土壤力学试验

1、土壤力學實驗 試驗五 土壤分類試驗 摘要：由粒徑大小分佈曲線、液性限度及塑性指數等試驗結 果，做土壤分類，以作為工程之參考。 指導教授：楊全成 副教授 班 級：日五專土四甲 組 別：第四組 學 號： 59502126.59502141.59502145.59502146 姓名:陳昱翔 .吳正緯 .張智為 .張智凱 繳交日期： 99.6.15 評 分： 分 51 試驗五 土壤分類 (一)試驗目的 由粒徑大小分佈曲線、液性限度及塑性指數等試驗結果，做土壤分類，以 作為工程之參考。 (二)試驗說明 土壤分類法包括： (1) 三角座標土壤分類法 (USDA) 。 (2) 美國州際公路官員與運輸協會土壤

2、分類法 (AASHTO) 。 (3) 美國統一土壤分類法 (USCS)。 ()三角座標土壤分類法 三角座標土壤分類法其步驟如下： (1) 經土粒大小分析試驗可得： 礫石百分比 G = 100通過 4號篩百分比。 砂土百分比 S = 100 G通過200號篩百分比 粘土百分比 C = 粒徑小於 0.002mm之百分比。 沉泥百分比 M = 100 GSM 有礫石 (G0.00%)之情況應修正成三個量： S = S (S + M + C) M = M (S + M + C) C = C(S + M + C) (2) 以砂土百分比為左上方之座標繪左上到右下之直線。 () (3) 以沈泥百分比為下方之

3、座標繪左下到右上之直線。() (4) 以粘土百分比為右上方之座標繪左到右之水平線。( ) 在三角座標圖上繪出交於一點，即可知此試樣土壤為何類土壤 註：三角座標土壤分類法礫石 50%需加註高礫石質。 三角座標土壤分類法礫石 15%需加註礫石質。 本分類法適合農業土壤之分類用。 52 圖 5 1 三角座標土壤分類法 ()美國州際公路官員與運輸協會土壤分類法： AASHTO土壤分類法其步驟如下： (1) 由土粒大小分析試驗蒐集： 通過 10篩百分比，通過 40篩百分比，通過 200篩百分比 n (2) 由阿太堡限度試驗蒐集： 液性限度 LL ，塑性指數 PI 依 AASHTO 土壤分類表，即可查出土

4、樣初步為何種分類符號。 (3) 另需計算分組指數 (Group Index)GI： a = n 35 b = n 15 c = LL 40 d = PI 10 GI = 0.2 a + 0.005 a c + 0.01 b d (4) 一般AASHTO土壤分類法之分類符號以 A X Y(GI) 表示之。 本分類法適合公路工程路基、基層及底層土壤之分類用。 53 表 5 1 美國州際公路與官員運輸協會土壤分類法 土壤分類 粗粒土壤 ( 通 過 #2 0 0 篩 3 5 % 或 3 5 % 以 下 ) 細粒土壤 (通 過 #2 0 0 篩 3 6 % 以 上 ) A-1 A-3 A-2 A-4 A

5、-5 A-6 A-7 (A-7-5) (A-7-6) A-1-a A-1-b A-2-4 A-2-5 A-2-6 A-2-7 篩分析， 通過百分比 #10篩 #40篩 #200篩 50以下 30以下 15以下 50以上 25以下 51以上 10以下 35以下 35以下 35以下 35以下 36以上 36以上 36以上 36以上 通過 #40篩 液性限度 塑性指數 40以下 10以下 40以下 11以上 40以 下 11以上 41以上 11以下 40以上 10以下 41以上 10以下 40以下 11以上 41以上 11以上 6以下 6以下 NP 土樣說明 礫石及砂 細砂 沉泥質或粘土質礫石及砂

