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3.4 試驗步驟
㈠比重瓶法
① 將比重瓶洗凈,和待測土顆粒一起放入烘箱中烘干,然后置于干
燥器內,冷卻后稱比重瓶的質量(空瓶)。
② 稱取烘干土樣裝入比重瓶內,稱試樣和瓶的總質量。100ml
比重瓶裝入約15克烘干土,50ml 比重瓶裝入約10克烘干土
③ 向比重瓶內注入半瓶純水,搖動比重瓶,然后放在帶有細砂
的電爐上煮沸,粘性土,粉土沸騰時間不小于1小時,砂土沸騰時間不小于30分鐘。
④ 將煮沸冷卻的純水注入已煮好的比重瓶內,要求將瓶塞插入
后要有多余的水分能從瓶塞的毛細管中溢出。然后將比重瓶放入恒溫水槽內,直至水溫穩定為止。當比重瓶中上部懸液澄清時,取出比重瓶,擦干瓶的外壁,稱量比重瓶,水,和試樣的總質量,并測定瓶內的水溫。
⑤ 查表找出該水溫下裝滿水的瓶的質量。
⑥ 計算:
G s =md /(mbw +md -m bws )*Git
G s: 土顆粒的比重m d:干土的質量(克)
G it :某溫度時純水或中性液體的比重(可查表)
m bw :注滿水時瓶的質量(克)
m bws :試驗結束時比重瓶,土和水的總質量(克)
實驗數據及計算過程
3.5 注意事項:
①試樣中所使用的純水要煮沸以除去水中所含氣體。 ②如果土中含有鹽分,要用中性液體代替純水。 ③比重瓶煮沸冷卻后家純水時要緩慢,插入瓶塞時也要緩
慢。
④粗顆粒做比重時要先做飽和晾干,不能直接將烘干的土
顆粒放入虹吸筒中。 3.6 指標應用:
比重用于計算其它指標。
四.界限含水率試驗
4.1 基本原理:
①試驗中的界限劃分。將土具有最小強度時的含水率作為液體和塑性
體之間的界限值,稱為液限(W l ),它是細粒土呈可塑狀態的上限含水率。當土中含水率繼續減小,土就變成有脆性,區分塑性和脆性的界限含水率稱為塑限(W p ),它是細粒土呈可塑狀態的下限含水率。飽和粘性土逐步干燥,土體積逐漸減縮,當土體不再收縮時的含水率稱為縮限(W S )。
②含水率(W )與液限(W l ),塑限(W p )之間的關系: I p (塑性指數)=W l -W p
I l (液性指數)=(W-W p )/I p
③工程上常根據塑性指數(I p )對細粒土進行分類,根據液性指
數(I l )確定土的狀態。
4.2 試驗方法和適用范圍:
① 液塑限試驗方法:光電(數顯)液塑限聯合測定法,碟式液限儀
法,塑限搓條法。該方法主要針對的是細粒土。
② 縮限試驗方法:采用收縮皿法測定縮限。該方法適用于細粒土。
4.3 儀器設備:
① 液限:光電(數顯)液塑限聯合測定儀,碟市儀 ,裝土杯,
調土質量,電子天平 ,鋁盒,烘箱等
② 塑限:毛玻璃板,游標卡尺
③ 縮限:收縮皿,天平,蠟,燒杯,細線,針,卡尺等
4.4 試驗步驟:
㈠ 液限(光電聯合測定法)
①將待測的細粒土粉碎,過0.5 mm 細篩,取篩下土200克用
純水調制成膏狀,靜置過夜,以確保試樣含水均勻。
②充分調勻試樣,密實地將試樣填入試樣杯中(試樣中不得有
孔隙),并刮平試樣杯表面。
③放試樣杯于液限測定儀的平臺上,在圓錐儀的錐尖上抹一薄
層凡士林,接通電源,使磁鐵吸住圓錐儀。
④調節零點,使圓錐儀錐尖逐漸接觸試樣表面,指示燈亮時表
示錐尖儀接觸試樣表面,按下測試健,5秒后測讀圓錐下沉深度,取出試樣杯,挖去錐尖入土處的凡士林,取錐體附件試樣不少于10克放入盒內測定含水率。
⑤ 將全部試樣再加水或吹干并調均勻,重復②- ④步驟,液塑
限聯合測定至少要測定3個不同的深度及對應的含水率,經驗表明,圓錐入土深度在4-5mm ,9-11mm ,16-18mm 時效果較好。
