【正文】 樣風(fēng)干，研碎，過 篩。 7 聯(lián)合測定法 1. 目的 和適用范圍 : 目的是聯(lián)合測定土的液限和縮限，為劃分土類、計算天然稠度、塑性指數(shù)，供公路工程設(shè)計和施工使用。 結(jié)果整理 按下式計算含水量： 100???ssmmm? 式中 ：ω —— 含水量， % m—— 濕土質(zhì)量 g ms———— 干土質(zhì)量 g 本法須進行二次平行試驗，取其算術(shù)平均值，允許平行差值如下表： 含水量（ %） 允許平行差值（ %） ＜ 5 ＜ 40 ≤ 1 ＞ 40 ≤ 2 界限含水量試驗 界限含水量是土的固有指標與環(huán)境無關(guān)。 （ 2） 用滴管將酒精注入放有試樣的稱量盒中，直至盒中出現(xiàn)自由液面為止。 儀器設(shè)備 （ 1） 稱量盒 6 （ 2） 天平：感量 。 試驗步驟 （ 1） 取具有代表性試樣，細粒土 15~30g；砂粒、有機土為 50g 稱質(zhì)量，稱量結(jié)果即為濕土質(zhì)量。 （ 2） 本試驗方法適用于粘質(zhì)土、粉質(zhì)土、砂類土和有機質(zhì)土類。 燃燒 3 次。 時間：粘性土大于 8 小時，砂土大于 6 小時。 含水量是施工質(zhì)量控制的重要依據(jù)，界限含水量可用來計算塑性指數(shù)和液性指數(shù)，也是 粘性土分類和估計地基承載力 的依據(jù)。 兩種方法對力學(xué)性質(zhì)有一定的影響。 余土 進行含水量測定。 一般 室內(nèi)土工 試驗 的土樣 粒徑 均需 小于 60mm 的擾動土，并以 含水率和密度 作為控制指標。 ? 某 的土樣，重度為 ，含水率 30％，土粒重度 27KN/m3，則土粒體積為多少？( m3) 若土樣孔隙體積為土粒體積的 倍，若土樣孔隙為水充滿時（若土粒重度為 27KN/m3），土樣重度為多少 ? ( KN/m3) 土樣含水率 15％，干重度 16KN/m3，孔隙率 ，天然重度 10KN/m3，求飽和度。 解： 公式： e= Gs/ρ d－ 1；ρ d＝ρ /（ 1＋ W） 。對于粘性土由于存在結(jié)合水的粘滯作用，需要加入 起始水力坡降 進行修正( V=k (iio) )。 土中水的運動規(guī)律 1) 土的毛細性： 水的毛細作用主要存在于 － 的孔隙中，如細砂土、粉土、濕砂中。 ? 液性指數(shù) ： IL=(WWp)/ Ip 可判別粘性土狀態(tài) 。 土從液限到縮限體積是不斷減小的，縮限以后不再改變。 6） 土粒比重 Gs：土粒質(zhì)量與同體積 4 攝氏度水的質(zhì)量之比，數(shù)值上等于土粒密度。 土的物理性質(zhì)指標 是最基本的工程特征，是衡量土的工程性質(zhì)的關(guān)鍵。 需要說明的是：各種分類法中沒有軟土、凍土、鹽漬土的稱謂，也沒有有機土、砂、石料等。（凍脹最嚴重） 粘性土 按照小于 粒徑以及塑性指數(shù)（大于 10）進行再分類。 作為建筑地基的土，其分類可見教材第 6 頁，要注意粒徑和塑性指數(shù)對土分類的影響。 工程用土主要是按照土的工程性質(zhì)（ 如粒徑、級配 、塑性、有機質(zhì) /壓縮性等 ）進行分類。 含水率測得是兩者含量之和 。 結(jié)合水：物理化學(xué)作用，對細粒土的影響大。 