路基土的试验检测PPT课件

1、第一节 土的工程分类土是由岩石风化而形成的。它的最大特点是土是由岩石风化而形成的。它的最大特点是分散性，同时也具有复杂性和易变性的特点。分散性，同时也具有复杂性和易变性的特点。土是一种分散体，一种多孔材料。在孔隙中土是一种分散体，一种多孔材料。在孔隙中除了空气以外，还存在有部分水。当土的孔隙除了空气以外，还存在有部分水。当土的孔隙中含有空气和水时，土就是由中含有空气和水时，土就是由固相、气相和液固相、气相和液相相组成的三相体系。随着土体周围环境的影响，组成的三相体系。随着土体周围环境的影响，尤其是荷载的变化，土的三相结构会发生变化。尤其是荷载的变化，土的三相结构会发生变化。这种变化会对土的工程

2、性质产生一定的影响。这种变化会对土的工程性质产生一定的影响。第三章第1页/共55页第一节 土的工程分类土的分类分类指标:颗粒组成特征、土的塑性指标、土中有机质的存在情况。土分为巨粒土、粗粒土、细粒土和特殊土。第三章第2页/共55页第一节 土的工程分类第三章第3页/共55页第一节 土的工程分类第三章第4页/共55页第一节 土的工程分类第三章 1巨粒土 土样中巨粒组质量多于总质量50 的土称巨粒土。第5页/共55页第一节 土的工程分类第三章第6页/共55页第一节 土的工程分类第三章 2粗粒土 土样中粗粒组质量多于总质量50 的土称粗粒土。粗粒土根据其中砾粒组的含量又可分为砾类土和砂类土。砾粒组质量

3、多于总质量50 的土称为砾类土，反之则称为砂类土。第7页/共55页第一节 土的工程分类第三章第8页/共55页第一节 土的工程分类第三章第9页/共55页第一节 土的工程分类第三章 3细粒土 土样中细粒组质量多于总质量50 的土称细粒土。 细粒土应按塑性图分类，并按其在塑性图中的位置确定土的名称。第10页/共55页第一节 土的工程分类第三章第11页/共55页黏土高液限土有机质土粉土低液限第12页/共55页第一节 土的工程分类第三章 细粒土分类应注意以下几个问题： （1 1） 粗、细粒组质量相同时，定名为细粒土；粗、细粒组质量相同时，定名为细粒土； （2 2） 土正好位于塑性图土正好位于塑性图A A

4、 线上时，定名为粘线上时，定名为粘土土；土正好位于土正好位于B B 线上时，在线上时，在A A线以上，定名线以上，定名为高液限粘土；在为高液限粘土；在A A 线以下，定名为高液限粉线以下，定名为高液限粉土。土。 （3 3） 当粗粒组中砾粒组占优势时，称含砾细当粗粒组中砾粒组占优势时，称含砾细粒土，在细粒土代号后缀以代号粒土，在细粒土代号后缀以代号“G G ；当粗粒；当粗粒组中砂粒组占优势时，称含砂细粒土，在细粒组中砂粒组占优势时，称含砂细粒土，在细粒土代号后缀以代号土代号后缀以代号“S S”。第13页/共55页第二节 土方工程常规试验与检测方法路基土常规试验检测项目 物理性质试验：含水量试验、

5、密度试验、颗粒分析试验等。 水理性质试验：界限含水量试验、天然稠度试验、膨胀试验、收缩试验等。 力学性质试验：击实试验、压缩试验、直接剪切试验等。 化学性质试验：有机质含量试验、烧失量试验等。第14页/共55页第二节 土方工程常规试验与检测方法路基土常规试验检测项目 首先，筛分试验，了解路基土颗粒组成特征； 然后，进行塑性指标试验； 进行工程分类，击实试验、承载比、回弹模量。第15页/共55页第二节 土方工程常规试验与检测方法 一、含水量试验 烘干法 烘干法是测定含水量的标准方法，适用于粘质土、粉质土、砂类土和有机质土类。 酒精燃烧法适用于除含有机质的土外的细粒土。 本试验须进行二次平行测定，

