水利部水利質(zhì)檢培訓(xùn)土工試驗(yàn)檢測(cè)

水利部水利質(zhì)檢培訓(xùn)土工試驗(yàn)檢測(cè)第1頁(yè)/共508頁(yè)目錄第一章概述第二章土樣取樣和制備第三章土的物理力學(xué)指標(biāo)及其室內(nèi)測(cè)定（含水率、密度、比重、顆粒分析、界限含水率、擊實(shí)試驗(yàn)）第四章土的力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)及其室內(nèi)測(cè)定（滲透、固結(jié)、三軸壓縮和直剪試驗(yàn)）第五章土工試驗(yàn)的原始記錄和報(bào)告編寫(xiě)第六章土工實(shí)驗(yàn)室管理第2頁(yè)/共508頁(yè)第3頁(yè)/共508頁(yè)一、水利工程質(zhì)量的意義●水利工程是一種特殊的產(chǎn)品?！袼こ涛恢秒U(xiǎn)要，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的影響大。水利工程地處江、河、湖、庫(kù)等水域，水文條件、地質(zhì)條件復(fù)雜，工程的地理位置險(xiǎn)要，而且影響范圍大，建設(shè)時(shí)效長(zhǎng)，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的影響大。無(wú)論是灌溉、防洪，還是蓄水發(fā)電，都與人民的財(cái)產(chǎn)和安全息息相關(guān)，關(guān)系到國(guó)計(jì)民生的大事?！窆こ藤|(zhì)量是水利的生命。第4頁(yè)/共508頁(yè)水利工程質(zhì)量管理和質(zhì)量檢測(cè)的目的和意義●目的：①發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，②減少偏差；③防止缺陷；④將以上三項(xiàng)內(nèi)容從速解決。對(duì)于水利工程而言，質(zhì)量管理的目的是通過(guò)對(duì)施工全過(guò)程的質(zhì)量控制，使工程質(zhì)量符合設(shè)計(jì)和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的要求，建造出符合要求的高質(zhì)量產(chǎn)品，從而為人民大眾謀利益。第5頁(yè)/共508頁(yè)●作用：①提高水利工程質(zhì)量②不符合質(zhì)量要求的缺陷改正在產(chǎn)品形成過(guò)程中，提交合格的工程③提高工程的效益④準(zhǔn)確的檢測(cè)數(shù)據(jù)，為工程質(zhì)量的優(yōu)劣提供可靠的依據(jù)。⑤使管理者增強(qiáng)緊迫感和危機(jī)感，采取切實(shí)有效的措施，把產(chǎn)品質(zhì)量、工程質(zhì)量和服務(wù)質(zhì)量提高到一個(gè)新的水平。⑥土工測(cè)試為工程提供設(shè)計(jì)需要的數(shù)據(jù)。第6頁(yè)/共508頁(yè)土工測(cè)試是探測(cè)各種土工程性質(zhì)的重要途徑●土工測(cè)試是建筑物基礎(chǔ)和地基承載力設(shè)計(jì)的依據(jù)，是保證巖土工程設(shè)計(jì)準(zhǔn)確性及經(jīng)濟(jì)合理的基礎(chǔ)。

●土工測(cè)試是土力學(xué)理論發(fā)展的基礎(chǔ)。第7頁(yè)/共508頁(yè)四土工測(cè)試的局限性●土是天然形成的材料，其性質(zhì)受諸多因素影響，規(guī)律性差；土是一種古老而普通的建筑材料，是天然的大自然的產(chǎn)物，其性質(zhì)受密度、濕度、粒度、粘土礦物及孔隙水中化學(xué)成分等多種因素的影響；當(dāng)土體與建筑物共同作用時(shí)，其力學(xué)性狀又會(huì)因受力狀態(tài)、應(yīng)力歷史、加載速率和排水條件等的不同而變化。第8頁(yè)/共508頁(yè)●土工試驗(yàn)?zāi)Ｐ鸵褜?duì)諸多影響因素進(jìn)行了簡(jiǎn)化；適合各種情況的土工試驗(yàn)是有困難或者是不經(jīng)濟(jì)的，為此，應(yīng)將試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)化。所以說(shuō)，作為設(shè)計(jì)依據(jù)的土的各種參數(shù)，均是在高度簡(jiǎn)化條件下測(cè)定的。第9頁(yè)/共508頁(yè)●試驗(yàn)人員應(yīng)充分認(rèn)識(shí)土工測(cè)試的作用和局限性及規(guī)范操作的重要性。并掌握試驗(yàn)原理、儀器設(shè)備、方法步驟、誤差分析和與實(shí)際問(wèn)題的聯(lián)系等。第10頁(yè)/共508頁(yè)

——

根據(jù)試驗(yàn)原理，設(shè)計(jì)試驗(yàn)方法時(shí)，所預(yù)想的情況也是多種多樣的。例如土的強(qiáng)度試驗(yàn)，如何選定試驗(yàn)方法，包括剪切類(lèi)型（不固結(jié)不排水剪、固結(jié)不排水剪和固結(jié)排水剪）、試驗(yàn)方式（直剪、單剪、三軸）、控制形式（應(yīng)力控制、應(yīng)變控制）等第11頁(yè)/共508頁(yè)

所以要求試驗(yàn)人員既要學(xué)習(xí)和理解試驗(yàn)原則，又要訓(xùn)練和掌握試驗(yàn)方法，并能熟悉和使用儀器設(shè)備，綜合起來(lái)就是要掌握土工試驗(yàn)基本理論，基本知識(shí)和基本技能，在此基礎(chǔ)上向測(cè)試技術(shù)的深度和廣度發(fā)展。第12頁(yè)/共508頁(yè)第二節(jié)土工測(cè)試和地基工程檢測(cè)項(xiàng)目

室內(nèi)土工試驗(yàn)原位測(cè)試原型觀測(cè)

第13頁(yè)/共508頁(yè)一、室內(nèi)土工試驗(yàn)（1）土的物理性試驗(yàn)土的密度、比重、含水率、界限含水率（液限、塑限、縮限）、顆粒大小分析等，這些試驗(yàn)用于土的工程分類(lèi)及判斷土的狀態(tài)。（2）土的力學(xué)性試驗(yàn)滲透性、壓縮性和強(qiáng)度試驗(yàn)等，主要目的是提供設(shè)計(jì)參數(shù)，如滲透系數(shù)，固結(jié)系數(shù)，變形參數(shù)，抗剪強(qiáng)度參數(shù)等。第14頁(yè)/共508頁(yè)

（3）土的化學(xué)性試驗(yàn)土的礦物鑒定，易溶鹽，中溶鹽和難溶鹽，有機(jī)質(zhì)，酸堿度等，這些試驗(yàn)用于分析土的物質(zhì)成份（化學(xué)成份，礦物組成），土粒與介質(zhì)溶液間的物理化學(xué)作用以及土的結(jié)構(gòu)對(duì)其力學(xué)性質(zhì)的影響。第15頁(yè)/共508頁(yè)種類(lèi)

試驗(yàn)項(xiàng)目

試驗(yàn)成果

成果的應(yīng)用

備注

土的物理性試驗(yàn)

含水率試驗(yàn)含水率（w）計(jì)算土的基本物理性指標(biāo)界限含水率試驗(yàn)（液限、塑限、縮限）

液限（wL）塑限（wP）塑性指數(shù)(IP）液性指數(shù)（IL）縮限（w2）收縮比體縮線縮

利用塑性圖進(jìn)行土的工程分類(lèi)

判斷土的狀態(tài)

密度試驗(yàn)土的密度（ρ）土的干密度(ρd）計(jì)算土的基本物理性指標(biāo)及土的壓實(shí)性容重為γ=ρg比重試驗(yàn)

土粒比重(Gs）

計(jì)算土的基本物理性指標(biāo)

表1室內(nèi)巖土物理性和力學(xué)性試驗(yàn)項(xiàng)目及其成果的應(yīng)用第16頁(yè)/共508頁(yè)種類(lèi)

試驗(yàn)項(xiàng)目

試驗(yàn)成果

成果的應(yīng)用

備注

土的物理性試驗(yàn)

相對(duì)密度試驗(yàn)最大孔隙比最小孔隙比相對(duì)密度（Dr）最小干密度（ρdmin）最大干密度（ρdmax）判斷砂礫土的狀態(tài)

顆粒分析試驗(yàn)篩分析沉淀分析

顆粒分布曲線不均勻系數(shù)（Cu）曲率系數(shù)(Cc）用于土的工程分類(lèi)及作為材料的標(biāo)準(zhǔn)

土的力學(xué)性試驗(yàn)

擊實(shí)試驗(yàn)CBR試驗(yàn)

含水率與干密度曲線最大干密度（ρdmax）最優(yōu)含水率（wop）CBR值用于填土工程施工方法的選擇和質(zhì)量控制

用于路面設(shè)計(jì)

續(xù)表1室內(nèi)巖土物理性和力學(xué)性試驗(yàn)項(xiàng)目及其成果的應(yīng)用第17頁(yè)/共508頁(yè)種類(lèi)

試驗(yàn)項(xiàng)目

試驗(yàn)成果

成果的應(yīng)用

備注

土的力學(xué)性試驗(yàn)

滲透試驗(yàn)常水頭試驗(yàn)變水頭試驗(yàn)

滲透系數(shù)（k）用于有關(guān)滲透問(wèn)題的計(jì)算固結(jié)試驗(yàn)孔隙比\壓力關(guān)系曲線壓縮系數(shù)（av）體積壓縮系數(shù)（mv）壓縮指數(shù)（Cc）回彈指數(shù)（Cs）先期壓力（Pc）時(shí)間與壓縮曲線固結(jié)系數(shù)（Cv）計(jì)算粘性土體的沉降量計(jì)算粘性土體的沉降速率續(xù)表1室內(nèi)巖土物理性和力學(xué)性試驗(yàn)項(xiàng)目及其成果的應(yīng)用第18頁(yè)/共508頁(yè)種類(lèi)

試驗(yàn)項(xiàng)目

試驗(yàn)成果

成果的應(yīng)用

備注

土的力學(xué)性試驗(yàn)

剪切試驗(yàn)：直接剪切試驗(yàn)無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)

三軸壓縮試驗(yàn)

抗剪強(qiáng)度參數(shù)內(nèi)摩擦角：凝聚力：抗壓強(qiáng)度：靈敏度：應(yīng)力一應(yīng)變關(guān)系內(nèi)摩擦角：凝聚力：內(nèi)摩擦角：孔隙水壓力系數(shù)：A、B應(yīng)力一應(yīng)變關(guān)系

計(jì)算地基、斜坡、擋土墻等的穩(wěn)定性續(xù)表1室內(nèi)巖土物理性和力學(xué)性試驗(yàn)項(xiàng)目及其成果的應(yīng)用第19頁(yè)/共508頁(yè)種類(lèi)

