1、17.4含水率试验17.4.1试验目的和方法土的含水率是土在105110温度下烘干至恒量时所失去水的质量与干土质量的比值。以百分数表示。含水率是土的基本物理指标之一。它反映了土的干、湿状态。土的含水率是计算干密度、孔隙比、饱和度、液性指数等指标的基本数据和评价土的工程性质的重要依据，是研究土的物理力学性质的重要指标。含水率的试验方法较多，由于烘干法试验简便，结果稳定，故以此法作为测定含水率的标准方法。如果测试条件不能满足采用烘干法或需快速测定含水率时，可分别用如下方法：l 酒精燃烧法：适用于不含有机质的砂类土、粉土和粘性土。l 碳化钙减量法：本方法的原理是用过量碳化钙与土中游离水混合接触产生化
2、学反应，生成乙炔气体。根据乙炔气体逸出失去的质量，计算求得土的含水率。此方法适用于各类土。l 核子射线法：适用现场原位测定填料为细粒土和砂类土的含水率。以下仅介绍烘干法，核子射线法在土的密度试验中介绍。17.4.2烘干法17.4.2.1试验用仪器设备l 电热干燥箱：温度能保持在105110。l 天平：称量200g，分度值0.01g；称量1000g，分度值0.02g。l 其它：干烘器、称量盒等。17.4.2.2主要试验步骤：1）选取有代表性试样（粘性土1530g，砂类土3050g，砾石类土不少于250g，碎石类土不少于500g），放于称量盒内称量湿土质量。2）打开盒盖，将装有试样的盒放入烘箱内，
3、在105110温度下烘干。各类土的烘干时间见表17.28。表17.28各类土烘干时间土类烘干时间（h）砂类土6粘性土8砾石类或矿石类土4有机质土的烘干温度在6570。烘干步骤为：在真空干燥箱中烘7小时；在电热干燥箱中烘18小时。3）按规定时间烘干后，取出称量盒，盖好盒盖，放入干燥器内冷却至室温时称干土质量。4）含水率试验应进行两次平行测定，两次测定的差值应符合表17.29的规定，取两次平行试验结果的算术平均值为最终试验结果。表17.29含水率平行差值土的类别含水率平行差值（%）w101040砂类土、有机质土、粘性土0.51.02.0碎石土1.02.05)按下式计算试样的含水率（计算至0.1%）
4、： 17.5密度试验17.5.1试验的目的和方法土的密度是质量密度的简称，指单位体土体的质量，即土的总质量（m）与其体积（V）之比，以符号表示，单位为g/cm3。重力密度（重度）由于涉及到作用于质量上的重力，所以表示为单位体积的力，以符号表示（重度原称容重），单位为kN/cm3。两者有以下的换算关系：=g=9.8110土的密度是土的基本物理性指标之一，用它可以换算土的干密度、孔隙比、孔隙率等指标。在工程设计中，主要用于判断土的工程性质、计算土压力、土体稳定性及地基压缩时的沉降量等。测定土的密度常用的方法主要有：l 环刀法：适用于粉土和粘性土；l 蜡封法：适用于环刀难以切削并且易碎裂的土；l 灌
5、砂法、灌水法、气囊法：适用于砾类土；l 核子射线法：适用于砂类土、粘性土。下面仅介绍环刀法、灌砂法、核子射线法。 测定土体密度的难度在于测定土体的体积，环刀法、蜡土封法、灌砂法等均是针对测定土体体积进行的。17.5.2环刀法 环刀法测定土体密度的原理在于，用确定体积的环刀切削土体，使在尽量少的扰动下，使土灌满环刀，从而达到测定密度的目的。17.5.2.1试验所用主要仪器设备和器具1)环刀：目前常用的环刀内径为61.80.15mm和79.80.15mm两种，高度为200.016mm，。环刀的质量、容积须定期校验；2)天平：称量500g，分度值0.1g；称量200g，分度值0.01g；3)其它：切
