公路水运试验检测师（道路工程）第二章第二节土的物理性质

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道路工程（检测师）

• 第二节土的物理性质试验
  • 二、密度试验方法
    • 1.环刀法
      • 适用于细粒土
        • 适用于细粒土
        • 刀口向下
      • ____次平行测定。平行差值不得大于____g/cm
        • 2 0.03
    • 2.蜡封法
      • (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0.01 g。取代表性土样进行含水率测定。 (2)将石蜡加热至刚过熔点，用细线系住试件浸人石蜡中，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m,，准确至O.Olg。 (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件不要接触烧杯壁，称蜡封试件的水下质量，准确至O.Olg，并测量蒸馏水_瘟度。 (5)将蜡封试件从水中取出，擦干石蜡表面水分，在空气中称其质量，将其与％相比，若质量增加，表示水分进入试件中，若浸人水分质量超过0.03g,应重做。
      • 用于____土和形状不规则的___土
        • 用于易破裂土和形状不规则的坚硬土
      • 公式与原理
        • 
    • 3.灌砂法
      • 灌砂法适用于现场测定细粒土、砂类土和砾类土的密度。试样的最大粒径一般不得超过（）mm，测定密度层的厚度为（）〜（）mm
        • 灌砂法适用于现场测定细粒土、砂类土和砾类土的密度。试样的最大粒径一般不得超过60mm，测定密度层的厚度为150〜200mm
      • 在测定细粒土的密度时,可以采用直径（）mm的小型灌砂筒。如最大粒径超（）mm 则灌砂筒和现场试洞的直径应为（）〜（）mm，灌砂筒的直径宜大于最大粒径的（）倍
        • 在测定细粒土的密度时,可以采用直径100mm的小型灌砂筒。如最大粒径超15mm 则灌砂筒和现场试洞的直径应为150〜200mm，灌砂筒的直径宜大于最大粒径的3倍
      • 标定椎体质量
        • 量砂:粒径0. 25 -0.5mm、清洁干燥的均匀砂
        • 在储存桶内装满砂，筒内砂的高度与简顶的距离不超过15mm。每次标定及而后的试验都维持该质量不变。
        • 三次，1g
      • 量砂密度标定
        • 三次，1g
      • 试验步骤
        • 取岀试洞内的量砂是否可以用？用，如何做？
          • 取岀试洞内的量砂，以备下次试验时再用。若量砂的湿度已变檢€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。
        • 如试洞中有较大孔隙如何处理？
          • 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地放人一层柔软的纱布。然后再进行灌砂工作。
      • 结果整理
        • 灌砂时试洞上放有基板的情况
        • 灌砂时试洞上不放有基板的情况
    • 4.灌水法
      • 用于粗粒土和巨粒土
      • 细粒与石料应分开测定含水率
        • 
        • 细粒料与石块的划分以粒径60mm为界
      • 试验步骤
  • 三、比重试验（非重点）
    • ■土的比重试验目的是求得土在105~110°C下烘干至 恒重时的质量与同体积4"C时的蒸馏水的质量的比值。 
    • 比重瓶法
      • 粒径小于5mm的土
      • 为什么进行比重瓶校正
        • 因为比重瓶的玻璃和瓶中的水，在不同温度下其膨胀系数和水的密度都在_$_而需进行校正求得瓶加水重在不同温度下的关系曲线
      • 本试验应进行两次平行测定，其平行差得大于0.02,否则应重做试验取其算术平均值，以两位小数表示，称量精度0.001g。
      • 计算公式
        • 
    • 浮称法（静水天平）
      • 计算公式
        • 
    • 浮力法（排水法）
    • 粒径大于等于5mm的土，且其中粒径大于或等于 20mm的土质量小于总质量的10%
    • 虹吸筒法
      • 粒径大于等于5mm的土且其中粒径大于或等于20m的土质量大于或等手总质量的10%。
  • 四、颗粒分析试验
    • 1.概述
      • 土粒大小及粒组划分
        • 常用的分析土粒大小的方法有两种:对于大于0.075mm的土粒常采用筛分法, 而对于小于0.075mm的土粒则用沉降分析法
        • 属于沉降分析法的有密度计法及移液管法，(P99)
        • 沉降分析法依据的原理是司笃克斯定律，当土粒在液体中靠自重下沉时，较大的颗粒下沉较快，而较小的颗粒下沉较慢。
      • 粒度成分及其表示方法
        • 表格法
        • 累计曲线法
          • 2个级配指标
            • 不均匀系数公式？反映了什么？
              • 不均匀系数Cu反映大小不同粒组的分布情况。Cu越大，表示土粒大小分布范围大，土的级配良好。曲率系数&则是描述累计曲线的分布范围，反映累计曲线的整体形状