試驗(yàn)項(xiàng)目

試驗(yàn)成果

成果的應(yīng)用

備注

土的力學(xué)性試驗(yàn)動(dòng)單剪試驗(yàn)振動(dòng)三軸試驗(yàn)共振柱試驗(yàn)振動(dòng)扭剪試驗(yàn)（小應(yīng)變）動(dòng)剪切模量；動(dòng)壓縮模量：阻尼比：動(dòng)強(qiáng)度：評(píng)估爆炸、地震、風(fēng)浪、打樁、車(chē)輛通行和機(jī)器震動(dòng)時(shí)地基的穩(wěn)定性第20頁(yè)/共508頁(yè)

二、原位測(cè)試（1）特點(diǎn)：不用取樣，擾動(dòng)??；測(cè)定范圍大，能反映微觀，宏觀結(jié)構(gòu)對(duì)土性的影響，有些測(cè)試方法能連續(xù)測(cè)試獲得土層的完整剖面。缺點(diǎn)是只能測(cè)定天然應(yīng)力狀態(tài)下的參數(shù)。有限的測(cè)試技術(shù)還不能測(cè)得加荷、卸荷條件下參數(shù)的變化;邊界條件也不明確。

第21頁(yè)/共508頁(yè)

（2）試驗(yàn)方法靜載荷試驗(yàn)、靜力觸探試驗(yàn)、動(dòng)力觸探試驗(yàn)、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)、十字板剪切試驗(yàn)、旁壓試驗(yàn)及波速試驗(yàn)等。這些測(cè)試可提供以下幾類(lèi)土特性指標(biāo)。第22頁(yè)/共508頁(yè)●土類(lèi)的判別及剖面分層：孔壓靜力觸探可較準(zhǔn)確的判定土類(lèi)并提供剖面分層，可分辨薄夾層；靜力觸探也可判定土類(lèi)。第23頁(yè)/共508頁(yè)

●強(qiáng)度特性參數(shù)：十字板剪切試驗(yàn)適用于測(cè)定飽和軟粘土及一般粘土的天然強(qiáng)度。但不適用于粉土或細(xì)砂土。載荷試驗(yàn)可判定粘性土的不排水強(qiáng)度、地基土承載力及變形參數(shù)。動(dòng)力觸探，靜力觸探及孔壓靜力觸探試驗(yàn)可由經(jīng)驗(yàn)關(guān)系間接評(píng)定強(qiáng)度指標(biāo)。第24頁(yè)/共508頁(yè)●固結(jié)特性：孔壓靜力觸探試驗(yàn)可測(cè)定水平向固結(jié)系數(shù)，自鉆旁壓試驗(yàn)可測(cè)定固結(jié)系數(shù)?！褡冃翁匦裕狠d荷試驗(yàn)可測(cè)定承荷板影響范圍的不排水楊氏模量及砂土的楊氏摸量。波速試驗(yàn)可測(cè)定小應(yīng)變（10-5）的剪切模量，僅限于水平層的場(chǎng)地。自鉆旁壓試驗(yàn)可測(cè)定土的水平向剪切模量。

第25頁(yè)/共508頁(yè)●承載力：載荷試驗(yàn)及旁壓試驗(yàn)可以測(cè)定此項(xiàng)系數(shù)?！衽袆e是否液化：標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)和孔壓靜力試驗(yàn)均可應(yīng)用。

第26頁(yè)/共508頁(yè)

三、原型觀測(cè)

●進(jìn)行土工原型觀測(cè)除了能及時(shí)掌握建筑物的工作性態(tài)，確保其安全外，還在驗(yàn)證設(shè)計(jì)與施工，預(yù)測(cè)未來(lái)工程性況，確定工程事故的法律責(zé)任及進(jìn)行科學(xué)研究各方面均是十分必要的。第27頁(yè)/共508頁(yè)

●原型觀測(cè)的必要性（1）檢測(cè)的需要原型觀測(cè)資料可以檢驗(yàn)設(shè)計(jì)的合理性與科學(xué)性,評(píng)價(jià)工程施工質(zhì)量，評(píng)估和驗(yàn)證施工新技術(shù)的優(yōu)越性，對(duì)不安全跡象及險(xiǎn)情進(jìn)行檢測(cè)、診斷并確定合理的加固方案。通過(guò)不斷取得的觀測(cè)資料證明建筑物的運(yùn)行狀況。第28頁(yè)/共508頁(yè)

（2）預(yù)測(cè)的需要運(yùn)用長(zhǎng)期積累的觀測(cè)資料分析其變化規(guī)律，對(duì)土工建筑物的未來(lái)性態(tài)作出評(píng)價(jià)及預(yù)報(bào)。（3）法律的需要對(duì)由于工程事故而引起的責(zé)任和賠償問(wèn)題，觀測(cè)資料有助于確定其原因和責(zé)任，以使法庭作出公正的裁決。第29頁(yè)/共508頁(yè)

（4）研究的需要觀測(cè)資料是建筑物工作性態(tài)的真實(shí)反映，研究這些資料能為未來(lái)的設(shè)計(jì)提供定量的信息，可改進(jìn)施工技術(shù)，有利于對(duì)建筑物破壞機(jī)理的了解及設(shè)計(jì)概念的更新。第30頁(yè)/共508頁(yè)

●原型觀測(cè)的項(xiàng)目：表面變形觀測(cè)：垂直位移和水平位移；內(nèi)部變形觀測(cè)：內(nèi)部沉降觀測(cè)，內(nèi)部水平位移觀測(cè)；孔隙水壓力觀測(cè)和土壓力觀測(cè)。

第31頁(yè)/共508頁(yè)第二章土樣取樣和試樣制備

第32頁(yè)/共508頁(yè)第一節(jié)土樣的取樣和管理一、概述●取樣方法：天然土層作用的土壓力，應(yīng)采取原狀土；土壩等填土作用的土壓力，應(yīng)采取擾動(dòng)土●取樣地點(diǎn)：試坑、平洞、豎井、天然地面及鉆孔中●取樣原則：原狀土——不擾動(dòng)、具有代表性擾動(dòng)土——具有代表性第33頁(yè)/共508頁(yè)二、取土儀器1采樣質(zhì)量土試樣采取的質(zhì)量可按下表2.1-1分為四個(gè)等級(jí)。表2.1-1土試樣質(zhì)量等級(jí)級(jí)別擾動(dòng)程度試驗(yàn)內(nèi)容1234不擾動(dòng)輕微擾動(dòng)顯著擾動(dòng)完全擾動(dòng)土類(lèi)定名、含水率、密度、強(qiáng)度、固結(jié)試驗(yàn)土類(lèi)定名、含水率、密度土類(lèi)定名、含水率土類(lèi)定名第34頁(yè)/共508頁(yè)2取樣工具和取樣方法

采取原狀土試樣的取樣工具和方法薄壁、回轉(zhuǎn)和厚壁敞口取土器，標(biāo)準(zhǔn)貫入器，螺紋和巖芯鉆頭，探井（槽）取樣等。注意:

●采取砂土試樣應(yīng)有防止試樣失落的補(bǔ)充措施；

●有經(jīng)驗(yàn)時(shí)，可用束節(jié)式取土器代替薄壁取土器。第35頁(yè)/共508頁(yè)土樣的采取、包裝及運(yùn)輸1、土樣的采取

●數(shù)量：是否足夠●質(zhì)量：選用的取土器是否合適，土樣是否具有代表性，是否符合要求●信息量：是否記錄和提供了足夠的采樣信息第36頁(yè)/共508頁(yè)土樣的包裝及運(yùn)輸

密封—取土筒、沒(méi)取滿的土與筒●包裝：之間的縫隙裝箱●運(yùn)輸：避免在運(yùn)輸過(guò)程中受震、受凍以及雨水淋濕造成土樣損壞。第37頁(yè)/共508頁(yè)第二節(jié)土樣和試樣的制備第38頁(yè)/共508頁(yè)

一、目的和適用范圍

1、目的：土樣和試樣制備是試驗(yàn)工作的第一個(gè)質(zhì)量要素，為了保證試驗(yàn)成果的可靠性和試驗(yàn)數(shù)據(jù)的可比性，必須統(tǒng)一土樣和試樣的制備方法和程序，方法和程序正確與否，直接影響試驗(yàn)成果。第39頁(yè)/共508頁(yè)

2、適用范圍：適用于顆粒粒徑小于60㎜的擾動(dòng)土樣的預(yù)備程序。不同試驗(yàn)中原狀土試樣和擾動(dòng)土試樣的制備程序，分別在相關(guān)試驗(yàn)項(xiàng)目中進(jìn)行敘述。

第40頁(yè)/共508頁(yè)二、土樣的驗(yàn)收和管理1、土樣的接收和驗(yàn)收試驗(yàn)單位接收委托方土樣時(shí),應(yīng)作以下檢查：●檢查是否附有送樣單及試驗(yàn)委托書(shū)及其他有關(guān)資料?！衩鞔_試驗(yàn)項(xiàng)目、試驗(yàn)組數(shù)和試驗(yàn)方法?！窠邮盏耐翗訑?shù)量和土樣狀態(tài)。第41頁(yè)/共508頁(yè)

試驗(yàn)委托書(shū)至少應(yīng)包括：委托單位、委托試驗(yàn)項(xiàng)目、依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、試驗(yàn)方法、工程名稱、工程項(xiàng)目、試驗(yàn)方法及要求。送樣單：應(yīng)有原始記錄和編號(hào)。內(nèi)容應(yīng)包括工程名稱、試坑或鉆孔編號(hào)、高程、取土深度、取樣日期等。原狀土送樣單的原始記錄上還應(yīng)有地下水位高程、土樣現(xiàn)場(chǎng)鑒別、描述及定名、取土方法等。第42頁(yè)/共508頁(yè)（2）按送樣單和委托書(shū)進(jìn)行驗(yàn)收●土樣的數(shù)量是否足夠●原狀土筒外包裝質(zhì)量是否符合合同或試驗(yàn)委托書(shū)的要求；●驗(yàn)收、登記并對(duì)土樣進(jìn)行標(biāo)識(shí)后，將土樣按順序妥善存放，保持天然含水率的擾動(dòng)土應(yīng)置于陰涼的地方，盡量防止擾動(dòng)和水分蒸發(fā)。土樣從取樣之日起至開(kāi)始試驗(yàn)的時(shí)間一般不應(yīng)超過(guò)3周

第43頁(yè)/共508頁(yè)（3）土樣的貯存和管理●樣品標(biāo)識(shí)樣品接收后，應(yīng)對(duì)樣品進(jìn)行唯一性編號(hào)，以使樣品在貯存、流轉(zhuǎn)和試驗(yàn)過(guò)程中不發(fā)生混淆。

●樣品貯存接收后的樣品，應(yīng)貯存于樣品室，樣品室的環(huán)境條件應(yīng)能確保在貯存期不改變土樣原有的物理力學(xué)性狀。第44頁(yè)/共508頁(yè)

