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是指土的固体颗粒质量与土的总体积之比。
(KN/m3或g/cm3)
干密度常用作土压实的控制指标。
2、饱和密度ρsat:
是指土孔隙中全部被充满水时土的密度。
(KN/m3)
ρw是水的密度,=9.81KN/m3=9.81×
10-3N/cm3。
3、浮密度(或浸水密度)ρ/:
是指土浸在水中受到水的浮力作用时的单位体积的重量。
或
4、孔隙比e:
是土中孔隙的体积与固体颗粒体积之比。
用来评价土的紧密程度。
5、孔隙率n:
指土中孔隙体积与总体积之比。
孔隙比与孔隙率之间存在下述关系:
6、饱和度Sr:
是指孔隙中水的体积与孔隙体积之比。
饱和度用来描述土中水充满孔隙的程度。
Sr=0时土是完全干燥的;
Sr=1时土是完全饱和的。
砂土按饱和度可划分为三种状态:
0<Sr≤0.5稍湿的;
0.5<Sr≤0.8潮湿的;
0.8<Sr≤1.0饱和的
已知土的三个指标ρs、w、e,试推算各有关指标。
假定Vs=1,根据定义得:
孔隙体积Vv=e,土粒质量为ρs,水的质量为
ρs·
w,水的体积为ρs·
w/ρw。
则:
已知土的试验指标ρs,w,ρ;
试推算各有关指标:
假定V=1:
则土的质量为ρ;
土粒质量为ρ/(1+w);
水的质量为:
ρw/(1+w);
土粒体积为:
ρ/ρs(1+w);
孔隙体积为1-ρ/ρs(1+w);
水的体积为ρw/ρw(1+w)。
土的物理性质试验
(1)含水率试验:
有烘干法、酒精燃烧法、比重法、红外线照射法、微波加热法。
定义;
测定土的含水率,是指土颗粒表面以外的水分,它包括土中结合水和自由水。
密度试验:
有环刀法、电动取土器法、蜡封法、灌砂(水)法。
比重法测含水率
1取代表性砂类土试样200~300g,放入土样盘内。
2向玻璃瓶中注入清水至1/3左右,然后用漏斗将土样盘中的试样倒人瓶中,井用玻璃棒搅拌l~2min,直到所含气体完全排出为止。
3向瓶中加清水至全部充满,静置1min后用吸水球吸去泡沫,再加清水使其充满,盖上玻璃片,擦干瓶外壁,称质量。
4倒去瓶中混合液,洗净,再向瓶中加清水至全部充满,盖上玻璃片,擦干瓶外壁,称质量,准确至0.5g
蜡封法
试验步骤
1用削土刀切取体积大于30cm3试件,削除试件表面的松、浮土以及尖锐棱角,在天平上称量,准确至0.01g。
取代表性土样进行含水量测定。
2将石蜡加热至刚过熔点,用细线系住试件浸入石蜡中,使试件表面覆盖一薄层严密的石蜡,若试件蜡膜上有气泡,需用热针刺破气泡,再用石蜡填充针孔,涂平孔口。
3待冷却后,将蜡封试件在天平上称量,准确至0.01g。
4用细线将蜡封试件置于天平一端,使其浸浮在盛有蒸馏水的烧杯中,注意试件不要接触烧杯壁,称蜡封试件的水下质量,准确至0.01g,并测量蒸馏水的温度。
5将蜡封试件从水中取出,擦于石蜡表面水分,在空气中称其质量,将其与3中所称质量相比,若质量增加,表示水分进入试件中;
若浸入水分质量超过0.03g,应重作。
比重试验
比重瓶校正
1将比重瓶洗净、烘干,称比重瓶质量,准确至0.001g。
2将煮沸经冷却的纯水注入比重瓶。
对长颈比重瓶注至刻度处,对短颈比重瓶应注满纯水,塞紧瓶塞,多余水分自瓶塞毛细管中溢一。
调节恒温水槽至5℃或10℃,然后将比重瓶放入恒温水槽内,直至瓶内水温稳定.取出比重瓶,擦干外壁,称瓶、水总质量m1,准确至0.001g。
3以5℃级差,调节恒温水槽的水温,逐级测定不同温度下的比重瓶、水总质量,至达到本地区最高自然气温为止.每个温度时均应进行两次平行测定,两次测定的差值不得大于
0.002g,取两次测值的平均值。
绘制温度与瓶、水总质量的关系曲线。
1将比重瓶烘干,将15g烘干土装入100mL比重瓶内,若用50ml比重瓶,装烘干土约12g),称量。
