《粗粒土試驗規(guī)程》

ICS編號

CCS編號

團(tuán)?體?標(biāo)?準(zhǔn)

T/CHESXXX—20XX

粗粒土試驗規(guī)程

Codeforcoarse-grainedsoiltest

請將你們發(fā)現(xiàn)的有關(guān)專利的內(nèi)容和支持性文件隨意見一并返回

（征求意見稿）

20XX-XX-XX發(fā)布20XX-XX-XX實施

中國水利學(xué)會?發(fā)布

1

1總則

1.0.1為了促進(jìn)新技術(shù)、新成果在水利水電工程粗粒土試驗和檢測中的應(yīng)用，更加科學(xué)、準(zhǔn)確、可靠地

進(jìn)行粗粒土的試驗檢測工作，統(tǒng)一試驗檢測方法，為工程設(shè)計和施工提供可靠的技術(shù)指標(biāo)，制定本規(guī)程。

1.0.2本規(guī)程適用于大中型水利水電工程粗粒土的基本工程性質(zhì)和技術(shù)指標(biāo)試驗，適用于室內(nèi)、現(xiàn)場粗

粒土全級配或近似全級配試驗檢測。小型水利水電工程可參照執(zhí)行。

1.0.3本規(guī)程列入了粗粒土的多種試驗內(nèi)容和多種試驗方法，科研、設(shè)計、施工各階段宜根據(jù)試驗?zāi)康?/p>

和用途選擇適宜的試驗方法。

1.0.4試驗檢測所用的儀器、儀表、計量器具應(yīng)按相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢定或校準(zhǔn)，保證其狀態(tài)正常，計量

準(zhǔn)確。

1.0.5試驗檢測資料整理分析，應(yīng)保證試驗結(jié)果的準(zhǔn)確可靠性。除應(yīng)符合各章節(jié)數(shù)據(jù)處理的相應(yīng)要求外，

還應(yīng)滿足數(shù)據(jù)統(tǒng)計、誤差處理、數(shù)據(jù)整理的要求。

1.0.6水利水電等工程粗粒土試驗除應(yīng)符合本規(guī)程外，尚應(yīng)符合國家和行業(yè)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

7

2術(shù)語與符號

2.1術(shù)語

2.1.1表面振動法：在試樣表面通過振動壓實裝置密實粗粒土的方法。

2.1.2密度桶法：通過振動碾壓設(shè)備現(xiàn)場測定全級配粗粒土最大、最小密度的試驗方法。

2.1.3埋管法：現(xiàn)場將多孔鋼管埋入粗粒土中測定粗粒土填筑體的綜合滲透系數(shù)的一種試驗方法。

2.1.4有效最大粒徑:對應(yīng)于平均級配曲線上累計質(zhì)量占總質(zhì)量95%的顆粒粒徑，用d95表示。

2.1.5三因素相關(guān)圖:干密度、礫石含量、相對密度的相關(guān)關(guān)系圖。

2.2符號

2.2.1尺寸

A——試樣斷面積

D——試樣的平均直徑

d——土顆粒直徑

h——試樣高度

V——試樣體積

2.2.2物理性指標(biāo)

Cc——曲率系數(shù)

Cu——不均勻系數(shù)

Dr——相對密度

e——孔隙比

Gs——土粒比重

ω——含水率

ρ——試樣密度

2.2.3力學(xué)性指標(biāo)

av——壓縮系數(shù)

Cc——壓縮指數(shù)

CBR——承載比

Es——壓縮模量

k——滲透系數(shù)

