公路水運(yùn)工程土工試驗(yàn)講義-課件

公路水運(yùn)工程土工試驗(yàn)

2021年3月公路水運(yùn)工程土工試驗(yàn)

2021年3月土工檢測(cè)培訓(xùn)試樣準(zhǔn)備和制備

密度

含水率

界限含水率

比重

顆粒大小分析試驗(yàn)

土工檢測(cè)培訓(xùn)試樣準(zhǔn)備和制備土工檢測(cè)培訓(xùn)相對(duì)密度試驗(yàn)擊實(shí)試驗(yàn)

滲透試驗(yàn)

固結(jié)試驗(yàn)

直接剪切試驗(yàn)

無側(cè)限抗壓試驗(yàn)

三軸壓縮試驗(yàn)振動(dòng)三軸試驗(yàn)土工檢測(cè)培訓(xùn)相對(duì)密度試驗(yàn)培訓(xùn)依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)國家標(biāo)準(zhǔn)《土工試驗(yàn)方法》

GB/T50123-1999培訓(xùn)依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)國家標(biāo)準(zhǔn)《土工試驗(yàn)方法》GB/T501231、試樣準(zhǔn)備和制備土樣取樣的要求

樣品的接收、標(biāo)識(shí)、貯存和管理

試樣制備方法及注意事項(xiàng)

1、試樣準(zhǔn)備和制備土樣取樣的要求土樣取樣的要求土樣的要求，采取土樣的數(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)附取土記錄現(xiàn)場(chǎng)描述。土樣取樣的要求土樣的要求，采取土樣的數(shù)量應(yīng)滿足要求進(jìn)行的試驗(yàn)試驗(yàn)項(xiàng)目黏性土、粉土砂類土、圓（角）礫土原狀土（筒）擾動(dòng)土原狀土（筒）擾動(dòng)土φ10cm×20cm(g)φ10cm×20cm(g)含水率

100～300

800～1000密度1

1

顆粒密度

50

砂50；礫2000～10000顆粒分析

100～400

砂200～500；礫7000液塑限

500

收縮11000

膨脹22000

濕化11000

毛細(xì)管水上升高度11500

1500擊實(shí)

40000～50000

50000～60000滲透12000

3000～5000固結(jié)11000

試驗(yàn)項(xiàng)目黏性土、粉土砂類土、圓（角）礫土原狀土（筒）擾動(dòng)土原試驗(yàn)項(xiàng)目黏性土、粉土砂類土、圓（角）礫土原狀土（筒）擾動(dòng)土原狀土（筒）擾動(dòng)土φ10cm×20cm(g)φ10cm×20cm(g)黃土濕限2

三軸壓縮410000

15000直接剪切25000

殘余強(qiáng)度25000

無側(cè)限抗壓強(qiáng)度1

相對(duì)密度

3000～6000天然坡角

5000易溶鹽

均質(zhì)500，非均質(zhì)1000

中溶鹽

均質(zhì)500，非均質(zhì)1000

難溶鹽

均質(zhì)500，非均質(zhì)1000

有機(jī)質(zhì)

均質(zhì)500，非均質(zhì)1000

陽離子交換量

均質(zhì)500，非均質(zhì)1000

蒙脫石

均質(zhì)500，非均質(zhì)1000

試驗(yàn)項(xiàng)目黏性土、粉土砂類土、圓（角）礫土原狀土（筒）擾動(dòng)土原樣品的接收、標(biāo)識(shí)、貯存和管理土樣送達(dá)試驗(yàn)單位，必須附送樣單及試驗(yàn)委托書或其他有關(guān)資料。送樣單位應(yīng)有原始記錄和編號(hào)。內(nèi)容應(yīng)包括工程名稱、試坑或鉆孔編號(hào)、高程、取土深度、取樣日期。如原狀土應(yīng)有地下水位高程、土樣現(xiàn)場(chǎng)鑒別和描述及定義、取土方法等。試驗(yàn)委托書應(yīng)包括工程名稱、工程項(xiàng)目、試驗(yàn)?zāi)康?、試?yàn)項(xiàng)目、試驗(yàn)方法及要求。樣品的接收、標(biāo)識(shí)、貯存和管理土樣送達(dá)試驗(yàn)單位，必須附送樣單及例如原狀土進(jìn)行力學(xué)性試驗(yàn)時(shí)，試樣是在天然含水率狀態(tài)下還是飽和狀態(tài)下進(jìn)行；剪切試驗(yàn)的儀器（三軸或直剪）；剪切試驗(yàn)方法（快剪、固快，不固結(jié)不排水、固結(jié)不排水等）；剪切和固結(jié)的最大荷重；滲透試驗(yàn)是垂直還是水平方向，求哪一級(jí)荷重或某一個(gè)干密度（孔隙比）下的固結(jié)系數(shù)或濕陷、滲透系數(shù)；黃土壓縮試驗(yàn)提出設(shè)計(jì)荷重。擾動(dòng)土樣的力學(xué)性試驗(yàn)要提出初步設(shè)計(jì)干密度和施工現(xiàn)場(chǎng)可能達(dá)到的平均含水率等。例如原狀土進(jìn)行力學(xué)性試驗(yàn)時(shí)，試樣是在天然含水率狀態(tài)下還是飽和試驗(yàn)單位接到土樣后，應(yīng)按試驗(yàn)委托書驗(yàn)收。驗(yàn)收中需查明土樣數(shù)量是否有誤，編號(hào)是否相符，所送土樣是否滿足試驗(yàn)項(xiàng)目和試驗(yàn)項(xiàng)目和試驗(yàn)方法的要求。必要時(shí)可抽驗(yàn)土樣質(zhì)量，驗(yàn)收后登記，編號(hào)。登記內(nèi)容包括：工程名稱、委托單位、送樣日期、土樣室內(nèi)編號(hào)和野外編號(hào)、取土地點(diǎn)和取土深度、試驗(yàn)項(xiàng)目的要求以及要求提出成果的日期等。試驗(yàn)單位接到土樣后，應(yīng)按試驗(yàn)委托書驗(yàn)收。驗(yàn)收中需查明土樣數(shù)量試驗(yàn)委托書工程名稱委托單位送樣日期送樣人聯(lián)系人及電話監(jiān)理及電話郵寄地址郵編檢測(cè)內(nèi)容（檢測(cè)依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)）試驗(yàn)費(fèi)用付款方式交付方式報(bào)告份數(shù)試驗(yàn)后試樣處理方式試驗(yàn)委托書委托單位送樣日期送樣人聯(lián)系人及電話監(jiān)理及電話郵寄地土樣送交試驗(yàn)單位驗(yàn)收、登記后，即將土樣按順序妥善存放，應(yīng)將原狀土樣和保持天然含水率的擾動(dòng)土樣置于陰涼的地方，盡量防止擾動(dòng)和水分蒸發(fā)。土樣從取樣之日起至開始試驗(yàn)的時(shí)間不應(yīng)超過3周。土樣經(jīng)過試驗(yàn)之后，余土應(yīng)貯存于適當(dāng)容器內(nèi)，并標(biāo)記工程名稱及室內(nèi)土樣編號(hào)妥善保管，以備審核試驗(yàn)成果之用。一般保存到試驗(yàn)報(bào)告提出1個(gè)月以后，委托單位對(duì)試驗(yàn)報(bào)告未提出任何疑義時(shí)，方可處理。處理試驗(yàn)余土?xí)r要考慮余土對(duì)環(huán)境的污染、衛(wèi)生等要求。土樣送交試驗(yàn)單位驗(yàn)收、登記后，即將土樣按順序妥善存放，應(yīng)將原土樣和試樣的制備程序是試驗(yàn)工作的第一個(gè)質(zhì)量要求，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)一土樣和試樣制備方法和程序。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。原狀土的土樣制備包括開啟，切取等。這些步驟的正確與否，都直接影響試驗(yàn)成果。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)擬定土工試驗(yàn)計(jì)劃。試樣制備方法及注意事項(xiàng)

土樣和試樣的制備程序是試驗(yàn)工作的第一個(gè)質(zhì)量要求，為保證試驗(yàn)成對(duì)密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。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，盡量使土樣少受擾動(dòng)。根據(jù)力學(xué)性試驗(yàn)項(xiàng)目要求，原狀土樣同一組試樣間密度的允許差值為0.03g/cm3；對(duì)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)，不能僅規(guī)定各試樣間的允許誤差，還要規(guī)定試樣的密度及含水率的允許誤差，所以規(guī)定同一組試樣的密度與要求的密度之差不得大于0.01g/cm3；同一組試樣含水率與要求的含水率之差不得大于±1%。對(duì)密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。試對(duì)于擾動(dòng)的土樣，標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了進(jìn)行過篩程序，篩孔大小取決于試驗(yàn)所用儀器的容器大小。根據(jù)試驗(yàn)研究表明：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1/20（剪切盒內(nèi)徑為61.8mm），土樣需過2mm篩；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1/8～1/12。對(duì)于擾動(dòng)的土樣，標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了進(jìn)行過篩程序，篩孔大小取決于試驗(yàn)

目前國內(nèi)三軸試驗(yàn)一般采用39.1、61.8、101mm，其試樣的允許最大粒徑為2、5、10mm；對(duì)固結(jié)試驗(yàn)的土樣最大顆粒粒徑為容器高度的1/6～1/8，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，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。對(duì)輕型擊實(shí)試驗(yàn)的土樣過5mm篩，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)40mm篩。一般規(guī)定物理性試驗(yàn)土樣過0.5mm篩；力學(xué)性試驗(yàn)土樣過2mm篩；擊實(shí)試驗(yàn)土樣過5mm篩。目前國內(nèi)三軸試驗(yàn)一般采用39.1、61.8、101mm，其原狀土試樣制備，首先應(yīng)將土樣筒按標(biāo)明的上下方向放置，剝?nèi)ハ灧夂湍z帶，小心開啟土樣筒取出土樣，整平試樣兩端。檢查土樣結(jié)構(gòu)，并描述它的層次、氣味、顏色、有無雜質(zhì)、土質(zhì)是否均勻、有無裂縫等。為了保證試驗(yàn)成果的可靠性、當(dāng)確定土樣已受擾動(dòng)或取土質(zhì)量不符合要求時(shí)，不應(yīng)制備力學(xué)性試驗(yàn)的試樣。原狀土試樣制備，首先應(yīng)將土樣筒按標(biāo)明的上下方向放置，剝?nèi)ハ灧庠嚇语柡?/p>

