铁路土工试验检测方案

1、铁路土工试验检测方案1范围适用于各类铁路工程的地基土和填料的物理力学性质试验。2试验目的为了测定土的含水率、密度、相对密度、击实试验、颗粒密度、 界限含水率、固结、黄土湿陷性。3试验依据铁路工程土工试验规程TB 10102-20104检验人员检验人员均为持证上岗人员。5试验设备多功能电动击实仪、电子天平/0.1g、电子天平/0.01g、电子天 平30kg/lg；电子天平/0. 001g、电热鼓风恒温干燥箱；环刀；长颈 漏斗/内径1.2cm；锥形塞/直径1. 5cm；砂面拂平器；振动叉；金属 筒容积1000ml；数显式土壤液塑联合测定仪、比重瓶100ml,电砂 浴、单杠杆固结仪等。6.试验方法和

2、计算结果含水率（烘干法）试验步骤根据不同土类按表4. 2.2确定取代表性试样质量，放入称量盒 内，立即盖好盒盖，称湿土质量。翻开盒盖，将试样在温度105110C恒温烘干。对于粉土、粘性土不得少于8h,砂类土不得少于6h。第1页共20页本试验可用于测定试样在标准击实作用下含水率与干密度之间 的关系，确定试样的最大干密度和最优含水率。本试验分轻型击实和 重型击实。内径100mm试筒适用于粒径不大于20mm的土。内径152nlm试筒 适用于粒径不大于40mm的土。6. 4. 2试样本试验可分别采用不同的方法准备试样O使用方法类别试筒内径(cm)最大粒径(mm)试料用量(kg)干土法，试样不 重复使用

3、b1015.22040至少5个试样，每个3至少5个试样，每个6干土法，试样不重复使用C1015.22040至少5个试样，每个3至少5个试样，每个6干土法(土不重复使用)。将代表性试样风干或在低于50 C温 度下进行烘干。风干或烘干后以不破坏试样的基本颗粒为准。将士碾 碎，过5mm 20mm、或40mm筛，拌和均匀备用。试样用量，小击实 筒最少20kg,大击实筒最少50kgo用烘干法测定试样的风干含水率。 按试样的塑限估计最优含水率，在最优含水率附近选择依次相差约 2%的含水率制备至少5个试样，其中2个含水率大于塑限、2个小于 塑限、1个接近塑限。分别加入不同水分(按2%3%含水率递增)， 拌匀

4、后闷料一夜备用。加水量可按下式计算：m W=mo/1+O. 01 woXO. 01 ( -w0) 式中：m .所需的加水量(g);第10页共20页m0风干试样质量（g）;3。一一风干试样含水率（）;3,要求到达的含水率（%）。湿土法（土不重复使用）。将天然含水率的试样碾碎，过5mm、 20mm、或40mm筛，混合均匀后，按选用击实筒容积取5份试样，其 中一份保持天然含水率，其余4分分别风干或加水到达所要求的不同 含水率。制备好的试样要完全搅、拌匀，保证水分均匀的分布。4. 3试验步骤（1）称取并记录击实筒质量。（2）将击实筒放在坚硬的地面上，在筒壁上抹一薄层凡土林， 并在筒底（小试筒）或垫块（

5、大试筒）上放置蜡纸或塑料薄膜。每个 试样应根据选用的试验类型，按表24. 0.2的规定分层击实。每层高 度应近似，两层交界处层面刨毛，所用试样的总量应使最后的击实面（3）超出击实筒顶不大于6mmo击实时应保持导筒垂直平稳， 击锤应以均匀速度作用到整个试样上，在沿击实筒周围锤击一遍后， 中间再加一击。层数和每层击数应符合表24. 0. 0的用修土刀沿套筒 内壁削刮，使试样与套筒脱离后，扭动并取下套筒，齐筒顶细心削平 试样，撤除底板，擦净筒外壁，称量，准确至5go用推土器推出筒 内试样，从试样中心处取样测量其含水率，计算至0.1%。4. 4结果整理（1）按下式计算击实后试样的湿密度：P =m2-n

6、ii /V第11页共20页P击实后试样的湿密度(g/cn?)，计算至O.Olg/cm*m2击实筒和湿土质量(g);mi击实筒质量(g);V环刀体积(cm)击实后试样的干密度：p d= P /1+0. 01 3式中：P d干密度(g/cm3),计算至0. Olg/cnf；3含水率(%)。(2)以干密度为纵坐标、含水率为横坐标，绘制干密度与含水 率的关系曲线，曲线上峰值点的纵，横坐标分别为最大干密度和最正确 含水率。如曲线不能绘出明显的峰值点，应进行补点。(3)最大干密度和最正确含水率进行校正时，公式如下校正后试样的的最大干密度：，12max J-0.0 1P、+ 0.0 ps化 max Pa式中

