土工试验.docx

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1、单元7土工试验土工试验的项目较多，每个试验项目都有几个不同的试验方法，本章选择的五项试验均参照国家现行标准土工试验方法标准GB/T 50123-1999和土的工程分类标准GB/50145-2007 (以下简称标准)编制。7.1 土的基本物理指标测定一、试验目的在实验室内直接测定土的密度、土粒比重、含水率三个实测指标，这三个指标称为土的三相基本试验指标。土的其它指标可以计算求得，称为换算指标。二、试验方法1 .测定土的密度试验方法有环刀法、蜡封法、灌水法、灌砂法等。对于细粒土，采用环刀法；对于易破裂土和形状不规则的坚硬土，可用蜡封法；对于现场粗粒土，一般用灌水法或灌砂法。2 .根据土粒径的不同，

2、土粒比重试验可分别采用比重瓶法、浮称法和虹吸筒法。对于粒径小于5mm的各类土，采用比重瓶法；对于粒径等于大于5mm的各类土，且其中粒径大于20mm的土质量小于总土质量的10%时，采用浮称法;对于粒径等于大于5mm的各类土，其中粒径大于20mm的土质量等于大于总土质量的10%时.，采用虹吸筒法试验。3 .含水率试验可分别采用烘干法、酒精燃烧法、炒干法、比重法等。三、密度试验环刀法4 .仪器设备环刀；天平，感量0.1g;切土刀；推土器；游标卡尺；凡士林等。5 .试验步骤(1)用卡尺测出环刀的高和内径，并计算出环刀的容积*cm)(2)称环刀的质量如，准确至0.1g。(3)在环刀内壁涂一层薄薄的凡士林

3、油，刃口向下放在试样上。(4)用切土刀沿环刀外缘将土样削成略大于环刀直径的土柱，然后慢慢将环刀垂直下压，边压边削，到土样伸出环刀上部为止，削去环刀两端余土，使与环刀口面齐平。把削下的土样做含水率试验。(5)擦净环刀外壁，称量环刀加土的质量m2,准确至0.1g。(6)用推土器将试样从环刀中推出。(7)本试验应进行二次平行测定，两次测定的差值不得大于0.03gcn取两次测定的算术平均值。6 .成果整理(1)按式(7-1)计算土的湿密度：Po =(m2 %)V(71)式中：po土的湿密度(gcm3),准确到0.01 g/cn?；m环刀的质量(g)；m2环刀加土的质量(g);V环刀容积V(cm3) o

4、(2)按式(7-2)计算土的干密度：4 =0o(l + 00l%)(72)式中：pa 一一 土的干密度(g/cm3)；wo土的含水率()。(3)填写试验记录。格式见表7-1。表77密度试验记录(环刀法)试验日期 试验者 计算者 校核者试样编号环刀号湿土质量(g)试样体积(cm5)湿密度(g/cm3)试样含水率(%)干密度(gcm3)平均干密度(gcm3)4.注意事项(1)操作要快，动作细心，以避免土样被扰动、破坏结构及水分蒸发。(2)环刀方向要正、要垂直，加力适当。(3)边压边削的时候，切土刀要向外倾斜，以免把环刀下面的土样削空。、土粒比重试验一一比重瓶法1 .仪器设备烘箱；比重瓶，容积100

5、mL；天平，感量0.001g；恒温水槽；电砂浴；温度计；孔径5mm的筛；其它：匙、漏斗、滴管、洗瓶刷、蒸偏水等。2 .试验步骤(1)先将洗净、烘干的比重瓶，冷却后称其质量，准确至0.001g.(2)称过5mm筛并烘干后的土样15g装入比重瓶内，称试样和瓶的总质量,准确至0.001g。(3)将纯水注入已装有干土的比重瓶中至一半处，摇动比重瓶，将瓶放在电砂浴上煮沸，煮沸时间自悬液沸腾时算起，砂土不应少于30min,粘土、粉土不得少于lh。沸腾后应调节砂浴温度，比重瓶内悬液不得溢出。对砂土及含有可溶盐、有机质和亲水性胶体的土，采用真空抽气法排气，一个负大气压值，抽气时间不得少于lho(4)将蒸储水注

