JTGE40土工检测作业指导书讲解Word下载.docx

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T0131－2007（JTGE40－2007）土工击实试验

T0134－1993承载比（CBR）试验

GB/T8170—2008数值修约规则与极限数值的表示和判定

2.仪器仪器及环境要求

2.1仪器设备

2.1.1含水率

2.1.1.1电热干燥箱

2.1.1.2天平：

称量200g，感量0.01g。

2.1.1.3称量盒

2.1.1.4干燥器

2.1.1.5酒精：

纯度95%、滴管、火柴、调土刀

2.1.2密度（环刀法）

2.1.2.1天平：

称量1000g，感量0.1g。

2.1.2.2环刀

2.1.2.3其它：

切土刀、凡士林等。

2.1.3颗粒分析

2.1.3.1甲种密度计：

刻度为-5℃－50℃，最小分度值为0.5℃。

2.1.3.2量筒：

土工专用量筒

2.1.3.3天平：

称量1000g，感量1g；

2.1.3.4温度计刻度0－50℃，最小分度单位0.5℃。

2.1.3.5粗筛（圆孔）：

孔径60mm、40mm、20mm、10mm、5mm、2mm

2.1.3.6细筛：

孔径2.0、1.0、0.5、0.25、0.075mm。

孔径2.0、1.0、0.5、0.25、0.075mm（公路标准）。

2.1.3.7搅拌器

2.1.3.8三角烧瓶：

500ml

2.1.3.9煮沸设备：

电炉

2.1.3.10化学药品：

0.083mol/L六偏磷酸钠

2.1.3.11秒表

2.1.3.12电热干燥箱

2.1.4液塑限（液限塑限联合测定法）

2.1.4.1GYS-2型光电式液测定仪

2.1.4.2盛土杯：

直径5cm，深度4~5cm

2.1.4.3天平：

称量200g，感量0.01g

2.1.4.4其它：

筛（孔径0.5mm）、调土刀、调土皿、称量盒、研钵、干燥器、吸管、凡士林等

2.1.5击实

2.1.5.1轻重两用型击实仪

2.1.5.2天平：

2.1.5.3电子秤：

型号ACS－3A，称量3kg，感量1g。

2.1.5.4筛：

孔径5mm、20mm、40mm。

2.1.5.5电热干燥箱

2.1.5.6喷水设备

2.1.5.7碾土器

2.1.6室内承载比（CBR）试验

2.1.6.1圆孔筛：

孔径38mm、25mm、20mm及5mm筛各1个。

2.1.6.2试筒：

内径152mm、高170mm的金属圆筒；

套环，高50mm；

筒内垫块，直径151mm、高50mm；

夯击底板，同击实仪。

2.1.6.3夯锤和导管：

夯锤的底面直径50mm，总质量4.5kg。

夯锤在导管内的总行程为450mm。

2.1.6.4贯入杆：

端面直径50mm，长约100mm的金属柱。

2.1.6.5路面材料强度仪：

LC-127D型，最大荷载100kN，慢速1mm/min；

2.1.6.6百分表：

3个。

2.1.6.7试件顶面上的多孔板（测试件吸水时的膨胀量）；

2.1.6.8多孔底板（试件放上后浸泡水中）。

2.1.6.9测膨胀量时支承百分表的架子。

2.1.6.10荷载板：

直径150mm，中心孔眼直径52mm，每块质量1.25kg。

共4块，并沿直径分为两个半圆块。

2.1.6.11其它：

台称，感量为试件用量的0.1%；

拌和盘；

直尺；

滤纸；

脱模器等与击实试验相同。

路面材料强度仪

2.2.1试验室温度应用控制在5－30℃之间。

3.取样方法、取样数量、频率及注意事项

3.1取样方法及取样数量、频率

采取具有一定代表性的土样，取样量要满足试验的需要。

采取原状土或扰动土视工程对象而定。

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10cm，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，边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，翻转削平筒内土样。

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0~0.05m、0.05~0.25m、0.25~0.50m、0.50~0.75m、0.75~1.0m垂直深度处，分层取样。

