1、公路水运工程土工试验2021年3月土工检测培训土工检测培训1.试样准备和制备试样准备和制备 2.密度密度 3.含水率含水率 4.界限含水率界限含水率 5.5.比重比重 6.颗粒大小分析试验颗粒大小分析试验 土工检测培训土工检测培训7.相对密度试验相对密度试验8.击实试验击实试验 9.渗透试验渗透试验 10.固结试验固结试验 11.直接剪直接剪 切试验切试验 12.12.无侧限抗压试验无侧限抗压试验 13.三轴压缩试验三轴压缩试验14.振动三轴试验振动三轴试验培训依据的标准培训依据的标准国家标准国家标准土工试验方法土工试验方法GB/T 50123-1999 1 1、试样准备和制备、试样准备和制备
2、 土样取样的要求土样取样的要求 样品的接收、标识、贮存和管理样品的接收、标识、贮存和管理 试样制备方法试样制备方法及注意事项注意事项 土样取样的要求土样取样的要求 土样的要求，采取土样的数量应满足要求进行的试验项目和试验方法的需要，并应附取土记录现场描述。试验项目试验项目黏性土、粉土黏性土、粉土砂类土、圆（角）砾土砂类土、圆（角）砾土原状土（筒）原状土（筒）扰动土扰动土原状土（筒）原状土（筒）扰动土扰动土10cm10cm20cm20cm(g)(g)10cm10cm20cm20cm(g)(g)含水率含水率10010030030080080010001000密度密度1 11 1颗粒密度颗粒密度50
3、50砂砂5050；砾；砾200020001000010000颗粒分析颗粒分析100100400400砂砂200200500500；砾；砾70007000液塑限液塑限500500收缩收缩1 110001000膨胀膨胀2 220002000湿化湿化1 110001000毛细管水上毛细管水上升高度升高度1 11500150015001500击实击实4000040000500005000050000500006000060000渗透渗透1 1200020003000300050005000固结固结1 110001000试验项目试验项目黏性土、粉土黏性土、粉土砂类土、圆（角）砾土砂类土、圆（角）砾土原状
4、土（筒）原状土（筒）扰动土扰动土原状土（筒）原状土（筒）扰动土扰动土10cm10cm20cm20cm(g)(g)10cm10cm20cm20cm(g)(g)黄土湿限黄土湿限2 2三轴压缩三轴压缩4 410000100001500015000直接剪切直接剪切2 250005000残余强度残余强度2 250005000无侧限抗压强度无侧限抗压强度1 1相对密度相对密度3000300060006000天然坡角天然坡角50005000易溶盐易溶盐均质均质500500，非均质，非均质10001000中溶盐中溶盐均质均质500500，非均质，非均质10001000难溶盐难溶盐均质均质500500，非均质，
5、非均质10001000有机质有机质均质均质500500，非均质，非均质10001000阳离子交换量阳离子交换量均质均质500500，非均质，非均质10001000蒙脱石蒙脱石均质均质500500，非均质，非均质10001000样品的接收、标识、贮存和管理样品的接收、标识、贮存和管理 土样送达试验单位，必须附送样单及试验委托书或其他有关资料。送样单位应有原始记录和编号。内容应包括工程名称、试坑或钻孔编号、高程、取土深度、取样日期。如原状土应有地下水位高程、土样现场鉴别和描述及定义、取土方法等。试验委托书应包括工程名称、工程项目、试验目的、试验项目、试验方法及要求。例如原状土进行力学性试验时，试样
6、是在天然含水率状态下还是饱和状态下进行；剪切试验的仪器（三轴或直剪）；剪切试验方法（快剪、固快，不固结不排水、固结不排水等）；剪切和固结的最大荷重；渗透试验是垂直还是水平方向，求哪一级荷重或某一个干密度（孔隙比）下的固结系数或湿陷、渗透系数；黄土压缩试验提出设计荷重。扰动土样的力学性试验要提出初步设计干密度和施工现场可能达到的平均含水率等。试验单位接到土样后，应按试验委托书验收。验收中需查明土样数量是否有误，编号是否相符，所送土样是否满足试验项目和试验项目和试验方法的要求。必要时可抽验土样质量，验收后登记，编号。登记内容包括：工程名称、委托单位、送样日期、土样室内编号和野外编号、取土地点和取土
