【文章內容簡介】 — 最大孔隙比； emin— 最小孔隙比； Gs— 土粒比重； 按下式計算相對密實度： minmax0max ee eeDr ??? ddddddr pD ?? ??? )( )(m i nm a xm a xm i n??? 式中： Dr— 相對密實度； eo— 天然孔隙比或填土的相應孔隙比； ?d— 天然干密度或填土的相應干密度， g/㎝ 3。 最小與最大干密度應進行二次平行試驗，取其平均值，其平行差值不得大于 g/cm3 注意事項 ： （ 1）測最大干密度時用最優(yōu)含水率 （ 4%~10%附近） 的砂樣。測最小干密度試驗用干試樣。 （ 2）容器內徑對結果有影響，內徑越大，測得的干密度越大。 ? 第四章 顆粒分析試驗 了解：土的顆粒分級的概念；篩分析法、密度計 法和移液管法的基本原理；引起試驗誤差的原因。 熟悉：篩分析法 、 密度計法 的儀器設備 掌握：各種試驗適用土類及應用； 篩分析法、密度計法 的試驗操作方法和數(shù) 12 據(jù)整理方法。 顆粒分析是測定土中各不同粒徑的粒組質量占總質量的百分數(shù)的方法。是各粒組的相對百分比含量?？梢詫ν?進行分類 ，判斷工程性質。 試驗成果可以畫成粒徑分布曲線。 橫坐標 為粒徑的對數(shù)值， 縱坐標 為小于某粒徑的土粒含量占總量的比例， 曲線平緩說明：粒徑相差 不 大，級配好，易于壓實 。由此可計算某以粒徑組的含量。 砂土從曲線上可以計算兩個有用的指標。不均勻系數(shù) Cu 和曲率系數(shù) Cc（ P45）。 Cu＝ d60/d10（反映土粒分布范圍） Cc＝ d302/d10 d60 （反映土粒分布形狀） d d d60— 小于某粒徑的土粒含量分別為 10％、 30％、 60％的粒徑。 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。同一類土級配均勻的比不均勻的壓實干密度要低 查得某土樣顆粒級配曲線上 A 點 (, 76%)和 B 點 (， 58%)，則該土中粒徑為 的土重占總干土重的百分數(shù)為 (18%) 方法主要有： 篩分法、密度計、移液管法 篩分法：適用于 d≦ 60mm 的土。 密度計、移液管法：適用于 d 的土。 篩分析法 ： 適用于粒徑小于等于 60mm，大于 的土 試驗步驟 首先將試樣過 2 毫米的篩分成粗粒和細粒兩組； 如果粗粒組含量少于 10％則不需要在分析粗粒組； 如果細粒組含量少于 10％則不需要分析細粒組，如果量大則可四分法后再進行篩分，篩分搖震時間一般為 10— 15 分鐘。 注意事項： 當小于 2mm 的顆粒用四分法取樣時，結果為（ 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．儀器精度 : （ 1） 標準篩：孔徑 ~60mm 一套。 （ 2） 天平： 稱量 5000g、感量 5g；稱量 1000g、感量 1g；稱量 200g、 感量 （ 3） 搖篩機 （ 4） 其它：烘箱、篩刷、木碾等。 3．試驗步驟 （ 1）對于無粘聚性的土： ① 按規(guī)定稱取試樣，將試樣分批過 2mm 篩。 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。將留在篩上的土分別稱量。 ③ 2mm 篩下的土如數(shù)量過多，可用 四分法縮分至 100～ 800g。 將試樣從大到小的次序通過小于2mm 的各級細篩。 ④ 由最大孔徑的篩開始，順序將篩取下，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量的 1%為止。分級稱量。 ⑤ 篩后各級篩上和篩底土總質量與篩前試樣質量之差不應大于 1% （ 2）對于含有粘土粒的砂礫土： ① 將土樣放在橡皮板上，用木碾將土團碾散，拌和、烘干、稱重。 ② 稱取試樣，放于瓷盆并加入清水浸泡。 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。 ④ 通過 2mm 篩下的混合液過 篩，邊沖邊洗， 至篩上只留大于 土粒為止，并烘干、稱重。 ⑤ 將第③、④項烘干后的土粒合在一起，放入套篩進行篩分，稱取各篩的篩余量。 4． 結果整理 按下式計算小于某粒徑顆粒質量百分數(shù)： X=BA 100 式中： X—— 小于某粒徑顆粒質量百分數(shù)， % A—— 小于某粒徑的顆粒質量 ,g B—— 試樣的總質量， g 當小于 2mm 的顆粒用四分發(fā)縮分取樣時，試樣中小于某粒徑的顆粒質量占總土質量的百分數(shù)： X=ba p 100 式中： a—— 通過 2mm 篩的試樣中小于某粒徑的顆粒質量， g b— — 過 2mm 篩的土試樣中所取試樣的質量， g q— — 徑小于 2mm 的顆粒質量百分數(shù)。 在半對數(shù)坐標紙上，以小于某粒徑的顆粒質量百分數(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量百分數(shù)。 密度計法 (試驗步驟 ) （ 1） 司篤克原理 ：土顆粒在水中開始使加速運動，由于受到水粘滯阻力作用最后會等速下沉，粒徑太大太小都不適用。 （ 2） 試驗原理 ：粒徑為 d 的顆粒以速度 v 經(jīng)過時間 t 后，下降距離為 L=vt,粒徑大于 d 的下降距離肯定大于 L，所以 L 平面以上只有粒徑小于 d 的顆粒，測出此處的比重與原來的比重相比較，即可求出粒徑小于 d 的顆粒百分數(shù)。（顆粒越大下沉越快） 均勻的懸液，在土顆粒下沉過程中，用密度計在懸液里測讀出對應于不同時間的不同懸液密度，根據(jù)密度讀數(shù)和土顆粒下沉時間，計算出小于某一粒徑的顆粒占總土樣的百分比 試驗開始： 1) 土樣首先進行分散處理，如果易溶鹽含量大于 %還需要洗鹽處理，然后風干備樣 2) 取代表性土樣 100g，測定風干含水量 3) 稱風干土樣 30g，注入 200ml 蒸留水中 ，浸泡過夜 4) 將浸泡過的懸液過 篩，煮沸 40min 5) 冷卻 后 倒入量筒 加入分散劑 4%r 濃度 六偏磷酸鈉 10ml 進行分散土粒 ，再注入 蒸留 水 1000ml；上下攪拌各 30 次共 1 分鐘，使土顆粒在水中均勻分布；將密度計放入液體 10— 20 秒后讀數(shù)。 密度計的作用 ：測量懸液密度；測量土粒沉降的距離。 校正：當懸液不等于 20 度時，溫度計要進行校正。 甲乙密度計的可讀和分度值范圍。（ P49） 當含鹽量大于 ％時需要洗鹽。 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。土的壓實與含水量、壓實功、壓實方法密切相關。擊實試驗可求得最大干密度ρ dmax 和最優(yōu) 含水量 wop。可以用來計算壓實度（ρ d/ρ dmax）。 擊實不 是固結也不是壓縮過程 ，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)。主要影響因素：含水率、擊實功、土種類、級配、粗粒含量等。 擊實（曲線）特征原理： 14 含水率低時，土粒表面含水層薄，土粒錯動困難土粒任意排列，干密度低；含水率增加后，吸水層厚，土粒易于錯動，土粒定向排列，干密度增加。當含水率增加到某值后，由于封閉氣泡在土體內，擊實功消耗在孔隙氣體上。體積不再變化。 試驗注意事項 ： （ 1）應根據(jù)塑限確定 加水量 。使得含水 量一個在塑限附近，另外分別有 2 個試樣含水量大于和小于塑限，且各個試樣之間相差 2％ — 3％。如 9％、 11％、 13％（塑限）、 15％、 17％。然后浸潤一夜。 （ 2）筒壁應 涂油 便于脫模，分層擊實時應進行刨毛處理。 （ 3） 最后一層 擊實高出筒應小于 5 毫米（輕型）或 6 毫米（重型）。 (4)擊實曲線與飽和曲線 不應該相交 。 (5)壓實功不同，求得最大干密度和最優(yōu)含水量也不同。（擊實功越大，最大干密度值越大，最優(yōu)含水量值越?。?。當含水率很高時，提高擊實功效果不大。 （ 6）擊實筒有大小之分試驗，大擊實筒（內徑 ）適用于粒徑小于 38mm 顆粒，小擊實筒（內徑 ）適用于粒徑小于 25mm 顆粒。 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。 （ 7）試樣分為： 干法和濕法 最大干密度 :干法大于濕法 最優(yōu)含水量 :干法小于濕法。 粘土試樣不宜用烘干試樣。 （ 8）加水量公式 (P57)： m=mo(WWo)/(1+Wo) (式中 mo、 Wo 分別表示土現(xiàn)在的質量和含水量， m、 W 表示需要加水的 質量和要達到的含水量 )。 （ 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。隨著含水率的增加，假粘聚力消失，得到了較高的干密度。因此無粘性土的填筑需要不斷加水才能壓實。（無粘性土填筑一般通過相對密度來控制） 15 （ 10）兩次試驗密度差值應小于 。 （ 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。 一）擊實試驗方法類型 （下表）： 試驗方法 類別 錘 底直徑（ cm） 錘質量（ kg） 落高（ cm） 試洞尺寸 層數(shù) 每層擊數(shù) 擊實供功（ KJ/㎝ 3 最大粒徑(mm) 內徑（ cm） 高 （ cm） 容積 （㎝ 3） 輕型Ⅰ法 Ⅰ .1 5 30 10 997 3 27 25 Ⅰ .2 5 30 12 2177 3 59 38 重型Ⅱ法 Ⅱ .1 5 45 10 997 5 27 25 Ⅱ .2 5 45 12 2177 3 98 38 （二）所用儀器精度要求： 標準擊實儀：根據(jù)工地需要選擇輕型、或重型。 天平： 1000g、 感量 ； 10kg 感量 5g 土工篩、拌和工具、脫模器等。 （三）試驗步驟： 1. 試樣制備：按四分法至少準備 5 個試樣，每樣稱量：對小試筒為 3kg，對大試筒為 ，分別加入不同水分（按 2～ 3％含水量遞增），拌勻后悶料一夜備用。 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，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。 3. 取下試筒，用修土刀刮平試模頂、底面。 4. 稱量試模和模內土樣重量。 5. 用脫模器脫出土樣，取中間處土樣測含水量。 6. 重復上述第 2~5 步驟，將所備不同預定含水量的土樣擊完。 （四）結果整理： 1. 按下式計算擊實后各點的干密度 ： d? ＝ ??? 式中： d? — 擊實后土的干密度 g/cm3 ? — 擊實后土的濕密度 g/cm3 ω — 擊實后土的含水量，％ 2．以干密度 ρ d? 為縱坐標，含水量ω為橫坐標，繪制 ρ d? — ω關系曲線，曲線上峰值點的縱、橫坐標分別為最大干密度和最佳含水量。 如曲線不能繪出明顯的峰值，應進行補點或重做 例題 1 擊實試驗時有試樣 2020g，含水量為 ％，如果要得到含水量為 %的試樣，加水多少？ 解 ： m=mo(WWo)/(1+Wo) ＝ 2020 x (%%)/(1+%)= 第六章 滲透固結試驗 滲透試驗（試驗步驟） 16 滲透是水在孔隙中的流動，水力坡降越大滲透力越大。 滲透系數(shù) K 是指： 水力坡降為 1 時水的滲透速度。 根據(jù)達西定律來確定 。 試驗分為兩種： 常水頭試驗 ：適于 粗粒土（砂性土） 。測定在固定水位差下一定時間內的滲透量。滲透性大小主要取決于土的 粒徑和級配 。 (水流的快，如滲透量固定，時間難控制 )。 變水頭試驗 ：適于 細粒土（粘性土） 。測定在固定的滲透量下所需要的 時間。 達西定律的滲透屬于層流，由于細粒土在起始比降以前、粗粒土在某一比降以后不屬于層流，因此不適用達西定律。 （ 1） 常水頭試驗 儀器設備：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。 如粘粒 土 多則需要鋪 2厘米的粗砂以防止細粒沖走； 每層都需要從底部充水飽和； 至試樣表面高出上測壓孔 3~4cm，量出試樣頂面至筒頂高度。計算試樣高度。稱剩余土質量，準確至 。 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； 測壓管應與溢水孔齊平 ,否則說明儀器有氣。 變水頭試驗