最新土工试验作业指导书.docx

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最新土工试验作业指导书

土工试验作业指导书

作业指导书

文件代号

001.1－2010

第2版　第0次修订

第一章：

土的含水率作业指导书

第一节：

烘干法

实施日期

2010年2月5日

参照规程编号

TB10102—2004

试验仪器：

1.电热干燥箱：

应能控制温度为105℃~110℃。

2.真空干燥箱：

应能控制温度为65℃~70℃。

3.天平：

称量200g，分度值为0.01g;称量1000g，分度值为0.2g。

4.称量盒：

直径50mm，高30mm；长200mm,宽100mm，高40mm，可采用等质量称量盒。

5.干燥箱：

内用硅胶干燥剂。

试验步骤：

1.根据不同土类按下表确定称取代表性试样质量，放入称量盒内，立即盖好盒盖，将盒外附着的土擦净后称量。

称量时可在天平放砝码的盘内放上等质量的称量盒，即可直接称得湿土质量。

烘干法测定含水率所需试样质量

按《铁路路基设计规范》填料分类

按《铁路工程岩土分类标准》分类

取试样质量（g）

细粒土

粉土、粘性土

15~30

粗粒土

砂类土、有机土

30~50

圆硕或角砾

250~500

碎石类土

碎石类土

500~1000

2.打开盒盖，将装有试样的称量盒放入烘箱，在105℃~110℃温度下烘干。

烘干时间对粉土、粘性不少于8h;砂类土不少于6h；砾、碎石类土不少于4h。

3.将称量盒从烘箱中取出，盖上盒盖，放入干燥器中冷却至室温，称干土质量。

4.本试验称量小于200g，准确至0.01g；称量大于200g，准确至0.2g。

5.对含有机质大于5%的土，烘干温度应控制65℃~70℃，在真空干燥箱中烘7h或在电热干燥箱中烘18h。

试验结果应按下式计算：

!