6、泥質土壤 粘 質土壤 工程應用 優良或良好之路基材料 可用或欠佳之路基材料 註：A-7-5，PILL - 30 A-7-6，PILL - 30 圖 5 2 塑性圖表 ()美國統一土壤分類法： 美國統一土壤分類法其步驟如下： (1)由土粒大小分析試驗蒐集： 通過 4篩百分比，通過 200篩百分比 (2)由阿太堡限度試驗蒐集： 液性限度 LL ，塑性指數 PI 按土壤內各土粒所佔之百分比，液性限 度，塑性指數等數值，以統一土壤分類法 之土壤分類表 (如表 2 5)，可查出土樣為何 種分類之土壤 。其中 A線值請參照塑性圖表 (Plastic Chart)(圖5 2)。 第二個字母符號定義如下： W

7、 (Well) ：優良級配。 P (Poorly) ：不良級配。 H (High) ：高塑性。 L (Low) ：低塑性。 第一個字母之符號定義如： G (Gravel) ：礫石及礫石土壤。 S (Sand) ：砂石及砂質土壤。 M (Silty) ：無機質沉泥及極細砂。 C (Clay) ：無機質粘土。 般營建工程上土壤之分類用 O (Organic) ：有機質沉泥及粘土。 Pt(Peat) ：泥炭土 (Peat)。 本分類法適合 表52美國統一土壤分類法 54 分 類 條 件 標準名稱 符號 粗粒 土壤 通過 #200篩 50% 以下 通過#4篩 50% 礫石 通過#200篩 12% 泥質

8、A線以下 或PI7% 粘質礫石 GC 通過#4篩 50% 砂土 通過#200篩 12% 泥質A線以下 或PI7% 粘質砂土 SC 細粒 土壤 通過 #200篩 50% 以上 液性限度 50% 無有機質土 壤 泥質A線以下 或PI7% 低至中塑性粘 土 CL 有機質土壤 沉泥 有機質沉泥 OL 液性限度 50% 無有機質土 壤 泥質 A線以下 具彈性之沉泥 MH 級配欠佳 A線或以上 高塑性粘土 CH 有機質土壤 粘土 有機質粘土 OH 高有機質土壤 泥炭土 Pt 55 （三 ）試驗記錄用表 土力 （ ）第 51 號 試 樣 編 號 No.1 天然含水量，w (%) 3.1 濕單位重，m (g/

9、cm3) 1.937 乾單位重，d (g/cm3) 1.745 土粒比重，Gs 2.647 孔隙比，e 0.66 孔隙率，n (%) 39.76 飽和度，S (%) 12.43 液性限度，LL (%) 22.59 塑性限度，PL (%) 11.99 塑性指數，PI = LLPL (%) 10.60 土力（ ）第 52 號 試 樣 編 號 No.1 通過 4號篩（4.75 mm） 百分比 (%) 99.71 通過10號篩（2.00 mm百） 分比 (%) 94.49 通過40號篩（0.425mm百） 分比 (%) 76.88 通過200號篩（0.074mm百） 分比，n (%) 45.33 有效

10、粒徑，D10 (mm) 0.00062 D30 (mm) 0.102 D60 (mm) 0.008 均勻係數，Cu = D60/D10 16.45 2 曲率係數，Cd=D30 /(D10 D60) 10.12 礫石百分比 (%) 0.29 砂土百分比 (%) 54.38 沉泥百分比 (%) 38.9 粘土百分比 ( %) 6.43 a =n35 10.33 b =n15 30.33 c = LL 40 0 d = PI 10 0 分組指數，GI = 0.2a0.005ac0.01bd 3.63 三角座標分類法 泥質壤土 美國公路與交通官員協會分類法 A-4(3) 美國統一土壤分類法 SM(Silty Sand) 56 (四)試驗討論問題 1.A-1-a、SC 分別為何種土壤分類法 ?哪種土樣滲透性較大 ? Ans:1A1a為 AASHTO 土壤分類法。 SC 為美國統一土壤分類。 2A1a 是礫石及砂、 SC 是粘土質砂質，所以