●樣品管理樣品室還應(yīng)有一定的管理制度，有專人管理，以保證樣品貯存的安全。

●樣品進(jìn)、出庫(kù)對(duì)于樣品進(jìn)庫(kù)和出庫(kù)都應(yīng)有記錄，并有責(zé)任人簽字。

第45頁(yè)/共508頁(yè)（4）土樣的處置●土樣留樣：土工試驗(yàn)往往為破壞性試驗(yàn)，經(jīng)試驗(yàn)后的土不能再重復(fù)使用，為了保證試驗(yàn)成果能符合要求和被委托方接受，試驗(yàn)前，應(yīng)預(yù)先保留一部分土樣（即留樣）貯存于留樣室保管?！裨囼?yàn)后土的處置：應(yīng)注意不要污染環(huán)境第46頁(yè)/共508頁(yè)（5）注意事項(xiàng)●原狀土樣除小心搬運(yùn)和妥善存放外，試驗(yàn)前不應(yīng)開(kāi)啟?！耖_(kāi)啟原狀土筒時(shí)，應(yīng)按土樣筒標(biāo)明的上下方向放置，小心開(kāi)啟后檢查土樣結(jié)構(gòu)，描述它的層次、氣味、顏色、有無(wú)雜質(zhì)、土質(zhì)是否均勻、有無(wú)裂縫等。●當(dāng)確定原狀土樣已受擾動(dòng)或取土質(zhì)量不符合要求時(shí)，應(yīng)盡快與委托方溝通，妥善處理并記錄處理過(guò)程。同時(shí)不應(yīng)制備力學(xué)性試驗(yàn)試樣。第47頁(yè)/共508頁(yè)三、土樣制備程序1、土樣制備內(nèi)容●擾動(dòng)土的土樣制備包括土的風(fēng)干、碾散、過(guò)篩、勻土、分樣和貯存等預(yù)備程序和擊實(shí)（擊樣法和壓樣法）、飽和等試樣制備程序。●原狀土的土樣制備包括開(kāi)啟試樣筒和切樣等。第48頁(yè)/共508頁(yè)——注意點(diǎn)：①要對(duì)土樣進(jìn)行描述（如顔色、土類(lèi)、氣味及夾雜物等）。②碾土?xí)r應(yīng)注意不要把土顆粒碾碎，應(yīng)將擾動(dòng)土置于橡皮板上用木碾碾散。第49頁(yè)/共508頁(yè)2、擾動(dòng)土試樣的預(yù)備程序●土樣描述和碾散——應(yīng)先進(jìn)行土樣狀態(tài)描述，如顏色，氣味、夾雜物等，并初步對(duì)土進(jìn)行分類(lèi)。測(cè)定其含水率。然后將土樣風(fēng)干并碾散，碾土?xí)r應(yīng)將塊狀土置于橡皮板上用木碾碾壓，直到碾散為止；如用碎土器，則應(yīng)注意不要將土顆粒碾碎。第50頁(yè)/共508頁(yè)

●過(guò)篩：一般規(guī)定物理性試驗(yàn)土樣過(guò)0.5mm篩；力學(xué)性試驗(yàn)（直剪、無(wú)側(cè)限壓縮、三軸剪切等）土樣過(guò)2mm篩；擊實(shí)試驗(yàn)土樣過(guò)5mm篩。

第51頁(yè)/共508頁(yè)第52頁(yè)/共508頁(yè)

●測(cè)定含水率制樣時(shí)或試驗(yàn)前對(duì)配制好的土樣測(cè)定其含水率，在不同位置平行測(cè)定不少于兩個(gè)含水率，其差值不應(yīng)大于±1%。第53頁(yè)/共508頁(yè)3、擾動(dòng)土試樣的制備程序1）按委托要求進(jìn)行試驗(yàn)設(shè)計(jì)2）試樣控制指標(biāo)：規(guī)定同一組試樣的密度與要求的密度之差不應(yīng)大于0.02g/cm3；同一組試樣含水率與要求的含水率之差不應(yīng)大于±1%。同時(shí)預(yù)留1～2個(gè)備用樣。第54頁(yè)/共508頁(yè)3）試樣制備方法●擊樣法：根據(jù)環(huán)刀容積及要求的干密度所需要的濕土倒入裝有環(huán)刀的擊樣器內(nèi)，擊實(shí)到所需密度?！駢簶臃ǎ焊鶕?jù)環(huán)刀容積及要求的干密度所需要的濕土倒入裝有環(huán)刀的壓樣器內(nèi)，通過(guò)活塞用靜力將土樣壓實(shí)到所需密度。第55頁(yè)/共508頁(yè)●擊實(shí)法：根據(jù)試樣所需要的干密度和含水率，配制相應(yīng)質(zhì)量的土樣，按照擊實(shí)試驗(yàn)的方法，完成試樣擊實(shí)，并將試樣從擊實(shí)筒中推出并切成所需試樣。擊實(shí)法往往因分層擊實(shí)造成試樣密度上下不一致，土體結(jié)構(gòu)狀況也不好，所以，如用擊實(shí)法制備試樣，最好采用單層擊實(shí)為佳。擊樣和壓樣兩種方法對(duì)土樣的密度影響不大。第56頁(yè)/共508頁(yè)4、原狀土試樣制備程序

●首先應(yīng)將土樣筒按標(biāo)明的上下方向放置，剝?nèi)ハ灧夂湍z帶，小心開(kāi)啟土樣筒取出土樣，整平試樣兩端。檢查土樣結(jié)構(gòu)，并描述它的層次、氣味、顏色、有無(wú)雜質(zhì)、土質(zhì)是否均勻、有無(wú)裂縫等。為了保證試驗(yàn)成果的可靠性、當(dāng)確定土樣已受擾動(dòng)或取土質(zhì)量不符合要求時(shí)，不應(yīng)制備力學(xué)性試驗(yàn)的試樣；同時(shí)應(yīng)與委托方取得聯(lián)系，告知土樣筒開(kāi)啟情況，并商討解決辦法。第57頁(yè)/共508頁(yè)

2）根據(jù)試驗(yàn)要求切取試樣，應(yīng)注意環(huán)刀下壓時(shí)一定要垂直。根據(jù)力學(xué)性試驗(yàn)項(xiàng)目要求，原狀土樣同一組試樣間密度的允許差值為0.03g/cm3；切取的試樣如不馬上進(jìn)行飽和或試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)小心地將試樣保存在保濕缸內(nèi)。

3）從余土中取代表性的試樣測(cè)定含水率，并進(jìn)行比重、顆粒分析、界限含水率等物理性試驗(yàn)。將剩余土樣密封包裝好，置于保濕缸內(nèi)，以備補(bǔ)充試驗(yàn)之用。第58頁(yè)/共508頁(yè)

實(shí)驗(yàn)室資質(zhì)認(rèn)定評(píng)審準(zhǔn)則5.6抽樣和樣品處置中規(guī)定：

5.6

抽樣和樣品處置

5.6.1實(shí)驗(yàn)室應(yīng)有用于檢測(cè)和/或校準(zhǔn)樣品的抽取、運(yùn)輸、接收、處置、保護(hù)、存儲(chǔ)、保留和/或清理的程序，確保檢測(cè)和/或校準(zhǔn)樣品的完整性。

5.6.2實(shí)驗(yàn)室應(yīng)按照相關(guān)技術(shù)規(guī)范或者標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施樣品的抽取、制備、傳送、貯存、處置等。沒(méi)有相關(guān)的技術(shù)規(guī)范或者標(biāo)準(zhǔn)的，實(shí)驗(yàn)室應(yīng)根據(jù)適當(dāng)?shù)慕y(tǒng)計(jì)方法制定抽樣計(jì)劃。抽樣過(guò)程應(yīng)注意需要控制的因素，以確保檢測(cè)和/或校準(zhǔn)結(jié)果的有效性。

第59頁(yè)/共508頁(yè)

5.6.3實(shí)驗(yàn)室抽樣記錄應(yīng)包括所用的抽樣計(jì)劃、抽樣人、環(huán)境條件、必要時(shí)有抽樣位置的圖示或其他等效方法，如可能，還應(yīng)包括抽樣計(jì)劃所依據(jù)的統(tǒng)計(jì)方法。

5.6.4實(shí)驗(yàn)室應(yīng)詳細(xì)記錄客戶對(duì)抽樣計(jì)劃的偏離、添加或刪節(jié)的要求，并告知相關(guān)人員。

5.6.5實(shí)驗(yàn)室應(yīng)記錄接收檢測(cè)或校準(zhǔn)樣品的狀態(tài)，包括與正常（或規(guī)定）條件的偏離。

5.6.6實(shí)驗(yàn)室應(yīng)具有檢測(cè)和/或校準(zhǔn)樣品的標(biāo)識(shí)系統(tǒng)，避免樣品或記錄中的混淆。

5.6.7

實(shí)驗(yàn)室應(yīng)有適當(dāng)?shù)脑O(shè)備設(shè)施貯存、處理樣品，確保樣品不受損壞。實(shí)驗(yàn)室應(yīng)保持樣品的流轉(zhuǎn)記錄。第60頁(yè)/共508頁(yè)第三節(jié)試樣飽和1、浸水飽和——適用于粗粒土，可直接在儀器上飽和。

2、毛細(xì)管飽和——適用于滲透系數(shù)大于10-4cm/s的細(xì)粒土，選用框式飽和器。將飽和器放入水箱內(nèi)，注入清水，水面不宜將試樣淹沒(méi)，使土中氣體得以排出。關(guān)上箱蓋，防止水分蒸發(fā)，借土的毛細(xì)管作用，使試樣飽和。浸水時(shí)間不少于兩晝夜。

第61頁(yè)/共508頁(yè)3、抽氣飽和

——適用于滲透系數(shù)小于、等于10-4cm/s的細(xì)粒土，選用框式或疊式飽和器和真空飽和裝置。真空飽和裝置1、飽和器，2、真空缸，3、橡皮塞，4、接抽氣機(jī)，5、排氣管，6、二通閥，7、管夾，8、引水管，9、盛水器第62頁(yè)/共508頁(yè)

飽和器（a）疊式（b）框式

1、夾板，2、透水板，3、環(huán)刀，4、拉桿第63頁(yè)/共508頁(yè)4、二氧化碳飽和——由于二氧化碳比空氣重且易溶于水，從試樣底部注入二氧化碳后，試樣孔隙中的空氣逐漸從試樣頂端排出。二氧化碳是氣體，用一種氣體驅(qū)趕另一種氣體，不會(huì)出現(xiàn)氣泡阻滯現(xiàn)象。又因二氧化碳在水中的溶解度遠(yuǎn)比空氣大（約60倍），因而，當(dāng)試樣孔隙充滿二氧化碳后，用水頭飽和法飽和時(shí)，試樣孔隙中的二氧化碳?xì)馀莺芸烊苡谒商妓?，繼續(xù)水頭飽和時(shí)，又可以成為一種液體（水）驅(qū)趕另一種液體（稀碳酸），最后使試樣孔隙中充滿純凈水，達(dá)到飽和的目的。第64頁(yè)/共508頁(yè)

