岩土土工试验培训讲义种

1一、试样制备二、试样饱和三、含水率试验四、密度试验五、土粒比重试验六、颗粒分析试验七、界限含水率试验八、砂的相对密度试验九、击实试验本节内容

一、试样制备土样和试样的制备程序是试验工作的第一个质量要素，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的制备方法和程序。1、适用性本试验方法适用于颗粒粒径小于60mm的原状土和扰动土。2、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。同一组试样的密度与要求的密度之差不得大于±0.01g／cm3；一组试样的含水率与要求的含水率之差不得大于±1％。23、试样制备的主要仪器设备4、土样的要求与管理采样数量应满足要求进行的试验项目和试验方法的需要，并应附取土记录及土样现场描述。

采样的数量按表规定采取。勘探取样试样制备土工试验3过筛4、过筛根据试验所需土样数量，将碾散的土样过筛。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。5、取样过筛后用四分对角取样法，取出足够数量的代表性土样，分别装入保湿缸或塑料袋内备用，标以标签(写明工程名称、土样编号、过筛孔径、用途、制备日期和试验人员等)。45根据已有的试验研究表明：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值为l／8—l／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筛的土样是可以的对轻型击实试验的土样过5mm筛66、原状土试样制备步骤：将土样筒按标明的上下方向放置，剥去蜡封和胶带，开启土样筒取出土样。检查土样结构，当确定土样已受扰动或取土质量不符合规定时，不应制备力学性质试验的试样。根据试验要求用环刀切取试样时，应在环刀内壁涂一薄层凡士林，刃口向下放在土样上，将环刀垂直下压，并用切土刀沿环刀外侧切削土样，边压边削至土样高出环刀，根据试样的软硬采用钢丝锯或切土刀整平环刀两端土样，擦净环刀外壁，称环刀和土的总质量。用环刀切取试样时，要防止扰动，否则会影响测试结果。视试样本身及工程要求，决定试样是否进行饱和，如不立即进行试验和饱和时，将试样暂存于保湿缸内。从余土中取代表性试样测定含水率。比重、颗粒分析、界限含水率等项试验的取样，应按标准规定的步骤进行。切削试样时，应对土样的层次、气味、颜色、夹杂物、裂缝和均匀性进行描述，对低塑性和高灵敏度的软土，制样时不得扰动。787、扰动土试样制备：（1）扰动土样的备样烘干：对砂土和进行比重试验的土样宜在105-110℃温度下烘干；对有机质含量超过5％的土、含石膏和硫酸盐的土，应在65-70℃温度下烘干。过筛：对分散后的粗粒土和细粒土，应按本标准表的要求过筛。（2）扰动土样的制样根据试验所需的土量与含水率，制备试样所需的加水量应按下式计算：加水问题92010年案例下午第3题3.某工地需要夯实填土，将试验得知，所用土料的天然含水量为5%，最优含水量为15%，为使填土在最优含水量状态下夯实，则1000kg原土料中应加入（）水量。（A）95kg（B）100kg（C）115kg（D）145kg10根据环刀容积及所需的干密度，制样所需的湿土量应按下式计算：式中——试样的干密度(g／cm3)；

V——试样体积(环刀容积)(cm3)。

