土工试验方法课稿.doc

17.4含水率试验 17.4.1试验目的和方法 土的含水率是土在105~110℃温度下烘至恒量时所失去水的质量与干土质量的比值。以百分数表示。 含水率是土的基本物理指标之一。它反映了土的干、湿状态。土的含水率是计算干密度、孔隙比、饱和度、液性指数等指标的基本数据和评价土的工程性质的重要依据，是研究土的物理力学性质的重要指标。 含水率的试验方法较多，由于烘干法试验简便，结果稳定，故以此法作为测定含水率的标准方法。如果测试条件不能满足采用烘干法或需快速测定含水率时，可分别用方法： 酒精燃烧法：适用于不含有机质的砂类土、粉土和粘性土。 碳化钙减量法：本方法的原理是用过量碳化钙与土中游离水混合接触产生化学反应，生成乙炔气体。根据乙炔气体逸出失去的质量，求得土的含水率。方法适用于各类土。 核子射线法：适用现场原位测定填料为细粒土和砂类土的含水率。 以下仅介绍烘干法，核子射线法在土的密度试验中介绍。 烘干法 试验用仪器设备 电热干燥箱：温度能保持在105~110℃。 天平：称量200g，分度值0.01g；称量1000g，分度值0.02g。 其它：干烘器、称量盒等。 试验： 1选取有代表性试样（粘性土15~30g，砂类土30~50g，砾类土不少于250g，碎石类土不少于500g），放于称量盒内称湿土质量。 2打开盒盖，将装有试样的盒放入烘箱内，在105~110℃温度下烘干。烘干时间有机质土的烘干温度在65~70℃。烘干为：在真空干燥箱中烘7小时；在电热干燥箱中烘18小时。 3按规定时间烘干后，取出称量盒，盖好盒盖，放入干燥器内冷却至室温时称干土质量。 4含水率试验应进行两次平行测定，两次测定的差值应符合表的规定，取算术平均值。表含水率平行差值 土的类别 含水率平行差值（%） w≤10 10 w≤40 w40 砂类土、有机质土、粘性土 0.5 1.0 2.0 碎石土 1.0 2.0 5)按下式计算试样的含水率（计算至0.1%）： 密度试验 试验的目的和方法 土的密度是质量密度的简称，指单位体土的质量，即土的总质量（m）与其体积（V）之比，以符号ρ表示，单位为g/cm3。重力密度（重度）由于涉及到作用于质量上的重力，所以表示为单位体积的力，以符号γ表示（重度原称容重），单位为N/cm3。两者有以下的换算关系： γ=g×ρ=9.81×ρ≈10×ρ 土的密度是土的基本物理性指标之一，用它可以换算土的干密度、孔隙比、孔隙率等指标。在工程设计中，主要用于判断土的工程性质、计算土压力、土体稳定性及地基压缩时的沉降量等。 测定土的密度常用的方法主要有： 环刀法：适用于粉土和粘性土； 蜡封法：适用于环刀难以切削并且易碎裂的土； 灌砂法、灌水法、气囊法：适用于砾类土； 核子射线法：适用于砂类土、粘性土。 下面仅介绍环刀法、灌砂法、核子射线法。环刀法试验所用主要仪器设备和器具 1环刀：目前常用的环刀内径为61.8±0.15mm和79.8±0.15mm两种，高度为20±0.016mm，。环刀的质量、容积须定期校验； 2天平：称量500g，分度值0.1g；称量200g，分度值0.01g； 3其它：切土刀、钢丝锯等。 试验1）在环刀的内壁涂一薄层凡士林，刀口向下放在土样上垂直下压刀削土至环刀伸出为止。用钢丝锯或切土刀环刀与土柱分离，削去环刀两端的多余土（用做含水率试验）修平。 2称试样质量准确至0.1g。 3应进行两次平行测定，其平行差值不得大于0.03g/cm3。 4按公式计算湿密度 17.5.3灌砂法 试验所用主要仪器设备和工具 1)灌砂法密度测定：如图所示； 2天平：称量10kg，分度值5g；称量500g，分度值0.1g； 3其它：小铁锹、小铁铲、盛土容器等。 标准砂密度测定 1选取一定量的粒径为0.25～0.50mm，密度为1.47～1.61g/cm3的洁净干燥砂。 2称量组装好的密度测定质量（m）。 3将密度测竖立（漏斗向上），向容砂瓶内注满清水，称测定器和水的质量（m2），同时测记水温。再重复测定两次将三次测定结果换算为该温度下水的体积不得大于3ml，取三次测定值的平均值。 4按上述步骤将水换为标准砂，测定标准砂充满容量瓶后测定和标准砂的质量（m3）。 5按计算容砂瓶的容积 不同温度下，水的密度不同，在计算密度测定仪容砂瓶容积时，要根据测定时的温度使用不同的，其值见表。不同温度下水温（℃） 12 14 16 18 20 22 克水体积（ml） 1.00048 1.00073 1.00103 1.00138 1.00177 1.00221 水温（℃） 24 26 28 30 32 每克水体积（m） 1.00268 1.00320 1.00375 1.00435 1.00497 按式计算标准砂的密度： 测定灌满漏斗所需标准