SyntaxError

式中：

---含水率（100%），计算至0.1%。

---干试样质量（g）

---湿试样质量（g）

作业指导书

文件代号

001.1－2010

第2版　第0次修订

第一章：

土的含水率作业指导书

第二节：

酒精燃烧法

实施日期

2010年2月5日

参照规程编号

TB10102—2004

试验仪器：

1.天平：

称量200g，分度值0.01g。

2.酒精：

浓度95%。

3.其他：

干燥器、等质量的称量盒、滴管、火柴等。

试验步骤：

1.取代表性试样（粘性土5~10g，砂类土20~30g），放入称量盒内。

2.打开盒盖，用滴管将浓度为95%的酒精滴入盒内，直至试样表面出现自由液面。

将盒底在桌面上轻轻敲击，使酒精浸透全部试验，然后点燃盒中酒精，直烧至火焰熄灭。

3.冷却约1min后，再按本条第2款重复操作。

粘性土应烧4次，砂类土应烧3次。

4.待最后一次燃烧火焰熄灭后，盖上盒盖，在干燥中冷却至室温，立即称干土质量。

5.本试验称量应准确至0.01g。

作业指导书

文件代号

001.1－2010

第2版　第0次修订

第二章：

颗粒密度试验作业指导书

第一节：

量瓶法

实施日期

2010年2月5日

参照规程编号

TB10102—2004

试验仪器：

1.量瓶：

容积100（或50）mL。

2.天平：

称量200g，分度值0.001g。

3.恒温水槽：

准确度应为±1℃。

4.砂浴：

应能调节温度。

5.温度计：

测量范围0℃~50℃，分度值0.5℃。

6.真空抽气设备：

包括真空泵、抽气缸、真空压力表等。

7.其他：

烘箱、纯水、中性液体（如煤油等）、孔径20mm及5mm筛、漏斗、滴管等。

试验步骤：

1.一般土的颗粒密度应采用纯水测定；当土中含有可溶盐、亲水性胶体或有机质，应采用中性液体（如煤油）测定。

2.量瓶在使用前必须进行量瓶和水（或中性液体）总质量的校正。

3.将量瓶烘干，去烘干土15g装入100ml量瓶内（若用50ml量瓶，宜取10g），称量瓶和土的总质量，准确至0.001g。

4.向已装有干土的量瓶内注入纯水至量瓶的一半处，摇动量瓶，然后将量瓶放在砂浴上煮沸。

煮沸时间自悬液沸腾时算起，砂土及粉土不少于30min，粘土及粉质粘土不少于1h。

5.煮沸完毕，取下量瓶，冷却至接近室温，将事先煮沸并冷却的纯水注入量瓶至近满。

待并内悬液温度稳定及上部澄清时，使多余水从毛细管中溢出，称量瓶、水和土总质量，准确至0.001g，并测定量瓶内水的温度，准确至0.5℃。

6.根据测得的温度，从已绘制的“温度与量瓶和水的总质量关系曲线”中查得量瓶和水的总质量。

7.用中性液体测定含有可溶盐、亲水性胶体或有机质土的颗粒密度时，可用真空抽气法代替煮沸法去除土中空气。

对砂土，为了防止煮沸时颗粒跳出，也可采用真空抽气法。

作业指导书

文件代号

001.1－2010

第2版　第0次修订

第二章：

颗粒密度试验作业指导书

第一节：

量瓶法

实施日期

2010年2月5日

参照规程编号

TB10102—2004

试验结果计算公式：

1.用纯水测定时

式中

---颗粒密度（g/cm3），计算至0.01g/cm3

---量瓶和水的总质量（g）；

---量瓶、水和土的总质量（g）；

---干试样质量（g）；

---T℃时水的密度（g/cm3）。

2.用中性液体测定时

式中

---量瓶和中性液体总质量（g）；

---量瓶、中性液体和土的总质量（g）；

---T℃时中性液体的密度（g/cm3）。

本次试验应进行平行测定，平行测定的差值不得大于0.02g/cm3，取算术平均值。

作业指导书

文件代号

001.1－2010

第2版　第0次修订

第二章：

颗粒密度试验作业指导书

第二节：

浮称法

实施日期

2010年2月5日

参照规程编号

TB10102—2004

试验仪器：

1孔径小于5mm的铁丝筐，直径约10~15cm,高约10~20cm。

2适合铁丝框沉入用的盛水容器。

3浮称天平：

称量2kg，分度值0.2g。

4其他：

烘箱、温度计、孔径5及20mm筛、毛巾、磁盘等。

试验步骤：

1取粒径大于5mm得代表性试样约1000g，用清水洗净后，将试样浸在15℃~25℃的水中，浸泡24h后取出，将试样放在湿毛巾上滚擦或擦干，即得饱和面干试样，称饱和面干试样质量（mb）。

2将铁丝筐浸入水中，称铁丝筐在水中的质量（m1）。

3将已知质量的饱和面干试样全部放入铁丝筐中，缓缓浸没于水中，并在水中摇晃至无气泡逸出为止，称铁丝筐和试样在水中总质量（m2），并测定盛水容器内水温，准确至0.5℃。