6、土刀、钢丝锯等。17.5.2.2主要试验步骤1）在环刀的内壁涂上一薄层凡士林，刀口向下放在土样上，垂直下压环刀，同时旋转切削土样至环刀从土样另一端伸出为止。用钢丝锯或切土刀去掉环刀周围的土，使环刀与土柱分离，然后削去环刀两端的多余土（用做含水率试验），并将环刀两端修平。2）将环刀与所切土同时称量，然后再称环刀质量，从而称得试样质量，准确至0.1g。3）应进行两次平行测定，其平行差值不得大于0.03g/cm3。4）按公式（17-13）和（17-14）分别计算土的湿密度和干密度。17.5.3灌砂法利用在确定的灌入状态下，砂的密度（可以在相同灌入条件下事先测得）不会发生变化的原理，测定试坑中砂子质量
7、，从而计算试坑的体积，达到测定土体密度的目的。17.5.3.1试验所用主要仪器设备和工具 图17.2灌砂法密度测定仪1)灌砂法密度测定仪：如图17.2所示；2)天平：称量10kg，分度值5g；称量500g，分度值0.1g；3)其它：小铁锹、小铁铲、盛土容器等。17.5.3.2标准砂密度测定1)选取一定量的粒径为0.250.50mm，密度为1.471.61g/cm3的洁净干燥砂。2)称量组装好的密度测定仪质量（m1）。3)将密度测定仪竖立（漏斗向上），向容砂瓶内注满清水（用小玻璃板封口，以玻璃板下气泡最小为准），称测定器和水的质量（m2），同时测记水温。再重复测定两次。将三次测定结果换算为该温度
8、下水的体积，三次结果最大差值不得大于3ml，取三次测定值的平均值作为密度测定仪容砂瓶的体积。4)按上述步骤将水换为标准砂，测定标准砂充满容量瓶后密度测定仪和标准砂的质量（m3）。5)按公式（17-15）计算容砂瓶的容积不同温度下，水的密度不同，在计算密度测定仪容砂瓶容积时，要根据测定时的温度使用不同的，其值见表17.30。表17.30不同温度下每克水的体积水温（）121416182022每克水体积（ml）1.000481.000731.001031.001381.001771.00221水温（）2426283032每克水体积（ml）1.002681.003201.003751.004351.0
9、0497按公式（17-16）计算标准砂的密度：17.5.3.3 测定灌满漏斗所需标准砂的质量1)将标准砂灌满容砂瓶，称测定器和标准砂的质量（m3）。将测定器倒置于洁净的平面上（漏斗朝下），打开阀门，待砂停止流动后迅速关闭阀门，称剩余砂和测定器质量（m4），计算流失砂的质量（m5）。2)按式计算灌满漏斗所需标准砂的质量：17.5.3.4灌砂法试验要点1)将测定仪倒置（漏斗朝下）于整平的地面上，沿灌砂漏斗外缘画一轮廓线，在所画轮廓线内挖坑，试坑大小应根据土的最大粒径确定。见表17.31。2)将挖出的土全部装入容器称出湿土总质量，同时取代表性试样测定含水率。表17.31试坑最小体积和测定含水率试样质
10、量土的最大粒径（mm）试坑尺寸（mm）测定含水率应取试样质量（g）直径高度52515020010025502002503003)将容砂瓶内充满砂，称标定器和标准砂质量（m3），将测定器倒置（漏斗朝下）于挖好的坑口上（如坑口土质较松软，要采用底版，当使用底板。当使用底板时，应把底板空洞视为灌砂漏斗的一部分），打开阀门，使标准砂流入试坑内，当砂停止流动时关闭阀门，称测定器和剩余砂质量（m6）。4）按式（17-18）计算充满试坑所需砂质量：5）按式(17-19)、（17-20）计算密度和干密度： 17.5.4核子射线法核子射线法广泛用于路基填土压实工程中检测土的密度和含水率。核子湿度密度仪的原理是根
