土工试验规程.docx

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土工试验规程

土工试验规程

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性质有一定影响，但目前还没有反映这种因素的定量指标，而且属于同一成因的土类，其性质也会千差万别，所以绝大多数分类都不按成因划分土类。

填土实际上是一种无确定概念的材料，可以是本“分类”所包括的各种土类，也可以是建筑房渣或工业弃料。

遇到这种情况，建议在试样描述中详细记录说明。

盐渍土是我国西北地区分布较广的土类，本“分类”仍将其保留在特殊土中。

随着高速公路在华北、西北和青藏高原的建设，冻土病害问题突显出来，本“分类”将冻土的相关内容写入特殊土中。

　　3．1．4土的颗粒应根据图3—1所列粒组范围划分粒组。

　　粗粒土的性质主要取决于土颗粒的粒径分布和特征，而细粒土的性质却主要取决于土粒和水相互作用的状态，即土的塑性。

土中有机质对土的工程性质也有影响。

土颗粒的分布特征可用筛分法确定，土的塑性指标易于借常规试验测定。

这些特征和指标也可在现场凭目测和触感的经验方法估计。

根据这些特征和指标判别土类，既能反映土的主要物理力学性质，操作也方便。

　　3．1．5本“分类”将土分为巨粒土、粗粒土、细粒土和特殊土，分类总体系见图3—2。

　　粒组划分界限系反映土的某些性质改变的粒径值，如具有分子运动、毛细管水上升、亲水性、渗透性等。

本“分类”采用的粒组范围主要是根据国外标准并结合国

4土样采集和试样制备

　　T0101—2007土样的采集、运输和保管

　　土样的采集、运输和保管，是完成土工试验极其重要的环节，尤其是对特殊土的采集和运输应特别注意。

如对原状冻土，在采集和运输的过程中应保持原土样温度和土样的结构以及含水率不变等。

如果送到试验室的土样不符合要求，没有代表性，那么，任何精密的仪器和审慎的操作都将毫无意义。

　　1土样要求

　　1．1采取原状土或扰动土视工程对象而定。

凡属桥梁、涵洞、隧道、挡土墙、房屋建筑物的天然地基以及挖方边坡、渠道等，应采取原状土样；如为填土路基、堤坝、取土坑（场）或只要求土的分类试验者，可采取扰动土样。

冻土采取原状土样时，应保持原土样温度，保持土样结构和含水率不变。

　　1．2土样可在试坑、平洞、竖井、天然地面及钻孔中采取。

取原状土样时，必须保持土样的原状结构及天然含水率，并使土样不受扰动。

用钻机取土时，土样直径不得小于lOcm，并使用专门的薄壁取土器；在试坑中或天然地面下挖取原状土时，可用有上、下盖的铁壁取土筒，打开下盖，扣在欲取的土层上，边挖筒周围土，迪压土筒至筒内装满土样，然后挖断筒底土层（或左、右摆动即断），取出土筒，翻转削干筒内土样。

若周围有空隙，可用原土填满，盖好下盖，密封取土筒。

采取扰动土时，应先清除表层土，然后分层用四分法取样。

对于盐渍土，一般应分别在0一O．0Sm、0．05～0．25m、0．25～O．50m、0．50一0．75m，0．75—1．Om垂直深度处，分层取样。

同时，应测记采样季节、时间和气温。

　　1．3土样数量按相应试验项目规定采取。

　　1．4取土记录和编号：

无论采用什么方法取样，均应用“取样记录簿”记录并撕下其一半作为标签，贴在取土筒上（原状土）或折叠后放入取土袋内。

“取样记录簿”宜用韧质纸并必须用铅笔填写各项记录。

取样记录簿记录内容应包含工程名称、路线里程（或地点）、记录开始日期、记录完毕日期、取样单位、采取土样的特征、试坑号、取样深度、土样号、取土袋号、土样名、用途、要求试验项目或取样说明；取样者、取样日期等。

