DB21-T 3145-2019黏土分散性針孔試驗標(biāo)準(zhǔn)

ICS19.020

P13

備案號:63273-2019DB21

遼寧省地方標(biāo)準(zhǔn)

DB21/T3145—2019

黏土分散性針孔試驗標(biāo)準(zhǔn)

Teststandardforpin-holeexperimentofdispersivityclay

DB21/T3145—2019

前言

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了黏土分散性針孔試驗的設(shè)備和基本試驗操作步驟，同時本標(biāo)準(zhǔn)對黏土分散性試驗結(jié)果

判定依據(jù)作了明確規(guī)定。

本標(biāo)準(zhǔn)為推薦性標(biāo)準(zhǔn)。

本規(guī)程由遼寧省水利廳提出并歸口。

本規(guī)程起草單位：遼寧省水利水電勘測設(shè)計研究院有限責(zé)任公司、沈陽興禹水利建設(shè)工程質(zhì)量檢測

有限公司、遼寧省水利工程建設(shè)質(zhì)量與安全監(jiān)督中心站、遼陽市文圣區(qū)工程質(zhì)量安全監(jiān)督站、中冶沈勘

工程技術(shù)有限公司、遼寧地質(zhì)工程勘察施工集團(tuán)公司、遼寧省水利水電工程質(zhì)量檢測中心、東北煤田地

質(zhì)局沈陽測試中心、遼寧省水利水電勘測設(shè)計研究院有限責(zé)任公司、沈陽工學(xué)院。

本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人：楊冬鵬、付長劍、王多姿、那榮越、董冰、王茺、高良艷、王紅霞、張黎、佟

胤錚、關(guān)衛(wèi)軍、趙玉權(quán)、魯遠(yuǎn)杰、金亮、韓義超、姜亦峰、高亞威、王希友、寇程、王浩宇、王浩燃、

孫錫榮、徐馳、孟兆武、谷城、王迎發(fā)、王劍、鮑立新、羅京元、王柏強(qiáng)、張廣勇、王啟新、李大樂、

鄒建飛、方亮、姜子南、王向軍、劉力、陳剛、姜宏、解維軍、蘇煒煥、王玉濤。

II

DB21/T3145—2019

黏土分散性針孔試驗標(biāo)準(zhǔn)

1范圍

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了黏土分散性針孔試驗的術(shù)語和定義、原理、儀器和設(shè)備、試件、試驗步驟、結(jié)果等。

本標(biāo)準(zhǔn)適用于遼寧省行政區(qū)內(nèi)具有分散性的黏性土采用針孔試驗方法與結(jié)果判定。

2規(guī)范性引用文件

本標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容引用了下列文件中的條款。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件，凡

是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。

GB/T50123土工試驗方法標(biāo)準(zhǔn)

3術(shù)語和定義

下列術(shù)語和定義適于本規(guī)程。

3.1黏土clay

塑性指數(shù)大于17的土。

3.2分散性dispersivity

土顆粒能在水中散凝呈懸浮狀態(tài)，被雨水或滲流沖蝕帶走而引起土體破壞的土。分散性固體粒子的

絮凝團(tuán)或液滴，在水或其他均勻液體介質(zhì)中，能分散為細(xì)小粒子懸浮于分散介質(zhì)中而不沉淀的性能。

3.3分散性黏土dispersiveclay

分散性黏土是指土在低含鹽量水中（或純凈水中）細(xì)顆粒之間的黏聚力大部分甚至全部消失，呈團(tuán)

聚體存在的顆粒體自行分散成原級的黏土顆粒的土。

4原理

根據(jù)滲透理論，當(dāng)水流流經(jīng)土壤孔隙時，能將其動能傳輸給土壤顆粒，從而使土壤顆粒產(chǎn)生分散。

針孔試驗通過模擬在一定的水壓力作用下，測定流經(jīng)土體孔隙的水流流量、顏色和孔隙尺寸的變化，反

映土壤顆粒所具有承受水流的沖蝕能力，來表示分離顆粒所需力的大小。

5儀器和設(shè)備

5.1針孔試驗裝置

1

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針孔試驗裝置如圖1，圖2，圖3，包括針孔試驗筒、中心帶有小孔的小錐體、水管、水箱、閥門、

