01土工作业指导书.doc

土工作业指导书编制： 审核：批准：济宁市公路工程公司中心试验室发布日期：2012年12月10日 实施日期：2012年12月10日目 录1、土的含水率试验（烘干法）12、土的含水率试验（酒精燃烧法）33、土的颗粒密度试验（容量瓶法）44、土的击实试验85、土的颗粒分析试验14济宁市公路工程公司中心试验室作 业 指 导 书文件编号： JGSYS-ZY-01-2012版本/修改： 第1版/第0次修改土工试验页 码： 第1页 共16页土的含水率（烘干法）一 试验依据 JTG E40-2007公路工程试验规程（T0103-1993）二 目的和适用范围 本试验方法适用于测定黏质土、粉质土、砂类土、砂砾石、有机质土和冻土土类的含水率。三 仪器设备1.电热鼓风恒温干燥箱（101-3A）：应能控制温度范围为60110。2.电子天平（JY2002）：称量2000g，感量0.01g。3.称量盒：直径50mm，高30mm的铝盒或长200mm,宽100mm，高40mm的称量盒。4.干燥器：内用硅胶干燥剂。四 试验步骤1. 先将电子天平调至水平，然后开机预热5分钟。2、根据不同土类按下表确定称取代表性试样质量，放入有编号的称量盒内，立即盖好盒盖，将盒外附着的土擦净后称量，显示的数据为盒加湿土的质量m1，准确至0.01g。称量时可提前称出空盒的质量m，准确至0.01g。 烘干法测定含水率所需试样质量 表1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粗粒土砂类土、有机土50碎石类土碎石类土1000-2000 2. 打开盒盖，将装有试样的称量盒放入烘箱，在105110温度下烘干。烘干时间对粉土、粘性不少于8h;砂类土不少于6h；砾、碎石类土不少于4h。3. 将称量盒从烘箱中取出，盖上盒盖，放入干燥器中冷却至室温，称干土质量加盒的质量m2，准确至0.01g。4. 对含有机质大于5%的土，在恒温控制在6070干燥箱中干燥1215h。济宁市公路工程公司中心试验室作 业 指 导 书文件编号： JGSYS-ZY-01-2012版本/修改： 第1版/第0次修改土工试验页 码： 第2页 共16页五 结果计算试验结果应按下式计算： 式中： - 含水率（100%），计算至0.1%。 - 干试样质量（g）=m2-m - 湿试样质量（g）=m1-m六、报告整理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下表 含水率测定的允许平行差值 表2含水率允许平行差值（%）含水率（%）济宁市公路工程公司中心试验室作 业 指 导 书文件编号： JGSYS-ZY-01-2012版本/修改： 第1版/第0次修改土工试验页 码： 第3页 共16页土的含水率试验（酒精燃烧法）一 试验依据 JTG E40-2007公路工程试验规程（T0104-1993）二 目的和适用范围 本试验方法适用于快速简易测定细粒土（含有机质的土除外）的含水率。三 仪器设备1. 电子天平（JY2002）：称量2000g，感量0.01g。2. 称量盒：长200mm,宽100mm，高40mm的称量盒。3.酒精：纯度95%。4.滴管、火柴、调土刀。四 试验步骤：1. 取代表性试样（粘性土510g，砂类土2030g），放入称量盒内。2. 打开盒盖，用滴管将浓度为95%的酒精滴入盒内，直至试样表面出现自由液面。将盒底在桌面上轻轻敲击，使酒精浸透全部试验，然后点燃盒中酒精，直烧至火焰熄灭。3. 冷却约1min后，再按本条第2款重复操作。粘性土应烧4次，砂类土应烧3次。4. 待最后一次燃烧火焰熄灭后，盖上盒盖，在干燥中冷却至室温，立即称干土质量。5. 本试验称量应准确至0.01g。五 试验结果计算六 报告济宁市公路工程公司中心试验室作 业 指 导 书 文件编号： JGSYS-ZY-01-2012 版本/修改：第1版/第0次修改土工试验 页 码：第4页 共16页土的颗粒密度（容量瓶法）一 试验仪器： 量瓶：容积100（或50）mL。 天平：称量200g，分度值0.001g。 恒温水槽：准确度应为1。 砂浴：应能调节温度。 温度计：测量范围050，分度值0.5。 真空抽气设备：包括真空泵、抽气缸、真空压力表等。7其他：烘箱、纯水、中性液体（如煤油等）、孔径20mm及5mm筛、漏斗、滴管等。二 试验步骤：（一） 一般土的颗粒密度应采用纯水测定；当土中含有可溶盐、亲水性胶体或有机质，应采用中性液体（如煤油）测定。