3土粒比重试验.PDF

试验三 比重试验 一、 概述 土的比重 是指土粒在温度 105～110℃下烘至恒重时的质量与土粒同体积 4 ℃时纯水质量的比值。在数值上，土的比重与土粒密度相同，但前者是没有单 位的。 土的比重是土的基本物理性质之一，是计算孔隙比、孔隙量、饱和度等的重 要依据，也是评价土类的主要指标。土的比重主要取决于土的矿物成分，不同土 类的比重变化幅度不大，在有经验的地区可按经验值选用，对于一般而言，其砂 土比重约为 2.65～2.69 ， 砂质粉土比重约为 2.70 ，粘质粉土比重约为 2.71 ，粉 质粘土比重约为 2.72～2.73 ，粘土比重约为2.74～2.76 。 二、试验方法及原理 根据土粒粒径的不同，土的比重试验可分别采用比重瓶法、浮称法或虹吸筒 法。对于粒径小于 5mm 的土，采用比重瓶法进行，其中对于排除土中空气可用 煮沸法和真空抽气法；对于粒径大于等于 5mm 的土，且其中粒径大于20mm 颗 粒小于 10%时，采用浮称法进行；对于粒径大于等于 5mm 的土，但其中粒径大 于 20mm 颗粒大于 10%时，采用虹吸筒法进行；当土中同时含有粒径小于 5mm 和粒径大于等于 5mm 的土粒时，粒径小于 5mm 的部分用比重瓶法测定，粒径 大于等于 5mm 的部分则用浮称法或虹吸筒法测定，并取其加权平均值作为土的 比重。 (一) 比重瓶法 比重瓶法，其基本原理就是由称好质量的干土放入盛满水的比重瓶的前后质 量差异，来计算出土粒的体积，从而进一步计算出土粒比重。 1. 仪器设备 (1) 容积 100ml 或 50ml 的比重瓶，有长颈和短颈两种形式； (2) 称量 200g 、最小分度值 0.001g 的天平； (3) 恒温水槽，准确度为+ 1℃； (4) 能调节温度的砂浴； (5) 真空抽气设备，包括真空抽气机、真空抽气缸、测压的水银柱或真空负压 表； (6) 刻度 0～50℃、最小分度值 0.5℃的温度计； (7) 孔径 2mm 及 5mm 的筛； (8) 烘箱、牛角匙、蒸发皿、玻璃漏斗、滴管、洗瓶、纯水、中性游人液体(如 煤油)等。 2. 操作步骤 (1) 比重瓶校准 ① 将比重瓶洗净、烘干，置于干燥器内，冷却至室温后，称比重瓶质量，精 确至 0.001g，比重瓶质量需称量两次，两次的差值不得大于 0.002g，并取其算术 平均值。 ② 将纯水煮沸，冷却至室温后注入比重瓶内，当用长颈比重瓶时，应将纯水 注到刻度处为止；当用短颈比重瓶时，则应将纯水注满，塞紧瓶塞，多余的水从 瓶塞毛细管中溢出使瓶内无气泡。 ③ 调节恒温水槽温度至 5℃或 10℃，然后将比重瓶放入恒温水槽内，待瓶内 水温稳定后，将比重瓶取出，擦干瓶外壁，称瓶、水总质量，准确至 0.001g 。 ④ 以 5℃温度的级差，调节恒温水槽的水温，然后逐级测定不同温度下的比 重瓶、水总质量，直至达到本地区最高自然气温为止。每个温度均应进行两次平 行测定，两次测定的差值不得大于 0.002g，并取其算术平均值。 ⑤ 记录不同温度下的比重瓶、水总质量，见表 3-1，并以瓶、水总质量为横 坐标，温度为纵坐标，绘制瓶、水总质量与温度的关系曲线，见图 2-1 。 表 3-1 比重瓶校准记录表 瓶 号： 校准者： 瓶 重： 校准日期： 校准者： 温度 瓶、水总质量 平均瓶、水总质量 ℃ (g) (g) 1 (2) 比重测定 ①将烘干土过 5mm 筛，然后 15g，用玻 璃漏斗装入预先洗净和烘干的 100ml 比重 瓶 内，若用50ml 的比重瓶则取试样 10 g，称 试样和瓶的总质量，准确至 0.001 g 。