同时应测记采样季节、时间和气温。

土样数量参考下表，该表取自公路土工试验规程（JTJ051-93）：

试验项目

土样类别

土样状态

最大颗粒直径（mm）

土样质量或体积

备注

砂类土

扰动

30~50g

在现场以铝盒取样时，必须现场称铝盒及湿土质量

细粒土

原状

10cm×

10cm

或Φ10cm×

20cm

砂砾

>

2

0.5~7kg

<

200~500g

100~400g

液塑限

500g

3kg

指试筒体积997cm3，干法，土重复使用

3.2注意事项

3.2.1对于公路现场取样要符合规范要求。

4.1.1准备工作

4.1.1.1检查相关设备的可用性。

4.1.1.2将土样碾压均匀，避免成团成块。

4.1.2试验步骤

4.1.2.1取代表性试样15－50g，砂类土、有机土50g左右放入称量盒内，立即盖好盒盖称量。

称量结果即为湿土质量。

4.1.2.2揭开盒盖，将试样和盒放入电热干燥箱，在温度105－110℃下烘到恒量（不少于6h），对于细粒土不少于8h，对于砂类土不少于6h。

对有机质超过5%的土，应将温度控制在65－70℃的恒温下烘干。

4.1.2.3将烘干后的试样和盒取出，盖好盒盖后放入干燥器内冷却至室温，称干土质量，精确至0.01g。

4.1.3结果与计算

4.1.3.1含水率计算：

式中：

w——含水率％

m——湿土质量g

ms——干土质量g

计算至0.1%。

4.1.4判定原则

本试验需进行二次平行测定，取其算术平均值，允许平行差值如下表所示：

含水率（％）

允许平行差值（％）

5

0.3

JTGE40－2007

40

≤1

≥40

≤2

4.2含水率试验（酒精燃烧法）（适用于公路标准）

本试验方法适用于快速简易测定细粒土（含有机物的除外）的含水率。

4.2.1准备工作

准备工作同4.1。

4.2.2试验步骤

4.2.2.1取代表性试样（粘质土5-10g,砂性土20-30g）,放入称量盒中,称湿土质量。

4.2.2.2用滴管将酒精注入放有试样的称量盒中，直至盒中出现自由液面为止。

为使酒精在试样中充分混合均匀，可将盒底在桌面上轻轻敲击。

4.2.2.3点燃盒中酒精，燃至火焰熄灭。

4.2.2.4将试样冷却数分钟,按本试验4.2.2.2至4.2.2.3方法重新燃烧两次。

4.2.2.5待第三次火焰熄灭后,盖好盒盖,立即称干土质量,准确0.01g。

其余同烘干法。

本试验方法适用于细粒土。

4.3.1准备工作

4.3.1.1按照相应的要求选择环刀，检查环刀的切口是否完好，其它的设备是否齐全。

4.3.2试验步骤

4.3.2.1按工程需要取原状土或制备所需状态的扰动土样，整平其两端将环刀内壁涂一薄层凡士林，刃口向下放在土样上。

4.3.2.2用切土刀将土样削成略大于环刀直径的土柱，然后将环刀垂直下压，边压边削，至土样伸出环刀为止。

将两端余土削去修平，取剩余的代表性土样测定含水率。

4.3.2.3擦净环刀外壁，称环刀与土合质量

，准确至0.1g。

4.3.3结果与计算

4.3.3.1按下式计算湿密度及干密度

ρ0——湿密度，g/cm3

ρd——干密度，g/cm3

m1——环刀和土合质量，g

m2——环刀质量，g

v——环刀容积，cm3

ω——含水率，％

计算至0.01g/cm3。

4.3.4判定原则

本试验需进行二次平行测定，其平行差值不得大于0.03g/cm3，取其算术平均值。

本方法适用于分析粒径小于0.075mm的土。

