公路土工試驗規(guī)程條文說明

公路土工實驗規(guī)程條文闡明JTJO51-93修訂說明根據(jù)交通部工程管理司下達修訂《公路土工實驗規(guī)程JTJO51-85》（下列簡稱《85規(guī)程》）的任務，交通部公路科學研究所和參加單位在1990至1992的三年時間內(nèi)，遵照1989年10月在西安召開的《85規(guī)程》座談會紀要精神，以兩個現(xiàn)行國標《土工實驗辦法原則GBJ123－88》和《土的分類原則GBJ145-90》為基礎，對《85規(guī)程》進行了修訂，又參考1988年實施的國標《森林土壤分析辦法》，對化學性質(zhì)實驗也進行了修訂，這次修訂的重要內(nèi)容為：一、土分類：遵照國標《GBJ145-90》，對《85規(guī)程》中的公路土分類進行了較大的修改。二、含水量：取消了炒干法。三、密度實驗：以灌水法取代水袋法；以灌砂筒和標定罐取代由漏斗、漏斗架、防風筒和套環(huán)構(gòu)成的灌砂法密度實驗儀；以電動取土器法取代手工取土器法。四、比重實驗：取消了比重瓶的計算校正法；增列了浮稱法和虹吸筒法。五、顆粒分析實驗：增加了甲種比重計法。六、收縮實驗：增列了原狀土收縮實驗。七、膨脹實驗：增加了有荷載膨脹量實驗和膨脹力實驗。八、增列了對粗粒土和巨粒土的最大干密度實驗。九、回彈模量實驗：增列了強度儀法；取消了抗壓法。十、直接剪切實驗：增列了粘質(zhì)土的侵剪實驗。十一、取消了十字板剪切實驗和無凝聚性土天然坡角實驗。十二、酸堿度實驗：刪去了比色法。十三、易溶鹽實驗：修訂了硫酸根測定的質(zhì)量法和EDTA間接配位滴定法；增列了鈉、鉀離子的火焰光度法；刪去了鈉、鉀離子總量的計算。十四、中溶鹽實驗：刪去了容量法；增列了質(zhì)量法。十五、難溶鹽實驗：刪去了容量法。十六、陽離子交換量實驗：刪去了“酸性土交換性鹽基構(gòu)成的測定”和“石灰性土代換性鈣的測定?！笔?、礦物成分實驗：刪去了氧化鈦、五氧化二磷及氧化鈉、氧化鉀的計算。十八、增列了各項化學性質(zhì)實驗成果的允許差表（附錄C）和二氧化碳密度表（附錄D）。為便于有關設計、施工、科研、教學等單位人員在使用本規(guī)程時能對的理解和執(zhí)行條文規(guī)定，《公路土工實驗規(guī)程》編制組根據(jù)建設部《工程建設技術(shù)原則編寫暫行措施》（91年建標技字第32號文）的統(tǒng)一規(guī)定，按《公路土工實驗規(guī)程》的章、節(jié)、條次序，編制《公路土工實驗規(guī)程條文闡明》，供國內(nèi)公路部門和單位參考。在使用中如發(fā)現(xiàn)本條文闡明有欠妥之處，請將意見直接函寄北京北三環(huán)中路48號交通部公路科學研究所（郵政編碼100088）。

目錄1總則2土的工程分類2.1普通規(guī)定2.2巨粒土分類2.3粗粒士分類2.4細粒土分類2.5特殊土分類2.6土的簡易鑒別分類和描述3土樣的采集、運輸和保管4土樣和試樣制備5含水量實驗5.1烘干法5.2酒精燃燒法5.3比重法5.4碳化鈣氣壓法6密度實驗6.1環(huán)刀法6.2電動取土器法6.3蠟封法6.4灌水法6.5灌砂法7比重實驗7.1比重瓶法7.2浮稱法7.3虹吸筒法8顆粒分析實驗8.1篩分法8.2比重計法8.3移液管法9界限含水量實驗9.l液限塑限聯(lián)合測定法9.2滾援法塑限實驗9.3縮限實驗10收縮實驗11天然稠度實驗12砂的相對密實度實驗13膨脹實驗13.l自由膨脹率實驗13.2無荷載膨脹量實驗13.3有荷載膨脹量實驗13.4膨脹力實驗14毛細管水上升高度實驗15滲入實驗15.l常水頭滲入實驗15.2變水頭滲入實驗16擊實實驗17粗粒土和巨粒土最大干密度實驗17.1振動臺法17.2表面振動壓實儀法18承載比（CBR）實驗19回彈模量實驗19.1承載板法19.2強度儀法

1總則1.0.1本規(guī)程涉及29個測定土的基本工程性質(zhì)的實驗項目。修訂本規(guī)程的目的是使公路系統(tǒng)的實驗室在進行土工實驗時有一種統(tǒng)一的實驗準則，使全部的實驗成果含有一致性和可比性。1.0.3至1.0.4共性技術(shù)規(guī)定系指土的物理、水理、力學和化學性質(zhì)實驗中帶共性的規(guī)定或原則，內(nèi)容涉及土性指標的選擇、成果整頓、指標換算和實驗報告等，是參考其它部門經(jīng)驗并結(jié)合公路工程特點制訂的。1.0.5本規(guī)程中土的工程分類系以國標《土的分類原則GBJ145-90》為基礎進行編制的，各項基本實驗遵照《土工實驗辦法原則GBJ123-88》對《公路土工實驗現(xiàn)程JTJ051-85》（下列簡稱《85規(guī)程》）進行了修訂。2土的工程分類2.1普通規(guī)定2.1.1本分類以《土的分類原則GBJ145-90》為基礎，系為公路巖土工程進行分類而編制，屬專門分類原則。內(nèi)容涉及對土類進行鑒別；擬定其名稱和代號，并給以必要的描述。由此可使公路工程用土的名稱統(tǒng)一，并對土的工程性質(zhì)含有定性的理解。2.1.2土的工程分類是土工實驗辦法的內(nèi)容之一，故分類實驗應遵照本規(guī)程有關實驗項目中規(guī)定的辦法和規(guī)定進行。2.1.3本分類將土分為巨粒土、粗粒土、細粒土和特殊土，能夠滿足普通的工程需要。由于土分類系按擾動試樣進行，因此，土的天然狀態(tài)如密度的松緊，含水狀態(tài)的干、濕，構(gòu)造狀態(tài)的成層或各向異性，歷史應力為正常固結(jié)或超固結(jié)等，分類中均未考慮，也不可能考慮。為此，象軟土、凍土等都沒有列入本原則。土的地質(zhì)成因?qū)ν恋男再|(zhì)有一定影響，但現(xiàn)在還沒有反映這種因素的定量指標，并且屬于同一成因的土類，其性質(zhì)也會千差萬別，因此絕大多數(shù)分類都不按成因劃分土類。填土事實上是一種無擬定概念的材料，能夠是本原則所涉及的多個土類，也能夠是建筑房碴或工業(yè)棄料，碰到這種狀況，建議在試樣描述中具體統(tǒng)計闡明。鹽漬土是我國西北地分辨布較廣的土類，本原則將其并入特殊土，但以含鹽量作為劃分根據(jù)。2.1.4粗粒土的性質(zhì)重要決定于土顆粒的粒徑分布和特性，而細粒土的性質(zhì)卻重要取決于土粒和水互相作用的狀態(tài)，即決定于土的塑性。土中有機質(zhì)對土的工程性質(zhì)也有影響。土顆粒的分布特性可用篩分法擬定，土的塑性指標易于借常規(guī)實驗測定。這些特性和指標也可在現(xiàn)場憑目測和觸感的經(jīng)驗辦法預計，根據(jù)這些特性和指標鑒別土類，即能反映土的重要物理力學性質(zhì)，操作也方便。2.1.5粒組劃分界限系反映土的某些性質(zhì)變化的粒徑值，如含有分子運動、毛細管水上升、親水性、滲入性等。本分類采用的粒組范疇重要是根據(jù)國外原則并結(jié)合實際應用而規(guī)定的。有關粘粒與粉粒的交界粒徑，現(xiàn)在世界多數(shù)國家已采用0.002mm作為原則?！禛BJ145-90》采用0.005mm作為粘粒上限。但鑒于我國公路部門在過去多采用0.002mm作為粘粒上限，路基路面設計、施工中有關參數(shù)例如土基回彈模量，路基填土高度等的提出，均以此作為基礎，故宜采用0.002mm作為粘粒上限。又鑒于活動性指標a計算公式a＝Ｉｐ/C中的C系指不大于0.002mm的顆粒含量；根據(jù)一千多個土樣實驗成果的回歸分析，發(fā)現(xiàn)活動性指數(shù)α與粘粒（＜0.002mm）含量C呈α＝αC-β的曲線關系。因此，用0.002mm作為粘粒上限，更能反映土的活性。2.1.6粗粒土的可壓實性、強度、壓縮性和滲入性等均與土的級配有關。Cu和Cc兩指標是國際通用指標。2.1.7塑性圖是美、英、日、德等國長久用于細粒土分類原則，國際上稱它為卡氏（Casagrannde）塑性圖。圖中的液限是由國外廣泛應用的卡氏蝶式儀測定的。為照顧到我國實際狀況，《GBJ145-90》采用了兩個液限原則ωL和ωL10，ωL與蝶式儀液限時的不排水強度等效，為此，《GBJI45-90》規(guī)定，如果測定土的液限采用蝶式儀或相稱于76g錐入土深度17mm，或其它承認的等效辦法（如10Og錐入土深度20mm），均可采用圖2.4.3的塑性圖進行分類。ωL10為76g錐入土深度10mm時的液限。在一種國家同時出現(xiàn)兩個波限原則，不能算是原則，并且容易造成混亂。在公路系統(tǒng)，宜采用100g錐液限原則。為了不使分類過細，仍如《GBJ145-90》同樣，塑性圖只采用A、B兩條線，A線上有機土分別用CHO和CLO表達。2.1.3本分類采用的多個代號和國外采用的相似。只是幾個特殊土的代號系本原則所規(guī)定，以免與其它代號相混。國際上對漂石與塊石、卵石與小塊石、礫石與角礫均用同一代號表達，不易分辨，建議用棱角形“angular”的第一種字母“a”作為B、Cb和G的腳標加以分辨，即塊石為Ba，小塊石為Cba，角礫為Ga。