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。試樣飽和方法宜根據(jù)土樣的透水性能分別采用以下方法。

1）粗粒土采用浸水飽和法，可直接在儀器上飽和。

2）滲透系數(shù)大于10-4cm/s的細(xì)粒土采用毛細(xì)管飽和法，選用拒式飽和器。將飽和器放入水箱內(nèi)，注入清水，水面不宜將試樣淹沒，使土中氣體得以排出。關(guān)上箱蓋，防止水分蒸發(fā)，借土的毛細(xì)管作用，使試樣飽和。浸水時(shí)間不少于兩晝夜。試樣飽和3）滲透參數(shù)小于等于10-4cm/s的細(xì)粒土采用抽氣飽和法，選用框式或疊式飽和器和真空飽和裝置。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。對(duì)于不則孔隙水壓力的試驗(yàn)，一般認(rèn)為，飽和度大于95%即為飽和，對(duì)需要測(cè)定孔隙水壓力參數(shù)的試驗(yàn)，對(duì)飽和度的要求較高（99%以上）宜采用二氧化碳或反壓力飽和。3）滲透參數(shù)小于等于10-4cm/s的細(xì)粒土采用抽氣飽和法，①二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排出。二氧化碳是氣體，用一種氣體驅(qū)趕另一種氣體，不會(huì)出現(xiàn)氣泡阻滯現(xiàn)象。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?，繼續(xù)水頭飽和時(shí)，又可以成為一種液體（水）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。①二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。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)的孔隙氣體在壓力作用下完全溶解于水中，在增大孔隙水壓力的同時(shí)，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。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土的三相比例指標(biāo)換算公式土的三相比例指標(biāo)換算公式2、密度

土的密度是指土的單位體積質(zhì)量。通常對(duì)于一般的粘質(zhì)土，都應(yīng)用環(huán)刀法。這種方法適用于容易成型的粘性土試樣。而對(duì)于土樣易碎裂、難以切削，可用蠟封法。2、密度土的密度是指土的單位體積質(zhì)量。通常對(duì)于一環(huán)刀法用環(huán)刀切取土樣，為防止土樣擾動(dòng)，先切取一個(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。對(duì)于含水率較高的土，在刮平環(huán)刀兩面時(shí)要細(xì)心，最好一次刮平，防止水分損失。另外，環(huán)刀由于經(jīng)常使用，會(huì)產(chǎn)生不斷磨損，應(yīng)根據(jù)情況加以校正，以保證試驗(yàn)精度。環(huán)刀法環(huán)刀法切取過程環(huán)刀法切取過程蠟封法蠟封法適用于粘性土，特別對(duì)于不能用環(huán)刀切取的堅(jiān)硬、易碎或形狀不規(guī)則的土樣較為理想。但對(duì)于大孔土?xí)篂槿巯灲胪恋目紫抖绊懫渚?。在?shí)際操作中特別需要注意的問題如下：①關(guān)于蠟的溫度問題如果蠟的溫度過高，對(duì)于試樣的含水率和結(jié)構(gòu)都會(huì)造成一定的影響，而溫度太低會(huì)使蠟熔解不均勻，不易封好蠟皮。因此要求的溫度為剛過熔點(diǎn)。②封蠟的方法為避免易碎土樣的擾動(dòng)和有氣泡封閉在土與蠟中間，規(guī)程采用將土樣一次徐徐沉浸在蠟中。因?yàn)槊糠N蠟的密度不同，所以在每次試驗(yàn)前須測(cè)定蠟的密度。蠟封法注意事項(xiàng)平行差值不得大于0.03g/cm3

注意事項(xiàng)3、含水率

土的含水率是指土在105～110℃下烘干到恒量所失去的水分質(zhì)量和達(dá)恒量后干土質(zhì)量的比值，以百分?jǐn)?shù)表示。以烘干法為室內(nèi)試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)方法。3、含水率土的含水率是指土在105～110℃下烘干到恒量測(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。烘干法：將試樣放入溫度能保持在105～110℃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)簡(jiǎn)便，結(jié)果穩(wěn)定。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)。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、比重酒精燃燒法：在試樣中放入酒精，利用酒精在試樣上燃燒，使土中水分蒸發(fā)，將土烤干，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。由于此法難以控制105～110℃的恒溫條件，與定義不完全符合，故一般在現(xiàn)場(chǎng)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。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。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105～110℃，炒干法溫度在100～150℃，所測(cè)的含水率略大于烘干法。酒精燃燒法：在試樣中放入酒精，利用酒精在試樣上燃燒，使土中水比重法：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，故此法僅適用于砂性土。實(shí)容積法：根據(jù)波義爾一馬略特定律設(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。該法的原理是波義爾一馬略特定律，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。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，間接微波法：微波加熱是近十幾年來才發(fā)展的一門新技術(shù)。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)。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)。顯然，快速干燥工藝在土工試驗(yàn)中具有重要的意義。但微波加熱的溫度如何控制，烘干時(shí)間采用多長(zhǎng)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)。微波法：微波加熱是近十幾年來才發(fā)展的一門新技術(shù)。微波是一種超核子射線法：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)。目前我國已有相當(dāng)數(shù)量各類進(jìn)口的和國產(chǎn)的核子水分一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。水利部已制定核子水分一密度儀現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試規(guī)程。用表層型核子水分一密度儀測(cè)定材料密度和含水率是一種間接的物理測(cè)量方法。其測(cè)量依據(jù)是儀器所記錄到的γ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(chǎng)測(cè)量所記錄的γ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。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)迅在含水率測(cè)定中，由于下列原因可能產(chǎn)生誤差：①試樣的代表性不夠，特別對(duì)于成層土以及粗細(xì)混合的土樣，所以取樣要有代表性。②試樣數(shù)量太少，如試樣數(shù)量較多，所得的結(jié)果準(zhǔn)確性高。③土樣在運(yùn)輸和存放期間保護(hù)不當(dāng)，形成稱土前水分蒸發(fā)或稱干土前吸水。④烘箱溫度不正確，或試樣尚未達(dá)到恒量而從烘箱中取出。⑤試樣容器稱量不準(zhǔn)。為了消除誤差，所用設(shè)備應(yīng)定期進(jìn)行檢查，在操作中要細(xì)心。在含水率測(cè)定中，由于下列原因可能產(chǎn)生誤差：按《鐵路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》填料分類按《鐵路工程巖土分類標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范》分類取試樣質(zhì)量（g)細(xì)粒土粉土、黏性土15～30粗粒土砂類土、有機(jī)土30～50圓礫或角礫250～500碎石類土碎石類土500～1000按《鐵路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》填料分類按《鐵路工程巖土分類標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范》土樣編號(hào)土的物理性試驗(yàn)指標(biāo)含水率濕密度干密度土粒比重試樣上部試樣下部試樣兩側(cè)試樣加荷后wrrdGs%g/cm3g/cm3---N-230.129.729.227.71.971.512.74444.038.740.835.31.851.282.74633.734.834.437.81.921.442.73835.436.435.933.81.851.372.721038.638.339.639.71.841.332.741225.025.125.526.22.001.602.741436.234.433.432.91.941.422.701644.746.346.249.21.761.222.731844.133.646.051.71.761.222.732031.540.536.440.51.841.402.732237.334.336.238.81.861.352.732433.234.633.135.01.891.422.732635.533.232.032.91.901.402.73土樣編號(hào)土的物理性試驗(yàn)指標(biāo)含水率濕干土粒試樣試樣試樣試樣wr注意事項(xiàng)1.粘土烘干不少于8h,砂土不少于6h,有機(jī)質(zhì)超過5%控制溫度65-70度2.含水率<10%,含水率平行誤差≤0.5%含水率在10-40%,含水率平行誤差≤1.0%含水率>40%,含水率平行誤差≤2.0%3.適用于有機(jī)質(zhì)含量<5%

