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土壤力學實驗試驗一土壤濕單位重含水量及乾單位重試驗楊全成編著1/37

試驗一土壤濕單位重含水量及乾單位重試驗試驗規範CNS5091(A3090)2/37

(一)試驗目的求土壤之濕單位重γ、含水量w及乾單位重γd三個參m數，以配合試驗二土粒比重G試驗計算孔隙比e、孔隙s率n及飽和度S。提供土壤之一般參數，作為工程應用參考之依據。3/37

(二)試驗明土樣之來源有二，一為原狀土樣，另一為重模土樣。原狀土樣一般係於鑽探時用薄壁鋼管取出者，亦可用取樣木箱，於工地開挖試坑而取得，學生實習可以用長15公分之薄管，於校園地表面上，去除雜草放置薄管，其上墊木樁，用鐵鎚輕擊，而取得土樣。4/37

重模土樣係指土壤在某一含水量下，孔隙比、單位重固定，在試驗室模造出之土，可用試驗十二之夯實設備夯實或用雙端靜力壓實模壓實土樣而得之。5/37

土壤係由固態─土粒、液態─水及氣態─空氣所構成如下圖(a)所示，為描述之方便分別將土粒、水及空氣聚合成相似模型如下圖(b)所示，土壤之天然性質包括含水量w、孔隙比e、孔隙率n、飽和度S、土粒比重G與單位重γ，其重量與體積間之表示如下圖(c)之柱s狀圖所示。6/37

格言大石也要石子拱(a)(b)土壤之組成(c)7/37

由土壤柱狀圖所示中之重量(W)與體積(V)間之關係而定義下節之幾個土壤天然性質。土壤柱狀圖8/37

其中有關之參數符號規定如下：W(Weight)=土壤之總重量。W=空氣(Air)之重量。(≒0)aW=水(Water)之重量。wW=土粒(Solid)之重量。s9/37

V(Volume)=土壤之總體積。V=空氣之體積。aV=水之體積。wV=土粒之體積。sV=孔隙(Void)之體積。v10/37

土壤天然性質之基本定義11/37

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(一)土壤之濕單位重、含水量及乾單位重試驗為試驗之精度，所選取之土樣，如無特殊指定，土樣最少質量如下表所規定：土樣停留各篩直徑約10%之試樣所需之最少重量[CNS5091(A3090)]13/37

磅秤或電子秤：未滿200g使用靈敏度0.01g之天平、200g至1000g使用靈敏度0.1g之天平、大於1000g使用靈敏度1g之天平。一般土樣於恆溫烘箱110±5℃烘乾16hr以上，砂土通常僅需烘烤數小時，若土樣含有石膏、礦物質或相當之有機物時，需置於60oC之恆溫烘箱烘乾，或於10mmHg之壓力下23oC以上之溫度，以真空乾燥法除去水份[CNS5091(A3090)]。14/37

(三)試驗儀器(1)薄管。(2)木樁。(3)鐵鎚。(4)小圓鍬。15/37

(5)頂土機。(6)磅秤或電子秤。(7)測微尺。(8)恆溫烘箱。16/37

薄管木樁鐵鎚鏟子測微尺17/37

取樣時將木樁置於薄管上18/37

試驗取樣用薄管19/37

重量小於100克用精度0.01克電子秤0/372

稱土及乾土重之電子秤_精度21/370.01g

重量大於500克用精度2克電子秤22/37

測微尺適時用塊規加以校正23/37

烘乾土樣24/37

(四)試驗步驟土壤之濕單位重、含水量、乾單位重試驗流程圖25/37

土壤之濕單位重、含水量、乾單位重試驗流程圖26/37

工地取原狀土樣27/37

頂出試體28/37

量薄管徑高度得體V29/37

動恆溫設定時16hr30/37

土樣烘乾前稱重土樣烘乾土樣烘乾後稱重濕土單位重、含水量31/37

(五)試驗用表及結果整理範例土壤濕單位重、含水量及乾單位重試驗之實例解，如表下所示：土壤濕單位重、含水量及乾單位重試驗例32/37

(六)試驗問題1－1下列何者為原狀土樣?(1)薄管土樣(2)夯實土樣(3)雙端靜力壓實模土樣。1－2下列何者為重模土樣?(1)薄管土樣(2)分裂式劈管土樣(3)雙端靜力壓實模土樣。1－3含水量試驗依ASTM2216－80之規定，一般土樣應在恆溫烘箱(110±5℃)烘乾：(1)1小時(2)6小時(3)16小時以上。1－4若W=土壤之總重量、W=水之重量、W=土粒ws之重量。則含水量之定義為：(1)W/W×100%ws(2)W/W×100%(3)W/W×100%。ws33/37

1－5若W=土壤之總重量=1056g、Ws=土粒之重量=882g。則含水量=(1)19.73%(2)5.07%(3)16.47%。1－6若W=土壤之總重量、V=土壤之總體積、Ws=土粒之重量。則乾土單位重之定義為：(1)W/W(2)W/V(3)W/V。wss1－7若w=含水量、γ=濕土單位重、重γd=乾土單位m，則其關係式為：(1)γm=γd×(1＋1