4.4.1准备工作

4.4.1.1对密度计进行校正

（1）温度校正：

当密度计的刻制温度是20℃，而悬液温度不等于20℃时，应进行校正。

校正值见表T0116-1（JTGE40－2007）标准。

（2）土粒比重校正：

密度计刻度应以土粒比重2.65为准。

当试样的土粒比重不等于2.65时，应进行土粒比重校正。

校正值见表T0116-2（JTGE40－2007）标准。

（3）分散剂校正：

密度计刻度系以纯水为准，当悬液中加入分散剂时，比重增大，故须以校正。

注纯水入量筒，然后加分散剂，使量筒溶液达到1000ml，用搅拌器在量筒内沿整个深度上下搅拌均匀，恒温至20℃，然后将密度计放入溶液中，测记密度计读数。

这时密度计读数与20℃时纯水中读数之差，即为分散剂校正值。

（4）土颗粒沉降距离校正

1）测定密度计浮泡体积：

在250ml量筒内倒入约130ml纯水，并保持水温为20℃，测定量筒内水面读数（以弯液面上缘为准）后划一标记。

将密度计放入量筒中，使水面达密度计最低分度处（以弯液面上缘为准），同时测记水面在量筒上的读数（以弯液面上缘为准）后再划一标记，两者之差，即为密度计浮泡的体积。

读数准确至1ml。

2）测定密度计浮泡体积中心：

在测定密度计浮泡体积后，将密度计向上缓缓垂直提起，使水面恰落至两标记的正中间，此时水面与浮泡相切（以弯液面上缘为准）处，即为浮泡体积中心。

将密度计固定于三足架上，用直尺准确量出水面至密度计最低分度的垂直距离。

3）测定1000ml量筒内径（精度至1mm），并算出量筒面积。

4）量出自密度计最低分度至玻璃杆上各分度处的距离，每隔5格或10格量距一次。

5）按公式计算土粒有效沉降距离

L——土粒有效沉降距离，cm；

L1——自最低刻度至玻璃杆上各分度的距离，cm；

L0——密度计浮泡中心至最低分度的距离，cm；

Vb——密度计浮泡体积，cm3；

A——1000ml量筒面积，cm2。

6）用所量出的不同L1代入上述公式，计算出相应的L值。

4.4.1.2按照土的性质进行分散处理、洗盐等。

4.4.1.3风干土样。

4.4.1.4准备好相应的记录工具。

4.4.2试验步骤

4.4.2.1对于密度计法取代表性土样200－300g，过2mm筛，求出筛上试样总质量百分比。

取筛下土测定风干含水率。

4.4.2.2称取干土质量为30g时所需的风干土质量，倒入三角烧瓶中，加纯水约200ml，充分搅匀，浸泡一夜。

加入分散剂。

（加0.083mol/L六偏磷酸钠分散剂15ml）

4.4.2.3将三角杯稍加摇荡后，放在电炉上煮沸约40min后冷却至室温。

4.4.2.4倒入烧杯中，静置1min，将上部悬液通过0.075mm筛，注入1000ml量筒中。

杯中沉土用带橡皮头的玻璃棒细心研磨。

加水入杯中搅拌，静置1min，将上部悬液通过0.075mm筛，倒入量筒。

反复进行，直至静置1min，上部悬液澄清为止。

最后将全部土粒倒入筛内，用水冲洗至仅有大于0.075mm净砂为止。

注意筒内的悬液总量不要超过1000ml，再加纯水至刻度1000ml。

注：

对加入六偏磷酸钠后仍产生凝聚的试样应选用其他分散剂。

4.4.2.5用搅拌器在悬液中上下搅拌1min，往复各约30次使悬液均匀分布。

4.4.2.6取出搅拌器，立即开动秒表，测记0.5、1、2、5、15、30、60、120和1440min（公路JTJ051-93标准为0.5、1、5、15、30、60、120、240及1440min）时的密度计读数，同时测定每次读数时的悬液温度。

