《土工试验检测》PPT课件.ppt

土工试验检测 温州华星建材检测有限公司朱敏E mail hxzhumin 联系电话 0577 88651307 一 土的工程分类1 1土的分类依据 1 土的颗粒组成特征 2 土的塑性指标 液限 WL 塑限 WP 塑性指数 IP 3 土中有机质存在情况 1 2土分类总体系 土分类总体系 1 3土类名称可用一个基本代号表示 1 当由两个基本代号构成时 第一个代号表示土的主成分 第二个代号表示副成分 土的液限或土的级配 如 CL其中C表示黏土 L表示低液限 CL表示低液限黏土 SW其中S表示砂 W级配良好 SW表示级配良好砂 2 当由三个基本代号构成时 第一个代号表示土的主成分 第二个代号表示液限的高低 或级配的好坏 第三个代号表示土中所含次要成分 如 CLS其中C表示黏土 L表示低液限 S表示砂 CLS 二 土的含水率试验 一 烘干法1 目的和适用范围适用于测定黏质土 粉质土 砂类土 砂砾石 有机质土和冻土土类的含水率 2 仪器设备2 1烘箱 可用电热烘箱或温度能保持105 110 的烘箱 2 2天平 称量200g 感量0 01g 称量1000g 感量0 1g 2 3其他 干燥器 称量盒 可3 6个月定期称量 二 土的含水率试验 3 试验步骤3 1取具有代表性的试样 细粒土15 30g 砂类土 有机质土为50g 砂砾石为1 2kg 放入称量盒内 立即盖好盒盖 称质量 3 2揭开盒盖 将试样和盒放入烘箱内 在温度105 110 恒温下烘干 对于大多数土 通常烘干16 24h就足够 但是 某些土或试样数量过多或试样很潮湿 可适当延长时间 3 3将烘干后的试样和盒取出 放入干燥器内冷却 一般只需0 5 1h即可 冷却后盖好盒盖 称质量 准确至0 01g 二 土的含水率试验 二 土的含水率试验 4 结果整理4 1按下式计算含水率 含水率 含水率 单位 计算至0 14 2记录表格样表 含水率试验记录表 烘干法 试验 计算 校核 二 土的含水率试验 4 3精密度和允许差试验必须进行二次平行测定 取其算术平均值 含水率测定的允许平行差值 5 报告 略 二 酒精燃烧法1 目的和适用范围适用于快速简易测定细粒土 含有机质的土除外 的含水率 2 仪器设备2 1称量盒2 2天平 感量0 01g2 3酒精 纯度95 2 4滴管 火柴 调土刀等 二 土的含水率试验 二 土的含水率试验 3 试验步骤3 1取代表性土样 放入称量合盒内 黏质土5 10g 砂类土20 30g 称湿土质量 准确至0 01g 3 2用滴管将酒精注入放有试样的称量盒中 直至盒中出现自由液面为止 为使酒精在试样中充分混合均匀 可将盒底在桌面轻轻敲击 3 3点燃盒中酒精 燃烧至火焰熄灭 3 4将试样冷却数分钟 按3 3 3 4方法再重新燃烧两次 3 5待第三次火焰熄灭后 盖好盒盖 立即称干土质量 准确至0 01g 二 土的含水率试验 4 结果整理4 1按下式计算含水率 含水率 含水率 单位 计算至0 14 2记录样表 同烘干法 4 3精密度和允许差 同烘干法 5 报告 三 比重法 略 三 土的密度试验 一 环刀法1 目的和适用范围适用于细粒土 2 仪器设备2 1环刀 有两种规格 直径50 46mm 高50mm 容积100cm3直径70mm 高52mm 容积200cm3材质 不锈钢 上下盖为铝 2 2天平 感量0 1g2 3其他 修土刀 钢丝锯 凡士林等 3 试验步骤3 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 先称量环刀质量 3 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 使土样与环刀口面齐平 并用剩余土样测定含水率 3 3擦净环刀外壁 称环刀与土合质量 准确至0 1g 三 土的密度试验 三 土的密度试验 4 结果整理4 