土工试验检测实施细则.docx
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土工试验检测实施细则
土工试验检测实施细则
10.7.1含水量试验
7.1.1试验目的:
测定土的含水量。
本试验方法适用于粘质土、粉质土、砂类土和有机质土类。
7.1.2依据标准:
《公路土工试验规程》(JTGE40-2007)
7.1.3仪器设备:
烘箱
天平
干燥器
称量盒
7.1.4试验步骤
1、具有代表性试样,细粒土15-30g,砂类土、有机土为50g,放入称量盒内,立即盖好盒盖,称质量。
结果即为湿土质量。
2、打开盒盖,将试样和盒放入烘箱内,在温压105-110℃恒温下烘干。
烘干时间对细粒土不得少于8h,对砂类土不得少于6h。
对含有机质超过5%的土,应将温度控制在65~70℃的恒温下烘干。
3、将烘干后的试样和盒取出,放入干燥器内冷却(一般只需0.5h-1h即可)。
冷却后盖好盒盖,称量,准确至0.01g。
7.1.5结果计算:
下式计算含水量:
式中:
ω—含水量,%;
m—湿土质量,g;
ms—干土质量,g。
7.1.7含水量试验(酒精燃烧法)
7.1.8试验目的:
本试验方法适用于快速简易测定细粒土(含有机质的除外)的含水量。
7.1.9依据标准:
《公路土工试验规程》(JTGE40-2007)
7.1.10仪器设备:
称量盒(定期调整为恒质量)。
天平:
感量0.01g。
酒精:
纯度95%。
滴管、火柴、调土刀等。
7.1.11试验步骤:
1、取代表性试样(粘质土5~10g,砂类土20~30g),放入称量盒内,称湿土质量。
2、用滴管将酒精注入放有试样的称量盒内,直到盒中出现自由液面为止。
为使酒精在试样中充分混合均匀,可将盒底在桌面上轻轻敲击。
3、点燃盒中酒精,燃至火焰熄灭。
4、将试样冷却数min,按本试验8.2.4.1至8.2.4.3方法重新燃烧两次。
5、待第三次火焰熄灭后,盖好盒盖,立即称干土质量,准确至0.01g。
10.7.2密度试验
7.2.1试验目的:
测定该土压实后的密实度。
7.2.2依据标准:
《公路土工试验规程》(JTGE40-2007)
7.2.3仪器设备
环刀
修土刀
钢丝锯
凡士林等。
7.2.4试验步骤:
1、按工程需要取原状土或制备所需状态的扰动土样,整平两端,环刀内壁涂一薄层凡士林,刀口向下放在土样上。
2、土刀或钢丝锯将土样上部削成略大于环刀直径的土柱,然后将环刀垂直下压,边压边削,至土样伸出环刀上部为止。
削去两端余土,使与环刀口面齐平,并用剩余土样测定含水量。
3、擦净环刀外壁,称环刀与土盒质量,准确至0.1g
7.2.5结果计算:
1、按下列公式计算湿密度及干密度:
式中:
ρ—湿密度,g/cm3;
m1—环刀与土盒质量,g;
m2—环刀质量,g;
V—环刀体积,cm3;
ρ天—干密度,g/cm3;
ω—含水量,%。
7.2.6密度试验--灌砂法
7.2.7试验目的:
测定该土压实后的密实度。
7.2.8依据标准:
《公路土工试验规程》(JTGE40-2007)
7.2.9仪器设备
灌砂筒:
基板
台秤
7.2.10仪器标定:
1、确定灌砂筒下部圆锥体内砂的质量,其步骤如下:
1.1、在储砂筒内装满砂。
筒内砂的高度与筒顶的距离不超过15mm。
称筒内砂的质量m1,准确至1g。
每次标定及而后的试验都维持这个质量不变。
1.2、将开关打开,让砂流出,并使流出砂的体积与工地所挖试洞的体积相当(或等于标定罐的容积)。
然后关上开关,并称量筒内砂的质量m5,准确至1g。
1.3、将灌砂筒放在玻璃板上。
打开开关,让砂流出,直到筒内砂不再下流时,关上开关,并细心地取走灌砂筒。
1.4、收集并称量留在玻璃板上的砂或称量筒内的砂,准确至1g。
玻璃板上的砂就是填满灌砂筒下部圆锥体的砂。
1.5、重复上述测量,至少三次。
最后取其平均值,准确至1g。