有機(jī)質(zhì)含量在5%-10%,需注明其含量4酒精純度為95%注意事項(xiàng)4、界限含水率

粘性土的狀態(tài)隨著土中水量的變化而變化。各種粘土有一個(gè)處于塑性狀態(tài)的含水率范圍。界限含水率就是這個(gè)范圍的量度值。1911年瑞典科學(xué)家阿太堡（Atterberg）將土從液態(tài)過渡到固態(tài)的過程分為五個(gè)階段，規(guī)定了各個(gè)界限含水率，稱阿態(tài)堡限度。4、界限含水率粘性土的狀態(tài)隨著土中水量的變化而變化。各種粘界限含水率試驗(yàn)方法，目前國際上測(cè)定液限的方法是碟式儀和圓錐儀法。各國采用的碟式儀和圓錐儀規(guī)格不盡相同。對(duì)試驗(yàn)結(jié)果有影響。國際上對(duì)液限的測(cè)定雖然沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，但各國的標(biāo)準(zhǔn)均以美國卡氏蝶式作為比較基礎(chǔ)。目前英國采用圓錐儀法也是與蝶式液限等的，我國長(zhǎng)期使用76g圓錐，根據(jù)幾十年的使用實(shí)踐，認(rèn)為圓錐儀法操作簡(jiǎn)單，所測(cè)數(shù)據(jù)比較穩(wěn)定，標(biāo)準(zhǔn)易于統(tǒng)一，所以我國仍用圓錐儀，但標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)與碟式儀等效。界限含水率試驗(yàn)方法，目前國際上測(cè)定液限的方法是碟式儀和圓錐儀光電式液塑限測(cè)定儀光電式液塑限測(cè)定儀聯(lián)合測(cè)定法的理論依據(jù)是圓錐入土深度與相應(yīng)含水率在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)上具有直線關(guān)系。聯(lián)合測(cè)定儀測(cè)定液限和塑限試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的確定是采用與碟式儀法測(cè)定液限時(shí)土的抗剪強(qiáng)度相一致的方法，即確定圓錐儀入土深度為多大時(shí)即強(qiáng)度一致。因?yàn)橐合奘窃嚇訌恼硿后w狀態(tài)變成粘滯塑性狀態(tài)時(shí)的含水率，在該界限時(shí)，試樣出現(xiàn)一定的流動(dòng)壓力，即最小量度的抗剪強(qiáng)度，理論上是強(qiáng)度“從無到有”的分界點(diǎn)，這是采用各種方法等效的標(biāo)準(zhǔn)。碟式儀法測(cè)定土的液限狀態(tài)時(shí)的不排水強(qiáng)度為2～3kPa而我國采用76g圓錐入土深度10mm時(shí)的含水率作為液限時(shí)其強(qiáng)度是8.4kPa，比其他標(biāo)準(zhǔn)下的強(qiáng)度高得多，實(shí)際上該液限不是土的真正液限，數(shù)值比國際上公認(rèn)的碟式儀標(biāo)準(zhǔn)小，不能反映土的真正物理狀態(tài)，所以國際中規(guī)定液限是76g錐入土深度為17mm時(shí)含水率。同時(shí)給出76g錐入土深度為10mm的液限是為了配合其他標(biāo)準(zhǔn)使用。塑限試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)同樣采用強(qiáng)度等效的方法。聯(lián)合測(cè)定法的理論依據(jù)是圓錐入土深度與相應(yīng)含水率在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)上聯(lián)合測(cè)定法應(yīng)注意的問題1）試樣制備及測(cè)點(diǎn)的分布進(jìn)行液塑限聯(lián)合測(cè)定可采用三皿法或一皿法，即制備三份不同含水量的試樣進(jìn)行測(cè)定為三皿法。先制備一份含水量的試樣，然后增加水分或減小水量進(jìn)行逐點(diǎn)測(cè)定稱一皿法。實(shí)際試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)若三份試樣取得不均勻會(huì)影響試驗(yàn)結(jié)果。但一皿法可克服這個(gè)缺點(diǎn)，但含水率從小到大，或從大到小試樣一定要調(diào)勻。測(cè)點(diǎn)的分布一般設(shè)三個(gè)測(cè)點(diǎn)，相鄰的含水率差別大些，測(cè)得三點(diǎn)的入土深度間距也大些。在圖上分布比較均勻，一般入土深度控制在2～17mm，最低一點(diǎn)差取2～3mm制樣比較困難，土樣不易調(diào)勻，根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)可取4～5mm，第二點(diǎn)9～11mm，最高點(diǎn)在16～17mm。

聯(lián)合測(cè)定法應(yīng)注意的問題2）圓錐下沉深度的標(biāo)準(zhǔn)讀數(shù)時(shí)間。對(duì)高液限的粘質(zhì)土和粉質(zhì)土，錐體下沉后在較短時(shí)間內(nèi)穩(wěn)定。5s、15s、30s、的讀數(shù)保持不變，而對(duì)低液限的粉質(zhì)土，由于試樣在錐體作用下發(fā)生排水，使錐體繼續(xù)下沉，有時(shí)長(zhǎng)達(dá)數(shù)分鐘后才能穩(wěn)定，若待錐體持續(xù)下沉很長(zhǎng)時(shí)間再讀數(shù)。此時(shí)含水率和強(qiáng)度均有變化，求得的結(jié)果不能反映試樣的真實(shí)情況，因此，原則上當(dāng)錐體很快下沉轉(zhuǎn)變?yōu)榫徛鋭?dòng)下沉?xí)r就讀數(shù)，但這很難做到，為了盡可能避免蠕動(dòng)的影響，規(guī)定以5s作為錐體下沉的讀數(shù)時(shí)間。2）圓錐下沉深度的標(biāo)準(zhǔn)讀數(shù)時(shí)間。3）對(duì)聯(lián)合測(cè)定儀的要求。聯(lián)合測(cè)定法要求儀器滿足兩個(gè)條件，一是能自動(dòng)放錐，二是入土深度的讀數(shù)準(zhǔn)確到0.2mm。圓錐儀表面應(yīng)光滑，錐尖要保持完整。為保證測(cè)試成果的準(zhǔn)確性，勿使錐尖碰硬物，使用一段時(shí)間后，應(yīng)進(jìn)行錐尖磨損情況的檢查，其方法是用一塊規(guī)，將圓錐儀放入快規(guī)孔中，用手指輕輕撫摩，當(dāng)感覺不到錐尖時(shí)，要更換錐體。3）對(duì)聯(lián)合測(cè)定儀的要求。用于土的工程分類，液、塑限對(duì)細(xì)粒土的鑒別和分類提供了非常有用的資料，我國《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》以塑性指數(shù)將細(xì)粒土分為：

IP＞17

粘土

10＜IP≤17

粉質(zhì)粘土

應(yīng)用液性指數(shù)判別土的狀態(tài)，分為：

IL＜0

堅(jiān)硬

0＜IL≤0.25

硬塑

0.25＜IL≤0.75

可塑

0.75＜IL≤1.0

軟塑

IL＞1.0

流塑用于土的工程分類，液、塑限對(duì)細(xì)粒土的鑒別和分類提供了非常有用塑性指數(shù)反映的只是液、塑限的差值，并未說明兩個(gè)界限含水率的絕對(duì)值。實(shí)際上液、塑限差值相等的兩種土：一種是絕對(duì)值均高，一種是絕對(duì)值均低，兩種土的性質(zhì)截然不同。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，土的性質(zhì)既隨塑性指數(shù)，也隨界限含水率所處位置而變化。目前對(duì)細(xì)粒土分類采用的塑性圖就是既考慮塑性指數(shù)，又考慮了土的液限大小，比單用塑性指數(shù)更為合理。塑性指數(shù)反映的只是液、塑限的差值，并未說明兩個(gè)界限含水率的絕將三個(gè)含水率與相應(yīng)的圓錐下沉深度繪于雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)紙上，三點(diǎn)邊直線，如A線；如三點(diǎn)不在一直線上，通過高含水率的一點(diǎn)與其余兩點(diǎn)連兩根直線，在下沉深度為2mm處查得相應(yīng)的兩個(gè)含水率，如差值不超過2%，用平均值的點(diǎn)與高含水率點(diǎn)作為一直線，如B線。若含水率差值超過2%，應(yīng)補(bǔ)做試驗(yàn)。將三個(gè)含水率與相應(yīng)的圓錐下沉深度繪于雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)紙上，三點(diǎn)邊5、比重

土粒比重是土粒在溫度105~110℃下，烘至恒值時(shí)的質(zhì)量與同體積4℃時(shí)純水質(zhì)量的比值。按土樣的粒徑小于5mm的，用比重瓶法;大于5mm的土，其中含大于20mm顆粒小于10%時(shí)，用浮稱法；含大于20mm顆粒大于10%時(shí)，用虹吸筒法進(jìn)行；粒徑小于5mm部分用比重瓶法進(jìn)行，取其加權(quán)平均值作為土粒的比重。

5、比重土粒比重是土粒在溫度105~110℃下，烘至恒值試驗(yàn)用水，規(guī)定為純水，不含任何被溶解的固體物質(zhì)。排氣的方法為煮沸或用真空抽氣法。當(dāng)試樣為砂樣或使用中性液體時(shí)可采用真空抽氣法。當(dāng)試樣含有機(jī)質(zhì)、水溶鹽、親水膠體時(shí)，試驗(yàn)中不能使用純水而要使用中性液體代替。關(guān)于中性液體多采用煤油，由于中性液體的比重不同，故采用本法時(shí)，必須同時(shí)測(cè)定比重瓶加中性液體的質(zhì)量和中性液體的比重。排除土中空氣時(shí)，因?yàn)槿缑河鸵子谌紵时仨氂谜婵粘闅夥ù嬷蠓蟹?。注意事?xiàng)試驗(yàn)用水，規(guī)定為純水，不含任何被溶解的固體物質(zhì)。排氣的方法為注意事項(xiàng)煮沸時(shí)間粘土及粉質(zhì)粘土不少于1h,砂及砂質(zhì)粉土不少于30min

抽真空時(shí)間通常為1-2h

平行差值不大于0.02.比重瓶的校正。通常根據(jù)本地區(qū)一年內(nèi)溫度變化的情況選擇若干個(gè)控制溫度，實(shí)測(cè)各溫度下的瓶、水總質(zhì)量；繪制溫度與瓶、水總質(zhì)量的關(guān)系曲線供試驗(yàn)時(shí)查用。注意事項(xiàng)煮沸時(shí)間粘土及粉質(zhì)粘土不少于1h,砂及砂質(zhì)粉土不少于6、顆粒大小分析試驗(yàn)