11、据不同密度的土对射线（铯137源，半衰期为33.2年）的反射，间接地求出该材料的密度；根据土中游离水中的氢离子对中子（镅241/铍中子源，半衰期为458年）的反射，测出氢离子含量，进而推算出游离水的含量，即计算出含水率。17.5.4.1验所用主要仪器设备1）核子湿度密度仪：由主机和附件组成。主机：由放射源、探测器、微处理器、测深定位装置等组成，见图17.3所示。1）放射源：铯137源，辐射活性3.7108Bq镅241/铍中子源，辐射活性1.85109Bq。l 探测器：盖革密勒计数管，接收射线；氢3探测管，接收中子射线。l 微处理器：将探测器接收到的射线信号转换成数据，并经运算后显示检测结果。l
12、 测深定位装置：将放射源放置到预定的测试深度。图17.3核子湿度密度仪示意图附件：标准块、导板、钻杆、充电器。技术指标：l 测量范围：含水量00.64g/cm3；密度1.122.73 g/cm3。l 准确度：含水量0.004 g/cm3；密度0.004 g/cm3。l 仪器应按JJG128-91核子湿度密度测试仪检定规程检定合格，检定周期二年。17.5.4.2试验要点1)标准计数和统计试验：将标准块放在坚硬的材质表面，按规定将仪器放置在标准块上，仪器手柄设置在安全位置。周围10m以内无其他放射源，3m以内的地面上不得堆放其他材料。按下启动键，开始进行标准计数或统计试验。操作人员应退到离仪器2m
13、以外区域。当仪器发出结束信号后，检查含水量、密度的标准计数或统计分析结果，如果其数值在规定的范围内，即可开始检测。2)输入设定参数测量计数时间（不宜小于30s）；选择计量单位g/cm3或kg/cm3；密度、含水量的偏移量，当无偏移量时输入“0”；测点记录号。3)平整被测材料表面，必要时可用少量细粉颗粒铺平，然后用导板或钻杆造孔。孔深必须大于测试深度，孔应垂直，孔壁光滑，不得坍塌。4)按规定方法将仪器就位，并将放射源定位到预定的测试深度，按下启动键开始测试，操作人员退到离仪器2m以外的区域 如果被测材料中含有硼、氡等吸收中子的元素成非水氢元素时，其检测结果应用其他方法求出偏移量进行校正。在基坑边
14、缘或沟中测试时，仪器的侧面与坑壁的距离不宜小于0.6m，采用将特殊补偿功能对测试结果进行校正的不受距离限制。5)当仪器发出结束信号后，储存或记录检测结果，并将放射源退回到安全位置。6)试验误差应满足以下规定要求本试验在同一测点，仪器在初始位置进行第一次读数，然后将仪器绕测孔旋转180进行第二次读数，含水量及密度应分别取两次读数的平均值。其含水率的允许平行差值应符合本章第四节表17.4的规定；密度的平行差值不应大于0.03 g/cm3。如果两次测定的平行差值（含水率或密度）超过允许差值，则应将仪器再绕测孔旋转到90和270的位置进行两次读数，取其四次读数的算术平均值。7)干密度和含水率按公式(1
15、7-21)和(17-22)计算：干密度含水率： 17.6颗粒密度试验17.6.1试验目的和方法土的颗粒密度是指土体内固体颗粒的质量与颗粒体积之比值，单位g/cm3。粒径大于5mm的砾石、碎（卵）石等粗颗粒，因颗粒间存在空隙。空隙又分封闭的与开敞的两部分，当浸水时，开敞部分为水所填充，封闭部分则不能浸入。因此，粗颗粒土颗粒密度通常以下列三种方法表示：视密度（也称表观密度）：土粒干质量与土粒实体积（包括固体颗粒和封闭空隙体积）的比值。它与细粒土的颗粒密度在实用上是一致的，因为一般指的空隙，事实上是指能被水充填的空隙。通常情况下，粗粒土的颗粒密度就是指视密度。毛体积密度：土粒干质量与土粒总体积（包括
