土工試驗(yàn)員操作培訓(xùn)

1、. . 土工試驗(yàn)的現(xiàn)狀與發(fā)展 我國(guó)系統(tǒng)地開(kāi)展土工試驗(yàn)技術(shù)工作起源于建國(guó)初期，經(jīng)過(guò)半個(gè)世紀(jì)的努力，我國(guó)的土 工試驗(yàn)技術(shù)達(dá)到了一個(gè)新的水平；但在工程勘察單位的生產(chǎn)性試驗(yàn)方面，無(wú)論設(shè)備條 件或技術(shù)水平以及人員配備，都存在較大的差距。 現(xiàn)狀： 1土工試驗(yàn)室是勘察單位的一個(gè)部門，與市場(chǎng)沒(méi)有直接的溝通渠道；缺乏技術(shù)發(fā)展的 市場(chǎng)推動(dòng)力；留不住人才； 2業(yè)務(wù)范圍窄，單一的室內(nèi)常規(guī)土工試驗(yàn)與水質(zhì)分析；一般不從事非常規(guī)的、研究開(kāi) 發(fā)型的試驗(yàn)；一般不從事現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)與原位測(cè)試； 3儀器設(shè)備：大多數(shù)試驗(yàn)室仍沿用上世紀(jì)六、七十年代的土工儀器；80年代初期，先 進(jìn)的數(shù)據(jù)采集和處理系統(tǒng)開(kāi)始研發(fā)，到了80年代的后期，數(shù)據(jù)采集和處

2、理系統(tǒng)自動(dòng)化 得到了較大的發(fā)展與普及。進(jìn)入二十一世紀(jì)后，全自動(dòng)氣壓固結(jié)儀在全國(guó)占了一定的 市場(chǎng)，試驗(yàn)精度更高了，勞動(dòng)強(qiáng)度降低了，工作效率提升了； 4人員問(wèn)題：缺乏熟練的試驗(yàn)人員；留不住高學(xué)歷的人才；試驗(yàn)人員的培訓(xùn)機(jī)制不健 全；技術(shù)水平與人員素質(zhì)不能適應(yīng)工程的需求； 發(fā)展對(duì)策： 1對(duì)人員進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)，提高試驗(yàn)技術(shù)水平； 2在經(jīng)濟(jì)條件改善的基礎(chǔ)上添置新的設(shè)備； 3逐步擴(kuò)展業(yè)務(wù)范圍，爭(zhēng)取更大的市場(chǎng)份額占有率； 4做好試驗(yàn)室的計(jì)量認(rèn)證工作，為社會(huì)出具更加準(zhǔn)確、可靠、公正、可信的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。 . 土工試驗(yàn)的作用 1 土工試驗(yàn)在巖土工程中的地位和作用土工試驗(yàn)在巖土工程中的地位和作用 隨著中國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)事業(yè)的

3、飛速發(fā)展，對(duì)巖土工程測(cè)試 技術(shù)提出新的、更高的要求。如重型廠房、高層、超高層 建筑、大型水電樞紐、鐵路、公路橋梁與隧道以及民用建 筑物的興建是否經(jīng)濟(jì)、合理，大部分取決于巖土的工程 性 質(zhì)。要很好地解決一個(gè)巖土工程問(wèn)題，必須首先進(jìn)行勘察 和測(cè)試、試驗(yàn)與分析，并利用土力學(xué)、工程 地質(zhì)學(xué)等的理 論與方法，對(duì)各類土建工程進(jìn)行系統(tǒng)性研究。因此，土工 試驗(yàn)是巖土工程規(guī)劃設(shè)計(jì)的前期工作，也是地基與基礎(chǔ)設(shè) 計(jì)工作中不可缺少的中心環(huán)節(jié)。 2 土工試驗(yàn)規(guī)劃土工試驗(yàn)規(guī)劃： 針對(duì)任務(wù)明確試驗(yàn)?zāi)康模?采取代表性試樣； 試驗(yàn)方法選擇； 試樣組數(shù)應(yīng)滿足規(guī)定要求； . 3 土工試驗(yàn)項(xiàng)目土工試驗(yàn)項(xiàng)目 土的物理性試驗(yàn)：包括含水量

4、、密度、土粒相對(duì)密度、界限含水 量、 顆粒分析等 砂土相對(duì)密實(shí)度試驗(yàn)：包括砂的最大和最小孔隙比試驗(yàn)。 土的變形試驗(yàn)：包括固結(jié)、壓縮、濕陷和膨脹試驗(yàn)等。 土的強(qiáng)度試驗(yàn)：包括直接剪切、三軸壓縮、無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度等 土的動(dòng)力試驗(yàn)：包括動(dòng)三軸、動(dòng)單剪、共振柱等試驗(yàn) 土的流變?cè)囼?yàn)：主要研究土的流變特性和規(guī)律，預(yù)估它們的蠕變時(shí) 間； 土的礦化試驗(yàn)：包括有機(jī)質(zhì)、易溶鹽等試驗(yàn)以及水、土腐蝕性分 析； 凍土試驗(yàn)和巖石試驗(yàn) . 試驗(yàn)樣品 物理試驗(yàn)項(xiàng)目 力學(xué)試驗(yàn)項(xiàng)目其它試驗(yàn)項(xiàng)目 含水量、濕密度、 液塑限、顆 粒分析、 相對(duì)密實(shí)度、天然坡角 壓縮系數(shù)、壓縮模量、 抗剪強(qiáng)度、濕陷系數(shù)、 先期固結(jié)壓力等 擊實(shí)試驗(yàn)、 無(wú)側(cè)限

5、抗壓強(qiáng)度、 自由膨脹率、滲透系數(shù)等 . 4土樣的要求和管理土樣的要求和管理 4.1 土樣采取的數(shù)量土樣采取的數(shù)量 應(yīng)滿足要求進(jìn)行的試驗(yàn)項(xiàng)目和試驗(yàn)方法的需要；詳見(jiàn)附表 4.2 土樣的驗(yàn)收與管理土樣的驗(yàn)收與管理 （1）土樣到達(dá)試驗(yàn)室時(shí)，必須附送樣單及試驗(yàn)委托書。 送樣單內(nèi)容包括：工程名稱、鉆孔編號(hào)、取土深度、取土日期、水位埋深以 及土樣描述等； 試驗(yàn)委托書包括：工程名稱、試驗(yàn)項(xiàng)目、試驗(yàn)方法及提交成果時(shí)間要求等； （2）試驗(yàn)室接收土樣時(shí)，應(yīng)按委托書進(jìn)行驗(yàn)收。 驗(yàn)收內(nèi)容包括：土樣數(shù)量、編號(hào)是否相符，所送土樣是否滿足試驗(yàn)項(xiàng)目和試 驗(yàn)方法的要求，并進(jìn)行登記； 登記內(nèi)容有：工程名稱、委托單位、送樣日期、試驗(yàn)

6、項(xiàng)目以及需要提交報(bào)告 的時(shí)間等。 （3）土樣驗(yàn)收登記后，試驗(yàn)室應(yīng)及時(shí)組織試驗(yàn)工作，土樣從取樣之日到試驗(yàn) 之時(shí)不得超過(guò)3周； （4）試驗(yàn)結(jié)束后，余土應(yīng)做好貯存工作，保持工程名稱及室內(nèi)土樣編號(hào)，以 備審核成果時(shí)使用，保管期限不少于3月； （5）處理余土?xí)r應(yīng)做好環(huán)保工作； . 土試樣質(zhì)量等級(jí) 級(jí)別擾動(dòng)程度 試驗(yàn)內(nèi)容 不擾動(dòng)土類定名、含水量、密度、強(qiáng)度、固結(jié)試驗(yàn) 輕微擾動(dòng)土類定名、含水量、密度 顯著擾動(dòng)土類定名、含水量 完全擾動(dòng)土類定名 . 5 試驗(yàn)方法與儀器設(shè)備試驗(yàn)方法與儀器設(shè)備 5.1試驗(yàn)方法與主要儀器試驗(yàn)方法與主要儀器 含水量試驗(yàn)：烘干法-恒溫烘箱、電子天平等； 土粒相對(duì)密度試驗(yàn)：比重瓶法-比重