濾網(wǎng)、砂、試樣、量筒等，其中試樣高度為38.1mm，小錐體上端面直徑為10.2mm，下端面直徑為3.8mm，

高度為12.7mm，孔徑為1.5mm。

圖1針孔試驗裝置示意圖

1—水頭供水箱；2—進(jìn)水管；3—進(jìn)水口止水閥；4—小錐體；5—試樣；

6—濾網(wǎng)（孔徑<1mm）；7—密封O型圈；8—裝樣筒；9—試驗筒；

10—砂（粒徑為1.25mm-2.5mm標(biāo)準(zhǔn)砂）；11—出水口止水閥；12—出水管；13—量筒；14—直徑為1mm針孔

圖2針孔試驗試樣示意圖

2

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圖3針孔試驗裝樣筒意圖

5.2稱量裝置

電子秤：量程50kg，最小分度值5g；天平：量程200g，最小分度值0.01g。

5.3輕型擊實儀

擊實儀由擊實筒、擊錘和護(hù)筒組成，其尺寸應(yīng)符合表5.1的規(guī)定。

表5.1擊實儀主要部件尺寸規(guī)格表

擊實筒

錘底直徑錘質(zhì)量落高護(hù)筒高度

部件內(nèi)徑筒高容積

(mm)(kg)(mm)(mm)

(mm)(mm)(cm3)

尺寸512.5305102116947.450

5.4其他設(shè)備

量筒50mL，精度1ml；量筒100mL精度1ml；秒表，精度1s；直徑1mm硬鋼絲；電熱烘箱；精度0.1℃；

標(biāo)準(zhǔn)篩孔徑為2mm；游標(biāo)卡尺，精度0.02mm；噴水設(shè)備；碎土工具、切土工具等。

6試驗過程

6.1樣品的制備

6.1.1試驗前用密封的袋子或容器裝運(yùn)土樣，保持土樣的天然含水量。

6.1.2采用擾動土制樣時，應(yīng)按下列步驟進(jìn)行制樣：

（1）取20kg的樣品風(fēng)干碾碎，過2mm的篩，將篩下土樣拌勻，并測定土樣的風(fēng)干含水率。根據(jù)土的

塑限預(yù)估最優(yōu)含水率，并按GB/T50123《土工試驗方法標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行擊實試驗，得到最優(yōu)含水率和最大干

密度。

（2）在土樣中加入適量的水量，充分?jǐn)嚢?，使土樣含水率接近最?yōu)含水率。

（3）稱取一定質(zhì)量的土樣放入擊實儀中，并按GB/T50123《土工試驗方法標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行擊實試驗。

3

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（4）在擊實后的樣品中選擇具有代表性的部位，切取長度為38.1mm、直徑接近于裝樣筒內(nèi)直徑的