顆粒大小分析是測(cè)定干土中各種粒組所占該土總質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)的方法。采用的方法主要有篩分法、比重計(jì)法。試樣通?？煞譃闊o凝聚性土、含粘性土粒的砂性土和細(xì)粒土。對(duì)于無凝聚性土按下表規(guī)定數(shù)量取出試樣。將試樣烘干過篩后分別稱出篩上和篩下土質(zhì)量。6、顆粒大小分析試驗(yàn)顆粒大小分析是測(cè)定干土中各種粒組所占該土粒粒徑（mm）取樣數(shù)量（g）<2100～300<10300～1000<201000～2000<402000～4000<604000以上土粒粒徑（mm）取樣數(shù)量（g）<2100～300<10300含有粘性土的砂性土首先將土樣放在橡皮板上用木碾將粘結(jié)的土團(tuán)充分碾散，用四分對(duì)角法取代表性試樣，置于盛有清水的瓷盆中，用攪棒攪拌，使試樣充分浸潤和粗細(xì)顆粒分離。將浸潤后的混合液過2mm細(xì)篩，邊攪拌邊沖洗邊過篩，直到篩上僅留2mm的土粒為止。然后將篩上的土風(fēng)干稱量。用帶橡皮頭的研杵研磨小于2mm的混合液，稍沉淀后，將上部懸液過0.075mm洗篩。再向瓷盆加清水研磨，將上部懸液過篩。如此反復(fù)，直至盆內(nèi)懸液澄清，最后將盆中全部土粒倒在洗篩上，用水清洗，直至篩上僅存0.075mm的凈砂為止。將0.075mm的篩上砂粒洗入蒸發(fā)皿內(nèi)，傾去上部清水，烘稱量，進(jìn)行細(xì)篩分析。含有粘性土的砂性土細(xì)粒土首先取代表性土樣碾散后拌和均勻，稱取試樣約30g備用。將制備好的試樣倒入三角燒瓶中，注入約200ml純水，浸泡時(shí)間不少于18h。稍加搖蕩后，放在電熱器上，煮沸。煮沸時(shí)間從水沸騰開始，粘土和不易分散的土，通常煮沸1h左右。將冷卻后的液體的上部懸液倒入量筒，再加水?dāng)嚢?，靜置約1min，再將上部懸液倒入量筒，臺(tái)此反復(fù)，直至懸液澄清為止。將其余全部倒至篩上沖洗。

細(xì)粒土

將篩上的顆粒洗入蒸發(fā)皿，傾去上部清水，烘干稱量，然后過篩。注純水入量筒，加4%濃度的六偏磷酸鈉約10ml于量筒溶液中，使筒內(nèi)懸液達(dá)1000ml。用攪拌器在量筒內(nèi)沿整個(gè)懸液深度上下攪拌約1min，往復(fù)各約30次，取出攪拌器，同時(shí)開支動(dòng)秒表。測(cè)經(jīng)0.5、1、2、5、15、30、60、120和1440min比重計(jì)讀數(shù)，根據(jù)試樣情況的實(shí)際需要，可增加比重計(jì)讀數(shù)或縮短最后一次讀數(shù)的時(shí)間。每次讀數(shù)均應(yīng)在預(yù)定時(shí)間前10～20S將比重計(jì)小心放入懸液接近讀數(shù)的深度，并須注意比重計(jì)浮泡應(yīng)保持在量筒中部位置，不得貼近筒壁。比重計(jì)讀數(shù)均以彎液面上緣為準(zhǔn)。將篩上的顆粒洗入蒸發(fā)皿，傾去上部清水，烘干稱量，然后過篩。公路水運(yùn)工程土工試驗(yàn)講義_課件顆粒大小分配曲線顆粒大小分配曲線7相對(duì)密度試驗(yàn)相對(duì)密度試驗(yàn)是指無粘性土處于最松狀態(tài)的孔隙比與天然狀態(tài)孔隙比之差和最松狀態(tài)孔隙比與最緊密狀態(tài)的孔隙比之差的比值。適用于顆粒直徑小于5mm能自由排水的砂礫土。7相對(duì)密度試驗(yàn)相對(duì)密度試驗(yàn)是指無粘性土處于最松狀態(tài)的孔隙最大孔隙比的測(cè)定稱取烘干試樣或充分風(fēng)干試樣700g，準(zhǔn)確至1g，均勻倒入量筒，以手掌或橡皮堵住量筒口，將量筒倒轉(zhuǎn)，然后迅速轉(zhuǎn)回原來位置，如此反復(fù)幾次，記下體積的最大值，估讀5cm3。最小孔隙比的測(cè)定將代表性試樣分三次倒入1000cm3容器內(nèi)，用振動(dòng)叉以每分鐘150-200次敲打容器兩側(cè)，同時(shí)用擊錘于試樣表面每分鐘錘擊30-60次，直至體積不變。最后一次振畢，削去多余試樣，稱量，準(zhǔn)確至1g，記錄體積，計(jì)算最小孔隙比。

最大孔隙比的測(cè)定注意事項(xiàng)最大與最小密度,均需進(jìn)行2次平行試驗(yàn),其平行誤差不得超過0.03g/cm3Dr=(e-emin)/(emax-emin)密實(shí)：Dr≥0.67