1按下式计算湿密度及干密度 湿密度 干密度 式中 湿密度 单位为 g cm3 计算至0 01 干密度 单位为 g cm3 计算至0 01 环刀与土合质量 单位为 g 环刀质量 单位为 g 环刀体积 单位为 cm3 含水率 单位为 三 土的密度试验 4 2记录表格样表 环刀法 试验 计算 校核 4 3精密度和允许差 本试验进行二次平行测定 取其算术平均值 其平行差值不得大于0 03g cm3 5 报告 略 二 电动取土器法 适用于硬塑土密谋的快速测定 三 蜡封法 适用于易破裂土和形态不规则的坚硬土 四 灌水法 适用于现场测定粗粒土和巨粒土的密度 三 土的密度试验 五 灌砂法1 目的和适用范围适用于现场测定细粒土 砂类土的砾类土的密度 试样的最大粒径一般不得超过15mm 测定密度层的厚度150 200mm 注 在测定细粒土的密度时 可以采用 100mm的小型灌砂筒 规格 100 150 塑料灌砂筒 150 200 如最大粒径超过15mm 则应相应地增大灌砂筒的标定罐的尺寸 例如 粒径达40 60mm的粗粒土 灌砂筒和现场试洞的直径应为150 200mm 三 土的密度试验 2 仪器设备2 1灌砂筒 金属圆筒的内径为100mm 总高360mm 灌砂筒主要分两部分 上部为储砂筒 筒深270mm 容积2120cm3 筒底中心有一个直径10mm的圆孔 下部装一倒置的圆锥形漏斗 漏斗上端开口直径为10mm 并焊接在一块直径100mm的铁板上 铁板中心有一直径10mm的圆孔与漏斗上开口相接 在储砂筒筒底与漏斗顶端铁板之间设有开关 开关为一薄铁板 一端与筒底及漏斗铁板铰在一起 另一端伸出筒身外 开关铁板上也有一个直径10mm的圆孔 将开关向左移动时 开关铁板上的圆孔恰好与筒底圆孔及漏斗上开口相对 即三个圆孔在平面上重叠在一起 砂就可通过圆孔自由落下 将开关向右移动时 开关将圆孔堵塞 砂即停止下落 三 土的密度试验 2 2金属标定罐 内径100mm 高150mm和200mm的金属罐各一个 上端周围有一罐缘 注 如由于某种原因 试坑不是150mm或200mm时 标定罐的深度应该与拟挖试坑深度相同 2 3基板 一个边长350mm 深40mm的金属方盘 盘中心有一个直径100mm的圆孔 2 4试验所需的工具 打洞及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 玻璃板 边长约500mm的方形板 有盖的盒子 存放挖出的试样 三 土的密度试验 台秤 称量10 15kg 感量5kg 其他 铝盒 天平 烘箱等 量砂 粒径0 25 0 5mm的清洁干燥的均匀砂 约20 40kg 应先烘干 并放置足够时间 使其与空气的湿度达到平衡 三 土的密度试验 3 仪器标定3 1确定灌砂筒下部锥体内砂的质量3 1 1在储砂筒内装满砂 筒内砂的高度与筒顶的距离不超过15mm 称筒内砂的质量m1 准确至1g 每次标定及以后的试验都维持该质量不变 3 1 2将开关打开 让砂流出 并使流出的砂的体积与工地所挖试洞的体积相当 或等于标定罐的容积 然后关上开关 并称量筒内砂的质量m5 准确至1g 3 1 3将灌砂筒放在玻璃板上 打开开关 让砂流出 直至筒内砂不再下流时 关上开关 并小心地取走罐砂筒 3 1 4收集并称量留在玻璃板上的砂或称量调整内的砂 准确至1g 玻璃板上的砂就是填满灌砂筒下部圆锥体的砂 3 1 5重复上述测量 至少三次 最后取其平均值m2 准确至1g 三 土的密度试验 3 2确定量砂的密度3 2 1用水确定标定罐的容积V 1 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 2 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m8 3 重复测量时 仅需用吸管从罐中取出少量水 并用滴管重新将水加满到接触直尺 