土工试验文档格式.docx

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•土的含水量ω=mw/ms

•干密度ρd=ms/V

•饱和密度ρsat=（ms+Vv*ρw）/V

•浮密度ρ`=（ms-Vs*ρw）/V

•孔隙比e=Vv/Vs

•孔隙率n=Vv/V*100%

•饱和度Sr=Vw/Vv*100%

含水量试验

•测试方法：

烘干法、酒精燃烧法、含水量的其他测试方法、特殊土的含水量测试方法

•适用范围：

•烘干法：

粘质土、粉质土、沙类土和有机质土类

•酒精燃烧法：

无粘性土和一般粘性土，不适用于含有机质土、含盐量较多的土和重粘土

•其他方法：

红外线照射法、比重法、、微波加热法、碳化钙气压法

烘干法含水量试验

•仪器设备：

烘箱（105-110℃）；

天平（0.01g）；

其他

•步骤：

1.取样：

细粒土15-30g；

沙类土、有机土50g；

2.烘干：

温度105-110℃、时间：

细粒土不少于8小时；

沙类土不少于6小时；

对含有机质超过5%的土，应将温度控制在65-70℃的恒温下烘干；

3.冷却称量：

放入干燥器内冷却0.5-1.0小时；

称量；

4.结果整理：

ω=（m-ms）/ms*100%;

5.数据修约：

称量准确至0.01g,计算至0.1%

•精密度与允许差：

本试验须进行两次平行试验，取其算术平均值，允许平行误差应符合下表

酒精燃烧法及其他方法

•酒精燃烧法与烘干法的差异：

1.样品数量减少；

2.用酒精燃烧三次；

3.快速测定；

4.较多用于现场

•红外线照射法：

所得结果较烘干法含水量略达1%左右；

•比重法：

适用于沙类土，将土样放入一定容积的玻璃瓶中称重，算出土粒在水中的浮重，进一步求出土的含水量

•微波加热法：

所得结果与标准烘干法相对误差小于1.5%

•特殊土的含水量测试方法

•含石膏土和有机质土

•无机结合料稳定土

密度试验方法

•测试方法有：

环刀法、蜡封法、灌砂法、灌水法

•环刀法仪器设备：

环刀、天平（感量0.1g）、其它

•试验步骤：

环刀取样、称重、计算

•精密度与允许差：

称重精确至0.1g，计算精确至0.01g/cm3，试验进行两次，平行差值不得大于0.03g/cm3。

•计算公式：

ρ=（m1-m2）/V

•蜡封法仪器设备：

天平（感量0.01g）、石蜡等

取土样（大于30cm3）、称量石蜡加热、浸泡试件、冷却称量、水中称重、重复空气中称重、计算

称量精确至0.01g、水分进入质量超过0.03g，应重做

ρ=m/（（m1-m2）/ρwt-（m1-m2）/ρn）

现场坑试法

•现场坑试法包括灌砂法、灌水法

•目的与适用范围：

适用于在现场测定基层或底基层、砂石路面及路基土的各种材料压实层的密度和压实度，也适用于沥青表面处治、沥青贯入式路面层的密度和压实度检测，但不适用于填石路堤等有大空洞或大空隙材料的压实度检测。

现场坑试法（续）

现场坑试法（续1）

灌砂筒、金属标定罐、基板、玻璃板、试样盘、天平或台秤（称量10~15kg，感量不大于1g）（用于含水量检测的天平精度，对细粒土、中粒土、粗粒土宜分别为0.01g、0.1g、1.0g）、含水量测定器具、量砂、盛砂的容器、其他

现场坑试法（续2）

•试验步骤：

按现行方法测定最大干密度及最佳含水量（或者综合毛体积密度）、标定锥体砂重、标定量砂密度、选点清扫表面、检测锥体砂重（当表面粗糙时）、凿坑、称重、测定含水量、灌砂、称量余砂重、计算。