2.2巨粒土分類2.2.1與國外分類相比，巨粒土分類體系是我國分類原則的特色之一。本分類將含巨粒的土分為三檔：土中巨粒組質(zhì)量超出總質(zhì)量50％的土稱巨粒土，這時巨粒在土中起骨架作用，決定著土的重要性狀。土中巨粒組質(zhì)量為總質(zhì)量50％～15％時，土占優(yōu)勢，巨粒部分起骨架作用，部分起充填作用，籠統(tǒng)稱為漂（卵）石質(zhì)土。土中巨粒組質(zhì)量少于總質(zhì)量15％時，巨粒體積將局限性試樣總體積的10％，可視為散布在土內(nèi)的零星顆粒，對土的總體性狀不致有明顯影響，故可舍去不計，扣除巨粒后土樣按粗粒土或細粒土的對應規(guī)定分類定名。2.2.2至2.2.6土中巨粒組質(zhì)量多于試樣總質(zhì)量75％時，它們在土中所占體積已超出2/3，形成了骨架，對土的性狀起主宰作用，這類土應稱（純）巨粒土。巨粒組為總質(zhì)量的75％～50％，巨粒雖起重要作用，但土料的影響也不可無視，為簡化起見，定名為漂（卵）石夾土。漂石質(zhì)量多于總質(zhì)量50％的土稱漂石。這里漂石含量以試樣總質(zhì)量計，是為了與我國某些專門原則中的累積含量的概念獲得一致。漂石質(zhì)量少于總質(zhì)量50％的土稱卵石，從土的力學性質(zhì)來看，此種土可能被“降級”使用、由于此時漂石粒質(zhì)量可能比卵石粒的還要多。漂（卵）石夾上的劃分也基于上述考慮。漂（卵）石質(zhì)土是根據(jù)習慣概念分類定名。2.3粗粒土分類2.3.2礫類土按其中含細粒組的多少可分為三檔。當細粒組含量少于5％時，細粒對礫類土性質(zhì)無甚影響，應認為是（純）礫。此時級配對土的性質(zhì)有明顯影響，應予考慮。本分類采用的兩個級配指標和界限系根據(jù)我國長久工程經(jīng)驗，并參考國外重要標精擬定的。2.3.3砂類土的分類定名和礫石土—一對應；是符合普通習慣推理的。2.4細粒土分類2.4.1細粒土可分為下列幾個狀況：一、土內(nèi)粗粒組含量少于總質(zhì)量的25％時，粗粒零星散布，對土的性質(zhì)影響不大，故稱（純）細粒土。二、土內(nèi)粗粒組含量為總質(zhì)量的25％～50％時，粗粒已能起部分骨架作用，對土的性狀有相稱影響，理應在定名時予以反映。三、有機質(zhì)成分對土的物理力學性質(zhì)有不同程度的影響，分類時應予以反映。2.4.2根據(jù)本原則的土分類體系可將《85規(guī)程》原新老土名對照表修改如表2.4.2。鑒于老土名系按顆粒構(gòu)成機械地劃分，不同于新的分類體系，要完全套用新土名和代號是有困難的，因此，只能作大致的對照。從表2.4.2能夠看出，一種老土名可能出現(xiàn)兩個新土名，表明老分類法的不合理性。

2.4.3運用塑性圖進行細粒土分類的根據(jù)見本規(guī)程2.1.7闡明。圖中土類劃分界限是按國際上廣泛應用的原則和我國以往長久采用的按塑性指數(shù)Ip分類的標精擬定的。圖2.4.3中Ip＝10和Ip＝6兩條橫虛線之間的區(qū)域系過渡區(qū)，可能由低液限粉土ML過渡為低液限粘土CL。2.4.5分類指標有時正好位于劃分界限上，此時應當從工程安全角度出發(fā)，擬定土名稱。2.4.8土中有機質(zhì)成分可能是未完全分解的動植物殘骸，也可能是通過完全分解而失去原成分性質(zhì)的深色無定形物質(zhì)，普通可由外觀識別。現(xiàn)在對有機質(zhì)含量缺少公認的測試辦法，故各國的同類原則都按經(jīng)驗鑒別，用土烘烤后液限減少來鑒別，就是經(jīng)驗辦法之一。2．4.9根據(jù)我國各地40O0余組有機質(zhì)土的塑性指數(shù)Ip和液限ωL（76g錐液限原則）回歸分析，得它們在塑性圖上的分布如圖2.4.9其中沿海和內(nèi)陸沖積河漫灘相的有機質(zhì)土位于A線以上，而內(nèi)陸湖泊相沉積的有機質(zhì)土則位于A線下列。A線以上有機質(zhì)土的燒失量普通為5％～10％，A線下列的則均在15％以上，并且距A線愈遠，燒失量愈大。1983年，美國ASW修訂土分類原則時，也發(fā)現(xiàn)A線以上有有機質(zhì)土存在；英國BSCS-1981同樣承認了這個事實。我國楊可銘早在1981年就提出了這樣的研究成果。A線以上的有機質(zhì)仍按細粒土分類，只是在土類代號后綴以有機質(zhì)代號“O”。2.5特殊土分類2.5.1特殊土在塑性圖上的分布位置是根據(jù)我國大量實測資料統(tǒng)計后得到的，國外尚未發(fā)現(xiàn)過類似的成果。由于不同特殊土的成因，礦物成分、構(gòu)造與普通土有別，因此，它們在塑性圖上各占據(jù)一定的范疇是理所固然的。黃土在粒度上粉粒含量高，其中的粘土礦物成分以次生的高嶺石為主，故重要集中于A線以上的低液限區(qū)。膨脹土是高分散性的粘土，其礦物成分中親水的蒙脫石含量較其它土為多；根據(jù)近2000組資料的分析，它們均在A線以上。紅粘土的粘粒含量普通為50％～70％，屬粘土；但由于它們富含鐵鋁，天然狀態(tài)下呈團粒構(gòu)造，使按常規(guī)辦法測得的塑性指數(shù)偏低而落于A線之下，并且發(fā)現(xiàn)，但凡落在A線以上的紅粘土，其礦物成分中總是混入了一定量的蒙脫石和蛭石等親水物質(zhì)，這樣的紅粘土與A線下列的有明顯區(qū)別，并且有強烈的膨脹性，如果它們位于膨脹土范疇內(nèi)，應當視為膨脹土。鹽漬土根據(jù)被運用的土層中平均總鹽量可分為四檔。鹽漬土（saltysoil）的代號S和砂（sand）的代號相重復，故以代號St表達。2.6土的簡易鑒別、分類和描述2.6.1至2.6.7簡易鑒別分類重要是為現(xiàn)場勘察制訂的，也可供實驗室啟動試樣時初步鑒別土類。本原則的簡易鑒別分類辦法是根據(jù)國內(nèi)外廣泛應用的辦法，結(jié)合數(shù)年實踐經(jīng)驗擬定的。幾個簡易鑒別的具體辦法是根據(jù)我國工程勘察數(shù)年實踐經(jīng)驗規(guī)定的，對每一種鑒別成果均以三個檔次表達，由此能夠?qū)ν令愡M行較可靠的評價。2.6.8至2.6.9細粒土的簡易鑒別分類辦法是根據(jù)8種規(guī)程與手冊以及國外6種權(quán)威性的規(guī)程與原則，結(jié)合北京市勘察院數(shù)年來的工程勘察經(jīng)驗提出的。2.6.10單獨的土分類名稱和代號不能反映其原位狀態(tài)和某些特殊狀態(tài)。本條例內(nèi)容為描述土性狀的最基本內(nèi)容，方便為土的運用提供更精確的根據(jù)。2.6.11土的描述是工程中運用土或評價土的重要根據(jù)，故描述的重點應親密結(jié)合工程需要。例如，用土作填料時，其天然含水量，有機質(zhì)含量，粗細粒的搭配狀況，土層分布以及厚度等均直接影響到土料的適宜性和蘊藏量的預計等。如土用作建筑物地基，稠度狀態(tài)和構(gòu)造等，都與地基承載力、滲入性關系親密。3土樣的采集、運輸和保管3.0.1至3.0.3土樣的采集、運輸和保管，是完畢土工實驗極其重要的環(huán)節(jié)。如果送到實驗室的土樣不符合規(guī)定，沒有代表性，那么，任何精密的儀器和審慎的操作都將毫無意義。故本規(guī)程根據(jù)公路專業(yè)的特點和不同的工程性質(zhì)，分別規(guī)定出采樣的土體狀態(tài)、取樣辦法、土樣數(shù)量及‘取樣統(tǒng)計’。并對包裝、運輸與管理給出具體規(guī)定。每項實驗所需土樣的多少和土樣的工程分類、土樣狀態(tài)及土的最大粒徑有關，應參考表3.0.1采用。擾動土按質(zhì)量計，原狀土按體積計。工程（或委托）單位，將土樣送到實驗室的同時，必須附送‘委托實驗書’，方便實驗室核對驗收，從而確保試樣的品質(zhì)，進行有效實驗。4土樣和試樣制備4.0.1至4.0.6本規(guī)程規(guī)定統(tǒng)一土樣和試樣的制備程序和辦法，以提高實驗資料的可比性。本規(guī)程合用干擾動土樣的預備程序、擾動或原狀土樣的制備程序。擾動土樣的制備，涉及風干、碾散、過篩、勻土、分樣和貯存等預備程序以及制備試樣程序。擾動土樣的制備，視實際狀況，分別按擊實實驗規(guī)程中原則擊實辦法制樣，對中小型填方工程可按擊樣法或壓樣法進行。原狀上的開土、土樣描述及試樣制備強調(diào)了對土樣質(zhì)量的鑒別。為確保實驗成果的可靠性，質(zhì)量不符規(guī)定的原狀土樣不能做力學性質(zhì)實驗。4.0.7至4.0.9根據(jù)土樣的滲入性采用浸水（毛細管）飽和法和真空飽和法。普通滲入系數(shù)不不大于10-4cm/s，采用浸水飽和；不大于10-4cm/s采用真空飽和。滲入系數(shù)能夠預估，不一定實測。