8

m——試樣質(zhì)量

p——單位壓力

Q——滲水量

9

3基本規(guī)定

3.0.1試驗用料應(yīng)具有代表性，試驗內(nèi)容應(yīng)與工程規(guī)模、工程等級等相匹配。

3.0.2試驗前應(yīng)充分了解粗粒土的工程用途，理解設(shè)計和施工意圖，綜合考慮工程技術(shù)要求、試驗場地

和條件，編制試驗研究大綱。

3.0.3本規(guī)程中粗粒土是粗粒組和巨粒組土的總稱，是指粒徑小于0.075mm土的質(zhì)量不大于總質(zhì)量12%

的顆粒。

3.0.4試驗用料的最大粒徑與試驗儀器的試樣直徑的徑徑比宜不小于3倍～5倍，根據(jù)不同試驗內(nèi)容和

試驗條件確定相應(yīng)的徑徑比參數(shù)。

10

4粗粒土土樣和試樣制備

4.1目的和適用范圍

4.1.1本工作的目的是將具有代表性的粗粒土，經(jīng)過必要的制備程序和設(shè)備加工，為各項試驗提供合格

的土樣與試樣。

4.1.2適用于粗粒土的各項試驗。

4.2儀器設(shè)備

4.2.1主要儀器設(shè)備應(yīng)符合下列規(guī)定

1試驗篩：粗篩（圓孔）孔徑為200、100，80，60，40，20，10，5mm；細(xì)篩孔徑為2，1，0.5,0.25，

0.10，0.075mm。

2臺秤：稱量500kg，最小分度值200g；稱量200kg或50kg，最小分度值50g；稱量10kg，最小

分度值5g。

3天平：稱量5000g，最小分度值1g；稱量1000g，最小分度值0.1g。

4鋼直尺：量程0～500mm、最小分度值1mm；量程0～1000mm，最小分度值1mm。

5其他：振篩機(jī)、烘箱、木錘、橡皮板、鐵鏟、盛土盤、噴霧器等。

4.3土樣準(zhǔn)備

4.3.1土樣數(shù)量宜為試驗用量的2～3倍。并對土樣的巖性、形狀、風(fēng)化程度等進(jìn)行描述。

4.3.2直接用于試驗的天然原型級配土樣應(yīng)單獨存儲，不得與其它土樣混淆，土樣分割應(yīng)采取四分法。

4.3.3有含水要求的土樣應(yīng)采取有效密封保濕措施，以防含水率變化。

4.3.4土樣儲存環(huán)境應(yīng)采取有效的防污染、防流失措施。

4.4土樣制備

4.4.1風(fēng)干土樣制備。

1將全部土樣置于橡皮板上風(fēng)干，用木錘將土塊及附著在粗顆粒表面上的細(xì)粒土錘散，錘擊時應(yīng)

避免破壞土的天然顆粒。

2按照大于800mm、800mm～600mm、600mm～400mm、400mm～200mm、200mm～100mm、100mm～80mm、

80mm～60mm、60mm～40mm、40mm～20mm、20mm～10mm、10mm～5mm、5～2mm、2mm～1mm、1mm～0.5mm、

0.5mm～0.25mm、0.25mm～0.10mm、0.10mm～0.075mm、小于0.075mm的粒組分級。

11

3將全部土樣依次篩分，大于100mm土樣宜采用機(jī)械篩、尺量法或套環(huán)法分級稱量。小于100mm

的土樣應(yīng)采用篩析法篩分稱量。

4測定各粒組土樣的風(fēng)干含水率。

5計算全級配土樣的各粒組含量百分?jǐn)?shù)，繪制顆粒級配曲線圖，計算曲率系數(shù)Cc、不均勻系數(shù)Cu

值。

6制備好的土樣應(yīng)分組保存，不得混淆，做好標(biāo)識。

7需要時進(jìn)行小于0.075mm土樣的顆粒分級測定。

4.4.2天然含水率土樣制備。

1將天然含水率土樣采用四分法分別取兩份樣品。

2一份樣品進(jìn)行風(fēng)干后按4.4.1條中1～6項測定各粒級分組含量，繪制級配曲線。

3另一份樣品應(yīng)在保持天然含水率不變的情況下，將土樣充分拌合均勻，測定其天然含水率。

4根據(jù)各類試驗用量，用四分法分別取試驗所需土樣，裝入保濕器內(nèi)密封存儲待用。

4.4.3根據(jù)土樣性質(zhì)和工程需要，從分組土樣中分別取代表性土樣進(jìn)行相關(guān)物理、化學(xué)性能試驗。

4.4.4必要時，對粒徑大于5mm土樣的巖性、形狀、風(fēng)化程度及小于5mm顆粒特性進(jìn)行描述。

4.5土樣級配

4.5.1試驗用土樣級配應(yīng)按照試驗要求的級配進(jìn)行，無級配要求時，宜采用有代表性的級配進(jìn)行。

4.5.2當(dāng)土樣最大粒徑超過試驗儀器允許粒徑時，應(yīng)對土樣粒徑進(jìn)行縮尺處理，縮尺處理試驗方法見

附錄A。

4.6試樣制備

4.6.1試樣制備前應(yīng)根據(jù)工程要求、試驗內(nèi)容及設(shè)備情況，確定是否進(jìn)行土樣級配縮尺處理，最終確

定試驗級配及制樣密度，計算單次試驗用料質(zhì)量，配料量宜不小于試樣量的1.3倍。

4.6.2采用人工配料進(jìn)行試樣制備時，應(yīng)按照確定的試驗級配各粒組質(zhì)量，分級稱取，拌合均勻。

4.6.3采用天然原型級配進(jìn)行試樣制備時，應(yīng)按照試驗用量采取四分法稱取試驗用料，并應(yīng)使分割樣

的較大顆粒分配均勻。

4.6.4需要配制含水率時，將稱取好的試驗用料平鋪在不吸水的橡皮板上拌和均勻，按控制含水率均

勻施加所需的水量后，拌和均勻，密封保存24h。

4.6.5試樣制備的密度、含水率與制備標(biāo)準(zhǔn)之差值宜分別控制在±0.02g/cm3與±0.5%范圍以內(nèi)，平行

試驗或一組內(nèi)各試樣制備的密度、含水率之差分別要求在0.02g/cm3和1%以內(nèi)。

12

4.6.6制備好的土樣如暫時不用時，應(yīng)密封保存。

4.6.7如土樣數(shù)量不夠，在保證級配不變的情況下可重復(fù)使用，但風(fēng)化土和含有棱角的易破碎石渣、

堆石料不得重復(fù)使用。

4.7計算與記錄

4.7.1按試驗要求級配進(jìn)行土樣制備時，各粒組質(zhì)量及所需加水量計算應(yīng)符合下列要求：

1按試驗要求級配曲線計算每一粒組試驗用料量：

gGp（4.7.1-1）

g——每一粒組試驗用料量，kg；

G——試驗用料總量，kg；

p——每一粒組百分含量，%。

2按下列公式計算所需風(fēng)干、某粒組土或天然含水狀態(tài)土質(zhì)量

mm1m2(4.7.1-2)

