法国规范NF P 94056土壤勘探和实验级配分析.docx
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法国规范NFP94056土壤勘探和实验级配分析
法国规范
NFP94-056
1996年3月
ICS:
93.020
P94-056
土壤：
勘探和实验
级配分析
对洗涤过的干式样进行过筛
章程：
由法国标准化协会会长1996年2月5日确定，1996年3月5日生效。
一致性：
在本规范公布之日，没有与之主题相同的欧洲或国际规范或规范草案
概要：
本规范规定了使用项和测量得到的参数，详细说明了设备的特征，规定了实验操作方法，并明确指出了要表达的实验结果。
描述：
土壤、实验、级配分析、筛子分析、操作方法。
法国标准化协会出版发行，巴黎
法国标准化协会1996
96-03-F第一次印刷
委员会
土壤：
勘探与实验BNSRP94-056
标准化协会成员
目录
扉页
委员会
序言
目录
1.适用范围
2.标准参考资料
3.概述-专业术语
3.1实验原理
3.2定义
3.3注释
4.实验设备
5.操作方法
5.1式样分配
5.2dc筛孔筛余处理
5.3dc筛孔过筛料处理
6.实验结果表达
6.1筛余单位质量百分比
6.2过筛物单位质量百分比
6.3实验结果表达
7.实验记录
8.检查设备和测量仪器
主席：
PAREZ先生
秘书：
∙BIGOT先生，东部巴黎地区路桥实验室
∙AMAR先生，中央路桥实验室
∙BARNOUD先生，工会土工联合会
∙BLONDEAU先生，预防以及技术控制专业委员会
∙CASSAN先生，FONDASOL
∙CHAILLOT先生，法国国家铁路公司-设备管理部
∙DORE先生，MECASOL
∙FERNANDEZ女士，法国标准化协会
∙GONIN先生，SIMECSOL
∙LEGENDRE先生，钻探、打井以及特殊基础-国家承包商工会
∙MALATERRE先生，EDF-TEGG-DGG
∙PAREZ先生，土壤-实验
∙RINCENT先生，RINCENTBTPSERVICE
∙ZEPHOUNI先生，SOPENA
这些人也作为专家参与其中：
∙GESTIN先生，鲁昂地区路桥实验室-诺曼底分部
∙LESCOT先生，里昂地区路桥试验室-里昂分部
1.适用范围
本规范适用于用筛孔尺寸小于或等于100mm的方孔筛对土壤、抽提之后的岩石性材料以及土木建筑工业副产品进行级配分析，实验工序产生的力不能改变材料的结构。
对于粒径小于80μm的颗粒，则用沉淀法对其进行级配分析（NFP94-057规范）。
本规范根据土壤等级的划分对其进行描述，用于测定土壤颗粒的级配范围并用于检查规定的土壤级配条件。
本实验也有助于对材料排水性、水稳性和可压实性的评估。
2.标准参考资料
其他出版物也作为注明日期和未注明日期的参考资料出现在本规范里。
本文在恰当的位置引用了下文列出的标准参考资料。
对于注明日期的参考资料，这些出版物如果有修正案或修改，那么只有在修正案并入出版物时才被使用。
对于未注明日期的参考资料，参考使用的是其最新出版的版本。
∙NFISO565检测用筛-金属网，带孔的金属板和可改变网眼标准尺寸的电动板（等级划分指数：
X11-501）。
∙NFISO2591-1检测过筛——使用金属网和带孔的金属板筛分的操作方法（等级划分指数：
X11-507）。
∙NFP94-057土壤：
