【文章內(nèi)容簡介】 ）來分離一定量的砂土中與孔徑相應(yīng)的粒組，而后稱量、計(jì)算各粒組的相對(duì)含量，確定砂土的粒度成分。由于篩孔徑過小時(shí)在制造和分離技術(shù)上有困難，故此法只使用于分離粒徑大于 、小于 60mm的粒組。 試驗(yàn)二 顆粒分析試驗(yàn)（篩析法） ? 二、儀器設(shè)備 – 標(biāo)準(zhǔn)篩一套：粗篩，孔徑為 60、 2mm ；細(xì)篩 (圖 21)，孔徑為 、 ； – 普通天平：感量 ，稱量 500g；感量 1 g，稱量 5000 g； – 其它：瓷缽及橡皮頭研棒，毛刷、白紙、直尺等。 試驗(yàn)二 顆粒分析試驗(yàn)（篩析法） ? 三、操作步驟 – 1．稱取風(fēng)干土樣 – 從松散的或研散的土樣中取代表性試樣，其數(shù)量如下： – 最大粒徑小于 2mm者，取 100~300g。 – 最大粒徑在 2~10mm之間，取 300~900g。 – 最大粒徑在 10~20mm之間，取 1000~2023g。 – 最大粒徑在 20~40mm之間，取 2023~4000g。 – 最大粒徑 40~60mm者，取 4000 g以上。 試驗(yàn)二 顆粒分析試驗(yàn)（篩析法） ? 用四分法來選取試樣，方法如下： – 將土樣拌勻，倒在紙上成圓錐形。然后用直尺以圓錐頂點(diǎn)為中心，向一定方向旋轉(zhuǎn)，使圓錐成 1~2cm厚的圓餅狀。繼而用直尺劃兩條相互垂直的直線，使土樣分四等份，取走相對(duì)的兩分，將留下的兩分拌勻，重復(fù)上述步驟，直到剩下的土樣約等于需要的量為止。 – 2．將土樣過 2mm篩，稱篩上和篩下的試樣質(zhì)量。當(dāng)篩下的試樣質(zhì)量小于試樣總質(zhì)量的 10%，不作細(xì)篩分析；當(dāng)篩上的試樣質(zhì)量小于試樣總質(zhì)量的 10%，不作粗篩分析。 試驗(yàn)二 顆粒分析試驗(yàn)（篩析法） – 3．取篩上的試樣倒入依次疊好的粗篩中，篩下的試樣倒入依次疊好的細(xì)篩中，進(jìn)行篩析。細(xì)篩宜置于振篩機(jī)上振篩，振篩時(shí)間宜為 10～ 15min。再按由上而下的順序?qū)⒏骱Y取下，在白紙上用手將篩盤輕扣，搖晃，直到篩凈為止。將漏在白紙上的土粒倒入下層篩盤內(nèi)，如此順序，直到最末一層篩盤篩凈為止。稱各級(jí)篩上及底盤內(nèi)試樣的質(zhì)量，應(yīng)準(zhǔn)確至 。 – 4．篩后的各級(jí)篩上和篩底盤上的試樣質(zhì)量的總和與篩前試樣總質(zhì)量的差值，不得大于試樣總質(zhì)量的 1%，若兩者差值小于 1％，可按實(shí)驗(yàn)過程中誤差產(chǎn)生的原因分配給某些粒組，最終，各粒組百分含量之和應(yīng)等于 100％。 – 注：當(dāng)粒徑小于 10%時(shí)，應(yīng)按密度計(jì)法或移液管法測定小于 。 試驗(yàn)二 顆粒分析試驗(yàn)（篩析法） ? 四、計(jì)算與制圖 – 小于某粒組的試樣質(zhì)量占試樣總質(zhì)量的百分比，按下式計(jì)算： – 式中， X：小于某粒徑的試樣質(zhì)量占試樣總質(zhì)量的百分比（ %）； – mA：小于某粒徑的試驗(yàn)質(zhì)量（ g）； – mB：細(xì)篩分析時(shí)為所取的試樣質(zhì)量（ g） ,粗篩分析時(shí)為試樣總質(zhì)量（ g）； – dx：粒徑小于 2mm的試樣占試樣總質(zhì)量的百分比（ %）。 – 制圖 ? 以小于某粒徑的試樣質(zhì)量占試樣總質(zhì)量的百分比為縱坐標(biāo)，顆粒粒徑為橫坐標(biāo)，在半對(duì)數(shù)坐標(biāo)上繪制顆粒大小分布曲線（也叫粒徑級(jí)配曲線）。 xBA dmmX ?? 