            • 曲率系数
              • 
            • 级配良好的土
          • 累计曲线法:通常用半对数纸绘制。
            • 把细粒径尺寸拉开，看的清楚
          • 当同时满足不均匀系数CU>5,曲率系数Cc=1~3这 两个条件时，土为级配良好的土。如不能同时满足， 就是级配不良的土。
            • 
        • 三角形坐标法
          • 三角坐标法可用来表达三种粒组的含量。
            • 水力学中用的多
      • 粒度成分分析方法
        • 粒度成分分析的目的在于确定土中各粒组颗粒的相对含量
          • 对于粗粒土，即颗粒大于0.075mm的土
            • 可以用筛分析法
          • 对于颗粒小于0. 075mm的土
            • 沉降分析法
            • 密度计法
            • 移液管法
              • 对于细砂及黏土，它是可靠的方法
    • 2.筛分法
      • 适用范围
        • 筛分法适用于分析粒径大于0.075的土颗粒组成。对于粒径大于60mm的土样，本试验方法不适用。
      • 圆孔筛
        • 标准筛粗筛(圆孔)孔径为60mm、40mm、 20mm、10mm、5mm、2.0mm ;细筛孔径为2. 0mm、1. 0mm、0. 5mm、0.25mm、0. 075mm。
      • 分类
        • 干筛法
          • 无凝聚性土
            • (各级筛上+筛底土质量) -不筛前试样质量，不应大于1%
            • 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。
        • 水筛法
          • 含有黏土粒的砂砾土
            • 总质量- (大于2mm的颗粒) - (0.075~2mm的颗粒) =小于0.075mm颗粒质量
            • 小于0.075mm颗粒质量超过总土质量的10%，另做密度计或移液管分析
            • 筛后各级筛上和筛底土总质量与筛前试样质量之差，不应大于筛前试样总质量的1% ,否则应重做试验
    • 3.密度计法
      • 
      • 适用于小于0.075mm的土颗粒
      • 4个校正
        • (1) 密度计刻度及弯月面校正
        • (2)温度校正，刻制温度为20
        • (3)土粒比重校正，以土粒比重2. 65为准
        • (4)分散剂校正，以纯水为准
    • 4.移液管法
      • 适用于小于0.075mm的土颗粒
      • 25mL移液管
      • 浸入深度为10cm
• 五、砂的相对密度
  • 试验目的
    • 相对密度是砂紧密程度的指标，等于其最大孔隙比与天然孔隙比之差和最大孔隙比与最小孔隙比之差的比值。
    • 代表地基承载力
    • 本试验适用于颗粒直径小于5mm的土，且粒径2~5mm的试样质量不大于试验总质量的15%。
    • 本试验的目的是求（）土的（）与（）孔隙比，用于计算相对密度，借此了解该土在自然状态或经压实后的松紧情况和土粒结构的稳定性。
      • 本试验的目的是求无凝聚性土的最大与最小孔隙比，用于计算賴对密度，借此了解该土在自然状态或经压实后的松紧情况和土粒结构的稳定性。
  • 试验
    • 最大孔隙比
      • 试样700g
      • 缓慢、均匀落入量筒
      • 估读至5mL
    • 最小孔隙比
      • 敲打容器两侧
        • 各150-200次/min的速度敲打容器两侧
      • 击锤试样表面
        • 用击锤于试样表面锤击30〜60次/min
  • 公式
    • 最小与最大干密度
      • 
      • 计算最大与最小孔隙比
        • 
        • 计算相对密实度
          • 
    • 精度和允许差。
      • 最小与最大干密度，均须进行两次平行测定，其平行差值不得超过0. 03g/cm3,否则应重做试验，取其算术平均值。
• 六、液塑限试验
  • 1.概述
    • 液限
      • 液体状态向塑性体状态
    • 塑限
      • 塑性体状态向脆性固体状态
    • 塑性指数=液限-塑限
    • 缩限
      • 土体积不再收缩
        • 当土达塑限后继续变干，土的体积随含水率的减少而收缩。但达^翁>_后，土体 积不再收缩，这个界限含水率称为缩限％。当土的含水率低于缩限时，土将是不饱和的
    • 塑性指数
      • 
      • 塑性指数一般在习惯上用不带百分数符号的数值表示。塑性指数越大，表示土的可塑性越大
    • 液性指数
      • 
      • 五种状态
        • 
  • 2.液塑限联合测定法
    • 适用范围
      • 粒径不大于0.5mm，有机质含量不大于5%
    • 仪器设备
      • 圆锥仪: 100g或76g，锥角为30°
    • 操作要点
      • 土样规格:研碎过0.5mm的筛
      • 土样数量:至少600g
      • 闷料方法及时长？
        • 蒸馏水，3个土样含水率，放置18h以上