中密：0.67-0.33松散：（1）稍松：0.33-0.20極松：Dr＜.20注意事項(xiàng)最大與最小密度,均需進(jìn)行2次平行試驗(yàn),其平行誤差不得8擊實(shí)試驗(yàn)試驗(yàn)?zāi)康氖怯脴?biāo)準(zhǔn)的擊實(shí)方法,測(cè)定土的密度與含水率的關(guān)系,從而確定最大干密度與最優(yōu)含水率。8擊實(shí)試驗(yàn)試驗(yàn)?zāi)康氖怯脴?biāo)準(zhǔn)的擊實(shí)方法,測(cè)定土的密度與含水率在擊實(shí)待用料中取土樣，配5種不同含水率，用內(nèi)徑為102mm，筒高為116mm，擊錘質(zhì)量為2.5kg，落距為305mm的輕型擊實(shí)儀進(jìn)行，分三層擊實(shí)，每層25擊，單位體積擊實(shí)功能為592.2kJ/m3。在擊實(shí)待用料中取土樣，配5種不同含水率，用內(nèi)徑為102mm，取代表性土樣，平鋪于不吸水的平板上，在試樣上均勻噴灑水量，裝入塑料袋后靜置放置不少于12h。取制備好的土樣分三次倒入筒內(nèi)進(jìn)行擊實(shí)，第三層擊畢，削平表面，稱量，準(zhǔn)確1g，并在試樣中心取2個(gè)15-30g土測(cè)定含水率。取代表性土樣，平鋪于不吸水的平板上，在試樣上均勻噴灑水量，裝注意事項(xiàng)每層超高不得超過6mm。1.3層--25擊(輕型),5層—56擊(重型)含水率平行誤差不得超過1%制備土樣時(shí)易采用風(fēng)干法注意事項(xiàng)每層超高不得超過6mm。公路水運(yùn)工程土工試驗(yàn)講義_課件9滲透試驗(yàn)試驗(yàn)?zāi)康氖菧y(cè)定土的滲透系數(shù)。常水頭適用于粗粒土，變水頭適用于細(xì)粒土9滲透試驗(yàn)試驗(yàn)?zāi)康氖菧y(cè)定土的滲透系數(shù)。常水頭適用于粗粒土，利用變水頭裝置進(jìn)行了滲透系數(shù)的測(cè)定，儀器型號(hào)為南55型滲透儀。滲透試樣為人工制備，控制干密度按委托方要求為最大干密度的99%。滲透試樣的制模尺寸為Ф61.8×40mm。制樣方法為：將待用料配制成一定含水率的試料，按以上干密度用擊樣法直接制備在滲透環(huán)刀內(nèi)，然后將試樣安裝至飽和器內(nèi)，將上下板夾緊，放入抽氣缸內(nèi)，采用真空抽氣法飽和。將裝有飽和試樣的環(huán)刀裝入滲透容器，然后使?jié)B透水頭升至預(yù)定高度，水頭高度根據(jù)試驗(yàn)結(jié)構(gòu)的疏松程度確定，待水頭穩(wěn)定后切斷水源，開進(jìn)水管夾，使水通過試樣，當(dāng)出水口有水溢出時(shí)開始測(cè)記變水頭管中起始水頭高度和起始時(shí)間，按一定的時(shí)間間隔測(cè)記水頭和時(shí)間的變化，并測(cè)記出水口的水溫。利用變水頭裝置進(jìn)行了滲透系數(shù)的測(cè)定，儀器型號(hào)為南55型滲透儀10固結(jié)試驗(yàn)試驗(yàn)?zāi)康氖菧y(cè)定試樣在側(cè)限與軸向排水條件下的變形和壓力,或孔隙比和壓力的關(guān)系,變形和時(shí)間的關(guān)系,以便計(jì)算土的壓縮系數(shù)\壓縮指數(shù)等10固結(jié)試驗(yàn)試驗(yàn)?zāi)康氖菧y(cè)定試樣在側(cè)限與軸向排水條件下的變形公路水運(yùn)工程土工試驗(yàn)講義_課件土料的固結(jié)試驗(yàn)在固結(jié)儀上進(jìn)行，加荷等級(jí)通?？蔀?0kPa、100kPa、200kPa、400kPa、1600kPa及3200kPa。每級(jí)加荷沉降穩(wěn)定后再下一級(jí)荷載，試樣制模尺寸為Ф61.8×20mm。變形穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)為每小時(shí)不大于0.005mm.土料的固結(jié)試驗(yàn)在固結(jié)儀上進(jìn)行，加荷等級(jí)通?？蔀?0kPa、111直接剪切試驗(yàn)是測(cè)定土的抗剪強(qiáng)度的一種常用方法.通常采用4個(gè)試樣,分別在不同的垂直壓力P下,施加水平剪切進(jìn)行剪切,求得破壞時(shí)的剪應(yīng)力.然后根據(jù)庫侖定律確定土的抗剪強(qiáng)度參數(shù)11直接剪切試驗(yàn)是測(cè)定土的抗剪強(qiáng)度的一種常用方法.通常采用公路水運(yùn)工程土工試驗(yàn)講義_課件試驗(yàn)分為快剪試驗(yàn)、固結(jié)快剪試驗(yàn)、慢剪試驗(yàn)。試樣制模尺寸為Ф61.8×20mm。快剪試驗(yàn)在3-5min剪損，剪切變形達(dá)4mm固結(jié)快剪在試樣上施加規(guī)定的垂直壓力后，待固結(jié)穩(wěn)定后，進(jìn)行剪切，速率同上。慢剪試驗(yàn)達(dá)固結(jié)穩(wěn)定后，剪切速率小于0.02mm/min。試驗(yàn)分為快剪試驗(yàn)、固結(jié)快剪試驗(yàn)、慢剪試驗(yàn)。試樣制模尺寸為Ф12無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)是試樣在無側(cè)向壓力條件下,抵抗軸向壓力的極限強(qiáng)度12無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)是試樣在無側(cè)向壓力條件下,抵抗軸向壓削切試樣，其尺寸為Ф39.1×80mm試樣兩端抹一薄層凡士林，將試樣安放到儀器底座剪切速率為1-3%/min，使試驗(yàn)在8-20min內(nèi)完成，如需測(cè)定靈敏度，將破壞后的試樣包以塑料布，用手搓捏，破壞其結(jié)構(gòu)，再搓成圓柱形，放入重塑筒內(nèi)，擠面與筒體積相等的試樣，再進(jìn)行試驗(yàn)。削切試樣，其尺寸為Ф39.1×80mm13三軸壓縮試驗(yàn)測(cè)定土的抗剪強(qiáng)度的一種方法,通常用3-4個(gè)圓柱形試樣,分別在不同的恒定周圍壓力下,施加軸向壓力至剪切破壞,然后根據(jù)摩爾-庫侖理論,示得抗剪強(qiáng)度13三軸壓縮試驗(yàn)測(cè)定土的抗剪強(qiáng)度的一種方法,通常用3-4個(gè)公路水運(yùn)工程土工試驗(yàn)講義_課件首先選取一定數(shù)量的代表性土樣，經(jīng)風(fēng)干、碾碎、過篩，測(cè)定風(fēng)干含水率，按要求的含水率算出所需加水量，將需加的水量噴灑到土料上拌勻，裝入塑料袋，置于密閉容器20h，待含水率均勻后再測(cè)定含水率。根據(jù)要求的干密度，稱取所需土質(zhì)量，按試樣高度分3層靜壓，然后將裝有試樣的飽和器置于無水的抽氣缸內(nèi)，進(jìn)行抽氣，抽氣時(shí)間為2h，再徐徐注入清水，并保持真空度穩(wěn)定。待飽和器完全被水淹沒后停止抽氣，并釋放抽氣缸的真空。試樣在水下靜止時(shí)間大于10h。飽和后的試樣放置于三軸儀底座上（三軸不固結(jié)不排水試驗(yàn)底座上放置不透水板，三軸固結(jié)不排水試驗(yàn)及三軸固結(jié)排水試驗(yàn)底座上放置透水板），套上橡皮膜，裝上壓力室，并向壓力室注滿水。首先選取一定數(shù)量的代表性土樣，經(jīng)風(fēng)干、碾碎、過篩，測(cè)定風(fēng)干含施加所需的周圍壓力，三軸不固結(jié)不排試驗(yàn)在不固結(jié)情況下直接施加偏應(yīng)力進(jìn)行剪切，試驗(yàn)過程中不排水直至試樣剪切破壞?？刂破茐臅r(shí)軸向應(yīng)變?yōu)?5%。破壞標(biāo)準(zhǔn)選取試驗(yàn)主應(yīng)力差的峰值或軸向應(yīng)變?yōu)?5%對(duì)應(yīng)的強(qiáng)度值。；三軸固結(jié)不排水試驗(yàn)在固結(jié)穩(wěn)定后不排水的條件下進(jìn)行剪切；三軸固結(jié)排水試驗(yàn)在固結(jié)穩(wěn)定后排水的條件下進(jìn)行剪切。三軸不固結(jié)不排水試驗(yàn)剪切應(yīng)變速率為1.0%/min，三軸固結(jié)不排水試驗(yàn)剪切應(yīng)變速率為0.1%/min，三軸固結(jié)排水試驗(yàn)剪切應(yīng)變速率為0.01%/min。施加所需的周圍壓力，三軸不固結(jié)不排試驗(yàn)在不固結(jié)情況下直接施加在飽和粘性土地基上施工，作為設(shè)計(jì)時(shí)的一種理想化，假定急速地填筑到所定的設(shè)計(jì)標(biāo)高，地基幾乎來不及排水固結(jié)，作為穩(wěn)定分析所需的計(jì)算參數(shù)是天然強(qiáng)度，也就是說，如果著眼于排水條件，適合這種理想狀態(tài)的室內(nèi)剪切試驗(yàn)是不固結(jié)不排水試驗(yàn)。在飽和粘性土地基上施工，作為設(shè)計(jì)時(shí)的一種理想化，假定急速地填對(duì)于筑堤分階段施工的工程，地基為提高地基承力，通常在填筑第二層填土前排水固結(jié)，此時(shí)分析地基穩(wěn)定強(qiáng)度需要的指標(biāo)是在第一層填土作用下固結(jié)后的不排水強(qiáng)度；對(duì)于土壩工程，建成多年的土壩在自重作用下已完成固結(jié)，由于庫水位突然下降（水位突然下降是指水位下降速率超過壩身材料的排水速率）時(shí)，要對(duì)壩坡進(jìn)行穩(wěn)定性驗(yàn)算，應(yīng)采作固結(jié)不排水強(qiáng)度。對(duì)于筑堤分階段施工的工程，地基為提高地基承力，通常在填筑第二對(duì)于施工緩慢，在設(shè)計(jì)中可以假定地基中由于增加應(yīng)力而產(chǎn)生的孔隙水壓力及時(shí)消散，相應(yīng)于該理想條件下的穩(wěn)定分析所需資料采用固結(jié)排水試驗(yàn)；對(duì)于土壩，當(dāng)水位徐徐下慢，壩體中的水能相應(yīng)地排出時(shí)，就采用排水剪切的強(qiáng)度參數(shù)進(jìn)行計(jì)算。對(duì)于施工緩慢，在設(shè)計(jì)中可以假定地基中由于增加應(yīng)力而產(chǎn)生的孔隙公路水運(yùn)工程土工試驗(yàn)講義_課件公路水運(yùn)工程土工試驗(yàn)講義_課件公路水運(yùn)工程土工試驗(yàn)講義_課件14振動(dòng)三軸試驗(yàn)測(cè)定飽和土在動(dòng)應(yīng)力作用下的應(yīng)力.應(yīng)變和孔隙水壓力的變化過程,從而確定其在動(dòng)力作用下的破壞強(qiáng)度（包括液化）、應(yīng)變大于10-4的動(dòng)彈性模量和阻尼比等動(dòng)力特性指標(biāo)14振動(dòng)三軸試驗(yàn)測(cè)定飽和土在動(dòng)應(yīng)力作用下的應(yīng)力.應(yīng)變和孔隙動(dòng)模量試驗(yàn)和阻尼比試驗(yàn)

(1)試樣飽和后，對(duì)試樣施加等向固結(jié)壓力，直至固結(jié)排水結(jié)束；

(2)固結(jié)完成后，關(guān)閉排水閥。在等向固結(jié)壓力和不排水情況下，施加軸向動(dòng)應(yīng)力；

(3)從較小的動(dòng)應(yīng)力開始，逐級(jí)施加動(dòng)應(yīng)力幅值，每一級(jí)動(dòng)應(yīng)力幅值連續(xù)振動(dòng)3周，測(cè)得軸向動(dòng)應(yīng)力和軸向動(dòng)應(yīng)變的滯回關(guān)系；

(4)每一級(jí)動(dòng)應(yīng)力的循環(huán)荷載結(jié)束后，打開試樣的排水閥，以消散試樣中由于振動(dòng)引起的孔隙水壓力。

動(dòng)模量試驗(yàn)和阻尼比試驗(yàn)公路水運(yùn)工程土工試驗(yàn)講義_課件

動(dòng)強(qiáng)度試驗(yàn)是試樣固結(jié)結(jié)束后在不排水的情況下施加動(dòng)應(yīng)力進(jìn)行振動(dòng)直到破壞，通過計(jì)算機(jī)采集試驗(yàn)中的動(dòng)應(yīng)力、動(dòng)應(yīng)變及動(dòng)孔壓的變化過程，在同一試驗(yàn)條件（相同的制樣干密度、固結(jié)應(yīng)力比、周圍壓力）下，分別施加4～6個(gè)不同的動(dòng)應(yīng)力進(jìn)行動(dòng)強(qiáng)度試驗(yàn)。破壞標(biāo)準(zhǔn)為全幅應(yīng)變等于5%（超靜孔隙水壓力等于周圍壓力）。動(dòng)強(qiáng)度試驗(yàn)是試樣固結(jié)結(jié)束后在不排水的情況下施加動(dòng)應(yīng)力進(jìn)行振公路水運(yùn)工程土工試驗(yàn)講義_課件在Kc=1情況下，不同的固結(jié)壓力下的σd/2σ3～Nf試驗(yàn)點(diǎn)可以歸一為一條曲線，這說明在通常的固結(jié)壓力范圍內(nèi)，液化應(yīng)力比與循環(huán)振動(dòng)次數(shù)有關(guān)，與固結(jié)壓力無關(guān)。在Kc=1情況下，不同的固結(jié)壓力下的σd/2σ3～Nf試驗(yàn)點(diǎn)公路水運(yùn)工程土工試驗(yàn)

2021年3月公路水運(yùn)工程土工試驗(yàn)

2021年3月土工檢測(cè)培訓(xùn)試樣準(zhǔn)備和制備

密度

含水率

界限含水率

比重

顆粒大小分析試驗(yàn)

土工檢測(cè)培訓(xùn)試樣準(zhǔn)備和制備土工檢測(cè)培訓(xùn)相對(duì)密度試驗(yàn)擊實(shí)試驗(yàn)

滲透試驗(yàn)

固結(jié)試驗(yàn)

直接剪切試驗(yàn)

無側(cè)限抗壓試驗(yàn)