对取样方法、扰动或原状、取样方向以及取土过程中出现的现象等，应记入取样说明栏内。

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　　2土样包装和运输

　　2．1原状土或需要保持天然含水率的扰动土，在取样之后，应立即密封取土筒，即先用胶布贴封取土筒上的所有缝隙，在两端盖上用红油漆写明“上、下”宇样，以示土样层位。

在筒壁贴上“取样记录簿”中扯下的标签，然后用纱布包裹，再浇注融蜡，以防水分散失。

原状土样应保持土样结构不变；对于冻土，原状土样还应保持温度不变。

　　2．2密封后的原状土在装箱之前应放于阴凉处，冻土土样应保持温度不变。

不需保持天然含水率的扰动土，最好风干稍加粉碎后装入袋中。

　　2．3土样装箱时，应与“取样记录簿”对照清点，无误后再装入，并在记录簿存根上注明装入箱号。

对原状土应按上、下部位将筒立放，木箱中筒间空隙宜以稻（麦）草或软物填紧，以免在运输过程中受振、受冻。

木箱上应编号并写明“小心轻放”、“切勿倒置”、“上”、“下”等字样。

对已取好的扰动土样的土袋，在对照清点后可以装入麻袋内，扎紧袋O，麻袋上写明编号并拴上标签（如同行李签），签上注明麻袋号数、袋内共装的土袋数和土袋号。

　　2．4盐渍土的扰动土样宜用塑料袋装。

为防止取样记录标签在袋内湿烂，可用另一小塑料袋装标签，再放入土袋中；或将标签折叠后放在盛土的塑料袋，，并将塑料袋折叠收口，用橡皮圈绕扎袋口标签以下，再将放杯签的袋口向下折叠，然后再以未绕完的橡皮圈绕扎系紧。

每一盐渍土剖面所取的5塑料袋土，可以合装于一个稍大的布袋内。

同样在装入布袋前要与记录簿存根清点对照，并将布袋号补记在原始记录簿中。

　　本规程根据公路工程专业的特点和不同的工程性质，分别规定出采样的土体状态、取样方法、土样数量及“取样记录”。

并对包装、运输与管理给出具体规定。

每项试验所需土样的多少和土样的工程分类、土样状态及土的最大粒径有关，应参照相应试验项目采取。

原则上扰动土按质量计，原状土按体积计。

　　木规程修订后增加了对冻土土样的采样、包装和运输要求。

　　3土样的接受与管理

　　3．1土样运到试验单位，应主动附送“试验委托书”，委托书内各栏根据“取样记录簿”的存根填写清楚，若还有其他试验要求，可在委托书内注明。

土样试验委托书应包括试验室名称、委托日期、土样编号、试验室编号、土样编号（野外鉴别）、取样地点或里程桩号、孔（坑）号、取样深度、试验目的、试验项目等，以及责任人（如主管、主管工程师审核、委托单位及联系人等）。

　　3．2试验单位在接到土样之后，即按照“试验委托书”清点土样，核对编号并

5土的含水率试验

　　在《93规程》中该试验称为“含水量试验”。

近年来，国家标准、铁道、水利等相邻行业以及高等院校教科书均将土的“含水量”改称为“含水率”，从统一名词、概念的角度考虑，本规程也改称为土的“含水率”。

当然，也有解释为“含水量是土体中所含的水量，单位为克（g）。

而含水率是试样在105～llO℃温度下烘至恒量时所失去的水质量和恒量后干土质量的比值，以百分率表示。

”在国际上也有一些国家用“含水比”一词。

　　土中的水分为结晶水、结合水和自由水。

结晶水是存在于矿物晶体内部或参与矿物构造的水。

这部分水只有在高温（150一240℃，甚至400℃）下才能从土颗粒矿物中析出。

因此可以把它看作矿物本身的一部分。

结合水是紧密附着在土颗粒表面的薄层水膜，它是依靠水化学静电引力（库仑力和范德华力）吸附在土粒表面，它对细粒土的工程性质有很大的影响。

结合水可划分为强结合水和弱结合水。

强结合水靠近土颗粒表面，密度为28／cm3，能够抗剪切，体现出固体特征。

弱结合水远离土颗粒表面，它是强结合水与自由水的过渡型水，因此它的密度为2—1z／cm3。

土颗粒表面结合水的总量及其变化，取决于矿物的亲水性、土粒的分散程度和土粒的带电离子等。

由于表面结合水的存在，使细小颗粒（特别是黏粒）被水膜隔开，而使土粒之间不能直接接触，有一定距离，于是两个土粒之间的结合水将受到两个土颗粒的共同引力作用，在土粒间表现出一定的连接强度，这就是一般黏性土具有黏性与塑性的物理本质。