7、瓶、恒溫水槽、砂浴、天平等； 密度試驗(yàn)：環(huán)刀法-環(huán)刀、電子天平等 界限含水量試驗(yàn)：液、塑限聯(lián)合測(cè)定法-液塑限聯(lián)合測(cè)定儀； 粘粒含量試驗(yàn)：密度計(jì)法-甲種密度計(jì)； 砂的相對(duì)密實(shí)度試驗(yàn)：量筒法與振動(dòng)錘擊法-長(zhǎng)頸漏斗，量筒，振動(dòng)叉， 擊錘等； 擊實(shí)試驗(yàn)：輕型擊實(shí)與重型擊實(shí)-標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)儀； 黃土濕陷性試驗(yàn)：雙線法-固結(jié)儀； 固結(jié)試驗(yàn)：固結(jié)儀、數(shù)據(jù)采集儀等； 三軸壓縮試驗(yàn)：不固結(jié)不排水，固結(jié)不排水，固結(jié)排水-三軸儀； 直接剪切試驗(yàn)：快剪，固結(jié)快剪，慢剪-應(yīng)變控制式直剪儀； 無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)：無(wú)側(cè)限壓縮儀； 自由膨脹率試驗(yàn)：量土杯，攪拌器，無(wú)頸漏斗等； 滲透試驗(yàn)：變水頭滲透裝置； . 5 試驗(yàn)方法與儀器設(shè)備

8、試驗(yàn)方法與儀器設(shè)備 5.2室內(nèi)土工儀器和要求室內(nèi)土工儀器和要求 （1） 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：所有試驗(yàn)儀器設(shè)備都應(yīng)滿足土工儀器的基本參數(shù)及通用技術(shù)條件 GB/T15406； （2）土工儀器的校準(zhǔn)： a 所有土工儀器在使用前應(yīng)按有關(guān)校驗(yàn)規(guī)程進(jìn)行校準(zhǔn)； b 儀器中配備有計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器具時(shí)，應(yīng)按規(guī)定的校驗(yàn)周期送交有計(jì)量檢定能力的單位檢定； (3)不合格儀器及處理方法： a 不合格儀器：已明顯損壞、工作不正常、過(guò)載或誤動(dòng)作以及超過(guò)規(guī)定的間隔時(shí)間等； b 處理方法： 凡不合格儀器應(yīng)停止使用，并做出明顯標(biāo)記； 能進(jìn)行調(diào)整或修理的，經(jīng)仔細(xì)檢查檢定或校準(zhǔn)后可重新用； 對(duì)不能調(diào)整或修復(fù)的儀器應(yīng)及時(shí)報(bào)廢； （4） 儀器設(shè)備的管理

9、 建立儀器設(shè)備臺(tái)帳，內(nèi)容包括：儀器名稱、制造廠家、購(gòu)置日期、保管人等； 編制儀器設(shè)備檢定周期表，內(nèi)容包括：儀器設(shè)備名稱、編號(hào)、檢定周期、檢定單位、最近送檢 日期、送檢人等； 所有儀器設(shè)備應(yīng)有統(tǒng)一格式的標(biāo)志： a:標(biāo)志分“合格”“準(zhǔn)用”“停用”三種，分別以綠、黃、紅三種顏色表示； b:標(biāo)志內(nèi)容：儀器編號(hào)、檢定結(jié)論、檢定日期、檢定單位； （5） 儀器說(shuō)明書應(yīng)妥善保存； （6） 建立儀器檔案 其內(nèi)容有：使用記錄、故障及維修情況記錄。 . 6計(jì)量認(rèn)證與試驗(yàn)室管理計(jì)量認(rèn)證與試驗(yàn)室管理 6.1計(jì)量認(rèn)證計(jì)量認(rèn)證 計(jì)量是為實(shí)現(xiàn)單位統(tǒng)一、量值準(zhǔn)確可靠而進(jìn)行的科技、法制和 管理活動(dòng)。準(zhǔn)確性、一致性、溯源發(fā)表主法制

10、性是計(jì)量工作的重 要特點(diǎn)。 所謂“量值溯源”是指自下而上通過(guò)不間斷的校準(zhǔn)而構(gòu)成溯源體 系；而“量值傳遞”則是自上而下通過(guò)逐級(jí)檢定而構(gòu)成檢定系統(tǒng)。 計(jì)量認(rèn)證是我國(guó)通過(guò)計(jì)量立法，對(duì)凡是為社會(huì)出具 公證數(shù)據(jù)的 檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)進(jìn)行強(qiáng)制考核的一種手段，也可以說(shuō)計(jì)量認(rèn)證是具有中 國(guó)特點(diǎn)的政府對(duì)實(shí)驗(yàn)室的強(qiáng)制認(rèn)可。 校準(zhǔn)和檢定： 在規(guī)定條件下，為確定測(cè)量?jī)x器或測(cè)量系統(tǒng)所指示的量值，與 對(duì)應(yīng)的由標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)所復(fù)現(xiàn)的量值之間關(guān)系的一組操作，稱為校準(zhǔn)； （1） 校準(zhǔn)的含義： 1在規(guī)定的條件下，用一個(gè)可參考的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)包括參考物質(zhì) 在內(nèi)的測(cè)量器具的特性賦值，并確定其示值誤差； 2將測(cè)量器具所指示或代表的量值，按照校準(zhǔn)鏈將其溯源到

11、標(biāo) 準(zhǔn)所復(fù)現(xiàn)的量值； . 計(jì)量認(rèn)證與試驗(yàn)室管理 （2）校準(zhǔn)的目的： 1確定示值誤差，并可確定是否在預(yù)期的允許范圍內(nèi)； 2得出標(biāo)準(zhǔn)值偏差的報(bào)告值，可高速測(cè)量器具或?qū)κ局导右孕拚?3給任何標(biāo)尺標(biāo)記賦值或確定其它特性，或給參考物質(zhì)特性賦值； 4實(shí)現(xiàn)溯源性； （3）檢定：是查明確認(rèn)計(jì)量器具是否符合法定要求的程序，它包括檢查、加 標(biāo)記和出具檢定證書。檢定具有法制性由下計(jì)量檢定機(jī)構(gòu)執(zhí)行。 （4）校準(zhǔn)與檢定的主要區(qū)別： 1校準(zhǔn)不具法制性，是企業(yè)自愿行為；檢定具有法制性，屬計(jì)量管理范疇 的執(zhí)法行為。 2校準(zhǔn)主要確定測(cè)量器具的示值誤差；檢定是對(duì)測(cè)量器具的計(jì)量特性及技 術(shù)要求的全面評(píng)定。 3校準(zhǔn)的依據(jù)是校準(zhǔn)規(guī)范

12、、校準(zhǔn)方法，可統(tǒng)一規(guī)定也可自行制定；檢定的 依據(jù)檢定規(guī)程。 4校準(zhǔn)不判斷測(cè)量器具合格與否；檢定要對(duì)所檢的測(cè)量器具作出合格與否 的結(jié)論。 5校準(zhǔn)結(jié)果通常是發(fā)校準(zhǔn)證書或校準(zhǔn)報(bào)告；檢定結(jié)果合格的發(fā)檢定證書， 不合格的發(fā)不合格通知書。 . 計(jì)量認(rèn)證與試驗(yàn)室管理 6.2試驗(yàn)室的管理試驗(yàn)室的管理 試驗(yàn)室的管理是通過(guò)質(zhì)量管理 體系的建立和運(yùn)行來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 質(zhì)量管理體系文件包括：質(zhì)量 管理手冊(cè)、程序文件以及質(zhì)量 體系運(yùn)行中產(chǎn)生的各種質(zhì)量文 件。 質(zhì)量管理手冊(cè)： 是試驗(yàn)室從事各項(xiàng)質(zhì)量活動(dòng)的 唯一法規(guī)性文件，是質(zhì)量體系 在試驗(yàn)室運(yùn)行的依據(jù)。 質(zhì)量管理手冊(cè)包括以下內(nèi)容： 1 組織與管理 2質(zhì)量體系的建立 3人員 4試

13、驗(yàn)室設(shè)施和環(huán)境 5儀器設(shè)備的管理 6量值溯源和校準(zhǔn) 7試驗(yàn)方法的選用 8試驗(yàn)樣品的管理 9試驗(yàn)記錄管理 10試驗(yàn)報(bào)告 11外部支持服務(wù)和供應(yīng) 12試驗(yàn)的分包 13抱怨的處理 . 計(jì)量認(rèn)證與試驗(yàn)室管理 程序文件應(yīng)包括下列內(nèi)容： 1質(zhì)量體系文件的控制和維護(hù)程序； 2質(zhì)量體系管理評(píng)審程序 ； 3質(zhì)量體系審核程序； 4保護(hù)委托方的機(jī)密信息和所有權(quán)程 序； 5開(kāi)展新試驗(yàn)項(xiàng)目管理程序； 6允許偏離和糾正程序； 7控制偏離的管理程序； 8試驗(yàn)工作管理程序； 9量值溯源程序； 10儀器設(shè)備控制與管理程序； 11儀器設(shè)備購(gòu)置、驗(yàn)收及流轉(zhuǎn)程序； 12培訓(xùn)與考核程序； 13試驗(yàn)環(huán)境的建立、維護(hù)和管理程序； 14現(xiàn)場(chǎng)