三軸壓縮試驗(yàn)振動(dòng)三軸試驗(yàn)土工檢測(cè)培訓(xùn)相對(duì)密度試驗(yàn)培訓(xùn)依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)國家標(biāo)準(zhǔn)《土工試驗(yàn)方法》

GB/T50123-1999培訓(xùn)依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)國家標(biāo)準(zhǔn)《土工試驗(yàn)方法》GB/T501231、試樣準(zhǔn)備和制備土樣取樣的要求

樣品的接收、標(biāo)識(shí)、貯存和管理

試樣制備方法及注意事項(xiàng)

1、試樣準(zhǔn)備和制備土樣取樣的要求土樣取樣的要求土樣的要求，采取土樣的數(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)附取土記錄現(xiàn)場(chǎng)描述。土樣取樣的要求土樣的要求，采取土樣的數(shù)量應(yīng)滿足要求進(jìn)行的試驗(yàn)試驗(yàn)項(xiàng)目黏性土、粉土砂類土、圓（角）礫土原狀土（筒）擾動(dòng)土原狀土（筒）擾動(dòng)土φ10cm×20cm(g)φ10cm×20cm(g)含水率

100～300

800～1000密度1

1

顆粒密度

50

砂50；礫2000～10000顆粒分析

100～400

砂200～500；礫7000液塑限

500

收縮11000

膨脹22000

濕化11000

毛細(xì)管水上升高度11500

1500擊實(shí)

40000～50000

50000～60000滲透12000

3000～5000固結(jié)11000

試驗(yàn)項(xiàng)目黏性土、粉土砂類土、圓（角）礫土原狀土（筒）擾動(dòng)土原試驗(yàn)項(xiàng)目黏性土、粉土砂類土、圓（角）礫土原狀土（筒）擾動(dòng)土原狀土（筒）擾動(dòng)土φ10cm×20cm(g)φ10cm×20cm(g)黃土濕限2

三軸壓縮410000

15000直接剪切25000

殘余強(qiáng)度25000

無側(cè)限抗壓強(qiáng)度1

相對(duì)密度

3000～6000天然坡角

5000易溶鹽

均質(zhì)500，非均質(zhì)1000

中溶鹽

均質(zhì)500，非均質(zhì)1000

難溶鹽

均質(zhì)500，非均質(zhì)1000

有機(jī)質(zhì)

均質(zhì)500，非均質(zhì)1000

陽離子交換量

均質(zhì)500，非均質(zhì)1000

蒙脫石

均質(zhì)500，非均質(zhì)1000

試驗(yàn)項(xiàng)目黏性土、粉土砂類土、圓（角）礫土原狀土（筒）擾動(dòng)土原樣品的接收、標(biāo)識(shí)、貯存和管理土樣送達(dá)試驗(yàn)單位，必須附送樣單及試驗(yàn)委托書或其他有關(guān)資料。送樣單位應(yīng)有原始記錄和編號(hào)。內(nèi)容應(yīng)包括工程名稱、試坑或鉆孔編號(hào)、高程、取土深度、取樣日期。如原狀土應(yīng)有地下水位高程、土樣現(xiàn)場(chǎng)鑒別和描述及定義、取土方法等。試驗(yàn)委托書應(yīng)包括工程名稱、工程項(xiàng)目、試驗(yàn)?zāi)康?、試?yàn)項(xiàng)目、試驗(yàn)方法及要求。樣品的接收、標(biāo)識(shí)、貯存和管理土樣送達(dá)試驗(yàn)單位，必須附送樣單及例如原狀土進(jìn)行力學(xué)性試驗(yàn)時(shí)，試樣是在天然含水率狀態(tài)下還是飽和狀態(tài)下進(jìn)行；剪切試驗(yàn)的儀器（三軸或直剪）；剪切試驗(yàn)方法（快剪、固快，不固結(jié)不排水、固結(jié)不排水等）；剪切和固結(jié)的最大荷重；滲透試驗(yàn)是垂直還是水平方向，求哪一級(jí)荷重或某一個(gè)干密度（孔隙比）下的固結(jié)系數(shù)或濕陷、滲透系數(shù)；黃土壓縮試驗(yàn)提出設(shè)計(jì)荷重。擾動(dòng)土樣的力學(xué)性試驗(yàn)要提出初步設(shè)計(jì)干密度和施工現(xiàn)場(chǎng)可能達(dá)到的平均含水率等。例如原狀土進(jìn)行力學(xué)性試驗(yàn)時(shí)，試樣是在天然含水率狀態(tài)下還是飽和試驗(yàn)單位接到土樣后，應(yīng)按試驗(yàn)委托書驗(yàn)收。驗(yàn)收中需查明土樣數(shù)量是否有誤，編號(hào)是否相符，所送土樣是否滿足試驗(yàn)項(xiàng)目和試驗(yàn)項(xiàng)目和試驗(yàn)方法的要求。必要時(shí)可抽驗(yàn)土樣質(zhì)量，驗(yàn)收后登記，編號(hào)。登記內(nèi)容包括：工程名稱、委托單位、送樣日期、土樣室內(nèi)編號(hào)和野外編號(hào)、取土地點(diǎn)和取土深度、試驗(yàn)項(xiàng)目的要求以及要求提出成果的日期等。試驗(yàn)單位接到土樣后，應(yīng)按試驗(yàn)委托書驗(yàn)收。驗(yàn)收中需查明土樣數(shù)量試驗(yàn)委托書工程名稱委托單位送樣日期送樣人聯(lián)系人及電話監(jiān)理及電話郵寄地址郵編檢測(cè)內(nèi)容（檢測(cè)依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)）試驗(yàn)費(fèi)用付款方式交付方式報(bào)告份數(shù)試驗(yàn)后試樣處理方式試驗(yàn)委托書委托單位送樣日期送樣人聯(lián)系人及電話監(jiān)理及電話郵寄地土樣送交試驗(yàn)單位驗(yàn)收、登記后，即將土樣按順序妥善存放，應(yīng)將原狀土樣和保持天然含水率的擾動(dòng)土樣置于陰涼的地方，盡量防止擾動(dòng)和水分蒸發(fā)。土樣從取樣之日起至開始試驗(yàn)的時(shí)間不應(yīng)超過3周。土樣經(jīng)過試驗(yàn)之后，余土應(yīng)貯存于適當(dāng)容器內(nèi)，并標(biāo)記工程名稱及室內(nèi)土樣編號(hào)妥善保管，以備審核試驗(yàn)成果之用。一般保存到試驗(yàn)報(bào)告提出1個(gè)月以后，委托單位對(duì)試驗(yàn)報(bào)告未提出任何疑義時(shí)，方可處理。處理試驗(yàn)余土?xí)r要考慮余土對(duì)環(huán)境的污染、衛(wèi)生等要求。土樣送交試驗(yàn)單位驗(yàn)收、登記后，即將土樣按順序妥善存放，應(yīng)將原土樣和試樣的制備程序是試驗(yàn)工作的第一個(gè)質(zhì)量要求，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)一土樣和試樣制備方法和程序。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。原狀土的土樣制備包括開啟，切取等。這些步驟的正確與否，都直接影響試驗(yàn)成果。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)擬定土工試驗(yàn)計(jì)劃。試樣制備方法及注意事項(xiàng)

土樣和試樣的制備程序是試驗(yàn)工作的第一個(gè)質(zhì)量要求，為保證試驗(yàn)成對(duì)密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。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，盡量使土樣少受擾動(dòng)。根據(jù)力學(xué)性試驗(yàn)項(xiàng)目要求，原狀土樣同一組試樣間密度的允許差值為0.03g/cm3；對(duì)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)，不能僅規(guī)定各試樣間的允許誤差，還要規(guī)定試樣的密度及含水率的允許誤差，所以規(guī)定同一組試樣的密度與要求的密度之差不得大于0.01g/cm3；同一組試樣含水率與要求的含水率之差不得大于±1%。對(duì)密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。試對(duì)于擾動(dòng)的土樣，標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了進(jìn)行過篩程序，篩孔大小取決于試驗(yàn)所用儀器的容器大小。根據(jù)試驗(yàn)研究表明：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1/20（剪切盒內(nèi)徑為61.8mm），土樣需過2mm篩；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1/8～1/12。對(duì)于擾動(dòng)的土樣，標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了進(jìn)行過篩程序，篩孔大小取決于試驗(yàn)

目前國內(nèi)三軸試驗(yàn)一般采用39.1、61.8、101mm，其試樣的允許最大粒徑為2、5、10mm；對(duì)固結(jié)試驗(yàn)的土樣最大顆粒粒徑為容器高度的1/6～1/8，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，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。對(duì)輕型擊實(shí)試驗(yàn)的土樣過5mm篩，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)40mm篩。一般規(guī)定物理性試驗(yàn)土樣過0.5mm篩；力學(xué)性試驗(yàn)土樣過2mm篩；擊實(shí)試驗(yàn)土樣過5mm篩。目前國內(nèi)三軸試驗(yàn)一般采用39.1、61.8、101mm，其原狀土試樣制備，首先應(yīng)將土樣筒按標(biāo)明的上下方向放置，剝?nèi)ハ灧夂湍z帶，小心開啟土樣筒取出土樣，整平試樣兩端。檢查土樣結(jié)構(gòu)，并描述它的層次、氣味、顏色、有無雜質(zhì)、土質(zhì)是否均勻、有無裂縫等。為了保證試驗(yàn)成果的可靠性、當(dāng)確定土樣已受擾動(dòng)或取土質(zhì)量不符合要求時(shí)，不應(yīng)制備力學(xué)性試驗(yàn)的試樣。原狀土試樣制備，首先應(yīng)將土樣筒按標(biāo)明的上下方向放置，剝?nèi)ハ灧庠嚇语柡?/p>

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。試樣飽和方法宜根據(jù)土樣的透水性能分別采用以下方法。