2为排除土中空气,将已装有干土的比重瓶,注蒸馏水至瓶的一半处,摇动比重瓶,并将瓶在砂浴中煮沸,煮沸时间自悬液沸腾时算起,砂及低液限粘土应不少于30min,高液限粘土应十少于1h,使土粒分散。
注意沸腾后调节砂浴温度,不使土液,溢出瓶外。
3如系长颈比重瓶,用滴管调整液面恰好至刻度(以弯液面下缘为准),擦干瓶外及瓶内壁刻度以上部分的水,称瓶、水、土总质量m2。
如系短颈比重瓶,将纯水注满,使多余水分自瓶塞毛细管中溢出,将瓶外水分擦干后,称瓶、水、土总质量m2,称量后立即测出瓶内水的温度,准确至0.5℃。
4根据测得的温度,从已绘制的温度与瓶、水总质量关系曲线中查得瓶水总质量。
如比重瓶体积事先未经温度校正,则立即倾去悬液,洗净比重瓶,注入事先煮沸过且与试验时同温度的蒸馏水至同一体积刻度处,短颈比重瓶则注水至满,按本试验3步骤调整液面后,将瓶外水分擦干,称瓶、水总质量。
5如系砂土,煮沸时砂粒易跳出,允许用真空抽气法代替煮沸法排除土中空气,其余步骤与本规程3至4相同。
6对含有某一定量的可溶盐、不亲性胶体或有机土,必须用中性液体(如煤油)测定,并用真空抽气法排除土中气体。
真空压力表读数宜为l00kPa,抽气时间1~2h(直至悬液内无气泡为止),其余步骤同本规程3至4,
7本试验称量应准确至0.001g。
颗粒分析试验筛分法
试验步骤
1对于无疑聚性的土
(1)按规定称取试样,将试样分批过2mm筛。
(2)将大于2mm的试样从大到小的次序,通过大于2mm的各级粗筛。
将留在筛上的土分别称量.
(3)2mm筛下的土如数量过多,可用四分法缩分至100一800g。
将试样从大到小的次序通过小于2rnm的各级细筛。
可用摇筛机进行震摇。
震摇时间一般为10~15min。
(4)由最大孔径的筛开始,顺序将各筛取下,在白纸上用手轻叩摇晃,至每分钟筛下数量不大于该级筛余质量的l%为止。
漏下的土粒应全部放入下一级筛内,并将留在各筛上的土样用软毛刷刷净,分别称量。
(5)筛后各级筛上和筛底土总质量与筛前试样质量之差,不应大于1%。
(6)如2mm筛下的土不超过试样总质量的10%,可省略细筛分析;
如2mm筛上的土不超过试样总质量的10%,可省略粗筛分析。
2对于含有粘土粒的砂砾土
(1)将土样放在橡皮板上,用木碾将粘结的土团充分碾散,拌匀、烘干、称量.如土样过多时,用四分法称取代表性土样。
(2)将试样置于盛有清水的瓷盆中,浸泡并搅拌,使粗细颗粒分散。
(3)将浸润后的混合液过2mm筛,边冲边洗过筛,直至筛上仅留大于2rnm以上的土粒为止.然后,将筛上洗净的砂砾风干称量。
按以上方法进行粗筛分析.
(4)通过2mm筛下的混合液存放在盆中,待稍沉淀,将上部悬液过0.074mm洗筛,用带橡皮头的玻璃棒研磨盆内浆液,再加清水,搅拌、研磨、静置、过筛,反复进行,直至盆内悬液澄清。
最后,将全部土粒倒在o.074mm筛上,用水冲洗,直到筛上仅留
大于0.074mm净砂为止。
(5)将大于0.074mm的净砂烘干称量,并进行细筛分析。
(6)将大于2mm颗粒及2~0.074mm的颗粒质量从原称量的总质量中减去,即为小于0.074mm颗粒质量。
(7)如果小于0.074mm颗粒质量超过总土质量的10%,有必要时,将这部分土烘干、取样,另做比重计或移液管分析。
界限含水量试验液限塑限联合测定法
1取有代表性的天然含水量或风干土样进行试验。
如土中含大于0.5mm的土粒或杂物时,应将风干土样用带橡皮头的研杵研碎或用木棒在橡皮扳上压碎,过0.5mm的筛。
取0.5mm筛下的代表性土样200g,分开放人三个盛土皿中,加不同数量的蒸馏水,土样的含水量分别控制在液限(a点)、略大于塑限(c点)和二者的中间状态(b点)。
用调土刀调匀,盖上湿布,放置18h以上。
测定a点的锥人深度应为20(±
0.2)mm.测定c点的锥人深应控制在5mm以下。
对于砂类土,测定c点的锥入深度可大于5mm.