m1Vd(10.011)0.01p5(4.7.1-3)

m2Vd(10.012)(10.01p5)(4.7.1-4)

pi

mim1(4.7.1-5)

p5

式中：

m——風(fēng)干土或天然土總質(zhì)量，g；

m1——大于5mm粗粒風(fēng)干土或天然土質(zhì)量，g；

m2——小于5mm細(xì)粒風(fēng)干土或天然土質(zhì)量，g；

mi——粗粒某粒組風(fēng)干土質(zhì)量，g；

v——試樣體積，cm3；

3

d——試樣控制干密度，g/cm；

p5——制樣時大于5mm顆粒含量，%；

1——大于5mm顆粒風(fēng)干或天然含水率，%；

2——小于5mm風(fēng)干或天然含水率，%；

pi——粗粒某粒組含量，%。

3按下列公式計算土樣所需加水量：

m

m0.01(0)(4.7.1-6)

10.010

13

00.011p52(10.01p5)(4.7.1-7)

式中：

m——土樣所需加水量，g；

0——風(fēng)干土或天然土總含水率，%；

——試樣控制含水率，%。

4.7.2粗粒土試樣制備記錄表

表4.7.2粗粒土試樣制備記錄表

工程名稱試驗日期.

土樣編號試樣編號.

土樣最大粒徑(mm)試樣最大粒徑(mm)試樣礫石含量(%)

試樣控制干密度(g/cm3)試樣體積(cm3)風(fēng)干土樣含水率(%)

試樣控制含水率(%)干試樣質(zhì)量(g)試樣加水量（g）

試驗主要設(shè)備試驗環(huán)境

粒徑土樣級配或設(shè)計級配

試樣級配各粒組含量(%)各粒組風(fēng)干土質(zhì)量(g)備注

(mm)各粒組質(zhì)量（g）

...

...

400

200

100

80

60

40

20

10

5

＜5

總計

試驗計算校核

14

5顆粒分析試驗

5.1目的和適用范圍

5.1.1顆粒分析試驗是測定風(fēng)干粗粒土中各種粒組占該土總質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)，用以確定顆粒大小分布情

況，供粗粒土的分類和概略判斷土的工程性質(zhì)及選料之用。

5.1.2篩析法適用于粒徑為0.075mm～100mm的土。

5.1.3鋼尺測量法或套環(huán)法適用于粒徑大于100mm的土。

5.2儀器設(shè)備

5.2.1標(biāo)準(zhǔn)篩：

1粗篩（圓孔），孔徑為200mm、100mm、80mm、60mm、40mm、20mm、10mm、5mm。

2細(xì)篩，孔徑為2.0mm、1.0mm、0.5mm、0.25mm、0.1mm、0.075mm。

5.2.2磅秤：稱量500kg、最小分度值200g。

5.2.3電子秤：稱量150kg、最小分度值50g；稱量15kg、最小分度值1g。

5.2.4天平：稱量1kg、最小分度值0.1g。

5.2.5振篩機(jī)：符合《實驗室用標(biāo)準(zhǔn)篩振篩機(jī)技術(shù)條件》GB9909-1988的技術(shù)要求。

5.2.6鋼直尺：量程0mm～50cm、精度1mm；量程0mm～100cm、精度1mm。

5.2.7其他：烘箱、瓷盤、鐵盆等。

5.3試驗步驟

5.3.1試驗用料應(yīng)具有代表性，不同粒徑試樣數(shù)量應(yīng)符合表5.3.1規(guī)定，堆石料爆破級配試驗用料數(shù)

量宜為表中規(guī)定質(zhì)量的5倍～8倍。

表5.3.1代表性試樣質(zhì)量

顆粒尺寸(mm)取樣質(zhì)量不小于(kg)

＜52

＜6020

＜8040

＜100100

＜200300

＜4002000

＜6005000

＞600根據(jù)試坑大小及相對密度計算確定

15

5.3.2將全部試樣篩分，5mm以下采用細(xì)篩篩析；5mm～100mm試樣采用粗篩篩析；100mm以上試樣采

用尺量法，加權(quán)綜合計算質(zhì)量百分?jǐn)?shù)。

5.3.3粒徑大于100mm的試樣，用鋼直尺測量能過篩孔的最小斷面尺寸作為該塊體的粒徑，按粒徑組

分級堆放，分粒徑組稱試樣質(zhì)量。

5.3.4粒徑小于100mm且大于5mm的試樣，圓孔徑粗篩進(jìn)行篩析，以30s零通過為止，按粒徑組分級

堆放，分粒徑組稱試樣質(zhì)量。

5.3.5粒徑小于5mm的試樣，四分法取樣500g，圓孔徑，細(xì)篩篩析，振搖時間一般為10～15分鐘，

準(zhǔn)確至0.1g。

5.3.6篩析完畢，由最大孔徑篩開始，順序?qū)⒏骱Y取下，在空瓷盤上用手輕叩搖晃，直至每分鐘的通

過量不超過試樣總量的0.1%為止，每號篩上的篩余平均層厚應(yīng)不大于試樣的最大粒徑，如超過此值，

應(yīng)將該號篩上的篩余分成兩份，再次進(jìn)行篩分。漏下的土粒應(yīng)全部放入下一級篩內(nèi)，并將留在各篩上的

試樣分別稱量。

5.3.75mm篩下的土樣，小于試樣總質(zhì)量的10%可省略細(xì)篩篩析。

5.3.8各粗篩上及5mm篩下的土質(zhì)量總和與試樣質(zhì)量之差不得大于1%。

5.4計算與記錄

5.4.1按式5.4.1計算小于某粒徑的試樣質(zhì)量占試樣總質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)。