现场坑试法（续3）

•计算公式

•填满试坑用砂的质量mb（g）:

•mb=m1-m4-（m5-m6）（有基板时）

•mb=m1-m4'

-m2（无基板时）

•式中：

mb----填满试坑的砂的质量（g）;

•m1----灌砂前灌砂筒内砂的质量（g）；

•m2----灌砂筒下部圆锥体内砂的质量（g）；

•m4、m4'

----灌砂后，灌砂筒内砂的质量（g）；

•（m5-m6）----灌砂筒圆锥体内及基板和粗糙面间砂的合计质量（g）

现场坑试法（续4）

•试坑材料的湿密度ρw（g/cm3）：

•ρw=mw/mb*γs

•式中：

mw----试坑中取出的全部材料的质量（g）；

•γs----量砂的单位质量（g）

•试坑材料的干密度ρd（g/cm3）:

•ρd=ρw/（1+0.01ω）

现场坑试法（续5）

•计算施工压实度：

•K=ρd/ρc*100

•各种材料的干密度均应准确至0.01（g/cm3）

•比重试验包括比重瓶法和浮称法

•比重瓶法仪器设备：

比重瓶（100、50ml）、天平（200g/0.001g）、恒温水槽（±

1℃）、砂浴、真空抽泣设备、温度计（0~50℃/0.5℃）、其它

称取样品15g装入比重瓶中、煮沸排气、称重、温度校正、计算

称量精确至0.001g，计算结果精确至0.01g/cm3，本试验应进行两次平行试验，取其算术平均值，其平行差不得大于0.02g/cm3

Gs=ms/（m`1+m`s-m`2）*Gwt

•浮称法仪器设备：

静水力学天平（2000g以上/感量1/1000）、烘箱、其它

取样（500-1000g）、浸泡、水中重、干重、网重、水温、计算

同前

Gs=ms/（ms-（m`2-m`1））*Gwt

•Gs=1/（P1/Gs1+P2/Gs2）

土的粒组划分及工程分类

•土的粒度成分：

不同粒组的相对含量

•及其表示方法：

表格法、累积曲线法、三角形坐标法

•土粒级配指标：

不均匀系数、曲率系数

•Cu=d60/d10

•Cc=d30*d30/d10*d60

•分析方法：

筛分法、沉降分析法

•筛分法：

一套标准筛、测定每一筛子上的土粒质量、计算分级通过率和累积通过率

•沉降分析法：

根据土粒在液体中沉降的速度与粒径间的关系可由斯笃克斯定理确定，有比重计法和移液管法。

•粒径与沉降速度的平方成正比；

斯笃克斯公式求得的粒径并不是实际土粒的直径，而是理想球体的直径，称为水力直径

相对密实度及天然含水量

•当砂土样以最疏松状态制备时，其孔隙比达到最大值emax；

当砂土样受振或捣实时，砂粒相互靠拢压紧，孔隙比达最小值emin。

砂土在天然状态时孔隙比为e，则其相对密实度Dr可表示其紧密程度。

•Dr=（emax-e）/（emax-emin）

•相对密实度试验仪器设备：

量筒（500、1000ml）、长颈漏斗、锥形赛、最小孔隙比仪、金属容器、振动仪、击锤

最大孔隙比测定、最小孔隙比测定

称量精确至1g，计算精确至0.01g/cm3，须进行两次平行试验，平行误差不得超过0.03g/cm3。

•计算公式：

ρdmin=m/Vmaxρdmax=m/Vmin

•emax=ρwGs/ρdmin-1emin=ρwGs/ρdmin-1

粘性土的界限含水量

•土从液体状态向塑性体状态过渡的界限含水量成为液限

•土由塑性体状态向脆性固体状态过渡的界限含水量成为塑限

•液限与塑性之差值称为塑性指数