浸水飽和，費時諸多，可考慮使用高水頭或負壓的辦法，減少飽和時間。二氧化碳和反壓力飽和是現(xiàn)在較好的飽和辦法，但需要一定的儀器設備，故本規(guī)程沒有列入。在三軸壓縮實驗中，列有反壓力飽和及二氧化碳飽和。5含水量實驗5.1烘干法5.1.1含水量是土的基本物理指標之一，它反映土的狀態(tài)，它的變化將使土的一系列力學性質(zhì)隨之而異；它又是計算土的干密度、孔隙比、飽和度等項指標的根據(jù)，是檢測土工構(gòu)筑物施工質(zhì)量的重要指標。含水量實驗以烘干法為室內(nèi)的原則辦法，精度高，應用廣。5.1.2烘干法普通采用能控制恒溫的電熱供箱。5.1.3鑒于現(xiàn)在國內(nèi)外某些重要土工實驗原則多數(shù)以105～110℃為原則，故本實驗規(guī)定烘干濕度為105～11O℃。試樣烘至恒量所需的時間與土類及取土數(shù)量有關。本實驗規(guī)定土量為15～30g，對砂類土宜烘6～8h，粘質(zhì)土宜烘8～10h。砂類土、礫類土因持水性差，顆粒大小相差懸殊，水分變化大，因此試樣應多取某些，本規(guī)程規(guī)定取50g。對有機質(zhì)含量超出5％的土，因土質(zhì)不均勻，采用烘干法時，除注明有機質(zhì)含量外，亦應取50g。有機質(zhì)土在105～11O℃溫度下經(jīng)長時間烘干后，有機質(zhì)特別是腐植酸會在烘干過程中逐步分解而不停損失，使測得的含水量比實際的含水量大，土中有機質(zhì)含量越高，誤差越大。故本規(guī)程對有機質(zhì)含量超出5％的土，規(guī)定在65～70℃的恒溫下進行烘干。5.2酒精燃燒法5.2.1在試樣中加入酒精，運用酒精在土上燃燒，使土中水分蒸發(fā)，將土樣烘干，是快速簡易測定且較精確的辦法之一；合用于在沒有烘箱或土樣較少的條件下，對細粒土進行含水量測定。5.2.2酒精純度規(guī)定達95％。5.2.3取代表性試樣時，砂類土數(shù)量應多于粘質(zhì)土。5.3比重法5.3.1通過本法實驗，測定濕土體積，預計土粒比重，間接計算土的含水量。由于實驗時沒有考慮溫度的影響，所得成果精確度較差。土內(nèi)氣體能否充足排出，直接影響實驗成果的精度，故比重法僅合用于砂類土。5.3.2本實驗需用的重要設備為容積500mL以上的玻璃瓶。5.3.3土樣倒入未盛滿水的玻璃瓶中后，用玻璃棒充足攪拌懸液，使空氣完全排出，因土內(nèi)氣體能否充足排出會直接影響實驗成果的精度。5.4碳化鈣氣壓法5.4.1至5.4.2用碳化鈣氣壓法測定土的含水量，屬簡樸快速測定法。早在1967年，美國各州公路和運輸工作者協(xié)會（AASHTO）就已列入正式規(guī)程，1974年進行了修訂。儀器分大小兩種型號，大號裝試樣約26g（3勺），合用于低含水量（5％）的狀況；小號裝試樣約6g，合用于含水量較高（20％）的狀況。如按比例法使用二分之一試樣，則含水量的測定范疇能夠?qū)靥岣?。美國的快速含水量測定儀只合用于細粒土，大號儀器所用試樣規(guī)定無顆粒留在5mm篩上，而小號儀器則不允許含任何不不大于0.074mm（200號篩）的顆粒。待測定水分的材料于儀器罐體內(nèi)與吸水劑接觸，在罐體密封狀態(tài)下，吸水劑與材料中的水分發(fā)生化學反映，產(chǎn)生乙炔氣體，其化學方程為：從化學方程中能夠看出，乙炔（C2H4）的數(shù)量根據(jù)材料水分的數(shù)量而定。乙炔氣體所產(chǎn)生的壓力，與材料中的水分質(zhì)量成正比。壓力使指針轉(zhuǎn)動，通過與烘箱標定，由壓力表盤轉(zhuǎn)換為含水量百分數(shù)表盤，直接讀出含水量。氣壓法工作原理如圖5.4.2所示。交通部公路科學研究所與北京科學儀器廠合作，研制成HKC-2O0型和HKC-3O型含水量快速測定儀。HKC-20O型用于＜4Omm砂礫料含水量的測定，試樣取200g，含水量測定范疇為O～12％；用比例法取100g試樣，含水量測定范疇增至O～27％。HKC-30型用于路基土和某些穩(wěn)定土（如石灰、水泥、粉煤灰等穩(wěn)定土）含水量的測定，含水量測定范疇0～31％，用比例法取15g土樣，則含水量測定范疇為0～90％。與美國的類似儀器相比，HKC-200型和HKC-30型兩種儀器的特點在于：不僅適于細粒土，還合用于含粗顆粒的砂礫料，即合用范疇擴大至路面材料；試樣用量增多，大號儀器增至約8倍，小號儀器增至約5倍，從而能提高實驗精度；含水量的測定范疇也大大提高。因此，我們生產(chǎn)的儀器更適合于我國道路工程的實際狀況，更便于實用。乙炔是易燃易爆氣體，根據(jù)有關乙炔規(guī)范，最大爆炸壓力約為工作壓力的7～10倍。根據(jù)儀器的操作使用規(guī)定，擬定工作壓力為0～250kPa，工作最大壓力為300kPa，設計壓力為4000kPa。在儀器的研制過程中，我們選用了多個規(guī)格的砂芯過濾板、蠶絲、化纖、綿綸棕絲、不銹鋼材料的篩。在實驗中，發(fā)現(xiàn)網(wǎng)孔目直徑與土顆粒尺寸靠近時，儀器失去作用，儀器本身必須允許一部分土的微粒透過濾網(wǎng)進入表接頭內(nèi)。實驗成果表明，儀器過濾網(wǎng)采用多層不銹鋼網(wǎng)比較適宜。在儀器試制中，采用鋼球作為粉碎球，方便粉碎被測材料。為避免鋼球在碰撞中產(chǎn)生火花，對鋼球表面進行鍍銀解決。每臺儀器配有一小勺，用來計量吸水劑，一平勺吸水劑約8g。設1g水需吸水劑為xg，則根據(jù)乙炔與水作用的化學方程可得：64:X=36:1X=l.78（g）HKC-200型的試樣質(zhì)量200g，含水量測定范疇0～12％，當含水量為12％時，合計水量21．43g。需吸水劑質(zhì)量：

HKC-3O型在實際使用中更優(yōu)于國外同類產(chǎn)品。5.4.3國外的吸水劑是專利產(chǎn)品，價格昂貴，不能依靠國外進口。從1980年起，我們對國內(nèi)有關產(chǎn)品取樣試用，大多數(shù)效果不佳，其中江蘇吳縣石灰氮廠生產(chǎn)的Ⅰ型電石粉，能夠滿足實驗規(guī)定。5.4.4在試樣含水量較大而又無把握擬定含水量的大概范疇的狀況下，宜先試用比例法，避免過大的含水量超出儀器的測量范疇，操作時應予注意。6密度實驗6.1環(huán)刀法6.1.1密度是土的基本物理性指標之一，用它能夠換算土的干密度、孔隙比、孔隙率、飽和度等指標。無論在室內(nèi)實驗或野外勘察以及施工質(zhì)量控制中，均須測定密度。環(huán)刀法只能用于測定不含礫石顆粒的細粒土的密度。環(huán)刀法操作簡便而精確，在室內(nèi)和野外普遍采用。6.1.2在室內(nèi)做密度實驗，考慮到與剪切、固結(jié)等項實驗所用環(huán)刀相配合，規(guī)定室內(nèi)環(huán)刀容積為6O～150cm3。施工現(xiàn)場檢查填土壓實密度時，由于每層土壓實度上下不均勻，為提高實驗成果的精度，可增大環(huán)刀容積，普通采用的環(huán)刀容積為2O0～500cm3。環(huán)刀高度與直徑之比，對實驗成果是有影響的。根據(jù)鉆探機具、取土器的筒高和直徑的大小，擬定室內(nèi)實驗使用的環(huán)刀直徑為6～5cm，高2～3cm；野外采用的環(huán)刀規(guī)格尚不統(tǒng)一，徑高比普通以1～1.5為宜。環(huán)刀壁越厚，壓入時土樣擾動程度也越大，因此環(huán)刀劈越薄越好。但亦刀壓人土中時，須承受相稱的壓力，壁過薄，環(huán)刀容易破損和變形。因此，建議普通壁厚用1.5～2mm。6.1.3根據(jù)工程實際需要，采用原狀土或制備所需狀態(tài)的擾動土。6.2電動取土器法6.2.1至6.2.2《85規(guī)程》密度實驗中的取土器法采用由環(huán)刀、環(huán)蓋、定向筒和錘擊系統(tǒng)（導桿、落錘、手柄）構(gòu)成的取土器。按土質(zhì)干濕和緊密程度的不同，采用直接壓入法、落錘打入法或手錘打入法將環(huán)刀壓入或打入土中。若土質(zhì)緊硬不能壓入時，用落錘將環(huán)刀打入土中；若用落錘打入仍有困難時，須另換地方用手錘再行錘擊。用落錘和手錘打入法取土樣，不僅操作費力，并且由于振動力大，對路基土的原狀構(gòu)造有擾動．從而影響實驗精度。因此，國內(nèi)有關土工實驗規(guī)程均未列入手動取土器法。江蘇沐陽縣公路儀器廠研制的HTJ型灰土取芯機采用電瓶供電，驅(qū)動直流電機，使取芯頭轉(zhuǎn)動，并配備有調(diào)速器，根據(jù)路基土的濕度調(diào)節(jié)該機轉(zhuǎn)速，便可獲得最佳效果。取芯頭有φ50×50mm、φ7O×70mm、φ100×100mm三種規(guī)格，可根據(jù)需要選用。取芯頭為可換式。取芯速度快，例如取φ5O×5Omm的一只土芯僅需14s。用該機所取的試件，因不擾動路基的原狀構(gòu)造，故能反映其真實狀況，這是手動取土器法所不能比擬的。