密度计读数以悬液面上缘为准，密度计准确至0.5℃。

4.4.2.7每次读数后应取出密度计放入盛有纯水的量筒中，并测定相应的悬液温度，并准确至0.5℃。

放入或取出密度计时，应小心轻放，不得振动悬液。

4.4.3结果与计算

4.4.3.1小于某粒径的试样质量占试样总质量的百分比，应按下列公式计算。

X——小于某粒径的土质量百分数％

md——试样干土质量g

CG————土粒比重较正值，查GB/T50123-1999中表7.2.5-1

mT——悬液温度较正值，查GB/T50123-1999中表7.2.5-2

n——弯月面校正值

CD——分散剂校正值

R——甲种密度计读数

4.4.3.2土颗粒的粒径应按下列公式计算

d——试样颗粒粒径（mm）；

η——纯水的动力粘带系数Pa·

S（10-3），查GB/T50123-1999表13.1.3；

GwT——T℃时水的比重；

ρwT————温度4℃时纯水的密度g/cm3；

L——某时间内的土粒沉降距离cm；

t——沉降时间（S）；

g——重力加速度cm/s2。

4.4.3.3用小于某粒径的土质量百分数为纵坐标，颗粒直径的对数值为横坐标，绘制颗粒大小分配曲线。

4.5.1准备工作

4.5.1.1将所用的套筛按孔径大小依次放好。

4.5.1.2所用的土样要均匀，同时将土样风干。

4.5.1.3记录工具准备妥当。

4.5.2试验步骤

4.5.2.1从风干、松散的土样中，用四分法按照下列规定取出具有代表性的试样：

小于2mm颗粒的土100－300g，

最大粒径小于10mm的土300－900g，（国标是300－1000g）

最大粒径小于20mm的土1000－2000g，

最大粒径小于40mm的土2000－4000g，

最大粒径小于40mm的土4000g以上，

4.5.2.2对于无凝聚性的土

（1）按规定称取试样,将试样分批过2mm筛。

（2）将大于2mm的试样从大到小的次序,通过大于2mm的各级粗筛。

将留在筛上的土分别称量。

（3）2mm筛下的土如数量过多,可用四分法缩分至100－800g,将试样从大到小的次序通过小于2mm的各级细筛。

可用摇筛机进行震摇。

震摇时间一般为10~15min。

（4）由最大孔径的筛开始，顺序将各筛取下，在白纸上用手轻扣摇晃，至每分钟筛下数量不大于该级筛余质量的1%为止。

漏下的土粒应全部放入下一级筛内，并将留在各筛上的土样用软毛刷刷净，分别称量。

（5）筛后各级筛上和筛底土总质量与筛前质量之差,不应大于1%。

（6）如2mm筛下的土不超过试样总质量的10%,可省略细筛分析;

如2mm筛上的土不超过试样总质量的10%,可省略粗筛分析;

4.5.2.3对于含有粘土粒的砂砾土

（1）将土样放在橡皮板上，用木碾将粘结的土团充分碾散，拌匀、烘干、称量。

如土样过多时，用四分法称取代表性土样。

（2）将试样置于盛有清水的容器中,浸泡并搅拌,使粗细颗粒分散。

（3）将浸润后的混合液过2mm筛,边冲边洗过筛,直至筛上仅留大于2mm以上的土粒为止。

然后将筛上洗净的砂砾风干称量。

按以上方法进行粗筛分析。

（4）通过2mm筛下的混合液存放在盆中,待稍沉淀,将上部悬液过0.075mm洗筛,用带橡皮头的玻璃棒研磨盆内浆液,再加上清水,搅拌、研磨、静置、过筛，反复进行，直至盆内悬液澄清。

最后，将全部土粒倒在0.075mm筛上，用水冲洗，直至筛上仅留大于0.075mm以上的净砂为止。

（5）将大于0.075mm的净砂烘干称量,并进行细筛分析。

（6）将大于2mm颗粒及2~0.075mm的颗粒质量从原称量的总质量中减去,即为小于0.075mm颗

粒质量。

（7）如果小于0.075mm颗粒质量超过总土质量的10%,有必要时,将这部分土烘干、取样，另做密度计或移液管分析。

4.5.3结果与计算

4.5.3.1按下式计算小于某粒径颗粒质量百分数：

X——小于某粒径颗粒的质量百分数，％；

A——小于某粒径的颗粒质量，g；

B——试样的总质量，g。

4.5.3.2当小于2mm的颗粒如用四分法取样时，试样中小于某粒径的颗粒占总土质量的百分数：

a——通过2mm筛的试样中小于某粒径的颗粒质量，g；

b——通过2mm筛的土样中所取试样的质量，g

p——粒径小于2mm的颗粒质量百分数。

在半对数坐标纸上，以小于某粒径的颗粒质量百分数为纵坐标，以粒径（mm）为横坐标，绘制颗粒大小级配曲线，求出各粒组的颗粒质量百分数，以整数（％）表示。

4.5.3.3必要时按下式计算不均匀系数：

Cu——不均匀系数

d60——限制粒径，即土中小于该粒径的颗粒质量为60％的粒径，mm；

d10——有效粒径，即土中小于该粒径的颗粒质量为10％的粒径，mm。

4.6.1准备工作

4.6.1.1检查液塑限联合测定仪的可用性以及其它各附件是否备齐。

4.6.1.2试验所用的土样

事先经过筛选，防止夹杂其它大的硬质物质。

4.6.1.3备齐所用的记录工具。

4.6.2试验步骤

4.6.2.1取代表性土样，将土样风干研碎过0.5mm标准筛。

4.6.2.2取出0.5mm筛下的代表土样200g，分开放入三个盛土皿中，加入不同数量的蒸馏水，土样的含水率分别控制在液限（ａ点）、略大于塑限（ｃ点）和中间状态（ｂ点）。