6、取其算术平均值，允许平本试验须进行二次平行测定，取其算术平均值，允许平行差值应符合规定：行差值应符合规定：第三章含水量含水量允许平行差值允许平行差值550.30.34040=14040=2=2第16页/共55页第二节 土方工程常规试验与检测方法第三章 二、密度试验方法 测定密度常用的方法有环刀法、蜡封法、灌砂法、灌水法等。 环刀法操作简便而准确，在室内和野外普遍采用； 不能用环刀削的坚硬、易碎、含有粗粒、形状不规则的土，可用蜡封法； 灌砂法、灌水法一般在野外应用。第17页/共55页第二节 土方工程常规试验与检测方法第三章 二、密度试验方法：环刀法环刀法（适用于细粒土） 1仪器设备 （1） 环刀

7、：内径6 8cm ，高2 3cm ，壁厚15 2 m m 。 （2） 天平：感量01g 。 （3） 其他：修土刀、钢丝锯、凡士林等。第18页/共55页第二节 土方工程常规试验与检测方法第三章 二、密度试验方法：环刀法环刀法（适用于细粒土） 2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） 用修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，称环刀与土合质量m1 ，准确至01g 。第19

8、页/共55页第二节 土方工程常规试验与检测方法第三章 二、密度试验方法：环刀法环刀法（适用于细粒土） 3结果整理 （m 1 m 2）/V 湿密度，gcm 3 ； m 1 环刀与土合质量，g ； m 2 环刀质量，g ； V 环刀体积，cm 3 。第20页/共55页第二节 土方工程常规试验与检测方法第三章 二、密度试验方法：环刀法环刀法（适用于细粒土） 3结果整理 d/(1+0.01) d干密度，gcm 3 ； 含水量，% 。 本试验须进行二次平行测定，取其算术平均值，其平行差值不得大于003gcm 3 。第21页/共55页第二节 土方工程常规试验与检测方法第三章 二、密度试验方法：灌砂法灌砂法

9、（适用于现场测定细粒土、砂类土和砾类土，最大粒径不得超过15 m m ，测定密度层的厚度为150 200 m m 。） 1仪器设备 （1）灌砂筒：金属圆筒，上部为储砂筒，下部装一倒置的圆锥形漏斗。 （2）金属标定罐：内径100 m m ，高150 m m 和200 m m 的金属罐各一个，上端周围有一罐缘。第22页/共55页第23页/共55页第二节 土方工程常规试验与检测方法第三章 二、密度试验方法：灌砂法灌砂法（适用于现场测定细粒土、砂类土和砾类土，最大粒径不得超过15 m m ，测定密度层的厚度为150 200 m m 。） 1仪器设备 （3）基板：一个边长350 m m ，深40 m m

10、 的金属方盘，盘中心有一直径100 m m 的圆孔。 （4）打洞及从洞中取料的合适工具，如凿子、铁锤、长把勺、长把小簸箕、毛刷等。 （5）饭盒（存放挖出的式样） 若干。 （6）台秤：称量10 15kg ，感量5g 。 （7）其他：铝盒、天平、烘箱等。第24页/共55页第二节 土方工程常规试验与检测方法第三章 二、密度试验方法：灌砂法灌砂法（适用于现场测定细粒土、砂类土和砾类土，最大粒径不得超过15 m m ，测定密度层的厚度为150 200 m m 。） 2仪器标定：确定灌砂筒下部圆锥体内砂的质量 （1）在储砂筒内装满砂。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

11、变。 （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。然后关上开关，并称量筒内砂的质量m 5 ，准确至1g 。第25页/共55页第二节 土方工程常规试验与检测方法第三章 二、密度试验方法：灌砂法灌砂法（适用于现场测定细粒土、砂类土和砾类土，最大粒径不得超过15 m m ，测定密度层的厚度为150 200 m m 。） 2仪器标定：确定灌砂筒下部圆锥体内砂的质量 （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，并细心地取走罐砂筒。 （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。 （5）