根據(jù)來源分為有機土和無機土， 當(dāng)土中有機質(zhì)含量大于 5％ 10％ 時會對工程產(chǎn)生不利影響。 巖石可分為：巖漿巖、沉積巖、變質(zhì)巖 土的組成 土由固相、液相和氣相 三相 部分組成。 自由水：分為毛細管水和重力水。 3) 氣相：開口和閉口氣泡。 其中主要性質(zhì)有： （ 1） 顆粒粒徑 工程上將相近粒徑的土合成一組叫粒組，其中大于 mm 的叫粗粒，其性質(zhì)主要取決于 粒徑大小和級配 。如細粒土分類的 依據(jù)有粒徑、塑性指數(shù)、稠度。 天然含水率大于液限，天然孔隙比大于 的粘性土為淤泥性土 填土 由人類活動堆積的土 塑性圖（細粒土分類）：液限為橫坐標，塑性指數(shù) 為縱坐標。 土的結(jié)構(gòu) 土?？煞譃槿N類型： 單粒結(jié)構(gòu)：在動力作用下易液化，如粉土。 （ 1）三相指標： 土的物理指標分為 2 類 指標 試驗指標 （天然密度ρ、含水率 W、土粒比重 Gs） 換 算 指標 （ 孔隙比、孔隙率、飽和度） 1）天然密度ρ：總質(zhì)量與總體積之比。 7） 孔隙比 e：孔隙體積與土粒體積之比（ e=Gs/ρ d－ 1=土粒比重 /干密度－ 1） 8）孔隙率 n：孔隙體積與總體積之比 (n=e/(1+e)) 9） 飽和度 Sr：水體積與孔隙體積之比 .(含水率小并不意味著飽和度小 ) 注意：孔隙體積＝充水的孔隙和未充水孔隙體積 土的空隙體積為零不能說明土的密度最大。 根據(jù)三個界限求得的指數(shù)為：塑性指數(shù)和液性指數(shù)。 堅硬： IL ≤ 0。濕砂土表現(xiàn)出的假粘聚力濕由于毛細壓力形成的，不同 于粘性土的粘聚力。 當(dāng)滲透力向上時，常常造成 流砂、管涌 等危害。 W=M 水 /M 干土； Sr=V 水 /V 孔隙； Gs＝ M 干土 /V 土粒； 可求得： (1)W=M 水 /M 干土＝（ － ） /=% ρ d＝ρ /（ 1＋ W） =(1+0. 365)= e= Gs/ρ d－ 1=(2) V 水 == V 土粒＝ M 干土 /Gs =V 孔隙＝ V V 土粒 == Sr=V 水 /V 孔隙 =例題 2 某細粒濕土質(zhì)量為 190g，烘干后為 145g，土樣液限為 36％，塑限為 18％，則求土塑性指數(shù)、液性指數(shù)、狀態(tài)并命名 。（ ％） ? 土的天然密度為 ，含水率 ％，土粒比重 7g/cm3，求孔隙比，孔隙率，飽和度。 原狀土：用鐵皮筒或取土器（直徑大于 100mm）取土。 平行試驗或同一組試件的密度差值不大于 ， 含水量差不得大于 2% （ 2）擾動土試樣制備 1）碾壓過篩加水浸潤一晝夜備用 ，砂性土可酌量縮短 物理性質(zhì)試驗（液塑縮限）過 ； 水理及力學(xué)性質(zhì)試驗（如直剪無側(cè)限）過 2mm： 擊實試驗過 5mm。 （ 3）試樣飽和 根據(jù)土的性質(zhì)選用飽和方 法 1） 浸水飽和 法：砂性土 2） 毛細管飽和法 ：滲透系數(shù)大于 104cm/s 的土，注意 上下 兩端放濾紙和透水石，水面不要淹沒試樣，時間不少于 2 晝夜?？梢耘袛嗤馏w狀態(tài)和塑性范圍。烘干后放入干燥器冷卻。結(jié)果略低于烘干法。 儀器設(shè)備 （ 1） 烘箱：溫度能保持 105~110℃。 （ 2） 揭開盒蓋，將試樣在溫度 105~110℃下烘干，烘干時間細粒土不得少于 8h，對砂類土不得少于 6h。 （ 3） 酒精：純度 95%。 （ 3） 點燃盒中酒精，燃至火焰熄滅。 （ 1） 液塑限聯(lián)合測定法 液塑限聯(lián)合測定 儀 理論依據(jù)：根據(jù)極限平衡理論，當(dāng)圓錐角為 30 度時，圓錐入土深度與含水量在雙對數(shù)坐標上呈直線關(guān)系。 適用于粒徑不大于 、有機質(zhì)含量不大于試樣總質(zhì)量 5％的土。 ② 將 篩下的土悶制三種不同含水量的土樣，分別控制在液限（ a 點、錐入深度 20177。 ④ 將盛土杯放在聯(lián)合測定儀的升降座上，轉(zhuǎn)動升降旋鈕，使錐尖與土樣表面剛好接觸。 ⑥ 重復(fù)第③～⑤步 驟，對其他兩個含水量土樣進行試驗，測其錐入深度和含水量。 ③ 塑性指標： IP=wL—— wp 精確至： ，含水量測定二次相差不得大于 2%。搓成條狀不斷裂的土塑性越高。 可塑： 0 IL ≤ 。 測定層厚度 150~200mm （ 注意標準砂密度測定步驟） 標準砂密度的測定應(yīng)按下列步驟進行 標準砂應(yīng)清洗潔凈粒徑宜選用密度宜選用 ~，密度宜為 ~1. 組裝容砂瓶與灌砂漏斗螺紋聯(lián)接處旋緊稱其質(zhì)量 2. 注水，稱 測定器和水的總質(zhì)量，并測水溫。開挖試坑時必須 將松動的土 全部取出，否則結(jié)果偏高。 一）、環(huán)刀法 1． 目的和適用范圍 本試驗方法適用于細粒土。 3．試驗步驟 （ 1）根據(jù)需要，取回待測土樣，整平兩端，環(huán)刀內(nèi)壁涂一薄層凡士林，刀口向下放在土樣上。 4．結(jié)果整理 按下列公式計算濕密度及干密度： 9 Vmm 21 ??? ??? ??d 式中： ρ —— 濕密度， g/cm3 m1———— 環(huán)刀與土合質(zhì)量， g m2—— 環(huán)刀質(zhì)量 g V—— 環(huán)刀體積 cm3 ρ d—— 干密度， g/cm3 ω —— 含水量 ， % 本方法進行二次平行測定，取其算術(shù)平均值，其平行差值不得大于 g/cm3 （四）、灌砂法 1． 目的和使用范圍 本試驗方法適用于現(xiàn)場測定細粒土、砂類土和砂礫土的密度。 （ 3） 臺秤：稱量 10~15kg、感量 5g。將盛有量砂 m5（ g）的灌砂筒放在基板的圓孔上。將基板放在清掃干凈的表面上，沿中孔鑿洞，洞直徑 150mm。 （ 4）將基板安放在試洞上，將灌砂筒安放在基板中間，使灌砂筒的下口對準基板的中孔及試洞。 （ 5）如清掃干凈的平坦地面上，粗糙度不大，則不需基板，直接將灌砂筒安放在試洞上，打開筒的開關(guān)，讓砂流入試洞內(nèi)。 （ 7）如試洞中有較大孔隙，量砂可能進入孔隙時，則應(yīng)按試洞外形，松弛地放入一層紗布。 （ 3） 按下式計算土的干密度 ρ d（ g/ cm3）： ??? ??d 比重試驗（試驗步驟） 比重是土粒在 105— 110 度下烘干后與同體積 4 度純水質(zhì)量之比。方法有： 比重瓶法、浮稱法、虹吸筒法。繪制溫度與瓶和水總質(zhì)量的關(guān)系曲線。 砂的相對密度試驗 ： 適用于透水性良好的無粘性土 僅僅用密度（孔隙比）不能完全說明砂土的狀態(tài)，只有相對密度才能解釋砂的緊密程度。 D、取出漏斗與錐形塞，將砂面拂平，測讀砂樣體積，估讀至 5 ㎝ 3。如用電動最小孔隙比儀則開動電機進行振擊。 