7、：Pdmax校正后的最大干密度(g/cm3),计算至0. Olg/cm%Pg用粒径小于5mm、20mm、40mm的试样试验所得的最大干密度(g/cm3)；ps试料中粒径大于5mm、20mm 40mm颗粒的百分率(%)；P。粒径大于5111n1、20mm 40mm颗粒的毛体积密度(g/cm3)o最正确含水率按下式校正:第12页共20页/=%（1-0也）+。也叫%,校正后的最正确含水率（%）,计算至0.01；%,用粒径小于5mm 20mm 40mm的土样试验所得的最优含水率（%）;8、试料中粒径大于5mm20mm40mm颗粒的吸水率（%）。饱和含水率必二（Pw/Pd-P、v/Ps） X100式中巴

8、饱和含水率（%）,计算至0.1炮Ps试样颗粒密度；对于粗粒土，那么为试样中粗细颗粒的混 合密度；pw4时水密度（g/cm3）。压实系数K= P d/ P dmax式中：Pd试样干密度（g/cm3）；P dmax最大干密度（g/cn?）K压实系数，计算至0.001。6.5界限含水率6.5. 1 .1液塑限联合测定仪法目的和适用范围本试验的目的测定粘性土的液限、塑限和缩限，计算液性指数和 塑性指数。本试验测定土的10mm和17mm液限和塑限。8. 5. 1. 2试验步骤第13页共20页取代表性的天然含水率或风干土样进行试验。采用天然含水率的 土样时，应剔除大于0. 5mm的颗粒，然后分别按35nm

9、1、911mm、 16181nm （或者分别接近液限、塑限和两者的中间状态）制备不同稠 度的土膏，静置湿润。静置时间可根据含水率的大小而定。采用风干土样时，取过0. 5mm筛的代表性试样约200g,分成3 份，分别放入3个盛土皿中，加入不同数量的纯水，使其分别到达接 近液限、塑限和两者的中间状态的3种稠度状态，调成均匀土膏，然 后用玻璃和湿毛巾盖住或放在密封的保湿器中，静止24h。将制备好的土膏用调土刀加以充分调拌均匀，密实地填入试样杯 中，尽量使土中空气逸出。高出试样杯的余土用调土刀刮平，将试样 杯安放在仪器升降座上。调平液塑限联合测定仪，锥头涂少许凡士林。 开启开关，提上锥体（刻度或数码显

10、示应为零）。转动升降旋钮，土 样外表和锥尖刚好接触，指示灯亮，停止转动旋钮，锥体立刻自行下 沉，5s时，自动停止下落，仪器读数即为锥人深度。取试杯中的土，称10g以上两个，分别装入称量盒内，称质量（准 确至0.01g）,测定其含水率。重复本试验步骤，对其他两个含水率土样进行试验，测其锥入深 度和含水率。6. 5. 1. 3结果整理在双对数坐标上，以含水率为横坐标，锥入深度为纵坐标，点 绘a、b、c三点含水率的h-0图。连此三点，应呈一条直线。如三点 不在同一直线，要通过a点和b、c两点连成两条直线，根据液限（a第14页共20页 点含水率)在hp-g图上查的hP以此hp再在h-。的ab及ac两直

11、线上 求出相应的两个含水率。当两个含水率的差值小于2%时，以该两点 含水率的平均值与a点连成一直线。当两个含水率的差值不小于2% 时，应重做试验。在图上，查的入土深度h=17mm所对应的横坐标的含水率0， 即为该土样的液限。l ；入土深度h=10mm所对应的横坐标的含水率为 lOmrn液限。锥入土深度为2mm所对应的含水率，即为该土样的塑限。 准确至0. l%o塑性指数IP=G)L-G)p式中Ip塑性指数；5.液限(%)；3P液限()。液性指数IL=( G)-G)p)/IpL.液性指数，计算至0.01；3天然含水率(%)含水比aw= W/WLaw含水比6.5. 1.4精密度和允许差本试验含水率