7、深度、试验项目的要求以及要求提出成果的日期等。试验委托书工程名称委托单位送样日期送样人联系人及电话监理及电话邮寄地址邮编检测内容（检测依据标准）试验费用付款方式交付方式报告份数试验后试样处理方式 土样送交试验单位验收、登记后，即将土样按顺序妥善存放，应将原状土样和保持天然含水率的扰动土样置于阴凉的地方，尽量防止扰动和水分蒸发。土样从取样之日起至开始试验的时间不应超过3周。土样经过试验之后，余土应贮存于适当容器内，并标记工程名称及室内土样编号妥善保管，以备审核试验成果之用。一般保存到试验报告提出1个月以后，委托单位对试验报告未提出任何疑义时，方可处理。处理试验余土时要考虑余土对环境的污染、卫生等
8、要求。土样和试样的制备程序是试验工作的第一个质量要求，为保证试验成果的可靠性和试验数据的可比性，必须统一土样和试样制备方法和程序。土样在试验前必须经过制备程序，扰动土的土样制备包括土的风干、碾散、过筛、匀土、分样和贮存等预备程序和击实、饱和等试样制备程序。原状土的土样制备包括开启，切取等。这些步骤的正确与否，都直接影响试验成果。土样制备程序视需要的试验而异，所以在土样制备前应拟定土工试验计划。试样制备方法及注意事项试样制备方法及注意事项 对密封的原状土样除小心搬运和妥善存放外，在试验前不应开启。试验前如需要进行土样鉴别和分类必须开启时，则在检验后，应迅速妥善封好贮藏，尽量使土样少受扰动。根据力
9、学性试验项目要求，原状土样同一组试样间密度的允许差值为0.03g/cm3；对扰动土样为了控制试样的均匀性减少试验数据的离散性，一般用含水率和密度作为控制指标，不能仅规定各试样间的允许误差，还要规定试样的密度及含水率的允许误差，所以规定同一组试样的密度与要求的密度之差不得大于0.01g/cm3；同一组试样含水率与要求的含水率之差不得大于1%。对于扰动的土样，标准中规定了进行过筛程序，筛孔大小取决于试验所用仪器的容器大小。根据试验研究表明：用于直剪试验的土样最大颗粒粒径不应大于剪切盒内径的1/20（剪切盒内径为61.8mm），土样需过2mm筛；对无侧限、三轴压缩试验的土样最大颗粒粒径与试样直径的比
10、值为1/8 1/12。目前国内三轴试验一般采用39.1、61.8、101mm，其试样的允许最大粒径为2、5、10mm；对固结试验的土样最大颗粒粒径为容器高度的1/6 1/8，国内固结仪容器的高度为20mm；用过2mm筛的土样是可以的，鉴于粒径2mm为砂粒的上限，所以土样制备中统一规定扰动土样过2mm筛进行试样制备。对轻型击实试验的土样过5mm筛，重型击实试验的土样，用五层击实过20mm筛，而三层击实40mm筛。一般规定物理性试验土样过0.5mm筛；力学性试验土样过2mm筛；击实试验土样过5mm筛。原状土试样制备，首先应将土样筒按标明的上下方向放置，剥去蜡封和胶带，小心开启土样筒取出土样，整平试
11、样两端。检查土样结构，并描述它的层次、气味、颜色、有无杂质、土质是否均匀、有无裂缝等。为了保证试验成果的可靠性、当确定土样已受扰动或取土质量不符合要求时，不应制备力学性试验的试样。试样饱和 土的孔隙逐渐被水填充的过程称为饱和，当孔隙被水充满时的土、称为饱和土。试样饱和方法宜根据土样的透水性能分别采用以下方法。1）粗粒土采用浸水饱和法，可直接在仪器上饱和。2）渗透系数大于10-4cm/s的细粒土采用毛细管饱和法，选用拒式饱和器。将饱和器放入水箱内，注入清水，水面不宜将试样淹没，使土中气体得以排出。关上箱盖，防止水分蒸发，借土的毛细管作用，使试样饱和。浸水时间不少于两昼夜。3）渗透参数小于等于10
12、-4cm/s的细粒土采用抽气饱和法，选用框式或叠式饱和器和真空饱和装置。饱和度的大小，对渗透试验，固结试验和剪切试验的成果均有影响。对于不则孔隙水压力的试验，一般认为，饱和度大于95%即为饱和，对需要测定孔隙水压力参数的试验，对饱和度的要求较高（99%以上）宜采用二氧化碳或反压力饱和。二氧化碳饱和试样是近年来发展的一种方法。由于二氧化碳比空气重且易溶于水，从试样底部注入二氧化碳后，试样孔隙中的空气逐渐从试样顶端排出。二氧化碳是气体，用一种气体驱赶另一种气体，不会出现气泡阻滞现象。又因二氧化碳在水中的溶解度远比空气大（一个大气压力下，0时，1cm3水可溶解空气0.029cm3，可溶解二氧化碳1.