（二）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。（三）将量瓶烘干，去烘干土15g装入100ml量瓶内（若用50ml量瓶，宜取10g），称量瓶和土的总质量，准确至0.001g。（四）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，粘土及粉质粘土不少于1h。（五）煮沸完毕，取下量瓶，冷却至接近室温，将事先煮沸并冷却的纯水注入量瓶至近满。待并内悬液温度稳定及上部澄清时，使多余水从毛细管中溢出，称量瓶、水和土总质量，准确至0.001g，并测定量瓶内水的温度，准确至0.5。（六）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。（七）用中性液体测定含有可溶盐、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去除土中空气。对砂土，为了防止煮沸时颗粒跳出，也可采用真空抽气法。济宁市公路工程公司中心试验室作 业 指 导 书文件编号： JGSYS-ZY-01-2012 版本/修改：第1版/第0次修改土工试验 页 码：第5页 共16页试验结果计算公式：1 用纯水测定时式中 -颗粒密度（g/cm3），计算至0.01 g/cm3-量瓶和水的总质量（g）；-量瓶、水和土的总质量（g）；-干试样质量（g）；-T时水的密度（g/cm3）。2 用中性液体测定时式中 -量瓶和中性液体总质量（g）；-量瓶、中性液体和土的总质量（g）；-T时中性液体的密度（g/cm3）。本次试验应进行平行测定，平行测定的差值不得大于0.02g/ cm3，取算术平均值。三 浮称法（一）试验仪器：1 孔径小于5mm的铁丝筐，直径约1015cm,高约1020cm。2 适合铁丝框沉入用的盛水容器。3 浮称天平：称量2kg，分度值0.2g。4 其他：烘箱、温度计、孔径5及20mm筛、毛巾、磁盘等。（二）试验步骤：1 取粒径大于5mm得代表性试样约1000g，用清水洗净后，将试样浸在1525的水中，浸泡24h后取出，将试样放在湿毛巾上滚擦或擦干，即得饱和面干试样，称饱和济宁市公路工程公司中心试验室作 业 指 导 书文件编号： JGSYS-ZY-01-2012 版本/修改：第1版/第0次修改土工试验 页 码：第6页 共16页面干试样质量（mb）。 2 将铁丝筐浸入水中，称铁丝筐在水中的质量（m1）。3 将已知质量的饱和面干试样全部放入铁丝筐中，缓缓浸没于水中，并在水中摇晃至无气泡逸出为止，称铁丝筐和试样在水中总质量（m2），并测定盛水容器内水温，准确至0.5。4 取出铁丝筐中的全部试样放于磁盘中，吸去盘中余水，置于105100烘箱中烘46h，取出冷却至室温，称烘干试样的质量（md）。5 本试验称量应准确至0.2g。试验结果应按下列公式计算：（1）颗粒密度式中 -铁丝筐在水中的质量（g）；-铁丝筐和试样在水中总质量（g）。（2）饱和面干密度和毛体体积密度式中-饱和面干密度（g/cm3）；-毛体积密度（g/cm3）；-饱和面干试样质量（g）。（3）含水率济宁市公路工程公司中心试验室作 业 指 导 书文件编号： JGSYS-ZY-01-2012 版本/修改：第1版/第0次修改土工试验 页 码：第7页 共16页式中-含水率（%），计算至0.1%。本试验应进行平行测定，平行测定的差值不得大于0.02 g/cm3，取算术平均值。济宁市公路工程公司中心试验室作 业 指 导 书文件编号： JGSYS-ZY-01-2012 版本/修改：第1版/第0次修改土工试验 页 码：第8页 共16页土的击实试验一 目的和适用范围本方法适用于细粒土二 仪器设备（一）击实筒：钢制圆柱形筒，尺寸应符合该规范中20.0.3规定。该筒配有钢护筒、底板和垫块。（二）击锤：击锤必须配备导筒，锤与导筒之间要有相应的间隙，使锤能自由下落，并设有排气孔。击锤可用人工操作或机械操作，机械操作的击锤必须有控制落距的跟踪装置和锤击点按一定角度均匀分布的装置。（三）推土器：螺旋式推土器或其他适用设备。（四）天平：称量200g，分度值0.01g。（五）台秤：称量15kg，分度值5g。（六）标准筛：孔径为5mm、20mm、40mm。（七） 其他：碾土设备、喷水设备、切土刀、称量盒、烘箱等。