6、入已煮好的比重瓶至近满，待瓶内温度稳定及悬液上部澄清后，再加满蒸储水，塞好瓶塞，使多余的水份自瓶塞毛细管中溢出。将比重瓶置于恒温槽内恒温，且瓶内上部悬液澄清。取出比重瓶，将瓶外水份擦干，称瓶、水、土样的总质量，准确至0.001g,并测瓶内的水温，准确指0.5。(5)把瓶内悬液倒掉，把瓶洗干净，再注满蒸储水，把瓶塞插上，使多余的水份自瓶塞毛细管中溢出，将瓶外水份擦干净，称比重瓶、水的总质量，准确至0.00 Igo(6)本试验须进行两次平行测定，两次测定的差值不得大于0.002g,取两次测定的算术平均值。3 .成果整理(1)按式(7-3)计算土粒的比重：G = Q “/(%, + md-mbws)

7、(73)式中：Gx土粒比重；fd干土的质量(g)；mbws比重瓶、水、土样总质量(g)；表7-2比重试验记录(比重瓶法)试验日期 试验者 计算者 校核者试样编号比重瓶号温度()液体比重查表比重瓶质量(g)下土质量(g)瓶加液体质量(g)瓶加液体加干土总质量(g)与干土同体积的液体质量(g)比重平均值4.注意事项nibw比重瓶、水总质量(g)；t。时蒸储水的比重。Gwt(2)填写试验记录。格式见表7-2。(1)比重瓶、土样一定要完全烘干。(2)煮沸排气时，防止悬液溅出。(3)称量时比重瓶外的水份必须擦干净。五、含水率试验烘干法4 .仪器设备烘箱，采用电热烘箱，温度能保持在105110；天平，感量

8、0.01g；干燥器；称量盒等。5 .试验步骤(1)先称称量盒的质量(),精确至0.01g。(2)取具有代表性试样15T0g,有机质土、砂类土和整体状构造冻土为50g,放入称量盒内，盖上盒盖，称湿土加盒总质量，精确至0.01g。(3)打开盒盖，将试样盒放入烘箱内，在温度1()511()C的恒温下烘干。烘干时间对粘土、粉土不得少于8小时；砂土不得少于6小时；对含有机质超过5%的土，应将温度控制在6570的恒温下烘至恒量。(4)将烘干后的试样盒取出，盖上盒盖，放入干燥器内冷却至室温，称盒加干土质量，精确至0.01g。(5)本项试验必须对两个试样进行平行测定，测定的差值需满足以下要求：当含水率小于40

9、%时，允许平行差值为1%；当含水率等于、大于40%时，允许平行差值为2%；对层状和网状构造的冻土不大于3%。当满足上述要求时，含水率取两次测值的算术平均值，以百分数表示。6 .成果整理(1)按式(7-4)计算含水率：陷=(jrJmd -l)100(74)式中：wo含水率()；mo湿土质量(g);md干土质量(g)0(2)填写试验记录。格式见表7-3。表7-3含水率试验记录试验日期 试验者 计算者 校核者试样编号盒号盒质量(g)盒加湿土质量(g)盒加干士质量(g)湿土质量(g)干土质量含水率()平均含水率(%)4.注意事项(1)测定含水率时动作要快，以避免土样的水分蒸发。(2)应取具有代表性的土

10、样进行试验。(3)称量盒要保持干燥，注意称量盒的盒体和盒盖要对号。(4)烘干、冷却由于时间较长，由实验室完成，同学另找时间来称盒加干土质量。7.2 粘性土的液限、塑限试验一、试验目的细粒土由于含水率不同，分别处于流动状态，可塑状态、半固体状态和固体状态。液限是细粒土呈可塑状态的上限含水率，塑限是细粒土呈可塑状态的下限含水率。本试验是测定细粒土的液限和塑限含水率，用作计算土的塑性指数和液性指数，按塑性指数或塑性图对粘性土进行分类，并可结合土体的原始孔隙比来评价粘性土地基的承载能力。二、试验方法土的界限含水率试验方法有：液、塑限联合测定法，碟式仪液限试验和滚搓法塑限试验等。滚搓法试验缺点主要是标准