Vmin— 試樣最大體積；㎝ 3。 （ 2）容器內(nèi)徑對結(jié)果有影響，內(nèi)徑越大，測得的干密度越大。是各粒組的相對百分比含量。由此可計算某以粒徑組的含量。 如果不均勻系數(shù) Cu≥ 5，同時曲率系數(shù) Cc＝ 1— 3，那么該土級配好。 注意事項： 當(dāng)小于 2mm 的顆粒用四分法取樣時，結(jié)果為（ P48）： X＝ 100 a p/ b （一）篩分法 1． 適用范圍： 適用于分析粒徑大于 的土。 ② 將大于 2mm 的試樣從大到小的次序，通過大于 2mm 的各級粗篩。 ④ 由最大孔徑的篩開始，順序?qū)⒑Y取下，在白紙上用手輕叩搖晃，至每分鐘篩下數(shù)量不大于該級篩余質(zhì)量的 1%為止。 13 ③ 將 浸泡后的混合液過 2mm 篩，邊沖邊洗，至篩上只留大于 2mm 土粒為止，并烘干、稱重。 在半對數(shù)坐標紙上，以小于某粒徑的顆粒質(zhì)量百分數(shù)為縱坐標，以粒徑（ mm）為橫坐標，繪制顆粒大小級配曲線，求出各粒組的顆粒質(zhì)量百分數(shù)。 密度計的作用 ：測量懸液密度；測量土粒沉降的距離。 第五章 擊實試驗（試驗步驟） 壓實可以使土體強度增加、變形減小、滲透降低。 擊實不 是固結(jié)也不是壓縮過程 ，而是在不排水條件下顆粒重組（排列）的過程，可減少土的塑性變形和滲透系數(shù)。體積不再變化。然后浸潤一夜。 (5)壓實功不同，求得最大干密度和最優(yōu)含水量也不同。 一般用大擊實筒，輕重型區(qū)別： 輕型 :錘重 落高 30 擊數(shù) 27；重型 :錘重 落高 45 擊數(shù) 98。 （ 9）無粘性土擊實曲線 在含水較小含水率時，由于假粘聚力的存在，擊實功消耗在克服假粘聚力上，出現(xiàn)最小干密度。 （ 11）壓實度計算： P＝ ρ ds / ρ d max (12)塑性指數(shù)越高，其最大干密度越小。 2. 試樣擊實：將擊實筒放在堅硬的地面上，將制備好的試樣按所選擊實方法分 3或 5 層倒入筒內(nèi)，每層按規(guī)定的擊實次數(shù)進行擊實，每一層擊完后，將試樣表面“拉毛”，后裝入土進行下層擊 實，最后一層要求擊實后余土高度不超過試筒頂?shù)?5mm。 6. 重復(fù)上述第 2~5 步驟，將所備不同預(yù)定含水量的土樣擊完。 根據(jù)達西定律來確定 。 (水流的快，如滲透量固定，時間難控制 )。 （ 1） 常水頭試驗 儀器設(shè)備：常水頭滲透儀 ， 錘，秒表、天平 試驗步驟： 取土樣 3~4kg 稱量準確至 ，測風(fēng)干含水量 土樣分層裝入圓筒， 每層厚 2~3cm，用木錘輕輕擊實到一定厚度，以控制孔隙比。 試樣上面 鋪 1— 2 厘米礫石層 做緩沖層防止放水時沖散土顆粒； 測壓管應(yīng)與溢水孔齊平 ,否則說明儀器有氣。 3）不同壓實度的試樣滲透系數(shù)不同，因此試驗必須是在設(shè)計密度下測定。可以得到壓縮指標（ P64）。 （ 3）排水在豎向發(fā)生。 附加有效應(yīng)力 ：是固結(jié)過程中有效應(yīng)力的增量。 固結(jié)度 ：是指在某一固結(jié)應(yīng)力作用下，經(jīng)過某一時間后土體發(fā)生固結(jié)或孔隙水應(yīng)力消散的程度，公式為 U=St/S。試驗方法主要有： （