检测人员用土工作业指导书DOC文档格式.docx

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2.操作步骤

（1）从土样中选取具有代表性的试样15～30g（有机质土、砂类土和整体状构造冻土为50g），放入称量盒内，立即盖上盒盖，称盒加湿土质量，准确至0.01g。

（2）打开盒盖，将试样和盒一起放入烘箱内，在温度105～110℃下烘至恒量。

试样烘至恒量的时间，对于粘土和粉土宜烘8～10h，对于砂土宜烘6～8h。

对于有机质超过干土质量5%的土，应将温度控制在65～70℃的恒温下进行烘干。

（3）将烘干后的试样和盒从烘箱中取出，盖上盒盖，放入干燥器内冷却至室温。

（4）将试样和盒从干燥器内取出，称盒加干土质量，准确至0.01g。

3.成果整理

按式（1-1）计算含水量：

（1-1）

式中

——含水量（%），精确至0.1%；

m1——称量盒加湿土质量（g）；

m2——称量盒加干土质量（g）；

m0——称量盒质量（g）。

烘干法试验应对两个试样进行平行测定，并取两个含水量测值的算术平均值。

当含水量小于40%时，允许的平行测定差值为1%；

当含水量等于、大于40%时，允许的平行测定差值为2%。

4.试验记录

烘干法测含水量的试验记录见表1-1。

表1-1含水量试验记录表

工程名称：

试验者：

工程编号：

计算者：

试验日期：

校核者：

盒加湿

盒加干

平均

试

土

盒

土质量

盒质量

水质量

干土质量

含水量

样

（g）

（%）

备注

编

说

（1）　

（2）　

（3）　

（4）　

（5）　

（6）　

（7）　

号

明

（1）-

（2）　

（2）-（3）　

试验二：

密度试验

土的密度是指土的单位体积质量，是土的基本物理性质指标之一，其单位为g/cm3。

土的密度反映了土体结构的松紧程度，是计算土的自重应力、干密度、孔隙比、孔隙度等指标的重要依据，也是挡土墙压力计算、土坡稳定性验算、地基承载力和沉降量估算以及路基路面施工填土压实度控制的重要指标之一。

当用国际单位制计算土的重力时，由土的质量产生的单位体积的重力称为重力密度，简称重度，其单位是KN/m3。

重度由密度乘以重力加速度求得，即

。

土的密度一般是指土的湿密度

，相应的重度称为湿重度

，除此以外还有土的干密度

、饱和密度

和有效密度

，相应的有干重度

、饱和重度

和有效重度

密度试验方法有环刀法、蜡封法、灌水法和灌砂法等。

对于细粒土，宜采用环刀法；

对于易碎裂、难以切削的土，可用蜡封法；

对于现场粗粒土，可用灌水法或灌砂法。

（一）环刀法

环刀法就是采用一定体积环刀法切取土样并称土质量的方法，环刀内土的质量与环刀体积之即为土的密度。

环刀法操作简便且准确，在室内和野外均普遍采用，但环刀法只适用于测定不含砾石颗粒的细粒土的密度。

1.仪器设备

（1）恒质量环刀，内径6.18cm（面积30cm2）或内径7.98cm（面积50cm2），高20mm，壁厚1.5mm；

（2）称量500g、最小分度值0.1g的天平；

（3）切土刀、钢丝锯、毛玻璃和圆玻璃片等。

（1）按工程需要取原状或人工制备所需要求的扰动土样，其直径和高度应大于环刀的尺寸，整平两端放在玻璃板上。

（2）在环刀内壁涂一薄层凡士林，将环刀的刀刃向下放在土样上面，然后用手将环刀垂直下压，边压边削，至土样上端伸出环刀为止，根据试样的软硬程度，采用钢丝锯或修土刀将两端余土削去修平，并及时在两端盖上圆玻璃片，以免水分蒸发。