圓柱形試樣，并測定土樣含水率。

（5）將試樣放入裝樣筒內(nèi)，采用黏土或其他材料將試樣和筒壁之間密封，防止水流從裝樣筒流出。

（6）將小錐體壓入試樣進(jìn)水口中心位置處，使錐體的上口面與試樣平齊。

（7）用直徑為1.0mm的硬鋼絲，通過錐體在土樣中間部位刺一個直徑為1.0±0.1mm的圓孔。

6.1.3采用原狀土制樣時，應(yīng)按下列步驟進(jìn)行制樣：

（1）在原狀土中選擇具有代表性的部位，切取長度為38.1mm、直徑接近于裝樣筒內(nèi)直徑的圓柱形

試樣，并測定土樣含水率。

（2）將試樣放入裝樣筒內(nèi)，采用黏土或其他密封材料將試樣和筒壁之間密封，防止水流從裝樣筒

流出。

（3）同6.1.2（4）節(jié)。

（4）同6.1.2（5）節(jié)。

6.2試驗步驟

在室溫10~30℃條件下進(jìn)行試驗。

6.2.1在試樣的上下兩端放置濾網(wǎng)（孔徑<1mm）和標(biāo)準(zhǔn)砂（粒徑1.25mm-2.5mm），按照圖1針孔試驗

裝置示意圖安裝儀器設(shè)備。

6.2.2在設(shè)備中加入蒸餾水開始試驗，開始水頭設(shè)置為50mm，如果使用軟管連接供水箱和測試裝置，

在試驗開始前，需要排凈軟管、供水箱和測試裝置內(nèi)的空氣。。

6.2.3試驗開始時記錄時間（或啟動秒表），用量筒測量通過試樣水的體積。如果試驗開始時沒有水流

出，則停止試驗，打開測試裝置，重新穿孔。

6.2.4觀察量筒中水的顏色，顏色可分為很混濁、渾濁、較混濁、輕微混濁、肉眼可見、清澈和完全清

澈7個等級

6.2.5在50mm水頭下進(jìn)行試驗，如果在5分鐘后通過針孔流出的水俯視很渾濁，流量為1.0mL/s

~1.4mL/s，試驗結(jié)束。

6.2.5打開針孔試驗設(shè)備，從裝樣筒中取出試樣，沿著針孔方向切開試樣，測量針孔直徑。

6.2.6如果最終孔徑大于2mm，則試樣列入分散性土D1，如果流速和最終孔徑不一致，則重新開始試驗。

6.2.7如果在5分鐘后通過試樣流出的水俯視很渾濁，流速小于1.0mL/s，繼續(xù)進(jìn)行試驗5min。在10分鐘

后，如果通過針孔的水流俯視混濁，停止試驗并測量孔徑，流量為1.0mL/s~1.4mL/s，孔徑大于1.5mm，

則試樣列入分散性土D2；如果通過針孔的水流俯視較混濁，流量為0.8mL/s~1.0mL/s，孔徑不超過

1.5mm，則將土壤分類為過渡性土ND4。

6.2.8經(jīng)10min，如果通過針孔的水流俯視清澈或輕微渾濁，而且流量約為0.4mL/s~0.8mL/s，關(guān)閉進(jìn)水

閥門，把水頭以50mm/s~60mm/s的速率提高到180mm。在180mm水頭下如果通過針孔的水流俯視輕微渾濁，

且流量約為1.4mL/s~2.7mL/s，停止試驗測量孔徑，孔徑大于等于1.5mm，則該土樣列入過渡性土ND3。

6.2.9在180mm水頭下經(jīng)5min，如果通過針孔的水流徹底清澈或者有勉強(qiáng)看得見的顆粒，流量約為

0.8mL/s~1.4mL/s，關(guān)閉進(jìn)水閥門，把水頭以50mm/s~60mm/s的速率提高到380mm。在380mm水頭下經(jīng)5min，

如果通過針孔的水流逐漸變俯視輕微渾濁，或者流量約為1.8mL/s~3.2mL/s，停止試驗，則該土樣列

入過渡性土ND3。

6.2.10在380mm水頭下經(jīng)5min，如果通過針孔的水流是完全清澈的，流量約為1.0mL/s~1.8mL/s，則把

水頭以50mm/s~60mm/s的速率提高到1020mm。在1020mm水頭下經(jīng)5min，如果通過針孔的水流俯視肉眼可

見顆?；蛘吡髁砍^3.0mL/s，針孔直徑＜1.5mm，則該土樣列入非分散土ND2，否則該土樣列入非分散

土ND1。

4

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7記錄、計算和結(jié)果判定

7.1試驗數(shù)據(jù)記錄

試驗記錄表參見附錄B。

7.2試驗結(jié)果判定

表7.2針孔試驗評價土的分散性標(biāo)準(zhǔn)