勘探与实验——土壤级配分析——沉淀法。
∙NFX11-504筛子和筛分——检测用筛中的金属网——技术要求与检查。
∙X15-016恒温箱及实验条件——自动调节温度及湿度的恒温箱。
3.概述-专业用语
3.1实验原理
本实验旨在于将一定质量的材料放在水中搅拌，将黏附在一起的颗粒分开。
待土样干燥以后，用一套筛子将土壤筛分成多个部分，并依次称量每层筛子上累计筛余的质量。
再用每层筛子上累计筛余的质量与实验用干式样的总质量相比。
3.2定义
出于需要，本规范使用以下定义：
式样：
用于实验的材料。
用筛分法进行级配分析：
所有根据样品颗粒粒径筛分样品的操作，使用的筛子为方孔筛，这样可以将干燥状态下不同尺寸颗粒的质量分布表示出来。
筛子标准筛孔尺寸d：
筛孔边长为d的方孔筛的尺寸规格。
筛余物：
留在筛子上的部分。
过筛料：
材料中通过筛孔的部分。
级配范围：
在两层不同筛孔尺寸d之间所有的材料。
筛余物质量比例r：
未通过尺寸为d的筛孔的材料质量与通过尺寸为dm（级配分析时使用的最大筛孔尺寸）的筛孔材料初始总质量的比，用百分数表示。
过筛物质量比例p：
通过尺寸为d的筛孔的材料质量与通过尺寸为dm的筛孔的材料初始总质量的比，用百分数表示。
定过筛物质量百分比为：
p=100-r
级配曲线：
根据不同筛孔尺寸对质量p的表示方法。
标准筛孔尺寸N%：
dN：
级配曲线上的粒径值，在粒径达到这个值时，过筛物质量百分比p等于N%。
均匀系数：
在63mm筛的过筛物中，过筛物的量分别为60%和10%的筛孔尺寸之比：
CU=d60/d10
弯曲系数：
在63mm筛的过筛物中，筛孔尺寸的比取决于以下公式：
3.3符号
∙d为方孔筛标准筛孔尺寸。
∙dc为方孔筛标准筛孔尺寸，对其过筛物进行分级。
∙dN为方孔筛标准筛孔尺寸，其过筛材料的质量比例等于N%。
∙dm为级配分析时使用方孔筛的最大筛孔尺寸。
∙m为式样质量。
∙mh为材料湿重。
∙ms为材料干重。
∙r为筛余物累计质量百分比。
∙p为过筛物累计质量百分比。
∙Rc为标准筛孔尺寸为dc的累计筛余物。
∙ri为筛孔尺寸d≤dc的筛子的累计筛余物。
∙R为筛余物累计干质量。
4.实验器械
实验器械包括：
∙带有水龙头的洗涤装置，如果可能的话，还带有搅拌装置；
∙一套嵌入式方孔筛，筛孔尺寸要符合NFISO565规范，筛子边沿要求：
-筛孔尺寸小于10mm的，筛沿直径≥200mm；
-筛孔尺寸在10mm-50mm之间的，筛沿直径≥250mm；
-筛孔尺寸大于50mm的，筛沿直径≥315mm.
摞在一起的所有筛子的筛沿直径应相同，即网眼最大的筛子的筛沿直径。
∙筛子盖和底盘的直径应与筛子相同；
∙容器应用不易腐蚀的材料制成，并应配备大小刷子等；
∙天平，量程和精确度都应与要称量的质量相符，称量误差为称得数值的1/1000；
∙烘箱：
一个加热恒温箱或可调温烘箱（50℃-105℃），精确度为C，此项在特别规定温度的X15-016号规范附件A中有规定。
5.操作方法
首先要将材料简单鉴别一下，以保证材料的来源和本质，从而得知在试验操作过程中，该土壤是否容易发生变化（例如：
可溶性土壤，含有有机物的土壤等）。
尤其要在105℃下烘干对高温不敏感的土壤，在50℃下烘干对高温敏感的土壤。
如果不能确定，则按照对高温敏感的土壤对待。
根据材料性质、状态以及对其进行级配分析的目的来选择最大筛孔尺寸的筛子。
最大筛孔尺寸（dm）按照合同的规定选择，用如下方法进行实验：