這種取芯機因系電動，最適宜于石灰土基層的取樣。對于較干的硬塑土，用灰土取芯機取樣，也是非常方便、合用的。為擴大該機的使用范疇，將灰土取芯機改名為“電動取土器”，用它取代手動取土器。6.2.3由于取芯頭圓筒外表有幾條螺旋狀突起，切下的土屑排在筒外順螺紋上旋拋出地表，因此，將取芯套筒套在切削好的土芯立柱上，搖動即可取出樣品，不必象手動取土器法那樣，要用鎬將環(huán)刀及土樣挖出。6.3蠟封法6.3.1不能用環(huán)刀切削的堅硬易碎、含有粗粒、形狀不規(guī)則的土，可用蠟封法測定密度。6.3.3蠟封試樣在水中的質(zhì)量，系指試樣在水中的重力與浮力之差；蠟封試樣的質(zhì)量和蠟封試樣在純水中的質(zhì)量之差，與純水在T℃時的密度的比值，即為蠟封試樣的體積；當再減去試樣上蠟的體積之后，即得風干土樣的體積。密度實驗中使用的石蠟，選用55號石蠟為宜，其密度以實測為難。如無條件實測，可采用其密度的近似值0.92g／cm3；進行計算。測定石蠟的密度，應根據(jù)‘阿基米德原理’，采用靜水力學天平稱量法或采用500～1000mL廣口瓶比重法進行。封蠟時，為避免易碎裂土的擾動和蠟封試樣內(nèi)氣泡的產(chǎn)生，本規(guī)程采用一次漸漸浸蠟辦法。6.4灌水法6.4.1本實驗辦法合用于現(xiàn)場測定粗粒土和巨粒土特別是后者的密度，從而可為粗粒土和巨粒土最大密度實驗（振動臺法和表面振動器法）提供施工現(xiàn)場檢查密實度的手段。6.4.2《GBJ123-88》灌水法密度實驗的儀器設備中沒有座板，不便對塑料薄膜進行操作。為此，本實驗參考日本《道路公團實驗辦法》中灌水法密度實驗KODAN107-1985），增加了帶環(huán)套的座板。以往規(guī)程中使用的橡皮囊，尚無定型產(chǎn)品。故本實驗規(guī)定采用聚氯乙烯塑料薄膜。日本灌水法密度實驗中的給水裝置采用水槽，按稱量法擬定座板部分和試坑的容積?！禛BJ12-88》采用附有刻度的儲水筒，按注水前后儲水筒內(nèi)水位高度的差值計算試坑容積，比稱水槽質(zhì)量方便些，故本實驗的給水裝置采用儲水筒。6.4.3按試樣最大粒徑擬定試坑尺寸，《GBJ123-88》規(guī)定最大粒徑最高為60mm、偏小，而日本灌水法密度實驗統(tǒng)計中試樣最大粒徑達600mm，試坑容積達1.6m3，偏大。從實用角度出發(fā)，本實驗規(guī)定試樣最大粒徑為200mm，普通狀況下，能夠滿足現(xiàn)場檢查巨粒土密實度的規(guī)定。6.4.4日本灌水法密度實驗分開測定細粒料與石料的含水量，這樣更符合實際，故本實驗采用了這種辦法。日本對細粒料與石塊的劃分以75mm為界，本實驗將分界粒徑改為60mm，因日本以75mm作為礫粒的上限，而我國則以60mm作為粗粒土和巨粒土的分界粒徑。6.5灌砂法6.5.1灌砂法普通在野外應用。灌砂法是運用均勻顆粒的砂，由一定高度下落到一規(guī)定容積的筒或洞內(nèi)，按其單位重不變的原理來測量試洞的容積。參考水電部《土工實驗規(guī)程SDS01-79》，《85規(guī)程》把灌砂法密度實驗列入附錄。該實驗使用的重要設備是灌砂法密度實驗儀，涉及漏斗、漏斗架、防風筒和套環(huán)。鑒于公路部門不常使用這種儀器，而使用最多的是灌砂筒和標定罐，因此，這次修訂時，改為用灌砂筒來測定土的密度。6.5.2至6.5.5這種新的灌砂筒是根據(jù)英國原則BS137和BS1924設計制作的，其特點是，將過去所用的灌砂法密度測定儀的幾個分開部件（如漏斗、漏斗架、防風筒、套環(huán)和量砂容器）合成一種整體。使用時，貯砂筒內(nèi)量砂，處在筒的封閉條件下，完全不受風的影響，因此，其測量精度高，精確性好。例如，用粒徑0.25～0.50mm的量砂，在直徑150mm、高170mm的標定罐（容積3038cm3）內(nèi)標定量砂的密度，共標定10次。另外，擬定填滿灌砂筒下部圓錐體需要的量砂質(zhì)量，也測定10次，這兩種實驗的成果如表6.5.2所示。從表列資料能夠看出，所得量砂密度的精度很高，變異系數(shù)僅0.08％。用灌砂法測量試洞的容積時，其精確度和精度受下列幾個因素的影響：1．標定罐的深度對砂的密度有影響。標定罐的深度減2.5cm，砂的密度約減少1％。因此，標定罐的深度應與試洞的深度一致。2．貯砂筒中砂面的高度對砂的密度有影響。貯砂筒中砂面的高度減少5cm，砂的密度約減少1％。因此，現(xiàn)場測量時，貯砂筒中的砂面高度應與標定砂的密度時貯砂筒中的砂面高度一致。3．砂的顆粒構(gòu)成對實驗的重視性有影響。使用的砂應清潔干燥，否則，砂的密度會有明顯變化。用不同粒徑的砂標定漏斗的體積和砂的密度時的重現(xiàn)性列在表6.5.3中。從表中所列資料能夠看出，使用粒徑0.3～0.6mm砂的重現(xiàn)性最佳。標定的精度達成0.001kg。7比重實驗7.1比重瓶法7.1.1土粒比重是土的基本物理性指標之一，是計算孔隙比和評價土類的重要指標。有關比重的定義，以往國內(nèi)《土工實驗規(guī)程》和常見教科書上普通將比重定義為：土粒在溫度100～105℃，烘至恒重時的重量與同體積4℃時蒸餾水重量的比值。近年來，國外某些書刊中給出這樣的定義：給定體積材料的質(zhì)量（或密度）與等體積水的質(zhì)量（或密度）的比值。各類科技詞典中，多取物理學的定義來解釋比重這個詞，即物理的重量與其體積的比值?！懂敶茖W技術(shù)詞典》將材料的比重定義為：材料的密度和其一原則材料密度之比，這一定義更含有科學性和普通性。事實上，國外書刊上已直接用材料比重來定義土的比重了。鑒于以上狀況，并考慮到我國法定計量單位中有關“比重”概念給土工實驗某些基本公式和計算造成不便的現(xiàn)實，我們?nèi)匝匾u使用“比重”這個無量綱名詞，作為土工實驗中的專用名詞來看待。但它有明確的定義：土粒比重是土粒在溫度105～110℃下烘至恒量時的質(zhì)量與同體積4℃時純水質(zhì)量的比值，這樣既照顧了習慣使用方法，又有明確的科學定義，符正當定計量的有關規(guī)定。本實驗合用于粒徑不大于5mm的土。顆粒不大于5mm的土用比重瓶法測定。根據(jù)土的分散程度、礦物成分、水溶鹽和有機質(zhì)的含量又分別規(guī)定用純水和中性液體測定。排氣辦法也根據(jù)介質(zhì)的不同分別采用煮沸法和真空抽氣法。7.1.2現(xiàn)在各單位多用100mL的比重瓶，也有采用50mL的。比較實驗表明，瓶的大小對比重成果影響不大，但因100mL的比重瓶能夠多取些試樣，使試樣的代表性和實驗的精度提高，因此本規(guī)程建議采用100mL的比重瓶，但也允許采用50mL的比重瓶。7.1.3比重瓶校正普通有兩種辦法：稱量校正法和計算校正法。前一種辦法精度比較高，后一種辦法引入了某些假設，但普通認為對比重影響不大。本實驗以稱量校正法為準。7.1.4有關試樣狀態(tài)，規(guī)定用烘干土，但考慮到烘焙對土中膠粒有機質(zhì)的影響尚無一致意見，因此這次規(guī)定普通應用烘干試樣，也可用風干或天然濕度試樣。有機質(zhì)含量普通規(guī)定不大于5％時，能夠用純水測定。從資料上看，易溶鹽含量不大于0.5％時，用純水和中性液體測得的比重幾乎無差別。含鹽量不不大于0.5％時，比重值可差1％以上，因此規(guī)定含鹽量不不大于0.5％時，用中性液體測定。排氣辦法，規(guī)程中仍選用煮沸法為主。如需用中性液體時，則采用真空抽氣法。粗、細粒土混合料比重的測定，本規(guī)程規(guī)定分別測定粗、細粒土的比重，然后取加權(quán)平均值。7.2浮稱法顆粒不不大于5mm的礫石、碎石等粒粒，顆粒本身有孔隙存在?？紫队址址忾]的與開敞的兩部分。浸水時開敞部分為水所填充，封閉部分水不能浸入。因此，粗粒比重的種類普通以視比重、干比重、飽和面干比重和比重四種辦法來表達。規(guī)程中采用視比重，這樣比較方便，由于普通指的孔隙，事實上是指被水充填的孔隙。浮稱法所測成果較為穩(wěn)定。但不不大于20mm粗粒較多時，采用本辦法將增加實驗設備，室內(nèi)使用不便，因此，規(guī)定粒不不大于5mm的試樣中20mm顆粒不大于10％時用浮稱法。7.3虹吸筒法由于對粗顆粒的實體積測試不準，因此虹吸筒法測得的成果不穩(wěn)定，測得的比重值普通偏小，普通只有在粒徑不不大于5mm的試樣中20mm的顆粒不不大于1O％時，才用虹吸筒法。本實驗辦法測得的比重與浮稱法相似，也為土粒的視比重。若要測定飽各面干比重，亦采用虹吸筒法，具體操作參考有關手冊。8顆粒分析實驗8.1篩分析8.1.1當不不大于0.074mm的顆粒超出試樣總質(zhì)量的15％時，應先進行篩分實驗，然后通過洗篩，再用比重計法或移液管法進行實驗。8.1.2在選用分析篩的孔徑時，可根據(jù)試樣顆粒的粗、細狀況靈活選用。