2将制备的土样充分搅拌均匀,分层装入盛土杯,用力压密,使空气逸出。
对于较干的土样,应先充分搓揉,用调土刀反复压实。
试杯装满后,刮成与杯边齐干.
3当用游标式或百分表式液限塑限联合测定仪试验时,调平仪器,提起锥杆(此时游标或百分表读数为零),锥头上涂少许凡士林.
4将装好土样的试杯放在联合测定仪的升降座上,转动升降旋钮,待锥尖与土样表面刚好接触时停止升降,扭动锥下降旋钮,同时开动秒表,经5s时,松开旋钮,锥体停止下落,此时游标读数即为锥入深度h1。
5改变锥尖与土接触位置(锥尖两次锥人位置距离不小牙lcm),重复3和4步骤,得锥人深度h2,h1、h2允许误差为0.5mm,否则,应重作。
取h1、h2平均值作为该点的锥入深度h。
6去掉锥尖人士处的凡士林,取l0g以上的土样两个,分别装人称量盒内,称质量(准确至0.01g),测定其含水量w1、w2(计算到0.1%)。
计算含水量平均值w.
7重复本规程2至6步骤,对其它两个含水量土样进行试验,测其锥人深度和含水量.
8用光电式或数码式液限塑限联合测定仪测定时,接通电源,调子机身,打开开关,提上锥体(此时刻度或数码显示应为零)。
将装好土样的试杯放在升降座上,转动升降旋钮,试杯徐徐上升,土样表面和锥尖刚好接触,指示灯亮,停止转动旋钮,锥体立刻自动下沉,5s时,自动停止下落,读数窗上或数码管上显示锥入深度。
试验完毕,按动复位按钮,锥体复位,读数显示为零。
六、收缩试验
1装好百分表,记下初读数。
2在室温不高于30C条件下进行收缩试验。
根据试样温度及收缩速度,宜每隔l~4h测记百分去读数,并称整套装置和试样质量,准确全0.1g。
两天后,每隔6~24h测记百分表读数,并称质量,至两次百分表读数不变。
在收缩曲线的I阶段内应取不得少于4个数据。
3试验结束,取出试样,并在105~110℃烘干。
称干土质量,准确至0.1g。
4按本规程蜡封法测定烘干试样体积。
天然稠度试验
1按含水量试验中烘干法的试验步骤测定原状土的天然含水量。
2切削具有天然含水量、土质均匀的试件1块,其长度、宽度(或直径)不小于5cm、厚度不小于3cm。
整平上下面。
对于软粘土,若能用环刀切人土体时,将切入环刀后的土体整平上下面.
3将制备好试件置于LP—100型液限塑限联合测定仪的升降座上,按液限塑限联合测定法3~8步骤测定其锥入深度,填入记录表内。
4改变锥尖在试件表面的位置3~5处(锥尖之间的距离不小于1cm)。
测其锥人深度,并记入记录表内。
砂的相对密实度试验
1最大孔隙比的测定
(1)取代表性试样约1.5kg,充分风下(或烘干),用手搓揉或用圆木棍在橡皮板上碾散,并拌和均匀。
(2)将锥形塞杆自漏斗下口穿入,并向上提起,使锥体堵住漏斗管口.一并放人体积1000cm3量筒中,使其下端与量筒底相接。
(3)称取试样700g,准确至1g,均匀倒入漏斗中,将漏斗与塞杆同时提高,移动塞杆使锥体略离开管口,管口应经常保高出砂面约1~2cm,使试样缓缓且均匀分布地落入量筒中。
(4)试样全部落入量筒后取出漏斗与锥形塞,用砂面拂平器将砂面拂平,勿使量筒振动,然后测读砂样体积,估读
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