2、确定量砂的密度ρs(g/cm3)
2.1、用水确定标定罐的容积V(cm3),方法如下:
将空罐放在台秤上,使罐的上口处于水平位置,读记罐质量m7,准确至1g。
向标定罐中灌水,注意不要将水弄到台秤上或罐的外壁。
将一直尺放在罐顶,当罐中水面快要接近直尺时,用滴管往罐中加水,直到水面接触直尺。
移去直尺,读记罐和水的总质量m8,重复测量时,仅需用吸管从罐中取出少量水,并用滴管重新将水加满到接触直尺。
标定罐的体积按下式计算:
V=m8-m7
2.2、在储砂筒中装入质量为ma的砂,并将罐砂筒放在标定罐上,打开开关,让砂流出,直到储砂筒内的砂不再下流时,并闭开关。
取下罐砂筒,称筒内剩余的砂质量,准确至1g。
2.3、重复上述测量,至少三次,最后取其平均值,准确至1g。
2.4、按下式计算填满标定罐所需砂的质量。
ma=m1-m2-m3
式中:
m1—灌砂入标定罐前,筒内砂的质量,g;
m2—灌砂筒下部圆锥体内砂的平均质量,g;
m3—灌砂入标定罐后,筒内剩余砂的质量,g。
2.5、按下式计算量砂的密度ρs(g/cm3):
式中:
V—标定罐的体积,cm3。
7.2.11试验步骤:
1、在试验地点,选一块约40cm×40cm的平坦表面,并将其清扫干净。
将基板放在此平面上。
如此表面的粗糙度较大,则将盛有量砂m5(g)的灌砂筒放在基板中间的圆孔上。
打开灌砂筒开关,让砂流入基板的中孔内,直到储砂筒内的砂不再下流时关闭开关。
取下罐砂筒,并称量筒内砂的质量m6,准确至1g。
2、取走基板,将留在试验地点的量砂收回,重新将表面清扫干净。
将基板放在清扫干净的表面上,沿基板中孔凿洞,洞的直径100mm。
在凿洞过程中,应注意不使凿出的试样丢失,并随时将凿松的材料取出,放在已知质量的塑料袋内,密封。
试洞的深度应等于碾压层厚度。
凿洞毕,称此塑料袋中全部试样质量,准确至1g。
减去已知塑料袋质量后,即为试样的总质量mt。
3、从挖出的全部试样中取有代表性的样品,放入铝盒中,测定其含水量ω。
样品数量:
对于细粒土,不少于100g;对于粗粒土,不少于500g。
4、将基板安放在试洞上,将灌砂筒安放在基板中间(储砂筒内放满砂至恒量m1),使灌砂筒的下口对准基板的中孔及试洞。
打开灌砂筒开关,让砂流入试洞内。
关闭开关。
仔细取走灌砂筒,称量筒内剩余砂的质量m4,准确至1g。
5、如清扫干净的平坦的表面上,粗糙度不大,则不需要放基板,将灌砂筒直接放在已挖好的试洞上。
打开筒的开关,让砂流入试洞内。
在此期间,应注意勿碰动灌砂筒。
直到储砂筒内的砂不再下流时,关闭开关。
仔细取走灌砂筒,称量筒内剩余砂的质量m4,准确至1g。
6、取出试洞内的量砂,以备下次试验时使用。
若量砂的湿度已发生变化或量砂中混有杂质,则应重新烘干,过筛,并放置一段时间,使其与空气的湿度达到平衡后再用。
7、如试洞中有较大孔隙,量砂可能进入孔隙时,则应按试洞外形,松弛放入一层柔软的纱布。
然后再进行灌砂工作。
7.2.12结果计算:
1、按下式计算填满试洞所需的质量mb(g):
灌砂时试洞上放有基板的情况:
mb=m1-m4-(m5-m6)
灌砂时试洞上不放基板的情况:
mb=m1-m4’-m2
式中:
m1—灌砂放试洞前筒内砂的质量,g;
m2—灌砂筒下部圆锥体内砂的平均质量,g;
m4、m4’—灌砂入试洞后,筒剩余砂的质量,g;
(m5—m6)-灌砂筒下部圆锥体内及基板的粗糙表面间砂的总质量
2、按下式计算试验地点土的湿密度
mt---试洞中取出的全部土样的质量,
mb------填满试洞所需砂的质量
ρs--量砂的密度
3、按下式计算土的干密度:
ρd=ρ/1+0.01ω
10.7.3击实试验
7.3.1试验目的:
通过轻型击实和重型击实,确定该土最大干密度和最佳含水量。
7.3.2依据标准:
《公路土工试验规程》(JTGE40-2007)
7.3.3仪器设备
标准击实仪
烘箱及干燥器