试样制备分为干法和湿法两种，应符合下列规定；1 干法制备试样应按下列步骤进行：（1）将代表性试样风干或在低于50温度下进行烘干。烘干后以不破坏试样的基本颗粒为准。将土碾碎，过5mm、20mm或40mm筛，拌和均匀备用。试样数量，小直径击实筒最少20kg，大直径击实筒最少50kg。（2）按本规程第4.2节烘干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一次相差约2%的含水率制备一组试样至少5个，其中2个含水率大塑限、2个小于塑限、1个接近塑限。加水量可用下式计算：式中-所需加水量（g）；济宁市公路工程公司中心试验室作 业 指 导 书 文件编号：JGSYS-ZY-01-2012版本/修改：第1版/第0次修改土工试验 页 码：第9页 共16页-风干试样质量（g）；-风干试样含水率（%）；-要求达到的含水率（%）。（3）按预定的含水率制备试样。根据击实筒容积大小，每个试样取2.5kg或6.5kg，平铺于不吸水的平板上，酒水拌和均匀，然后分别放入有盖的容器里静置备用。高塑性黏性土静置时间不得小于24h，低塑性黏性土静置时间可缩短，但不应小于12h。2 湿法制备试样应按下列步骤进行：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份分别风干或加水达到所要求的不同含水率。制备好的试样要完全拌匀，保证水分均匀分布。试验步骤：（1）称取击实筒质量（m1）并作记录。（2）将击实仪放在坚实的地面上，安装好击实筒及护筒，内壁涂少许润滑油。每个试样应根据选用试验类型按表20.0.3规定，分层击实。每层高度应近似，所用试样的总质量应使最后的及时面超出击实筒顶不大于6mm。击锤应沿击实筒周围锤击一遍后，中间再加一击。（3）击实完成后拆去护筒，用切土刀修平击实筒顶部的试样，拆除底板，当试样地面超出筒外时，也应修平，擦净筒的外壁，称筒和试样的总质量，准确至5g。（4）用推土器将试样从筒中退出，从其中心取2个代表性试样按本规程第4.2节烘干法测定含水率。（5）试样不宜重复使用。对易被击碎的脆性颗粒及高塑性黏土的试样不得重复使用。（6） 按以上步骤进行不同含水率试样的击实。试验结果应按下列公式计算及制图：a击实后试样的湿密度：济宁市公路工程公司中心试验室作 业 指 导 书文件编号： JGSYS-ZY-01-2012 版本/修改：第1版/第0次修改土工试验 页 码：第10页 共16页式中-击实后试样的湿密度（g/cm3），计算至0.01g/cm3；-击实后筒和湿试样质量（g）；-击实筒质量（g）；-击实筒容积（cm3）。b击实后试样的干密度：式中-击实后试样的干密度（g/cm3），计算至0.01g/ cm3；-含水率（%）。3 以干密度为纵坐标，含税率为横坐标，绘制干密度与含水率的关系曲线，见图20.0.8。4 根据第20.0.4条规定，试验所得的最大干密度和最优含水率需校正时，按以下公式：（1)校正后试样的最大干密度：式中-校正后试样的最大干密度（g/cm3），计算至0.01g/cm3；-粒径小于5mm、20mm或40mm的试样试验所得的最大干密度（g/cm3）；-试样中粒径大于5mm、20mm或40mm的颗粒含量的质量分数；-粒径大于5mm、20mm或40mm的颗粒毛体积密度（g/cm3），由本规程6.3节或6.4节测得。（2）校正后试样的最优含水率：式中-校正后试样的最优含水率（%），计算至0.1%；济宁市公路工程公司中心试验室作 业 指 导 书文件编号： JGSYS-ZY-01-2012 版本/修改：第1版/第0次修改土工试验 页 码：第11页 共16页-粒径小于5mm、20mm或40mm的试样试验所得的最优含水率（%）； -粒径大于5mm、20mm或40mm颗粒吸着含水率（%），由本规程第6.3节或6.4节测得。5 饱和含水率：式中-饱和含水率（%），计算至0.1%；-试样颗粒密度，对于粗粒土，则为试样中粗细颗粒的混合密度；-4时水的密度（g/cm3）；6 计算数个干密度下试样的饱和含水率，以干密度为纵坐标，含水率横坐标，绘制出饱和曲线。济宁市公路工程公司中心试验室作 业 指 导 书文件编号： JGSYS-ZY-01-2012 版本/修改：第1版/第0次修改土工试验 页 码：第12页 共16页 界限含水率试验（液限和塑限联合测定法）一 目的和适用范围（一）目的是联合测定土的液限和塑限，用于划分土类、计算天然稠度和塑性指数，供公路工程设计和施工使用。