1）粗粒土采用浸水飽和法，可直接在儀器上飽和。

2）滲透系數(shù)大于10-4cm/s的細(xì)粒土采用毛細(xì)管飽和法，選用拒式飽和器。將飽和器放入水箱內(nèi)，注入清水，水面不宜將試樣淹沒，使土中氣體得以排出。關(guān)上箱蓋，防止水分蒸發(fā)，借土的毛細(xì)管作用，使試樣飽和。浸水時(shí)間不少于兩晝夜。試樣飽和3）滲透參數(shù)小于等于10-4cm/s的細(xì)粒土采用抽氣飽和法，選用框式或疊式飽和器和真空飽和裝置。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。對(duì)于不則孔隙水壓力的試驗(yàn)，一般認(rèn)為，飽和度大于95%即為飽和，對(duì)需要測(cè)定孔隙水壓力參數(shù)的試驗(yàn)，對(duì)飽和度的要求較高（99%以上）宜采用二氧化碳或反壓力飽和。3）滲透參數(shù)小于等于10-4cm/s的細(xì)粒土采用抽氣飽和法，①二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排出。二氧化碳是氣體，用一種氣體驅(qū)趕另一種氣體，不會(huì)出現(xiàn)氣泡阻滯現(xiàn)象。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?，繼續(xù)水頭飽和時(shí)，又可以成為一種液體（水）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。①二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。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)的孔隙氣體在壓力作用下完全溶解于水中，在增大孔隙水壓力的同時(shí)，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。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土的三相比例指標(biāo)換算公式土的三相比例指標(biāo)換算公式2、密度

土的密度是指土的單位體積質(zhì)量。通常對(duì)于一般的粘質(zhì)土，都應(yīng)用環(huán)刀法。這種方法適用于容易成型的粘性土試樣。而對(duì)于土樣易碎裂、難以切削，可用蠟封法。2、密度土的密度是指土的單位體積質(zhì)量。通常對(duì)于一環(huán)刀法用環(huán)刀切取土樣，為防止土樣擾動(dòng)，先切取一個(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。對(duì)于含水率較高的土，在刮平環(huán)刀兩面時(shí)要細(xì)心，最好一次刮平，防止水分損失。另外，環(huán)刀由于經(jīng)常使用，會(huì)產(chǎn)生不斷磨損，應(yīng)根據(jù)情況加以校正，以保證試驗(yàn)精度。環(huán)刀法環(huán)刀法切取過程環(huán)刀法切取過程蠟封法蠟封法適用于粘性土，特別對(duì)于不能用環(huán)刀切取的堅(jiān)硬、易碎或形狀不規(guī)則的土樣較為理想。但對(duì)于大孔土?xí)篂槿巯灲胪恋目紫抖绊懫渚?。在?shí)際操作中特別需要注意的問題如下：①關(guān)于蠟的溫度問題如果蠟的溫度過高，對(duì)于試樣的含水率和結(jié)構(gòu)都會(huì)造成一定的影響，而溫度太低會(huì)使蠟熔解不均勻，不易封好蠟皮。因此要求的溫度為剛過熔點(diǎn)。②封蠟的方法為避免易碎土樣的擾動(dòng)和有氣泡封閉在土與蠟中間，規(guī)程采用將土樣一次徐徐沉浸在蠟中。因?yàn)槊糠N蠟的密度不同，所以在每次試驗(yàn)前須測(cè)定蠟的密度。蠟封法注意事項(xiàng)平行差值不得大于0.03g/cm3

注意事項(xiàng)3、含水率

土的含水率是指土在105～110℃下烘干到恒量所失去的水分質(zhì)量和達(dá)恒量后干土質(zhì)量的比值，以百分?jǐn)?shù)表示。以烘干法為室內(nèi)試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)方法。3、含水率土的含水率是指土在105～110℃下烘干到恒量測(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。烘干法：將試樣放入溫度能保持在105～110℃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)簡(jiǎn)便，結(jié)果穩(wěn)定。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)。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、比重酒精燃燒法：在試樣中放入酒精，利用酒精在試樣上燃燒，使土中水分蒸發(fā)，將土烤干，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。由于此法難以控制105～110℃的恒溫條件，與定義不完全符合，故一般在現(xiàn)場(chǎng)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。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。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105～110℃，炒干法溫度在100～150℃，所測(cè)的含水率略大于烘干法。酒精燃燒法：在試樣中放入酒精，利用酒精在試樣上燃燒，使土中水比重法：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，故此法僅適用于砂性土。實(shí)容積法：根據(jù)波義爾一馬略特定律設(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。該法的原理是波義爾一馬略特定律，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。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，間接微波法：微波加熱是近十幾年來才發(fā)展的一門新技術(shù)。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)。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)。顯然，快速干燥工藝在土工試驗(yàn)中具有重要的意義。但微波加熱的溫度如何控制，烘干時(shí)間采用多長(zhǎng)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)。微波法：微波加熱是近十幾年來才發(fā)展的一門新技術(shù)。微波是一種超核子射線法：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)。目前我國已有相當(dāng)數(shù)量各類進(jìn)口的和國產(chǎn)的核子水分一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。水利部已制定核子水分一密度儀現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試規(guī)程。用表層型核子水分一密度儀測(cè)定材料密度和含水率是一種間接的物理測(cè)量方法。其測(cè)量依據(jù)是儀器所記錄到的γ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(chǎng)測(cè)量所記錄的γ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。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)迅在含水率測(cè)定中，由于下列原因可能產(chǎn)生誤差：①試樣的代表性不夠，特別對(duì)于成層土以及粗細(xì)混合的土樣，所以取樣要有代表性。②試樣數(shù)量太少，如試樣數(shù)量較多，所得的結(jié)果準(zhǔn)確性高。③土樣在運(yùn)輸和存放期間保護(hù)不當(dāng)，形成稱土前水分蒸發(fā)或稱干土前吸水。④烘箱溫度不正確，或試樣尚未達(dá)到恒量而從烘箱中取出。⑤試樣容器稱量不準(zhǔn)。為了消除誤差，所用設(shè)備應(yīng)定期進(jìn)行檢查，在操作中要細(xì)心。在含水率測(cè)定中，由于下列原因可能產(chǎn)生誤差：按《鐵路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》填料分類按《鐵路工程巖土分類標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范》分類取試樣質(zhì)量（g)細(xì)粒土粉土、黏性土15～30粗粒土砂類土、有機(jī)土30～50圓礫或角礫250～500碎石類土碎石類土500～1000按《鐵路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》填料分類按《鐵路工程巖土分類標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范》土樣編號(hào)土的物理性試驗(yàn)指標(biāo)含水率濕密度干密度土粒比重試樣上部試樣下部試樣兩側(cè)試樣加荷后wrrdGs%g/cm3g/cm3---N-230.129.729.227.71.971.512.74444.038.740.835.31.851.282.74633.734.834.437.81.921.442.73835.436.435.933.81.851.372.721038.638.339.639.71.841.332.741225.025.125.526.22.001.602.741436.234.433.432.91.941.422.701644.746.346.249.21.761.222.731844.133.646.051.71.761.222.732031.540.536.440.51.841.402.732237.334.336.238.81.861.352.732433.234.633.135.01.891.422.732635.533.232.032.91.901.402.73土樣編號(hào)土的物理性試驗(yàn)指標(biāo)含水率濕干土粒試樣試樣試樣試樣wr注意事項(xiàng)1.粘土烘干不少于8h,砂土不少于6h,有機(jī)質(zhì)超過5%控制溫度65-70度2.含水率<10%,含水率平行誤差≤0.5%含水率在10-40%,含水率平行誤差≤1.0%含水率>40%,含水率平行誤差≤2.0%3.適用于有機(jī)質(zhì)含量<5%