5、反壓力飽和——對(duì)試樣施加反壓力以使試樣飽和已成為一種常用的飽和方法。反壓力飽和是人為地在試樣內(nèi)增加孔隙水壓力，使試樣內(nèi)的孔隙氣體在壓力作用下完全溶解于水中，在增大孔隙水壓力的同時(shí)，等量地對(duì)試樣增加周?chē)鷫毫?，以保證作用于試樣的有效壓力或試樣的內(nèi)外應(yīng)力差不變。這個(gè)在孔隙水和壓力室液體中同時(shí)作用的力即為反壓力。第65頁(yè)/共508頁(yè)

第三章

土的物理、化學(xué)性質(zhì)指標(biāo)及其室內(nèi)測(cè)定第66頁(yè)/共508頁(yè)第一節(jié)土的密度試驗(yàn)第67頁(yè)/共508頁(yè)一、概述密度和比重在巖土工程中廣泛應(yīng)用，有時(shí)容易混淆。其實(shí)這兩個(gè)名詞在巖土工程中的含義是不同的。密度是單位體積的質(zhì)量，用ρ表示。容重是單位體積土的重力，用γ表示。（重力等于質(zhì)量乘以重力加速度，即γ=ρg。而比重是土顆粒的質(zhì)量與4℃蒸餾水（即同體積無(wú)氣水）的質(zhì)量的比值。它是一個(gè)無(wú)因次的量。第68頁(yè)/共508頁(yè)1、定義：土的單位體積質(zhì)量。是土的基本物理性指標(biāo)。2、試驗(yàn)原理：土樣密度是采用測(cè)定試樣體積和試樣質(zhì)量而求取。試驗(yàn)時(shí)，將土充滿給定容積的容器，然后稱取該體積土的質(zhì)量；或者測(cè)定一定質(zhì)量的土所占的體積。第69頁(yè)/共508頁(yè)第70頁(yè)/共508頁(yè)二、環(huán)刀法

1、試驗(yàn)儀器：環(huán)刀、天平等。

2、操作步驟：首先在環(huán)刀內(nèi)壁涂一薄層凡士林待用。按需要取原狀土或制備的擾動(dòng)土樣，兩端整平，將準(zhǔn)備好的環(huán)刀刃口向下放在土樣上；用切土刀（或鋼絲鋸）沿環(huán)刀外側(cè)，削成略大于環(huán)刀直徑的土柱，將環(huán)刀垂直下壓，邊削邊壓，至土樣頂面伸出環(huán)刀為止。將兩端余土削去修平，取剩余的代表性土樣測(cè)定含水率。擦凈環(huán)刀外壁并稱量。

第71頁(yè)/共508頁(yè)3、計(jì)算：

ρρd=——————

（1+0.01）ω第72頁(yè)/共508頁(yè)注意問(wèn)題:

（1）環(huán)刀的尺寸室內(nèi)試驗(yàn)中,考慮到與剪切、壓縮等項(xiàng)試驗(yàn)所用環(huán)刀相配合，規(guī)定環(huán)刀容積為60～150㎝3。一般可依土質(zhì)均勻程度及土樣尺寸選取不同容積的環(huán)刀尺寸。原位密度測(cè)量所用的環(huán)刀尺寸一般為100～500㎝3。第73頁(yè)/共508頁(yè)（2）切削方法在用環(huán)刀切取土樣時(shí)，為防止土樣擾動(dòng)，沿環(huán)刀外側(cè)削成略大于環(huán)刀直徑的土柱，將環(huán)刀垂直下壓，為避免環(huán)刀下壓時(shí)擠壓四周土樣，邊削邊壓，至土樣頂面伸出環(huán)刀為止。但在野外施工現(xiàn)場(chǎng)，環(huán)刀容積較大，將土切成土柱耗時(shí)太長(zhǎng)，一般采用直接壓入法。對(duì)含水率較高的土，在刮平環(huán)刀兩面時(shí)要細(xì)心，最好一次刮平，防止水分損失。另外環(huán)刀一定要購(gòu)買(mǎi)符合要求的產(chǎn)品，同時(shí)要定期校驗(yàn)，以保證試驗(yàn)準(zhǔn)確度。第74頁(yè)/共508頁(yè)三、蠟封法1、適用范圍：堅(jiān)硬、易碎、含有粗顆粒、形狀不規(guī)則和難以切削的試樣。2、試驗(yàn)儀器：蠟封法所需用的主要儀器設(shè)備有天平等機(jī)械式天平見(jiàn)下圖

第75頁(yè)/共508頁(yè)天平

1、盛水杯，2、蠟封試樣，3、細(xì)線，4、砝碼

第76頁(yè)/共508頁(yè)3、操作步驟；切取30㎝3的試樣，削去松浮表土及尖銳棱角后，系于細(xì)線上稱量得m，并測(cè)定含水率。持線將試樣慢慢浸入剛過(guò)熔點(diǎn)的蠟中，待全部沉浸后，立即將試樣提出，并檢查試樣表面的涂蠟是否存有氣泡，若有，則用熱針刺破并涂平孔口。冷卻后稱土加蠟質(zhì)量m1

。用線將試樣吊在天平一端，并使試樣浸沒(méi)于純水中稱量得m2，取出試樣，擦干蠟表面的水分后再稱量一次，檢查試樣中是否有水浸入，如有水浸入，應(yīng)重做。第77頁(yè)/共508頁(yè)第78頁(yè)/共508頁(yè)5、注意事項(xiàng)：1）蠟封法適用于不能用環(huán)刀切取的堅(jiān)硬、易碎或形狀不規(guī)則的土樣。

2）蠟的溫度蠟的溫度過(guò)高，會(huì)對(duì)土樣的含水率和結(jié)構(gòu)造成一定影響；溫度太低，蠟熔解不均勻，不易封好蠟皮。故規(guī)程規(guī)定剛過(guò)蠟的熔點(diǎn)。3）涂蠟方法試樣表面和蠟之間是否產(chǎn)生氣泡及試樣的體積測(cè)量是否準(zhǔn)確都將影響試驗(yàn)的誤差。4）試驗(yàn)前應(yīng)測(cè)量蠟的密度。第79頁(yè)/共508頁(yè)四、灌砂法

1、適用范圍：適用于礫類(lèi)填土。

2、儀器設(shè)備：灌砂法密度試驗(yàn)儀，包括漏斗、套環(huán)、臺(tái)稱、量砂等。

第80頁(yè)/共508頁(yè)灌砂法密度試驗(yàn)儀1、漏斗，2、漏斗架，3、防風(fēng)筒，4、套環(huán)第81頁(yè)/共508頁(yè)3、操作步驟：（不用套環(huán)時(shí)）在試驗(yàn)地點(diǎn)，將面積約40cm×40cm的一塊地面鏟平，在檢查填土壓實(shí)密度時(shí)，應(yīng)將表面未壓實(shí)的土層清除掉，并將壓實(shí)土層鏟去一部分（其深度視需要而定），使試坑底能達(dá)到規(guī)定的深度。在刮平的地面上按規(guī)定的尺寸挖試坑。挖坑時(shí)應(yīng)將已松動(dòng)的試樣全部取出，放入盛試樣的容器內(nèi)，將蓋蓋好，稱容器加試樣的質(zhì)量，并取代表性試樣測(cè)定含水率。第82頁(yè)/共508頁(yè)

稱盛量砂容器加量砂質(zhì)量，在試坑上放置防風(fēng)筒和漏斗，將量砂經(jīng)漏斗灌入試坑內(nèi)，量砂下落速度應(yīng)大致相等，直至灌滿試坑。試坑灌滿量砂后，去掉漏斗和防風(fēng)筒，用直尺刮平量砂表面，使與原地面齊平，將多余的量砂倒回量砂容器，稱量砂容器加剩余量砂質(zhì)量。

第83頁(yè)/共508頁(yè)4、計(jì)算

按公式計(jì)算濕密度和干密度?！锰篆h(huán)——不用套環(huán)第84頁(yè)/共508頁(yè)5、注意事項(xiàng)：

1）量砂粒徑的選擇量砂密度較穩(wěn)定的粒徑0.25㎜～0.5㎜。

2）試坑大小必須與粒徑相配合，使所采取的試樣有足夠的代表性。規(guī)程給出了試坑體積與最大粒徑關(guān)系（如P324表2.3.4)。第85頁(yè)/共508頁(yè)3）灌砂法操作中應(yīng)注意的問(wèn)題：●操作時(shí)應(yīng)盡量避免擾動(dòng)周?chē)傲＃瑢?duì)試坑內(nèi)已松動(dòng)的顆粒須全部取出，如試坑坍塌應(yīng)重新開(kāi)挖?！裨嚳用姹仨毠纹健！窆嗌皸l件應(yīng)盡量使每次灌砂條件（如灌砂落距、速度等）與測(cè)定量砂密度時(shí)一致。●當(dāng)試坑體積過(guò)大時(shí)，可在坑內(nèi)放一已知體積的木箱，以減少砂的用量。第86頁(yè)/共508頁(yè)五、灌水法

1、適用范圍：適用于礫類(lèi)填土。

2、儀器設(shè)備：直徑均勻附刻度的儲(chǔ)水筒臺(tái)秤聚乙烯塑料薄膜鏟土工具、水準(zhǔn)尺、直尺等。

第87頁(yè)/共508頁(yè)灌水法密度試驗(yàn)示意圖第88頁(yè)/共508頁(yè)3、操作步驟：與灌砂法類(lèi)似。是在挖好的試坑內(nèi)，先鋪一層或兩層厚0.1mm塑料薄膜,然后向試坑內(nèi)灌滿水,量測(cè)試坑體積，推算土的密度。其試驗(yàn)要點(diǎn)如下：●在試驗(yàn)地點(diǎn)，整平地面，面積要大于套環(huán)面積。●放上套環(huán)，在套環(huán)內(nèi)鋪塑料薄膜，灌水量測(cè)參考水平面至地面間的體積。●在套環(huán)內(nèi)挖試坑，應(yīng)將松動(dòng)的試樣全部取出，放入盛試樣的容器內(nèi)，稱容器加試樣質(zhì)量。第89頁(yè)/共508頁(yè)第90頁(yè)/共508頁(yè)4、注意問(wèn)題：灌水法試驗(yàn)比較簡(jiǎn)單，但由于塑料薄膜順從性較差，由于坑壁凹凸不平，鋪設(shè)塑料薄膜時(shí)若不注意，薄膜不能緊貼坑壁，可能會(huì)產(chǎn)生塑料薄膜與坑壁脫空，有時(shí)還會(huì)出現(xiàn)折、皺紋等現(xiàn)象，使測(cè)量的試坑體積偏小，導(dǎo)致密度變大。