11二、试样饱和土的孔隙逐渐被水填充的过程称为饱和，孔隙体积完全被水充满的土样，称为饱和土。㈠试样饱和宜根据土样的透水性能，分别采用下列方法：1.粗粒土采用浸水饱和法。2.渗透系数大于10-4cm／s的细粒土，采用毛细管饱和法；渗透系数小于、等于10-4cm／s的细粒土，采用抽气饱和法。12（二）试样的饱和度应按下式计算：1314三、含水率试验含水率的定义是试样在105~110℃温度下烘至恒量时所失去的水质量和恒量后干土质量的比值，以百分率表示。计算公式如下：15注意事项1、本试验方法（烘干法）适用于粗粒土、细粒土、有机质土和冻土。2、将打开盖的铝盒或存料盘放人烘箱，在105~110℃下烘至恒量(恒量的概念一般为间隔2小时质量差不大于0.1％)。对有机质含量超过5％的土，应在65~70℃恒温下烘至恒量，时间需更长一些。烘干时间对黏土、粉土不得少于8小时对砂土不得少于6小时

在105~110℃恒温下长期烘培，有的有机质特别是腐植酸可在烘培过程中逐渐分解而不断的减轻其质量，使得测得的含水率比实际的含水率大；有的有机质(如有机碳)在烘培中其质量因氧化而增加，使得测得的含水率比实际的含水率小。因此，标准规定有机质含量超过5％的土，烘干温度采用65~70℃。163、当采用抽样法测定含水率时，必须抽取两份样品进行平行测定，平行测定两个含水率的差值应符合以下要求：含水率<40％，差值≤1％；含水率≥40％，差值≤2％；冻土，差值≤3％；土工试验标准中规定采用平行试验的目的是为了避免操作中发生错误，对原状土通过平行试验可以进一步了解含水率的均匀程度。17四旱密度变试验测定密滑度的方半法常用座的有环刀法唇、蜡封苹法、灌清砂法和格灌水法。环刀法封蜡法灌水惭法灌砂法181、环刀含法本试验蔑方法扎适用敞于细粒土。试样的湿密乐度，应吴按下裹式计稠算：试样的干密度，应按比下式计音算：本试验熔应进行绢两次平淹行测定轰，两次嫁测定的坡差值不老得大于0.呜03阳g／cm3，取利两次腥测值蚀的平忘均值陶。室内进削行密度纽奉试验，改考虑到拆与剪切陕、固结每等项试味验所用樱环刀相拥配合，挪一般选牵用内径检为61瞎.8血mm，高为20m妙m即容忆积为60掏cm3的环刀伶。192、蜡词封法㈠本试设验方百法适如用于陆易破书裂土魔和形谢状不概规则置的坚陷硬土雀。㈣试样的献密度计碰算：——蜡封踩试样稿质量(g师)；——蜡封肿试样捐在纯摄水中对的质埋量(g倚)；——纯水勤在T℃时的配密度(g／cm3)；——蜡的密横度(g／cm3)。2014始D1213、灌砂法所谓灌砂法扫是利用偿已知密眼度的砂悲灌入试察坑来测固得被测脱土样试扎坑的体畏积，从率而测定呼土样密杯度的一邪种方法立。本法适用复于现适场测倚定粗粒土衔的密度根据于试样注最大颜粒径惊，确言定试忠坑尺爆寸见份表。22(2)灌砂轨法试糊验步头骤23试样的密编度应供按下歪式计冰算标准苗砂的刊密度注满试帮坑所用药的标准盟砂质量试坑内雄挖出土个的质量2413阁D1254、灌水撒法㈠本试验攻方法适前用于现院场测定骆粗粒土巩的密度嗓。26五怎土粒比局重试验土粒报比重午测定汽常用市方法比重晨瓶法浮称法虹吸筒潮法适用附于粒吃径等紧于、毯大于5m锄m的各武类土箭，且启其中源粒径偿大于20m扯m的土质蚂量小于哭总土质专量的10%适用于毁粒径小叨于5mm的各哪类土适用搞于粒律径等透于、咏大于5m笼m的各剥类土捐，且碎其中蒜粒径仰大于20柄mm的土质因量等于专、大于仪总土质寻量的10判%2714A日452829六拳颗粒分倡析试验筛析法比重计法、移庆液管法颗粒分胡析测试吉方法适用锐于粒企径小哲于、售等于60m枝m粒径大于0.0夺75m著m的土粒径小于0.0去75m袄m的试警样301.试验原友理与用厌途试验减原理筛析法松是将土阴样通过隆各种不鱼同孔径杜的筛子饲，并按死筛子孔盒径的大背小将颗锻粒加以花分组，潜然后再予称量并星计算出都各个粒踩组占总浆量的百假分数。试验用季途土的定名判断颂颗粒素级配312.绘制撕颗粒饺级配希曲线用小于斤某粒径阴的土质收量百分压数为纵导坐标，洪颗粒直祥径（mm）的巴对数呀值为乱横坐径标，负绘制镇颗粒融大小熔分配律曲线牌。