13、71cm3），因而，当试样孔隙充满二氧化碳后，用水头饱和法饱和时，试样孔隙中的二氧化碳气泡很快溶于水成碳酸，继续水头饱和时，又可以成为一种液体（水）驱赶另一种液体（稀碳酸），最后使试样孔隙中充满纯净水，达到饱和的目的。反压力饱和：对试样施加反压力以使试样饱和已成为一种常用的饱和方法。反压力饱和是人为地在试样内增加孔隙水压力，使试样内的孔隙气体在压力作用下完全溶解于水中，在增大孔隙水压力的同时，等量地对试样增加周围压力，以保证作用于试样的有效压力或试样的内外应力差不变。这个在孔隙水和压力室液体中同时作用的力即为反压力。土的三相比例指标土的三相比例指标换算公式换算公式2、密、密 度度 土的密度是指
14、土的单位体积质量。通常对于一般的粘质土，都应用环刀法。这种方法适用于容易成型的粘性土试样。而对于土样易碎裂、难以切削，可用蜡封法。环刀法 用环刀切取土样，为防止土样扰动，先切取一个较环刀内径略大的土柱，然后将环刀垂直下压，为避免环刀下挤压四周土样，应边压边削，直至土样伸出环刀，将两端修平。对于含水率较高的土，在刮平环刀两面时要细心，最好一次刮平，防止水分损失。另外，环刀由于经常使用，会产生不断磨损，应根据情况加以校正，以保证试验精度。环刀法切取过程环刀法切取过程蜡封法蜡封法适用于粘性土，特别对于不能用环刀切取的坚硬、易碎或形状不规则的土样较为理想。但对于大孔土会使为熔蜡浸入土的孔隙而影响其精度
15、。在实际操作中特别需要注意的问题如下：关于蜡的温度问题如果蜡的温度过高，对于试样的含水率和结构都会造成一定的影响，而温度太低会使蜡熔解不均匀，不易封好蜡皮。因此要求的温度为刚过熔点。封蜡的方法为避免易碎土样的扰动和有气泡封闭在土与蜡中间，规程采用将土样一次徐徐沉浸在蜡中。因为每种蜡的密度不同，所以在每次试验前须测定蜡的密度。注意事项平行差值不得大于0.03g/cm3 3、含水率 土的含水率是指土在105110 下烘干到恒量所失去的水分质量和达恒量后干土质量的比值，以百分数表示。以烘干法为室内试验的标准方法。测定含水率的方法多种多样，如烘干法、酒精燃烧法、炒干法、比重法、实容积法、微波法和核子射
16、线法等等。烘干法：将试样放入温度能保持在105110的电热烘箱中烘至恒值，是测定含水率的通用标准方法，精度高，试验简便，结果稳定。故此法为室内测定含水率的标准方法，列入国家标准。酒精燃烧法：在试样中放入酒精，利用酒精在试样上燃烧，使土中水分蒸发，将土烤干，是快速测定法中较准确的一种，适用于没有烘箱或土样较少的情况。由于此法难以控制105110的恒温条件，与定义不完全符合，故一般在现场使用，或者在制备试样时测定风干土样的含水率，供制样参考。酒精燃烧法测得的含水率略低于烘干法所测的含水率。炒干法：用火炉或电炉将试样炒干，在炒干过程中，随时翻拌试样，至试样表面完全干燥。此法适用于砂性土及含砾较多的土
17、，在工地使用。此法也不符合定义所规定的105 110，炒干法温度在100 150，所测的含水率略大于烘干法。比重法：该法是根据比重试验，测定湿土体积，估计土粒比重，间接计算土的含水率。由于试验时没有考虑温度的影响，所测得的结果准确度较差。土内气体能否充分排出，直接影响试验成果的精度，故此法仅适用于砂性土。实容积法：根据波义尔一马略特定律设计的速测含水率仪。它是通过测定土中固相和液相的体积，取土的经验比重值，换算出土的含水率。该法的原理是波义尔一马略特定律，首先要求气温基本保持不变，这在填筑工地上是很难达到的。若以标准温度为20，那么气温变化1，实容积的变化就达到5%，相应含水率的变化也约5%，