試驗(yàn)二 顆粒分析試驗(yàn)（篩析法） ? 不均勻系數(shù) – 式中， Cu：不均勻系數(shù) – d60：限制粒徑，顆粒大小分布曲線上的某粒徑，小于該粒徑的土粒質(zhì)含量占總質(zhì)量的 60%； – d10：有效粒徑，顆粒大小分布曲線上的某粒徑，小于該粒徑的土粒質(zhì)含量占總質(zhì)量的 10%。 ? 曲率系數(shù) – 式中， Cc：曲率系數(shù)； – d30：顆粒大小分布曲線上的某粒徑，小于該粒徑的土粒質(zhì)含量占總質(zhì)量的 30%。 1060 / ddC u ? )/( 6010230 dddC c ?? 試驗(yàn)二 顆粒分析試驗(yàn)（篩析法） ? 五、注意事項(xiàng) – 1．在進(jìn)行篩析過程中，尤其是將試樣由一器皿倒入另一器皿時(shí)，要避免或盡量減少微小顆粒的飛揚(yáng)。 – 2．過篩后，要檢查篩孔中是否夾有顆粒，若夾有顆粒時(shí)應(yīng)將顆粒輕刷下，放入該篩盤上的土樣中。 – 3．將留在各篩盤上的土粒稱量，準(zhǔn)確到 ，并測量試樣中最大顆粒直徑。若 2mm的顆粒超過全重 50％，則應(yīng)再進(jìn)行粗篩。 試驗(yàn)三 土粒比重試驗(yàn)（比重瓶法） ? 一、基本原理 – 土粒比重是指土粒在 105～ 110℃ 溫度下烘至恒量時(shí)的質(zhì)量與同體積 4℃ 時(shí)純水質(zhì)量的比值，無量綱。也有用“土粒密度”這一概念，指土的固體部分的單位體積質(zhì)量。兩者在數(shù)量上相等。土的固體部分的質(zhì)量 ms用精密天平測得。土粒體積一般用測量排出與土粒同體積之液體的體積的方法測得，通常用比重瓶法測定土粒體積。此法實(shí)用于粒徑小于 5mm的顆粒土。 – 在用比重瓶法測定固體體積時(shí)，必須注意所排除的液體體積確能代表固體顆粒的真實(shí)體積。土中含有氣體，實(shí)驗(yàn)時(shí)必須把它排盡，否則會(huì)影響測試精度。一般可用煮沸法或抽氣法排除土內(nèi)氣體。所用的液體一般為純水。砂土宜用真空排氣法，對(duì)含有大量的可溶鹽類，有機(jī)質(zhì)，親水性膠體的土必須用中性液體，如煤油，汽油，甲苯和二甲苯代替純水，此時(shí)必須用抽氣法排氣，真空表讀數(shù)宜接近當(dāng)?shù)匾粋€(gè)大氣壓值，抽氣時(shí)間不得少于 1小時(shí)。 試驗(yàn)三 土粒比重試驗(yàn)（比重瓶法） ? 二、儀器設(shè)備 – 圖 31 比重瓶 a毛細(xì)式； b長頸式比重瓶：容量100ml或 50ml，分長頸和短頸兩種，短頸也叫毛細(xì)式比重瓶； – 分析天平：稱量 200g，感量 ； – 砂?。ɑ蚩烧{(diào)電加熱器）：應(yīng)能調(diào)節(jié)溫度； – 恒溫水槽：準(zhǔn)確度應(yīng)為177。 1℃ ； – 溫度計(jì)：測溫范圍 0～ 50℃ ，精確至 ℃ ； – 其它：純水、小漏斗、磁缽及研棒等。 試驗(yàn)三 土粒比重試驗(yàn)（比重瓶法） ? 三、操作步驟 – 1．比重瓶校準(zhǔn) – 1）將比重瓶洗凈，烘干，置于干燥器內(nèi)，冷卻后稱量，準(zhǔn)確至 g； – 2）將煮沸經(jīng)冷卻的純水注入比重瓶。對(duì)長頸比重瓶注水至刻度處，對(duì)短頸比重瓶應(yīng)注滿純水，塞緊瓶塞，多余水自瓶塞毛細(xì)管中溢出，將比重瓶放入恒溫水槽內(nèi)至瓶內(nèi)水溫穩(wěn)定。取出比重瓶，擦干外壁，稱瓶、水總質(zhì)量，準(zhǔn)確至 g，測定恒溫水槽內(nèi)水溫，準(zhǔn)確至℃ 。 – 圖 32 溫度和瓶、水質(zhì)量關(guān)系曲線 3）調(diào)節(jié)數(shù)個(gè)恒溫水槽內(nèi)的溫度，溫度差宜為 5℃ ，測定不同溫度下的瓶水總質(zhì)量。