ma

xidx(5.4.1)

mb

式中：xi——小于某粒徑的試樣質(zhì)量占試樣總質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)，%。

ma——小于某粒徑的試樣質(zhì)量，g。

mb——細(xì)篩分析時所取試樣質(zhì)量；粗篩分析時試樣總質(zhì)量，g。

dx——粒徑小于2mm或粒徑小于0.075mm的試樣質(zhì)量占試樣總質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)，如試樣中無大

于2mm或無小于0.075mm的粒徑，在計算粗篩分析時dx=100%。

5.4.2繪制顆粒大小分布曲線。求出各粒組的顆粒百分?jǐn)?shù)，加權(quán)計算以小于某粒徑的試樣質(zhì)量占試樣

總質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)為縱坐標(biāo)，以粒徑（mm）的對數(shù)為橫坐標(biāo)繪制顆粒級配分析曲線圖，確定顆粒大小分布

情況，測量顆粒最大粒徑，進(jìn)而判定土樣級配良好狀況。如圖5.4.2。

16

圖5.4.2顆粒大小分布曲線

5.4.3計算級配指標(biāo)：

1按式5.4.3-1計算不均勻系數(shù)Cu：

d60

Cu(5.4.3-1)

d10

2按式5.4.3-2計算曲率系數(shù)Cc：

2

d30(5.4.3-2)

Cc

d60d10

式中：d10——有效粒徑，在粒徑分布曲線上小于該粒徑的土質(zhì)量占總土質(zhì)量的10%的粒徑。

d30——在粒徑分布曲線上小于該粒徑的土質(zhì)量占總土質(zhì)量的30%的粒徑。

d60——限制粒徑，在粒徑分布曲線上小于該粒徑的土質(zhì)量占總土質(zhì)量的60%的粒徑。

5.4.4記錄

本試驗記錄格式如表5.4.4。

17

表5.4.4顆粒分析試驗記錄（篩析法）

工程名稱試驗日期.

土樣編號試樣編號.

風(fēng)干土質(zhì)量=g。最大粒徑：mm。

試樣數(shù)量5mm篩上土質(zhì)量=g，小于5mm的土占總質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)=%。

5mm篩下土質(zhì)量=g，小于0.075mm的土占總質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)=%。