18、为此，目前很少使用。微波法：微波加热是近十几年来才发展的一门新技术。微波是一种超高频的电磁波。微波加热就是通过微波发生器产生微波能，然后用波导（传送线）将微波能输送到微波加热器中，加热器中的试样受到微波的照射后就发热，使水分蒸发。由于微波具有一定的穿透深度，使被加热物体里外同时加热，因此具有均匀、快速的优点。显然，快速干燥工艺在土工试验中具有重要的意义。但微波加热的温度如何控制，烘干时间采用多长等，都是有待进一步研究的。美国于1998年将此列入ASTM标准。核子射线法：利用核子法测定土石等材料原位密度和含水率是一项迅速发展的无损、快速检测新技术。目前我国已有相当数量各类进口的和国产的核子水分一
19、密度仪在各类工程中使用，并成为质量检测和控制的一种重要工具。水利部已制定核子水分一密度仪现场测试规程。用表层型核子水分一密度仪测定材料密度和含水率是一种间接的物理测量方法。其测量依据是仪器所记录到的射线或热中子计数率分别与被测材料密度和含水率有确定的相关性。通过预先建立适合仪器进行密度或水分测量的标定曲线，则可根据仪器现场测量所记录的射线或热中子计数率，按相对应的标定曲线，确定被测材料的密度或含水率。在含水率测定中，由于下列原因可能产生误差：试样的代表性不够，特别对于成层土以及粗细混合的土样，所以取样要有代表性。试样数量太少，如试样数量较多，所得的结果准确性高。土样在运输和存放期间保护不当，形
20、成称土前水分蒸发或称干土前吸水。烘箱温度不正确，或试样尚未达到恒量而从烘箱中取出。试样容器称量不准。为了消除误差，所用设备应定期进行检查，在操作中要细心。按按铁路路基设计规范铁路路基设计规范填填料分类料分类按按铁路工程岩土分类标准规范铁路工程岩土分类标准规范分类分类取试样质量（取试样质量（g)g)细粒土细粒土粉土、黏性土粉土、黏性土15153030粗粒土粗粒土砂类土、有机土砂类土、有机土30305050圆砾或角砾圆砾或角砾250250500500碎石类土碎石类土碎石类土碎石类土50050010001000土样编号土的物理性试验指标含水率湿密度 干密度土粒比重试样上部试样下部试样两侧试样加荷后w
21、rrdGs%g/cm3g/cm3-N-230.129.729.227.71.971.512.74444.038.740.835.31.851.282.74633.734.834.437.81.921.442.73835.436.435.933.81.851.372.721038.638.339.639.71.841.332.741225.025.125.526.22.001.602.741436.234.433.432.91.941.422.701644.746.346.249.21.761.222.731844.133.646.051.71.761.222.732031.540.536.44
22、0.51.841.402.732237.334.336.238.81.861.352.732433.234.633.135.01.891.422.732635.533.232.032.91.901.402.73 注意事项1.粘土烘干不少于8h,砂土不少于6h,有机质超过5%控制温度65-70度2.含水率40%,含水率平行误差2.0%3.适用于有机质含量5%有机质含量在5%-10%,需注明其含量 4 酒精纯度为95%4、界限含水率 粘性土的状态随着土中水量的变化而变化。各种粘土有一个处于塑性状态的含水率范围。界限含水率就是这个范围的量度值。1911年瑞典科学家阿太堡（Atterberg）将土从液