8.1.3對于礫類土等顆粒較大的土樣，按其最大顆粒決定試樣數(shù)量，這樣比較直觀，易于掌握，又可得到比較有代表性的數(shù)據(jù)。用風干土樣進行篩分實驗，按四分法取代表性試樣，數(shù)量隨粒徑大小而異，粒徑愈大，數(shù)量愈多。8.1.4對于無凝聚性的土樣，可采用于篩法；對于含有部分粘土的礫類土，必須用水篩法，以確保顆粒充足分散。8.2比重計法8.2.1比重計法合用于粒徑不大于0.074mm的細粒土。8.2.2國內(nèi)已有上海市計量技術(shù)咨詢開發(fā)服務中心監(jiān)制的TM-85型比重計生產(chǎn)。該比重計精度符合國際原則，無需進行刻度、有效沉降距離和彎液面的校正。8.2.3本規(guī)程選用的試劑供作分散解決和洗鹽之用，其中六偏磷酸鈉和焦磷酸鈉屬強強分散劑。8.2.4比重計分析用的土樣采用風干土，試樣質(zhì)量為3Og，即懸液濃度為3％。8.2.5TM-85型比重計雖免去刻度等項繁復的校正，但余下的溫度、土料比重和分散劑的校正，仍需按規(guī)定進行。8.2.6根據(jù)我們對分散劑和分散辦法的實驗研究成果，特對分散劑和分散辦法作以下規(guī)定：在進行土的分散之前，用煮沸后的蒸餾水，按1:5的土水比浸泡土樣，搖振3min，澄清約半小時后，用酸度計或pH試紙測定土樣懸液的pH值。按照酸性土（pH＜6.5）、中性土（pH=6.5～7.5）、堿性土（pH＞7.5）分別選用分散劑。這樣，就可避免采用一種分散劑所帶來的偏差。對酸性土（3Og土樣），加0.5mol/L氫氧化鈉20mL；對中性土（3Og土樣），加0.25mol/L草酸鈉18ml，；對堿性土（30g土樣），加0.082mol/L六偏磷酸鈉15mL。若上的pH值不不大于8，六偏磷酸鈉分散效果不好或不好分散時，另用30g土樣加0.125mol幾焦磷酸鈉14mL進行分散。加入以上分散劑稍加振蕩，煮沸40min，即可分散。對于用強分散劑（如焦磷酸鈉）仍不能分散的土樣，可用陽離子樹酯（粒徑不不大于2mm）100g投入浸泡的土樣中，不停攪拌，使之進行交換，歷時約2h，觀察其不起泡時為止，闡明此時離子交換基本完畢。再過2mm篩，將陽離子樹脂與土樣懸液分開，然后在土樣懸液中加入0.083mol/L六偏磷酸鈉15mL，不煮沸即可分散。交換后的樹脂，加鹽酸解決，使之恢復后，仍能繼續(xù)使用。8.2.7本規(guī)程規(guī)定對易溶鹽含量超出總量0.5％的土樣須進行洗鹽，采用過濾法。洗鹽的檢查辦法，本規(guī)程采用目測法，如本規(guī)程8.2.7.3之規(guī)定。另外尚可采用“電導法”，其具體操作辦法，詳見有關的實驗規(guī)程。電導法效率高，操作方便、精確。它的原理是根據(jù)電導率在低濃度溶液范疇內(nèi)，與懸液中易溶鹽成正比關系。由于導電率因鹽性不同其值也不一，故對不同地區(qū)不同鹽性的土類，應作原則樣實驗。當對含有易溶鹽超出O.5％的土進行比重計或移液管法顆粒分析時，若不洗鹽，將對實驗成果產(chǎn)生明顯的影響，如表8.2.7所示。

差不大，但為保險起見，采用50℃是沒有問題的，普通狀況下，可采用40℃，這樣可縮短實驗時間。由于移液管法是直接吸取懸液烘干、稱量的，免去了比重計的某些校正，所測出的粘粒含量較精確。從粘粒含量的對比成果來看，比重計法與移液管法的實驗成果靠近。如無恒溫水槽，則在室溫變化不大的狀況下（在測定時間內(nèi)，室溫變化不大于0.5℃），也可采用室溫法。辦法是將吸液深度從10cm減為5cm，按實際懸液溫度計算某粒徑的靜置時間，取此值的二分之一，作為吸取懸液的時間。100mL或mL量管均可采用。9界限含水量實驗9.1液限塑限朕合測定法9.1.1測定土的液限和塑限最通用的辦法分別為碟式儀法和滾搓法?，F(xiàn)在，碟式儀仍然有兩種劃刀，一種是ASTM劃刀（簡稱A刀），另一種是卡氏劃刀（簡稱C刀）。實驗成果表明，用A刀測得的液限值比用C刀測得的液限值約低10％。另外，碟式儀底座的硬度也影響實驗成果。用滾搓法測定粘質(zhì)土的塑限時，如果掌握土條的斷裂原則不一致，則將產(chǎn)生較大的人為誤差。對于砂類土，劃溝和搓條均感困難。因此，各國的趨勢是采用錐式儀來測定土的液限。195O年以來，我國始終采用瓦氏76g平衡錐來測定土的液限，對應的入土深度為hL=10mm。用不同基座材料的碟式儀測得液限時土的抗剪強度如表9.1.1-1所示。按76g錐原則測得土（從低塑性到高塑性）液限時的抗剪強度如表9.1.1-2所示，顯然高出表9.1.1-1中數(shù)值許多。9.1.3試樣制備好壞對液限塑限聯(lián)合測定的精度含有頭等重要意義。制備試樣應均勻、密實。普通制備三個試樣。一種規(guī)定含水量靠近液限（入土深度20±0.2mm），一種規(guī)定含水量靠近塑限，一種居中。否則，就不容易控制曲線的走向。對于聯(lián)合測定精度最有影響的是靠近塑限的那個試樣。能夠先將試樣充足搓揉，再將土塊緊密地壓入容器，刮平，待測。當含水量等于塑限時，對控制曲線走向最有利，但此時試樣很難制備，必須充足搓揉，使土的斷面上無孔隙存在。為便于操作，根據(jù)實際經(jīng)驗含水量可略放寬，以入土深度不不不大于4～5mm為限。調(diào)節(jié)聯(lián)合測定儀，使錐尖與土表面接觸，按鈕使錐自動落下。有關放錐時間，1979年水電部頒發(fā)的《土工實驗規(guī)程》規(guī)定為15g，而英國BS1377-75則規(guī)定為5g。我們在實驗中發(fā)現(xiàn)，粘質(zhì)土錐深隨時間變化不甚明顯，對低塑性土，在5～3Os之間錐深隨時間的增加有加大的趨勢，其對應的液限塑限值隨之減小。交通部第一公路勘察設計院曾對10個低塑性土試樣以不同放錐時間（5g、15s、30s）進行了對比實驗，發(fā)現(xiàn)不同時間的液限塑限差值不大，不致影響土的定名，因此放錐時間定為5s是可行的。對于土面變形的誤差不另校正，統(tǒng)一計入讀數(shù)內(nèi)。采用度盤或游標后，讀數(shù)可讀到0.01cm。9.1.4從附圖9.1.1-2能夠看出，在低塑性范疇內(nèi)（ωL＜35），如用兩條曲線計算和值，則基本上可概括圖中點子的分布，一條是下部的雙曲線，縱坐標以液限ωL＝20為原點，因ωL＜20時，點子極少；另一條是上部的多項式曲線，曲線左端到ωL＝24為止，因在該點以左，點子也極少。首先需要測定hL＝20mm時土的液限ωL，然后分別按砂類土和細粒土的公式計算對應的hp值。于是，塑限值可直接從lOgh-logω圖上讀出。在h-ω雙對數(shù)坐標紙上，當年a、b、c三點不在同始終線上時，《GBJ123-88）規(guī)定按固定hp值（hp＝2mm）擬定ab、ac兩直線交點處的兩個含水量，本規(guī)程9.1.4規(guī)定按變數(shù)hp值擬定ab、ac兩直線交點處的二個含水量；顯然，后者更為合理，由于hP值隨土質(zhì)而異。9.2滾搓法塑限實驗9.2.1塑限實驗長久以來采用滾搓法，該法雖存在許多缺點、如原則不易掌握，人為因素較大，但由于實驗人員已在實踐中積累了許多經(jīng)驗，國際上也有諸多國家采用此法，故本規(guī)程仍將滾搓法列入，作為校核實驗。9.2.2有關滾搓工具，有的單位認為毛橡皮板同樣能得出滿意的成果，在無毛玻璃板的狀況下，也允許用毛橡皮板。9.2.3國內(nèi)外在測定塑限的規(guī)定中，搓條辦法不盡相似，土條斷裂時的直徑多數(shù)采用3mm，我國歷次規(guī)程均采用3mm，故仍沿用3mm。有關滾搓速度，各國均無具體規(guī)定，美國ASTMD424規(guī)定搓滾速度為每分鐘80～90次，英國BS1377規(guī)定，手指的壓力必須使?jié)L搓5～10個來回后，土條直徑由6mm減至3mm。，高塑性粘土則允許來回10～15次。這種規(guī)定太細、太死，不易掌握，也無必要，故仍維持原有規(guī)定。對于某些低液限砂類土，始終搓不到3mm，可認為塑性極低或無塑性，可按極細砂解決。9.3縮限實驗9.3.1本節(jié)內(nèi)容是用實驗辦法求得土的縮限含水量，其體縮率和線縮率的測求辦法見收縮實驗（TO121-93）。9.3.2縮限實驗所用收縮皿，其直徑最佳不不大于高度，方便于蒸發(fā)干透，也可用液限實驗杯替代。但環(huán)刀是不適宜的，因它不便振動排氣，不便擠壓，同時環(huán)刀與玻璃杯之間容易跑水流土。9.3.3分層裝填試樣時，要注意不停擠壓拍擊，以充足排氣。否則，不符合體積收縮等于水分減少的基本假定，而使計算成果失真。本規(guī)程規(guī)定收縮皿底和皿壁要平滑彎曲，為的是易于裝土排氣。改用蠟封法替代水銀排開法測定體積，在于避免污染。10收縮實驗10.0.1隨著土體含水量的減少，土的收縮過程大致可分三個階段（見圖10.0.1）：直線收縮階段（Ⅰ），其斜率為收縮系數(shù)；曲線過渡階段（Ⅱ），隨土質(zhì)不同，曲線各異；近水平直線階段，此時土的體積基本上不再收縮。