12、重复上述测量，至少二次。最后取其平均值m2 ，准确至1g 。第26页/共55页第二节 土方工程常规试验与检测方法第三章 二、密度试验方法：灌砂法灌砂法（适用于现场测定细粒土、砂类土和砾类土，最大粒径不得超过15mm ，测定密度层的厚度为150 200 mm 。） 3、确定量砂的密度s （gcm 3） （1）用水确定标定罐的容积V（cm 3），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m 8 。标

13、定罐的体积按下式计算： V m 8 m 7 第27页/共55页第二节 土方工程常规试验与检测方法第三章 二、密度试验方法：灌砂法灌砂法（适用于现场测定细粒土、砂类土和砾类土，最大粒径不得超过15mm ，测定密度层的厚度为150 200 mm 。） 3、确定量砂的密度s （gcm 3） （2）在储砂筒中装入质量为m1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，关闭开关。取下罐砂筒，称筒内剩余的砂质量，准确至1g 。 （3）重复上述测量，至少三次，取其平均值m 3 。 （4）填满标定罐所需砂的质量：m a m 1 m 2 m 3第28页/共55页第二节 土方工程常

14、规试验与检测方法第三章 二、密度试验方法：灌砂法灌砂法（适用于现场测定细粒土、砂类土和砾类土，最大粒径不得超过15mm ，测定密度层的厚度为150 200 mm 。） 3、确定量砂的密度s （gcm 3） （5）计算量砂的密度s （gcm 3）： sm a/V。第29页/共55页第二节 土方工程常规试验与检测方法第三章 二、密度试验方法：灌砂法灌砂法（适用于现场测定细粒土、砂类土和砾类土，最大粒径不得超过15mm ，测定密度层的厚度为150 200 mm 。） 4、试验步骤 （1）在试验地点，选一块约4040cm的平坦表面，并将其清扫干净。将基板放在此平坦表面上。如此表面的粗糙度较大，则将盛有

15、量砂m5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，并称筒内砂的质量m 6 。第30页/共55页第二节 土方工程常规试验与检测方法第三章 二、密度试验方法：灌砂法灌砂法（适用于现场测定细粒土、砂类土和砾类土，最大粒径不得超过15mm ，测定密度层的厚度为150 200 mm 。） 4、试验步骤 （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100 m m 。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

16、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。减去已知塑料袋质量后，即为试样的总质量mt 。第31页/共55页第二节 土方工程常规试验与检测方法第三章 二、密度试验方法：灌砂法灌砂法（适用于现场测定细粒土、砂类土和砾类土，最大粒径不得超过15mm ，测定密度层的厚度为150 200 mm 。） 4、试验步骤 （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w 。 （4）将基板安放在试洞上， 将灌砂筒安放在基板中间，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m 4 ，准确至1g 。第32页/共55

17、页第二节 土方工程常规试验与检测方法第三章 二、密度试验方法：灌砂法灌砂法（适用于现场测定细粒土、砂类土和砾类土，最大粒径不得超过15mm ，测定密度层的厚度为150 200 mm 。） 5、结果整理 计算填满试洞所需的质量m b （g）： m b m 1 m 4 （m 5 m 6） m 1 灌砂入试洞前筒内砂的质量，g ， m 4 灌砂入试洞后，筒内剩余砂的质量，g ； （m 5 m 6） 灌砂筒下部圆锥体内及基板和粗糙表面间砂的总质量，g 。第33页/共55页第二节 土方工程常规试验与检测方法第三章 二、密度试验方法：灌砂法灌砂法（适用于现场测定细粒土、砂类土和砾类土，最大粒径不得超过15

18、mm ，测定密度层的厚度为150 200 mm 。） 5、结果整理 计算试验地点土的湿密度（gcm 3）： (mt/m b)s式中：m t 试洞中取出的全部土样的质量，g ；m b 填满试洞所需砂的质量，g ；s量砂的密度，gcm 3 。 计算土的干密度d （gcm 3）：d/(1 001w)第34页/共55页第二节 土方工程常规试验与检测方法第三章三、界限含水量：即土从一种状态过度到另一种状态分界点的含水量。 液体向塑性体状态过度的界限含水量为液限。 从塑性体向固体状态过度的界限含水量为塑限。 主要设备：液塑限联合测定仪第35页/共55页第二节 土方工程常规试验与检测方法第三章三、界限含水量