每個(gè)溫度下均應(yīng)進(jìn)行兩次平行測定，兩次測定的差值不得大于 g，取兩次測值的平均值，繪制溫度和瓶、水 (tmbw)的關(guān)系曲線。 試驗(yàn)三 土粒比重試驗(yàn)（比重瓶法） ? 2．土樣制備：取有代表性的風(fēng)干土樣約 100g，充分研散，并全部過 2mm的篩。將過篩干土及洗凈的比重瓶在105~110℃ 下烘干，然后放入干燥器中冷卻至室溫。 ? 3．稱烘干試樣 15g（當(dāng)用 50ml的比重瓶時(shí)，稱烘干試樣 10 g）裝入比重瓶，稱試樣和瓶的總質(zhì)量，準(zhǔn)確至 g。裝土?xí)r可用漏斗細(xì)心倒入比重瓶內(nèi)，并將漏斗上的土刷凈入瓶，勿使土粒飛揚(yáng)或遺失。 ? 4．向比重瓶內(nèi)注入半瓶純水，擺動(dòng)比重瓶，使土粒松散。然后將比重瓶放在砂浴上煮沸。煮沸時(shí)要避免瓶內(nèi)懸液濺出。煮沸時(shí)間從沸騰起算粘土及粉土不少于 1小時(shí)。 試驗(yàn)三 土粒比重試驗(yàn)（比重瓶法） ? 5．將煮沸過的純水或已抽氣的中性液體注入裝有試樣懸液的比重瓶。當(dāng)用長頸比重瓶時(shí)注純水至刻度處；當(dāng)用短頸比重瓶時(shí)應(yīng)將純水注滿，塞緊瓶塞，多余的水分自瓶塞毛細(xì)管中溢出。然后放比重瓶于恒溫水槽待瓶內(nèi)懸液溫度穩(wěn)定后，測記其溫度，并準(zhǔn)確至 ℃ 。 ? 6．從 tmbw關(guān)系曲線中查得各試驗(yàn)溫度下的瓶、水總質(zhì)量。 ? 7．平行測定 ? 本實(shí)驗(yàn)須進(jìn)行兩次測定，取其結(jié)果的平均值，其平行差值不得大于 179。 試驗(yàn)三 土粒比重試驗(yàn)（比重瓶法） ? 四、計(jì)算土粒比重 ? 按下式計(jì)算土粒比重，準(zhǔn)確至 。 ? 式中： Gs—— 土粒比重 ? mbw—— 瓶、水總質(zhì)量（ g） ? mbws—— 瓶、水、試樣的總質(zhì)量（ g） ? GiT—— t℃ 時(shí)純水或中性液體的比重， iTb w sdbwd GmmmmGs??? 試驗(yàn)三 土粒比重試驗(yàn)（比重瓶法） ? 五、注意事項(xiàng) – 1．煮沸排氣時(shí)，必須防止懸液濺出瓶外，火力要小，并防止煮干；必須將土中氣體排盡，否則影響試驗(yàn)成果。 – 2．必須使瓶中懸液與純水的溫度一致。 試驗(yàn)四 土的含水率試驗(yàn) ? 原理 – 土的含水率是土在溫度 100～ 105℃ 下烘到恒重時(shí)所失去的水分質(zhì)量與達(dá)到恒重后干土質(zhì)量的比值，以百分?jǐn)?shù)表示。土烘干前后的質(zhì)量差即土中失去的水重，水重除以干土重即可求得土的含水率。 – 使土樣干燥的方法常有烘干法，酒精燃燒法與砂土炒干法，本試驗(yàn)采用烘干法，試驗(yàn)方法適用于粗粒土、細(xì)粒土、有機(jī)質(zhì)土和凍土。 試驗(yàn)四 土的含水率試驗(yàn) ? 儀器設(shè)備 – 烘箱：保持溫度 100～ 105℃ 的自動(dòng)控制電熱恒溫烘箱，還可采用沸水烘箱和紅外線烘箱。 – 天平：稱量 200g，感量 ． – 干燥器：常用附有無水氯化鈣干燥劑的玻璃干燥缸。 – 其他：鋁盒（或玻璃稱量瓶）、切土刀、玻璃板、盛土容器等。 試驗(yàn)四 土的含水率試驗(yàn) ? 操作步驟 – 稱量鋁盒，精確至 g，記為 m盒； – 從原狀或擾動(dòng)土樣中，選取具有代表性的試樣 15～30 g（約半鋁盒，砂土應(yīng)多取些），放在鋁盒中，注意抹去盒外周圍的土，立即蓋好盒蓋，稱量鋁盒與濕土總質(zhì)量 m1，精確至 g。 – 打開盒蓋，放入烘箱，在 105～ 110℃ 的恒溫下烘至恒量。烘干時(shí)間對(duì)粘性土、粉土不得少于 8h，對(duì)砂土不得少于 6h，對(duì)含有機(jī)質(zhì)超過干土質(zhì)量 5%的土，應(yīng)將溫度控制在 65～ 70℃ 的恒溫下烘干。 – 將稱量盒從烘箱中取出，蓋上盒蓋，放入干燥容器內(nèi)冷卻至室溫（由試驗(yàn)室負(fù)責(zé)），冷卻后取出，立即蓋好并稱量盒加干土質(zhì)量 m２，精確至 g． 試驗(yàn)四 土的含水率試驗(yàn) ? 計(jì)算含水率 ? 按下式計(jì)算，精確至 ％。 ? 式中， md：干土質(zhì)量（ g）， md= m2 m盒 ； ? m0：濕土質(zhì)量（ g）， m0= m1 m盒 ? 注：本試驗(yàn)必須對(duì)兩個(gè)試樣進(jìn)行平行測定，測定的差值：當(dāng)含水率小于 40％時(shí)為 1％；當(dāng)含水率等于、大于 40％時(shí)為 2％；對(duì)層狀和網(wǎng)狀構(gòu)造凍土不大于 3％。取兩個(gè)測值的平均值，以百分?jǐn)?shù)表示。 100)1( 00 ???dmmw 試驗(yàn)四 土的含水率試驗(yàn) ? 注意事項(xiàng) – 1．打開土樣后，應(yīng)立即取樣稱量濕土重，以免水分蒸發(fā)。 – 2．土樣必須按要求烘至恒重，否則影響測試精度． – 3．試樣烘干后應(yīng)冷卻后稱量，防止熱土吸收空氣中的水分，并避免天平受熱不均影響稱量精度． 試驗(yàn)五 測定土的液限和塑限 （錐式儀法和搓條法） ? 一、基本原理 – 在界限含水率中，意義最大的是從粘流狀態(tài)到粘塑狀態(tài)的液限（ Wl）和從塑態(tài)過度到半固態(tài)的塑限（ WP）。土的塑性指數(shù)是液限與塑限之差（ I=WW），是表示土的塑性強(qiáng)弱的指標(biāo)。 試驗(yàn)五 測定土的液限和塑限 – 從理論上講，液限時(shí)，土出現(xiàn)一定的流動(dòng)阻力，即有最小可量度的抗剪強(qiáng)度。國內(nèi)外測定液限的方法使用兩種不同儀器，即瓦氏錐式儀和卡式蝶式儀。前者是前蘇聯(lián) 。他經(jīng)多次試驗(yàn)認(rèn)為，錐角 30176。重 ，沉入土體的深度為 10mm時(shí)的含水率就是限液。后者是美國卡薩格蘭德專門研制的半圓形銅碟。試驗(yàn)時(shí)，將土膏平鋪碟中，用刀劃分成兩半，以每秒 2次的速度將碟由 10mm的高度落下。當(dāng)下落擊數(shù)為 25次時(shí)原來被劃分成兩半的土在碟底的合攏長度恰好達(dá) 13mm時(shí)的含水率就是液限。通過計(jì)算，對(duì)同一種土，用錐式儀測得液限土的抗剪強(qiáng)度為，用碟式儀測得液限土的抗剪強(qiáng)度為 ，國內(nèi)外學(xué)者多數(shù)認(rèn)為，碟式儀測定液限土的抗剪強(qiáng)度值符合基本物理意義，但其手續(xù)較繁瑣，強(qiáng)度帶有擾動(dòng)的性質(zhì)，測試簡易，適當(dāng)改進(jìn)可推廣運(yùn)用。 試驗(yàn)五 測定土的液限和塑限 – 研究表明：瓦氏圓錐儀下沉 17mm時(shí)的含水率，大致相當(dāng)于用卡氏碟式儀測得的液限，可以等效碟式儀液限。因此，在使用液限時(shí)，應(yīng)標(biāo)明是用何種儀器測得的。目前，我國測得的液限有三種：①錐式儀液限（下沉 10mm）；②錐式儀液限（下沉 17mm）等效碟式儀液限；③碟式儀液限。我國一直廣泛使用 10mm錐式液限儀，積累了大量資料，沒有特別說明的液限均屬于此種液限。本方法適用于粒徑小于 機(jī)質(zhì)含量不大于試樣總質(zhì)量的 5%的土。