32级配石指标鞋：不状均匀沈系数恋和曲羡率系杠数33七检界倒限含亦水率墙试验本试验目的本试验要点液限、素塑限联宋合测定昌法法试办验步骤测定粘卫性土的券液限与赏塑限试验库的结天果整拾理进行粘粗性土的鉴定名进行粘短性土的过软硬程崖度判别341.液塑宽限测弊定方液法液塑纷限测献定常唇用方喂法搓条法碟式伍仪法锥式庄仪法适用于缓粒径小狸于0.吗5m公m的土液塑限蜻联合测鞭定法适用于很粒径小魄于0.5匠mm以及荡有机描质含窝量不脉大于同试样窝质量5%的土352试验原森理概述液限旬、塑糠限联弦合测准定法签是根爷据圆找锥仪冰的圆仔锥入宋土深影度与有其相伴应的夜含水请率在逝双对唉数坐敏标上房诚具有出线性掀关系虫的特饼性来掌进行胃的。利用圆区锥质量趴为76栗g的液塑都限联戒合测别定仪测得惭土在凉不同税含水有率时歇的圆票锥入但土深混度，炉并绘担制其平关系袋直线袍图363圆锥下拜沉深度桃与含水洲率关系荷曲线在图上槐查得圆保锥下沉铸深度为17浮mm所对应良得含水蓄率即为17m屋m液限，查得洪圆锥锹下沉阿深度论为10革mm所对吸应得在含水耐率即疗为10mm液限，查得破圆锥迎下沉育深度2mm所对能应的洁含水卖率即俩为塑限。17m竞m液限：了解土邻的物理树性质和晋塑性图处分类。10卧mm液限匙：76圆锥仪谦，下沉适深度10mm测定沸液限泛时土阻的强京度偏丑高，初但由好于50年代缴以来斯一直嚷使用卷这个株标准充，因宅此10mm液限渴标准著一直室沿用翼。1、《岩勘坦）黏莫性土稻的命爽名。2、《地基规》确定取粘性呢土承浸载力乔标准母值时躲，按10mm液限扒计算爱塑性族指数瓜和液蛮性指掉数。3709年专业闯知识上唇午第13题13.用液塑侍限联合和测定仪亚测定黏傻性土的蝴界限含凳水率时鞭，在含鞋水率和描圆锥下死沉深度铺关系图付中，下尽列（）的下状沉深度秘对应的遇含水率牧时塑限鼓？（A）2mm（B）10m拢m（C）17无mm（D）20贩mm【答跌案】A【解析约】参见制《土工旁试验方舱法标准屋》（GB荣/T艘5贱01具23余-1贝99荣9）条文到及条文章说明。采用婶液塑内限联疗合测叠定仪医，在性含水涛率与垃圆锥惊下沉罚深度掏关系狡图中旬，查告得下触沉深锁度为17m晃m所对应岁的含水助率为液么限，查颈得下沉寒深度为10m瘦m所对应烦的含水轿率为10堤mm液限黄，查维得下逐沉深络度为2m渠m所对应库的含水般率为塑这限，取懂值以百葵分数表环示，准鲁确至0.店1%。因河此本手题选奥择A选项【考园点】表界限锯含水支率试懂验。38塑性碍指数晋和液灿性指膝数39八砂的胁相对袖密度求试验砂的相各对密度方试验砂的妇最大蜓干密召度试揭验砂的标最小处干密斧度试绑验适用宪于粒金径小逢不大诊于5mm的土，尸且粒径2~醋5m进m的试样捆质量不种大于试钥样总质况量的15%本试扫验必什须进碑行两颤次平妥行测攻定，导两次邪测定型的密捉度差裁值不尽得大洋于0.0浙3g/立方芽厘米角，取由两次花测值女的平礼均值怜。404109廉A842九击实良试验本试验目的本试验要点击实棵试验贼步骤测定士土的径最优聚含水乞量试验的需结果整源理测定余土的喉最大且干密调度431.击实试疾验方法厘分类击实膜试验亚方法码分类重型霞击实尚法用于粒元径小于20m唐m以下土田粒击实击实功约268谢4.9轮kJ/刮m3采用漫三层谱击实仙时，兵最大体粒径觉不大猫于40m天m轻型额击实厉法常用箩于5mm以下乖土粒仆击实击实功592益.2k顶J/m3用途长：是塘控制逃路堤序、土鞋坝和尤填土胡地基篇等密苗实度互的重指要指岩标。442试验蛮原理土的压逗实程度感与含水肯率、压预实功能施和压实桑方法有蜜密切的搞关系。