土工试验分析

1、土工试验分析第一节 土工试验概述.土与土工试验方法的含义岩石风化后经搬运、堆积（沉积）等过程形成的疏松沉积物称为“土”。土由矿 物颗粒构成骨架，颗粒骨架之间的孔隙中有水和空气。骨架、水、气组成了土的 三相体系，土的三相之间量的比例关系决定了土的物理力学性质。测定各项物理 力学性质指标的试验方法称为“土工试验方法”。.土工试验与工程的关系“土工试验”是测定各类工程地基土和填筑料工程性质的试验。试验测得的数据 经整理、计算、分析，为工程设计和施工提供可靠的依据、参数或结论。在建筑 地基施工和检测中需要采用有针对性的“土工试验”项目确定建筑地基或填筑 体是否满足设计和使用要求。第二节土的工程分类建筑

2、工程中，土的工程分类按土的基本工程属性（如：粒径、级配、塑性、压缩 性等）分成几大类。土的合理分类具有实际意义，工程中按类别可大致判断土的 工程特征，评价不同类别地基的强度，评价不同土类作为建筑材料的适宜性等。 建筑工程中一般将土分为两大类，即：粗粒土类和细粒土类。第三节土的基本物理性质指标.土的三相组成通常，土是由三相组成，矿物颗粒叫固相；水溶液叫液相；空气叫气相。矿 物颗粒构成土的骨架，空气与水则填充骨架间的孔隙。矿物颗粒有大有小，且性 质和矿物成分不同。土中的水也不完全是一种形态，可以处于液态，也可呈固态 的冰，气态的水蒸气；土中的空气，有的是与外面连通，容易排出，有的是在封 闭孔中，受

3、压时可压缩。在淤泥与泥炭地还有可燃气体。不同土类三相的体积与 质量是不相同的，并随着条件的变化，三相组成的体积与质量也会变化。表示三 相组成比例关系的指标称为土的三相比例指标，即土的基本物理性质指标。.土的基本物理性质指标含水率（W ） - 土中水的质量与土颗粒质量之比，以百分数表示。密度（P ） 土的单位体积质量。比重（Gs ） - 土颗粒质量与同体积的4 C时水的质量之比。干密度（P d）+干土的单位体积质J。、t r 孔隙比（e） 土中孔隙体积与土粒体积之比，以小数计。 孔隙度（n ） 土中孔隙体积与全部体积之比，以百分数计。 饱和度（Sr ） 土的孔隙中被水所充满的程度，以百分数计。以

4、上含水率、密度、比重、三项指标是通过试验实测获得，称为实测指标。十密度、孔隙比、孔隙度、饱和度指标是通过实测指标计算所得，称为计算指标。实 测和计算指标统称为土的基本物理性质指标第四节含水率试验土的含水率定义为试样在105110 C温度下烘至恒量时所失去的水质量 和达恒量后干土质量的比值，以百分数表示。含水率室内标准试验方法为烘干法。(l )本试验方法适用于粗粒土、细粒土、有机质土和冻土。(2)本试验所用的主要仪器设备，应符合下列规定：)电热烘箱：应能控制温度为105110 C。)天平：称量200g，最小分度值0.01g；称量1000g，最小分度值0.1g。(3 )含水率试验，应按下列步骤进行

5、：1)取具有代表性试样1530g或用环刀中的试样，有机质土、砂类土和整体状 构造冻土为50g，放入称量盒内，盖上盒盖，称盒加湿土质量，准确至0.01g。2 )打开盒盖，将盒置于烘箱内，在105 一 110 C的恒温下烘至恒量。烘干时间对粘土、粉土不得少于8h，对砂土不得少于6h，对含有机质超过十 土质量5 %的土，应将温度控制在6570 C的恒温下烘至恒量。3)将称量盒从烘箱中取出，盖上盒盖，放入干燥容器内冷却全室温，称盒加十 土质量，准确至0.01g。(4 )试样的含水率，应按下式计算，准确至0.1 %。W0=(m0/mdT)X100%式中md -十土质量，g ；m。一湿土质量，g。(5)本