16、固体颗粒、封闭空隙和开敞空隙全部体积）的比值。饱和面干密度（简称表干密度）：当土粒呈饱和面干状态时的土粒总质量与土粒总体积的比值。颗粒密度是计算孔隙比、孔隙度、饱和度等指标的重要数据。毛体积密度用于击实试验中对超粒径（5mm或20mm或40mm颗粒在530%）土的最大干密度校正及计算粗颗粒填料压实后的孔隙率。土的颗粒密度试验按土粒的不同粒径可分别采用：1)量瓶法：适用于粒径小于5mm的土；2)浮称法：适用于粒径等于或大于5mm的土，且其中粒径大于20mm的土质量应小于土总体质量的10%。3)虹吸管法：适用于粒径等于或大于5mm的土，且其中粒径大于20mm的土质量应等于、大于土总体质量的10%。
17、4)如果土含有小于和大于5mm的颗粒，则应分别用量瓶法和浮称法或虹吸筒法测定不同粒径的颗粒密度，并按公式(17-23)计算土的平均颗粒密度：17.6.2量瓶法17.6.2.1试验所需主要仪器设备和器具1)量瓶：容积100（或50）ml；2)天平：称量200g，分度值0.001g；3)恒温水槽：准确度1.0；4)砂浴：应能调节温度；5)温度计：测量范围050，分度值0.5；6)真空抽气设备；7)其他：烘箱、纯水或中性液体（煤油）等。17.6.2.2量瓶校正1)将量瓶洗净，烘干后称其质量，准确至0.001g。2)将煮沸经冷却的纯水（或抽气后的煤油）注入量瓶，对长颈量瓶注水（油）至刻度处，对短颈量瓶
18、注水（油）至毛细管口。将量瓶放入恒温水槽直至瓶内水（油）温度稳定。取出量瓶，擦净外壁，称瓶、水（油）总质量，准确至0.001g。测定恒温水槽内水温，准确至0.5。3)按5间隔调节恒温水槽内水的温度，测定不同温度下的瓶、水（油）总质量。每个温度需进行两次测定，平行差值不大于0.002g，取两次测值的平均值。绘制温度与瓶、水（油）总质量的关系曲线，如图17.4所示。图17.4温度和瓶、水质量关系曲线17.6.2.3试验要点1)在烘干的100ml量瓶内装入试样15g（50ml量瓶装10g），称量瓶和试样质量，准确至0.001g。2)向已装有试样的量瓶内注入半瓶纯水，摇动量瓶，并放在砂浴上煮沸，煮沸时
19、间：砂性土不少于30min，粘性土不少于60min。煮沸后为防止瓶内悬液溢出，应随时注意调节砂浴温度。3)将煮沸并冷却的纯水注入装有试样悬液的量瓶（液面高度与量瓶校正时相同），并放置于恒温水槽内，直至温度稳定，瓶内悬液上部澄清，取出量瓶，擦净外壁，称量瓶、水、试样总质量，准确至0.001g。测定量瓶内的水温，准确至0.5。4)根据测得的温度，从已绘制的“温度与量瓶和水总质量关系曲线”中查得量瓶和水的总质量。5)如试样含有可溶盐、亲水性胶体或有机质，需用抽气法以中性液体（如煤油）为介质进行测定。抽气时真空压力表读数须接近100kPa，抽气时间12h。6)按公式（17-24）计算颗粒密度： 17.
20、6.3浮称法17.6.3.1试验所需主要仪器设备和器具1)铁丝框：孔径小于5mm，边长1015cm，高1020cm；2)天平：称量2000g，分度值0.2g；3)盛水容器：尺寸应能适合铁丝框沉入；4)其他：烘箱、温度计、孔径5及20mm筛等。17.6.3.2试验要点1)选取有代表性的试样5001000g清洗干净，浸入水中24h后取出，将试样放在湿毛巾上擦干表面，即得饱和面干试样，称其质量（mb）。2)将铁丝框浸入水中，称铁丝框在水中的质量（m1），如图17.5所示。图17.5浮称天平3)将已知质量的饱和面干试样全部放入铁丝框中，缓缓浸没于水中，并在水中摇晃至无泡溢出为止，称铁丝框和试样在水中的
21、总质量（m2），测定盛水容器内水温，准确至0.5。4)取出铁丝框中的全部试样烘干，并称烘干试样质量（md）。5)按公式(17-25)、(17-26)、(17-27)和(17-28)计算颗粒密度()毛体积密度()饱和面干密度()和吸着含水率()。17.6.4虹吸管法17.6.4.1试验所需主要仪器设备和器具1)虹吸筒：见图17.6。图17.6虹吸筒示意图（单位：cm）2)台秤：称量10kg，分度值1g。3)量筒：容积2000ml。4)其他：同浮称法。17.6.4.2试验要点1)取粒径大于5mm具代表性的试样17kg彻底冲冼干净，浸泡24h后取出，用湿毛巾滚擦颗粒表面水分后称量，即得饱和面干试样质