4 标定罐的体积V按下式计算 三 土的密度试验 V 式中 V 标定罐的容积 cm3 计算至0 01 m7 标定罐质量 g m8 标定罐和水的总质量 g w 水的密度 g cm3 3 2 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 三 土的密度试验 3 2 3重复上述测量 至少三次 最后取其平均值m3 准确至1g 3 2 4按下式计算填满标定罐所需的质量ma ma m1 m2 m3式中 ma 砂的质量 g 计算至1 m1 灌砂入标定罐前 筒内砂的质量 g m2 灌砂筒下部圆锥体内砂的平均质量 g m3 灌砂入标定罐后 筒内剩余砂的质量 g 三 土的密度试验 3 2 5按下式计算量砂的密度 s s 式中 s 砂的密度 g cm3 计算至0 01 V 标定罐的体积 cm3 ma 砂的质量 g 三 土的密度试验 4 试验步骤4 1在试验地点 选一块约40 40cm的平坦表面 清扫干净 将基板放在表面上 如表面粗糙度较大 则将盛有量砂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 取走灌砂筒 并称筒内砂的质量m6 准确至1g 4 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 将基板放在表面上 沿基板中孔凿洞 洞的直径100mm 在凿洞过程中 应注意不使凿出的试样丢失 并随时将凿出的材料取出 放在已知质量的塑料袋内 密封 试洞的深度应与标定罐高度接近一致 凿洞毕 称此塑料袋中全部试样质量 准确至1g 减去已知塑料袋质量后 即为试样的总质量mt 三 土的密度试验 4 3从挖出的全部试样中取有代表性的样品 放入铝盒中 测定其含水率 样品数量 对于细粒土 不少于100g 对于粗粒土 不少于500g 4 4将基板放在试洞上 将灌砂筒放在基板中间 储砂筒内放满砂至恒量m1 使灌示 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 小心取走灌砂筒 称量筒内剩余砂的质量m4 准确至1g 如清扫干净的平坦表面上粗糙度不大 则不需放基板 将灌砂筒直接放在已挖好的试洞上 打开筒的开关 让砂流入试洞内 在此期间 应注意不要碰灌砂筒 直到储砂筒内的砂不再下流时 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 三 土的密度试验 4 5取出试洞内的量砂 以备下次试验时再用 若量砂的湿度已发生变化或量砂中有杂质 则应重新烘干并过筛 放置至恒量时再用 4 6如试洞中有较大孔隙 量砂可能进入孔隙时 则应按试洞外形 松弛地放入一层柔软的纱布 然后再进行灌砂工作 三 土的密度试验 5结果整理5 1按下式计算填满试洞所需砂的质量 灌砂时试洞上放有基板时 mb m1 m4 m5 m6 灌砂时试洞上不放基板时 mb m1 m 4 m2式中 mb 砂的质量 g m1 灌砂入试洞前筒内砂的质量 g m2 灌砂筒下部圆锥体内砂的平均质量 g m4 m 4 灌砂入试洞后 筒内剩余砂的质量 g m5 m6 灌砂筒下部圆锥体内及基板和粗糙表面间砂的总质量 g 三 土的密度试验 5 2按下式计算试验地点土的湿密度 式中 土的湿密度 g cm3 计算至0 01 mt 试洞中取出的全部土样的质量 g mb 填满试洞所需砂的质量 g s 量砂的密度 g cm3 三 土的密度试验 5 3按下式计算土的干密度 d 式中 d 土的干密度 g cm3 计算至0 01 土的湿密度 g cm3 土的含水率 5 4本试验记录样表 三 土的密度试验 三 土的密度试验 5 5精密度和允许差 本试验进行二次平行测定 取其算术平均值 其平行差值不得大于0 03g cm3 6 报告 略 三 土的密度试验 四 