4取出铁丝筐中的全部试样放于磁盘中，吸去盘中余水，置于105℃~100℃烘箱中烘4~6h，取出冷却至室温，称烘干试样的质量（md）。

5本试验称量应准确至0.2g。

试验结果应按下列公式计算：

1颗粒密度

式中

---铁丝筐在水中的质量（g）；

---铁丝筐和试样在水中总质量（g）。

作业指导书

文件代号

001.1－2010

第2版　第0次修订

第二章：

颗粒密度试验作业指导书

第二节：

浮称法

实施日期

2010年2月5日

参照规程编号

TB10102—2004

2饱和面干密度和毛体体积密度

式中

---饱和面干密度（g/cm3）；

---毛体积密度（g/cm3）；

---饱和面干试样质量（g）。

3吸着含水率

式中

---吸着含水率（%），计算至0.1%。

本试验应进行平行测定，平行测定的差值不得大于0.02g/cm3，取算术平均值。

记录格式应符合表6.3.5的要求。

作业指导书

文件代号

001.1－2010

第2版　第0次修订

第三章：

击实试验作业指导书

实施日期

2010年2月5日

参照规程编号

TB10102—2004

击实试验是测定试样在标准击实功作用下含水率与干密度之间的关系，从而确定该试样的最优含水率和最大干密度。

试验仪器：

1.击实筒：

钢制圆柱形筒，尺寸应符合该规范中20.0.3规定。

该筒配有钢护筒、底板和垫块。

2.击锤：

击锤必须配备导筒，锤与导筒之间要有相应的间隙，使锤能自由下落，并设有排气孔。

击锤可用人工操作或机械操作，机械操作的击锤必须有控制落距的跟踪装置和锤击点按一定角度均匀分布的装置。

3.推土器：

螺旋式推土器或其他适用设备。

4.天平：

称量200g，分度值0.01g。

5.台秤：

称量15kg，分度值5g。

6.标准筛：

孔径为5mm、20mm、40mm。

7.其他：

碾土设备、喷水设备、切土刀、称量盒、烘箱等。

试样制备分为干法和湿法两种，应符合下列规定；

1干法制备试样应按下列步骤进行：

1）将代表性试样风干或在低于50℃温度下进行烘干。

烘干后以不破坏试样的基本颗粒为准。

将土碾碎，过5mm、20mm或40mm筛，拌和均匀备用。

试样数量，小直径击实筒最少20kg，大直径击实筒最少50kg。

2）按本规程第4.2节烘干测定试样的风干含水率。

按试样的塑限估计最优含水率，在最优含水率附近选择一次相差约2%的含水率制备一组试样至少5个，其中2个含水率大塑限、2个小于塑限、1个接近塑限。

加水量可用下式计算：

式中

---所需加水量（g）；

---风干试样质量（g）；

---风干试样含水率（%）；

---要求达到的含水率（%）。

作业指导书

文件代号

001.1－2010

第2版　第0次修订

第三章：

击实试验作业指导书

实施日期

2010年2月5日

参照规程编号

TB10102—2004

击实试验是测定试样在标准击实功作用下含水率与干密度之间的关系，从而确定该试样的最优含水率和最大干密度。

试验仪器：

8.击实筒：

钢制圆柱形筒，尺寸应符合该规范中20.0.3规定。

该筒配有钢护筒、底板和垫块。

9.击锤：

击锤必须配备导筒，锤与导筒之间要有相应的间隙，使锤能自由下落，并设有排气孔。

击锤可用人工操作或机械操作，机械操作的击锤必须有控制落距的跟踪装置和锤击点按一定角度均匀分布的装置。

10.推土器：

螺旋式推土器或其他适用设备。

11.天平：

称量200g，分度值0.01g。

12.台秤：

称量15kg，分度值5g。

13.标准筛：

孔径为5mm、20mm、40mm。

14.其他：

碾土设备、喷水设备、切土刀、称量盒、烘箱等。

试样制备分为干法和湿法两种，应符合下列规定；

1干法制备试样应按下列步骤进行：

1）将代表性试样风干或在低于50℃温度下进行烘干。

烘干后以不破坏试样的基本颗粒为准。

将土碾碎，过5mm、20mm或40mm筛，拌和均匀备用。

试样数量，小直径击实筒最少20kg，大直径击实筒最少50kg。

2）按本规程第4.2节烘干测定试样的风干含水率。

按试样的塑限估计最优含水率，在最优含水率附近选择一次相差约2%的含水率制备一组试样至少5个，其中2个含水率大塑限、2个小于塑限、1个接近塑限。

加水量可用下式计算：

式中

---所需加水量（g）；

---风干试样质量（g）；

---风干试样含水率（%）；

---要求达到的含水率（%）。

作业指导书

文件代号

001.1－2010

第2版　第0次修订

第三章：

击实试验作业指导书

实施日期

2010年2月5日

参照规程编号

TB10102—2004

3）按预定的含水率制备试样。

根据击实筒容积大小，每个试样取2.5kg或6.5kg，平铺于不吸水的平板上，酒水拌和均匀，然后分别放入有盖的容器里静置备用。

高塑性黏性土静置时间不得小于24h，低塑性黏性土静置时间可缩短，但不应小于12h。

2湿法制备试样应按下列步骤进行：

将天然含水率的试样碾碎过5mm、20mm或40mm筛，混合均匀后，按选用击实筒容积取5份试样，其中一份保持天然含水率，其余4份分别风干或加水达到所要求的不同含水率。