22、量（mb）。2)向虹吸管内注入清水，至管口有水溢出为止。将已称量的饱和面干试样缓缓放入筒中，经搅拌至无气泡溢出为止。待虹吸筒中水面平静后，使试样排开的水通过虹吸管流入量筒内。3)称量筒质量（mc）及量筒加水的总质量（mcw），同时测量筒内水温。4)取出虹吸筒内试样，烘干，称干试样质量。5)按公式(17-29)、(17-30)、(17-31)和(17-28)计算颗粒密度()毛体积密度()饱和面干密度()和吸着含水率()。17.7孔隙率计算方法国家标准岩土工程基本术语标准（GB/T5027998）对孔隙率下的定义为：土的孔隙体积与总体积的比值，以百分数表示。由孔隙率定义式（17.7.1）可推导出如
23、下实用计算公式：当土中既有粒径大于5mm的土颗粒，又含有粒径小于5mm的土颗粒时，工程中一般采用平均颗粒密度，取粗细颗粒密度的加权平均值。对这类土的孔隙率宜采用土的平均颗粒密度计算。秦沈客运专线粗粒土压实检测方法讨论会会议纪要（秦沈总指200048号）提出：“对于砾石土，碎石类土和级配碎石，由于粒径小于0.1mm的颗粒成分较少，宜采用毛体积密度计算孔隙率，并作为控制压实度的指标之一。”土的颗粒密度()和土的毛体积密度()可按17.6相应方法测试。土的干密度()应按17.5密度试验和17.4含水率试验相应方法测定湿密度和含水率，并计算求出干密度。17.8液限、塑限试验17.8.1试验目的和方法液
24、限是粘性土呈可塑状态的上限含水率，是从可塑状态过渡到流动状态的界限含水率；塑限是粘性土呈可塑状态的下限含水率，是土从可塑状态过渡到半固体状态的界限含水率。液限、塑限之差为塑性指数，表示粘性土呈可塑状态时含水率的变化范围，标志着土的可塑程度。液塑限的大小，反映了土的工程性质，是划分土的类别及评价工程性质的重要指标，是粘性土物理性质的必测项目。液塑限试验适用于粒径小于0.5mm的粘性土。测定液、塑限的方法有圆锥仪法、碟式仪法、液限塑限联合测定法；测定塑限的方法有搓条法、液、塑限联合测定法。我国采用的圆锥仪法有两种：一种是圆锥仪质量76g，锥角30，自锥尖起17mm、10mm处有刻度，当入土深度刚好
25、到17mm、10mm刻度线时，测定试样的含水率，此含水率即为土的液限，分别称为17mm液限和10mm液限；另一种是公路土工试验采用的圆锥仪，质量为100g，锥角30，锥体入土深度为20mm测定的含水率为液限。它和上述76g锥入土深度17mm的液限基本相等。与76g锥入土10mm的液限换算关系为： 76g锥入土深度17mm和100g锥入土深度测定的液限与美国ASTM标准（碟式液限仪测得的液限）是等效的。因此76g锥入土深度对应的含水率是确定界限含水率液限的标准。76g下沉10mm时测得的强度比下沉17mm时测得的强度高几倍。实际上，10mm液限不是土的真正液限。但现行国家标准建筑地基基础设计规范
26、（GB5007-2002）、行业标准铁路工程岩土分类标准（TB10077-2001）都采用76g锥，入土深度10mm的液限计算塑性指数和液性指数，对粘性土进行工程分类，以及确定粘性土承载力值。实际使用中应区别17mm液限和10mm液限的含义和用途，避免发生混淆。17.8.2液、塑限联合测定法17.8.2.1试验所需仪器设备和器具1)液塑限联合测定仪：包括读数显示器（有光电式、游标式、百分表式）、圆锥仪（质量76g，锥角30）、试样杯（直径4050mm，高3040mm）。2)天平：称量200g，分度值0.01g。3)其他：烘箱、干燥器、称量盒、调土刀等。17.8.2.2试验要点1)按下沉深度35