14、試驗(yàn)管理程序、 15試驗(yàn)方法管理程序； 16復(fù)驗(yàn)程序； 17抽樣程序； 18保護(hù)數(shù)據(jù)完整和安全性管理程 序； 19計(jì)算機(jī)軟件管理程序； 20消耗材料的采購(gòu)、驗(yàn)收和貯存 程序； 21樣品管理程序； 22記錄管理程序； 23檔案管理程序； 24試驗(yàn)報(bào)告的編制和管理程序； 25試驗(yàn)工作的分包管理程序； 26外部支持服務(wù)和供應(yīng)管理程序； 27抱怨處理程序； . 試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理與分析 土工試驗(yàn)數(shù)據(jù) 試驗(yàn)數(shù)據(jù)誤差 有效數(shù)據(jù)與計(jì)算法則 土工試驗(yàn)中常用單位換算 質(zhì)量：g, kg 長(zhǎng)度：m,1m=100cm 體積：m3 面積：cm2 時(shí)間：s 力 ：kN 壓力：kpa 溫度：t . 土工試驗(yàn)中常用單位換算 量 公

15、制準(zhǔn)確換算近似換算 重度2.0t/m319.6kN/m320kN/m3 模量100kg/m29.81Mpa10Mpa 壓縮系數(shù)0.05cm2/kg0.49Mpa-10.50Mpa-1 承載力10t/m298.1kpa100kpa . 試驗(yàn)數(shù)據(jù)誤差 觀測(cè)值與真值之差即為誤差； 真值：它是通過(guò)完善的或完美無(wú)缺的測(cè)量，才 能獲得的值。 測(cè)量結(jié)果是由測(cè)量所得到的賦于被測(cè)量的值， 是客觀存在的量的實(shí)際表現(xiàn)，不知道的，需要 測(cè)定的值； 誤差一般分為三類： 1 系統(tǒng)誤差 2 偶然誤差 3 過(guò)失誤差 . 試驗(yàn)數(shù)據(jù)誤差 系統(tǒng)誤差 儀器不良，如刻度不準(zhǔn)、砝碼未校正 ； 試驗(yàn)環(huán)境的變化，如溫度、壓力、濕度的變化；

16、操作人員的習(xí)慣，如從側(cè)面讀數(shù)； 可以用校正儀器、控制環(huán)境和改正不良習(xí)慣來(lái)消除系統(tǒng)誤差。 偶然誤差 已消除系統(tǒng)誤差，但所測(cè)的數(shù)據(jù)仍在末一位或末二位數(shù)字上有差別，稱為偶然誤差； 偶然誤差時(shí)大時(shí)小，時(shí)正時(shí)負(fù)，方向不一定； 偶然誤差產(chǎn)生的原因不清楚，也無(wú)法控制； 用同一精度的儀器，在同一條件下，對(duì)同一物理量作多次測(cè)量，若測(cè)量的次數(shù)足夠 多，則可發(fā)現(xiàn)偶然誤差完全服從統(tǒng)計(jì)規(guī)律，偶然誤差的算術(shù)平均值將逐漸接近于零。 人為（過(guò)失）誤差 完全人為因素造成，如粗枝大葉、過(guò)度疲勞或操作不正確； 消除過(guò)失誤差的方法是提高工作人員的責(zé)任感，健全工作制度，加強(qiáng)對(duì)數(shù)據(jù)的審核； . 有效數(shù)據(jù)與計(jì)算法則 一、有效數(shù)據(jù)的概念 對(duì)

17、于任何數(shù)，包括無(wú)限不循環(huán)小數(shù)和循環(huán)小數(shù)，截取一定位數(shù)后所 得的值即是近似數(shù)，根據(jù)誤差公理，測(cè)量總是存在誤差，測(cè)量結(jié)果只 能是一個(gè)接近于真值的估計(jì)值，其數(shù)字也是近似值。 近似數(shù)有效數(shù)字的概念就是：當(dāng)該按近似數(shù)從左邊的第一個(gè)非零數(shù) 字?jǐn)?shù)字算起，直到最末一位數(shù)字為止的所有數(shù)字都是有效數(shù)字；測(cè)量 結(jié)果的數(shù)字，其有效位數(shù)代表結(jié)果的不確定度。有效位數(shù)的不同，它 們的測(cè)量不確定度也不同，有效位數(shù)越多，其不確定度越小； 二、計(jì)算法則： 1 記錄測(cè)量數(shù)據(jù)時(shí)，只保留一位可疑數(shù)字； 2 當(dāng)有效數(shù)字位數(shù)確定后，其余數(shù)字應(yīng)一律舍去。舍去辦法：凡末位 有效數(shù)字后的第一位數(shù)字大于5，在前一位增加1 ，小于5則舍去，等 于5

18、 時(shí)，如前一位為奇數(shù)，則增加1 ，如前一位為偶數(shù)則舍去不計(jì)。 （奇進(jìn)偶不進(jìn)） 3 不能連續(xù)修約（12.51-15.25-12.2），因?yàn)槎啻芜B續(xù)修約會(huì)產(chǎn)生 累計(jì)不確定度。 . 土的基本特性及其指標(biāo) 1 物理性指標(biāo)： 天然密度、含水量、土粒比重、孔隙比、液性指數(shù)、塑性指 數(shù)、液限、塑限、曲率系數(shù)、不均勻系數(shù)、相對(duì)密度、飽和度、 粘粒含量； 2 力學(xué)性指標(biāo)： 2. 1 變形指標(biāo)： 壓縮系數(shù)、壓縮模量、滲透系數(shù)、先期固結(jié)壓 力、壓縮指數(shù)、回彈指數(shù)、回彈模量、濕陷系數(shù)、自重濕陷系 數(shù)、濕陷起始?jí)毫Α⒆杂膳蛎浡?、收縮系數(shù)； 2. 2 強(qiáng)度指標(biāo)；內(nèi)摩擦角、粘聚力、無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度、靈敏度 3滲透性指標(biāo)：滲透

19、系數(shù)、固結(jié)系數(shù)； 4壓實(shí)性指標(biāo)：最優(yōu)含水量、最大干密度； 5化學(xué)性指標(biāo)： 腐蝕性分析 . 1.1土的三相特征土的三相特征 土是由固體顆粒、空氣和水組成的三相體系，基本概念有： 含 水 量：土中水的質(zhì)量與土顆粒質(zhì)量比； 土顆粒密度：土粒質(zhì)量與同體積的4時(shí)水的質(zhì)量之比； 質(zhì) 量 密 度：土的總質(zhì)量與其體積之比即單位體積的質(zhì)量 干 密 度: 土粒質(zhì)量與土的總體積之比； 重 度：土所受的重力與土的總體積之比； 孔 隙 比：土中孔隙體積與土粒體積之比； 孔 隙 率：土中孔隙體積與土的總體積之比； 飽 和 度：土中水的體積與土中孔隙體積之比； 前三項(xiàng)指標(biāo)是試驗(yàn)室直接測(cè)定的。其余各指標(biāo)間的換算公式如下： 干

20、密度： d=/(1+0.01w) 孔隙比： e= ( ds(1+0.01w)/ )-1 飽和度： Sr= w ds/e 孔隙率：=(e/(1+e)100 重 度：=g 飽和密度：sr= (ds+0.85e)w/(1+e) 1土的物理性指標(biāo) . 1土的物理性指標(biāo) 1.2 土的可塑性指標(biāo)土的可塑性指標(biāo) 土從一種狀態(tài)轉(zhuǎn)入到另一種狀態(tài)時(shí)的含水量稱為界限含水量，流動(dòng)狀態(tài)與 可塑狀態(tài)之間的分界含水量定義為液限WL；從可塑狀態(tài)轉(zhuǎn)入到半固體狀態(tài) 的分界含水量稱為塑限WP； 液限與塑限是試驗(yàn)室直接測(cè)定的，由此可計(jì)算求得其它指標(biāo)如下； 塑性指數(shù)IP：土呈可塑狀態(tài)時(shí)含水量變化的范圍，代表土的可塑程度； IP=WL-