12、须进行两次平行测定，取其算术平均值，以整数() 表示。允许差值为：高液限土W2%,低液限土W1%。第15页共20页6. 5. 2塑限滚搓法6. 5. 2. 1目的 测定土的塑限6. 5. 2. 2试验步骤(1)取0.5mm筛下代表试样100g,加水拌匀，湿润过夜，或直 接从液限试验制备好的试样中取约30g备用。试验前含水率接近塑 限，可将试样在手中捏揉至不粘手为止，或用吹风机稍微吹干，然后 将试样捏扁，如出现裂缝，表示试样接近塑限。(2)取含水率接近塑限的试样8-10g,先用手搓成椭圆形，然 后再用手掌在毛玻璃板上轻轻揉搓。搓滚时须以手掌均匀施压于土条 上，不得将土条在玻璃板上进行无压力的滚动

13、。土条长度不宜超过手 掌宽度，并在滚搓时不宜从手掌下任一边脱出。土条在任何情况下不 允许产生中空现象。(3)继续滚搓土条，直至土条直径达3mm,产生裂缝并开始断 裂为止。，那么重新捏一团，重新滚搓；假设土条直径大于3nlm时即断裂, 表示这是试样的含水率小于塑限，应弃去，重新取土加适量的水调匀 在搓，直至合格。假设土条在任何含水率下始终搓不到3mm即断裂，那么 认为该土无塑性。(4)收集约35g合格的断裂土条，放入称量盒内，测含水率。 准确至0. 1%。6. 5. 2. 3结果整理按下式计算塑限： 以二(m/md-1) X 100%第16页共20页式中：3P 塑限(%),计算至0.1；mi湿试

14、样质量(g)o8. 5. 2. 4精密度和允许差本试验含水率须进行两次平行测定,取其算术平均值，以整数(船 表示。允许差值为：高液限土W2%,低液限土W1%。6. 6颗粒密度(比重瓶法)6. 6. 1试验范围最大粒径小于5mm的土。6. 6. 2试验步骤(1) 一般土的颗粒密度应采用纯水测定；土中含有可溶盐、亲 水性胶。(2)体或有机质时，应采用中性液体(如煤油)测定。(3)量瓶在使用前必须进行量瓶和水(或中性液体)总质量的 校正，(4)其校正方法应按附录B规定进行。(5)将量瓶烘干，取烘干土 15g装入100mL量筒内(假设用501nL 量瓶，宜取10g),称量瓶和土的总质量，准确至0. 0

15、01g。(6)向已装有干土的量瓶内注入纯水至量瓶的一半处，摇动量 瓶，然后将量瓶放在砂浴上煮沸。煮沸时间自悬液沸腾时算起，砂土 及粉土不少于30min,黏土及粉质黏土不小于lh。(7)煮沸完毕，取下量瓶，冷却至接近室温，将事先煮沸并冷却第17页共20页 的纯水注入量瓶至近满(有恒温水槽时，可将量瓶放于恒温水槽内)。 待瓶内悬液温度稳定及悬液上部澄清时，塞好瓶塞，使多余水分自瓶塞 毛细管中溢出，将瓶外壁上的水分擦干后，称量瓶、水和土的总质量， 准确至0.001g,测定量瓶内水的温度，准确至0.5 Co(8)根据测得的温度，从已绘制的“温度与量瓶和水的总质量关 系曲线”中查得量瓶和水的总质量。(9

16、)用中性液体(如煤油)测定含有可溶盐、亲水性胶体或有机 质土的颗粒密度时，可用真空抽气法代替煮沸法排除土中空气。对砂土, 为了防止煮沸时颗粒跳出，也可采用真空抽气法。抽气时真空压力表读 数应到达约一个大气负压力值，抽气时间12h,直至悬液内无气泡逸 出时为止。其余步骤与本条第35款相同。根据测得温度，从已绘出 的“温度与量瓶和中性液体的总质量关系曲线”中查的量瓶和中性液体 的总质量。6. 6. 3计算公式用纯水测定p s=md/ (mpS+md-mpws) p wTps颗粒密度(g/cm3),计算至0. 01g/cmmps量瓶和水的总质量(g);mpws量瓶水和土的总质量(g)；md干试样质量

17、(g);P哥时水的密度(g/cirf5)。用中性液体测定时第18页共20页p s=mJ (mPu+nid-mpus) p utps颗粒密度(g/cm3),计算至0. Olg/cn?；mPU量瓶和中性液体的总质量(g);mpus量瓶中性液体和土的总质量(g)；Put丁C时中性液体的密度(g/cnf3)。本试验含水率须进行平行测定，平行测定的差值不得大于 0.02g/cm3取其算术平均值，平行测定的差值大于允许差值时，应重 新进行试验。6. 7固结本试验可用于测定试样在侧限与轴向排水条件下的变形和压力，或 孔隙比与压力的关系、变形和时间的关系，计算土的压缩系数即、压实 指数屋、回弹指数C、压缩模量