有機(jī)質(zhì)含量在5%-10%,需注明其含量4酒精純度為95%注意事項(xiàng)4、界限含水率

粘性土的狀態(tài)隨著土中水量的變化而變化。各種粘土有一個(gè)處于塑性狀態(tài)的含水率范圍。界限含水率就是這個(gè)范圍的量度值。1911年瑞典科學(xué)家阿太堡（Atterberg）將土從液態(tài)過渡到固態(tài)的過程分為五個(gè)階段，規(guī)定了各個(gè)界限含水率，稱阿態(tài)堡限度。4、界限含水率粘性土的狀態(tài)隨著土中水量的變化而變化。各種粘界限含水率試驗(yàn)方法，目前國際上測(cè)定液限的方法是碟式儀和圓錐儀法。各國采用的碟式儀和圓錐儀規(guī)格不盡相同。對(duì)試驗(yàn)結(jié)果有影響。國際上對(duì)液限的測(cè)定雖然沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，但各國的標(biāo)準(zhǔn)均以美國卡氏蝶式作為比較基礎(chǔ)。目前英國采用圓錐儀法也是與蝶式液限等的，我國長(zhǎng)期使用76g圓錐，根據(jù)幾十年的使用實(shí)踐，認(rèn)為圓錐儀法操作簡(jiǎn)單，所測(cè)數(shù)據(jù)比較穩(wěn)定，標(biāo)準(zhǔn)易于統(tǒng)一，所以我國仍用圓錐儀，但標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)與碟式儀等效。界限含水率試驗(yàn)方法，目前國際上測(cè)定液限的方法是碟式儀和圓錐儀光電式液塑限測(cè)定儀光電式液塑限測(cè)定儀聯(lián)合測(cè)定法的理論依據(jù)是圓錐入土深度與相應(yīng)含水率在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)上具有直線關(guān)系。聯(lián)合測(cè)定儀測(cè)定液限和塑限試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的確定是采用與碟式儀法測(cè)定液限時(shí)土的抗剪強(qiáng)度相一致的方法，即確定圓錐儀入土深度為多大時(shí)即強(qiáng)度一致。因?yàn)橐合奘窃嚇訌恼硿后w狀態(tài)變成粘滯塑性狀態(tài)時(shí)的含水率，在該界限時(shí)，試樣出現(xiàn)一定的流動(dòng)壓力，即最小量度的抗剪強(qiáng)度，理論上是強(qiáng)度“從無到有”的分界點(diǎn)，這是采用各種方法等效的標(biāo)準(zhǔn)。碟式儀法測(cè)定土的液限狀態(tài)時(shí)的不排水強(qiáng)度為2～3kPa而我國采用76g圓錐入土深度10mm時(shí)的含水率作為液限時(shí)其強(qiáng)度是8.4kPa，比其他標(biāo)準(zhǔn)下的強(qiáng)度高得多，實(shí)際上該液限不是土的真正液限，數(shù)值比國際上公認(rèn)的碟式儀標(biāo)準(zhǔn)小，不能反映土的真正物理狀態(tài)，所以國際中規(guī)定液限是76g錐入土深度為17mm時(shí)含水率。同時(shí)給出76g錐入土深度為10mm的液限是為了配合其他標(biāo)準(zhǔn)使用。塑限試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)同樣采用強(qiáng)度等效的方法。聯(lián)合測(cè)定法的理論依據(jù)是圓錐入土深度與相應(yīng)含水率在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)上聯(lián)合測(cè)定法應(yīng)注意的問題1）試樣制備及測(cè)點(diǎn)的分布進(jìn)行液塑限聯(lián)合測(cè)定可采用三皿法或一皿法，即制備三份不同含水量的試樣進(jìn)行測(cè)定為三皿法。先制備一份含水量的試樣，然后增加水分或減小水量進(jìn)行逐點(diǎn)測(cè)定稱一皿法。實(shí)際試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)若三份試樣取得不均勻會(huì)影響試驗(yàn)結(jié)果。但一皿法可克服這個(gè)缺點(diǎn)，但含水率從小到大，或從大到小試樣一定要調(diào)勻。測(cè)點(diǎn)的分布一般設(shè)三個(gè)測(cè)點(diǎn)，相鄰的含水率差別大些，測(cè)得三點(diǎn)的入土深度間距也大些。在圖上分布比較均勻，一般入土深度控制在2～17mm，最低一點(diǎn)差取2～3mm制樣比較困難，土樣不易調(diào)勻，根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)可取4～5mm，第二點(diǎn)9～11mm，最高點(diǎn)在16～17mm。

聯(lián)合測(cè)定法應(yīng)注意的問題2）圓錐下沉深度的標(biāo)準(zhǔn)讀數(shù)時(shí)間。對(duì)高液限的粘質(zhì)土和粉質(zhì)土，錐體下沉后在較短時(shí)間內(nèi)穩(wěn)定。5s、15s、30s、的讀數(shù)保持不變，而對(duì)低液限的粉質(zhì)土，由于試樣在錐體作用下發(fā)生排水，使錐體繼續(xù)下沉，有時(shí)長(zhǎng)達(dá)數(shù)分鐘后才能穩(wěn)定，若待錐體持續(xù)下沉很長(zhǎng)時(shí)間再讀數(shù)。此時(shí)含水率和強(qiáng)度均有變化，求得的結(jié)果不能反映試樣的真實(shí)情況，因此，原則上當(dāng)錐體很快下沉轉(zhuǎn)變?yōu)榫徛鋭?dòng)下沉?xí)r就讀數(shù)，但這很難做到，為了盡可能避免蠕動(dòng)的影響，規(guī)定以5s作為錐體下沉的讀數(shù)時(shí)間。2）圓錐下沉深度的標(biāo)準(zhǔn)讀數(shù)時(shí)間。3）對(duì)聯(lián)合測(cè)定儀的要求。聯(lián)合測(cè)定法要求儀器滿足兩個(gè)條件，一是能自動(dòng)放錐，二是入土深度的讀數(shù)準(zhǔn)確到0.2mm。圓錐儀表面應(yīng)光滑，錐尖要保持完整。為保證測(cè)試成果的準(zhǔn)確性，勿使錐尖碰硬物，使用一段時(shí)間后，應(yīng)進(jìn)行錐尖磨損情況的檢查，其方法是用一塊規(guī)，將圓錐儀放入快規(guī)孔中，用手指輕輕撫摩，當(dāng)感覺不到錐尖時(shí)，要更換錐體。3）對(duì)聯(lián)合測(cè)定儀的要求。用于土的工程分類，液、塑限對(duì)細(xì)粒土的鑒別和分類提供了非常有用的資料，我國《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》以塑性指數(shù)將細(xì)粒土分為：

IP＞17

粘土

10＜IP≤17

粉質(zhì)粘土

應(yīng)用液性指數(shù)判別土的狀態(tài)，分為：

IL＜0

堅(jiān)硬

0＜IL≤0.25

硬塑

0.25＜IL≤0.75

可塑

0.75＜IL≤1.0

軟塑

IL＞1.0

流塑用于土的工程分類，液、塑限對(duì)細(xì)粒土的鑒別和分類提供了非常有用塑性指數(shù)反映的只是液、塑限的差值，并未說明兩個(gè)界限含水率的絕對(duì)值。實(shí)際上液、塑限差值相等的兩種土：一種是絕對(duì)值均高，一種是絕對(duì)值均低，兩種土的性質(zhì)截然不同。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，土的性質(zhì)既隨塑性指數(shù)，也隨界限含水率所處位置而變化。目前對(duì)細(xì)粒土分類采用的塑性圖就是既考慮塑性指數(shù)，又考慮了土的液限大小，比單用塑性指數(shù)更為合理。塑性指數(shù)反映的只是液、塑限的差值，并未說明兩個(gè)界限含水率的絕將三個(gè)含水率與相應(yīng)的圓錐下沉深度繪于雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)紙上，三點(diǎn)邊直線，如A線；如三點(diǎn)不在一直線上，通過高含水率的一點(diǎn)與其余兩點(diǎn)連兩根直線，在下沉深度為2mm處查得相應(yīng)的兩個(gè)含水率，如差值不超過2%，用平均值的點(diǎn)與高含水率點(diǎn)作為一直線，如B線。若含水率差值超過2%，應(yīng)補(bǔ)做試驗(yàn)。將三個(gè)含水率與相應(yīng)的圓錐下沉深度繪于雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)紙上，三點(diǎn)邊5、比重

土粒比重是土粒在溫度105~110℃下，烘至恒值時(shí)的質(zhì)量與同體積4℃時(shí)純水質(zhì)量的比值。按土樣的粒徑小于5mm的，用比重瓶法;大于5mm的土，其中含大于20mm顆粒小于10%時(shí)，用浮稱法；含大于20mm顆粒大于10%時(shí)，用虹吸筒法進(jìn)行；粒徑小于5mm部分用比重瓶法進(jìn)行，取其加權(quán)平均值作為土粒的比重。

5、比重土粒比重是土粒在溫度105~110℃下，烘至恒值試驗(yàn)用水，規(guī)定為純水，不含任何被溶解的固體物質(zhì)。排氣的方法為煮沸或用真空抽氣法。當(dāng)試樣為砂樣或使用中性液體時(shí)可采用真空抽氣法。當(dāng)試樣含有機(jī)質(zhì)、水溶鹽、親水膠體時(shí)，試驗(yàn)中不能使用純水而要使用中性液體代替。關(guān)于中性液體多采用煤油，由于中性液體的比重不同，故采用本法時(shí)，必須同時(shí)測(cè)定比重瓶加中性液體的質(zhì)量和中性液體的比重。排除土中空氣時(shí)，因?yàn)槿缑河鸵子谌紵?，故必須用真空抽氣法代替煮沸法。注意事?xiàng)試驗(yàn)用水，規(guī)定為純水，不含任何被溶解的固體物質(zhì)。排氣的方法為注意事項(xiàng)煮沸時(shí)間粘土及粉質(zhì)粘土不少于1h,砂及砂質(zhì)粉土不少于30min

抽真空時(shí)間通常為1-2h

平行差值不大于0.02.比重瓶的校正。通常根據(jù)本地區(qū)一年內(nèi)溫度變化的情況選擇若干個(gè)控制溫度，實(shí)測(cè)各溫度下的瓶、水總質(zhì)量；繪制溫度與瓶、水總質(zhì)量的關(guān)系曲線供試驗(yàn)時(shí)查用。注意事項(xiàng)煮沸時(shí)間粘土及粉質(zhì)粘土不少于1h,砂及砂質(zhì)粉土不少于6、顆粒大小分析試驗(yàn)

顆粒大小分析是測(cè)定干土中各種粒組所占該土總質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)的方法。采用的方法主要有篩分法、比重計(jì)法。試樣通?？煞譃闊o凝聚性土、含粘性土粒的砂性土和細(xì)粒土。對(duì)于無凝聚性土按下表規(guī)定數(shù)量取出試樣。將試樣烘干過篩后分別稱出篩上和篩下土質(zhì)量。6、顆粒大小分析試驗(yàn)顆粒大小分析是測(cè)定干土中各種粒組所占該土粒粒徑（mm）取樣數(shù)量（g）<2100～300<10300～1000<201000～2000<402000～4000<604000以上土粒粒徑（mm）取樣數(shù)量（g）<2100～300<10300含有粘性土的砂性土首先將土樣放在橡皮板上用木碾將粘結(jié)的土團(tuán)充分碾散，用四分對(duì)角法取代表性試樣，置于盛有清水的瓷盆中，用攪棒攪拌，使試樣充分浸潤和粗細(xì)顆粒分離。將浸潤后的混合液過2mm細(xì)篩，邊攪拌邊沖洗邊過篩，直到篩上僅留2mm的土粒為止。然后將篩上的土風(fēng)干稱量。用帶橡皮頭的研杵研磨小于2mm的混合液，稍沉淀后，將上部懸液過0.075mm洗篩。再向瓷盆加清水研磨，將上部懸液過篩。如此反復(fù)，直至盆內(nèi)懸液澄清，最后將盆中全部