11、不易掌握，人为因素影响较大，对低塑性土影响尤甚，往往得出偏大结果；因该法简便易行，常与碟式仪液限试验配套，现仍列入标准。三、塑限试验滚搓法1 .仪器设备毛玻璃板，200mm *300mm；卡尺，分度值0.02mm。(1)选取具有代表性的天然含水率或风干土样，若土中含有较多大于0.5mm的颗粒或夹有大量的杂物时.，应将土样风干后用带橡皮头的研棒研碎或用木棒在橡皮板上压碎，过0.5mm的筛。(2)取过筛的土样不少于100g放入调土碗里，加蒸储水调拌、浸润，使其含水率接近塑限，然后用玻璃片或湿布覆盖，静止24h备用。(3)先称称量盒的质量m1。取一小块接近塑限的土样，用手捏成橄榄状，再用手掌在毛玻璃

12、上轻轻地搓滚，滚搓时手掌的压力要均匀地施加在土条上，不得使土条在毛玻璃上无力滚动。土条长度不宜超过手掌宽度。在滚动时，不应从手掌下任一边脱出，土条在任何情况下，不得产生中空现象。(4)当土条搓至直径为3mm时，土条产生裂缝，并开始断裂，此时土中含水率即为塑限含水率。当土条直径搓至3mm仍未发生裂缝或断裂，表示土的含水率高于塑限；若土条直径搓至大于3mm时就产生裂缝或断裂，则表示含水率低于塑限。在这两种情况下，都应对土样重新进行调制后再进行试验，直至合格为止。(5)取滚搓合格的土条放入称量盒中，随即盖紧盒盖，待收集35g合格的土条后称盒加湿土质量。把土样烘干后再称盒加干土质量。测定土条含水率。(

13、6)本试验应进行两次平行测定，两次测定的差值不得大于2%,取两次测定的算术平均值3 .成果整理(1)按式(75)计算含水率：式中：wo吸)-1)1(X)含水率()；(75)m()湿土质量(g)；mc干土质量(g)o塑限含水率卬“()取两次测定的平均值:(3)填写试验记录。格式见表7-4。表7-4搓条法塑限试验记录试验日期 试验者 计算者 校核者试样编号盒号湿土质量(g)干土质量(g)含水率()塑限(%)4 .注意事项(1)在搓条时用力要均匀，避免出现空心或卷心现象。(2)保持手掌和毛玻璃的清洁。(3)在任何含水率情况下，试样搓到大于3毫米就发生断裂，说明该土无塑性。1、液限塑限联合测定法1 .

14、仪器设备：液塑限联合测定仪(图71)；天平；称量盒；电吹风；烘箱；干燥器；其它：调土碗、调土刀、凡土林、蒸储水、滴管、研钵、带橡皮头的研棒及0.5mm筛等。图7T液塑限联合测定仪1 一显示屏；2电磁铁：3一带标尺的圆锥仪；4一试验杯；5控制开关；6一升降座2 .试验步骤:(1)选取具有代表性的天然含水率或风干土样，若土中含有较多大于0.5mm的颗粒或夹有大量的杂物时，应将土样风干后用带橡皮头的研棒研碎或用木棒在橡皮板上压碎，过0.5mm的筛。(2)取过筛的土样不少于200g分别放入三个调土碗里，加不同数量的蒸储水，土样的含水率分别控制在液限、略大于塑限和二者的中间状态。用调土刀调匀，用玻璃片或湿布覆盖，静置24h备用。(3)将制备好的土样用调土刀调拌均匀，分层密实地填入试样杯中，使空气逸出。试样杯装满后，刮平表面。(4)调平机身，提起锥杆，锥尖涂少许凡士