∙根据表1的指示从取得的材料中取出一部分作为式样；
∙除去粒径大于dm的成分（如有必要，要先用刷子刷式样，这样可以得到一些较细的颗粒，然后再对粒径大于dm的颗粒进行称重）并记录粒径最大的颗粒的大致尺寸。
根据材料的性质和状态，在筛孔尺寸为dc的筛子过筛物中间取样进行实验，或者在筛网尺寸为dm的筛子过筛物中取一段。
可以用这种取样方法（dc，其中5≤dc＜dm，单位为mm﹚来限制需要先浸泡再在最小筛孔的筛子上洗涤的材料的量。
筛孔尺寸为dc的筛余物的处理方法与过筛物不同。
如果为进行中间取样，则在进行本操作步骤时，应将dc换成dm（如图1所示）。
图1：
洗涤-烘干-筛分法级配分析操作程序图解
5.1式样分配
∙如有必要，则手动去除粒径大于dm的颗粒
∙从dm过筛物中取样，质量大于或等于表1中所给的数据。
表1按照筛孔尺寸确定的实验所需过筛物的最小质量-筛沿最小直径
筛孔尺寸（μm）
400
500
630
800
土壤质量（g）
20
50
100
150
筛孔尺寸（mm）
1
5
6.3
8
10
12.5
16
20
25
31.5
40
50
63
80
d＞80mm
土壤质量（kg）
0.2
0.3
0.4
0.5
0.8
1.2
2
3
5
8
12
20
30
50
m=6·10-6·d3.68
筛沿直径
≥200mm
≥250mm
≥315mm
∙如果dc不等于dm，如有必要，分若干次筛分粒径小于和大于dc的颗粒，以便使dc过筛物的质量大于表1中dc网眼数据的两倍。
按照表1，如果准备材料的量足够，则记为
（1）的取样可确定记为
（2）的取样的干质量。
5.2dc筛余物的处理
用以下方式处理dc筛余物
5.2.1洗涤
∙向筛子上轻轻喷水，摇动并刷洗筛子上的材料，直到筛子上的颗粒全都洗干净。
∙将所有的过筛料、洗涤dc筛余物时洗出来的物品收集起来并放在一个足够大的容器里。
∙将粒径大于dc的颗粒聚集到另一个容器里。
5.2.2干燥
将装有粒径大于dc的容器烘干。
当连续两次称量容器中材料所得质量相差不超过2/1000时，所有的水分就都蒸发完毕，称量时间间隔为t，其最小值为：
∙105℃的干燥箱，1h；
∙50℃的干燥箱，2h。
5.2.3筛分干燥式样
∙将所有材料都倒在一摞筛子中最上面那一个上，一摞至少有3个筛子，筛孔尺寸在dm和dc之间，从上至下由大到小排列，底部要有底盘。
∙手动或机动摇动筛子，这个工序可以使用振动筛。
∙用手轻轻摇动材料，直到每一层筛子都没有材料通过，则完成筛分。
∙将dc筛过筛物加到5.1条中分得的dc筛的过筛物中。
5.2.4筛余物称重
∙将筛孔尺寸小于dm的第一个筛子上的筛余物倒进容器中称重；
∙将下一层筛子上的筛余也倒入同一个容器，称其总质量；
∙依次进行，一直加到dc筛孔的筛余物，包括dc筛孔。
Rc为筛孔尺寸为dc的筛子累计筛余物。
5.3dc筛孔过筛物的处理
5.3.1准备
∙将在dc网眼上洗涤材料时滤出来的过筛物盛在一个容器里；
∙将清水倒出，不要将细碎的材料也带出；
∙将多余的水蒸干，温度不得超过50℃，要时刻注意不能完全烘干；
∙把仍然湿润的材料加入到第5.1段中分离出来的dc筛孔过筛物和第5.2.3段中筛分出来的材料中；
∙把所有过筛物拌合均匀，然后称重（mh）；
∙为了得到材料的干质量：
-根据表1中筛孔尺寸dc，取样并称得质量（mh）；
-烘干称得质量ms1.
