同的，并隨著條件的變化，三相組成的體積與質(zhì)量也會變化。表示三 相組成比例關(guān)系的指標(biāo)稱為土的三相比例指標(biāo)，即土的基本物理性質(zhì)指標(biāo)。.土的基本物理性質(zhì)指標(biāo)含水率（W ） - 土中水的質(zhì)量與土顆粒質(zhì)量之比，以百分?jǐn)?shù)表示。密度（P ） 土的單位體積質(zhì)量。比重（Gs ） - 土顆粒質(zhì)量與同體積的4 C時水的質(zhì)量之比。干密度（P d）+干土的單位體積質(zhì)J。、t r 孔隙比（e） 土中孔隙體積與土粒體積之比，以小數(shù)計。 孔隙度（n ） 土中孔隙體積與全部體積之比，以百分?jǐn)?shù)計。 飽和度（Sr ） 土的孔隙中被水所充滿的程度，以百分?jǐn)?shù)計。以

4、上含水率、密度、比重、三項指標(biāo)是通過試驗實測獲得，稱為實測指標(biāo)。十密度、孔隙比、孔隙度、飽和度指標(biāo)是通過實測指標(biāo)計算所得，稱為計算指標(biāo)。實 測和計算指標(biāo)統(tǒng)稱為土的基本物理性質(zhì)指標(biāo)第四節(jié)含水率試驗土的含水率定義為試樣在105110 C溫度下烘至恒量時所失去的水質(zhì)量 和達(dá)恒量后干土質(zhì)量的比值，以百分?jǐn)?shù)表示。含水率室內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)試驗方法為烘干法。(l )本試驗方法適用于粗粒土、細(xì)粒土、有機(jī)質(zhì)土和凍土。(2)本試驗所用的主要儀器設(shè)備，應(yīng)符合下列規(guī)定：)電熱烘箱：應(yīng)能控制溫度為105110 C。)天平：稱量200g，最小分度值0.01g；稱量1000g，最小分度值0.1g。(3 )含水率試驗，應(yīng)按下列步驟進(jìn)行

5、：1)取具有代表性試樣1530g或用環(huán)刀中的試樣，有機(jī)質(zhì)土、砂類土和整體狀 構(gòu)造凍土為50g，放入稱量盒內(nèi)，蓋上盒蓋，稱盒加濕土質(zhì)量，準(zhǔn)確至0.01g。2 )打開盒蓋，將盒置于烘箱內(nèi)，在105 一 110 C的恒溫下烘至恒量。烘干時間對粘土、粉土不得少于8h，對砂土不得少于6h，對含有機(jī)質(zhì)超過十 土質(zhì)量5 %的土，應(yīng)將溫度控制在6570 C的恒溫下烘至恒量。3)將稱量盒從烘箱中取出，蓋上盒蓋，放入干燥容器內(nèi)冷卻全室溫，稱盒加十 土質(zhì)量，準(zhǔn)確至0.01g。(4 )試樣的含水率，應(yīng)按下式計算，準(zhǔn)確至0.1 %。W0=(m0/mdT)X100%式中md -十土質(zhì)量，g ；m。一濕土質(zhì)量，g。(5)本

6、試驗必須對兩個試樣進(jìn)行平行測定。測定的差值，當(dāng)含水率小于40 % 時不大于1 % ;當(dāng)含水率等于大于40 %時不大于2 %，對層狀和網(wǎng)狀構(gòu)造的 凍土不大于3 %。取兩個測值的平均值，以百分?jǐn)?shù)表示。第五節(jié)密度試驗1 .環(huán)刀法(1 )本試驗方法適用于細(xì)粒土。本試驗所用的主要儀器設(shè)備，應(yīng)符合下列規(guī)定：)環(huán)刀：內(nèi)徑61.8mm和79.8mm，高度20mm。)天平：稱量500g，最小分度值0.1g；稱量200g，最小分度值0.01g。環(huán)刀切取試樣時，應(yīng)在環(huán)內(nèi)壁涂一薄層凡士林，刃口向下放在土樣頂面， 邊壓邊削，全土樣高出環(huán)刀，用鋼絲鋸整平環(huán)刀兩端土樣，擦凈環(huán)刀外壁，稱環(huán) 刀和土的總質(zhì)量，并取余土測定含水量