19、 在双对数坐标纸上，以含水量w 为横坐标，锥入深度h 为纵坐标，点绘a 、b 、c三点含水量的h w 图，连此三点，应呈一条直线。 在h w 图上，查得纵坐标入土深度h 20 m m 所对应的横坐标的含水量w 即为该土样的液限含水量w L 。第36页/共55页第二节 土方工程常规试验与检测方法第三章 三、界限含水量 对于细粒土，用下式计算塑限入土深度hp ： 对于砂类土，则用下式计算塑限入土深度hp ： 根据hp 值，再查试验结果h w 图，对应hp 的含水量即为塑限含水量w p 值。606. 7524. 0llph606. 7524. 0llph320000744. 0017. 022. 1

20、6 .29lllph第37页/共55页第二节 土方工程常规试验与检测方法第三章 四、击实试验 本试验分轻型击实和重型击实。小试筒适用于粒径不大于25 m m 的土，大试筒适用于粒径不大于38 m m 的土。 主要仪器设备：标准击实仪第38页/共55页小击实筒 大击实筒1套筒；2 击实筒；3 底板；4 垫块第39页/共55页击锤和导杆（单位：m m）a）25kg 击锤（落高30cm）；b）45kg 击锤（落高45cm）1 提手；2 导筒；3 硬橡皮垫；4 击锤第40页/共55页第二节 土方工程常规试验与检测方法第三章 四、击实试验 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，

21、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。如曲线不能绘出明显的峰值点，应进行补点或重做。第41页/共55页第42页/共55页第二节 土方工程常规试验与检测方法第三章 五、颗粒分析试验 土的颗粒分析试验就是测定土的粒径大小和级配状况，为土的分类、定名和工程应用提供依据。分析的方法有直接法和间接法，对于粒径大于0.074 mm 的土用筛析法直接测试；对于粒径为0.002 0.074 mm 的土一般用水析法间接测试。第43页/共55页第二节 土方工程常规试验与检测方法第三章筛析法筛析法1试验原理 筛析法是将土样通过逐级减小孔径的一组标准筛子。对于通过某一筛孔的土粒，可以认为其粒径恒小于该

22、筛的孔径，反之，遗留在筛上的颗粒，可以认为其粒径恒大于该筛的孔径。这样即可把土样的大小颗粒按筛孔径大小逐级加以分组和分析。2适用范围 粒径d 0074 m m 的土。第44页/共55页第二节 土方工程常规试验与检测方法第三章筛析法筛析法3仪器设备粗筛：孔径为60 m m 、40 m m 、20 m m 、10 m m 、5 m m 、2 m m ；细筛：孔径为2 m m 、05 m m 、025 m m 、0074 m m 。第45页/共55页第二节 土方工程常规试验与检测方法第三章筛析法筛析法4试验步骤将土样放在橡皮板上风干，用木碾将粘结的土团充分碾散拌匀，用四分法取代表性土样备用。将四分法

23、取出的代表性土样称取1004000g （土样的粒径越大称取的数量越多）。将试样过孔径为2mm的细筛，分别称出筛上和筛下土的质量。第46页/共55页第二节 土方工程常规试验与检测方法第三章筛析法筛析法4试验步骤取2 m m 筛上试样倒入依次叠好的粗筛的最上层筛中； 取2 m m 筛下的土样倒入依次叠好的细筛的最上层筛中进行筛析。若2 m m 筛下的土不超过试样总质量的10 ，则可省略细筛分析。同样，2 m m 筛上的土如不超过试样总质量的10 ，则可省略粗筛分析。要求各细筛及底盘内土质量总和与原来所取2 m m 筛下试样质量之差不得大于1 ，同样各粗筛及2 m m 筛下的土质量和与试样质量之差不得大于1 。第47页/共55页第二节 土方工程常规试验与检测方法第三章筛析法筛析法5计算及绘图按下式计算小于某颗粒直径的土的质量百分数： x A100/B式中：x 小于某颗粒直径的土质量百分数，；A 小于某颗粒直径的土质量，g ；B 细筛分析时所取试