根據(jù)定義，編限系指土在收縮過程中，體積不再變化時所對應的含水量，即圖10.0.1中C點所對應的含水量。但在實際過程中很難擬定這一點，因此，普通以過渡階段曲線的拐點E（即Ⅰ、Ⅱ兩階段直線延長線的交點）所對應的含水量ω’s替代。根據(jù)實驗和計算，含水量不大于ω’s后，土體減少的收縮率僅為總收縮的5～10％；Terzaghi也曾測得這種附加的收縮率不大于總收縮率的5％，可見以E點替代C點的誤差是不大的。本實驗的目的是測定原狀土和擊實土試樣在自然風干條件下的線縮率、體縮率、縮限及收縮系數(shù)等收縮指標。10.0.2在儀器設備方面，現(xiàn)在國內(nèi)多采用輕金屬制成百分表架與托板連在一起的型式，方便整體稱量，避免重復裝卸試樣。也電熱干燥器，或放干燥劑，能夠減輕氣溫變化的影響，并可隨時稱質(zhì)量。有的單位提出用微波干燥的辦法，在低溫下快速干縮，大概1～2h即可完畢收縮全過程。迄今還沒有定型設備。10.0.3原狀土收縮實驗的辦法諸多，大部分為直接量測法，例如，將原狀土切削成立方體或長方體，以量測各個棱邊長度的變化，或在土塊四周和上端安裝百分表，觀察整體收縮變形量。在辦法上一致的是試樣上放測板，下放多孔板，運用低溫和干燥劑等。在量測方面，除卡尺、百分表、蠟封法外，近來也有用聚氯乙烯封閉的。這對體積變形復雜或?qū)Πl(fā)生細裂紋的試樣，有一定適應性。11天然調(diào)度實驗11.0.1和11.0.4液限塑限聯(lián)合測定用雙對數(shù)坐標繪制含水量與入土深度的關系時，有較好的線性關系。稠度的劃分，既然為0～1.0，那就不能用雙對數(shù)坐標來表達入土深度與稠度的關系，而須用普通坐標來表達它們的關系，這就帶來一種問題：終究入土深度與稠度是線性關系或是曲線關系？所謂線性關系，就是入土深度h與ωc的關系能夠式（11.0.1-1）表達：12砂的相對密實度實驗12.0.1相對密實度是無凝聚性粗粒土緊密程度的指標，對于土作為材料的建筑物的地基穩(wěn)定性，特別是在抗震穩(wěn)定性方面，含有重要的意義。12.0.2相對密度實驗中的三個參數(shù)，即最大干密度、最小干密度及現(xiàn)場干密度對相對密度值都很敏感。因此，實驗辦法和儀器設備的原則化是十分重要的。然而，現(xiàn)在沒有統(tǒng)一而完善的測求最大、最小孔隙比的辦法，天然孔隙比的測定也存在不少問題。從國外狀況看，美國對相對密實度實驗研究較多，最大密度實驗辦法也基本上統(tǒng)一用震動臺法。12.0.3（Ⅰ）最小平密度實驗測定最大孔隙比即最小干密度的辦法常見的有漏斗法、量筒法和松砂器法。水電部門的比較實驗成果表明，幾個辦法所得成果相差不大，但多個辦法本身尚存在不同的問題。漏斗法是用小的管徑來控制砂樣，使其均勻緩慢地落入量筒，以達成很疏松的堆積。但由于受漏斗管徑的限制，有些粗顆粒受到阻塞；加大管徑又不易控制砂樣的慢慢流出，故普通只合用于較小顆粒的砂樣。慢速倒轉(zhuǎn)法由于顆粒下落較慢，粗顆粒下落較快，產(chǎn)生粗細顆粒分層現(xiàn)象。交通部《JTJ051-85》和水電部《SD128-84）兩個規(guī)程均選用漏斗法快速倒轉(zhuǎn)法；而《GBJ123-88》采用的慢速倒轉(zhuǎn)法，為了與國標獲得一致，故這次修訂時也采用慢速倒轉(zhuǎn)法。理由是慢速倒轉(zhuǎn)法即使存在上述缺點，但能達成較松的密度，測得最大孔隙比。（Ⅱ）最大干密度實驗測定砂的最小孔隙比即最大干密度，國外采用振動臺法，國內(nèi)以往采用振動錘擊法。普通采用的辦法，按加力性質(zhì)可分為三大類：錘擊法，振動法，錘擊振動或靜荷載與振動聯(lián)合使用的辦法。錘擊法重要合用于略具粘性的砂土，與擊實實驗的作用相似。振動法是一種較好的辦法，因能產(chǎn)生不同的慣性力而引發(fā)密度的增加，因此美國ASTM將其列為原則實驗辦法。錘擊與振動聯(lián)合使用的辦法，兼有振動與錘擊的優(yōu)點?！禛BJ123-88）在制訂過程中，曾將兩種辦法進行過比較，成果表明，振動錘擊法比振動臺法測得的最不不大于密度為大，如表12.O.3。鑒于以上實驗成果，本規(guī)程仍以振動錘擊法作為測定最大干密度的原則辦法。12.0.4式（12.O.4-5）是國際上計算相對密度Dr的通用公式。13膨脹實驗13.1自由膨脹率實驗13.1.1自由膨脹率是反映土膨脹性的指標之一，它與土的粘土礦物成分、膠粒含量、化學成分和水溶液性質(zhì)等有著親密的關系。本實驗的目的在于測定粘質(zhì)土在無構(gòu)造力影響下的膨脹潛勢，初步評定粘質(zhì)土的脹縮性。自由膨脹率與液限實驗相配合，對鑒別膨脹土可得到滿意的成果。自由膨脹率實驗含有辦法簡樸易行、便于室內(nèi)大量實驗、出成果較快等優(yōu)點。13.1.2無頸漏斗是自由膨脹率實驗中的重要設備，與支架和量土杯配成量樣裝置。比較實驗表明，用100mL比用50mL測得的成果系統(tǒng)性地偏大，闡明量筒容積大的水量多、土柱矮、壓力小，土粒浸水膨脹的效果好。本實驗從精度著眼規(guī)定用50mL量筒，但考慮到上述優(yōu)點，也允許采用100mL量筒。13.1.3粘土顆粒在懸液中有時有長久混濁的現(xiàn)象，為了加速實驗，可采用加凝聚劑的措施，本實驗規(guī)定加入5％氯化鈉溶液5mL。13.1.4土樣制備是至關重要的。首先是土樣過篩的孔徑大小問題。用不同孔徑過篩的試樣進行比較實驗，其成果是過篩孔徑越小，10mL容積的土越輕，自由膨脹率越小。本規(guī)程規(guī)定過0.5mm篩孔作為原則。多個分散程度也會引發(fā)粘粒含量的很大差別。因此，為了獲得相對穩(wěn)定的實驗條件，規(guī)定采用過篩、四分法取樣，并規(guī)定充足分散。規(guī)程規(guī)定用原則烘干法（105～110℃）制備土樣。因試樣是用體積法量取，緊密或松散會影響自由膨脹率的大小。為消除這個影響因素，規(guī)定采用漏斗和支架、固定落距、一次倒入的辦法，并將量土杯內(nèi)徑統(tǒng)一規(guī)定為20mm，高度略不不大于內(nèi)徑，使在裝土、刮平時避免或減輕自重和振動的影響。攪拌的目的是使是液中土粒分散，充足吸水膨脹。攪拌的辦法有量筒重復倒轉(zhuǎn)和上下來回攪拌兩種。前者操作困難，工作強度大；后者有隨攪拌次數(shù)的增加，讀數(shù)有增大的趨勢。本實驗規(guī)定試樣在水中浸泡24h后再開始測試。13.1.6本規(guī)程按自由膨脹率大小規(guī)定了不同的精度規(guī)定，自由膨脹率大者，平行差值取高限，自由膨脹率小者，平行差值取低液。13.2無荷載膨脹量實驗13.2.1無荷載膨脹量實驗是測定試樣在無荷載有側(cè)限條件下浸水后的單向膨脹量，合用于原狀土和擊實土試樣。13.2.2試樣尺寸對膨脹量是有影響的。在統(tǒng)一的膨脹穩(wěn)定原則下，膨脹量隨試樣高度的增加而減小，隨直徑的增大而增大。為了在無荷載條件下實驗時間不致拖得太長，選用試樣高2Omm，直徑58mm；即環(huán)刀內(nèi)徑58mm，高35mm，扣去頂土塊高15mm，得凈高為20mm。13.2.3膨脹量與土的自然狀態(tài)關系非常親密。起始含水量、干密度都直接影響實驗成果。為了避免透水石的水分影響初始讀數(shù)，規(guī)定透水石先烘干，再埋置在切削試樣剩余的碎土中1h，使大致含有與試樣相似的濕度。有些規(guī)程規(guī)定不放濾紙，以排除濾紙變形對實驗成果的影響。但有時透水石會沾帶試樣表層土，使實驗后物理指標的測定受到影響。國內(nèi)有單位采用薄型濾紙（打字機中的墊紙），在不同壓力下量測浸水前后的濾紙變形量相差很小，能夠無視對實驗成果的影響。實驗用水的成分、離子濃度（pH值）和水溫對膨脹量都有一定的影響。水溶液成分不同，交換離子越高的土，其膨脹量也越大。而當水溶液成分不同時，膨脹性隨溶液濃度的增加而削弱。天然水的pH值對膨脹量的影響不大，遠比溶液的成分和離子濃度的影響小。規(guī)程中規(guī)定采用純水（蒸餾水）或天然水。比較實驗表明，6h內(nèi)變形不超出0.01mm時，計算的膨脹量僅相差O.1％。因此，選用6h內(nèi)變形不超出0.01mm作為無荷載膨脹量實驗的穩(wěn)定原則。13.2.4膨脹量與通過時間的關系曲線有需要時才繪制。13.3有荷載膨脹量實驗13.3.1有荷載膨脹量實驗是在有側(cè)限條件下，按實際荷載大小測定原狀土或擊實粘質(zhì)土的膨脹量。13.3.2本實驗涉及到加荷問題，因此瓦氏膨脹儀已完全不合用。現(xiàn)在應用比較普遍的仍是固結(jié)儀。儀器在壓力下的變形會影響實驗成果，應予校正。13.3.3為了保持試樣始終浸在水中，規(guī)定注入至土樣頂面以上5mm。為了方便排氣，采用逐步加水。裝百分表時，要考慮實驗時可能發(fā)生沉降和脹升兩種狀況。一次持續(xù)加荷是指將總荷載分成幾級，一次持續(xù)加完。