第91頁(yè)/共508頁(yè)六核子射線法測(cè)定原位密度1、測(cè)試原理：利用放射性物質(zhì)中的高速中子和土體中氫原子撞擊損失能量測(cè)定土中體積含水量；利用γ-射線通過(guò)土中時(shí)與土顆粒的原子沖擊散射的特性，測(cè)定到達(dá)土中的γ-射線計(jì)數(shù)換算土的密度。2、注意問(wèn)題：儀器開(kāi)機(jī)后應(yīng)預(yù)熱10～15分鐘，否則，測(cè)量結(jié)果可能會(huì)出現(xiàn)較大的誤差；每次測(cè)試前應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)塊上檢查其儀器儲(chǔ)存的標(biāo)準(zhǔn)計(jì)數(shù)；所測(cè)試的地面應(yīng)鏟平，以保證儀器底部與地面有良好的接觸；測(cè)量時(shí)應(yīng)保證源桿插入測(cè)孔既定深度，并根據(jù)測(cè)量要求規(guī)定測(cè)量時(shí)間。第92頁(yè)/共508頁(yè)七、密度試驗(yàn)中的誤差●密度試驗(yàn)中的誤差主要是在體積測(cè)量中產(chǎn)生的。例如，試樣修整的尺寸不準(zhǔn)確；涂蠟時(shí)試樣表面形成氣泡等。各種方法之間的誤差約達(dá)2%。為要提高測(cè)量的準(zhǔn)確性，宜采用較大尺寸的試樣。第93頁(yè)/共508頁(yè)

第二節(jié)土的含水率試驗(yàn)一、概述1、定義：土樣在105℃～110℃溫度下烘至恒量時(shí)所失去的水質(zhì)量和恒量后干土質(zhì)量的比值，以百分率表示。含水量這個(gè)術(shù)語(yǔ)不準(zhǔn)確。含水率是土的基本物理性指標(biāo)之一，它反映土的狀態(tài)。含水率的變化將使土的一系列物理力學(xué)性質(zhì)隨之而異。

第94頁(yè)/共508頁(yè)第95頁(yè)/共508頁(yè)●吸附水——靜電吸力吸附于土顆粒表面的薄層水，110℃不能烘掉，認(rèn)為是固體顆粒一部分。●第2層水—與土顆粒聯(lián)結(jié)的不很緊，可以烘掉，但不能用風(fēng)干方法除掉。●第3層水—由毛管力與土顆粒聯(lián)結(jié)，一般可以用風(fēng)干方法除掉?！裰亓λ谕令w粒孔隙中可以移動(dòng)，用重力方法即可除掉?！窕瘜W(xué)結(jié)合水—晶體結(jié)構(gòu)中水，烘干法一般不能排除。第96頁(yè)/共508頁(yè)3、試驗(yàn)方法：測(cè)定含水率的方法較多，如烘干法、酒精燃燒法、炒干法、比重法、實(shí)容積法、微波法和核子射線法等等。4、適用范圍：有機(jī)質(zhì)含量低于5%的土。其試驗(yàn)原理為：土中的自由水在105℃～110℃溫度加熱下，逐漸變成水蒸氣蒸發(fā)，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，土中的自由水全部蒸發(fā)掉，然后土的質(zhì)量不再變化，這時(shí)土的質(zhì)量即為干土質(zhì)量。第97頁(yè)/共508頁(yè)二、烘干法1、特點(diǎn)：試驗(yàn)簡(jiǎn)便，準(zhǔn)確度高，結(jié)果穩(wěn)定。其方法是將試樣放入溫度能保持在105~110℃的電熱烘箱中烘至恒值。是測(cè)定含水率的標(biāo)準(zhǔn)方法，準(zhǔn)確度高，試驗(yàn)簡(jiǎn)便，結(jié)果穩(wěn)定。故此法為室內(nèi)測(cè)定含水率的標(biāo)準(zhǔn)方法，列入國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。在野外無(wú)烘箱設(shè)備或要求快速測(cè)定含水率，則可根據(jù)土的性質(zhì)和工程情況分別采用其他方法。第98頁(yè)/共508頁(yè)2、主要儀器設(shè)備：天平（稱量200g，0.01g）、烘箱、稱量盒等天平應(yīng)送法定計(jì)量檢定單位進(jìn)行檢定，取得檢定證書(shū)后方可使用，同時(shí)必須在有效的檢定周期內(nèi)。第99頁(yè)/共508頁(yè)3、操作步驟

1）取代表性試樣15～30g，放入稱量盒內(nèi)，立即蓋好盒蓋，稱量得濕土質(zhì)量m；

2）揭開(kāi)盒蓋，放入烘箱烘至恒量；

3）將烘干后的試樣連盒取出，于干燥器內(nèi)冷卻至室溫，稱干土質(zhì)量md。第100頁(yè)/共508頁(yè)4、計(jì)算

w=(m/md

–1)×100

試驗(yàn)應(yīng)進(jìn)行二次平行測(cè)定，取其算術(shù)平均值，允許平行差值應(yīng)符合下表規(guī)定。含水率（%）

允許平行差值（%）

﹤1010～40﹥400.51.02.0第101頁(yè)/共508頁(yè)5、記錄原始記錄是試驗(yàn)成果和檢測(cè)報(bào)告的基礎(chǔ)，必須認(rèn)真做好，應(yīng)在正式的預(yù)先設(shè)計(jì)好的表格上填寫(xiě)；原始記錄表格的信息量應(yīng)充分，衡量是否充分的標(biāo)準(zhǔn)是試驗(yàn)?zāi)芊裨佻F(xiàn)。一般包括樣品編號(hào)、工程名稱、環(huán)境條件、儀器名稱及編號(hào)、責(zé)任人等第102頁(yè)/共508頁(yè)

三、酒精燃燒法：

1、原理：在試樣中放入酒精，利用酒精在試樣上燃燒，使土中水分蒸發(fā)，將土烤干。是快速測(cè)定法中較準(zhǔn)確的一種，適用于沒(méi)有烘箱或土樣較少的情況。由于此法難以控制105~110℃的恒溫條件，與定義不完全符合，故一般在現(xiàn)場(chǎng)使用，或者在制備試樣時(shí)測(cè)定風(fēng)干土樣的含水率，供制樣參考。酒精燃燒法測(cè)得的含水率略低于烘干法所測(cè)的含水率。第103頁(yè)/共508頁(yè)2、主要儀器設(shè)備：天平、稱量盒、滴管等3、操作步驟：

1）取代表性試樣并稱盒加濕土質(zhì)量。

2）用滴管將酒精注入試樣。

3）點(diǎn)燃酒精，燒至火焰熄滅。

4）冷卻數(shù)分鐘，重復(fù)進(jìn)行2次，火焰熄滅后，立即蓋好盒蓋，稱盒加干土質(zhì)量，準(zhǔn)確至0.01g。第104頁(yè)/共508頁(yè)

四、比重法：

1、原理：該法是根據(jù)比重試驗(yàn)，測(cè)定濕土體積，估計(jì)土粒比重，間接計(jì)算土的含水率。由于試驗(yàn)時(shí)沒(méi)有考慮溫度的影響，所測(cè)得的結(jié)果準(zhǔn)確度較差。土內(nèi)氣體能否充分排出，直接影響試驗(yàn)成果的精度，故此法僅適用于砂性土。

第105頁(yè)/共508頁(yè)2、主要儀器設(shè)備：天平等3、試驗(yàn)步驟：1）取代表性砂質(zhì)土樣200g～300g，放入土樣盤(pán)內(nèi)；2）注清水入玻璃瓶至瓶容積1/3左右，試樣倒入瓶中，攪拌排氣。3）再注清水入玻璃瓶至全部充滿，蓋上玻璃片，靜止1min，吸去泡沫，補(bǔ)滿清水，蓋上玻璃片，擦干瓶外壁，稱瓶加水加土加玻璃片質(zhì)量。(4）倒掉混合液，洗凈，瓶中注滿清水，稱瓶加水加玻璃片質(zhì)量。第106頁(yè)/共508頁(yè)4、計(jì)算：5、記錄第107頁(yè)/共508頁(yè)五其他含水率測(cè)定方法1、炒干法●用火爐或電爐將試樣炒干，在炒干過(guò)程中，隨時(shí)翻拌試樣，至試樣表面完全干燥。此法適用于砂性土及含礫較多的土，在工地使用。此法也不符合定義所規(guī)定的105℃～110℃，炒干法溫度在100℃～150℃，所測(cè)的含水率略大于烘干法。第108頁(yè)/共508頁(yè)2、實(shí)容積法●根據(jù)波義爾一馬略特定律設(shè)計(jì)的速測(cè)含水率儀。它是通過(guò)測(cè)定土中固相和液相的體積，取土的經(jīng)驗(yàn)比重值，換算出土的含水率。該法的原理是波義爾一馬略特定律，首先要求氣溫基本保持不變，這在填筑工地上是很難達(dá)到的。若以標(biāo)準(zhǔn)溫度為20℃，那么氣溫變化±1℃，實(shí)容積的變化就達(dá)到5%，相應(yīng)含水率的變化也約5%，為此，目前很少使用。第109頁(yè)/共508頁(yè)3微波法●微波加熱是近十幾年來(lái)才發(fā)展的一門(mén)新技術(shù)。微波是一種超高頻的電磁波。微波加熱就是通過(guò)微波發(fā)生器產(chǎn)生微波能，然后用波導(dǎo)（傳送線）將微波能輸送到微波加熱器中，加熱器中的試樣受到微波的照射后就發(fā)熱，使水分蒸發(fā)。由于微波具有一定的穿透深度，使被加熱物體里外同時(shí)加熱，因此具有均勻、快速的優(yōu)點(diǎn)。顯然，快速干燥工藝在土工試驗(yàn)中具有重要的意義。但微波加熱的溫度如何控制，烘干時(shí)間采用多長(zhǎng)等，都是有待進(jìn)一步研究的。美國(guó)于1998年將此列入ASTM標(biāo)準(zhǔn)。第110頁(yè)/共508頁(yè)

4、核子射線法：利用核子法測(cè)定土石等材料原位密度和含水率是一項(xiàng)迅速發(fā)展的無(wú)損、快速檢測(cè)新技術(shù)。目前我國(guó)已有相當(dāng)數(shù)量各類(lèi)進(jìn)口的和國(guó)產(chǎn)的核子水分一密度儀在各類(lèi)工程中使用，并成為質(zhì)量檢測(cè)和控制的一種重要工具。水利行業(yè)已制定核子水分一密度儀現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試規(guī)程。規(guī)程名為：《核子水分—密度儀現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試規(guī)程》SL275-2001第111頁(yè)/共508頁(yè)表面型核子水分密度儀示意圖1、導(dǎo)桿，2、測(cè)桿，3、γ放射源，4、健盤(pán)，5、中子源，6、中子檢測(cè)器，7、γ檢測(cè)器第112頁(yè)/共508頁(yè)

核子射線法測(cè)量依據(jù)是儀器所記錄到的γ射線或熱中子計(jì)數(shù)率分別與被測(cè)材料密度和含水率有確定的相關(guān)性。通過(guò)預(yù)先建立適合儀器進(jìn)行密度或水分測(cè)量的標(biāo)定曲線，則可根據(jù)儀器現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量所記錄的γ射線或熱中子計(jì)數(shù)率，按相對(duì)應(yīng)的標(biāo)定曲線，確定被測(cè)材料的密度和含水率。第113頁(yè)/共508頁(yè)