制备好的试样要完全拌匀，保证水分均匀分布。

试验步骤：

1称取击实筒质量（m1）并作记录。

2将击实仪放在坚实的地面上，安装好击实筒及护筒，内壁涂少许润滑油。

每个试样应根据选用试验类型按表20.0.3规定，分层击实。

每层高度应近似，所用试样的总质量应使最后的及时面超出击实筒顶不大于6mm。

击锤应沿击实筒周围锤击一遍后，中间再加一击。

3击实完成后拆去护筒，用切土刀修平击实筒顶部的试样，拆除底板，当试样地面超出筒外时，也应修平，擦净筒的外壁，称筒和试样的总质量，准确至5g。

4用推土器将试样从筒中退出，从其中心取2个代表性试样按本规程第4.2节烘干法测定含水率。

5试样不宜重复使用。

对易被击碎的脆性颗粒及高塑性黏土的试样不得重复使用。

6按以上步骤进行不同含水率试样的击实。

试验结果应按下列公式计算及制图：

1击实后试样的湿密度：

式中

---击实后试样的湿密度（g/cm3），计算至0.01g/cm3；

---击实后筒和湿试样质量（g）；

---击实筒质量（g）；

---击实筒容积（cm3）。

作业指导书

文件代号

001.1－2010

第2版　第0次修订

第三章：

击实试验作业指导书

实施日期

2010年2月5日

参照规程编号

TB10102—2004

2击实后试样的干密度：

式中

---击实后试样的干密度（g/cm3），计算至0.01g/cm3；

---含水率（%）。

3以干密度为纵坐标，含税率为横坐标，绘制干密度与含水率的关系曲线，见图20.0.8。

4根据第20.0.4条规定，试验所得的最大干密度和最优含水率需校正时，按以下公式：

1）校正后试样的最大干密度：

式中

---校正后试样的最大干密度（g/cm3），计算至0.01g/cm3；

---粒径小于5mm、20mm或40mm的试样试验所得的最大干密度（g/cm3）；

---试样中粒径大于5mm、20mm或40mm的颗粒含量的质量分数；

---粒径大于5mm、20mm或40mm的颗粒毛体积密度（g/cm3），由本规程6.3节或6.4节测得。

2）校正后试样的最优含水率：

式中

---校正后试样的最优含水率（%），计算至0.1%；

---粒径小于5mm、20mm或40mm的试样试验所得的最优含水率（%）；

---粒径大于5mm、20mm或40mm颗粒吸着含水率（%），由本规程第6.3节或6.4节测得。

作业指导书

文件代号

001.1－2010

第2版　第0次修订

第三章：

击实试验作业指导书

实施日期

2010年2月5日

参照规程编号

TB10102—2004

5饱和含水率：

式中

---饱和含水率（%），计算至0.1%；

---试样颗粒密度，对于粗粒土，则为试样中粗细颗粒的混合密度；

---4℃时水的密度（g/cm3）；

6计算数个干密度下试样的饱和含水率，以干密度为纵坐标，含水率横坐标，绘制出饱和曲线，见图20.0.8。

记录表格应符合表20.0.9的要求。

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001.1－2010

第2版　第0次修订

第四章：

界限含水率试验作业指导书

液、塑线联合测定法

实施日期

2010年2月5日

参照规程编号

TB10102—2004

液限是黏性土从可塑状态过渡到流动状态时的界限含水率；塑限是黏性土从可塑状态过渡到半固体状态时的界限含水率；缩限是土由半固体状态过渡到固体状态时且体积不再收缩时的界限含水率。

试验仪器：

1液塑限联合测定仪如图8.2.1所示。

1）圆锥质量76g，锥角30°。

2）读书显示：

宜采用光电式、游标式和百分表式。

3）试样杯：

直径40~50mm，高30~40mm。

2天平：

称量200g，分度值0.01g。

3其他：

烘箱、干燥器、称量盒、调土刀、凡士林等。

试验步骤：

1本试验采用保持天然含水率的土样制备试样。

在无法保持土的天然含水率情况下，也可用风干土制备试样。

2当采用天然含水率的土样时，应剔除大于0.5mm的颗粒，然后分别按下沉深度为3~5mm、9~11mm及16~18mm制备不同稠度的土膏，静置湿润。

静置时间可根据含水率的大小而定。

3当采用风干土样时，取过0.5mm筛的代表性试样约200g，分成3份，分别放入3个盛土皿中，加入不同数量的纯水，使分别达到本条第2款中所述的3种稠度状态，调成均匀土膏，然后用玻璃和湿毛巾盖住或放在密封的保湿器中，静置24h。