21、WP 液性指數(shù)IL：土抵抗外力的量度，其值越大，抵抗外力的能力越小； IL= (W- WP)/( WL- WP) 含水比u：土的天然含水量與液限含水量之比；u= W/WL 活動(dòng)度A：土的含水量變化時(shí)，土的體積相應(yīng)變化的程度，其值越大，變化 程度越大；A=IP/P0.002 根據(jù)塑性指數(shù)的大小可將粘性土分類如下： 3 0.075mm的粒徑含量不超過(guò)50%） 10 17 粘土 當(dāng)天然含水量大于液限，天然孔隙比大于1.0的粉質(zhì)粘土或天然孔隙比大于 1.3的粘土稱為淤泥質(zhì)土。 . 1土的物理性指標(biāo) 1.3顆粒組成及砂土的密度指標(biāo)顆粒組成及砂土的密度指標(biāo) 在自然界所存在的土，都是由大小不同的土粒（礦物、

22、巖石）組成，土粒的 粒徑由粗到細(xì)逐漸變化時(shí)，土的性質(zhì)相應(yīng)地出發(fā)生變化。 土的固體顆粒（土粒）大小通常是以直徑尺寸表示，簡(jiǎn)稱“粒徑”，單位為 毫米；劃分粒徑的分界尺寸稱為界限粒徑，主要有200，20，5，0.5， 0.075mm， （1） 直接測(cè)定的指標(biāo)有； 顆粒組成；土顆粒按粒徑大小分組所占的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)； 最大干密度；土在最緊密狀態(tài)時(shí)的干密度； 最小干密度；土在最松散狀態(tài)時(shí)的干密度； （2） 計(jì)算求得的指標(biāo)有； 界限粒徑；小于該粒徑的顆粒占總質(zhì)量的60%； 平均粒徑：小于該粒徑的顆粒占總質(zhì)量的50%； 中間粒徑：小于該粒徑的顆粒占總質(zhì)量的30%； 有效粒徑；小于該粒徑的顆粒占總質(zhì)量的10%；

23、不均勻系數(shù)：界限粒徑與有效粒徑之比，土的不均勻系數(shù)越大，表明土的粒 度組成愈分散；Cu=d60/d10 曲率系數(shù)：表示某種中間粒徑的粒組是否缺失的情況； Cs=d302/(d60d10) . 1土的物理性指標(biāo) （3）指標(biāo)應(yīng)用： Cu值越小，表明土的粒徑分布均勻，曲線較陡，級(jí)配不良；反之，Cu 值越大，表明土的粒徑分布不均，曲線平緩，級(jí)配良好，容易壓實(shí)。 工程中分類： Cu5為級(jí)配良好的非均粒土; 1Cs3 的土稱為級(jí)配不良的土。 砂土的相對(duì)密度；砂土最疏松狀態(tài)的孔隙比和天然狀態(tài)的孔隙比之差， 與砂土最疏松狀態(tài)的孔隙比和最緊密狀態(tài)的孔隙比之差的比值。即 Dr=(emax-e)/(emax-emi

24、n) 天然狀態(tài)下的孔隙比介于最大與最小孔隙比之間，所以，Dr值變化在0- 1之間，通常把作為砂土的結(jié)構(gòu)指標(biāo)，分為以下三種狀態(tài)； 0 Dr 0.33 疏松 0.33 Dr 0.67 中密 0.67 Dr 1 密實(shí) . 1土的物理性指標(biāo) 1.4土的分類土的分類 （1）碎石土 粒徑大于200的顆粒含量超過(guò)全重的50%的土稱為碎石土； 根據(jù)粒組含量及顆粒的形成分為漂石、塊石、卵石、碎石、圓礫和角礫。 土的名稱 顆粒形狀 顆粒級(jí)配 漂石 圓形及亞圓形為主 粒徑大于200mm的顆粒含量超過(guò)全重的50% 塊石 棱角形為主 卵石 圓形及亞圓形為主 粒徑大于20mm的顆粒含量超過(guò)全重的50% 碎石 棱角形為主

25、圓礫 圓形及亞圓形為主 粒徑大于2mm的顆粒含量超過(guò)全重的50% 角礫 棱角形為主 （2）砂土 粒徑大于2的顆粒含量不超過(guò)全重的50%，粒徑大于0075的顆粒超過(guò)全重的50%的土稱為砂類土； 根據(jù)粒組含量可分為礫砂、粗砂、中砂、細(xì)砂和粉砂。 土的名稱 粒組含量 礫砂 粒徑大于2 mm的顆粒占全重的25-50% 粗砂 粒徑大于0.5mm的顆粒超過(guò)全重的50% 中砂 粒徑大于0.25mm的顆粒超過(guò)全重的50% 細(xì)砂 粒徑大于0.075mm的顆粒超過(guò)全重的85% 粉砂 粒徑大于0.075 mm的顆粒超過(guò)全重的50% . 1土的物理性指標(biāo) （3）粉土 粒徑大于0.075的顆粒不超過(guò)全重50%，且塑性指

26、數(shù)小于等于10的土定名為粉土。 粉土的密實(shí)度和濕度分別根據(jù)孔隙比、含水量分為以下三種： e 0.75 密實(shí) w 0.9 稍密 w 30 很濕 （4）粘性土 當(dāng)塑性指數(shù)大于10，且小于17時(shí)，定名為粉質(zhì)粘土，當(dāng)塑性指數(shù)大于17時(shí)，應(yīng)定名為粘土。根據(jù) 液性指數(shù)可以將粘性土的狀態(tài)分為以下幾類： IL0 堅(jiān)硬 0 IL0.25 硬塑 0.25 IL0.75 可塑（0.25-0.5硬可塑，0.5-0.75軟可塑） 0.751.0 流塑 （5）填土 填土系指由人類活動(dòng)而堆填的土。根據(jù)其物質(zhì)組成和堆填方式，可分為以下三類： a 素填土：由天然土經(jīng)人工擾動(dòng)和搬運(yùn)堆填而成，不含雜質(zhì)或雜質(zhì)很少，由碎石、砂、粉土和

27、 粘 性土等一種或幾種材料組成，不含雜質(zhì)或雜質(zhì)很少； b 雜填土：含有大量建筑垃圾、工業(yè)廢料或生活垃圾等雜物；按其組成物質(zhì)成分和特征分為： 建筑垃圾土、工業(yè)廢料土、生活垃圾土等。 c 沖填土：由水力沖填泥砂組成的； . 1土的物理性指標(biāo) 填土按堆積時(shí)間可分為三類： a 古填土：堆填時(shí)間在50年以上的； b 老填土：堆填時(shí)間在15-50年的填粘土或填粉質(zhì)粘土； c 新填土：堆填時(shí)間在15年以下的填粘土或填粉質(zhì)粘土； （6）軟土 天然孔隙比大于或等于1.0，且天然含水量大于液限含水量的細(xì)粒土即為軟土；包括 淤泥、淤泥質(zhì)土，其壓縮系數(shù)大于0.5MPa，不排水抗剪度宜小于20kpa。分類標(biāo)準(zhǔn) 如下：

28、軟土的工程性質(zhì)：觸變性、流變性、高壓縮性、低強(qiáng)度、低透水性、不均勻性。 （7） 特殊土 是指在特定的地理環(huán)境下形成的具有特殊性質(zhì)的土。主要有：濕陷性黃土、膨脹土、 紅粘土、凍土等。 濕陷性土： 指浸水后產(chǎn)生附加沉降，其濕陷系數(shù)大于或等于0.015的土； 膨脹土： 是指土中黏粒成分主要由親水性礦物組成，同時(shí)具有顯著的吸水膨脹和失水收縮特 性，其自由膨脹率不小于40%的黏性土。 紅黏土： 是指碳酸鹽系的巖石經(jīng)紅土化作用形成的高塑性黏土。其液限一般大于50；紅黏土 經(jīng)搬運(yùn)后仍保留其基本特征，其液限大于45的為次生紅黏土。 . 21土的力學(xué)性指標(biāo)土的力學(xué)性指標(biāo) 1土的壓縮性： 是指土體在荷重作用下產(chǎn)生

29、變形的特性。就室內(nèi)試驗(yàn)而言，就是土體在 荷重作用下孔隙體積逐漸變小的特性。試驗(yàn)方法主要就是采用固結(jié)儀在有側(cè) 限和兩面排水的條件下進(jìn)行的，測(cè)定的壓縮性指標(biāo)有：壓縮系數(shù)、壓縮模量、 體積壓縮系數(shù)、固結(jié)系數(shù)、次固結(jié)系數(shù)、前期固結(jié)壓力、壓縮指數(shù)、回彈指 數(shù)、變形模量等； （1）壓縮系數(shù)： 壓縮曲線中某一壓力范圍的割線斜率；通常采用100kpa-200kpa壓力段所得 的壓縮系數(shù)來(lái)判定土的壓縮性： a1-20.5Mpa-1 屬高壓縮性 計(jì)算公式如下： a1-2=（(ei-ei+1)/(Pi+1-Pi)）1000 ei=e0-(1+e0)hi/h0 hi 表示某一級(jí)壓力下試樣穩(wěn)定后的變形量mm (減去儀器