注意問(wèn)題:(同密度測(cè)試)儀器開(kāi)機(jī)后應(yīng)預(yù)熱10～15分鐘，否則，測(cè)量結(jié)果可能會(huì)出現(xiàn)較大的誤差；每次測(cè)試前應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)塊上檢查其儀器儲(chǔ)存的標(biāo)準(zhǔn)計(jì)數(shù)；所測(cè)試的地面應(yīng)鏟平，以保證儀器底部與地面有良好的接觸；測(cè)量時(shí)應(yīng)保證源桿插入測(cè)孔既定深度，并根據(jù)測(cè)量要求規(guī)定測(cè)量時(shí)間。第114頁(yè)/共508頁(yè)

六、含水率測(cè)定產(chǎn)生誤差的可能原因：①試樣取樣代表性不夠，特別對(duì)于成層土以及粗細(xì)混合的土樣。②試樣數(shù)量太少，如試樣數(shù)量較多，所得的結(jié)果準(zhǔn)確性高。③土樣在運(yùn)輸和存放期間保護(hù)不當(dāng)，形成稱土前水分蒸發(fā)或稱干土前吸水。第115頁(yè)/共508頁(yè)

④烘箱溫度不正確，或試樣尚未達(dá)到恒量而從烘箱中取出。⑤試樣容器稱量不準(zhǔn)。為了消除誤差，所用設(shè)備應(yīng)定期進(jìn)行檢查，在操作中要細(xì)心。第116頁(yè)/共508頁(yè)第三節(jié)土粒比重試驗(yàn)一、概述

1、定義：土粒比重是土在105℃～110℃下烘至恒值時(shí)的質(zhì)量與土粒同體積4℃純水質(zhì)量的比值。

2、含義：土是由固體顆粒組成的。固體顆?？梢允菃我坏牡V物，如干凈的石英砂。但一般是為不同比重的許多礦物的混合物。其比重是各種礦物比重的平均值。第117頁(yè)/共508頁(yè)3、比重的表示方式：

1）比重（或稱絕對(duì)比重）

2）視比重自然界土的干質(zhì)量與同體積在4℃時(shí)無(wú)氣水質(zhì)量的比值。表示土粒中含有封閉型的孔隙。

3）容積比重在土中既包含有封閉型孔隙，也有開(kāi)敞型孔隙。用于礫石類(lèi)土。

4）飽和面干比重土粒的開(kāi)敞型或表面孔隙由水完全填充時(shí)的比重值。用于礫石類(lèi)土。第118頁(yè)/共508頁(yè)4、檢測(cè)方法：比重瓶法——適用于粒徑小于

5㎜的土。浮稱法——適用于粒徑大于

5㎜的土，其中含粒徑大于20㎜顆粒小于10%。虹吸筒法——適用于粒徑大于5㎜的土，其中含粒徑大于20㎜顆粒大于10%。其中小于5㎜的土用比重瓶法測(cè)定，取加權(quán)平均值。第119頁(yè)/共508頁(yè)二、比重瓶法

1、儀器設(shè)備:比重瓶,容量100ml或50ml

天平恒溫水槽真空抽氣設(shè)備溫度計(jì)等儀器的檢定/校驗(yàn)按相關(guān)規(guī)定/標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。第120頁(yè)/共508頁(yè)2、測(cè)試原理●比重瓶法測(cè)定土粒實(shí)體積的測(cè)試原理為:已知比重瓶的體積，一定質(zhì)量的烘干土倒入瓶中排開(kāi)水的體積即為土粒的實(shí)體積。

第121頁(yè)/共508頁(yè)3、操作步驟：1）將烘干土裝入烘干的比重瓶?jī)?nèi)；2）注純水于比重瓶，并在砂浴上煮沸規(guī)定時(shí)間，以排除土中空氣，注意土液不能溢出；3）比重瓶?jī)?nèi)注滿純水，靜置，稱瓶、水、土總質(zhì)量；4）根據(jù)測(cè)得的溫度，從已繪制的瓶、水總量中查得瓶、水總質(zhì)量。注：本試驗(yàn)應(yīng)進(jìn)行二次平行測(cè)定，其平行差值不得大于0.02,取其平均值。第122頁(yè)/共508頁(yè)3）計(jì)算：

mGs=——————Gwtm1+md-m2式中：Gs——土料比重

md——干土質(zhì)量

m1——瓶、水總質(zhì)量

m2——瓶、水、土總質(zhì)量

Gwt——t℃時(shí)純水的比重。第123頁(yè)/共508頁(yè)4、注意問(wèn)題：

1）比重瓶大小的選擇目前各單位都采用100ml的比重瓶，也有采用50ml的，經(jīng)過(guò)對(duì)這兩種比重瓶的比較試驗(yàn)，認(rèn)為，比重瓶的大小對(duì)所測(cè)比重成果影響很小。但由于100ml的比重瓶采取的試樣多，試樣的代表性可以提高。第124頁(yè)/共508頁(yè)2）試樣狀態(tài)選擇規(guī)程規(guī)定采用烘干土。認(rèn)為烘焙對(duì)土中膠體并無(wú)有害的影響，同時(shí)烘干土可減少計(jì)算中的累計(jì)誤差；但也有人認(rèn)為高溫烘干會(huì)引起膠體性質(zhì)的變化，也會(huì)引起有機(jī)質(zhì)中腐植物燒失，對(duì)于有機(jī)質(zhì)含量高的土可以采用風(fēng)干土，用純水測(cè)定，等試驗(yàn)結(jié)束后再將土烘干。第125頁(yè)/共508頁(yè)3）干土質(zhì)量的測(cè)定干土質(zhì)量的測(cè)定，規(guī)程中采用將瓶烘干后加土，稱量，這樣可以避免土的飛揚(yáng)和散失。當(dāng)然也可以先稱量后加土，可以提高比重瓶的周轉(zhuǎn)速度，但必須注意不能發(fā)生土的飛揚(yáng)和散失，確保試驗(yàn)質(zhì)量。第126頁(yè)/共508頁(yè)4）試驗(yàn)用水和排氣方法的選擇試驗(yàn)用水采用純水，要求水中不含有任何溶解的固體物質(zhì)。煮沸法排氣簡(jiǎn)單易行，效果好；當(dāng)采用中性液體時(shí)，可采用真空抽氣法；砂粒容易在煮沸時(shí)跳出，故對(duì)于砂允許采用真空抽氣法。第127頁(yè)/共508頁(yè)三浮稱法測(cè)定比重1、浮稱法適用于粒徑大于5㎜的土，其中含粒徑大于20㎜顆粒應(yīng)小于10%。2、主要儀器設(shè)備有浮稱天平，如圖。附帶有孔徑小于5㎜、直徑約10㎝～15㎝，高約10㎝～20㎝的鐵絲筐和適合鐵絲筐沉入用的盛水容器。

第128頁(yè)/共508頁(yè)圖5.3-1浮稱天平

1－調(diào)平平衡砝碼盤(pán)；2－盛水容器；3－盛土鐵絲筐第129頁(yè)/共508頁(yè)3、試驗(yàn)步驟：1）清洗試樣取代表性試樣500g～1000g，進(jìn)行清洗，直至顆粒表面無(wú)塵土和其他雜物。2）浸泡排氣試樣浸泡于水中24h后取出，立即放入鐵絲筐，緩緩沉沒(méi)于水中，并在水中輕輕搖晃，至沒(méi)有氣泡溢出為止。3）稱量稱鐵絲筐和試樣在水中的總質(zhì)量；取出試樣烘干，并稱量。4）稱量測(cè)水溫稱鐵絲筐在水中質(zhì)量；同時(shí)立即測(cè)量盛水容器內(nèi)水溫。

第130頁(yè)/共508頁(yè)第131頁(yè)/共508頁(yè)

按下式計(jì)算土粒平均比重：第132頁(yè)/共508頁(yè)四、虹吸筒法測(cè)定比重1、虹吸筒法適用于粒徑大于5㎜的土，其中含粒徑大于20㎜顆粒大于10%的土。2、主要儀器設(shè)備有虹吸筒、臺(tái)秤、溫度計(jì)等，第133頁(yè)/共508頁(yè)圖5.3-2虹吸筒（單位：cm）1—虹吸筒；2—虹吸管；3—橡皮管；4—管夾；5—量筒第134頁(yè)/共508頁(yè)3、操作步驟：1）取樣清洗至顆粒表面無(wú)塵土及其他雜物。2）試樣浸泡24h后取出、晾干或擦干表面稱量。3）注清水入虹吸筒至管中有水溢出。無(wú)水流時(shí)關(guān)管夾。將試樣緩緩放入筒中，邊放邊攪，至沒(méi)有氣泡逸出時(shí)為止。4）待虹吸筒中水面平靜后，打開(kāi)管夾，讓試樣排開(kāi)的水通過(guò)虹吸管流入量筒中。5）稱量筒與水總質(zhì)量。測(cè)量筒內(nèi)水溫。6）取出虹吸筒內(nèi)試樣，烘干后稱量。第135頁(yè)/共508頁(yè)4、計(jì)算：第136頁(yè)/共508頁(yè)五土粒比重測(cè)定的誤差土粒比重測(cè)試的誤差主要來(lái)源為：1）溫度變化的影響在比重計(jì)算公式推導(dǎo)時(shí),是假定在同一溫度下測(cè)量瓶加水質(zhì)量及瓶加水加土粒質(zhì)量的，實(shí)際試驗(yàn)時(shí)，如果溫度不能控制（無(wú)恒溫水槽）時(shí)，則溫度的變化使比重瓶的體積和水的密度均改變。2）封閉氣泡沒(méi)有完全排除這是比重試驗(yàn)中誤差的主要來(lái)源。因此，在煮沸排氣或真空抽氣時(shí)應(yīng)仔細(xì)觀察，務(wù)必要排凈懸液中的氣泡。第137頁(yè)/共508頁(yè)3）試樣的損失裝樣或煮沸時(shí)發(fā)生了少些試樣的損失，因此，向比重瓶裝烘干試樣時(shí)不能有試樣撒落在瓶外或產(chǎn)生飛揚(yáng)；煮沸時(shí)，應(yīng)注意不能有土液溢出。4）比重瓶加水、土等稱量不準(zhǔn)確因?yàn)橥亮１戎厥歉鶕?jù)稱量的差值進(jìn)行計(jì)算的，該差值與實(shí)物本身相比較小，因此，稱量時(shí)應(yīng)采用與比重瓶體積校正時(shí)相同的天平，以減小誤差。5）比重瓶不清潔的影響因?yàn)槲酃父淖兞吮戎仄康馁|(zhì)量，同時(shí)校正曲線也不再有效。第138頁(yè)/共508頁(yè)六注意問(wèn)題1）浮稱法和虹吸筒法測(cè)定比重時(shí)，由于需要將土洗凈，沖洗過(guò)程中會(huì)把細(xì)粒土沖掉，所以，只適用于不含細(xì)粒土的粗粒土。實(shí)際操作表明，虹吸筒法不易掌握，測(cè)試誤差較大，盡可能少用。2）對(duì)于含有機(jī)質(zhì)、水溶鹽、親水性膠體的土粒比重測(cè)定，由于含有機(jī)質(zhì)、水溶鹽、親水性膠體的土與水相互作用時(shí)，這類(lèi)土的表面活性對(duì)水的影響，往往會(huì)額外增加比重值。所以需采用中性液體。第139頁(yè)/共508頁(yè)3）對(duì)于由粗、細(xì)顆粒混合的土粒比重測(cè)定問(wèn)題，則以不影響準(zhǔn)確度為原則，應(yīng)分別進(jìn)行測(cè)定。當(dāng)大于5㎜的粗粒含量較少時(shí)，可直接用比重瓶法一次測(cè)定；當(dāng)大于5㎜的粗粒含量較多時(shí)，根據(jù)實(shí)際情況分別用浮稱法（或虹吸筒法）和比重瓶法測(cè)定，然后再求其加權(quán)平均值。第140頁(yè)/共508頁(yè)第四節(jié)土的顆粒分析試驗(yàn)一、概述1、目的：了解土的顆粒組成、顆粒組成中粘土、砂和礫中哪一種為主要成分，哪一種粒組可能控制土的工程性質(zhì)。2、成果表達(dá)方式：累積分布圖，即通常稱作顆粒大小分布曲線。3、定義：測(cè)定干土中各粒組含量占該土總質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)的試驗(yàn)稱顆粒分析試驗(yàn)。

