【正文】 2007年試驗(yàn)檢測工程師考試大綱及解答 （材料） 1 土工試驗(yàn)(1)土的三相組成及物理性質(zhì)指標(biāo)換算了解：土的形成過程。 土是由地殼表面的巖石經(jīng)過物力風(fēng)化 化學(xué)風(fēng)化和生物風(fēng)化作用之后的產(chǎn)物。巖石暴露在大氣中，受到溫度變化的影響，體積經(jīng)常發(fā)生膨脹和收縮，不均勻的膨脹和收縮使之產(chǎn)生裂縫，同時長期經(jīng)受風(fēng) 霜 雨和雪的侵蝕以及動植物的破壞，逐漸由整塊巖石崩解成大小不等和形狀不同的碎塊，這個過程叫物理風(fēng)化。物理風(fēng)化只改變巖石顆粒的大小和形狀，不改變顆粒的成分。物理風(fēng)化后形成的碎塊與氧氣 二氧化碳和水接觸，經(jīng)過化學(xué)變化，變成更細(xì)的顆粒并且成分也發(fā)生改變，產(chǎn)生與原來巖石成分不同的礦物，這個過程叫做化學(xué)風(fēng)化。在此基礎(chǔ)上，加之生物活動的參與，從而產(chǎn)生有機(jī)質(zhì)的積聚，經(jīng)過這些風(fēng)化作用所形成的礦物顆粒堆積在一起，其間貫穿著孔隙，孔隙間存在著水和空氣。這種松散的固體顆粒（有時還會含有有機(jī)質(zhì)） 水和氣體的集合體即是土。熟悉：土的三相組成；土的物理性質(zhì)指標(biāo)及指標(biāo)換算。 土是由土顆粒（固相）水（液相）及氣體（氣相）三種物質(zhì)組成的集合體。 土的密度 土顆粒的比重（或土粒密度） 土的含水量 干密度 飽和密度 浮密度 孔隙比 孔隙率 飽和度指標(biāo)換算：上述土的三相比例指標(biāo)中，土粒比重G、含水量ω和重度γ三個指標(biāo)是通過試驗(yàn)測定的。在測定這三個基本指標(biāo)后，可以導(dǎo)得其余各個指標(biāo)常用圖221所示三相圖進(jìn)行各指標(biāo)間關(guān)系的推導(dǎo)，令γw=1gf/cm3，令Vs=e，V＝1＋e，Ws=VsG=G，Ww＝ωWs=ωG,W=G(1+ω)。常用圖221所示三相圖進(jìn)行各指標(biāo)間關(guān)系土的三相比例指標(biāo)換算公式如下：掌握：含水量試驗(yàn)；密度試驗(yàn)；相對密度試驗(yàn) 含水量試驗(yàn) （烘干法） 一、定義土的含水量是在105110℃下烘至恒量時所失去的水分質(zhì)量和達(dá)恒量后干土質(zhì)量的比值，以百分?jǐn)?shù)表示，本法是測定含水量的標(biāo)準(zhǔn)方法。二、適用范圍 粘質(zhì)土、粉質(zhì)土、砂類土和有機(jī)質(zhì)土類。三、主要儀器設(shè)備烘箱：可采用電熱烘箱或溫度能保持105110℃的其他能源烘箱，也可用紅外線烘箱天平：。 稱量盒（定期調(diào)整為恒質(zhì)量）四、計算公式 含水量＝（濕土質(zhì)量－干土質(zhì)量）/干土質(zhì)量 100％ 注：％。五、允許差值本試驗(yàn)須進(jìn)行二次平行測定，取其平均算術(shù)平均值，允許平行差值應(yīng)符合如下規(guī)定含水量（％） 允許平行差值（％） 5以下 40以下 ≤1 40以上 ≤2密度試驗(yàn)（灌砂法）一、目的與使用范圍 本試驗(yàn)適用于在現(xiàn)場測定基層（或底基層）、砂石路面土路基土的各種材料的壓實(shí)層的密度和壓實(shí)度，也使用于路清表面處治、瀝青貫入式路面層的密度和壓實(shí)度檢測，但不適用于填石路堤等有大孔洞或大孔隙材料的壓實(shí)度檢測。用挖坑灌砂法測定密度和壓實(shí)度時，應(yīng)符合下列規(guī)定：（1）、當(dāng)基料的最大粒徑小于15mm，測定層的厚度不超過150mm時，宜采用直徑100mm的小型灌砂筒測試。