        • 液限(a点)
          • 20mm+0.2mm (100g锥入深度 ) 17mm+0.2mm (76g锥入深度)
        • 中间状态(b点)
        • 略大于塑限(c点)
          • 测定c点的锥入深度，对于100g锥应控制在5mm以下，对于76g锥应控制在2mm以下。对于砂类土，用100g锥测定c点的锥入深度可大于5rmn，用76g锥测定c点的锥入深度可大于2mm
      • 测试要点
        • 分层，排气，锥头上涂少许的凡士林，5s，锥尖两次锥入位置距离不小于1cm，两次允许误差为0.5mm，取平均值，去掉锥尖入土处的凡士林，取10g以上的土样两个，分别装人称量盒内，称质量（准确至O.Olg)，测定其含水率％、％(计算到0. 1% )。计算含水率平均值切。
      • 结果整理
        • 如何绘图？
          • (hw-wL图在规范上，根据A点含水率查塑限锥入深度，GB50123中明确采取2毫米深度对应的含水率)
        • 液限的确定方法
          • 若采用76g锥做液限试验
            • 入土深度H = 17mm所对应的横坐标的含水率w，即为该土 样的液限％
          • 若采用100g锥做液限试验
            • 若采用100g锥做液限试验，则在图上，查得纵坐标入土深度H =20mm所对应的横坐标的含水率〜即为该土样的液限
        • 塑限的确定方法
          • 若采用76g锥做液限试验
            • 若采用76g锥，则在/if图上，查得锥入土深度为2mm所对应的含水率即为该土样的塑 限w
          • 若采用100g锥做液限试验
            • 
        • 精度和允许差
          • 两次，高液限土，低液限土，保留几位小数？
            • 本试验应进行两次平行测定，其允许差值为:高液限土≤2%，低液限土≤1%，若不满足要求,应重新试验。取其算术平均值，保留至小数点后一位。
    • 步骤
      • 
  • 3.液限碟式仪法
    • 适用范围
      • 本试验适用于粒径小于0. 5mm和有机质含量不超过5%的土。
    • 只能测液限
      • 土的合拢长度为13mm
      • 击数25次
  • 4.塑限滚搓法
    • 适用范围
      • 本试验适用于粒径小于0. 5mm和有机质含量不超过5%的土。
    • 只能测塑限
      • 土条直径恰好为3mm
  • 5.缩限试验
    • 适用范围
      • 本试验适用于粒径小于0. 5mm和有机质含量不超过5%的土。
    • 缩限：含水率达液限的土在105-110^温度下水分继续蒸发至体积不变时的含水率称作缩限
    • 公式
      • 
  • 四种方法比较
    • 
• 七、土的天然稠度
  • 定义
    • 土的液限与天然含水率之差和塑性指数之比
  • 定义式
  • 试验方法
    • 直接法:测天然含水率
    • 间接法:取天然土液塑限测定仪测锥入深度
• 一、含水率
  • 烘干法
    • 标准方法
      • 几乎适用于所有的土
        • ■烘干法是测定含水率的标准方法)适用于黏质土、 粉质土、砂类土、砂砾石、有机质土和冻土等试样。
    • 取样数量
      • 取具有代表性试样，细粒土不小于50g，砂类土、有机质土不小于100g，砾类土为不小于1kg，放入称量盒内，立即盖好盒盖，称质量。
      • 细粒土不小于___g
      • 砂类土、有机质土不小于___g
      • 砾类土不小于___kg
    • 非有机土
      • 揭开盒盖，将试样和盒放入烘箱内，在温度105〜110丈恒温下烘干烘干时间对细 粒土不得少于8h，对砂类土和砾类土不得少于6h，对含有机质超过5%的土或含石膏的土，应将温度控制在60〜70T的范围内，烘干时间不宜少于24h
      • 烘干温度___~___*C
        • 过高土结构破坏，结晶水
      • 烘干时间
        • 细粒土不得少于___h
        • 砂类土不得少于___h
    • 对含有机质超过___%的土或含__的土
      • 烘干温度
        • ___~__°C
      • 烘干时间
        • 不宜少于___h
    • 将烘干后的试样和盒取出，放入干燥器内冷却（一般为0.5〜1h即可）。冷却后盖好盒盖，称质量，细粒土、砂类土和有机质土准确至0.01g;砾类土准确至1g。
    • 结果误差
      • 
      • 本试验应进行两次平行测定，取其算术平均值，精确至0. 1%，允许平行差值应符合表的规定，否则应重做试验
  • 酒精燃烧法
    • 快速测定方法
      • 天平___g
        • 0.01
    • 取样数量
      • 不少于___g
        • 10
    • 操作要点
      • ____次
        • 3
      • 酒精注入出现自由液面为止
        • 加多空烧酒精
          • 
    • 适用范围
      • 适用于____土和___土
        • 适用于无黏性土和一般黏质土土
      • 不适用于含___土、___量较多的土和___等
        • 不适用于含有机质土、含盐量较多的土和重黏土等