第141頁(yè)/共508頁(yè)4、試驗(yàn)方法1）機(jī)械分析法如篩析法，2）物理分析法如密度計(jì)法和移液管法等。5、試驗(yàn)原理1)篩析法——將一定質(zhì)量的土經(jīng)由從上到下孔徑自大至小的一套分析篩篩析后，得到不同孔徑篩上土質(zhì)量，進(jìn)而計(jì)算出各粒組含量和累積含量。2)密度計(jì)法——利用土壤密度計(jì)在不同時(shí)間和某一深度處測(cè)量土懸液的密度，再利用司篤克斯公式來(lái)計(jì)算土粒粒徑和百分?jǐn)?shù)。第142頁(yè)/共508頁(yè)●依據(jù)三個(gè)假定，一是司篤克斯定律適用于土懸液；二是試驗(yàn)開(kāi)始時(shí)土顆粒均勻地分布于水中；三是所用量筒的直徑要比密度計(jì)的直徑大很多。第143頁(yè)/共508頁(yè)●量筒中土樣和水的混合懸液，經(jīng)過(guò)攪拌，大小顆粒均勻地分布,懸液濃度上下一致。粒徑相同的土粒將以等速下降，經(jīng)過(guò)t秒后所有粒徑為d的顆粒下降的距離L=υt。如取L平面處一單位體積懸液觀察,大于d的顆粒已下降到L平面以下，L平面以上則僅有小于d的顆粒。該部分懸液中不大于d的顆粒分布情況與試驗(yàn)開(kāi)始時(shí)完全一樣。一部分顆粒降到L平面以下，同一時(shí)間內(nèi)又有一部分顆粒從上面降下來(lái)。因此，量得L深度處懸液的比重與原來(lái)懸液的比重相比較，即可求得粒徑小于d的顆粒占的百分?jǐn)?shù)。在不同時(shí)間內(nèi)量得不同L深度處懸液的比重，即可找出不同粒徑的數(shù)量，就可以繪成顆粒大小分布曲線。第144頁(yè)/共508頁(yè)第145頁(yè)/共508頁(yè)二篩析法1、篩析法所需用的主要儀器設(shè)備有天平、粗篩、細(xì)篩、臺(tái)秤、天平等；用于顆粒分析用的振篩機(jī)，要求能在水平方向搖振、垂直方向定時(shí)拍擊。第146頁(yè)/共508頁(yè)2、試驗(yàn)步驟：

1）取樣取代表性試樣，過(guò)2㎜篩，分別稱出篩上和篩下土質(zhì)量。

2）搖振將篩按孔徑由大到小疊放，取篩上土倒入粗篩的最上面篩中；篩下土倒入細(xì)篩的最上面篩中。用振篩機(jī)搖振15min～30min。

3）稱量從最上層篩開(kāi)始，按由大至小的順序，分別稱取各留在篩上的土質(zhì)量。各篩上土質(zhì)量之和與總土質(zhì)量的差值不得大于總土質(zhì)量的1%。

4）計(jì)算畫(huà)圖計(jì)算粒組含量和累積含量，畫(huà)出級(jí)配曲線，得到各特征粒徑，分析土的級(jí)配。第147頁(yè)/共508頁(yè)第148頁(yè)/共508頁(yè)●注意對(duì)于含有細(xì)粒土的砂性土的篩析法試驗(yàn)，應(yīng)取代表性試樣，置于盛水容器中充分?jǐn)嚢瑁乖嚇拥拇旨?xì)顆粒完全分離，然后將容器中的懸液過(guò)2㎜篩，取篩上試樣烘干后進(jìn)行粗篩分析；篩下試樣懸液研磨后過(guò)0.075㎜篩，將篩上的試樣烘干后進(jìn)行細(xì)篩分析；如篩下的試樣質(zhì)量大于試樣總質(zhì)量的10%時(shí)，還應(yīng)用密度計(jì)法或移液管法測(cè)定小于0.075㎜的顆粒組成。第149頁(yè)/共508頁(yè)三、密度計(jì)法1、主要儀器設(shè)備：

1）密度計(jì)甲種密度計(jì)，其刻度單位是以20℃時(shí)每1000㎝3懸液內(nèi)所含土粒質(zhì)量的克數(shù)表示的，刻度為5～50，分度為0.5；乙種密度計(jì)，其刻度單位是以20℃時(shí)懸液的比重表示的，刻度為0.995～1.020，分度值為0.0002。

2）量筒、試驗(yàn)篩、天平和其他輔助設(shè)施。如溫度計(jì)、攪拌器、煮沸設(shè)備（砂浴）、分散劑、純水、秒表及分散劑、水溶鹽檢驗(yàn)試劑等。第150頁(yè)/共508頁(yè)2、試驗(yàn)步驟：1）易溶鹽含量的檢驗(yàn)電導(dǎo)法：試樣配制成1：5的土水溶液，用電導(dǎo)率儀測(cè)定試樣溶液的電導(dǎo)率，并測(cè)定溶液的溫度，計(jì)算20℃時(shí)懸液的電導(dǎo)率。當(dāng)試樣中易溶鹽含量超過(guò)0.5%時(shí)應(yīng)洗鹽。當(dāng)20℃時(shí)的電導(dǎo)率大于1000μS/㎝時(shí)，應(yīng)洗鹽。第151頁(yè)/共508頁(yè)

2）取樣取具有代表性的試樣200g～300g過(guò)2㎜篩，求出篩上試樣占試樣總質(zhì)量的百分比。取篩下試樣測(cè)定風(fēng)干含水率。

3）制樣取干質(zhì)量為30g的風(fēng)干試樣，倒入

500mL錐形瓶中，加純水200mL，浸泡過(guò)夜后于砂浴上煮沸約40min。風(fēng)干試樣質(zhì)量計(jì)算公式:4）過(guò)洗篩將冷卻后的懸液靜止1min，將懸液通過(guò)洗篩漏斗過(guò)0.075㎜篩。篩上砂粒進(jìn)行細(xì)篩分析，并計(jì)算各粒組占試樣總質(zhì)量的百分比。第152頁(yè)/共508頁(yè)5）將過(guò)篩懸液倒入量筒，加入分散劑，再注入清水使懸液達(dá)1000mL。用攪拌器沿量筒上下攪拌1min，往復(fù)大約30次，取出攪拌器，將密度計(jì)放入懸液內(nèi)，同時(shí)啟動(dòng)秒表，按規(guī)定時(shí)間讀取讀數(shù)。讀數(shù)時(shí)均以彎液面上緣為準(zhǔn)，每次讀數(shù)時(shí)還需測(cè)記相應(yīng)的懸液溫度。第153頁(yè)/共508頁(yè)6）按下式計(jì)算小于某粒徑的試樣質(zhì)量占試樣總質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)：甲種密度計(jì)：

其中

乙種密度計(jì)：其中

第154頁(yè)/共508頁(yè)7）按下式計(jì)算土顆粒粒徑，也可按土工試驗(yàn)規(guī)程（SL237－006－1999）中圖4.5.2確定。

式中：——粒徑計(jì)算系數(shù)，亦可從教材表（5.4-5）中查得。第155頁(yè)/共508頁(yè)四移液管法1、主要儀器設(shè)備有移液管（如圖）、天平等。移液管示意圖1—二通閥2—三通閥3—移液管4—接吸球5—放流口第156頁(yè)/共508頁(yè)2、試驗(yàn)步驟：

1）取樣取代表性試樣（粘土為10g～15g，砂土為20g）制備成懸液，倒入量筒后置于恒溫水槽中，測(cè)記懸液溫度。計(jì)算或從相關(guān)資料查閱小于0.05㎜、0.01㎜、0.005㎜、0.0002㎜等粒徑土粒在不同溫度靜水中下沉某一深度所需的靜置時(shí)間。

2）吸取懸液懸液上下攪拌1min，根據(jù)各粒徑下沉某一深度所需的靜止時(shí)間讓?xiě)乙红o止，在靜止時(shí)間終止前10s將移液管放入設(shè)定的懸液深度處，規(guī)程采用10cm深度。移液管接上吸球吸取懸液，吸取量不少于25mL。第157頁(yè)/共508頁(yè)3）移懸液將移液管下口放入燒杯內(nèi)，用吸球?qū)乙簲D入燒杯內(nèi)。每吸取一組懸液后必須重新攪拌，再吸取另一組粒徑的懸液。

4）烘干稱量將燒杯中懸液蒸發(fā)至半干，放入烘箱，在105℃～110℃溫度下烘至恒量，稱燒杯內(nèi)試樣質(zhì)量。

第158頁(yè)/共508頁(yè)

3、按下式計(jì)算小于某粒徑的試樣質(zhì)量占試樣總質(zhì)量的百分比。

式中：

——懸液總體積，mL；

——吸取懸液的體積，mL；

——吸取25mL懸液中試樣干質(zhì)量，g；

——試樣干質(zhì)量，g。

4、繪制顆粒大小分析曲線。第159頁(yè)/共508頁(yè)五密度計(jì)法和移液管法中幾個(gè)注意問(wèn)題1、試樣的狀態(tài)和用量●粘性土顆分結(jié)果主要取決于被分析的試樣狀態(tài)、制備方法和分析方法等因素。試樣通常有天然濕度、風(fēng)干和烘干三種狀態(tài)。實(shí)踐證明：用天然濕度的試樣比風(fēng)干和烘干試樣所測(cè)得的粘粒含量均偏高。因?yàn)檎惩林型蟹强扇苄缘哪z體物質(zhì)，經(jīng)過(guò)干燥后細(xì)顆粒能膠結(jié)成團(tuán)，難以再度分散，所以，用天然濕度狀態(tài)下的試樣分析更符合實(shí)際。但是在實(shí)際工作中，往往在土樣取出后，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)途運(yùn)送，歷時(shí)較長(zhǎng)，無(wú)法保持其天然含水率，因此，建議采用風(fēng)干試樣，對(duì)于同一地區(qū)同一工程用途應(yīng)采用相同狀態(tài)的土進(jìn)行分析，以便比較。第160頁(yè)/共508頁(yè)●試樣的用量：根據(jù)對(duì)移液管法進(jìn)行研究結(jié)果表明，當(dāng)懸液濃度在0.5%～3%范圍時(shí)，各粒組的含量沒(méi)有顯著出入，而當(dāng)懸液濃度增加至4%～5%時(shí)，則0.25㎜～0.05㎜粒組含量增加，并相應(yīng)減少了粘粒含量。因此，用密度計(jì)法時(shí)，試樣用量規(guī)定為30g，而移液管法可酌情減少，規(guī)定用10g～20g。第161頁(yè)/共508頁(yè)

