《岩土工程分析评价》课件-9.土的界限含水率试验

土的界限含水率试验岩土工程分析评价界限含水率试验在日常生活中，常常遇到雨天土路泥泞不堪，而久晴后土路异常坚硬。这表明土的工程性质与它的含水率密切相关。工程上根据含水率的增加使黏性土由硬变软的过程，将其划分为坚硬、硬塑、可塑、软塑和流塑等几种基本物理状态。黏性土由一种状态转到另一种状态的含水率，称为界限含水率，它对黏性土的分类及工程性质评价有重要意义。界限含水率定义界限含水率试验的目的是测定细粒土的液限、塑限，用以对黏性土进行分类，判断土的状态，供设计施工使用。试验方法有液塑限联合测定法、碟式仪液限法、搓滚塑限法、缩限试验等，这里主要介绍液塑限联合测定法。液塑限联合测定法是根据圆锥仪的圆锥入土深度与土的含水率在双对数坐标上的线性关系特性来进行测量的。圆锥质量为76g的液塑限联合测定仪圆锥下沉深度为17mm所对应的含水率即为液限，圆锥下沉深度为2mm所对应的含水率即为塑限。可根据试验结果在对数坐标上绘制的含水率-圆锥入土深度图查得试样的液限和塑限。试验目的和方法扰动土试样制备试验适用范围土的粒径小于0.5mm以及有机质含量不大于干土质量5%的土。（1）将土填入盛土杯中时，应使空气逸出，使土中无气泡存留。（2）试验前，应在标准锥尖涂薄层凡士林；试验结束后，应取下标准锥，用卫生纸或布擦干，放在干燥处。（3）从杯中取土样进行含水率测试时，须将沾有凡士林的土弃掉再取样。（4）每个含水率试样设3个测点，取其平均值作为该含水率所对应土的圆锥入土深度若3点的入土深度相差太大，则须重新测试。（5）76g锥下沉深度17mm时的含水率为液限，下沉深度10mm时的含水率为10mm液限。当确定土的液限值用于了解土的物理性质及塑性土分类时，应采用碟式仪法或17m时的含水率确定液限；按现行国家标准《建筑地基基础设计规范》（GB50007）确定黏性土承载力标准值时，按10mm液限计算塑性指数和液性指数。注意事项（1）工程实践中，塑性指数的大小说明了土的什么特性？（2）采用液塑限联合测定法测定液限时，如何将试样紧密地装入试样杯？若试样中存在气泡，对试验结果有何影响？（3）试验中，为什么要剔除粒径大于0.5mm的颗粒？若测前，锥体上未涂薄层润滑油脂，对试验结果有何影响？探索和思考1.试验原理液塑限联合测定法是根据圆锥仪的圆锥入土深度与土的含水率在双对数坐标上的线性关系特性来进行测量的。圆锥质量为76g的液塑限联合测定仪圆锥下沉深度为17mm所对应的含水率即为液限，圆锥下沉深度为4mm所对应的含水率即为塑限。可根据试验结果在对数坐标上绘制的含水率-圆锥入土深度图查得试样的液限和塑限。2.仪器设备1.液塑限联合测定仪（图1.11-1、图1.11-2）：应包括带标尺的圆锥仪、电磁铁、显示屏、控制开关和试样杯。圆锥仪质量为76g，锥角为30°；读数显示宜采用光电式、游标式和百分表式。2.试样杯：直径40~50mm；高30~40mm。3.天平：称量200g，分度值0.01g。4.筛：孔径0.5mm。5.其他：烘箱、干燥缸、铝盒、调土刀、凡士林。3.操作步骤1.天然含水率土样制备液塑限联合试验宜采用天然含水率的土样制备试样，也可用风干土制备试样。当采用天然含水率的土样时，剔除粒径大于0.5mm的颗粒，再分别按接近液限、塑限和二者的中间状态制备不同稠度的土膏，静置湿润。静置时间可视原含水率的大小而定。2.风干土样制备当采用风干土样时，取过0.5mm筛的代表性土样约200g，分成3份，分别放入3个盛土皿中，加入不同数量的蒸馏水，使其分别达到接近液限、塑限和二者的中间状态的含水率，调成均匀土膏，放入密封的保湿缸中，静置24h。3.填入试样杯将制备好的土膏用调土刀充分调拌均匀，密实地填入试样杯中，使空气逸出。高出试样杯的余土用刮土刀刮平，将试样杯放在仪器底座上。3.操作步骤4.测前准备取圆锥仪，在锥体上涂以薄层润滑油脂，接通电源，使电磁铁吸稳圆锥仪。当使用游标式或百分表式时，提起锥杆，用旋钮固定。5.测圆锥下沉深度和含水率调节屏幕准线，使初读数为零。调节升降座，使圆锥仪锥角接触试样面，指标灯亮时锥在自重下沉入试样内，当使用游标式或百分表式时用手扭动旋扭，松开锥杆，经5s后测读圆锥下沉深度。然后取出试样杯，挖去锥尖人土处的润滑油脂，取锥体附近的试样不等于10g，放入称量盒内，称量，准确至0.01g，测定含水率。6.测试其余2个试样应按3~5的测试方法，测试其余2个试样的圆锥下沉深度和含水率。4.试验成果整理1.绘制圆锥下沉深度与含水率关系曲线以含水率为横坐标，圆锥下沉深度为纵坐标，在双对数坐标纸上绘制关系曲线。三点不在一直线（图1.11-3中的A线）。当三点不在一直线上，通过高含水率的一点与其余两点连成一条直线，在圆锥下沉深度为2mm处查得相应的含水率，当两个含水率的差值小于2%时应以该两点含水率的平均值与高含水率的点连成一线（图1.11-3中的B线）当两个含水率的差值不小于2%时，应补做试验。4.试验成果整理2.查图得液限、塑限通过圆锥下沉深度与含水率关系图，查得下沉深度为17mm时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；查得下沉深度为2mm所对应的含