用调土刀调匀，盖上湿布，放置18ｈ以上。

测定ａ点的锥入深度应为20±

0.2mm,测定ｃ点的锥入深度应控制在5mm以下,对于砂类土,测定ｃ点的锥入深度可大于5mm。

4.6.2.3取出拌匀的土样分层装入试杯中，并注意土中不能留有空隙，装满试杯后用刮土刀反复压实，随后用调土刀刮去余土使与杯口齐平。

4.6.2.4用光电式液塑限测定仪试验时，根据不同的标准选用试验用仪器，采用公路标准试验时选用100g或76g的光电式液塑限仪，采用国家标准时用76g试验的光电式液塑限仪。

先将试杯放在升降座上，转动升降按钮，待锥尖正好接触试样表面时停止升降。

然后钮动锥下降按钮，同时开动秒表，对于自动记录时间的测定仪则不用秒表。

让锥体自由沉入土中，此时读数即为锥入深度，改变锥尖与土接触位置（两点距离不小于1cm），取三点平均值作为锥入深度ｈ。

用调土刀取10－15g土样两份，测定其含水率ｗ，计算到0.1%。

计算其平均值。

4.6.2.5重复前一步骤，测另两个含水率土样的锥入深度和含水率。

4.6.3结果与计算

4.6.3.1在双对数坐标纸上绘出ｈ－ω图，以含水率ｗ为横坐标，锥入深度ｈ为纵坐标，连此三点，应呈一条直线。

如三点不在同一直线上，要通过a点与b、c两点连成两条直线，根据图查得两条直线相应的两个含水率，当两个含水率的差值小于2％时，以该两点含水率的平均值与a点连成一直线。

当两个含水率的差值大于2％时，应重做试验。

4.6.3.1.1若采用76g锥做液塑限试验，则在ｈ－ω图查得纵坐标入土深度ｈ＝17mm所对应的横坐标的含水率w，即为该土样的液限ωL。

4.6.3.1.2若采用100g锥做液塑限试验，则在ｈ－ω图查得纵坐标入土深度ｈ＝20mm所对应的横坐标的含水率w，即为该土样的液限ωL。

4.6.3.2根据4.6.3.1.1求出的液限，通过76g锥入土深度h与含水率w的关系曲线，查得锥入深度为2mm所对应的含水率即为该土样的塑限ωP。

根据4.6.3.1.2求出的液限，通过液限ωL与塑限时入土深度hP的关系曲线，查得hP，再由图求出入土深度为hP时所对应的含水率，即为该土样的塑限ωP。

通过以下公式可求出ｈP，再由图查出塑限ωP。

对于细粒土：

ωL——液限（％）

ｈP——塑限时入土深度（mm）

对于砂类土：

4.6.3.3采用国家标准时，对应下沉深度为17mm的含水率为液限；

对应下沉深度为2mm的含水率为塑限。

液限塑限取值以百分数表示，准确至0.1%。

4.6.4判定原则

试验进行2次平行测定取其平均值，其允许偏差为：

高液限≤2％，低液限土≤1％。

对于细粒土用双曲线确定hP值；

对于砂类土用多项式曲线确定hP值。

4.7.1准备工作

4.7.1.1检查击实仪是否能正常工作。

4.7.1.2检查所用土样的均匀性，防止夹杂其它硬质杂质。

4.7.1.3相应的记录工具备齐。

4.7.2试验步骤

4.7.2.1试样制备分为干法和湿法两种

4.7.2.1.1干法制备试样应按下列步骤进行：

用四分法取代表性土样20kg（重型为50kg），风干碾碎，过20mm（重型过40mm）筛，将筛下土样拌匀，并测定土样的风干含水率。

根据土的塑限预估最优含水率，制备5个不同含水率的一组试样，相邻2个含水率的差值宜为2％。

其中有两个大于和两个小于最佳含水率，拌匀后闷料一夜备用。

需加水量mw可按下式计算：

gw——所需的加水量，g

g0——含水率W0时土样的重量，g

ω——要求达到的含水率，％

4.7.2.1.2湿法制备试样应按下列步骤进行：

对于高含水率土，可省略过筛步骤，用手拣除大于40mm的粗石子即可。

保持天然含水率的第一个土样，可立即用于击实试验。

其余几个试样，将土分成小土块，分别风干，使含水率按2%~3%递减。

4.7.2.2按预定含水率取土3kg－6.5kg并洒水拌匀，分别静置一段时间后装入塑料袋内静置一昼夜。

4.7.2.3国家标准GB/T50123-1999和公路标准JTGE40－2007击实时所用的击实设备的参数和击实次数有所差别，见下表。

公路标准JTGE40－2007中的击实参数

试验方法

类别

锤底

直径（cm）

锤质量（kg）

落高（cm）

试筒尺寸

层数

每层击数

击实功（kJ