当压传实功双能和血压实执方法徒不变没时，失土的妻干密奸度随客含水重率增盼加而咳增加扇，当尼干密浅度达是到某坝一最贸大值渴后，匀含水复率继左续增掀加反揉而使填干密躁度减煮小土的护压实执过程棋，既李不是妖固结投过程暮，也抹不同巩于一辩般压恨缩过街程，责而是搅一个确土颗腾粒和核粒组然在不其排水钉条件藏下的舞重新凡组构宜过程插。能使牲土达急到最啄大密宇度的云含水挎率，绩称为肯最优窄含水生率ωop，与其娃相应的动干密度聪称为最她大干密酿度ρdma贤x。453主要惧仪器杏设备击实币仪：由击实筹筒、击蜘锤和护柳筒组成位。轻型严击实过仪重型击腿实仪464操作步唯骤取一定伙数量的升代表性煎风干土挺样（轻普型约为20浊kg），币放在岂橡皮国板上仓碾散薪并过5mm的筛1试样获制备预定5个不同余含水量材，依次条相差2％，疼其中代有两怨个大剥于和样两个韵小于姥塑限骄，1个含顷水率引接近越塑限。474操作步辛骤2.积1取制备炮好的试镰样60附0～800懒g，倒入蜻筒内，纹整平表螺面，击痰实25次，每扎层击实抽后土样劫约为击召实筒容品积1/3。1试样制景备2分层新击实484操作察步骤2.2击实时菠，击锤阔应自由选落下，捐锤迹须务均匀分扛布于土容面。重角复上述刮步骤，圣进行第桨二、三旨层的击筹实。2.赞3击实腹后试碧样略室高出酬击实械筒（装不得皮大于6m开m）。1试样制赛备2分层唇击实494操作步重骤取下套控环，齐以筒顶细序心削平团试样，殿擦净筒丝式外壁，称土多质量，准确煌至1g。测定赏试样口的湿虾密度1试样制神备2分层击胆实3称土门质量504操作步参骤用推谅土器奏推出把筒内吼试样蹦，从愿试样捞中心肃处取2个各约15～30g土测凳定含吴水率虑，平妥行差吸值不黑得超灭过1%。1试样制晃备2分层锋击实3称土颈质量4测含水爆量514操作松步骤按2～4步骤进桂行其它勺不同含驾水率试可样的击踢实试验养。1试样制赵备2分层锣击实3称土讯质量4测含水肠量5复测胶余样525试验注冬意事项1．试祖验前拾，击碧实筒菠内壁竹要涂掩一层赠凡士车林。2．击耍实一触层后焰，用欲刮土需刀把缩慧土样蔽表面席刨毛医，使傲层与量层之冷间压吉密，他同理夕，其鼻它两睛层也丑是如除此。3．如膏果使盾用电途动击昨实仪够，则羽必须脊注意号安全夏。打堤开仪个器电呜源后稻，手掉不能讲接触安击实殿锤。536计算繁与制左图(1)通过含愿水率试肺验，计算持击实妙后的倦试样丙的含践水率546计算雷与制趁图(2)计算击申实后各吵试样的椅干密度飘：式中棍：ρ——湿密哭度，g/c施m3。计算至0.败01委g树/c列m3。556计算与仰制图(3)计算建土的孤饱和就含水追率：566计算与辟制图（4）绘制击泻实曲线以干密崭度为纵税坐标，浸含水率浴为横坐储标，绘赴制干密穴度与含安水率的处关系曲拼线，即板为击实冻曲线。拼曲线峰忌值点的阴纵、横姥坐标分幕别代表似土的最欠大干密宿度和最糊优含水英率。如果果曲线这不能得远出峰值吹点，应监进行补俊点试验碑。这是因酷为细粒渔土在低膨含水率哨时，颗皮粒表面第水膜薄叙，摩擦粥力大，五不易压绳实。当翠含水率旅逐渐增肾大时，绞颗粒表困面水膜形逐渐变问厚，其腔水膜的鼠润滑作奴用也增网大，因遵而颗粒然表面摩多擦力相解应地减暖小，在级外力作求用下，茂就容易胁压实，尊而继续位增加水量，只会芹增加土灶的孔隙森体积，笼使干密遮度相应屠降低。576计算简与制合图（5）制宜图计算数倚个干密塌度下的男饱和含窑水率。丽以干密猜度为纵连坐标，录含水率绵为横坐哨标，在虎击实曲购线的图攀中绘制内出饱和杯曲线，米用以校锦正击实出曲线。587轻型喇击实捆试验舞的校栽正十、轻型面击实陈试验拆中，迈当试登样中商粒径狗大于5mm的土好质量最小于毕或等支于试醒样总奴质量云的30％时，图应对最省大干密熟度和最开优含水糊率进行答校正。1、土待料中团常掺土杂有猎较大带的颗备粒如俊