2、洗鹽●對(duì)于易溶鹽含量大于0.5%的試樣，未經(jīng)洗鹽的試樣和洗鹽后的試樣顆粒分析結(jié)果是不一樣的，前者粉粒含量高、粘粒含量低；后者粉粒含量低、粘粒含量高。因此，對(duì)于易溶鹽含量大于0.5%的試樣，應(yīng)進(jìn)行洗鹽。第162頁(yè)/共508頁(yè)●洗鹽方法電導(dǎo)率法具有方便、快速估計(jì)試樣含鹽狀況的優(yōu)點(diǎn)。其原理是根據(jù)電導(dǎo)率在低濃度溶液內(nèi)，與懸液中易溶鹽濃度成正比關(guān)系，電導(dǎo)率因鹽性不同而異。一般，當(dāng)電導(dǎo)率小于1000μS/㎝時(shí)，相應(yīng)的含鹽量不會(huì)大于0.5%，因此試驗(yàn)中規(guī)定用電導(dǎo)率法檢驗(yàn)洗鹽應(yīng)洗到溶液的電導(dǎo)率小于1000μS/㎝。而電導(dǎo)率大于1000μS/㎝時(shí)，應(yīng)將含鹽量計(jì)入，否則會(huì)影響試驗(yàn)計(jì)算結(jié)果。第163頁(yè)/共508頁(yè)

目測(cè)法比較簡(jiǎn)易，沒(méi)有電導(dǎo)率儀時(shí)可采用目測(cè)法。目測(cè)法：取少量（約3g）試樣放入燒杯中，加適量純水調(diào)成糊狀并研散，再加25mL純水煮沸10min，冷卻后移入試管中，靜置過(guò)夜，如出現(xiàn)凝聚現(xiàn)象則應(yīng)洗鹽。第164頁(yè)/共508頁(yè)

洗鹽一般用濾紙過(guò)濾或抽氣過(guò)濾。用純水洗濾到濾液的電導(dǎo)率小于1000μS/㎝時(shí)，或?qū)?%酸性硝酸銀溶液和5%酸性氯化鋇溶液無(wú)白色沉淀反應(yīng)。第165頁(yè)/共508頁(yè)3、分散劑細(xì)粒土的土?？煞殖稍?jí)顆粒和團(tuán)粒兩種。團(tuán)粒是由顆粒集結(jié)而成，它是沉積過(guò)程中以及其后的生存期間形成的。組成土的原級(jí)顆粒和團(tuán)粒，總稱之為結(jié)構(gòu)單元。目前我國(guó)多采用半分散法，方法是用煮沸加化學(xué)分散劑來(lái)進(jìn)行顆粒分散，這樣既能將土粒分散，又不破壞土的原級(jí)顆粒及其聚合體。這種分散方法比較符合工程實(shí)際情況，基本上可以使土在不受任何破壞時(shí)，求得土的粒組所占土總質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)。第166頁(yè)/共508頁(yè)

從目前國(guó)際上使用的分散劑品種來(lái)看，采用強(qiáng)分散劑（如六偏磷酸鈉、焦磷酸鈉）的比較多。如美國(guó)ASTM用六偏磷酸鈉，英國(guó)BS1377用六偏磷酸鈉加硅酸鈉；德國(guó)DIN18123用焦磷酸鈉。國(guó)內(nèi)大多數(shù)行業(yè)采用鈉鹽作為分散劑，以六偏磷酸鈉使用最廣，也有使用焦磷酸鈉的。因此，從試驗(yàn)資料的可比性和國(guó)內(nèi)外交流的需要著想，對(duì)一般易分散的土用4%濃度的六偏磷酸鈉作為分散劑。對(duì)于一些特殊土，可以根據(jù)工程實(shí)際情況及土類(lèi)特點(diǎn)選用合適的分散劑，但在試驗(yàn)記錄中應(yīng)予以注明。第167頁(yè)/共508頁(yè)4、密度計(jì)讀數(shù)標(biāo)準(zhǔn)的選擇密度計(jì)讀數(shù)標(biāo)準(zhǔn)一般有兩種，一種是全曲線分析讀數(shù)，即選用0.5min、1min、2min、5min、15min、30min、60min、120min、180min、1440min時(shí)刻分別測(cè)記密度計(jì)讀數(shù)；另一種是選取用相應(yīng)于各粒組界限值，如0.075㎜、0.05㎜、0.005㎜、0.002㎜的沉降時(shí)間作為讀數(shù)時(shí)間。考慮到密度計(jì)讀數(shù)的原則應(yīng)該既要能測(cè)出各粒組的界限值，同時(shí)又要控制測(cè)點(diǎn)在顆粒大小分布曲線上的均勻分布，使顆粒級(jí)配曲線的形狀趨于真實(shí)，還應(yīng)該顧及讀數(shù)的上限和下限，以滿足顆粒級(jí)配曲線的完整性。因此，選用的讀數(shù)標(biāo)準(zhǔn)為接近全曲線分析讀數(shù)法。第168頁(yè)/共508頁(yè)六顆粒分析試驗(yàn)中的可能誤差1、篩析法的誤差一個(gè)篩的篩孔可以看作是一系列空軛塊，當(dāng)顆粒處于篩孔上，有的可以通過(guò)而有的卻通不過(guò)，這主要取決于顆粒的尺寸和顆粒在篩面上的角度。同時(shí)還取決于下列因素：1）篩分的持續(xù)時(shí)間；2）不同篩子和不同操作者的影響；第169頁(yè)/共508頁(yè)3）試樣的數(shù)量。其實(shí)這三個(gè)影響因素都可以通過(guò)操作程序的規(guī)范化，使篩分結(jié)果的重復(fù)性大大提高。另外，篩子的孔徑也是影響因素之一。由于制造的原因，除較大的孔徑外，一般篩孔均為方孔，而被篩分的土粒形狀是各式各樣的，因此，從理論上講，篩分析不能正確地測(cè)定土粒直徑。但大于粉粒的許多顆粒，一般是圓的或較規(guī)則，其形狀接近于等尺寸的，所以，篩分析還是能得出相當(dāng)準(zhǔn)確的的粒徑量度。第170頁(yè)/共508頁(yè)

2）密度計(jì)法的誤差影響密度計(jì)法準(zhǔn)確性的主要因素有以下二個(gè)方面，即密度計(jì)的系統(tǒng)誤差和司篤克斯定律的適用性問(wèn)題。對(duì)于密度計(jì)的系統(tǒng)誤差可以通過(guò)一系列的校正系數(shù)得到解決。關(guān)于司篤克斯定律的適用性問(wèn)題，可以從理論與實(shí)際的對(duì)比來(lái)分析，司篤克斯定律是假定液面為無(wú)限伸展的，球體是表面光滑的剛性體。而實(shí)際上，土粒的形狀并非球形，特別是粘土顆粒；同時(shí)液面也是有限的；土粒沉降也不是單個(gè)顆粒而是許多土粒同時(shí)沉降，就會(huì)產(chǎn)生顆粒之間的互相干擾和量筒壁的影響。第171頁(yè)/共508頁(yè)

通過(guò)研究，將土粒直徑限止在0.075㎜以下、采用合適的量筒尺寸，可盡量減小誤差。但是，粘土中膠粒的布朗運(yùn)動(dòng)、懸液的濃度和粘度、土粒的非剛性和非圓形等對(duì)沉降是有一定影響的，所以，應(yīng)充分考慮密度計(jì)法所得分析結(jié)果的近似性。第172頁(yè)/共508頁(yè)第五節(jié)土的界限含水率試驗(yàn)一、概述

1、阿態(tài)堡限度粘性土的狀態(tài)隨著土中水量的變化而變化。各種粘土有一個(gè)處于塑性狀態(tài)的含水率范圍。界限含水率就是這個(gè)范圍的量度值。1911年瑞典科學(xué)家阿太堡（Atterberg）將土從液態(tài)過(guò)渡到固態(tài)的過(guò)程分為五個(gè)階段，規(guī)定了各個(gè)界限含水率，稱阿態(tài)堡限度。第173頁(yè)/共508頁(yè)

2、幾個(gè)術(shù)語(yǔ)

1）界限含水率粘性土的狀態(tài)因土中水量的變化而變化。各種粘性土有一個(gè)處于塑性狀態(tài)的含水率范圍，用來(lái)量度這個(gè)范圍的量度值稱為界限含水率。

2）液限粘性土可塑狀態(tài)的上限。

3）塑限粘性土可塑狀態(tài)的下限。第174頁(yè)/共508頁(yè)4）縮限土體從半固體狀態(tài)轉(zhuǎn)變成固體狀態(tài)的界限值，其特征是含水率低于塑限，水分蒸發(fā)時(shí)體積不再減小。對(duì)工程來(lái)說(shuō)，具有實(shí)用意義的是液限和塑限。界限含水率尤其是液限，能較好地反映土的某些物理力學(xué)性質(zhì)。第175頁(yè)/共508頁(yè)5）塑性指數(shù)：液限與塑限的差值

IP=wL-

wP

6）液性指數(shù)：天然含水率和塑限之差與塑性指數(shù)的比值。

w-wP

IL=————IP

液性指數(shù)是土抵抗外力的量度，其值愈大，抵抗外力的能力愈小。第176頁(yè)/共508頁(yè)3、試驗(yàn)?zāi)康暮瓦m用范圍:1）目的測(cè)定細(xì)粒土的液限、塑限和縮限，劃分土類(lèi)，計(jì)算塑性指數(shù)、液性指數(shù)，供設(shè)計(jì)，施工使用。

2）適用于粒徑小于0.5mm顆粒組成和有機(jī)質(zhì)含量不大于干土質(zhì)量5%的土。第177頁(yè)/共508頁(yè)4、試驗(yàn)方法:

液限——碟式儀法、圓錐儀法

塑限——滾搓法液塑限聯(lián)合測(cè)定法

第178頁(yè)/共508頁(yè)●對(duì)于液限的試驗(yàn)方法，目前國(guó)際上測(cè)定液限的方法是碟式儀法和圓錐儀法。各國(guó)采用的碟式儀和圓