18、、固结系数C及原状土的先期固结压 力等。本试验宜采用标准固结试验，适用于饱和的黏性土。只进行压缩试 验时，允许用于非饱和土。采用标准固结试验的时间不能满足工程要求时，可采用12h快速固 结试验。该方法适用于测定一般黏性土的先期固结压力和压缩指数的试 验。沉降计算要求精度不高、主要为求压缩系数和压缩模量时，可采用 lh快速压缩试验。该方法适用于渗透性较大的非饱和土。6. 8黄土湿陷性单线法把湿陷过程和溶滤过程，各当成一次加荷过程。选择荷重第19页共20页对含有机制超过5%的土土，应将温度控制在6570的恒温下，在 真空干燥箱中烘干燥7h或在电热干燥箱中烘18ho烘干后试样冷却 至恒重，称质量准确

19、至0.01g。本试验称量小于200g,准确至0.01g； 称量大于200g,准确至0.2g。计算公式如下：3二（mo/nid-1） X100c含水率（%）,计算至0. 1%；m0湿土质量（g）;md干土的质量（g） .本试验须进行二次平行测定，取其算术平均值，允许平均差值符 合表T 0103-2规定。表4. 2. 2烘干法测定含水量所需试样质量T 0103-2含水率测定的允许平行差值按铁路路基设计规范填料分类按铁路工程岩土分类标准分类取试样质量（g）细粒土粉土、粘性土1530有机土3050粗粒土砂类土3050砾石土500-1000巨粒土碎石类1500-3000土的类别含水率平行差值3W103V

20、10W403 40粉土、粘性土、 有机土、砂类土0.51.02.0砾石土、碎TT类1.02.06.2密度6. 2.1环刀法：本方法适用于粉土和粘性土的密度。按工程需要 取原状土或制备所需状态的扰动土样。取出环刀，削去两端余土，并 用剩余土样测定含水率。擦净环刀外壁，称湿土质量m。准确至0.1g.第2页共20页序列时应注意:a.湿陷过程欲测量湿陷变形，将湿陷点处的实际压力选择两次。例 如实际荷重序列是50, 100, 200, 400, kpa,浸水的压力为400kpa,荷重序 列设为0, 100, 200, 400, 400, kpaob.溶滤过程欲测量溶滤变形，将湿陷点处的实际压力选择三次。

21、例 如按上例设置的荷重序列为50, 100, 200, 400, 400, 400, kpao双线法试验同时使用两台仪器。输入时在浸水试样土号后加“ s ”，分别选择相应的荷重序列，供数据处理程序识别（先读入浸水、 再读入未浸水试验数据）。未浸水试样按照单线法试验处理。（测试 中程序会选择浸水点处沉降大的为浸水试样，并进行相应调整，语音 提示作浸水操作。）第20页共20页计算公式如下:P =m0/VP d= P /l+O. 01 aP湿密度（g/cn?），计算至0.01；m0湿土质量（g）；V环刀体积（cm3）；Pd干密度（g/cm）3含水率（%）。本试验须进行二次平行测定，取其算术平均值，其

22、平行差值不得 大于0. 03g/cn）3。平行测定的差值大于允许差值，应重新进行试验。6. 2. 2灌水法：本方法适用于现场测定最大粒径小于200mm的土 的密度。6. 2. 1试验步骤（1）根据试样最大粒径宜按下表确定试坑尺寸，试坑深度不应大于该层填筑深度。试样最大粒径（mm）试坑尺寸直径（mm）深度（mm）5-201502004020025060250300753004001506007502008001000将测点处的地表整平，清除杂物，画出坑口轮廓线，在轮廓线内下挖 至要求深度。将落于坑内的试样装入盛土容器内，称土质量并取第3页共20页 代表性土样测定含水率。挖试坑并整修试坑以便坑壁与

23、塑料薄膜易于 紧贴。记录储水桶初始水位高度，拧开储水筒的注水开关，将水缓缓注 入塑料薄膜中，当水面接近环套的上边缘时，将水流调小，直至水面 与环套上边缘齐平时关闭注水管，持续35min。记录储水筒水位高 度。如袋内出现水面下降，应另取塑料袋重做试验。试验完毕，试坑 回填，并夯实。结果整理Vp 二(H-H2)鼠A.储水筒横断面面积(cm?)；H.储水筒内初始水位高度(cm)；H2储水筒内终了水位高度(cm)；Vp试坑容积(cm3) oP =mp/VpP试样湿密度(g/cm3)，计算至0.01；mp取自试坑内的试样质量(g);6. 2.2灌砂法本方法适用于试样的最大粒径小于75mni的土 的密度。

