土工常规试验

1 土工常规试验二 一六年四月 2 土工试验是对土的工程性质进行测试 并获得土的物理性指标和力学性指标的试验工作 为工程设计和施工提供可靠的参数所以说 土工试验对于各类工程项目建设是至关重要的 3 室内土工试验室内土工试验是进行各种模拟控制试验以及进行全过程和全方位的量测和观察 在某种程度上能满足土的计算及工程应用的要求 4 5 土壤筛 6 液限和塑限联合测定仪 7 多功能电动击实仪 8 液压电动脱模器 9 表面振动压实仪 10 路面材料强度试验仪 11 环刀 12 灌砂筒 13 试样制备 试验所取土样的代表性土样在试验前必须经过制备程序 土样和试样的制备程序是试验工作的第一个质量要素 土样的代表性与制备是获得正确试验成果的前提 14 土试样的制备步骤 土的土样制备包括土的风干 碾散 过筛 匀土 分样和贮存等预备程序击实等试样制备程序 将块状扰动土放在橡皮板上用木碾碾散 或用碎土机碾散 不得破坏土粒结构 15 土样的风干及碾碎 16 土样的风干及碾碎 17 将碾散的风干土样通过规定孔径的筛 取筛下足够试验用的土样 充分拌匀 测定风干含水率 装入塑料袋内备用 18 一 含水率试验 烘干法 19 含水率 土中水的质量与土颗粒质量的比值仪器设备烘箱 天平 称量盒等 1 试验前的准备工作 20 2 试验步骤 1 取代表性土样 采用四分对角取样法 细粒土15 30g 砂类土 有机质土50g 砂砾石为1 2kg 2 称取样品于入铝盒 称重 放入温度105 110 的烘箱中恒温烘干 细粒土 8h砂类土 6h 3 含有机质不超过5 或含石膏的土12 15h 温度控制在60 70 21 四分对角取样法 将土样拌匀 堆积成圆锥形然后用尺以圆锥顶点为中心 向一定方向旋转使圆锥成为1 2cm厚的圆饼状 继而用尺划两条相互垂直的直线 使土样分成四等份 取走相同的两份 将剩下的两份样拌匀 重复上述步骤 直到剩下的土样约等于需要量为止 22 四分对角取样法 23 四分对角取样法 24 4 结果整理 3 烘干后取出试样 放入干燥器内冷却至室温后称量 准确值0 01g 25 本试验必须对两个试样进行平行测定 测定的差值允许平行误差 当含水率小于5 时为0 3 当含水率小于40 时 1 当含水率等于 大于40 时为2 对层状和网状构造的冻土不大于3 取两个测值的平均值 以百分数表示 26 二 颗粒分析试验 筛分法 27 1 试验准备工作 目的 按颗粒的粗细及颗粒粒径分配曲线 计算土的颗粒级配 适用于分析粒径大于0 075mm的土颗粒组成 28 土壤筛与集料筛的区别 29 2 试验步骤 1 按规定称取试样 分批过2mm筛 2 将大于2mm的试样按次序通过各级粗筛 将留在筛上的土分别称量 30 3 2mm筛下的土如数量过多 可用四分法缩分至100 800g 按次序通过各级细筛 4 若是需要还应进行手动补筛 一分钟内筛下数量不大于该级筛余质量的1 止 31 5 筛后各级筛上和筛底上的总质量与筛前试样质量之差 不应大于1 6 如2mm筛下的土不超过试样总质量的10 可省略细筛分析 如2mm筛上的土不超过试样总质量的10 可省略粗筛分析 32 33 三 界限含水率试验 液限和塑限联合测定仪法 34 1 试验准备工作 目的 为了确定粘性土由流动状态 可塑状态和半固体状态 固体状态相互转化时的分界含水率适用于粒径不大于0 5mm或有机质不大于试样总质量5 的土土样制备 取风干土样 过0 5mm的筛200g 分开放入三个盛土皿中 依据经验 添加不同的水 使其达到试验所需含水量 用调土刀调匀 盖上湿布 放置18h以上 35 准备过程 36 准备过程 37 准备过程 38 准备过程 39 2 试验步骤 18h以后将制备好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 试杯装满后 刮成与杯边齐平 40 将试杯放入联合测定仪上 转动平台升降螺母 当锥尖刚与土面接触 计时指示管亮 点动测量按钮 圆锥自由落下 延时5s 读数指示管 即可读数 41 分别测定a点 b点和c点的锥入深度a点 液限点 应为20mm 0 2mm 42 c点 塑限点 应为5mm以下 对于砂类土 c点锥入深度可大于5mm 43 b点应为a点与c点的中间状态附近 44 结果整理 在双对数坐标上 以含水率w为横坐标 锥入深度h为纵坐标 点绘a b c三点应为一条直线如不在同一直线 要通过a点与b c两点连成两条直线 找出锥入深度 求出ac和bc的含水率 当两个含水率差值小于2 以平均值与a点连成一条线 大于2 时 应重做 45 46 液限确定方法在h w图上 查的纵坐标入土深度h 20mm所对应的横坐标的含水率w即为该土样的液限塑限确定方法根据本试验求出的液限 通过液限与塑限时入土深度的曲线 查得hp 