（2）、當(dāng)最大粒徑等于或大于15mm，但不大于40mm，測定層的厚度超過150mm，但不超過200mm時，應(yīng)用直徑150mm的大型灌砂筒測試。二、儀器與材料灌砂筒、金屬標(biāo)定罐、基板、量砂（～～～40g）三、方法與試驗(yàn)步驟標(biāo)定灌砂筒下部圓錐體內(nèi)砂的質(zhì)量。標(biāo)標(biāo)定量砂的單位質(zhì)量γ（g/cm^3）將盛有量砂（M5）的灌砂筒放在基板中間的圓孔上，將灌砂筒的開關(guān)打開，讓砂流入基板的中空內(nèi)，直到砂不在流。取下灌砂筒，稱取量筒內(nèi)砂的質(zhì)量（M6），準(zhǔn)確至1g。稱取試坑中全部材料的總質(zhì)量Mw。從挖出的全部材料中取有代表性的樣品，測定其含水量（ω，％）。用小灌砂筒測定時，細(xì)粒土不小于100g，中粒土不小于500g。用大砂筒，相應(yīng)的細(xì)粒土不小于200g，中粒土不小于1000g，粗粒土或無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料，不少于2000g，稱其質(zhì)量（Md）。將基板放在試坑上，灌砂筒放在基板中間，打開灌砂筒開關(guān)，直至砂不再流動，稱取量筒內(nèi)砂的質(zhì)量（M4）。如清掃干凈的平坦表面的粗糙不大可省去3的操作，試洞挖好后直接對準(zhǔn)放在試坑上，不需要放基板，打開筒的開關(guān)，最后稱取剩余砂的質(zhì)量（M439。）。四、計算填滿試坑所用砂的質(zhì)量： 灌砂時試坑上放基板時： Mb=M1－M4(M5M6) 灌砂時試坑上不放基板時： Mb=M1－M439。M2Mb填滿試坑的砂的質(zhì)量（g）M1灌砂前灌砂筒內(nèi)的砂的質(zhì)量（g）M2灌砂筒下部圓錐體內(nèi)砂的質(zhì)量（g）試坑材料的濕密度：ρw＝Mw*γs/MbMw試坑中取出的全部材料質(zhì)量，（g）γs量砂的單位質(zhì)量，（g/cm^3） 試坑材料的干密度ρd：ρd=ρw/（1+）ω試坑材料的含水量，％當(dāng)為無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定土?xí)r：ρd=Md*γs/Mb五、報告^3。相對密度：試驗(yàn)步驟　　取試樣一份裝入干凈的搪瓷盤中，注入潔凈的水，水面至少高出試樣2cm，輕輕攪動土樣，使附著在土樣上的氣泡逸出?！　⒌趸@掛在天平的吊鉤上，浸入溢流水槽中，向溢流水槽中注水，水面高度至水槽的溢流孔為止，將天平調(diào)零。　　調(diào)節(jié)水溫在15℃－25℃范圍內(nèi)。將試樣移入吊籃中。溢流水槽中的水面高度由水槽的溢流孔控制，維持不變。稱取土樣的水中質(zhì)量（mw）?！　√崞鸬趸@，稍稍滴水后，將試樣倒入淺搪瓷盤中，或直接將土樣倒在擰干的濕毛巾上?！　×⒓丛诒３直砀蔂顟B(tài)下，和負(fù)溫取土樣的表干質(zhì)量（mf）。 將土樣置于淺盤中，放入105℃177。5℃的烘箱中烘干至恒重。取出淺盤，放在帶蓋的容器中冷卻至室溫，稱取土樣的烘干質(zhì)量（ma）。對同一規(guī)格的土樣應(yīng)平行試驗(yàn)兩次，取平均值作為試驗(yàn)結(jié)果。計算　　γb=ma/(mfmw)γb－土樣的毛體積相對密度mf－試樣的表干質(zhì)量mw－試樣的水中質(zhì)量ma－試樣的烘干質(zhì)量ρb=γb*ρT或ρb=(γbαT)*ρwρb－土樣的毛體積密度（g/cm^3）ρT－試驗(yàn)溫度T時水的密度αT－度驗(yàn)溫度T時的溫度修正系數(shù)（2）土的粒組劃分及工程分類了解：粒度 粒度成分及其表示方法；司篤克斯定律。 