具體作法是如總荷載不不大于15OkPa時，每級可定為5kPa；不大于15OkPa時，每級可定為2.5～4kPa。同一種試樣，荷載越大，穩(wěn)定越快，無荷載時，膨脹穩(wěn)定最慢。對不同試樣，則反映出膨脹量越大，穩(wěn)定越慢，歷時越長。因此，本實驗規(guī)定2h的讀數(shù)差不超出0.01mm，作為穩(wěn)定原則是可行的，但要避免因試樣含水量較高或荷載過大產(chǎn)生的假穩(wěn)定。因此，規(guī)程規(guī)定應測定試樣實驗前、實驗后的含水量，計算孔隙比，根據(jù)計算的飽和度，推斷試樣與否已充足吸水膨脹。13.4膨脹力實驗13.4.1膨脹力是粘質(zhì)土遇水而產(chǎn)生的內(nèi)應力。隨著此力的解除，土體發(fā)生膨脹，從而使土基上建筑物或路面等受到破壞。根據(jù)實測，當不允許土體發(fā)生膨脹時，有些粘質(zhì)土的膨脹力可達1600kPa，因此對膨脹力的測定是有現(xiàn)實意義的。室內(nèi)測定膨脹力的辦法和儀器有多個，國內(nèi)外采用最多的是以外力平衡內(nèi)力的辦法，即平衡法。實際應用時，應盡量靠近現(xiàn)場原位狀況。13.4.2為了加荷方便精確，常規(guī)固結(jié)儀應配以鐵砂和盛砂筒，以替代硅碼和吊盤。13.4.3在平衡法實驗中，平衡不及時或施加過量的壓力都會影響到潛能勢的發(fā)揮。表13.4.3的實驗資料闡明，膨脹力隨允許變形值的增大而增加。當允許變形值由O.01mm增至O.1mm時，膨脹力將提高50％左右。為了提高實驗質(zhì)量，允許變形量應限制到O.O05mm。但由于儀器本身的變形和量測精度不夠，由此而引發(fā)操作上的困難，因此本實驗規(guī)定允許變形值為O.Olmm。規(guī)定對變形較大的儀器（如固結(jié)儀），在施加平衡荷載時，注意使百分表指針不要退回到初讀數(shù)，而是指向與壓力相對應的儀器變形位置。還規(guī)定在加荷平衡時，指針應指向不大于平衡位置0.01mm范疇內(nèi)，目的是為等待壓縮穩(wěn)定和為累積儀器變形值留有余地。在穩(wěn)定時間問題上，實驗資料表明，達成最大膨脹力的時間并不長，浸水后3～5h內(nèi)變化較大，后來則趨于平緩。因此，規(guī)定加荷平衡后2h不再膨脹，作為穩(wěn)定原則是可行的。14毛細管水上升高度實驗14.0.1有關毛細管水上升高度實驗辦法的選擇，我們認為，現(xiàn)在國際上用正、負水頭作用的辦法測得的毛細管水上升高度，事實上是毛細管水頭，對路基影響不大，而對路基產(chǎn)生危害作用的是強烈毛細管水上升高度。要測定毛細管水上升高度，只能用直接觀察法，按土的塑限值從上升高度與含水量的關系曲線上查出強烈毛細管水上升高度。以塑限作為強烈毛細管水上升高度的之限是由于含水量不大于塑限時，對路基不發(fā)生危害。14.0.2鐵道部科學研究院設計的毛細管水上升高度實驗儀比普通的儀器優(yōu)越，其特點是用特制掛簧能確保盛水筒水位下降時水面高度始終保持不變；升高盛水筒能加大水頭作用，縮短觀察時間；盛土樣的管子采用有機玻璃管，能經(jīng)久耐用，裝土搗實時不致破壞，其側(cè)面開有間距100cm的小孔，便于取土測定含水量；能觀察毛細管水上升速度。鑒于這些優(yōu)點，故本規(guī)程選用這種儀器。盛水筒彈簧可按下列密圈圓柱形螺旋彈簧計算公式進行設計：15滲入實驗15.1常水頭滲入實驗15.1.1滲入是水在多孔介質(zhì)中運動的現(xiàn)象。若土中滲入水流呈流線狀態(tài)，則滲入速度與水力坡降成止比。當水力坡降等于1時的滲入速系數(shù)，以達西定理表達，即與溫度有關，為此，在計算中要換算到原則溫度下的滲入系數(shù)。有關原則溫度，各國極不統(tǒng)一，美國采用20℃，日本采用15℃，前，蘇聯(lián)采用10℃。鑒于《GBJ123-88》以20℃作為原則，為了與國標獲得一致，故本規(guī)程改為以20℃作為原則溫度。有關實驗用水問題，水中含氣體對滲入系數(shù)的影響，重要是由于水中氣體分離，形成氣泡堵塞土的孔隙，使?jié)B入系數(shù)減少。因此，實驗中規(guī)定用無氣水，用實際作用于土中的天然水更加好。本規(guī)程規(guī)定用過濾后的純水進行脫氣，并規(guī)定水溫高于室溫3～4℃，目的是避免水進入試樣因溫度升高而分解出氣泡。15.1.4按土力學的基本公式計算干密度和孔隙比。根據(jù)滲入系數(shù)與動力粘滯系數(shù)成反比的關系，很容易把某溫度下的滲入系數(shù)換算為原則溫度下的滲入系數(shù)?？紫侗扰c滲入系數(shù)的關系曲線，需要時才繪制。15.2變水頭滲入實驗15.2.1變水頭滲入實驗合用于粘質(zhì)土。15.2.2用于變水頭滲入實驗的儀器規(guī)定構(gòu)造簡樸，止水嚴密，易于排氣。普通以采用變水頭負壓裝置比較適宜，因負壓既可用抽氣機產(chǎn)生，也可用貯水瓶和溢水瓶裝置來產(chǎn)生。用負壓式辦法測得的滲入系數(shù)比其它辦法穩(wěn)定，這是它的優(yōu)點。15.2.3實驗用水規(guī)定與常水頭滲入實驗相似。用原狀土試樣實驗時，可根據(jù)需要用環(huán)刀垂直或平行于土樣層面切??；用擾動土樣實驗時，可按擊實法制備試樣，兩者均須進行充水飽和。15.2.4滲入系數(shù)計算公式中的作用水頭對于負壓裝置和抽氣機裝置是不相似的，負壓裝置中的貯水瓶至溢水瓶水位H與抽氣機裝置中13.6N相稱，N為真空度。求得的滲入系數(shù)也是測試溫度下的滲入系數(shù)，同樣需換算為原則溫度下的滲入系數(shù)。16擊實實驗16.0.1各國所用的擊實實驗辦法是大同小異的，重型擊實實驗辦法的單位擊實功為輕型擊實法的4.5倍。由于各國所用試筒的容積與美國的不盡相似，因此實驗辦法就有所不同：一種是變化擊數(shù)而不變化擊實功，例如英國；另一種是不變化擊數(shù)而變化擊實功,例如日本。英國BS1377-75將試筒容積調(diào)節(jié)為1000cm3后,為了維持原輕型598.2kJ/m3的擊實功數(shù)值,特將每層擊數(shù)提高到27次。日本JISA1210-70則在調(diào)節(jié)試筒容積之后,仍維持每層擊數(shù)為25次和55次左右,從而使對應的擊實功變化為549.2kJ/m3和24981.1kJ/m3。交通部公路科學研究所所編寫的“路面材料及其實驗辦法”中，對擊實實驗也采用了類似英國不變化擊實功而變化擊數(shù)的作法，即對不同實驗類別分別采用27次和98次,使對應的擊實功仍維持在598.2kJ/m3和2677.2kJ/m3左右。這樣的變動原則是合理的,因此,本規(guī)程采用了這些規(guī)定，以求統(tǒng)一。為了適應不同道路等級、多個壓實機具等的規(guī)定，本規(guī)程將輕型與重型實驗并列。采用哪種辦法，應根據(jù)有關規(guī)定或工程、科學實驗的特殊需要選定。交通部公路科學研究所對高含水量粘質(zhì)土進行過比較實驗，發(fā)現(xiàn)按干土法（用風干土依次加水作擊實實驗）與按濕土法求得的成果有很大差別，對于最大干密度，前者大，后者?。粚τ谧罴押?，前者小，后者大。對于這種高含水量的土，如仍按干土法作擊實實驗，則無形中增大了對土基壓實的規(guī)定，施工中事實上是達不到的，因而采用濕土法比較符后實際。我國對這種實驗辦法已有豐富的實踐經(jīng)驗，故本規(guī)程列入了濕土法。16.0.2交通部公路科學研究所在研制多用途的路面材料測試儀時，其附件之一的擊實筒，采用了與美國試筒相近的尺寸，其中大試筒高17cm，減去墊塊厚度5cm，凈高為12cm，容積達2177cm3，比美國的類似試筒2144cm3稍大。設計的大試筒是為了既可作擊實實驗，可也作承載比實驗。以前采用穿心錘和導桿構(gòu)造，在實驗過程中，錘易擊筒頂邊上，損壞試筒，影響成果。圖16.0.2-2的構(gòu)造能夠克服上述缺點。16.0.3根據(jù)實驗類型的不同，分別采用干土法和濕土法準備試樣。擊實實驗使用的土樣，重復使用與否在原理上是有差別的。重復使用土樣時，土所受功效影響較大。不重復使用土樣時，土所受功效影響較小，兩者的最大干密度和最佳含水量略有不同，但不重復使用，土需要15～20kg，而重復使用時，普通3kg左右就夠了，兩者相差5～5.6倍，在運輸和實驗時，都感不便。故本規(guī)程采用重復使用土樣。所謂濕土法，就是采集5個以上的高含水量土樣，每個質(zhì)量3kg左右，按施工時能進行碾壓的最高含水量分別晾干至不同含水量，其中最少3個土樣不大于此最高含水量，最少2個土樣不不大于此最高含水量，然后按常規(guī)法進行擊實實驗。16.0.4根據(jù)工程的具體規(guī)定，按擊實實驗辦法種類中規(guī)定選擇輕型或重型實驗辦法；根據(jù)土的性質(zhì)按表16.O.1-2規(guī)定選用干土法或濕土法，對于高含水量土宜選用濕土法；對于非高含水量土則選用干土法；除對易擊碎的試樣外，試樣能夠重復使用。