【正文】 加水量的計(jì)算 ? 第二章 含水量及界限含水量試驗(yàn) 5 土工試驗(yàn)分為室內(nèi)和現(xiàn) 場(chǎng)試驗(yàn)。 （ 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(xì)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(shí)間不少于 2 晝夜。 壓樣法 ： 就是用靜力壓到所需密度，粘性土壓時(shí)最好有排氣孔和透水石。 平行試驗(yàn)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(dòng)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(yàn)（液塑縮限）過 ； 水理及力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)（如直剪無側(cè)限）過 2mm： 擊實(shí)試驗(yàn)過 5mm。 （ 1）原狀土試樣制備 注意：環(huán)刀內(nèi)壁涂凡士林；環(huán)刀下壓方向與天然土層方向一致； 不立即進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)應(yīng)保濕存放。 原狀土：用鐵皮筒或取土器（直徑大于 100mm）取土。試樣質(zhì)量不是越大越好。（ ％） ? 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。 （ 2） 液性指數(shù) 4 （ 3） 含水率 W =(190145)/145=% Il=(WWp)/ Ip=(%18%)/18%= 為可塑狀態(tài)。 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(xì)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 。 例題 1 已知土樣體積 V＝ ，濕土重 Mo＝ ，烘干后重 M＝ ，比重 Gs=，計(jì)算孔隙比和飽和度。 當(dāng)滲透力向上時(shí)，常常造成 流砂、管涌 等危害。 認(rèn)為滲透屬于 層流 ，一般只適用于 砂性土 。濕砂土表現(xiàn)出的假粘聚力濕由于毛細(xì)壓力形成的，不同 于粘性土的粘聚力。 流動(dòng)： IL 含水率與軟硬程度無關(guān)。 堅(jiān)硬： IL ≤ 0。其值越大表示越具有高塑性，粘粒含量越多。 根據(jù)三個(gè)界限求得的指數(shù)為：塑性指數(shù)和液性指數(shù)。 （ 2）無粘性土的相對(duì)密度 一般采用相對(duì)密度來衡量土的松緊程度 emaxe0 最大 孔隙比 天然孔隙比 Dr = __________ = ____________________ emaxe0 最大 孔隙比 最小孔隙比 由 三相指標(biāo)換算可得相對(duì)密度的實(shí)用表達(dá)式： (天然干密度 最小干密度 )最大干密度 Dr ==______________________________________ （最 大干密度 最小干密度）天然干密度 按相對(duì)密度 區(qū)分 土 ： 疏松土： 0＜ Dr≤ 1/3 上面那個(gè)應(yīng)該這樣說： DR 大于零小于等于 1/3 中密土： 1/3＜ Dr≤ 2/3 DR 大于三分之一，小于等于二分之三 密實(shí)土： 2/3＜ Dr≤ 1 （ 3） 粘性土的稠度 3 三個(gè)界限含水量： 液限 （流動(dòng)狀態(tài)與可塑狀態(tài)的分界含水量） 、 塑限 （可塑狀態(tài) 與半固體狀態(tài)的分界） 、縮限 （半固體狀態(tài)與固體狀態(tài)的分界）。 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。 飽和密度 天然密度 干密度 浮密度 5） 含水率 w：水的質(zhì)量與土粒質(zhì)量之比。 （ 1）三相指標(biāo)： 土的物理指標(biāo)分為 2 類 指標(biāo) 試驗(yàn)指標(biāo) （天然密度ρ、含水率 W、土粒比重 Gs） 換 算 指標(biāo) （ 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。 片堆結(jié)構(gòu)：各向異性。 土的結(jié)構(gòu) 土?？煞譃槿N類型： 單粒結(jié)構(gòu)：在動(dòng)力作用下易液化，如粉土。 （ 2）將試樣放在 105110 烘箱中，如試樣的液限小于烘前的液限 1/3 時(shí)，試樣為有機(jī)質(zhì)。 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(dòng)堆積的土 塑性圖（細(xì)粒土分類）：液限為橫坐標(biāo)，塑性指數(shù) 為縱坐標(biāo)。 