土的击实试验 1 目的和适用范围本试验方法适用于细粒土 分轻型击实和重型击实 轻型击实用于粒径不大于20mm的土 重型击实用于粒径不大40mm的土 击实试验的目的 确定土样的最大干密度和最佳含水率 2 仪器设备 1 标准击实仪 四 土的击实试验 2 烘箱及干燥器 3 天平 感量0 01g 4 台秤 徇10kg 感量5g 5 圆孔筛 孔径40mm 20mm 5mm各一个 6 拌和工具 金属盘 土铲 7 其他 修土刀 推土器 铝盒 量筒等3 试样3 1本试验可分别采用不同方法准备试样 见下表 四 土的击实试验 四 土的击实试验 3 2干土法 土不得重复使用 按四分法至少准备5个试样 分别加入不同水分 按2 3 含水率递增 拌匀后闷料一夜备用 3 3湿土法 土不得重复使用 对于高贪水率土 可省略过筛步骤 用手拣除大于40mm的粗石子即可 保持天然含水率的第一个土样 可立即用于击实试验 其余几个试样 将土分成小土块 分别风干 使含水率按2 3 递减 4 试验步骤4 1根据工程要求 选择轻型或重型试验方法 根据土的性质 含易击碎风化石数量多少 含水量高低 选用干土法 土重复或不重复使用 或湿土法 四 土的击实试验 4 2将击实筒放在坚硬的地面上 取制备好的土样分3 5次倒入筒内 小筒按三层法时 每次约800g 900g 其量应使击实后的试样等于或略高于筒高的1 3 按五层法时 每次约400g 500g 其量应使击实后的土样等于或略高于筒高的1 5 对于大试筒 先将垫块放入筒内底板上 按五层法时 每层需试样约900g 细粒土 1100g 粗粒土 按三层法时 每层需试样1700g左右 整平表面 并稍加压紧 然后按规定的击数进行第一层土的击实 击实时击锤应自由垂直落下 锤迹必须均匀分布于土样面 第一层击实完后 将试样层面 拉毛 然后再装入套筒 重复上述方法进行其余各层土的击实 小试筒击实后 试样不应高出筒顶面5mm 大试筒击实后 试样不应高出筒顶面6mm 四 土的击实试验 四 土的击实试验 4 3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 拆除底板 擦净筒外壁 称量 准确至1克 4 4用推土器推出筒内试样 从试样中心处取样测其含水量 计算至0 1 测定含水量用试样的数量按16 0 4规定取样 取出有代表性的土样 两个试样含水量的精度应符合规定 测定含水量用试样的数量 4 5对于干土法 土不重复使用 和湿土为法 土不重复使用 将试样搓散 然后按本试验第3条方法进行洒水 拌和 每次约增加2 3 的含水率 其中有两个大于和两个小于最佳含水量 所需加水量按下式计算 mw 式中 mw 所需的加水量 g mi 含水量 i时土样的质量 g i 土样原有含水率 要求达到的含水率 按上述步骤进行其它含水量试样的击实试验 四 土的击实试验 5 结果整理5 1按下式计算土样的湿密度 式中 土样湿密度 g cm3 m筒 土样 试筒及土样的合质量 g m筒 试筒质量 g V 试筒体积 cm3 四 土的击实试验 5 2按下式计算土样的含水率 式中 土样含水率 m湿 土样烘干前的质量 g m干 土样烘干后的质量 g 四 土的击实试验 5 3按下式计算土样的干密度 d 式中 d 土样干密度 g cm3 土样湿密度 g cm3 土样含水率 5 4绘制干密度与含水率的关系曲线图横坐标 含水率 纵坐标 干密度 g cm3 曲线上峰值点的纵 横坐标分别为最大干密度和最佳含水率 四 土的击实试验 5 5击实试验记录样表 四 土的击实试验 四 土的击实试验 5 6精密度和允许差本试验含水率进行两次平行测定 取其算术平均值 允许平行差值应符合下表规定 含水率测定的允许平行差值 五 界限含水率试验 一 液限和塑限联合测定法1 目的和适用范围1 1本试验的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 