公路土工试验规程课件.pptx

1、公路土工试验规程（JTG E40-2007）07规范修订的主要内容u增加了“术语、符号”一章。对各章内容及条文说明 进行了局部修改和有效性确认u土的工程分类中，对塑性图进行了部分调整u将“含水量”名称修改为“含水率” ,删除了“碳化钙气 压法”u比重试验增加了浮力法u颗粒分析试验增加了对密度计法的“刻度及弯月面 的校正”依据标准u界限含水率试验增加了76g锥入土17mm的液限试验 方法和液限碟式仪试验方法u渗透试验修订了变水头渗透试验方法u规定了击实试验的土类和击实筒的匹配以及击实功能。u增加了标准吸湿含水率试验方法u黄土湿陷试验方法中增加了自重湿陷系数试验、溶滤变形系数试验和湿陷起始压力试验

2、u增加了冻土密度试验、冻结温度试验、冻土导热系数试验、未冻含水率试验、冻胀率试验和冻土融化压缩试验的冻土类试验方法u增加了湿化试验方法u在土的直接剪切试验中增加了排水反复直接剪切试验方法u在细粒土三轴压缩试验的固结不排水试验中，增加了固结后的土样几何尺寸计算方法；增加了“一个试样多级加荷三轴压缩试验”u增加了粗粒土直接剪切试验3.土的工程分类u在土分类总体系中，“特殊土”增加了“冻土”一项u对粗粒土和细粒土的分类进行了较大修正u细化了盐渍土工程分类，新增了冻土工程分类3.2巨粒土分类巨粒土分类 93规程： 在07规程中，将“漂石粒50%”改为“漂石粒卵石粒”，将“漂石粒50%”改为“漂石粒卵石

3、粒”。3.3粗粒土分类l93规程： 试样中粗粒组质量多于总质量50%的土称粗粒土。 07规程： 试样中巨粒组土粒质量少于或等于总质量的15%，且巨粒组土粒与粗粒组土粒质量之和多于总土质量50%的土称粗粒土。l93规程： 粗粒土中砾粒组质量少于或等于总质量50%的土称砂类土。 07规程： 粗粒土中砾粒组质量少于或等于砂粒组质量的土称砂类土。3.4 细粒土分类细粒土分类n细粒土划分规定93规程：规程：（1）细粒土中粗粒组质量少于总质量25%的土称细粒土。（2）细粒土中粗粒组质量为总质量25%50%的土称含粗粒的细粒土。（3）含有机质的细粒土称有机质土。07规程：规程：（1）细粒土中粗粒组质量少于或

4、等于总质量25%的土称粉质土或黏质土。（2）细粒土中粗粒组质量为总质量25%50%（含50%）的土称含粗粒的粉质土或含粗粒的黏质土。（3）试样中有机质含量多于或等于总质量的5%，且少于总质量的10%的土称有机质土。试样中有机质含量多于或等于10%的土称有机土。n塑性图： 93规程塑性图在07规程中，上横虚线为Ip=7，下横虚线为Ip=4. 3.特殊土分类 07规程对盐渍土的分类进行了细分，并增加了冻土分类标准。盐渍土工程分类 土层中平均总 cl-/so4-盐量（质量%） 比值名称氯盐渍土2.0亚氯盐渍土1.02.0亚硫酸盐渍土0.31.0硫酸盐渍土8.07.05.04.0冻土按冻结状态持续时间

5、分类类型持续时间t（年）地面温度（）特征冻融特征多年冻土t 2年平均地面温度0季节融化隔年冻土2t 1最低月平均地面温度0季节冻结季节冻土T1最低月平均地面温度0季节冻结n条文说明l鉴于国标土的分类标准（GBJ 145-90）的最新修订报批稿采用了质量为76g、锥角为30、入土深度为17mm的液限标准wL和wL10， wL与碟式仪液限时的不排水强度等效，为此，07规程中测定土的液限采用碟式仪或相当于76g锥入土深度17mm的方法。考虑到100g锥入土深度20mm是公路交通系统的研究成果，且该两种方法的试验结果等效，本次修订将两种方法同时列出，均可采用塑性图进行分类。l仍将93规程中的原老土名与