27、mm、911mm及1618mm制备不同稠度的土膏，静置湿润后，填满试样杯，放于联合测定仪升降座上。2)接通电源，让电磁铁吸住圆锥仪，调整零点和升降座，使圆锥仪尖刚好接触土面。电磁铁断电，圆锥仪在自重作用下，落入试样中，经5s后测读下沉深度。取出试样测定含水率。重复上述步骤，再测定另外两个不同稠度试样的圆锥仪入土深度和含水率。3)在双对数座标纸上以圆锥下沉深度（h）为纵座标，以含水率(W)为横座标，绘制hw关系曲线。三点应连成一条直线，如三点不在一条直线上，则通过高含水率这一点与其余两点连成两条直线，在圆锥下沉深度2mm处可查得相应的两个含水率，如果这两个含水率的差值小于2%，用该两点含水率平均
28、值的点与高含水率的点连成一条直线。从直线上查得下沉深度为17mm所对应的含水率为液限，下沉深度为10mm所对应的含水率为10mm液限，下沉深度为2mm所对应的含水率为塑限。若两个含水率的差值大于2%，则应重做试验。4)按下公式(17-36)、(17-37)计算塑料性指数和液性指数。17.8.3碟式仪法液限试验17.8.3.1试验用仪器设备和器具1)碟式液限仪：由土碟、支架及底座组成。并配专用划刀。2)天平：称量200g，分度值0.01g。3)其他：同联合测定法。17.8.3.2试验要点1)调整铜碟底与底座间距为10mm。2)在铜碟前半部放入制备好的试样，制成水平状，使其厚度为10mm。用划刀自
29、蜗心轴中心沿铜碟直径将试样划开成“V”型槽。3)转动手柄，速率为每秒两转，使铜碟上下起落至沟槽两边试样在振动下合拢约13mm时为止，记录此时的击数。4)用45个不同含水率的试样重复进行试验，槽底试样合拢所需的击数宜在1535之间。5)测定各击次下试样的相应含水率。6)在单对数座标纸上以含水率为纵座标，以击数为横座标，绘制含水率与击数关系曲线，曲线上击数25次所对应的含水率。即为该试样的液限。17.8.4搓条法塑限试验将土调至接近塑限状态（揉捏不沾手），取810g在毛玻璃板上用手掌轻轻滚搓，手掌要均匀适宜地施加压力在试样上，土条不能有空心现象。当土条直径达3mm时产生裂缝并开始断裂，取直径符合3
30、mm断裂土条35g测定含水率，此含水率即为塑限。试验应进行平行测定，平行差值与17.4含水率试验的平行差值相同。17.9颗粒分析试验17.9.1试验目的和方法土是由大小不同，形状各异的颗粒组成的集合体，为研究土的颗粒组成，将工程性质相近的颗粒归并为一类，称为粒组。将土按颗粒大小分成不同粒组的过程，称为颗粒分析试验。根据颗粒组成进行分类，可粗略地判定土的透水性，可塑性，收缩及膨胀等物理性质。颗粒大小分析试验的结果是级配曲线。在颗粒级配曲线上，可以找到颗粒含量小于10%、30%、60%粒径分别为d10、d30、d60。d10称为有效粒径，对砂性土而言，d10越小，它的透水性越低；粘性土的d10越小
31、，土的可塑性越高，且膨胀性显著。d60为控制粒径。这三个指标组成粗粒土的级配指标。不均匀系数 曲率系数 不均匀系数Cu越小，级配曲线越陡，表明土颗粒越均匀，反之，则说明土颗粒组成越不均匀；曲率系数Cc反映土颗粒分布范围。根据工程经验，当Cu5时，属级配均匀的土，Cu5时，属级配不均匀的土。当Cc=13时属级配良好，否则，是级配不良的。根据此来判定级配的优劣情况。目前，颗粒分析的主要方法有： 筛析法适用于粒径0.075mm60mm的土； 密度计法或移液管法适用于粒径小于0.075mm的土。当土中含有粒径大于和小于0.075mm的颗粒，各超过10%时，应联合筛析法和密度计法或移液管法。17.9.2