求出入土深度为hp时的含水率 即为该土样的塑限 47 48 49 四 土的击实试验 重型击实仪法 50 目的 是要确定该土可能达到的最大密度 最佳含水量 为土质路基提供压实密度的依据 回填土的压实密度等 51 1 试验准备 目的和适用范围本试验分轻型击实和重型击实 试验目的是测定土的最佳含水量及最大干密度小试筒适用于粒径不大于20mm的土 大试筒适用于粒径不大于40mm的土 52 小击实筒大击实筒 53 小击实筒大击实筒 54 55 击实仪 56 试样制备干土法 土不重复使用 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 湿土法 土不重复使用 风干土样在测定其含水量以后 计算求得加入不同水分 按2 3 含水率递增 拌匀后闷料一夜备用 57 闷料示意图 58 闷料示意图 59 2 试验步骤 将击实筒放入击实仪上 取制备好的土样按所选击实方法分3次倒入筒内 每层击实次数为98击 要求击完后余土高度不超过试筒顶面6mm 60 用修土刀齐筒顶削平试样 称筒和击实样土重后用推土器推出筒内试样 测定击实试样的含水量和测算击实后土样的湿密度 依次重复上述过程将所备不同预定含水量的上样击完 61 击实过程 62 击实过程 63 击实过程 64 击实过程 65 击实过程 66 击实过程 67 击实过程 68 击实过程 69 3 结果整理 计算击实后各点的干密度pd 以干密度pd为纵坐标 含水量w为横坐标 绘pd w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佳含水量 70 试验记录 71 试验记录 72 五 土的密度试验 灌砂法 73 1 试验目的与适用范围 土的密度定义为单位体积质量 它是土的主要物理性指标之一 用它可以换算土的干密度 孔隙比 饱和度等指标 74 测定密度的方法常用的有环刀法 蜡封法 灌砂法和灌水法等 对粘性土用环刀法操作简便而准确 在室内和野外普遍采用 坚硬 易碎 含有粗粒 形状不规则的土可用蜡封法 灌砂法和灌水法一般在野外应用 适用于砂 砾等 75 2 灌砂法测密实度 概念所谓灌砂法是利用已知密度的砂灌入试坑来测得被测土样试坑的体积 从而测定土样密度的一种方法 本法适用于测定粗粒土的密度和压实度 也可以测定细粒土的密度和压实度 76 密度为单位体积内物质的质量 压实度为实测干密度与最大干密度之百分比 本法适用于现场测定细粒土 砂类土和砾类土的密度 试样的最大粒径一般不超过15mm 测定厚度为150 200mm 77 测定细粒土的密度时 可以采用 100mm的小型灌砂筒如最大粒径超过15mm 则应相应地增大灌砂筒和标定罐的尺寸 选用直径应为150 200mm的灌砂筒 78 3 仪器设备 79 灌砂筒 80 4 试验所需工具 灌砂筒 标定罐 基板 玻璃板 量砂 电子天平 烘箱 铝盒 凿子 铁锤 长把勺 毛刷等 81 5 仪器标定 1 确定灌砂筒下部锥体内砂的质量 在灌砂筒筒口高度上 向灌砂筒内装砂至距筒顶15mm左右为止 称取装入筒内砂的质量 准确至1g 以后每次标定及试验都应该维持装砂高度与质量不变 将开关打开 让砂自由流出 并使流出砂的体积与工地所挖试坑内的体积相当 可等于标定罐的容积 然后关上开关 称灌砂筒内剩余砂质量 准确至1g 82 不晃动储砂筒的砂 轻轻地将灌砂筒移至玻璃板 将开关打开 让砂流出 直到筒内砂不再流动时 将开关关上 并细心地取走灌砂筒 收集并称量留在板上的砂或称量筒内的砂 准砂至1g 玻璃板上的砂就是填满锥体的砂 重复上述测量三次 取其平均值 83 2 确定量砂密度 用水确定标定罐的容积 准确至1Ml 在储砂筒中装入质量为m0的砂 并将灌砂筒放在标定罐上 将开关打开 让砂流出 在整个流砂过程中 不要碰动灌砂筒 直到砂不再下流时 将开关关闭 取下灌砂筒 称取筒内剩余砂的质量 准确至1g 84 按下式计算填满标定罐所需砂的质量 重复上述测量三次 取其平均值 85 6 试验步骤 在试验地点 选一块平坦表面 并将其清扫干净 其面积不得小于基板面积 将基板放在平坦表面上 当表面的粗糙度较大时 则将盛有量砂的灌砂筒放在基板中间的圆孔上 将灌砂筒的开关打开 让砂流入基板的中孔内 直到储砂筒内的砂不再流动时关闭开关 取下灌砂筒 并称量筒内砂的质量 准确至1g 86 取走基板 并将留在试验地点的量砂收回 重新将表面清扫干净 将基板放回清扫干净的表面上 尽量放在原处 沿基板中孔凿洞 洞的直径与灌砂筒一致 在凿洞过程中 应注意勿使凿出的材料丢失 并随时将凿出的材料取出装入塑料袋中 不使水分蒸发 试洞的深度应等于测定层厚度 但不得有下层材料混入 最后将洞内的全部凿松材料取出 称取全部取出材料的质量 准确至1g 87 从挖出的全部材料中取出有代表性的样品 放