30、變形量后的值) h0 表示試樣初始高度 mm 2 土的力學(xué)性指標(biāo)土的力學(xué)性指標(biāo) . （2）壓縮模量： 在無(wú)側(cè)向膨脹條件下，壓縮時(shí)垂直壓力增量與垂直應(yīng)變?cè)隽康谋戎?稱為壓縮模量；壓縮模量越大，表明土在同一壓力變化范圍內(nèi)土的 壓縮變形越小，則土的壓縮性越低；計(jì)算公式如下： Es=(1+e0)/av 根據(jù)100-200kpa壓力段的壓縮模量標(biāo)準(zhǔn)判定如下： Es 5 MPa 高壓縮性 5 MPa 15 MPa 低壓縮性 （3）體積壓縮系數(shù)： 土壓縮時(shí)單位體積垂直應(yīng)變與垂直壓力增量之比，即壓縮模量的倒 數(shù)稱為體積壓縮系數(shù)；體積壓縮系數(shù)越大，表明土的壓縮越高。計(jì) 算公式為： mv=1/Es=av/(1+e

31、0) (4) 壓縮指數(shù)：e-p曲線一直線部分的斜率稱為壓縮指數(shù)，壓縮 指數(shù)愈大，表明土的壓縮性愈高。對(duì)于同一個(gè)試樣，壓縮指數(shù)是個(gè) 定量，不隨壓力增大而變化。計(jì)算方法如下： Cc=(ei-ei+1)/(Pi+1-Pi) 2 土的力學(xué)性指標(biāo) . (5) 回彈指數(shù)： e-p曲線回彈圈中虛線的斜率稱為回彈指數(shù)?；貜椫笖?shù)愈大，表明 土的回彈變形量愈大。計(jì)算方法如下：Cs=(ei-ei+1)/(Pi+1-Pi) (6) 先期固結(jié)壓力： 是指該土層在地質(zhì)歷史上所曾經(jīng)承受過(guò)的上履土層自重壓力或其他作 用力，并在該力作用下，己固結(jié)穩(wěn)定的最大壓力。先期固結(jié)壓力與目 前上履土層自重壓力的比值稱為超固結(jié)比，用OCR表

32、示。根據(jù)OCR 值可以判斷該土層的應(yīng)力狀態(tài)和壓密狀態(tài)，見(jiàn)下表： 根據(jù)先期固結(jié)壓力判斷土的壓密狀態(tài) 土的狀態(tài) Pc與P0的比較 OCR值 典型土類 超壓密土 PcP0 OCR1 老黏性土 正常壓密土 Pc=P0 OCR=1 一般黏性土 欠壓密土 PcP0 OCRqu120kpa 硬 120kpaqu60kpa 中等 60kpaqu30kpa 軟 qu30kpa 很軟 粘性土結(jié)構(gòu)性按靈敏度分為； St16 極靈敏 . 3土的滲透性指標(biāo)土的滲透性指標(biāo) 3.1土的滲透性土的滲透性 土的透水性指標(biāo)以滲透系數(shù)來(lái)表示，其物理意義為當(dāng)水力梯度等于1時(shí)的滲透 速度。 1室內(nèi)測(cè)定方法有： 南55型滲透儀（變水頭滲

33、透儀），適用于粘性土的滲透試驗(yàn)。 試驗(yàn)原理：在某一初始水頭差h0作用下，水流過(guò)試樣，由于水流動(dòng)，量管內(nèi) 水頭不斷下降，在時(shí)間 t終了時(shí)的水頭差為h1，由量管測(cè)得的水量為Q，量管 的內(nèi)截面積為a，因?yàn)檎麄€(gè)試驗(yàn)時(shí)間內(nèi)水頭都在變化，所以達(dá)西定律用微分方 程來(lái)表示，經(jīng)過(guò)積分便得到滲透系數(shù)的計(jì)算公式. 變水頭滲透試驗(yàn)方法： （1）將裝有試樣的環(huán)刀（直徑61.8mm, 高度40mm）裝入滲透容器，密封至 不漏水不漏氣； （2）將滲透容器的進(jìn)水口與變水頭管連接，利用供不瓶中的純水向進(jìn)水管注 滿水，并滲入滲透容器，開(kāi)排氣閥，排除滲透容器底部的空氣，直至溢出水 中無(wú)氣泡，關(guān)排氣閥，放平滲透容器，關(guān)進(jìn)水管夾。 （

34、3）向變水頭管注純水，水頭不高度一般不應(yīng)大于2m，待水位穩(wěn)定后切斷 水源，開(kāi)進(jìn)水管夾，使水通過(guò)試樣，當(dāng)出水口有水溢出時(shí)開(kāi)始測(cè)記變水頭管 中起始水頭高度和起始時(shí)間，按預(yù)定時(shí)間間隔測(cè)記水頭和時(shí)間的變化，并測(cè) 記出水口 的水溫。 . 3土的滲透性指標(biāo) （4）將水頭管中的水位變換高度，待水位穩(wěn)定再進(jìn)行測(cè)記水頭和 時(shí)間變化，重復(fù)5-6次，取其平均值。當(dāng)不同開(kāi)始水頭下測(cè)定的滲 透系數(shù)在允許差值范圍內(nèi)時(shí)，試驗(yàn)結(jié)束。 （5）按下式計(jì)算變水頭滲透系數(shù)： kt=2.3aL(H1/H2)/A(t2-t1) a：變水頭管的斷面積（cm2） A：土試樣的截面積（cm2）； L：試驗(yàn)量管長(zhǎng)度（cm）； 70型滲透儀（常水

35、頭滲透儀），適用于砂性土。 2 水平向滲透性 測(cè)定土的水平向滲透系數(shù)比較困難，過(guò)去室內(nèi)比較簡(jiǎn)單的辦法就 是把土樣轉(zhuǎn)90方向，再按測(cè)定豎向滲透系數(shù)的方法來(lái)測(cè)定。 Rowe滲透儀的水流流向是徑向向內(nèi)的，其理論計(jì)算與井的抽水試 驗(yàn)情況相似，可以直接寫出水平向滲透系數(shù)的計(jì)算公式。 . 3土的滲透性指標(biāo) 3.2 非均質(zhì)土的滲透性非均質(zhì)土的滲透性 天然土層是成層的，各土層的系數(shù)分別為k1,k2,k3,厚度分別 為上H1，H2，H3，在水力坡降的作用下，水平方向的平均 滲透系數(shù)為kx,垂直方向的滲透系數(shù)為中kz,其計(jì)算公式分別為： Kx=(k1H1+k2H2+k3H3+)/H Kz=H/(H1/k1)+(H

36、2/k2)+H3/k3)+) 由上述分析可看出，各層土的滲透系數(shù)相差很大，水平向滲透由 最透水的一層控制，豎向滲透由最不透水的土層控制。所以，成 層土的水平滲透系數(shù)總是大于它的豎向滲透系數(shù) 4.3固結(jié)系數(shù) 是表示土的固結(jié)速度的一個(gè)特性指標(biāo)，固結(jié)系數(shù)越大，表明土的 固結(jié)速度越快，可用來(lái)計(jì)算實(shí)際受壓土層不同時(shí)間的固結(jié)度，其 值大小取決于土在某一壓力范圍的滲透系數(shù)、孔隙比以及壓縮系 數(shù)。 . 4土的壓實(shí)性指標(biāo)土的壓實(shí)性指標(biāo) 4.1 土的擊實(shí)性土的擊實(shí)性 在一定的擊實(shí)功能作用下，能使填筑土達(dá)到最大密度所需的含水量為最優(yōu)含 水量，與其相應(yīng)的干密度稱為最大干密度。 擊實(shí)試驗(yàn)的原理是根據(jù)土的三相（顆粒、水、