㈡ 塑限
① 取0.5 mm 篩下土100克,加純水拌勻,濕潤過夜。
② 將制備好的試樣房在手中,揉捏至不沾手,再捏扁,當出現
裂縫時,表示其含水率接近塑限。
③ 將試樣捏成橢圓形,放在毛玻璃板上用手掌滾搓,要均勻用
力,土條不得有空心,土條長度不宜大于手掌寬帶。
④ 當土條直徑搓成3 mm 時產生裂縫,并開始斷裂,表示試樣
的含水率已達到塑限含水率,取3-5克測定其含水率。
㈢ 密度計法
① 稱取一定質量的試樣(30克)干土倒入燒瓶中,注入200ml 的
純水,浸泡過夜。
② 將燒瓶置于鋪有細砂的電爐上煮沸(砂土不少于30分鐘,粘
性土不少于一小時),冷卻后將煮沸的懸液通過0.075mm 的細篩移入1000ml 的量筒中,篩上的土用橡皮頭研散,再加水沖洗,篩上的部分烘干至恒重,過篩稱重并記錄,多次沖洗后量筒中的懸液不得超過1000ml 的刻度線。
③ 想量筒中加入4%的六偏磷酸鈉(分散劑)10ml ,再向量筒中
注入純水直至1000ml 的刻度線。
④ 用攪拌器沿懸液深度上下攪動1分鐘,取出攪拌器,立即開動
秒表,將密度計放入懸液中,依次測定0.5 ,1 , 2 ,5 ,15 ,30 ,60 ,120 ,1400分鐘的密度計的讀數。每次讀數均應提前10-20秒將密度計放入懸液中,讀數時,密度計的浮泡應處于量筒的中心,不得貼近量筒的內壁。
⑤ 讀數時,視線應與彎液面的上緣對齊。甲種密度計應準確至
0.5,每次讀完后應將密度計取出,并放入裝有純水的量筒中,
每次讀數時還應該測定懸液的溫度。另外,放入或取出密度計時應小心,不得擾動懸液,以免影響顆粒的沉降。
5.5 計算與成果整理:
① 小于某粒徑的試樣質量占試樣總質量的百分比 x=ma /mb
x:小于某粒徑的試樣質量占試樣總質量的百分比 m a: 小于某粒徑的試樣質量(克)
m b: 試樣總質量(克)
該公式適用于任何土類。
② x=100/md *CG *(R+mT +n-CD )
x: 小于某粒徑的試樣質量占試樣總質量的百分比 m d: 試樣干土質量(克)
C G: 土粒標準校正值。
R: 甲種密度計讀數。
m T: 懸液溫度校正值。
n: 彎液面校正值。
C D: 分散劑校正值。
說明:該公式用于細粒土分析中密度計法的計算。 ③ 顆粒粒徑的計算:
d=k*(L/t)
d: 試樣顆粒粒徑(mm )
k: 粒徑計算系數 0.5
L: 某一時間土顆粒的沉降距離(cm )
L=a-b*R其中 a,b是常數,比重計的說明書上均有注明。 T: 沉降時間(秒)
④ 不均勻系數
C u =d60/d10
d 60:限制粒徑,它是顆粒大小分布曲線上的某一粒徑,小于該粒
徑的土粒質量占試樣總質量的60%。
d 10:有效粒徑,它是顆粒大小分布曲線上的某一粒徑,小于該粒
徑的土粒質量占試樣總質量的10%。
⑤ 曲率系數:
c c =d30*d30/d60/d10
d 30:顆粒粒徑,它是顆粒大小分布曲線上的某一粒徑,小于
該粒徑的土粒質量占試樣總質量的30%。
C u 越大,顆粒分布曲線越平緩,土粒大小分布范圍越廣,土粒不均勻,土的級配就好;反之則反。
一般認為C u < 5為均粒土, C u > 10為級配良好土, c c =1-3反映曲線沒有突變。所以規范規定:
C u >= 5且 c c =1-3為土粒不均勻,級配良好土 C u < 5或 c c ≠ 1-3為土粒均勻,級配不良土 ⑥ 畫圖:
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