分計篩余百分?jǐn)?shù)累計篩余百分小于該粒徑的土小于該粒徑的總土

粒徑（mm）分計篩余量（g）

（％）數(shù)（％）質(zhì)量百分?jǐn)?shù)（％）質(zhì)量百分?jǐn)?shù)（％）

600

500

400

300

200

100

80

60

40

20

10

5

<5

∑

分計篩余百分?jǐn)?shù)累計篩余百分小于該粒徑的土小于該粒徑的總土

粒徑（mm）分計篩余量（g）

（％）數(shù)（％）質(zhì)量百分?jǐn)?shù)（％）質(zhì)量百分?jǐn)?shù)（％）

2

1

0.5

0.25

0.1

0.075

<0.075

∑

試驗計算校核

18

6含水率試驗

6.1目的和適用范圍

6.1.1烘干法是含水率試驗的標(biāo)準(zhǔn)方法，在工程現(xiàn)場或野外，依據(jù)土的性質(zhì)和工程情況可采用炒干法、

晾曬法、綜合法測定含水率。

6.1.2適用于試驗室室內(nèi)、工程勘測和施工現(xiàn)場野外粗粒土含水率的試驗。

6.1.3最大粒徑大于60mm的宜用采用晾曬法或綜合法測定全料含水率，粒徑不大于60mm的宜用烘干

法、炒干法測定。

6.2烘干法

6.2.1主要儀器設(shè)備應(yīng)符合下列規(guī)定

1烘箱：應(yīng)能控制溫度為105℃～110℃，有效烘烤體積應(yīng)與試樣量相匹配。

2電子秤：稱量15kg，最小分度值1g。

3電子天平：稱量2kg，最小分度值0.01g

4托盤：能滿足樣品稱量質(zhì)量。

6.2.2試驗步驟

1將烘箱溫度調(diào)至105℃～110℃。

2按試樣的粒徑范圍取代表性試樣，試樣的質(zhì)量不宜小于表6.2.2規(guī)定。

表6.2.2與最大粒徑相應(yīng)的試樣質(zhì)量

最大粒徑

510204060

（mm）

試樣質(zhì)量

0.51.01.53.05.0

（kg）

3取潔凈干燥的托盤，稱其質(zhì)量m1，并精確至1g。將試樣放入托盤中，稱盤和試樣質(zhì)量m2,并

精確至1g。

4待烘箱達(dá)到設(shè)定的溫度后，將稱量好盛有試樣的盤放入烘箱進(jìn)行烘干，烘干時間不應(yīng)少于6h，

對有機(jī)質(zhì)含量超過干土質(zhì)量5%的土，應(yīng)將溫度控制在60℃～70℃，恒溫干燥12h～15h。

5烘干后，從烘箱中取出盛有試樣的盤，放置冷卻至室溫。

6稱盤和烘干試樣質(zhì)量m3，并精確至1g。

6.2.3試驗結(jié)果整理

1按下列公式計算粗粒土的含水率：

19

m2m3100（6.2.3）

m3m1

式中：——粗粒土的含水率，%；

m1——盤的質(zhì)量，g；

m2——盤和濕試樣的質(zhì)量，g；

m3——盤和烘干試樣的質(zhì)量，g。

2計算值精確至0.1%。

6.2.4烘干法應(yīng)進(jìn)行兩次平行測定，結(jié)果取算術(shù)平均值。允許重復(fù)性差值應(yīng)符合表6.2.4。

表6.2.4含水率允許的平行誤差值

含水率（%）允許的平行誤差值（%）

＜5≥±0.5

＞5≤±1.0

6.2.5烘干法含水率試驗記錄格式見表6.2.5。

6.3炒干法

6.3.1主要儀器設(shè)備應(yīng)符合下列規(guī)定

1熱源：采用可調(diào)溫電爐。

2炒鍋：采用金屬盤或鐵鍋。

3電子秤：稱量15kg，最小分度值1g。

6.3.2試驗步驟

1按試樣的粒徑范圍取代表性試樣，試樣的質(zhì)量應(yīng)不小于表6.2.2規(guī)定。

2將經(jīng)稱量的試樣放入金屬容器中，并置于熱源上炒干。在炒干過程中防止顆粒失落，隨時翻拌

試樣，至試樣表面完全干燥后，繼續(xù)炒3～5分鐘停止，冷卻至室溫后，稱量炒干試樣質(zhì)量。

6.3.3試驗成果整理應(yīng)符合6.2.3條的要求，其他應(yīng)符合6.2.4條、6.2.5條的要求。

6.4晾曬法

6.4.1主要儀器設(shè)備應(yīng)符合下列規(guī)定

1電子秤：稱量150kg，最小分度值50g。

2容器：能盛放試樣的鐵皮桶或瓷盤。

3其他：能滿足攤鋪需求的彩條布或帆布、鐵鍬等工器具。

20

6.4.2試驗步驟

1按試樣的粒徑范圍取代表性試樣，試樣的質(zhì)量應(yīng)不小于表6.4.2規(guī)定。

表6.4.2與最大粒徑相應(yīng)的試樣質(zhì)量

最大粒徑

80100200400600

(mm)

試樣數(shù)量

10308010002000

(kg)

2將稱量好的試樣均勻分散置于彩條布或帆布，在光照充足或者通風(fēng)條件較好的環(huán)境下晾曬風(fēng)干

至表面干燥，晾曬時間不小于6h，稱量曬（風(fēng)）干試樣質(zhì)量。

3稱量應(yīng)精確至50g。

6.4.3試驗成果整理應(yīng)符合6.2.3條的要求，其他應(yīng)符合6.2.4條、6.2.5條的要求。

6.5綜合法

6.5.1本試驗方法適用于測定粗粒土試樣全料含水率。

6.5.2主要儀器設(shè)備應(yīng)符合下列規(guī)定

1烘箱：應(yīng)能控制溫度為105℃～110℃。

2電子秤：稱量150kg，最小分度值50g；稱量15kg，最小分度值1g。

3其他：鐵皮桶、瓷盤、彩條布、鋼刷等。

6.5.3試驗步驟

1按試樣的粒徑范圍取代表性試樣，試樣的數(shù)量應(yīng)符合表6.2.2、6.4.2規(guī)定。

2稱量濕試樣質(zhì)量m0，精確至50g。

3最大粒徑大于60mm試樣，過60mm篩，有明水試樣應(yīng)先晾曬至表干狀態(tài)，60mm以上粒組采用晾

曬法測定試樣含水率；60mm以下粒組采用烘干法或炒干法測定試樣含水率，加權(quán)計算全料含水率。

6.5.4試驗結(jié)果整理

1各粒組含水率計算公式為：

m01m0d

d1（6.5.4-1）

mdm0d

式中：d——各粒組含水率，%；

0——小于5mm顆粒含水率，%；

m——各粒組濕質(zhì)量，g；

md——各粒組干質(zhì)量，g；

21

0d

m——小于5mm顆粒干質(zhì)量，g（如無粘附小于5mm顆粒，m0d=0）。

2粗粒土的全料含水率采用加權(quán)平均的方法，計算公式為：

ABC

556060以上（6.5.4-2）

ABC

式中：——全料含水率，%；

5、560、60以上——各粒組含水率，%；

A、B、C——各粒組試樣占總試樣質(zhì)量的百分率，%。

3計算值精確至0.1%。

6.5.5全料含水率試驗記錄格式見表6.5.5。

表6.2.5含水率試驗記錄表

工程名稱試驗日期.