37、空氣）之間的體積變化理論而 來(lái)的。土的擊實(shí)程度與含水量、擊實(shí)功能和擊實(shí)方法有著密切關(guān)系，當(dāng)擊實(shí) 功能和擊實(shí)方法不變時(shí)，則土的干密度隨含水量的增加而增加。當(dāng)干密度達(dá) 到某一最大值后，含水量的繼續(xù)增加反而使干密度減少。此最大值稱為最大 干密度，其相應(yīng)的含水量稱為最優(yōu)含水量。 4.2砂土的密實(shí)度砂土的密實(shí)度 砂土的相對(duì)密度：砂土最疏松狀態(tài)的孔隙比和天然狀態(tài)的孔隙比之差，與砂 土最疏松狀態(tài)的孔隙比和最緊密狀態(tài)的孔隙比之差的比值。即 Dr=(emax-e)/(emax-emin) 天然狀態(tài)下的孔隙比介于最大與最小孔隙比之間，所以，Dr值變化在0-1之間， 通常把Dr作為砂土的結(jié)構(gòu)指標(biāo)，按值大小分為以下三

38、種狀態(tài)； 0 Dr 0.33 疏松 0.33 Dr 0.67 中密 0.67 Dr 1 密實(shí) . 5土的化學(xué)分析試驗(yàn)土的化學(xué)分析試驗(yàn) 5.1土的易溶鹽含量分析土的易溶鹽含量分析： 土中的易溶鹽是指易溶于水的鹽類，包括全部氯化物、易溶的硫酸鹽 和易溶的碳酸鹽等；易溶鹽試驗(yàn)是測(cè)定土中易溶鹽總量、陰離子 （CO32-、HCO3-、SO42-等）和陽(yáng)離子（Ca2+、Mg2+、K+、Na+等） 5.2有機(jī)質(zhì)含量試驗(yàn)有機(jī)質(zhì)含量試驗(yàn)： 土中有機(jī)質(zhì)主要是指碳、氫、氮、氧及少量的硫、磷和金屬元素組成 的有機(jī)化合物。土中有機(jī)質(zhì)含量在同一剖面中隨深度增加而降低。 5.3場(chǎng)地水化學(xué)分析場(chǎng)地水化學(xué)分析： 水質(zhì)分析的目的

39、是為了查清場(chǎng)地水，對(duì)建筑材料的腐蝕性，以便在設(shè) 計(jì)和施工時(shí)采取必要的防護(hù)措施。水的室內(nèi)化學(xué)分析項(xiàng)目有：PH值、 Ca2+ 、 Mg2+ 、 CO32- 、 HCO3- 、 SO42- 、侵蝕性CO2、NH4+、OH-、 總礦化度等。 . 試驗(yàn)操作規(guī)程試驗(yàn)操作規(guī)程 . 1 界限含水量試驗(yàn)界限含水量試驗(yàn) 1.1液限試驗(yàn)：液限試驗(yàn)： 圓錐液限儀-適用于粒徑小于0 .5mm的細(xì)粒土； 試驗(yàn)方法； 將重76g錐角30的圓錐提起，慢慢放在調(diào)制好的試樣上，使其在自重作用下15s內(nèi) 沉入土中，當(dāng)剛好下沉到17mm、10mm刻度時(shí)測(cè)定試樣的含水量，此含水量即為土的 液限。 2.2塑限試驗(yàn)塑限試驗(yàn) 搓條法-適用于

40、粒徑小于0 .5mm的細(xì)粒土； 2.3液塑限聯(lián)合測(cè)定法液塑限聯(lián)合測(cè)定法 試驗(yàn)要點(diǎn)： a：適用于粒徑小于0 .5mm以及有機(jī)質(zhì)含量不大于試樣總質(zhì)量5%的細(xì)粒土； b：將制備好的試樣填滿試樣杯后刮平，放在聯(lián)合測(cè)定儀升降座上； c：電磁鐵吸住圓錐，調(diào)整零點(diǎn)和升降座，使圓錐尖接觸試樣表面。電磁鐵斷電，圓 錐靠自重下沉，當(dāng)沉入試樣中5后，觀測(cè)并記錄圓錐入土深度。取出試樣測(cè)定含水量； d：按相同步驟測(cè)定另外兩種不同含水量試樣的圓錐入土深度含水量； e：資料整理： (1) 繪制含水量與圓錐下沉深度曲線； (2) 由含水量與圓錐下沉深度曲線上，查得：下沉深度為17mm所對(duì)應(yīng)的含水量即 為17mm液限，下沉深度

41、為10mm所對(duì)應(yīng)的含水量即為10mm液限，下沉深度為2mm所 對(duì)應(yīng)的含水量即為塑限。 . 2土粒相對(duì)密度試驗(yàn)土粒相對(duì)密度試驗(yàn) 2.1試驗(yàn)?zāi)康模?土的相對(duì)密度是組成土顆粒礦物成分相對(duì)密度的平均值，其定義為土粒的 密度與4時(shí)蒸餾水的密度之比，亦即土粒的干質(zhì)量與其同體積4蒸餾水的 質(zhì)量之比； 2.2試驗(yàn)方法： 比重瓶法-適用于粒徑小于5mm的土； 浮稱法 - 適用于粒徑等于或大于5mm的土，且其中粒徑為20土質(zhì)量應(yīng)小 于土總質(zhì)量的10%； 虹吸筒法-適用于粒徑等于或大于5mm的土，且其中粒徑為20土質(zhì)量應(yīng)大 于、等于土總質(zhì)量的10%； 2.3操作規(guī)程： （1）比重瓶校正： A比重瓶洗凈、烘干 后稱其

42、質(zhì)量（精確至0.001g）; B 將煮沸、排氣、冷卻后的蒸餾水注滿比重瓶，放入恒溫槽至瓶?jī)?nèi)水溫穩(wěn)定 后擦凈外壁，稱瓶、水總質(zhì)量及測(cè)定恒溫水槽溫度； C 按5間隔調(diào)節(jié)恒溫水槽溫度，測(cè)定不同溫度下比重瓶、水質(zhì)量，每級(jí)溫度 需進(jìn)行兩次平行測(cè)定，差值不大于0.002g。繪制溫度與瓶水總質(zhì)量關(guān)系曲線； . （2） 試驗(yàn)方法： A在烘干的100ml比重瓶?jī)?nèi)裝入烘干試樣15g稱量瓶、土質(zhì)量后注入半 瓶蒸餾水搖動(dòng)并在砂浴上煮沸。砂性土不應(yīng)小于30min,粘性土不應(yīng)小 于1h； B 在裝有試樣的比重瓶中注入煮沸冷卻后的蒸餾水（液面高度與比重 瓶校正時(shí)相同）放置于恒溫水槽內(nèi)，直到溫度穩(wěn)定、瓶上部懸液澄清， 取出比

43、重瓶擦凈外壁，稱量瓶水試樣總質(zhì)量并測(cè)定瓶?jī)?nèi)水溫； C比重瓶法應(yīng)進(jìn)行兩次平行測(cè)定，其平行差值不得大于0 .002； （3）資料整理： 根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果可按下式計(jì)算土粒的相對(duì)密度(ds)： ds=md dIt/(mbw+md-mbws) md -干土質(zhì)量g; mbw -比重瓶、水總質(zhì)量g； mbws-比重瓶、水、土總質(zhì)量g ; dIt -T時(shí)蒸餾水的相對(duì)密度；見(jiàn)下表； . 蒸餾水的相對(duì)密度 溫度水的相對(duì)密 度 修正系數(shù)溫度水的相對(duì)密 度 修正系數(shù)溫度水的相對(duì)密 度 修正系數(shù) 41.0000001.0009130.9994061.0003220.9978000.9987 50.9999921.00091

44、40.9992731.0001230.9975680.9984 60.9999681.0008150.9991291.0000240.9973270.9982 70.9999301.0008160.9989720.9998250.9970750.9979 80.9998771.0007170.9988040.9997260.9968140.9977 90.9998091.0007180.9986250.9995270.9965440.9974 100.9997281.0006190.9984350.9993280.9962640.9971 110.9996341.0005200.9982340

45、.9991290.9959760.9968 120.9995261.0004210.9980220.9989300.9956780.9965 . 3 顆粒分析試驗(yàn) 2.1試驗(yàn)?zāi)康模?顆粒分析試驗(yàn)就是將土按顆粒大小不同，分成粒組的過(guò)程。因顆粒 大小變化范圍較大，試驗(yàn)中不同的粒組方興未艾采用不同的方法測(cè)定， 目前常用的有篩分法和重力沉降法； 2.2篩分法： 就是將粗顆粒試樣通過(guò)不同孔目的篩進(jìn)行土的粒組分級(jí)，適用于粒 徑小于、等于60mm大于0.075的土。 粗篩孔徑為：60、40、20、10、5、2mm； 細(xì)篩孔徑為：2.0、1.0、0.5、0.25、0.1、0.075mm； 2.3密度計(jì)法： 就