连续两次称量干质量ms1的时间间隔最小为：
∙在105℃的烘箱里为4h；
∙在50℃的烘箱里为8h。
5.3.2浸湿
称量之后，将质量为mh2的材料倒入容器并加入大量水搅拌，为了颗粒分散的效果更好，水中不能加入化学分散剂，水温不得超过50℃。
根据材料的性质，浸湿的时从几小时到多于一天不等，浸湿时可能还有定期搅拌。
如果剩余材料的质量mh2低于表1中给出的dc筛孔的数值，则使用5.3.1段中烘干得到的质量为ms1的材料。
5.3.3洗涤
∙a）分几次将容器内浸泡的所有材料倒在一摞筛子的最上面，这摞筛子的数量至少为两个，上面有洒水装置：
-上层符合材料尺寸的筛子用于减轻洗涤用筛的负担；
-下层筛孔尺寸为80μm的筛子用于收集刚刚洗过的材料。
在沉淀分析法或其他分析80μm筛孔过筛物的时候，成摞的筛子要安装在一个能够容纳所有水和颗粒的足够大的密闭容器上。
∙b）分离，喷水并手动拌合将上层筛子上的筛余物分离出来。
当筛余物干净时，将其倒入容器中。
下层筛子采用同样的方式，直到流出的水清澈为止。
将所有筛余物都盛在一个容器里，仔细清洗筛子，从而将所有材料都收集起来。
多余的水要排除，避免材料的流失。
5.3.4干燥
∙a）将盛有粒径级为（80μm，dc）的容器放入烘箱。
当连续两次称量容器中材料所得质量相差不超过2/1000时，所有的水分就都蒸发完毕，称量时间间隔为t，其最小值为：
-在105℃的烘箱里为1h；
-在50℃的烘箱里为2h。
∙b）称量并得到该式样在干燥状态下的质量：
ms2
5.3.5干筛
∙将所有烘干并称重过的材料倒在一摞筛子的最上面一个上，筛子最底部要有底盘，筛孔尺寸从下至上依次增大。
根据研究目的和材料特性决定筛子的数量（通常，在80μm和dc筛孔之间至少要有4个筛子）；
∙手动或机械摇晃筛子。
这个工序可以使用振动筛，但是每个筛子最终要以手动的方式结束筛分；
∙将最上层的筛子拿下来，如果有盖子，则盖上盖子并放在用于收集过筛物的底盘上。
筛分操作旨在有规律地手动摇晃筛沿。
之后在水平方向上将筛子转动90°，继续之间的操作。
当每分钟通过该尺寸筛孔的材料质量小于要测试的材料总干质量的1/1000时，筛分结束。
∙将筛孔尺寸小于dc的第一层筛子上的筛余倒入容器，仔细地将挂在筛网上的颗粒收集起来；
∙将收集起来的挂在筛子上的颗粒放到下一层筛子上，过筛，然后倒入容器；
∙剩下的筛子依次重复上述程序。
在筛孔尺寸小于500μm的筛子上，仔细地摇动材料，不要破坏筛网。
5.3.6筛余物称重
∙称量dc筛孔下最大孔径筛子上的筛余质量；
∙依次称量筛余累计质量；
∙称量筛孔尺寸为80μm的筛子上累计筛余的质量（ms4），如果有过筛物，则也称其质量（ms3）.
6.结果表达
6.1筛余物质量百分比
筛孔尺寸为d筛余干式样的质量R与干燥土壤的初始质量（ms）之比为筛余物百分比：
（100-p）=100R/ms
ms=Rc+mh×ms1/mh1
d筛孔的等量筛余，d≤dc：
R=Rc+b·ri
注释：
如果dc=dm，则Rc=0，b=1：
∙Rc为dc筛孔上累计筛余的质量；
∙b为（0，dc）级配范围内的取样因数：
b=mh/mh2
∙R表示d筛孔上累计干筛余物的质量，d≤dc。
结果精确到百分之一。
6.2过筛物质量百分比
过筛物质量百分比为：
p=100（1-R/ms）
验证
验证质量比（ms2-ms4）/ms2小于或等于1/100。
如果结果并非如此，则过筛方法不对。
应该用同样的质量ms2重新开始。
如果80μm筛孔过筛物的质量增加，在第二次过筛结束之时，它可以作为材料易碎性指数。
6.3结果表达
结果用图表表示，可能还要附上一个表格来表示结果。
6.3.1结果表格
根据使用筛子的尺寸，表格中要包含累计筛余的质量、每一层筛子上筛余质量百分比以及每一层筛子过筛物质量百分比。
实验单
洗涤-烘干-过筛级配分析法
根据NFP94-056规范执行
实验机构：
工程名称：
文件号：
取样编号：
取样深度=
探坑编号：
取样日期：
实验日期
筛子
测得筛余质量（g）
累计筛余
质量（g）
质量百分比
材料
dm=63mm
质量
m=30210g
mm
μm
ri
R
累计筛余r
累计
过筛物p
dc=10mm筛的分配量
100
dc筛余物的干质量