32、筛析法筛析法是将土样通过各种不同孔径的筛子，将大小颗粒按筛的孔径逐级加以分组，分别计算出各粒组质量占总质量的百分比，从而分析土的颗粒级配情况。17.9.2.1试验所需主要仪器设备1)粗细筛各一套：粗筛，筛孔直径为分别为60、40、20、10、5、2mm；细孔筛筛孔直径分别为2.0、1.0、0.5、0.25、0.75mm。2)天平：称量5000g，分度值1g。称量1000g，分度值0.1g，称量200g，分度值0.01g。3)振筛机。4)其他：烘箱，瓷盘、研钵等。17.9.2.2试验要点1)将土样风干，碾散，拌匀，用四分法按表17.32取代表性试样。表17.32筛析法取样数量土粒粒径(mm)21
33、0204060取样数量(g)100300300100010002000200040004000以上2)将试样先过2mm筛，分别称筛上和筛下的试样质量。当筛下的试样质量小于试样总质量的10%时，不作细筛分析；筛上的试样质量小于试样总质量的10%时，不作粗筛分析。3)将2mm筛上和筛下的试样，分别倒入依次叠好的粗筛和细筛的最上层，分别进行筛析。筛后依次称各筛上留下的试样质量。各级筛上及底盘内试样质量总和与试验前试样质量的差值，不得大于试样总质量的1%。4)对含有粘土粒的砂性土，应先将试样在水容器内加水搅拌，使试样充分浸润，粗细粒分离后过2mm筛。筛上试样烘干后称其质量后进行粗筛分析。筛下试样悬液用
34、带橡皮头的研杵研磨后过0.075mm，将筛上试样烘干称其质量后进行细筛分析。5）如粒径小于0.075mm试样质量大于试样总质量的10%时，则应将这部分细颗粒用密度计法或移液管法测定其小于0.075mm的颗粒组成。6)按公式（17-40）计算小于某粒径的试样质量占试样总质量的百分比7）绘制颗粒级配曲线：在单对数座标纸上，以小于某粒径的试样质量占试样总质量的百分比为纵座标，颗粒粒径为横座标绘制颗粒大小分布曲线。17.9.3密度计法密度计法是根据司笃克斯定律测定的。利用土壤密度计通过测量不同深度处悬液的密度和土粒沉降的距离来计算不同粒径所占的百分比。17.9.3.1试验所用的主要仪器设备1)密度计：
35、甲种刻度为550，分度值为0.5。刻度值表示在20时1000ml悬液内所含干土质量；乙种刻度为0.9951.020，分度值为0.002。刻度值表示20时悬液的密度。2)量筒：容积1000ml，刻度01000ml，分度值为10ml。3)细筛和洗筛(孔径0.075mm)。4)天平：称量1000g，分度值0.1g，称量200g，分度值0.01g。5)其他；搅拌器、温度计、煮沸设备，秒表，锥形瓶等。17.9.3.2试验要点1)取相当于30g干土质量的风干土或天然湿度的土倒入三角烧瓶中，加纯水约200ml，浸泡过夜，然后置于煮沸设备上煮沸40min。2)将煮沸冷却的悬液过0.075mm洗筛。取筛上试样烘
36、干，称量、进行细筛分析，并计算各级颗粒占试样总质量的百分比；将筛下悬液全部倒入量筒，加入4%六偏磷酸钠10ml，再加入纯水至1000ml。3)用搅拌器在悬液中上下搅拌1min，取出搅拌器，立即开动秒表，将密度计放入悬液中，测计0.5、1、5、30、120、1440min时的密度计读数，同时测定每次读数时的悬液温度。密度计读数以悬液面上缘为准，甲种密度计准确至0.5，乙种密度计准确至0.0002。4)按公式(17-41)或(17-42)计算小于某粒径试样质量占试样总质量的百分比：甲种密度计：乙种密度计：5)按公式(17-43)计算试样颗粒粒径：6)颗粒级配曲线绘制同筛析法。17.9.4移液管法移