4将制备好的土膏用调土刀加以充分调拌均匀，密实地填入试样杯中，尽量使土中空气逸出。

高出试样杯的余土用调土刀刮平，将试样杯安放在仪器升降座上。

5在圆锥仪锥体上涂以薄层凡士林。

接通电源，使电磁铁吸稳圆锥体。

6调节屏幕准线，使初始读数为零。

调整升降台，使圆锥仪锥尖刚好接触土面，指示灯亮时圆锥仪在自重作用下沉入试样中。

约经5s后立即测读圆锥下沉深度。

取出试样杯，取10g以上的试样2个装入称量盒内，测定其含水率。

7重复本条4~6款步骤，测试其余两个试样的圆锥下沉深度和含水率。

作业指导书

文件代号

001.1－2010

第2版　第0次修订

第四章：

界限含水率试验作业指导书

液、塑线联合测定法

实施日期

2010年2月5日

参照规程编号

TB10102—2004

试验结果应按下列公式计算及绘图：

1试验的含水率按本规程式（4.2.3）计算。

2以含水率为横坐标，圆锥下沉深度为纵坐标，在双对数坐标纸上绘制关系曲线图。

3取值以百分数表示，准确至0.1%。

4塑性指数

式中

---塑性指数；

---液限（%）；

---塑限（%）。

5液性指数

式中

---液性指数，计算至0.01；

---天然含水率（%）。

6含水比

式中

---含水比

记录格式应符合表8.2.4的要求。

作业指导书

文件代号

001.1－2010

第2版　第0次修订

第五章：

颗粒分析试验作业指导书

筛析法

实施日期

2010年2月5日

参照规程编号

TB10102—2004

颗粒分析试验是测定土中粒组及各粒组干土质量占该土总质量的质量分数，以百分数表示。

试验仪器：

1分析筛：

1）粗筛：

孔径为60、40、20、10、5、2mm；

2）细筛：

孔径为2、1、0.5、0.25、0.075mm。

2天平：

称量5000g，分度值1g；称量1000g，分度值0.1g；称量200g，分度值0.01g。

3筛析机：

上下震动正常。

4其他设备：

烘箱、瓷盘、研体等。

筛析法的取样数量，应符合表7.2.2的规定。

表7.2.2取样数量

土粒粒径（mm）

取样数量（g）

＜2

100~300

＜10

300~1000

＜20

1000~2000

＜40

2000~4000

＜60

4000以上

试验步骤：

1无凝聚性土的试验

1）视土样颗粒大小，用四分对角线法按表7.2.2的规定取样数量，取代表性风干试样。

当称量小于500g时，应准确至0.1g；当称量大于500g时，应准确至1g。

应准确至0.1g；当称量大于500g时，应准确至1g。

2）将试样过2mm筛，称筛上或筛下的试样质量。

当筛下的试样质量小于试样总质量的10%时，不作粗筛分析。

3）取过2mm筛上的试样倒入依次叠好的粗筛最上层筛中；筛下的试样倒入依次叠好的细筛最上层筛中，进行筛析。