46、是利用土壤密度計(jì)通過(guò)測(cè)量不同深度處懸液的密度和土粒沉降的 距離來(lái)計(jì)算不同粒徑所占的百分比。此方法適用于粒徑小于0.075mm 的土； 主要試驗(yàn)設(shè)備：土壤密度計(jì)-甲種密度計(jì)； 土壤密度計(jì)的校正： 由于土壤密度計(jì)的刻度是以溫度20、土粒相對(duì)密度2.65為準(zhǔn)設(shè)計(jì)的， 試驗(yàn)時(shí)應(yīng)對(duì)土壤密度計(jì)的刻度、土粒沉降距離、溫度、土粒相對(duì)密度 等進(jìn)行校正，校正值見(jiàn)有關(guān)附表。 . . 2.4試驗(yàn)規(guī)程： （1）選取代表性土樣200g300g風(fēng)干； （2）稱取試樣30g或40g倒入錐形瓶并注入約200ml蒸餾水浸泡一 夜后過(guò)0.075篩，篩上試樣沖洗、烘干、稱量篩析，篩下試樣倒回錐 形瓶煮沸（40min），冷卻后倒入量筒

47、加入4%濃度的分散劑（六偏磷 酸鈉）10ml，再注蒸餾水至1000ml； （3）懸液攪拌1min后取出攪拌器，立即放入密度計(jì)觀測(cè)1、2、5、 15、30、60、240和1440min時(shí)的密度計(jì)讀數(shù)及水溫； （4）每次讀數(shù)后取出密度計(jì)； 資料整理： （1）計(jì)算小于某粒徑的試樣占總質(zhì)量的百分比： x=100CG(Rm+T)/md (2)土顆粒的粒徑按下式計(jì)算：d=kL/t (3)繪制顆粒大小級(jí)配曲線 . 試驗(yàn)操作規(guī)程 4 相對(duì)密實(shí)度試驗(yàn)相對(duì)密實(shí)度試驗(yàn) 相對(duì)密實(shí)度指標(biāo)試驗(yàn)是通過(guò)測(cè)求砂礫土最大孔隙比與 最小孔隙比來(lái)計(jì)算確定的； 常用的試驗(yàn)方法有： 4.1 最大孔隙比（最小干密度）試驗(yàn)最大孔隙比（最小干

48、密度）試驗(yàn)： 采用量筒法、漏斗法或松砂器法等；適宜和于粒徑不大于5mm的土，而且粒徑為 2-5mm的試樣質(zhì)量不大于試樣總質(zhì)量的15%。 量筒法試驗(yàn)方法： （1）將錐形塞桿自長(zhǎng)頸漏斗下口穿入，并向上提起，使錐底堵住漏斗管口，一并 放入1000ml的量筒內(nèi)，使其下端與 量筒底接觸。 （2）稱取烘干的代表性試樣700g，均勻緩慢地倒入漏斗中，將漏斗和錐形塞桿同 時(shí)提高，移動(dòng)塞桿，使錐體略離開(kāi)管口，管口應(yīng)經(jīng)常保持高出砂面1-2cm，使試樣 緩慢且均勻地落入量筒中。 （3）試樣全部落 入量筒后，取出漏斗和錐形塞，用砂面拂平器 將砂面拂平、測(cè) 記試樣體積，估讀至5ml。 （4）用手掌或橡皮板堵住量口，將量

49、筒倒轉(zhuǎn)并緩慢地轉(zhuǎn)回到原來(lái)位置，重復(fù)數(shù)次， 記下試樣在量筒內(nèi)占體積的最大值，估讀至5ml。 （5）取上述兩種方法測(cè)得的較大體積值，計(jì)算最小干密度： dmin=md/Vd 最大孔隙比按下式計(jì)算： emax=(w ds/dmin)-1 . 試驗(yàn)操作規(guī)程 4.2 最大干密度（最小孔隙比）試驗(yàn)最大干密度（最小孔隙比）試驗(yàn)： 與擊實(shí)試驗(yàn)相同，是用一定質(zhì)量的錘擊自適當(dāng)高度擊實(shí)砂土以求得其最小孔 隙比。 試驗(yàn)方法有：錘擊法、振動(dòng)法和錘擊振動(dòng)聯(lián)合法。 錘擊振動(dòng)聯(lián)合法的試驗(yàn)規(guī)程是：將試樣2000g分三次倒入金屬圓筒內(nèi)，用振 動(dòng)叉敲打振動(dòng)圓筒周圍，150-200次/min，并用錘擊試樣30-60次/min，至試 樣

50、體積不變后，刮平圓筒表面試樣，稱量試樣質(zhì)量。 試樣的最大干密度按下式計(jì)算： dmax=md/Vd 試樣的最小孔隙比按下式計(jì)算 emin=(w ds/dmax)-1 砂土的相對(duì)密實(shí)度： Dr=( emax e0)/( emax- emin) . 試驗(yàn)操作規(guī)程 5 天然坡角試驗(yàn)天然坡角試驗(yàn) 5.1試驗(yàn)?zāi)康模?天然坡角是無(wú)凝聚性土在自然堆積時(shí)其天然坡面和水平面所形成 的最大傾角。 5.2試驗(yàn)方法：圓盤法、抽板法、傾到法等； 適用范圍：不含粘?；蚍哿５募兩巴?，室內(nèi)試驗(yàn)的粒徑一小于5， 測(cè)試干燥狀態(tài)的天然坡角，要求試樣充分風(fēng)干； 5.3操作規(guī)程： 圓盤法是在天然坡角儀圓盤上自然、輕輕堆積試樣，然后輕輕提

51、 起，記讀錐頂與圓盤中心豎桿接觸處刻度，作平行測(cè)定；水下試驗(yàn) 是將堆積的試樣沉入水中，并使氣泡充分逸出，然后輕輕提起，記 讀豎桿刻度，計(jì)算由砂土形成的錐體坡面所保持的最大傾角即為天 然坡角。水中測(cè)得的天然坡角比干燥狀態(tài)下測(cè)得的天然坡角為小。 4.4按下式計(jì)算天然坡角： tg=2h/d h圓錐的堆積高度，cm d圓錐底面直徑, cm . 6黃土濕陷性試驗(yàn)黃土濕陷性試驗(yàn) 6.1概述概述 濕陷性黃土在垂直荷載作用下，有三種變形：壓縮變形、濕陷變形和滲透溶 濾變形。 1 壓縮變形試驗(yàn)：黃土的壓縮變形是在垂直荷載作用下，沒(méi)有受外部水作用 時(shí)產(chǎn)生的垂直變形；這種變形符合一般粘性土的正常壓縮規(guī)律。 2 濕陷

52、變形試驗(yàn)：濕陷性黃土的濕陷變形是在垂直荷載和浸水的共同作用下， 由于土體結(jié)構(gòu)的破壞而產(chǎn)生的垂直變形；這種濕陷變形在其壓縮穩(wěn)定后，一 旦浸水仍然發(fā)生。這也是黃土不同于一般粘性土的重要特性。 3 滲透溶濾變形試驗(yàn)：黃土的滲透溶濾變形，也是由于水的作用引起的。從 某種程度上講，它是濕陷變形的繼續(xù)，但從其變形的機(jī)理來(lái)講，它又不完全 與濕陷變形相同，滲透溶濾變形主要是由于土粒之間重力的緩慢塑性變形和 黃土長(zhǎng)期受滲透水作用，土中鹽類的溶濾所引起。 滲透溶濾變形的測(cè)定：將測(cè)定濕陷系數(shù)后的試樣，繼續(xù)用水滲透，每隔2h測(cè) 記變形一次，24h后每日測(cè)記13次，變形穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)為每三天下沉增量不大 于0.01 mm,滲

53、透用水宜用蒸餾水。 按下式計(jì)算滲透溶濾變形系數(shù)： wt=(h2-h3)/h0 . 試驗(yàn)操作規(guī)程 6.2濕陷系數(shù)的測(cè)定：濕陷系數(shù)的測(cè)定： 6.2.1 環(huán)刀直徑79.8mm，高度20mm，面積50cm2，透水石應(yīng)烘干冷卻； 采取分級(jí)加荷，在0200kpa壓力以內(nèi)，每級(jí)增量為50kpa，在 200kpa以 上每級(jí)增量為100kpa； 6.2.2測(cè)定濕陷系數(shù)時(shí)，應(yīng)將環(huán)刀試樣保持在天然濕度下，分級(jí)加荷至規(guī)定壓 力，下沉穩(wěn)定后浸水，至濕陷穩(wěn)定為止； 6.2.3測(cè)定自重濕陷系數(shù)時(shí)，應(yīng)將環(huán)刀試樣持在天然濕度下，采取快速分級(jí)加 荷，加至試樣的上履土的飽和自重壓力，下沉穩(wěn)定后浸水，至濕陷穩(wěn)定為止； 6.2.4測(cè)定