天平台秤感量
圆孔筛
拌和工具
金属盘
土铲
喷水设备
碾土器
盛土盘
量筒
推土器
铝盒
修土刀
平直尺等。
7.3.4本试验可分别采用不同的方法准备试样:
1、干土法(土重复使用)将具有代表性的风干或在50℃温度下烘干的土样放在橡皮板上,用圆木棍碾散,然后过不同孔径的筛(视粒径大小而定)。
对于小试筒,按四分法取筛下的土约3kg,对于大试筒,同样按四分法取样约6.5kg。
估计土样风干或天然含水量,如风干含水量低于开始含水量太多时,可将土样铺于一不吸水的盘上,用喷水设备均匀地喷洒适当用量的水,并充分拌和,闷料一夜备用。
2、干土法(土不重复使用)按四分法至少准备5个试样,分别加入不同水份(按2-3%含水量递增),拌匀后闷一夜备用。
3、湿土法(土不重复使用)对于高含水量土,可省略过筛步骤,用手拣除大于38mm的粗石子即可。
保持天然含水量的第一个土样,可立即用于击实试验。
其余几个试样,将土分成小土块,分别风干,使含水量按2-3%递减。
7.3.5试验步骤:
1、根据工程要求,按规定选择轻型或重型试验方法。
根据土的性质(含易击碎风化石数量多少,含水量高低),按规定选用干土法(土重复或不重复使用)或湿土法。
2、将击实筒放在坚硬的地面上,取制备好的土样分3-5次倒入筒内。
小筒按三层法时,每层约800-900g(其量应使击实后的试样等于或略高于筒高的1/3);按五层法时,每次约400-500g(其量应使击实后的土样等于或略高于筒的1/5。
对于大试筒,先将垫块放入筒内底板上,按五层法时,每层需试样约900g(细粒土)-1100g(粗粒土);按三层法时,每层需试样1700g左右。
整平表面,并稍加压紧,然后按规定的击实数进行第一层土的击实,击实时捶应自由垂直落下,锤迹必须均匀分布于土样面,第一层击实完毕后,将试样层面”拉毛”,然后再装入套筒,重复上述方法进行其余各层土的击实。
小试筒击实后,试样不应高出筒顶面5mm;大试筒击实后,试样不应高出筒顶面6mm。
3、用修土刀沿套筒内壁削刮,使试样与套筒脱离后,扭动并取下套筒,齐筒顶细心削平试样,拆除底板,擦净筒外壁,称量,准确至1g。
4、用推土器推出筒内试样,从试样中心处取样测其含水量,计算至0.1%。
测定含水量用试样的数量按规定取样(取出有代表性土样)。
两个试样含水量的精度应符合规定。
5、对于干土法(土重复使用),将试样搓散,然后按规定进行洒水、拌和,但下需闷料,每次约增加2%-3%的含水量,其中有两个大于和两个小于最佳含水量,所需加水量按下式计算:
式中:
mw----所需的加水量,
mi-----含水量时土样的质量,
w1----土样原有含水量,
w----要求达到的含水量,
按上述步骤进行其它含水量试样的击实试验。
对于干土法(土不重复使用)和湿土法,按第3条所备各个试样,分别按上述步骤进行击实试验。
7.3.6结果计算:
1、按下式计算击实后各点的干密度:
式中:
ρ天-----干密度,ρ----湿密度,w----含水量,
2、以干密度为纵坐标,含水量为横坐标,绘制干密度与含水量的关系曲线,曲线上峰值点的纵、横坐标分别为最大干密度和最佳含水量。
如曲线上不能绘出明显的峰值点,应进行补点或重做。
3、按下式计算空气体积等于零的等值线,并将这根线绘在含水量与干密度的关系图上,以资比较。
式中:
ρ天----试样的干密度,Va----空气体积,
Gs----试样比重,对于粗粒土,则为土中粗细颗粒的混合比重;
w----试样的含水量,
4、当试样中有大于38mm颗粒时,应先取出大于38mm颗粒,并求得其百分率,把小于38mm部分作击实试验,按下面公式分别对试验所得的最大干密度和最小含水量进行校正(适用地大于38mm颗粒的含水量小于30%时)。
最大干密度按下式校正:
式中:
ρ’天m--
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