試驗方法試樣編號.

試樣盤+試樣質(zhì)盤+烘干試水的質(zhì)量烘干試樣質(zhì)含水率平均含水

盤號盤質(zhì)量(g)

編號量(g)樣質(zhì)量(g)(g)量(g)(%)率(%)

試驗計算校核

表6.5.5全料含水率試驗記錄表

工程名稱試驗日期.

試驗方法試樣編號.

烘干試含水各粒組平各粒組質(zhì)全料含

試樣盤質(zhì)量盤+試樣盤+烘干試水的質(zhì)

盤號樣質(zhì)量率均含水率量分?jǐn)?shù)水率

編號(g)質(zhì)量(g)樣質(zhì)量(g)量(g)

(g)(%)(%)(%)(%)

試驗計算校核

22

7比重試驗

7.1目的和適用范圍

7.1.1土粒比重是指土粒在105℃～110℃溫度下烘至恒重時的質(zhì)量與同體積4℃時純水的質(zhì)量之比，

簡稱比重。

7.1.2按照土粒粒徑不同，分別采用比重瓶法、浮稱法和虹吸筒法。

1比重瓶法適用于粒徑小于5mm的土。

2浮稱法適用于粒徑大于5mm、小于100mm的土。

3虹吸筒法適用于粒徑大于20mm的土。

7.2比重瓶法

7.2.1主要儀器設(shè)備應(yīng)符合下列規(guī)定

1比重瓶：容量100（或50）ml，分長頸和短頸兩種。

2天平：稱量200g，最小分度值0.001g。

3恒溫水槽：準(zhǔn)確度±1℃。

4砂浴：能調(diào)節(jié)溫度。

5真空抽氣設(shè)備。

6溫度計：測量范圍0～50℃，分度值0.5℃。

7其他：如烘箱、蒸餾水、中性液體（如煤油等）、孔徑2mm及5mm篩、漏斗、滴管等。

8比重瓶校正。

a將比重瓶洗凈、烘干，稱比重瓶質(zhì)量，準(zhǔn)確至0.001g。

b將煮沸后冷卻的純水注入比重瓶。對長頸比重瓶注水至刻度處，對短頸比重瓶應(yīng)注滿純水，塞緊

瓶塞，多余水分自瓶塞毛細(xì)管中溢出。調(diào)節(jié)恒溫水槽至5℃或10℃，然后將比重瓶放入恒溫水槽內(nèi)，直

至瓶內(nèi)水溫穩(wěn)定。取出比重瓶，擦干外壁，稱瓶、水總質(zhì)量，準(zhǔn)確至0.001g。

c以5℃級差，調(diào)節(jié)恒溫水槽的水溫，逐級測定不同溫度下得比重瓶、水總質(zhì)量，至達(dá)到本地區(qū)最

高自然氣溫為止。每級溫度均應(yīng)進(jìn)行兩次平行測定，兩次測定的差值不得大于0.002g，取兩次測值的

平均值。繪制溫度與瓶、水總質(zhì)量的關(guān)系曲線。

7.2.2試驗應(yīng)按下列步驟進(jìn)行

1將比重瓶烘干，裝烘干土15g入100ml比重瓶內(nèi)（若用50ml比重瓶，裝烘干土12g），稱量。

2為排除土中空氣，將已裝有干土的比重瓶注蒸餾水至瓶的一半，搖動比重瓶，土樣浸泡20h以

23

上，再將瓶在砂浴中煮沸，煮沸時間自懸液沸騰時算起，砂及砂質(zhì)粉土不應(yīng)少于30min，黏土及粉質(zhì)黏

土不應(yīng)少于1h。煮沸時應(yīng)注意不使土液溢出瓶外。

3將蒸餾水注入，待瓶內(nèi)懸液溫度穩(wěn)定及瓶上部懸液澄清，如系長頸比重瓶，用滴管調(diào)整液面恰

至刻度處（以彎液面下緣為準(zhǔn)），擦干瓶外及瓶內(nèi)壁刻度以上部分的水，稱瓶、水、土總質(zhì)量。如系短

頸比重瓶，將蒸餾水注滿，塞好瓶塞，使多余水分自瓶塞毛細(xì)管中溢出，將瓶外水分擦干后，稱瓶、水、

土總質(zhì)量，稱量后立即測出瓶內(nèi)水的溫度，準(zhǔn)確至0.5℃。

4根據(jù)測得的溫度，從已繪制的溫度與瓶、水總質(zhì)量的關(guān)系曲線中查得瓶、水總質(zhì)量。

5測定含有可溶鹽、親水性膠體或有機(jī)質(zhì)的土比重時，用中性液體（如煤油等）測定，用真空抽

氣法代替煮沸法，排除土中空氣。抽氣時真空度須接近1個大氣壓（101kPa），從達(dá)到1個大氣壓時算

起，抽氣時間一般為1～2h，直至懸液內(nèi)無氣泡逸出時為止。其余步驟按本規(guī)程7.2.2條3和4規(guī)定進(jìn)