（3）擦净环刀外壁，拿去圆玻璃片，然后称取环刀加土质量，准确至0.1g。

按式（2-1）和式（2-2）分别计算湿密度和干密度：

（2-1）

（2-2）

式中

——湿密度（g/cm3），精确至0.01g/cm3；

——干密度（g/cm3），精确至0.01g/cm3；

m——湿土质量（g）；

V——环刀容积（cm3）；

m2——环刀加湿土质量（g）；

m1——环刀质量（g）；

——含水量（%）。

环刀法试验应进行两次平行测定，两次测定的密度差值不得大于0.03g/cm3，并取其两次测值的算术平均值。

环刀法测密度的试验记录见表2-1。

表2-1密度试验记录表（环刀法）

环

刀

环刀加湿

环刀

湿土　

环刀　

平均湿　

平均　

质量

容积

湿密度

密度

干密度

干密度　

（cm3）

（g/cm3）

（7）

（8）　

（9）　

（1）-

（2）

试验三、比重试验

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。

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）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。

（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：

温度

℃

瓶、水总质量

平均瓶、水总质量

（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10g，称

试样和瓶的总质量，准确至0.001g。

②了排队土中的气体，将纯水注入已装有

干土的比重瓶中至一半处，摇动比重瓶，然

后将瓶放在砂浴上煮沸，煮沸时间自胰液沸腾

时算起，砂及砂质粉土不应少于30min，粘土及

粘质粉土不应少于1h，以使土粒分散。

悬液沸

腾后应调节砂浴温度，以避免瓶中悬液溢出瓶外。

图3-1比重瓶校准曲线

③对于砂土，宜采用真空抽气法排气，把注入纯水的比重瓶瓶塞拿去，放在真空干部器内用真空泵抽气，抽气时真空表读数应接近1大气压，并经常摇动比重瓶，抽气时间不应小于1h，直至土样内的气泡排净为止。

④对于含有可溶盐、有机质和亲水胶体的土必须用中性液体（如煤油）代替纯水，并采用真空抽气法排所。

⑤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，多余的水会从瓶塞毛细管中溢出使瓶内无气泡。

⑥将比重瓶置于恒温水槽内，待瓶内水温稳定，且瓶内上部悬液澄清，然后取出比重瓶，擦干瓶外壁，称比重瓶、水、试样总质量，准确至0.001g。

称量后应立刻测出瓶内水的温度，准确至0.5℃。

　⑦根据测得的温度，从已绘制的温度与瓶、水总质量的关系曲线中查得瓶、水总质量。

（1）用纯水测定量，按式（3-1）计算比重：

式中Gs——土的比重；

mbs——比重瓶、试样总质量（g）；

mbw——比重瓶、水总质量（g）；

mbws——比重瓶、水、试样总质量（g）；

mb——比重瓶质量（g）；

GwT——T℃时纯水的比重（可查物理手册），准确至0.001。

（2）用中性液体测定时，按式（3-2）计算比重：

（3-2）

式中mby——比重瓶、中性液体总质量（g）；

mbys——比重瓶、中性液体、试样总质量（g）；

GyT——T℃时中性液体的比重（应实测），准确至0.001。

比重瓶法试验应进行两次平行测定，两次测定的平等差值不得大于0.02，并取其两次测值的算术平均值。

比重瓶法测比重的试验记录见表3-2。

表3-2比重试验记录表（比重瓶法）

液体

比重瓶　

瓶加干　

干土　

瓶加液

与干土同体

比

比重

体质量　

体、干土总质量

积的液体质量

重

（℃）

瓶

（9）

（10）　

查表

（4）-（3）

（5）+（6）-（7）

试验四、界限含水量试验

概述

粘性土的状态随着含水量的变化而变化，当含水量不同时，粘性土可分别处于固态、半固态、可塑状态及流动状态，粘性土从一种状态转到另一种状态的分界含水量称为界限含水量。

土从流动状态转到可塑状态的界限含水量称为液限ωL；

土从可塑状态转到半固体状态的界限含水量称为塑限ωP；

土由半固体状态不断蒸发水分，则体积逐渐缩小，直到体积不再缩小时人界限含水量称为缩限ωS。

土的塑性指数IP是指液限与塑限的差值，由于塑性指数在一定程度上综合反映了影响粘性土特征的各种重要因素，因此粘性土常按塑性指数进行分类。

土的液性指数IL是指粘性土的天然含水量和塑限的差值与塑性指数之比，液性指数可被用来表示粘性土所处的软硬状态，所以土的界限含水量是计算土的塑性指数和液性指数不可缺少的指标，土的界限含水量还是估算地基土承载力待的一个重要依据。