24、量砂密度的测定应符合以下规定：将容砂瓶与罐砂漏斗经螺纹接头接紧，并做以标记，以后每次拆 卸在衔接时都要接在这一位置。称组装好的密度测定器的质量(mrl), 准确至5go第4页共20页将干燥的密度测定器竖立(灌砂漏斗口向上)在工作台上，翻开 阀门，往密度测定器内注水，直至水面高出阀门，关闭阀门，倒掉漏 斗中多余的水，称注满水的密度测定器总质量(mr2)，准确至5g,同 时测定水温，准确至0.5 Co在重复测定俩次，三次测值之间的差 值不得大于5g,否那么应重新测定，取三次测定值的平均值。将干燥的密度测定器竖立(灌砂漏斗口向上)在工作台上，关阀 门，向漏斗中罐满量砂。翻开阀门使漏斗中的量砂漏入容砂

25、瓶内，边 漏边继续向漏斗中补充量砂，当量砂停止流动时迅速关闭阀门。倒掉 漏斗内多余的量砂，称灌满量砂的密度测定器总质量(叫3),准确至 5go测定过程中应防止震动。Vr(叫2-Hlrl) / P wT式中：Vr 容砂瓶容积(cm3)； (5)容砂瓶容积按以下公式计mrl密度测定器的质量(g)；mr2注满水的密度测定器的总质量(g)；量砂的密度按以下公式计算：P sr-Hlr3-IHrl/Vr式中 P sr量砂的密度(g/cm3)；计算至0. Olg/cn?；mr3灌满量砂的密度测定器的总质量(g)o测定灌满灌砂漏斗所需量砂的质量应符合以下规定：按量砂密度的测定规定第4条方法将量砂灌满容砂瓶，称

26、取灌满 量砂的密度测定器的总质量(%)第5页共20页将灌满量砂的密度测定器倒置（即灌沙漏斗口向下）在一洁净的 平面上，翻开阀门，直至砂停止流动。迅速关闭阀门，称取剩余量砂和密度测定器的总质量，计算流失 量砂的质量，该流失量即为灌满漏斗所需量砂的质量（mJ。重复上述步骤三次，取其平均值。试验操作应符合以下规定：根据试样最大粒径确定试坑尺寸，如下表所示。试坑深度不应大于该层填筑深度。试样最大粒径（mm）试坑尺寸直径（mm）深度（mm）520150200402002506025030075300400将选定试坑位置处的地面铲平，其面积略大于试坑直径，按试坑 直径划出坑口轮廓线，在轮廓线内下挖至要求深

27、度，边挖边将挖出的 土放入盛土容器内，称土的质量叫,准确至10g,然后取代表性土样 测定含水率。向容砂瓶内灌满量砂，关阀门，称灌满量砂的密度测定器的总质 量叫3,准确至5go将密度测定器倒置（灌砂漏斗口向下）于挖好的坑口上，翻开阀 门，使密度测定器内的量砂流入坑内，当密度测定器内量砂停止流动 时关闭阀门。称密度测定器和剩余量砂的质量叫5,准确至5g。并计算灌满试 坑所用量砂的质量（msr=mt-3-mr4-mr5）o第6页共20页取出试坑内的量砂，以备下次试验时再用。假设量砂的湿度发生变 化或混有杂质，那么应风干、过筛后再用。试验完毕，应将试坑回填，并夯实。试验结果应按以下公式计算：P =mp

28、/ (msr/ P sr)P d=mp/ (1+0. 01 o0)/ (msr/ P sr)式中msr 灌满试坑所用量砂的质量(g)；mp取自试坑内土的质量(g)o6.3相对密度6. 3. 1适用范围本试验适用于颗粒直径小于5mm的土，且粒径25mm的试样质 量不大于试样总质量的15%、小于0. 075mm的颗粒含量不大于12%的 土。6. 3. 2试验步骤最小干密度的测定取代表性的充分风干(或烘干)土样，用手搓揉或用圆木棍在橡 皮板上碾散，并拌和均匀，剔除大于5mm的颗粒。拌和均匀后取1500g 试验。将锥形塞杆自漏斗下口穿入，并向上提起,使锥体堵住漏斗管口， 一并放入容积1000mL量筒中，使其下端与量筒底相接。称取试样700g,准确至1g,均匀倒入漏斗中，将漏斗与塞杆同时 提高，移动塞杆使锥体略离开管口，管口应经常保持高出砂面约1第7页共20页2cm,使试样缓缓且均匀分布地落入量筒中。试样全部落入量筒后取出漏斗与锥形塞，用砂面拂平器将砂面拂