（二）本试验适用于颗粒不大于0.5mm、有机质含量不大于试样总质量5%的土。二 仪器设备（一）液塑限联合测定仪1 圆锥质量76g，锥角30。2 读书显示：宜采用光电式、游标式和百分表式。3 试样杯：直径4050mm，高3040mm。（二）天平：称量200g，分度值0.01g。（三）其他：烘箱、干燥器、称量盒、调土刀、凡士林等。三 试验步骤（一）本试验采用保持天然含水率的土样制备试样。在无法保持土的天然含水率情况下，也可用风干土制备试样。（二）当采用天然含水率的土样时，应剔除大于0.5mm的颗粒，然后分别按下沉深度为35mm、911mm及1618mm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。（三）当采用风干土样时，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，使分别达到本条第2款中所述的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，静置24h。（四）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。（五）在圆锥仪锥体上涂以薄层凡士林。接通电源，使电磁铁吸稳圆锥体。济宁市公路工程公司中心试验室作 业 指 导 书文件编号： JGSYS-ZY-01-2012 版本/修改：第1版/第0次修改土工试验 页 码：第13页 共16页（六） 调节屏幕准线，使初始读数为零。调整升降台，使圆锥仪锥尖刚好接触土面，指示灯亮时圆锥仪在自重作用下沉入试样中。约经5s后立即测读圆锥下沉深度。取出试样杯，取10g以上的试样2个装入称量盒内，测定其含水率。（七）重复本条46款步骤，测试其余两个试样的圆锥下沉深度和含水率。试验结果应按下列公式计算及绘图：1 试验的含水率按本规程式(4.2.3)计算。2 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图。3 取值以百分数表示，准确至0.1%。4 塑性指数式中 -塑性指数；-液限（%）；-塑限（%）。5 液性指数 式中 -液性指数，计算至0.01；-天然含水率（%）。6 含水比式中 -含水比济宁市公路工程公司中心试验室作 业 指 导 书 文件编号： JGSYS-ZY-01-2012 版本/修改：第1版/第0次修改土工试验 页 码：第14页 共16页土的颗粒分析试验一 依据标准公路土工试验规程JTG E40-2007二 目的和适用范围本方法适用于分析粒径大于0.075mm的土颗粒组成。对于大于60mm的土样，本试验方法不适用。三 试验仪器：（一）分析筛：1粗筛：孔径为60、40、20、10、5、2mm；2细筛：孔径为2、1、0.5、0.25、0.075mm。（二）天平：称量5000g，分度值1g；称量1000g，分度值0.1g；称量200g，分度值0.01g。（三）筛析机：上下震动正常。（四）其他设备：烘箱、瓷盘、研体等。筛析法的取样数量，应符合表1的规定。 表1土粒粒径（mm）取样数量(g)210030010300100020100020004020004000604000以上四 试验步骤（一）无凝聚性土的试验1视土样颗粒大小，用四分对角线法按表7.2.2的规定取样数量，取代表性风干试样。当称量小于500g时，应准确至0.1g；当称量大于500g时，应准确至1g。应准确至0.1g；当称量大于500g时，应准确至1g。济宁市公路工程公司中心试验室作 业 指 导 书文件编号： JGSYS-ZY-01-2012 版本/修改：第1版/第0次修改土工试验 页 码：第15页 共16页2 将试样过2mm筛，称筛上或筛下的试样质量。当筛下的试样质量小于试样总质量的10%时，不作粗筛分析。3 取过2mm筛上的试样倒入依次叠好的粗筛最上层筛中；筛下的试样倒入依次叠好的细筛最上层筛中，进行筛析。细筛宜置于筛析机上震筛，震筛时间为1015min。4 按由上而下的顺序将各筛取下，于白瓷盘上用手帕叩摇晃，检查各筛，直至筛净为止，筛下的试样应收放入下一级筛内，最后称各级筛上及底盘内试样的质量，应准确至0.1g。5 筛后各级筛上和底盘内试样质量的总和与筛前试样各质量的差值，不得大于试样总质量的1%。（二）含有黏土粒的砂类土的试验1 先将土样放在橡皮板上，用木碾充分碾散黏性的土团块，然后按本条第