土粒的大小稱為粒度。 土的粒度成分是指土中各種不同粒組的相對含量（以干土質(zhì)量的百分比表示），它可用來描述土的各種不同粒徑土粒的分布特性。 表示方法有：表格法 累計曲線法 三角形坐標(biāo)法熟悉：土粒級配指標(biāo)：Cu Cc；土粒大小及粒組劃分。 不均勻系數(shù) Cu＝d10/d60 曲率系數(shù)（或稱級配系數(shù)）Cc＝d302/d10d60 土粒大小及粒組劃分于P108 圖4－11粒組劃分圖掌握：土的工程分類及命名（現(xiàn)行《公路土工試驗(yàn)規(guī)程》）；顆粒分析試驗(yàn)。 （1）《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》（JTJ 02485） 《建設(shè)地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》（GB500072002）和《巖土工程勘察規(guī)范》（GB 500212001）的土的工程分類。 （2）《公路路基設(shè)計規(guī)范》（JTJ 01395）公路路基土的分類。 （3）水利電力部《土工試驗(yàn)規(guī)程》（SL 2371999）的土的工程分類。 （4）交通部《公路土工試驗(yàn)規(guī)程》（JTJ 05193）的土的工程分類。 現(xiàn)行《公路土工試驗(yàn)規(guī)程》 土的工程分類（簡稱“分類”） 適用于公路工程用土的鑒別 定名和描述，以便對土的性狀作定性評價；應(yīng)以土顆粒組成特征 土的塑性指標(biāo)：液限，塑限和塑性指標(biāo) 土中有機(jī)質(zhì)存在情況作為土分類依據(jù)；本“分類”應(yīng)按篩分法（T 011593）確定各粒組的含量；按液限塑限聯(lián)合測定法（T 011893）確定液限和塑限；。 顆粒分析試驗(yàn)：篩分法一、適用范圍 。二、主要儀器設(shè)備 標(biāo)準(zhǔn)篩：粗篩（圓孔）：孔徑為60mm、40mm、20mm、10mm、5mm、2mm；細(xì)篩：孔徑 為2mm、。 天平：稱量5000g，感量5g； 稱量1000g，感量1g； 稱量200g。三、試樣 從風(fēng)干、松散的土樣中，用四分法按照下列規(guī)定取出具有代表性的試樣： 小于2mm顆粒的土100300g。 最大粒徑小于10mm的土300900g。 最大粒徑小于20mm的土10002000g。 最大粒徑小于40mm的土20004000g。 最大粒徑大于40mm的土4000g以上。四、計算公式 按下式計算小于某粒徑顆粒質(zhì)量百分?jǐn)?shù)： X=(A/B)100 式中：X－小于某粒徑顆粒的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)，％； A－小于某粒徑的顆粒質(zhì)量，g； B－試樣的總質(zhì)量，g。當(dāng)小于2mm的顆粒如用四分法縮分取樣時，試樣中小于某粒徑的顆粒質(zhì)量占總質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)：X=(a/b)p100 式中：a－通過2mm篩的試樣中小于某粒徑的顆粒質(zhì)量，g； b－通過2mm篩的土樣中所取試樣的質(zhì)量，g； p－粒徑小于2mm的顆粒質(zhì)量百分?jǐn)?shù)。 關(guān)于不均勻系數(shù)的計算： Cu=d60/d10 式中：Cu－不均勻系數(shù)； d60－限制粒徑，即土中小于該粒徑的顆粒質(zhì)量為60％的粒徑，mm； d10－有效粒徑，即土中小于該粒徑的顆粒質(zhì)量為10％的粒徑，mm；比重計法 一、適用范圍 。