23、态过渡到固态的过程分为五个阶段，规定了各个界限含水率，称 阿态堡限度。界限含水率试验方法，目前国际上测定液限的方法是碟式仪和圆锥仪法。各国采用的碟式仪和圆锥仪规格不尽相同。对试验结果有影响。国际上对液限的测定虽然没有统一的标准，但各国的标准均以美国卡氏蝶式作为比较基础。目前英国采用圆锥仪法也是与蝶式液限等的，我国长期使用76g圆锥，根据几十年的使用实践，认为圆锥仪法操作简单，所测数据比较稳定，标准易于统一，所以我国仍用圆锥仪，但标准应与碟式仪等效。光电式液塑限测定仪 联合测定法的理论依据是圆锥入土深度与相应含水率在双对数坐标上具有直线关系。联合测定仪测定液限和塑限试验标准的确定是采用与碟式仪法
24、测定液限时土的抗剪强度相一致的方法，即确定圆锥仪入土深度为多大时即强度一致。因为液限是试样从粘滞液体状态变成粘滞塑性状态时的含水率，在该界限时，试样出现一定的流动压力，即最小量度的抗剪强度，理论上是强度“从无到有”的分界点，这是采用各种方法等效的标准。碟式仪法测定土的液限状态时的不排水强度为23kPa而我国采用76g圆锥入土深度10mm时的含水率作为液限时其强度是8.4kPa，比其他标准下的强度高得多，实际上该液限不是土的真正液限，数值比国际上公认的碟式仪标准小，不能反映土的真正物理状态，所以国际中规定液限是76g锥入土深度为17mm时含水率。同时给出76g锥入土深度为10mm的液限是为了配合
25、其他标准使用。塑限试验标准同样采用强度等效的方法。联合测定法应注意的问题 1）试样制备及测点的分布 进行液塑限联合测定可采用三皿法或一皿法，即制备三份不同含水量的试样进行测定为三皿法。先制备一份含水量的试样，然后增加水分或减小水量进行逐点测定称一皿法。实际试验中发现若三份试样取得不均匀会影响试验结果。但一皿法可克服这个缺点，但含水率从小到大，或从大到小试样一定要调匀。测点的分布一般设三个测点，相邻的含水率差别大些，测得三点的入土深度间距也大些。在图上分布比较均匀，一般入土深度控制在217mm，最低一点差取23mm制样比较困难，土样不易调匀，根据实践经验可取45mm，第二点911mm，最高点在1
26、617mm。2）圆锥下沉深度的标准读数时间。对高液限的粘质土和粉质土，锥体下沉后在较短时间内稳定。5s、15 s、30 s、的读数保持不变，而对低液限的粉质土，由于试样在锥体作用下发生排水，使锥体继续下沉，有时长达数分钟后才能稳定，若待锥体持续下沉很长时间再读数。此时含水率和强度均有变化，求得的结果不能反映试样的真实情况，因此，原则上当锥体很快下沉转变为缓慢蠕动下沉时就读数，但这很难做到，为了尽可能避免蠕动的影响，规定以5s作为锥体下沉的读数时间。3）对联合测定仪的要求。联合测定法要求仪器满足两个条件，一是能自动放锥，二是入土深度的读数准确到0.2mm。圆锥仪表面应光滑，锥尖要保持完整。为保证
27、测试成果的准确性，勿使锥尖碰硬物，使用一段时间后，应进行锥尖磨损情况的检查，其方法是用一块规，将圆锥仪放入快规孔中，用手指轻轻抚摩，当感觉不到锥尖时，要更换锥体。用于土的工程分类，液、塑限对细粒土的鉴别和分类提供了非常有用的资料，我国建筑地基基础设计规范以塑性指数将细粒土分为：IP17 粘土 10IP17 粉质粘土 应用液性指数判别土的状态，分为：IL0 坚硬 0IL0.25 硬塑 0.25IL0.75 可塑 0.75IL1.0 软塑 IL1.0 流塑 塑性指数反映的只是液、塑限的差值，并未说明两个界限含水率的绝对值。实际上液、塑限差值相等的两种土：一种是绝对值均高，一种是绝对值均低，两种土的
28、性质截然不同。根据经验，土的性质既随塑性指数，也随界限含水率所处位置而变化。目前对细粒土分类采用的塑性图就是既考虑塑性指数，又考虑了土的液限大小，比单用塑性指数更为合理。将三个含水率与相应的圆锥下沉深度绘于双对数坐标纸上，三点边直线，如A线；如三点不在一直线上，通过高含水率的一点与其余两点连两根直线，在下沉深度为2mm处查得相应的两个含水率，如差值不超过2%，用平均值的点与高含水率点作为一直线，如B线。若含水率差值超过2%，应补做试验。5、比重 土粒比重是土粒在温度105110下，烘至恒值时的质量与同体积4时纯水质量的比值。按土样的粒径小于5mm的，用比重瓶法;大于5mm的土，其中含大于20m