6、现分类土名对照表列出，便于大致对照。从表中可以看出，一个老土名可能出现两个新土名，表明老分类法的不合理性。新老土名对照表老土组老土名颗粒组成砂粒 黏粒(20.074) (80 03 砂 含细粒土砂 S SF砂性土粉质砂土粗亚砂土细亚砂土508050粗砂 03多于细砂 31050细砂 310多于粗砂细 粒土 粉土质砂 质砂SM粉性土粉质亚砂土 粉土粉质轻亚黏土粉质重亚黏土2050 010 20 01045 1020 2 2 10 1850 25黏性土轻亚黏土重亚黏土轻黏土重黏土45 1020 40 2030 70 3050 5010 18 26 5050 黏土质砂黏 含砂低液限黏土质 高液限黏土

7、质砂土 含砂高液限黏土 高液限黏土 SC CLS SCHCHSCH50 2550 25l利用塑性图进行细粒土分类时，土类划分界限是按国际上广泛应用的碟式液限仪的试验标准和我国以往长期采用的按塑性指数IP分类的标准确定的。塑性图中IP=7和IP=4两条横虚线之间的区域过渡区，可能由低液限粉土ML过渡为低液限黏土CL。93规程塑性图中采用的IP=10和IP=6两条横虚线是按理论液限值推算出来的。l根据国内外各行业通常的习惯，冻土按冻结状态持续时间分类，可分为多年冻土（简称“永冻土”）、隔年冻土和季节冻土（简称“季冻土”）。5.土的含水率试验（修正）T0103-1993 烘干法93规程： 对含有机质

8、超过5%的土，应将温度控制在65-70的恒温下烘干。07规程： 对含有机质超过5%的土或含石膏的土，应将温度控制在60-70的恒温下，干燥12-15h为好。条文说明l某些含有石膏的土在烘干时会损失其结晶水，用此测定其含水率有影响。每1%的石膏对含水率的影响约为0.2%。如果土中有石膏，则试样应该在不超过80的温度下烘干，并可能要烘干更长的时间。l鉴于碳化钙气压法目前已很少使用，市场上已不多见。过去引用该方法主要是考虑边远地区电力供应困难，现场工作条件较差等问题，无法开展正常的含水率试验等工等。现在用酒精燃烧法完全可以替代该方法，且酒精资源丰富，更具备现场试验条件。因此，此次修订取消了碳化钙气压

9、法作为含水率的试验方法。7.土的比重试验07规程新增了T0169-2007 浮力法l目的和适用范围 目的是测定土颗粒的比重。适用于粒径大于或等于5mm的土，且其中粒径大于或等于20mm的土质量应小于总土质量的10%。l试验原理 通过测定试样完全浸没在水中时的浮力质量确定其表观体积，进而确定其表观比重（即视比重）。条文说明1.颗粒大于5mm的砾石、碎石等粗粒，颗粒本身有空隙存在。空隙又分封闭的与开敞的两部分。浸水时开敞部分为水所填充，封闭部分水不能进入。因此，粗粒比重的种类通常以视比重、干比重、饱和面干比重和比重四种方法来表示。2.规程中采用视比重，这样比较方便，因为一般指的空隙，实际上是指被水

10、充填的孔隙。3.浮力法所测结果较为稳定。但大于20mm粗粒较多时，采用本方法将增加试验设备，室内使用不便。因此，规定粒径大于5mm的试样中大于或等于20mm颗粒含量小于10%时用浮力法。8.颗粒分析试验nT0116-2007 密度计法增加了“密度计刻度及弯月面校正”项，可按标准玻璃浮计检定规程（JJG 86-2001）进行。n条文说明l由于不同浓度溶液的表面张力不同，弯月面的上升高度也不同，密度计在生产后其刻度与密度计的几何形状、质量等均有关。因此，需要进行刻度、有效沉降距离和弯月面的校正。l密度计土粒沉降距离校正测定密度计浮泡体积。在250mL量筒内倒入约130mL纯水，并保持水温为20，测