二、主要儀器設(shè)備 比重計：（1）甲種比重計：刻度單位以攝氏20℃時，每1000 ml懸液內(nèi)所含土質(zhì)量的克數(shù)表示，刻度為－5～50。 （2）乙種比重計：刻度單位以攝氏20℃時懸液的比重表示，刻度為 ～。 量筒：容積為1000ml，內(nèi)徑為60mm，高度為350177。10mm，刻度為0～1000ml。 細(xì)篩：孔徑為2mm。 洗篩：。 天平：稱量100g，； 稱量100g（或200g）。 溫度計：測量范圍0～50℃，℃。 洗篩漏斗：上口徑略大于洗篩直徑，下口直徑略小于量筒直徑。 煮沸設(shè)備：電熱板或電砂浴。攪拌器：底板直徑50mm，孔徑約3mm。三、試樣比重計分析土樣應(yīng)采用風(fēng)干土。土樣充分碾散，通過2mm篩（土樣風(fēng)干可在烘箱內(nèi)以不超過50℃溫度鼓風(fēng)干燥）。求出土樣的風(fēng)干含水量，并按下式計算試樣干質(zhì)量為30g時所需的風(fēng)干土質(zhì)量。.m=ms(1+)式中：m風(fēng)干土質(zhì)量，g； ms比重計分析所需干土質(zhì)量，g； w風(fēng)干土的含水量，％。四、計算公式小于某粒徑的試樣質(zhì)量占試樣總質(zhì)量的百分比按下列公式計算：1 甲種比重計2X=100Cg(Rm+RtCd)/ms式中：X小于某粒徑的土質(zhì)量百分?jǐn)?shù)，％； ms試樣質(zhì)量（干土質(zhì)量），g； Cg比重校正值 Mt－溫度校正值； Cd分散劑校正值； Rm甲種比重計讀數(shù)。3 乙種比重計4X=100VCg[(Rm1)+mtCd]ρw20式中：V懸液體積（＝1000ML）； ρw20－20℃時水的密度，g/cm^3 Rm乙種比重計讀數(shù)。（3）土的相對密實(shí)度及界限含水量了解：天然稠度試驗(yàn)。熟悉：相對密實(shí)度Dr的基本概念及表達(dá)：黏性土的界限含水量（液限wl 塑限wp 縮限ws）；塑性指標(biāo)Ip 液性指數(shù)Il。砂土在天然狀態(tài)的緊密程度用相對密實(shí)度Dr表示。Dr =（emax—e）/（emax—emin）土從液體狀態(tài)向塑性體狀態(tài)過渡的界限含水量稱為液限wl 土由塑性體狀態(tài)向脆性固體狀態(tài)過渡的界限含水量稱為塑限wp達(dá)某一含水量后，土集體不再收縮，這個界限含水量稱為縮限ws 液限與塑限之差值，稱為塑性指標(biāo)Ip =wl —wp 表示天然含水量與界限含水量關(guān)系的指標(biāo)即液性指標(biāo)Il =（w－wp）/（wl —wp）掌握：砂土相對密實(shí)度測試；界限含水量試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)是用標(biāo)準(zhǔn)的錘重（）,以一定的落距（76cm）自由下落所提供的錘擊能，把以標(biāo)準(zhǔn)貫入器打入土中，記錄貫入器貫入土中30cm的錘擊數(shù)N（）。貫入擊數(shù)反應(yīng)了天然土層的密實(shí)程度。（4）土的動力特征與擊實(shí)試驗(yàn)了解：擊實(shí)的工程意義；擊實(shí)試驗(yàn)原理。 在工程建設(shè)中，經(jīng)常遇到填土壓實(shí)、軟弱地基的強(qiáng)夯和換土碾壓等問題，常采用既經(jīng)濟(jì)又合理的壓實(shí)方法，使土變得密實(shí)，在短期內(nèi)提高土的強(qiáng)度以達(dá)到改善土的工程性質(zhì)的目的。擊實(shí)是指采用人工或機(jī)械對土施加夯壓能量（如打夯 碾壓 振動碾壓等方式），是土顆粒重新排列緊密，對于