29、m颗粒小于10%时，用浮称法；含大于20mm颗粒大于10%时，用虹吸筒法进行；粒径小于5mm部分用比重瓶法进行，取其加权平均值作为土粒的比重。试验用水，规定为纯水，不含任何被溶解的固体物质。排气的方法为煮沸或用真空抽气法。当试样为砂样或使用中性液体时可采用真空抽气法。当试样含有机质、水溶盐、亲水胶体时，试验中不能使用纯水而要使用中性液体代替。关于中性液体多采用煤油，由于中性液体的比重不同，故采用本法时，必须同时测定比重瓶加中性液体的质量和中性液体的比重。排除土中空气时，因为如煤油易于燃烧，故必须用真空抽气法代替煮沸法。注意事项注意事项 煮沸时间粘土及粉质粘土不少于1h,砂及砂质粉土不少于30m
30、in 抽真空时间通常为1-2h 平行差值不大于0.02.比重瓶的校正。通常根据本地区一年内温度变化的情况选择若干个控制温度，实测各温度下的瓶、水总质量；绘制温度与瓶、水总质量的关系曲线供试验时查用。6、颗粒大小分析试验 颗粒大小分析是测定干土中各种粒组所占该土总质量的百分数的方法。采用的方法主要有筛分法、比重计法。试样通常可分为无凝聚性土、含粘性土粒的砂性土和细粒土。对于无凝聚性土按下表规定数量取出试样。将试样烘干过筛后分别称出筛上和筛下土质量。土粒粒径（土粒粒径（mmmm）取样数量（取样数量（g g）2210010030030010103003001000100020201000100020
31、00200040402000200040004000606040004000以上以上 含有粘性土的砂性土首先将土样放在橡皮板上用木碾将粘结的土团充分碾散，用四分对角法取代表性试样，置于盛有清水的瓷盆中，用搅棒搅拌，使试样充分浸润和粗细颗粒分离。将浸润后的混合液过2mm细筛，边搅拌边冲洗边过筛，直到筛上仅留2mm的土粒为止。然后将筛上的土风干称量。用带橡皮头的研杵研磨小于2mm的混合液，稍沉淀后，将上部悬液过0.075mm洗筛。再向瓷盆加清水研磨，将上部悬液过筛。如此反复，直至盆内悬液澄清，最后将盆中全部土粒倒在洗筛上，用水清洗，直至筛上仅存0.075mm的净砂为止。将0.075mm的筛上砂粒洗
32、入蒸发皿内，倾去上部清水，烘称量，进行细筛分析。细粒土首先取代表性土样碾散后拌和均匀，称取试样约30g备用。将制备好的试样倒入三角烧瓶中，注入约200ml纯水，浸泡时间不少于18h。稍加摇荡后，放在电热器上，煮沸。煮沸时间从水沸腾开始，粘土和不易分散的土，通常煮沸1h左右。将冷却后的液体的上部悬液倒入量筒，再加水搅拌，静置约1min，再将上部悬液倒入量筒，台此反复，直至悬液澄清为止。将其余全部倒至筛上冲洗。将筛上的颗粒洗入蒸发皿，倾去上部清水，烘干称量，然后过筛。注纯水入量筒，加4%浓度的六偏磷酸钠约10ml于量筒溶液中，使筒内悬液达1000ml。用搅拌器在量筒内沿整个悬液深度上下搅拌约1mi
33、n，往复各约30次，取出搅拌器，同时开支动秒表。测经0.5、1、2、5、15、30、60、120和1440min比重计读数，根据试样情况的实际需要，可增加比重计读数或缩短最后一次读数的时间。每次读数均应在预定时间前1020S将比重计小心放入悬液接近读数的深度，并须注意比重计浮泡应保持在量筒中部位置，不得贴近筒壁。比重计读数均以弯液面上缘为准。颗粒大小分配曲线7 相对密度试验 相对密度试验是指无粘性土处于最松状态的孔隙比与天然状态孔隙比之差和最松状态孔隙比与最紧密状态的孔隙比之差的比值。适用于颗粒直径小于5mm能自由排水的砂砾土。最大孔隙比的测定 称取烘干试样或充分风干试样700g，准确至1g，