類別水頭高度在某一水頭最終滲流量流出水的渾濁情況最終孔徑判定樣板圖

(mm)下的持續(xù)時(ml/s)(mm)

間（min）側(cè)視俯視

分散D15051.0~1.4混濁很混濁≥2.0圖A.1

性土

D250101.0~1.4較混濁混濁＞1.5圖A.2

5

過渡ND450100.8~1.0輕微混濁較混濁≤1.5圖A.3

性土

ND318051.4~2.7肉眼可見輕微渾濁≥1.5圖A.4

38051.8~3.2肉眼可見輕微渾濁≥1.5圖A.4

非分ND210205＞3.0清澈肉眼可見＜1.5圖A.5

散土

ND110205≤3.0完全清澈完全清澈1.0圖A.6

8試驗報告

試驗報告應(yīng)包含以下內(nèi)容：

a)本標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)編號；

b)試樣尺寸；

c)黏土顆粒分析試驗；

試驗報告參見附錄C

5

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附錄A

（資料性附錄）

樣板圖

黏土分散性針孔試驗中流出水的渾濁情況可參考圖A.1、A.2、A.3、A.4、A.5、A.6進(jìn)行判斷。

A.1俯視A.2俯視

A.1側(cè)視A.2側(cè)視

6

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A.3俯視A.4俯視

A.3側(cè)視A.4側(cè)視

7

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A.5俯視A.6俯視

A.5側(cè)視A.6側(cè)視

8

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附錄B

（資料性附錄）

試驗記錄

試驗編號：工程名稱：

土樣編號：試驗日期：

環(huán)境溫度：環(huán)境濕度：

干密度：含水率：

試驗設(shè)備：

檢測依據(jù)：

試樣質(zhì)量水頭高度在某一水頭下的持最終流量流出水的渾最終孔徑

序號

(g)(mm)續(xù)時間（min）(ml/s)濁情況(mm)

1

2

3

4

5

6

試驗：計算：審核：

9

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附錄C

（資料性附錄）

黏土分散性針孔試驗報告

委托日期：委托單編號：

發(fā)出日期：試驗編號：

報告編號：

委托單位：

工程名稱：

施工單位：

見證單位：

建設(shè)單位：

使用部位：

取樣部位：試樣類別：試樣編號：

委托人：見證人：

檢測依據(jù)：

水頭高度在某一水頭下的持最終流量流出水的渾最終孔徑

序號土的類別

(mm)續(xù)時間（min）(ml/s)濁情況(mm)

1

2

3

4

5

6

結(jié)論：

檢測單位：批準(zhǔn)：審核：試驗：

10

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目次

前言................................................................................II

1范圍...............................................................................1

2規(guī)范性引用文件.....................................................................1

3術(shù)語和定義.........................................................................1

3.1黏土........................................................................1

3.2分散性.......................................................................1

3.3分散性黏土...................................................................1

4原理...............................................................................1

5儀器和設(shè)備.........................................................................1

5.1針孔試驗裝置..................................................................1

5.2天平.........................................................................3

5.3輕型擊實儀....................................................................3

5.4其他設(shè)備......................................................................3

6試驗過程............................................................................3

6.1樣品的制備....................................................................3

6.2試驗步驟......................................................................4

7記錄、計算和結(jié)果判定................................................................4

7.1試驗數(shù)據(jù)記錄..................................................................5

7.2試驗結(jié)果判定..................................................................5

8試驗報告............................................................................5

附錄A（資料性附錄）黏土分散性針孔試驗結(jié)果參考..................................6

附錄B（資料性附錄）試驗記錄....................................................9

附錄C（資料性附錄）黏土分散性針孔試驗報告.....................................10

I

DB21/T3145—2019

目次

前言................................................................................II

1范圍...............................................................................1

2規(guī)范性引用文件.....................................................................1

3術(shù)語和定義...........................................................