1 2本试验适用于粒径不大于0 5mm 有机质含量不大于试样总质量5 的土 2 仪器设备2 1液限塑限联合测定仪 锥质量为100克 或76g 锥角为30 读数显示形式宜采用光电式 数码式 游标式 百分表式 2 2盛土杯 直径50mm 深度40 50mm 2 3天平 称量200g 感量0 01g 2 4其它 筛 孔径0 5mm 调土刀 调土皿 称量盒 研钵 附带橡皮头的研杵或橡皮板 木棒 干燥器 吸管 凡士林等 3 试验步骤3 1取有代表性的天然含水量或风干土样进行试验 如土中含大于0 5mm的土粒或杂物时 应将风干土样用带橡皮头的研杵研碎或用木棒在橡皮板上压碎 过0 5mm的筛 取0 5mm筛下的代表性土样200g 分开放入三个盛土皿中 加不同数量的蒸馏水 土样的含水量分别控制在液限 a点 略大于塑限 c点 和二者的中间状态 b点 用调土刀调匀 盖上湿布 放置18h以上 测定a点的锥入深度 对于100g锥应为 20 0 2 毫米 对于76g锥应为17mm 测定c点的锥入深 对于100g锥应控制在5mm以下 对于76g锥应为2mm 对于砂类土 用100g锥测定c的锥入深度可大于5毫米 对于76g锥可大于2mm 测定b点时100g锥锥入深度不大于10mm 五 界限含水率试验 3 2将制备的土样充分搅拌均匀 分层装入盛土杯 用力压密 使空气逸出 对于较干的土样 应先充分搓揉 用调土刀反复压实 试杯装满后 刮成与杯边齐平 3 3用光电式或数码式液限塑限联合测定仪测定时 接通电源 调平机身 打开开关 提上锥体 此时刻度或数码显示应为零 锥头上涂少许凡士林 将装好土样的试杯放在升降座上 转动升降旋钮 试杯徐徐上升 土样表面和锥尖刚好接触 指示灯亮 停止转动旋钮 锥体立刻自行下沉 5秒时 自动停止下落 读数窗上或数码管显示锥入深度h 试验完毕 按动复位按钮 锥体复位 读数显示为零 五 界限含水率试验 3 4改变锥尖与接触位置 锥尖两次锥入位置距离不小于1cm 重复上述步骤 得锥入深度h2 h1允许误差为0 5mm 否则 应重作 取h1 h2平均值作为该点的锥入深度h 3 5去掉锥尖入土处的凡士林 取10克以上的土样两个 分别装入称量盒内 称质量 准确至0 01g 测定其含水量 1 2 计算至0 1 计算含水量平均值 3 6重复3 2至3 5步骤 对其它两个含水量土样进行试验 测其锥入深度和含水量 五 界限含水率试验 4 结果整理4 1在双对数坐标上 以含水量 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 图 连此三点 应呈一条直线 如三点不在同一直线上 要通过a点与b c两点连成两条直线 根据液限 a点含水率 在hp L图查得hP 以此hp再在h 图上的ab及ac两直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大于2 时 应重做试验 4 2液限的确定方法4 2 1若采用76g锥做液限试验 则在h 图上 查得纵坐标入土深度h 17mm所对应的横坐标的含水率 即为该土样的液限 L 五 界限含水率试验 4 2 2若采用100g锥做液限试验 则在h 图上 查得纵坐标入土深度h 20mm所对应的横坐标的含水率 即为该土样的液限 L 4 3塑限的确定方法4 3 1根据4 2 1求出的液限 通过76g锥入土深度h与含水率的关系曲线 见下图1 查得锥入土深度为2mm所对应的含水率即为该土样的塑限 p 五 界限含水率试验 五 界限含水率试验 图1 4 3 2根据4 2 2求出的液限 通过液限 L与塑限时入土深度hp的关系曲线 见下图 查得hp 再由图1求出入土深度为hp时所对应的含水率 即为该土样的塑限 p 查hp L关系图时 须先通过简易鉴别法及筛分法把砂类土与细粒土区别开来 再按这两种土分