7、。（4 ）試樣的濕密度，應(yīng)按下式計算：p =m /v式中p 試樣的濕密度（g/cm3），準(zhǔn)確到0.01g/cm3。（5 ）試樣的干密度，應(yīng)按下式計算：p d=p 0/（1+0.01w0）（6）本試驗應(yīng)進(jìn)行兩次平行測定，值的平均值。第六節(jié)回填土試驗在建設(shè)工程中，回填或換填法大量應(yīng)用，填筑材料有素土、灰土、三合土（石 灰、土、碎石）、砂石等，填筑料經(jīng)分層鋪設(shè)并壓實，達(dá)到預(yù)定要求。填土的壓 實質(zhì)量的好壞，對建筑物的沉降、甚至安危有極大的關(guān)系，填土的施工質(zhì)量必須 在施工現(xiàn)場進(jìn)行分層檢測，檢測不合格，必須返工，以達(dá)到設(shè)計要求值為準(zhǔn)。換填土施工檢測數(shù)量：對1000m2以上的基坑每100 m2不少于1點，對

8、基槽每 20延米不少于1點，每個單獨(dú)柱基不少于1個點。填土的施工質(zhì)量檢測一般采用密度試驗，即取壓實土試樣檢測密實度、含水率、 計算干密度。對于素土、灰土填土類，可采用環(huán)刀法測定密度，對砂石類可采用 灌水法、灌砂法測定密度。砂石的現(xiàn)場含水率快速測定可采用炒十法，土類可采 用酒精燃燒法。1 .現(xiàn)場含水率快速測定方法測定土含水率，為計算回填土夯實后的干密度用?，F(xiàn)場測定方法有：（l ） 酒精燃燒法：用盛土鋁盒稱取試樣510g （G1），加酒精充分浸透試樣并混合 均勻，然后點燃酒精，燃燒至火焰熄滅。再加酒精浸透，燃燒至火焰熄滅。重復(fù) 三次后稱取十試樣質(zhì)量（G2 ）（精確至0.1g）。含水率（W）按下式計

9、算：W=（G1-G2）/G2X100%（2 ）炒十法：用金屬容器稱取試樣200500g（G1），放在電爐或火爐上炒十， 冷卻后稱取十試樣質(zhì)量（G2），按下式計算含水率：W=（G1-G2）/G2X100%2 .現(xiàn)場密度測定（l）環(huán)刀法：儀器用具：取土環(huán)刀，包括環(huán)刀（200cm3）、環(huán)蓋及落錘（重1kg ）、 天平（稱量1kg、感量1g）、平口鏟、削土刀等。操作步驟：l ）在取土處用平口鏟挖一個20cmX20cm的小坑，挖至每層表面以下2/3深度 處；）將環(huán)刀口向下，放上環(huán)蓋，將落錘沿手桿反復(fù)自由落下，打至環(huán)蓋深入土中 約12cm，用平口鏟將環(huán)刀連同環(huán)蓋一起取出；）輕輕取下環(huán)蓋，用削土刀修平環(huán)刀兩端余土（不可用余土補(bǔ)修壓平），擦凈 環(huán)刀外壁，稱取環(huán)刀與土的質(zhì)量（準(zhǔn)確至1g）;）將環(huán)刀的土樣取出，碾碎后稱取100g，進(jìn)行含水率測定；）土濕密度計算：p 濕=（GG） /V式中p濕土濕密度，g/cm3；G1 環(huán)刀和濕土試樣共重，g ;G環(huán)刀質(zhì)量，g ;V 一環(huán)刀容積，cm3。） 土十密度的計算：p干=?濕/（1+w）式中p干一土干密度，g/cm3；p濕一土濕密度，g/cm3；W 土含水量。（2）灌水法、灌砂法參見本章密度試驗中灌水法和灌砂法。第七節(jié)壓實系數(shù)回填土或砂石