界限含水量试验要求土的颗粒粒径小于0.5mm，且有机质量不超过5%，且宜采用天然含水量的试样，但也可采用风干试样，当试样中含有粒径大于0.5mm的土粒或杂质时，应过0.5mm的筛。

一、液限试验

液限是区分粘性土可塑状态和流动状态的界限含水量，测定土的液限主要有圆锥仪法、碟式仪法待试验方法，也可采用液塑限联合温室法测定土的液限。

（一）圆锥仪液限试验

圆锥仪液限试验就是将质量为76g的圆锥仪轻放在试样的表面，使其在自重作用下沉入土中，若圆锥体经过5s恰好沉入10mm深度，此时试样的含水量就是液限。

图4-1锥式液限仪

（1）圆锥液限仪（图4-1），主要有三个部分：

①质量为76g且带有平衡装置的圆锥，锤角30°

，高25mm，距锥尖10mm处有环状刻度；

②且金属材料或有机玻璃制成的试样杯，直径不小于40mm，高度不小于20mm；

③硬木或金属制成的平稳底座；

（2）称量200g、最小分度值0.01g的天平；

（3）烘箱、干燥器；

（4）铝制称量盒、调土刀、小刀、毛玻璃板、滴管、吹风机、孔径为0.5mm的

标准筛、研钵等设备。

（1）选取具有代表性的天然含水量土样或风干土样，若土中含有较多大于0.5mm的颗粒或夹有多量的杂物时，应将土样风干后用带橡皮头的研杵研碎或用木棒在橡皮板上压碎，然后再过0.5mm的筛。

（2）当采用天然含水量土样时，取代表性土样250g，将试样放在橡皮板或毛玻璃板上用纯水将土样调成均匀膏状，然后放入调土皿中，盖上湿布，浸润过夜。

（3）将土样用调土刀调拦均匀后，分层装入试样杯中，并注意土中不能留有空隙，装满试杯后刮去余土使土样与杯口齐平，并将试样杯放在底座上。

（4）将圆锥仪擦拭干净，并在锥尖上抹一薄层凡士林，两指捏住圆锥仪手柄，保持锥休垂直，当圆锥仪锥尖与试样表面正好接触时，轻轻松手让锥体自由沉入土中。

（5）放锥后约经5s，锥体入土深度恰好为10mm的圆锥环状刻度线处，此时土的含水量即为液限。

（6）若锥体入土深度超过或小于10mm时，表示试样的含水量高于或低于液限，应该用小刀挖去沾有凡士林的土，然后将试样全部取出，放在橡皮板或毛玻璃板上，根据试样的干、湿情况，适当加纯水或边调拦边风干重新拌和，然后重复（3）～（5）试验步骤。

（7）取出锥体，用小刀挖去沾有凡士林的土，然后取锥也附近土样约10～15g，放入称量盒内，测定其含水量。

锥式液限仪沉入土体中的几种情况如图4-2所示。

图4-2碟式液限仪沉入土体中的几种情况

按式（4-1）计算液限：

式中ωL——液限（%），精确至0.1%；

m1——干土加称量盒质量（g）；

m2——湿土加称量盒质量（g）；

液限试验需进行再次平均测定，并取其算术平均值，其平行差值不得大于2%。

圆锥液仪液限试验记录见表4-1。

（二）、碟式仪液限试验

碟式仪液限试验就是将土碟中的土膏，用开槽器将土膏分成两半，以每秒2次的速度将土碟由10mm高度下落，当土碟下落击数为25次时，两半土膏在碟底的合龙长度恰好达到13mm，此时试样的含水量即为液限。

（1）碟式液限仪，也称卡萨格兰德（Casagrande）液限（见图4-3），主要由铜碟、支架及底座组成的机械设备以及调整板、摇柄、偏心轮、开槽器等构成；

（2）称量200g、最小分度值0.01g的天平；

（3）烘箱、干燥器；

（4）铝制称量盒、调土刀、小刀、毛玻璃板、滴管、吹风机、孔径为0.5mm的标准筛、研钵等设备

表4-1圆锥液限试验记录表

液限

平均值