34、均匀倒入量筒，以手掌或橡皮堵住量筒口，将量筒倒转，然后迅速转回原来位置，如此反复几次，记下体积的最大值，估读5cm3。最小孔隙比的测定 将代表性试样分三次倒入1000cm3容器内，用振动叉以每分钟150-200次敲打容器两侧，同时用击锤于试样表面每分钟锤击30-60次，直至体积不变。最后一次振毕，削去多余试样，称量，准确至1g，记录体积，计算最小孔隙比。注意事项 最大与最小密度,均需进行2次平行试验,其平行误差不得超过0.03g/cm3 Dr=(e-emin)/(emax-emin)密实：Dr0.67 中密：0.67-0.33松散：（1）稍松：0.33-0.20 极松：Dr.20minmaxm
35、ineeeeDrminmaxmineeeeDr8 击实试验 试验目的是用标准的击实方法,测定土的密度与含水率的关系,从而确定最大干密度与最优含水率。在击实待用料中取土样，配5种不同含水率，用内径为102mm，筒高为116mm，击锤质量为2.5kg，落距为305mm的轻型击实仪进行，分三层击实，每层25击，单位体积击实功能为592.2kJ/m3。取代表性土样，平铺于不吸水的平板上，在试样上均匀喷洒水量，装入塑料袋后静置放置不少于12h。取制备好的土样分三次倒入筒内进行击实，第三层击毕，削平表面，称量，准确1g，并在试样中心取2个15-30g土测定含水率。注意事项 每层超高不得超过6mm。1.3层
36、-25击(轻型),5层56击(重型)含水率平行误差不得超过1%制备土样时易采用风干法9 渗透试验 试验目的是测定土的渗透系数。常水头适用于粗粒土，变水头适用于细粒土 利用变水头装置进行了渗透系数的测定，仪器型号为南55型渗透仪。渗透试样为人工制备，控制干密度按委托方要求为最大干密度的99%。渗透试样的制模尺寸为61.840mm。制样方法为：将待用料配制成一定含水率的试料，按以上干密度用击样法直接制备在渗透环刀内，然后将试样安装至饱和器内，将上下板夹紧，放入抽气缸内，采用真空抽气法饱和。将装有饱和试样的环刀装入渗透容器，然后使渗透水头升至预定高度，水头高度根据试验结构的疏松程度确定，待水头稳定后
37、切断水源，开进水管夹，使水通过试样，当出水口有水溢出时开始测记变水头管中起始水头高度和起始时间，按一定的时间间隔测记水头和时间的变化，并测记出水口的水温。10 固结试验 试验目的是测定试样在侧限与轴向排水条件下的变形和压力,或孔隙比和压力的关系,变形和时间的关系,以便计算土的压缩系数压缩指数等 土料的固结试验在固结仪上进行，加荷等级通常可为50kPa、100kPa、200kPa、400kPa、1600kPa及3200kPa。每级加荷沉降稳定后再下一级荷载，试样制模尺寸为61.820mm。变形稳定标准为每小时不大于0.005mm.11 直接剪切试验 是测定土的抗剪强度的一种常用方法.通常采用4个
38、试样,分别在不同的垂直压力P下,施加水平剪切进行剪切,求得破坏时的剪应力.然后根据库仑定律确定土的抗剪强度参数 试验分为快剪试验、固结快剪试验、慢剪 试验。试样制模尺寸为61.820mm。快剪试验在3-5min剪损，剪切变形达4mm 固结快剪在试样上施加规定的垂直压力后，待固结稳定后，进行剪切，速率同上。慢剪试验达固结稳定后，剪切速率小于0.02mm/min。12 无侧限抗压强度试验 是试样在无侧向压力条件下,抵抗轴向压力的极限强度 削切试样，其尺寸为39.180mm 试样两端抹一薄层凡士林，将试样安放到仪器底座 剪切速率为1-3%/min，使试验在8-20min内完成，如需测定灵敏度，将破坏