54、不同壓力下的濕陷系數(shù)或濕陷起始?jí)毫Γ刹捎靡韵略囼?yàn)方法： （1）單線法壓縮試驗(yàn)：在同一取土點(diǎn) 抽深度處，至少取5 個(gè)環(huán)刀試樣， 均在天然濕度下分級(jí)加荷，分別壓至不同的規(guī)定壓力，下沉穩(wěn)定后浸水，至 濕陷穩(wěn)定為止，計(jì)算出各級(jí)壓力下的濕陷系數(shù)s，并繪制曲線，在曲線上取 s =0.015時(shí)所對(duì)應(yīng)的壓力值即為濕陷起始?jí)毫sh值。 （2）雙線法壓縮試驗(yàn)：在同一取土點(diǎn)的同一深度處，取2個(gè)環(huán)刀試樣，一 個(gè)在天然濕度下分級(jí)加荷，加至規(guī)定壓力下沉穩(wěn)定后浸水，另一個(gè)環(huán)刀在天 然濕度下加第一級(jí)荷重，下沉穩(wěn)定后浸水，至濕陷穩(wěn)定 ，再分級(jí)加荷至規(guī)定 壓力，同樣計(jì)算出各級(jí)壓力下的濕陷系數(shù)s，繪制成曲線，并在曲線上取s =

55、0.015時(shí)對(duì)應(yīng)的壓力值為濕陷起始?jí)毫sh。值 . 試驗(yàn)操作規(guī)程 6.2.5判穩(wěn)標(biāo)準(zhǔn)： 每級(jí)加荷后的下沉穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)以每1的下沉量不大于0.01mm為準(zhǔn)。 6.2.6濕陷性計(jì)算： 濕陷系數(shù)： s=(h1-h2)/h0 自重濕陷系數(shù)：zs=(hz-hz)/h0 飽和密度：sri=d(1+Sre/ds)， 85i=d+0.85e/(1+e) 飽和自重壓力：P=sriH h1 - 某級(jí)壓力下，試樣變形穩(wěn)定后的高度（mm）； h2 - 某級(jí)壓力下，試樣浸水濕陷變形穩(wěn)定后的高度（mm）； hz - 在飽和自重壓力下試樣變形穩(wěn)定后的高度（mm）； hz- 在飽和自重壓力下試樣浸水濕陷變形穩(wěn)定后的高度（mm）

56、； h0 - 試樣原始高度（mm）； Sr 土的飽和度，可取Sr=85% H- 土的厚度(cm) . 試驗(yàn)操作規(guī)程 7 膨脹性試驗(yàn)膨脹性試驗(yàn) 7.1 膨脹土的特征膨脹土的特征： 膨脹土多呈堅(jiān)硬-硬塑狀態(tài)，結(jié)構(gòu)致密，成棱形土塊者常具有脹縮性 膨脹土多為細(xì)膩的膠體顆粒，斷口光滑，土內(nèi)常包含鈣質(zhì)結(jié)核和鐵錳結(jié)核，呈零星分 布；土內(nèi)有裂隙，斜交剪切裂隙越發(fā)育，脹縮性越強(qiáng)； 膨脹土的礦物成分主要是次生粘土礦物蒙脫石和伊利石，具有較高的親水性，失水 時(shí)土體即收縮，甚至出現(xiàn)干裂，遇水即膨脹隆起； 膨脹土的粘粒含量愈高，吸水能力愈強(qiáng)，脹縮性就大；膨脹土的密度越大，孔隙比就 越小，浸水膨脹強(qiáng)烈，失水收縮小；反之，

57、浸水膨脹小，失水收縮大； 膨脹土一般我呈灰白、灰綠、灰黃、棕紅和褐紅等顏色； 自由膨脹率大于或等于40%的土，且具有以上特征的土應(yīng)定名為膨脹土。 7. 2膨脹土的特性指標(biāo)膨脹土的特性指標(biāo) 自由膨脹率：是反映膨脹土吸水膨脹特性的指標(biāo)之一，由人工制備的烘干土，在水中 增加的體積與原來(lái)體積之比； 膨脹率：在一定壓力下，浸水膨脹穩(wěn)定后，土樣增加的高度與原高度之比； 膨脹力：原狀土樣在體積不變時(shí)，由于浸水膨脹產(chǎn)生的最大內(nèi)應(yīng)力； 收縮系數(shù)：在膨脹土中，由于粘土礦物的作用，收縮性往往比一般粘土還會(huì)強(qiáng)烈。土 的收縮大致可分為三個(gè)階段：直線收縮段；曲線過(guò)渡段；近水平直線段；其直線收縮 段的斜率為收縮系數(shù)； .

58、試驗(yàn)操作規(guī)程 7.3 膨脹土的試驗(yàn)方法 a:自由膨脹率試驗(yàn)： 取代表性風(fēng)干土樣100g，碾碎過(guò)0.5mm篩；將過(guò)篩土樣拌勻，在 100105下烘至恒重，在干燥箱內(nèi)冷卻至室溫；將無(wú)頸漏斗放在支 架上，漏斗中心對(duì)準(zhǔn)量土杯中心，并保持距離10 cm;用取土匙取適量 試樣倒入漏斗中，邊倒邊用細(xì)鐵絲輕輕攪動(dòng)，避免漏斗堵塞，使匙中 土全部落入量土杯中，刮去多余土樣后進(jìn)行稱量，要求兩次稱量的值 不得大于0.1g；在量筒中注入30ml純水，并加入5ml濃度為5%的純氯 化鈉溶液。將試樣倒入量筒中，上下攪拌各10次，用純水清洗懸液至 50ml；待懸液澄清后，每隔5h測(cè)讀一次土面高度，直到兩次讀數(shù)差值 不大于0.

59、2，可認(rèn)為膨脹穩(wěn)定；按下式計(jì)算自由膨脹率： ef=(VW-V0)/V0 *100% VW試樣在量筒中膨脹后的體積 ml V0試樣膨脹前體積 ml 本試驗(yàn)應(yīng)進(jìn)行兩次平行測(cè)定，當(dāng)值小于60%時(shí)其差值不得大于5%； 當(dāng)值大于等于60%時(shí)其差值不得大于8%，取其兩次的平均值； . 試驗(yàn)操作規(guī)程 注意事項(xiàng)：自由膨脹率試驗(yàn)，其制備試樣是非常重要的，因此在取樣時(shí)應(yīng)充 分注意試樣的代表性；其次在制備試樣時(shí)，應(yīng)充分碾細(xì)，使土樣中細(xì)顆粒充 分分散。 試樣原始體積的量取、填裝或緊或松，對(duì)試驗(yàn)結(jié)果影響較大，因此保持10cm 的距離和防止振動(dòng)是非常嚴(yán)格的。 試驗(yàn)時(shí)向量筒中純水加入氯化鈉，目的是起凝聚作用，加速土粒聚沉，

60、以縮 短試驗(yàn)時(shí)間，結(jié)氯化鈉的濃度和加入量，應(yīng)按規(guī)定執(zhí)行，否則會(huì)影響試驗(yàn)結(jié) 果。 b 膨脹率試驗(yàn) （1）無(wú)荷載膨脹率試驗(yàn)： 是試樣在無(wú)荷載而有側(cè)限條件下浸水后的膨脹量與原始高度之比，用百分?jǐn)?shù) 表示。 試驗(yàn)操作要點(diǎn)： 原狀土試樣按固結(jié)試驗(yàn)要求取樣，并將試樣裝入壓縮容器內(nèi)，調(diào)整到位； 自下而上向容器內(nèi)注入純水，并保持水面高出試樣5mm，注水后每2h測(cè)記一 次，至兩次讀數(shù)差值不大于0.01mm時(shí)終止試驗(yàn)。測(cè)定試驗(yàn)土樣的含水量和密 度并計(jì)算孔隙比。 按下式計(jì)算無(wú)荷載膨脹率(%)： e=(Zt-Z0)100/h0 . 試驗(yàn)操作規(guī)程 （2）50kpa壓力下的膨脹率試驗(yàn)： 用原狀土進(jìn)行試驗(yàn)，按壓縮試驗(yàn)方法將試