自由水是存在于土颗粒孔隙中的水。

它可分为毛细水和重力水。

毛细水是由于土中存在着大小不同的孔隙，当土粒间的孔隙形成细小的不同通道时，由于水的表面张力作用，在土中引起了毛细现象，微管道中的水被称为毛细水。

重力水是重力作用下在土中移动的自由水。

它具有一般液态水的共性，重力水在土中的运动规律可用达西定律表述。

影响土的物理、力学性质的主要是弱结合水和自由水。

因此，测定土的含水率时主要是测定这两部分水的含量，而不包括结晶水和强结合水。

试验研究表明，弱结合水和自由水在105～110℃下就可强结合水则要在105～150℃下才可以从土体中析出。

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　　T0103—1993烘干法

　　含水率试验的烘干法应用广泛，是测定含水率的通用标准方法，精度高，试验简便，结果稳定。

　　1目的和适用范围

　　本试验方法适用于测定黏质土、粉质土、砂类土、砂砾石、有机质土和冻土土类的含水率。

　　含水率是土的基本物理指标之一。

它反映土的状态，它的变化将使土的一系列力学性质随之而异；它又是计算土的干密度、孔隙比、饱和度等项指标的依据，是检测土工构筑物施工质量的重要指标。

　　2仪器设备

　　2．1烘箱：

可采用电热烘箱或温度能保持105～110℃的其他能源烘箱。

　　2．2天平：

称量2008，感量0．018。

称量1000g，感量0．1g。

　　2．3其他：

干燥器、称量盒[为简化计算手续，可将盒质量定期（3—6个月）调整为恒质量值]等。

　　烘干法一般采用能控制恒温的电热烘箱。

　　3试验步骤

　　3．1取具有代表性试样，细粒土15～30g，砂类土、有机质土为50S，砂砾石为1—2kg，放入称量盒内，立即盖好盒盖，称质量。

称量时，可在天平一端放上与该称量盒等质量的硅码，移动天平游码，平衡后称量结果减去称量盒质量即为湿土质量。

　　3．2揭开盒盖，将试样和盒放入烘箱内，在温度105—110℃恒温下烘干①。

烘干时间对细粒土不得少于8h，对砂类土不得少于6h。

对含有机质超过5％的土或含石膏的土，应将温度控制在60～?

0℃的恒温下，干燥12一15h为好；

　　3．3将烘干后的试样和盒取出，放入干燥器内冷却（一般只需0．5—1h即可）。

冷却后盖好盒盖，称质量，准确至o．ols，

　　注①：

对于大多数土，通常烘干16～24h就足够。

但是，某些土或试样数量过多或试样很潮湿，可能需要烘更长的时间。

烘干的时间也与烘箱内试样的总质量、烘箱的尺寸及其通风系统的效串有关。

　　注①：

如铝盒的盖密闭，而且试样在称量前放置时间较短，可以不需要放在干燥器中冷却。

　　目前国内外一些主要土工试验标准以105—110℃为标准，故试验规定烘干温度为105～110℃。

6土的密度试验

　　土的密度试验是土的三大物理性试验指标（比重、密度、含水率）之一。

用它结合含水率和土的比重可以换算土的干密度、饱和密度、浮密度、孔隙比、孔隙率、饱和度等六个物理性计算指标。

无论是室内试验还是野外勘察以及施工质量控制等均要测定土的密度指标。

　　1．土的湿密度P

　　通常在无特殊说明的情况下，所说土的密度是指土的湿密度。

因此，土的密度不是土粒的密度，土粒的密度也不是土粒的比重（土的比重），土粒的密度在数值上与土粒的比重相同，但二者的物理含义不同。

密度是有量纲的量，而比重是无量纲的量。

　　2．土的干密度Pd

　　3．土的饱和密度Pm的定义

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　　4．土的浮密度p'

　　5．土的三相体中各相质量、体积之间的关系

　　6．孔隙比e

　　7．孔隙率n

7土的比重试验

　　土的比重是土的三大基本物理性试验指标（比重、密度、含水率）之一。

它是换算土的六个基本物理性计算指标和评价土类的重要依据之一，是一无量纲量。

　　关于比重的定义，以往国内《土工试验规程》和常见教科书上一般将比重定义为：

土粒在温度100～105℃，烘至恒重时的重量与同体积4℃时蒸馏水重量的比值。

近年来，国外某些书刊中给出这样的定义：

给定体积材料的质量（或密度）与等体积水的质量（或密度）的比值。

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