39、后的试样包以塑料布，用手搓捏，破坏其结构，再搓成圆柱形，放入重塑筒 内，挤面与筒体积相等的试样，再进行试验。13 三轴压缩试验 测定土的抗剪强度的一种方法,通常用3-4个圆柱形试样,分别在不同的恒定周围压力下,施加轴向压力至剪切破坏,然后根据摩尔-库仑理论,示得抗剪强度 首先选取一定数量的代表性土样，经风干、碾碎、过筛，测定风干含水率，按要求的含水率算出所需加水量，将需加的水量喷洒到土料上拌匀，装入塑料袋，置于密闭容器20h，待含水率均匀后再测定含水率。根据要求的干密度，称取所需土质量，按试样高度分3层静压，然后将装有试样的饱和器置于无水的抽气缸内，进行抽气，抽气时间为2h，再徐徐注入清水，并
40、保持真空度稳定。待饱和器完全被水淹没后停止抽气，并释放抽气缸的真空。试样在水下静止时间大于10h。饱和后的试样放置于三轴仪底座上（三轴不固结不排水试验底座上放置不透水板，三轴固结不排水试验及三轴固结排水试验底座上放置透水板），套上橡皮膜，装上压力室，并向压力室注满水。施加所需的周围压力，三轴不固结不排试验在不固结情况下直接施加偏应力进行剪切，试验过程中不排水直至试样剪切破坏。控制破坏时轴向应变为15%。破坏标准选取试验主应力差的峰值或轴向应变为15%对应的强度值。；三轴固结不排水试验在固结稳定后不排水的条件下进行剪切；三轴固结排水试验在固结稳定后排水的条件下进行剪切。三轴不固结不排水试验剪切应
41、变速率为1.0%/min，三轴固结不排水试验剪切应变速率为0.1%/min，三轴固结排水试验剪切应变速率为0.01%/min。在饱和粘性土地基上施工，作为设计时的一种理想化，假定急速地填筑到所定的设计标高，地基几乎来不及排水固结，作为稳定分析所需的计算参数是天然强度，也就是说，如果着眼于排水条件，适合这种理想状态的室内剪切试验是不固结不排水试验。对于筑堤分阶段施工的工程，地基为提高地基承力，通常在填筑第二层填土前排水固结，此时分析地基稳定强度需要的指标是在第一层填土作用下固结后的不排水强度；对于土坝工程，建成多年的土坝在自重作用下已完成固结，由于库水位突然下降（水位突然下降是指水位下降速率超过
42、坝身材料的排水速率）时，要对坝坡进行稳定性验算，应采作固结不排水强度。对于施工缓慢，在设计中可以假定地基中由于增加应力而产生的孔隙水压力及时消散，相应于该理想条件下的稳定分析所需资料采用固结排水试验；对于土坝，当水位徐徐下慢，坝体中的水能相应地排出时，就采用排水剪切的强度参数进行计算。14 振动三轴试验 测定饱和土在动应力作用下的应力.应变和孔隙水压力的变化过程,从而确定其在动力作用下的破坏强度（包括液化）、应变大于10-4的动弹性模量和阻尼比等动力特性指标 动模量试验和阻尼比试验动模量试验和阻尼比试验 (1)试样饱和后，对试样施加等向固结压力，直至固结排水结束；(2)固结完成后，关闭排水阀。
43、在等向固结压力和不排水情况下，施加轴向动应力；(3)从较小的动应力开始，逐级施加动应力幅值，每一级动应力幅值连续振动3周，测得轴向动应力和轴向动应变的滞回关系；(4)每一级动应力的循环荷载结束后，打开试样的排水阀，以消散试样中由于振动引起的孔隙水压力。ddEd应 变 幅 值 动强度试验是试样固结结束后在不排水的情况下施加动应力进行振动直到破坏，通过计算机采集试验中的动应力、动应变及动孔压的变化过程，在同一试验条件（相同的制样干密度、固结应力比、周围压力）下，分别施加46个不同的动应力进行动强度试验。破坏标准为全幅应变等于5%（超静孔隙水压力等于周围压力）。在Kc=1情况下，不同的固结压力下的d/23Nf试验点可以归一为一条曲线，这说明在通常的固结压力范围内，液化应力比与循环振动次数有关，与固结压力无关。