•Ip=wL-wp

•液性指标IL=（w-wp）/（wL-wp）=（w-wP）/Ip

•液塑限联合测定法

•仪器设备LP-100型液塑限联合测定仪；

锥体质量为100g，锥角为30°

。

•试验步骤取土样制样（共三份，含水量三个，其中一个控制在液限，第二个略大于塑限，第三个介于两者中间）；

测定锥入深度；

绘图

•结果整理锥入深度20mm对应的含水量为液限；

计算塑限入土深度hp：

•Hp=wL/（0.524wL-7.606）；

查图得塑限

土的工程分类

•分类依据：

土颗粒组成特征、土的塑性指标、土中有机质存在情况

•土颗粒组成分类：

巨粒土、粗粒土、细粒土、特殊土

•土颗粒组成特征以级配指标的不均匀系数（Cu）和曲率系数（Cc）表示

•巨粒土：

试样中巨粒组质量多于总质量50%的土

•粗粒土：

试样中粗粒组质量多于总质量50%的土

•细粒土：

试样中细粒组质量多于总质量50%的土

•特殊土分类：

黄土、膨胀土、红粘土

土得分类总体系

土的力学性质试验

•试验分类：

击实试验、压缩试验、抗剪强度试验

•击实试验的原理击实指采用人工或机械对土施加夯压能量，使土颗粒重新排列紧密，增强了颗粒表面摩擦力和颗粒之间嵌挤形成的咬合力。

对细粒土则因为颗粒间的靠紧而增强粒间的分子引力，从而使土在短时间内得到新的结构强度。

•试验方法分类：

轻型和重型

•击实仪器设备主要部件：

击实筒、击锤和导杆

击实试验

•试验步骤试样制备（干法和湿法）（不少于5个）；

试样击实、结果整理

•ρd=ρ/（1+0.01w）

•最大干密度校正

•ρ`dmax=1/（（1-0.01p）/ρdmax+0.01p/G`s）

击实试验方法类型

土的击实特性及影响压实的因素

•土的击实特性击实曲线有个峰点，只有当土的含水量为最佳含水量时，土才能被击实至最大干密度；

当含水量偏干时含水量的变动对干密度的影响要比含水量偏湿时的影响更为显著；

图右上侧的一根曲线成为饱和曲线，他表示当土在饱和状态时的含水量与干密度之间的关系。

•影响压实的因素含水量对整个压实过程的影响，土的塑性指数越大，其最佳含水量也越大，同时其最大干密度越小；

击实功对最佳含水量和最大干密度的影响，击实功越大，土得最大干密度也越大，其最佳含水量则越小，但是这种增大击实功是有一定限度的；

不同压实机械对压实的影响；

土粒级配的影响，只有在良好级配的条件下才能达到要求的密实度，也才能满足强度和稳定性的要求；

压缩试验

•土体压缩的两个特点：

1、主要是由于孔隙的减小引起的（土粒固体部分的压缩、孔隙中水的压缩、水和空气从孔隙中被挤出及封闭气体被压缩）；

2、饱和土的压缩需要一定的时间才能完成

•室内压缩试验试验室用压缩仪亦称固结仪进行压缩试验是研究土压缩性的基本方法；

在无侧胀条件下对土样分级施加竖向压力，测记每级压力下不同时间的土样竖向变形以及压缩稳定时的变形量；

首先根据试验前土样的容重、含水量及土粒容重等指标求出天然孔隙比，根据试验结果求出每级荷载下压缩稳定时的孔隙比，绘制压缩曲线。

•压缩性指标当压力变化不大时，孔隙比变化与压力变化成正比。

比例常数是割线的斜率，称为土得压缩系数。

•e1-e2=a（p2-p1）Es=（1+e1）/a

先期固结压力和土层的天然固结状态判断

•e-㏒p曲线所表达的压缩性规律与e-p曲线相比有其独特的优点。

试验研究表明，在e-㏒p曲线上，对应于曲线过渡