Rc=9040g
80
/
/
/
/
63
0
0
0
100
50
1450
1450
5
95
dc过筛物的质量
mh=20675g
40
31.5
3150
3150
11
89
第一部分
dc筛的过筛物
湿重
mh1=2820g
25
20
5338
5338
19
81
干重
ms1=2674g
16
12.5
第二部分
dc筛的过筛物
湿重
mh2=3525g
10
9040
9040
32
68
8
干重
（80μm,dc）ms2
ms2=2840g
6.3
5
622
12688
44
56
4
总干重
ms=Rc+mh×ms1/mh1=28645g
3.15
2.5
与80μm筛余相乘的系数
b=mh/mh2=5.865
2.0
785
13644
48
52
1.6
1.25
累计筛余R=Rc+b·ri
1.0
1050
15198
53
47
质量（80μm,dc）:
ms4=2828g
取样2
800
630
（80μm,dc）部分80μm过筛物
在第二部分中ms3=8g
500
400
1330
16840
59
41
315
百分比
筛余：
r=100R/ms
250
200
1775
19450
68
32
过筛物
100（1-R/ms）
160
125
核实
（ms2-ms4）/ms2=0.004≤0.01
100
2650
24582
86
14
80
2828
25626
89
11
注释：
如果dc=dm'Rc=0，则b=1
备注
制表人：
日期：
签字：
图2洗涤-烘干-过筛级配分析实验单
6.3.2级配分析结果图表表示
级配曲线由一些连续的部分组成，这些部分的端部与每个筛子的筛余或过筛物的质量百分比有关：
∙在横坐标轴上，一个从10开始的对数分度。
从左至右，筛孔尺寸逐级增大：
∙纵坐标
纵轴给图表左侧划定了界限，并在标出了从下至上由小变大，并有累计过筛物的加权百分数。
划定图表右侧界限的纵轴可以从上至下由大至小标上刻度，并有累计筛余物的质量百分数。
6.3.3弯度系数和均一系数（如有必要）
只有63mm过筛物在80μm筛上的筛余多余50%时，才进行计算。
与d10，d30和d60相对应的筛孔尺寸被加入到图表中。
用下列公式计算弯度系数：
用下列公式计算均一系数：
7.实验记录
实验记录应至少包括以下信息：
∙a）对本实验规范的参考NFP94-056
∙b）式样来源：
地点，探坑，取样日期和方式；
∙c）完成实验的企业名称、文件号、开始实验的日期；
∙d）如果烘干温度不是105℃，则标出其实际温度；
∙e）使用的最大筛孔尺寸dm；
∙f）最大粒径以及取样中粒径大于或等于dm的颗粒预计比例；
∙g）图表，如有需要则须根据筛孔尺寸列出累计过筛物和累计筛余比例表格。
图3为实验记录范例。
图3筛分实验记录-例
8.设备和测量仪器的检查
根据国家计量办公室（BNM）制订的规范管辖测量仪器和测量方法。
检查记录应包括：
∙a）上一次校准的日期；
∙b）仪器名称及其使用地点；
∙c）检查仪器时的温度；
∙d）检查机构的名称；
∙e）有效期。
烘箱最长每两年检查一次。
对于天平的校准，两次校准之间的时间长度应得到有资质的检查机构批准，不得超过两年。
投入使用之间应校准筛子（根据NFX11-504规范），最长每两年一次。
图表清单：
#1-图1洗涤-烘干-筛分法级配分析操作程序图解
#2-图2洗涤-烘干-过筛级配分析实验单-中部取样举例
#3-图3筛分实验记录-例
表格清单：
#1-表1根据网眼尺寸选择的过筛所需材料最小质量-筛沿最小直径
#2-表1根据网眼尺寸选择的过筛所需材料最小质量-筛沿最小直径
参考资料清单：
NFP94-056-01/03/96-土壤：
勘探和实验。
级配分析。
洗涤-烘干-筛分法。
NFP94-057-01/05/92-土壤：
勘探设实验。
级配分析。
沉淀法。
NFISO565-01/11/90-检测用筛：
金属网，带孔的金属板和可改变网眼标准尺寸的电动板。
NFISO3310-1-01/10/00-检测用筛。
技术要求和检查。
第一部分：
金属网检测用筛。
NFISO2591-1-01/09/89-检测用筛。
使用金属网和带孔的金属板筛分的操作方法。
升级会员 