11、定量筒内水面读数（以弯月面上缘为准）后画一标记。将密度计放入量筒中，使水面达密度计最低分度处（以弯月面上缘为准），同时测记水面在量筒上的读数（以弯月面上缘为准）后再画一标记。两者之差，即为密度计浮泡的体积。测定密度计浮泡体积中心。在测定密度计浮泡体积后，将密度计向上缓慢垂直提起，使水面恰落至两标记的正中间，此时水面与浮泡相切，即为浮泡体积中心。 将密度计固定于三足架上，用直尺准确量出水面至密度计最低分度的垂直距离。测定1000mL量筒内径（准确至1mm），并量出量筒体积。量出自密度计最低分度至玻璃杆上各分度处的距离，每隔5格或10格量距1次。9.界限含水率试验n07规程增加：lT0118-20

12、07 液限和塑限联合测定法中增加了76g锥入土17mm的液限试验方法l增加了T0170-2007 液限碟式仪法nT0118-2007 液限和塑限联合测定法lwl采用76g锥做液限试验，则在h-w图上，查得纵坐标入土深度h=17mm所对应的横坐标的含水率w，即为该土样的液限。l根据求得的液限，通过76g锥入土深度h与含水率w的关系曲线，查得锥入土深度为2mm所对应的含水率即为该土样的塑限。pwn条文说明l1950以来，我国一直采用瓦氏76g平衡锥来测定土的液限，相应的入土深度为hL=10mm。其测得的土液限时的抗剪强度比不同基座材料的碟式仪测得的抗剪强度大的多。l根据1000多个土样的液限试验，

13、发现76g锥和卡氏碟式仪测得的结果之间有如下关系： (r=0.96，n=1106)l我国水电部组织的研究试验结果表明，76g锥以入土深度17mm作为液限和100g锥入土深度20mm作为液限时的抗剪强度与美国ASTM D423碟式仪时的强度一致，说明76g锥17mm和100g锥20mm的液限入土深度均可达到与ASTM D423碟式仪等效的目的。6.5 0.66LLwwl影响圆锥入土深度的因素可归结为土质、物理状态（湿度和密度状态）和结构三大方面，对于扰动土，排除了结构的影响。塑限时入土深度与含水率关系不稳定的原因在于湿密状态和土质的影响。l最佳含水率约等于或略大于塑限，此时，圆锥和土体将产生剪切

14、和压密的综合作用。为消除试样密度对圆锥入土深度的影响，测得塑限时，必须首先控制试样的密实程度。 定义密实度系数K2： 饱水时干密度； 任意含水率下土的干密度； w含水率； Gs土粒比重。2ddsatK1sdsatsGG wdsatd 当K2=0.95-1.0时，各类细粒土的入土深度与含水率呈对数关系，这就是控制试验密实度对入土深度影响的标准。l土的性质对塑限时入土深度有显著影响，一般地，对砂类土影响较大，而对粉质土和黏质土的影响则较小。 相应于滚搓法塑限值的100g锥塑限入土深度hP与塑限wL之间的关系曲线如下图： 从上图可以看出，液限wL35的点比较集中，hP值基本上在23mm范围内波动；而wL35的点则相当分散， hP变化颇大。低塑限黏土和砂类土属于或共存于wL(1/15)D （2）半脆性材料 Lmax=(1/15)D （3）脆性材料 Lmax=(1/15)-（1/20）D 本规程建议剪切试验过程中无峰值或稳定值时，可用Lmax值为(1/15-1/10)D作为确定破坏值的标准。