37、液管法也是根据司笃克定律的原理计算出某种粒径的颗粒自液面下沉到一定深度所需的时间，在此预计的时间内用移液管自该深度处取出固定体积的悬液。烘干悬液中水分，然后称干土质量，从而可计算出该粒径土粒的百分比。17.9.4.1试验所需主要仪器设备移液管：容积25ml；烧杯：容积50ml；天平：称量200g，分度值0.001g；其他；与密度计法相同。17.9.4.2试验要点1)制备土的悬液同密度计法。2)将装置悬液的量筒置于恒温水槽中至悬液温度稳定，测定悬液温度。并按公式（17-43）计算粒径小于0.05、0.01、0.005、0.002mm和其他所需粒径下沉一定深度需要静置的时间（或从相应土工试验规程中
38、查土粒沉降时间表）。3)用搅拌器在悬液中上下搅拌1min，取出搅拌器并开动秒表，按计算的不同时间在悬液面下10cm深处用移液管取出25ml悬液，移入烧杯内蒸发、烘干，称干试样质量。4)按公式（17-44）计算小于某粒径的试样质量占总质量的百分比X5）绘制颗粒级配曲线的方法与筛析法相同。17.10击实试验17.10.1试验的目的和方法土作为路堤填筑材料，就需要对土的压实性进行试验。由于土质、含水率及压实的工艺不同，土的压实效果也会不一样。为了提高土体的强度，降低路堤土体的可压缩性和渗透性，改善其工程性质，控制现场施工质量，均需在室内模拟现场施工条件，在给定的击实功的条件下，求得干密度与含水率的关
39、系，从而求出压实填土所能达到的最大干密度和相应的最优含水率。击实试验的目的就是利用标准化的击实仪器和规定的标准方法，测出土的最大干密度及最优含水率，达到控制施工的目的。17.10.2试验所需主要仪器设备1)击实仪：由击实锤、击实筒、护筒组成；2)推土器；3)天平：称量200g，分度值0.01g；4)台秤：称量15kg，分度值5g；5)标准筛：孔径5mm、20mm、40mm；6)其他：碾土设备、切土刀、称量盒，烘箱等。17.10.3试验要点1)试样制备：分为干法和湿法两种。干法：取代表性试样20kg（小直径筒）或50kg（大直径筒）风干，碾碎，过5mm、20mm或40mm筛，将筛下土样拌合均匀，
40、并测定土样的风干含水率。根据土的塑限预估最优含水率，分别制备5个不同含水率的一组试样，其中两个含水率大于塑限，2个小于塑限，1个接近塑限，相邻两个试样的含水率差值宜为2%。湿法：取天然含水率的代表性试样碾碎过5mm、20mm或40mm筛，将筛下土样拌均匀，并测定天然含水率。根据土样的塑限预估最优含水率，取5份试样，其中一份保持天然含水率，其余4份分别风干或加水达到所要求的含水率。2)组装好击实仪，在击实筒和护筒内壁涂一薄层润滑油，分层装样，并按要求击数击实。每层试样高度宜相等，下层击实后，要将表面刮毛，然后再加入上一层土，再击实；最后一次击实后超出击实筒的余土高度不得大于6mm。3)击实完成后
41、拆去护筒，用切土刀修平击实筒顶部的试样，拆除底板，当试样底面超出筒外时，也应修平，擦净筒外壁后称量试样总质量，准确至5g。4)计算击实后试样的试密度，并取2个代表性试样，测定含水率，2个试样含水率差值不应大于1%。5)重复进行其他含水率试样的击实试验。6)按公式（17-45）计算击实后试样的干密度（）图17.7干密度含水率关系曲线 颗粒毛体积密度和吸着含水率的试验计算方法见17.6相关内容。7)在直角坐标纸上以干密度为纵坐标，含水率为横坐标，绘制干密度与含水率关系曲线（如图17.7）。曲线上峰值点的纵横坐标分别表示该试样的最大干密度和最优含水率。8）按公式（17-46）、（17-47）校正最大干密度（）和最佳含水率（）24 / 24