细筛宜置于筛析机上震筛，震筛时间为10~15min。

4）按由上而下的顺序将各筛取下，于白瓷盘上用手帕叩摇晃，检查各筛，直至筛净为止，筛下的试样应收放入下一级筛内，最后称各级筛上及底盘内试样的质量，应准确至0.1g。

5）筛后各级筛上和底盘内试样质量的总和与筛前试样各质量的差值，不得大于试样总质量的1%。

作业指导书

文件代号

001.1－2010

第2版　第0次修订

第五章：

颗粒分析试验作业指导书

筛析法

实施日期

2010年2月5日

参照规程编号

TB10102—2004

2含有黏土粒的砂类土的试验

1）先将土样放在橡皮板上，用木碾充分碾散黏性的土团块，然后按本条第1款要求称取试样，置于盛有清水的容器内充分搅拌，使试样中的粗细颗粒完全分离。

2）将容器中的试样悬液通过2mm筛，边翻动、边冲洗、边过筛，直到筛上仅留大于2mm的土粒为止。

取筛上的试样风干后称量，准确至0.1g，然后按本条第1款第3）~5）项各步骤进行粗筛分析。

3）取过2mm筛下的悬液，用带橡皮头的研杵研磨，使通过0.075mm筛，筛上土粒反复加清水研磨过筛，直至悬液澄清为止，将筛上的试样烘干称量，准确至0.1g，然后按本条第1款第3）~5）项各步骤进行细筛分析。

4）当小于0.075mm试样质量超过试样总质量的10%时，应按本规程密度计法或移液管法测定小于0.075mm的颗粒组成。

试验结果计算公式及制图：

1小于某粒径的试样质量占试验总质量的百分数：

式中

---小于某粒径的试样质量占试样总质量的百分数（%），计算至0.1%

---小于某粒径的试样质量（g）；

---细筛分析时为所取试样质量；粗筛分析时为所取试样总质量（g）；

---粒径小于2mm或粒径小于0.075mm的试样质量占试样总质量的百分数（%）；若土中无大于2mm的颗粒时，计算细筛及粗筛分析

=100%。

2以小于某历经的试样质量占试样总质量的百分数为纵坐标，颗粒粒径为横坐标，在单对数坐标纸上绘制颗粒大小分布曲线。

当粗筛与细筛或筛析法与密度计法联合分析时，应将分段曲线接绘成一平滑曲线。

作业指导书

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001.1－2010

第2版　第0次修订

第五章：

颗粒分析试验作业指导书

筛析法

实施日期

2010年2月5日

参照规程编号

TB10102—2004

3级配指标

1）不均匀系数

式中

---不均匀系数，计算至0.01；

---限制粒径，即在分布曲线上小于该粒径的试样含量占总试样质量的60%的粒径；

---有效粒径，即在分布曲线上小于该粒径的试样含量占总试样质量的10%的粒径。

2）曲率系数

式中

---曲率系数，计算至0.01；

---在分布曲线上，小于该粒径的试样含量占总试样质量的30%的粒径；

记录格式应符合表7.2.5的要求。