粉土 按照大于 粒徑和粘粒含量以及塑性指數(shù)（小于 10）進(jìn)行再分類。如細(xì)粒土分類的 依據(jù)有粒徑、塑性指數(shù)、稠度。 （ 2）塑性指數(shù)（ Ip=WlWp） 塑性指數(shù)相同，土的性質(zhì)不一定相同，因?yàn)殡S著液限的變化土的性質(zhì)變化也很大。 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(jí)配 。 國家標(biāo)準(zhǔn)《土的工程分類》規(guī)定 : 采用 粗細(xì)粒統(tǒng)一體系分類法。 3) 氣相：開口和閉口氣泡。重力水可以傳遞動(dòng)水和靜水壓力，但不能承受剪力。 自由水：分為毛細(xì)管水和重力水。 2) 液 相：分為結(jié)合水（吸附在顆粒表面）和自由水兩種。 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。 1 水運(yùn)工程試驗(yàn)檢測(cè)工程師考試 題庫 土工試驗(yàn)及地基承載力檢測(cè) 第一章土工基礎(chǔ)知識(shí) 土的形成 我國的土大部分形成于 第四紀(jì) 或是 新第三紀(jì) 時(shí)期，按照 地質(zhì)營力和沉積條件 可分為殘積土（風(fēng)化后在原處）和運(yùn)積土。 根據(jù)來源分為有機(jī)土和無機(jī)土， 當(dāng)土中有機(jī)質(zhì)含量大于 5％ 10％ 時(shí)會(huì)對(duì)工程產(chǎn)生不利影響。 1) 固相：土由 原生礦物 （石英云母長(zhǎng)石等）和 次生礦物 （高嶺石蒙脫石等）組成，通過顆粒分析試驗(yàn)可以 對(duì)土的級(jí)配進(jìn)行確定， 級(jí)配好的 土壓實(shí)度高、滲透性小、強(qiáng)度高。 結(jié)合水：物理化學(xué)作用，對(duì)細(xì)粒土的影響大。毛細(xì)管水的作用是表面張力和重力。 含水率測(cè)得是兩者含量之和 。閉口氣泡使得土的滲透性減小，彈性增大，承載力降低，密度減小，變形緩慢。 工程用土主要是按照土的工程性質(zhì)（ 如粒徑、級(jí)配 、塑性、有機(jī)質(zhì) /壓縮性等 ）進(jìn)行分類。小于 mm 的叫細(xì)粒，其性質(zhì)主要取決于礦物組成。 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(duì)土分類的影響。 《港口工程地質(zhì)勘察規(guī)范》（ JTJ24097）規(guī)定：按顆粒級(jí)配或塑性指數(shù)分為 碎石土、砂土、粉土和粘性土 碎石土 按照大于 2mm 粒徑進(jìn)行再分類 砂土 按照小于 2mm 粒徑進(jìn)行再分類，用 Cc、 Cu 表示組成特征（ 顆粒級(jí)配 ），密實(shí)度可由標(biāo)貫擊數(shù)判定。（凍脹最嚴(yán)重） 粘性土 按照小于 粒徑以及塑性指數(shù)（大于 10）進(jìn)行再分類。 有機(jī)土的測(cè)定 : 2 (1)有機(jī)質(zhì)呈黑色、青黑色或暗色，有臭味，彈性和海綿感。 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(jī)土、砂、石料等。 絮凝結(jié)構(gòu)：孔隙大，對(duì)擾動(dòng)敏感。 土的物理性質(zhì)指標(biāo) 是最基本的工程特征，是衡量土的工程性質(zhì)的關(guān)鍵。 2）飽和密度 ρ sat：孔隙全為土水的質(zhì)量與總體積之比 3） 浮密度 ρ ’：土粒質(zhì)量與同體積的水質(zhì)量之差與總體積之比（飽和密度－ 1） 4） 干密度 ρ d：土粒質(zhì)量與總體積之比，是填土施工的控制指標(biāo)。 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。不同土樣（甲、乙）含水率與飽和度沒有關(guān)系 。 土從液限到縮限體積是不斷減小的，縮限以后不再改變。 塑性指數(shù) ： Ip=WLWp，用整數(shù)表示（如 15），可用來 判別粘性土的分類 。 ? 液性指數(shù) ： IL=(WWp)/ Ip 可判別粘性土狀態(tài) 。 可塑： 0 IL ≤ 。 土中水的運(yùn)動(dòng)規(guī)律 1) 土的毛細(xì)性： 水的毛細(xì)作用主要存在于 － 的孔隙中，如細(xì)砂土、粉土、濕砂中。 2) 土的滲透性 ： 達(dá)西定律 (V=ki)： 指水在土中的滲透速度 與水力坡降成正比。對(duì)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(jìn)行修正( V=k (iio) )。 