6、试验必须对两个试样进行平行测定。测定的差值，当含水率小于40 % 时不大于1 % ;当含水率等于大于40 %时不大于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。第五节密度试验1 .环刀法(1 )本试验方法适用于细粒土。本试验所用的主要仪器设备，应符合下列规定：)环刀：内径61.8mm和79.8mm，高度20mm。)天平：称量500g，最小分度值0.1g；称量200g，最小分度值0.01g。环刀切取试样时，应在环内壁涂一薄层凡士林，刃口向下放在土样顶面， 边压边削，全土样高出环刀，用钢丝锯整平环刀两端土样，擦净环刀外壁，称环 刀和土的总质量，并取余土测定含水量

7、。（4 ）试样的湿密度，应按下式计算：p =m /v式中p 试样的湿密度（g/cm3），准确到0.01g/cm3。（5 ）试样的干密度，应按下式计算：p d=p 0/（1+0.01w0）（6）本试验应进行两次平行测定，值的平均值。第六节回填土试验在建设工程中，回填或换填法大量应用，填筑材料有素土、灰土、三合土（石 灰、土、碎石）、砂石等，填筑料经分层铺设并压实，达到预定要求。填土的压 实质量的好坏，对建筑物的沉降、甚至安危有极大的关系，填土的施工质量必须 在施工现场进行分层检测，检测不合格，必须返工，以达到设计要求值为准。换填土施工检测数量：对1000m2以上的基坑每100 m2不少于1点，对

8、基槽每 20延米不少于1点，每个单独柱基不少于1个点。填土的施工质量检测一般采用密度试验，即取压实土试样检测密实度、含水率、 计算干密度。对于素土、灰土填土类，可采用环刀法测定密度，对砂石类可采用 灌水法、灌砂法测定密度。砂石的现场含水率快速测定可采用炒十法，土类可采 用酒精燃烧法。1 .现场含水率快速测定方法测定土含水率，为计算回填土夯实后的干密度用。现场测定方法有：（l ） 酒精燃烧法：用盛土铝盒称取试样510g （G1），加酒精充分浸透试样并混合 均匀，然后点燃酒精，燃烧至火焰熄灭。再加酒精浸透，燃烧至火焰熄灭。重复 三次后称取十试样质量（G2 ）（精确至0.1g）。含水率（W）按下式计

9、算：W=（G1-G2）/G2X100%（2 ）炒十法：用金属容器称取试样200500g（G1），放在电炉或火炉上炒十， 冷却后称取十试样质量（G2），按下式计算含水率：W=（G1-G2）/G2X100%2 .现场密度测定（l）环刀法：仪器用具：取土环刀，包括环刀（200cm3）、环盖及落锤（重1kg ）、 天平（称量1kg、感量1g）、平口铲、削土刀等。操作步骤：l ）在取土处用平口铲挖一个20cmX20cm的小坑，挖至每层表面以下2/3深度 处；）将环刀口向下，放上环盖，将落锤沿手杆反复自由落下，打至环盖深入土中 约12cm，用平口铲将环刀连同环盖一起取出；）轻轻取下环盖，用削土刀修平环刀两端余土（不可用余土补修压平），擦净 环刀外壁，称取环刀与土的质量（准确至1g）;）将环刀的土样取出，碾碎后称取100g，进行含水率测定；）土湿密度计算：p 湿=（GG） /V式中p湿土湿密度，g/cm3；G1 环刀和湿土试样共重，g ;G环刀质量，g ;V 一环刀容积，cm3。） 土十密度的计算：p干=?湿/（1+w）式中p干一土干密度，g/cm3；p湿一土湿密度，g/cm3；W 土含水量。（2）灌水法、灌砂法参见本章密度试验中灌水法和灌砂法。第七节压实系数回填土或砂石