16.0.4.2是很重要的實驗環(huán)節(jié)，應嚴格掌握；對于干土法，每次直增加2～3％的含水量，這樣能夠提高擊實曲線的質(zhì)量。16.0.5土中夾較大的顆粒，如碎（礫）石等，對于求最大干密度和最佳含水量都有一定的影響。因此實驗規(guī)定要過38mm篩。如38mm篩上顆粒（稱超尺寸顆粒）較多（3～3O％）時，所得成果誤差較大。因此，必須對超尺寸顆粒的試料直接用大型試筒（容積2177cm3）作實驗，或近似地用公式進行校正。最佳含水量按公式（16.0.5-4）校正時，普通狀況下，可不考慮吸水率，但吸水性能強的石料（如礓石）必須考慮吸水率。17粗粒土和巨粒土最不不大于密度實驗17.1振動臺法17.1.1本實驗規(guī)定采用振動臺法測定無粘性自由排水粗粒土和巨粒土（不大于0.074mm的干顆粒質(zhì)量百分數(shù)不不不大于15％）的最大密度。美國ASTM、日本、澳大利亞和加拿大等國都采用振動臺法。馮冠慶和楊蔭華實驗研究了振動臺法的原則化問題；驗證了相似級配模型外插法；并與某工程現(xiàn)場碾壓于密度統(tǒng)計資料作了對比。此項研究成果納入了本規(guī)程。振動臺法與表面振動壓實儀法均是采用振動辦法測定土的最大干密度。前者是整個土樣同時受到垂直方向的振動作用，而后者是振動作用自土體表面垂直向下傳遞的。研究成果表明，這兩種辦法對無粘聚性自由排水土最不不大于密度實驗的測定成果基本一致，但前者實驗設備及操作較復雜；后者相對地較簡易，且更靠近于現(xiàn)場振動碾壓的實際狀況。因此，使用單位可根據(jù)實驗設備擁有狀況擇其一即可，僅推薦優(yōu)先考慮采用表面振動壓實儀法。順便指出的是，已有的國內(nèi)外研究成果表明，對于象砂卵漂石及堆石料（Rockfillmaterials）這樣的無粘聚性自由排水土而言，普氏擊實法不是最適宜的測定最大干密度的辦法，國內(nèi)外一致公認采用振動辦法，而不采用普氏擊實法。因此，本規(guī)程建議此后一律采用本次增列的振動辦法測定無粘聚性自由排水土的最大干密度。17.1.2為滿足試筒、套筒、試樣、加重底板及加重塊等質(zhì)量的規(guī)定，振動臺最大負荷不適宜不大于200kg。試筒容積隨土粒最大尺寸而異，對于60mm允許最大料徑，試筒容積達14200cm3。試樣允許最大粒徑應與試筒尺寸相對應（見表17.1.2）。為便于操作，須配備一臺起吊機。

19回彈模量實驗19.1承載板法19.1.1本辦法當壓力較大時，加卸載將比較繁鎖，因此重要合用于含水量較大、硬度較小的土。19.1.2本規(guī)程將承載板直徑改為5Omm，杠桿壓力儀的加壓球座徑應對應改為5Omm。用原有設備時，必須確保加壓球座在承載上居中放置，避免發(fā)生偏心。將承載板直徑由37.4mm改為50.Omm，目的是與現(xiàn)場承載板檢成果較好地一致，原尺寸的室內(nèi)承載板實驗得出的回彈模量往比現(xiàn)場實驗偏大諸多。為減輕質(zhì)量，承載板采用空心圓柱體。室內(nèi)實驗回彈變形很小，特別是在加載初始階段，估讀誤差大，且很不方便，故將百分表改為千分表。19.1.3由于加載初始時的土樣塑性變形，得出的P-l曲線有可能與縱坐標軸相交手原點下列的位置。如果仍按讀數(shù)值計算回彈變形，其中將包含一部分塑性變形，故應用從每個變形讀數(shù)中減去交點坐標數(shù)值的辦法予以修正。19.2強度儀法19.2.1本實驗法合用于多個濕度、密度的土和加固土，硬度較大的土用本辦法尤為方便。19.2.2本辦法所規(guī)定的試筒，僅需在普通擊實實驗和CBR實驗所用的試筒上，鉆始終徑5mm深5mm的螺絲孔，普通的簡易機工車間都能很方便地做到。強度儀法和承載板法所用的承載板相似，兩種儀器通用。為避免量表支桿生銹后與表夾難以良好聯(lián)接，支桿最佳能沖電鍍解決。將百分表改為千分表的因素見條文闡明19.l.2。本規(guī)程介紹了單位沉降量s、壓縮系數(shù)a、固結(jié)系數(shù)Cv、壓縮模量Es和先期固結(jié)壓力Pc等的擬定辦法。20.2快速實驗法20.2.1至20.2.3快速實驗法是每級荷載下固結(jié)lh，最后一級荷載固結(jié)24h，以兩者變形之比作為校正系數(shù)校正變形量?！禛BJ123-88》認為這種實驗的理論根據(jù)局限性，故未納入原則?？紤]到公路部門在修建高等級公路時，需采集大量土樣作固結(jié)實驗，如規(guī)定均按常規(guī)辦法進行，則實驗時間將會拖得很長，不能滿足實際工作需要，故本規(guī)仍保存快速實驗法。21黃土濕陷實驗21.0.1本實驗將原生黃土、次生黃士、黃土狀土及新近堆積黃土統(tǒng)稱為黃土類土。壓縮變形，指黃土在荷載作用下含水量不變時的垂直變形。這種變形相稱于黃土地基未經(jīng)解決，當建筑物施工時，含水量變化很小，重要是荷載增加所產(chǎn)生的垂直變形。濕陷變形，指黃土在荷載和浸水共同作用下，由于構(gòu)造遭破壞的垂直變形，這是黃土的重要特性。根據(jù)濕陷大小，將黃土分為濕陷性黃土和非濕陷性黃土。濕陷性黃土又分為自重濕陷性黃土和非自重濕陷性黃土。黃土濕陷性指標的測定，國內(nèi)外都沿用單線、雙線兩種辦法，單線法比雙線法更合用于黃土變形的實際狀況。雙線法簡便，工作量小，但與變形的實際狀況不完全符合，故以單線法為原則辦法。21.0.2見2O.1.2條文闡明。21.0.3為測定黃土的濕陷性指標普通應切取三個原狀土樣，一種試樣用于測定孔隙比或垂直變形與壓力的關系，另兩個試樣用于測定大孔隙比與壓力的關系。21.0.4浸水壓力和濕陷系數(shù)是劃分濕陷等級的重要指標，工業(yè)與民用建筑物地基的基底壓力大多在200kPa下列，采用200kPa的浸水壓力靠近實際荷載。因此，以200kPa的浸水壓力作為評定濕陷系數(shù)的原則。黃土顆粒間的粘性機理與粘土不同，故對黃土的壓縮變形和濕陷變形，普通均采用每小時變形量不不不大于0.01mm為穩(wěn)定原則。21.0.5《GB123-88》采用濕陷系數(shù)和自重濕陷系數(shù)作為濕陷指標，本規(guī)程以大孔隙比和相對下沉系數(shù)作為濕陷指標。兩者均能表征黃土的濕陷特性。22直接剪切實驗22.1粘質(zhì)土的慢剪實驗22.1.1直接剪切實驗所用儀器構(gòu)造簡樸，操作方便，以往實驗室均用該實驗測定土的抗剪強度指標。由于應力條件和排水條件的限制，國外僅用直剪儀進行慢剪實驗。本規(guī)程規(guī)定慢剪是重要辦法。慢剪實驗是在試樣上施加垂直壓力及水平剪切力的過程中均勻地使試樣排水固結(jié)。如在施工期和工程使用期有充足時間允許排水固結(jié)，則可采用慢剪實驗。22.1.2直剪儀分為應變控制式和應力控制式兩種。應變控制式的優(yōu)點是能較精確地測定剪應力和剪切位移曲線上的峰值和最后值，且操作方便，故本規(guī)程以此儀器為準。22.1.3對于每個土樣切取多少個試樣的問題，普通是按照垂直壓力的分級來擬定。對于正常固結(jié)粘土，普通在10O～400kPa荷載的作用下，能夠認為符合庫倫方程的直線關系，因此切取4個土樣，方便逐步施加四級垂直壓力。根據(jù)我們數(shù)年對黃土的實驗，每一級壓力空小某些，能夠取垂直壓力分別為50、100、200、300、400kPa五級，需切取五個試樣。22.1.4實驗資料表明，當剪切速率為0.017～0.024mm／min時，剪切過程中試樣能充足排水，測得的慢剪強度比較穩(wěn)定。本規(guī)程規(guī)定慢剪速率為0.02mm／min。以往多個規(guī)程中規(guī)定每小時變形不不不大于0.05mm為穩(wěn)定原則，考慮到土類不同固結(jié)穩(wěn)定時間不同，因此，本規(guī)程規(guī)定粘質(zhì)土垂直變形每小時不不不大于0.005mm。有關剪切原則，當剪應力與剪切變形的曲線有峰值時，體現(xiàn)出測力計百分表指針不再邁進或明顯后退，即為剪損。當剪應力與剪切變形的曲線無峰值時，體現(xiàn)出百分表指針隨手輪旋轉(zhuǎn)而繼續(xù)邁進，則規(guī)定某一剪切位移的剪應力值為破壞值。國內(nèi)普通采用最大位移為試樣直徑的1/10，對61.8mm直徑的試樣約為6mm，本規(guī)程規(guī)定為6mm。22.1.5公式（22.1.5-1）中的n為手輪轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)的位移量（0.01mm）。式（22.1.5-2）也是抗剪強度s的計算公式，R需采用對應于最大剪應力的百分表讀數(shù)。22.2粘質(zhì)土的固結(jié)快剪實驗22.2.1固結(jié)快剪實驗是在試樣上施加垂直壓力待排水穩(wěn)定后施加水平