3) 凍土現(xiàn)象主要是指土體凍結(jié)時(shí)地面膨脹的凍脹現(xiàn)象和融化后土體強(qiáng)度急劇降低的凍融問題。 解： 公式： e= Gs/ρ d－ 1；ρ d＝ρ /（ 1＋ W） 。 解： （ 1） 塑性指數(shù) Ip=36%18%=18 命名為粘土。 ? 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(shí)（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。（ ， 49％， ％） ? 含水率為 4％的濕砂 100kg，其中水的重量 多少？ 土樣和試樣制備 了解：土樣的采樣和試樣的制備過程 熟悉：原狀土樣與擾動(dòng)土樣的概念 掌握：原狀土樣取土、運(yùn)輸、保管應(yīng)滿足的要求 為保證試驗(yàn)成果的可靠性，要統(tǒng)一土樣試樣的制備方法和程序。 一般 室內(nèi)土工 試驗(yàn) 的土樣 粒徑 均需 小于 60mm 的擾動(dòng)土，并以 含水率和密度 作為控制指標(biāo)。 擾動(dòng)土：用四分法取樣。 余土 進(jìn)行含水量測(cè)定。 2） 試樣制備 ： 擊樣法 ： 就是根據(jù)環(huán)刀體積算出所需土樣數(shù)量，用單層或三層法擊實(shí)。 兩種方法對(duì)力學(xué)性質(zhì)有一定的影響。 3） 抽氣飽和法 ：滲透系數(shù)小于等于 104cm/s 的土（粘性土），需要凡士林密封， 抽真空達(dá)到一個(gè)大氣壓力值時(shí)開始注水，注水過程真空保持不變，待水淹沒飽和器停止抽氣， 粘性土需靜置 10 小時(shí)，飽和度不應(yīng)低于 95％。 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(jì)算塑性指數(shù)和液性指數(shù)，也是 粘性土分類和估計(jì)地基承載力 的依據(jù)。 含水量試驗(yàn)（試驗(yàn)步驟） （ 1）烘干法 ：適用于粘性土，砂性土及有機(jī)質(zhì)土 設(shè)備：烘箱、天平（感量 ）、干燥器 數(shù)量： 15— 30 克，砂土稍多些。 時(shí)間：粘性土大于 8 小時(shí)，砂土大于 6 小時(shí)。 （ 2）酒精法 適用于現(xiàn)場(chǎng)。 燃燒 3 次。 試驗(yàn)結(jié)果精確到 ％（如 ％） 測(cè)定原狀土樣的物理力學(xué)指標(biāo)時(shí)，含水率可用重塑土樣的含水率。 （ 2） 本試驗(yàn)方法適用于粘質(zhì)土、粉質(zhì)土、砂類土和有機(jī)質(zhì)土類。 （ 2） 天平：感量 。 試驗(yàn)步驟 （ 1） 取具有代表性試樣，細(xì)粒土 15~30g；砂粒、有機(jī)土為 50g 稱質(zhì)量，稱量結(jié)果即為濕土質(zhì)量。 （ 3） 將烘干后的試樣取出，放入干燥器冷卻，稱質(zhì)量準(zhǔn)確至 。 儀器設(shè)備 （ 1） 稱量盒 6 （ 2） 天平：感量 。 （ 4） 滴管、火柴、調(diào)土刀等。 （ 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。 （ 4） 將試樣冷卻數(shù)分鐘， 重新燃燒兩次。 結(jié)果整理 按下式計(jì)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(jìn)行二次平行試驗(yàn)，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(yàn) 界限含水量是土的固有指標(biāo)與環(huán)境無關(guān)。 試驗(yàn)時(shí)使的錐體在 5秒時(shí)分別下降 17毫米左右（太大或太小時(shí)制樣困難），然后再控制幾組在 3— 17毫米之間， 椎入應(yīng)重復(fù)二、三次取平均值， 然后將數(shù)據(jù)繪制在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)上，查找 17 和 2 毫米所對(duì)應(yīng)的含水量就是土體的液限和塑限。 7 聯(lián)合測(cè)定法 1. 目的 和適用范圍 : 目的是聯(lián)合測(cè)定土的液限和縮限，為劃分土類、計(jì)算天然稠度、塑性指數(shù)，供公路工程設(shè)計(jì)和施工使用。 2. 儀器精度要求： LP1000 型聯(lián)合測(cè)定儀：錐質(zhì)量 100g，錐角 30176。 3. 試驗(yàn)步驟 ① 取代表性的土樣風(fēng)干，研碎，過 篩。 ）、略大于塑限（ c 點(diǎn)、錐入深度＜ 5mm＝和二者的中間狀 態(tài)（ b 點(diǎn)、錐入深度約 10mm），放置