行。

6本試驗稱量應(yīng)準(zhǔn)確至0.001g。

7.2.3試驗結(jié)果整理

1用蒸餾水測定時，按下式計算比重：

md

GsGwt（7.2.3-1）

m1mdm2

式中：

Gs——土的比重；

md——干土質(zhì)量，g；

m1——瓶、水總質(zhì)量，g；

m2——瓶、水、土總質(zhì)量，g；

Gwt——t℃時蒸餾水的比重（可查物理手冊），準(zhǔn)確至0.001。

2用中性液體測定時，按下式計算比重：

md

GsGkt（7.2.3-2）

m'1mdm'2

式中：

m'1——瓶、水總質(zhì)量（g）；

m'2——瓶、水、土總質(zhì)量（g）;

Gkt——t℃時中性液體的比重（實測得），準(zhǔn)確至0.001；

其余符號見本規(guī)程式（7.2.3-1）。

3計算值精確至0.001。

24

7.2.4比重瓶法試驗須進(jìn)行2次平行測定，其平行差值不得大于0.02，取其算術(shù)平均值。

7.2.5比重瓶法試驗的記錄格式見表7.2.5。

7.3浮稱法

7.3.1主要儀器設(shè)備應(yīng)符合下列規(guī)定

1網(wǎng)籃：孔徑小于5mm，邊長為20cm～25cm，高為20cm～30cm。

2盛水容器：適合網(wǎng)籃沉入。

3篩：孔徑5mm、20mm。

4烘箱、溫度計等。

5靜水力學(xué)天平：稱量10kg，最小分度值1g（圖7.3.1）。

圖7.3.1靜水力學(xué)天平

圖7.3.1靜水力學(xué)天平

1-電子天平；2-盛水容器；3-盛粗粒土的網(wǎng)籃

1-電子天平；2-盛水容器；3-盛粗粒土的網(wǎng)籃

7.3.2試驗應(yīng)按下列步驟進(jìn)行

1取粒徑大于5mm的代表性試樣1000g～2000g。

2將試樣表面清洗潔凈，浸入水中約24h后取出，將試樣采用濕毛巾擦干表面，即為飽和面干狀

態(tài)，立即放入網(wǎng)籃，并緩慢將網(wǎng)籃浸沒于水中，在水中搖動至試樣中無氣泡逸出時為止。

3稱網(wǎng)籃和試樣在水中的總質(zhì)量（圖7.2.1）。

4取出試樣烘干，烘干時間應(yīng)不少于6h。

5稱量烘干試樣質(zhì)量。

6稱網(wǎng)籃在水中的質(zhì)量，并測量盛水容器內(nèi)水溫，準(zhǔn)確至0.5℃.

7.3.3試驗結(jié)果整理

1土粒比重應(yīng)按下列公式計算：

25

md

GsGwt（7.3.3）

md(m1m2)

式中：

md——烘干試樣質(zhì)量，g；

m1——網(wǎng)籃和試樣在水中的質(zhì)量，g；

m2——網(wǎng)籃在水中的質(zhì)量，g；

其余符號見本規(guī)程（7.2.3-1）。

2計算值精確至0.001。

7.3.4浮稱法試驗應(yīng)進(jìn)行2次平行測定，兩個試樣試驗差值不得大于0.02，結(jié)果取其算術(shù)平均值。

7.3.5浮稱法比重試驗的記錄格式見表7.3.5。

7.4虹吸筒法

7.4.1主要儀器設(shè)備應(yīng)符合下列規(guī)定

1虹吸筒裝置（圖7.4.1）：由虹吸筒和虹吸管組成，虹吸桶直徑與試樣最大粒徑之比宜不小于2

倍，高度與試樣最大粒徑之比不宜小于1.5倍。

2電子秤：稱量200kg，最小分度值5g；稱量15kg，最小分度值1g。

3量筒：容量大于2000ml。

φ

圖7.4.1虹吸筒（單位：cm）

1-虹吸筒；2-虹吸管；3-橡皮管；4-夾管；5-量筒

7.4.2試驗步驟

1按試樣的粒徑范圍，取代表性試樣。試樣最小質(zhì)量應(yīng)符合表7.4.2的規(guī)定。

26

表7.4.2比重試驗相應(yīng)于最大粒徑的最小試樣質(zhì)量

最大粒徑(mm)80100200300400

最小試樣質(zhì)量(kg)51060200400

2將試樣表面清洗潔凈浸入水中約24h后取出，晾干（或用布擦干）試樣表面水分。

3將清水注入虹吸筒至虹吸管口有水溢出時停止注水，待管口不在有水溢出時關(guān)閉管夾。將晾干

的試樣緩緩放入虹吸筒中，邊放邊攪拌，至無氣泡逸出為止，攪動時勿使水濺出筒外。

4當(dāng)虹吸筒內(nèi)水面平穩(wěn)后，開管夾，讓試樣排開的水通過虹吸管流入量筒，稱量量筒和水總質(zhì)量，

精確至1g。并測定量筒內(nèi)水溫，準(zhǔn)確至0.5℃。

5取出虹吸筒內(nèi)試樣，室內(nèi)烘干（或晾曬風(fēng)干）后，稱量試樣質(zhì)量m。試樣烘干（或晾曬風(fēng)干）

時間宜不少于6h，風(fēng)干試樣質(zhì)量偏差連續(xù)1h不超過總質(zhì)量0.5%時，即認(rèn)為試樣已風(fēng)干。

7.4.3試驗結(jié)果整理

1土粒比重應(yīng)按下列公式計算:

m

GsGwt（7.4.3-1）

m1m0

式中：m——烘干（或風(fēng)干）試樣質(zhì)量，g；

m0——量筒質(zhì)量，g；

m1——量筒和水總質(zhì)量，g。

其余符號見本規(guī)程（7.2.3-1）。

2土粒平均比重應(yīng)按下式計算：

1

Gs（7.4.3-2）

P1P2P3

Gs1Gs2GS3

式中：Gs1——粒徑小于5mm土粒的比重；

Gs2——粒徑大于5mm且小于60mm土粒的比重；

Gs3——粒徑大于60mm土粒的比重；

P1——粒徑小于5mm土粒占總質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)，%；

P2——粒徑大于5mm且小于60mm土粒占總質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)，%；

P3——粒徑大于60mm土粒占總質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)，%。

3計算值精確至0.001。

7.4.4試驗應(yīng)進(jìn)行2次平行測定，兩個試樣試驗差值不得大于0.02，結(jié)果取其算術(shù)平均值。

27

7.4.5虹吸筒法比重試驗的記錄格式見表7.4.5。

表7.2.5比重試驗記錄表（比重瓶法）

工程名稱試驗日期.

試驗方法試樣編號.

試比

比重瓶瓶、干干土瓶、水瓶、水、與干土同體

樣重溫度水的

質(zhì)量土總質(zhì)質(zhì)量總質(zhì)土總質(zhì)積的水體質(zhì)比重平均值備注

編瓶(℃)比重

(g)量(g)(g)量(g)量(g)量(g)

號號

試驗計算校核

表7.3.5比重試驗記錄表（浮稱法）

工程名稱試驗日期.

試驗方法試樣編號.

試樣溫度水的比重烘干土質(zhì)網(wǎng)籃+試樣水網(wǎng)籃水中試樣在水

比重平均值備注

編號(℃)（Gwt）量(g)中質(zhì)量(g)質(zhì)量(g)中質(zhì)量(g)

試驗計算校核

表7.4.5比重試驗記錄表（虹吸筒法）

工程名稱試驗日期.

試驗方法試樣編號.

試樣溫度水的比重風(fēng)干土質(zhì)量量筒加排開排開水質(zhì)量

量筒質(zhì)量(g)比重平均值

編號(℃)（Gwt）(g)水質(zhì)量(g)(g)

試驗計算校核

28

8相對密度試驗

8.1目的和適用范圍

8.1.1本試驗?zāi)康氖菧y定粗粒土在最緊密和最疏松狀態(tài)時的孔隙比（即最小孔隙比和最大孔隙比）或干

密度（即最大干密度和最小干密度），用于計算一定干密度下的相對密度。相對密度試驗方法包括振動

臺法、表面振動法、密度桶法。

8.1.2室內(nèi)相對密度試驗采用振動臺法、表面振動法。

8.1.3現(xiàn)場相對密度試驗采用密度桶法。

8.2振動臺法

8.2.1主要儀器設(shè)備應(yīng)符合下列要求：

1振動臺:具有隔振裝置的鋼制振動臺，固定于混凝土基礎(chǔ)上。振動臺的負(fù)荷（20%～80%）應(yīng)滿足

加重底板、加重物、試樣、容器及附屬設(shè)備重力的要求。振動臺的頻率為40Hz～60Hz，振幅可調(diào)，最

大2mm。

2試樣筒:為圓柱形金屬筒，尺寸宜為直徑與試樣最大粒徑之比4～5，高度與試樣最大粒徑之比大

于3。加重底板:底板為12mm厚的鋼板，直徑略小于相應(yīng)試樣筒內(nèi)徑，中心應(yīng)有φ15mm未穿通的提吊螺

孔。加重物:尺寸與試樣筒配套。加重底板與加重物對試樣的總壓力為14kPa。

3套筒:內(nèi)徑應(yīng)與試樣筒配套，且與試樣筒緊固后內(nèi)壁成直線連接。

4游標(biāo)卡尺:應(yīng)帶測針，量程0mm～300mm，最小分度值0.05mm。

5試驗篩:粗篩（圓孔）100、80、60，40，20，10，5mm；細(xì)篩（方孔）2,1，0.5，0.25，0.075mm。

6電子秤:稱量50kg，感量5g。

7電子秤:稱量l0kg，感量1g。

8.2.2土樣制備應(yīng)符合下列要求:

1按第4章要求制備風(fēng)干的土樣；

2按試驗要求的級配和試樣桶的體積計算所需要的試樣量，稱取各粒組的土樣，充分拌和均勻。

8.2.3最小干密度試驗應(yīng)按下列步驟進(jìn)行:

1用尺量或灌水法測定試樣桶的體積。

2用小鏟將土樣松填于試樣筒內(nèi)。裝填時小鏟應(yīng)貼近筒內(nèi)土面（對土面不產(chǎn)生沖擊），使鏟中土樣

徐徐滑入筒內(nèi)，直至填土距筒頂3～5cm，并使