岩土力学试验.docx
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岩土力学试验
一、颗粒分析试验
T0115—1993筛分法
1.目的和适用范围
本试验法适用于分析粒径大于0.075mm的土颗粒组成。
对于粒径大于60mm的土样，本试验方法不适用。
2.仪器设备
2．1标准筛：
粗筛（圆孔）孔径为60mm,40mm,20mm,10mm,5mm,2mm;细筛孔径为2.0mm,1.0mm,0.5mm,0.25mm,0.075mm.
2.2天平：
称量5000g，感量5g;称量1000g，感量1g;称量200g，感量0.2g.
2.3摇筛机
2．4其他：
烘箱、筛刷、烧杯、木榐、研钵机杵等。
3试样
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：
3.1小于2mm颗粒的土100~300g。
3.2最大粒径小于10mm的土300~900g。
3.3最大粒径小于20mm的土1000~2000g。
3.4最大粒径小于40mm的土2000~4000g。
3,5最大粒径大于40mm的土4000g以上。
4.试验步骤
4.1对于无凝聚性的土
4.1.1按规定称取试样，将试样分批过2mm筛。
4.1.2将大于2mm的试样按从大到小的次序，通过大于2mm的各级粗筛。
将留在筛上的土分别称量。
4.1.32mm筛下的土如数量过多，可用四分法缩分至100~800g。
将试样按从大到小的次序通过小于2mm的各级细筛。
可用摇筛机进行振荡。
振荡时间一般为10~15分钟。
4.1.4由最大孔径的筛开始，顺序将各筛取下，在白纸上用手轻叩摇晃，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。
4.1.5筛后各级筛上和筛底土总质量与筛前试样质量之差，不应大于1%。
4．1.6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。
4.2对于含有黏土粒的砂砾土
4.2.1将土样放在橡皮板上，用木榐将黏结的土团充分榐散，拌匀、烘干、称量。
如土样过多时，用四分法称取代表性土样。
4.2.2将试样置于盛有清水的瓷盆中，浸泡并搅拌，使粗细颗粒分散。
4.2.3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重。
按以上方法进行粗筛分析。
4.2.4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，直到筛上仅留大于0。
075mm净砂为止。
4.2.5将大于0.075mm的净砂烘干称重，并进行细筛分析。
4.2.6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。
4.2.7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。
5结果整理
5.1按下式计算小于某粒径颗粒质量百分数：
X=A/B*100%（T0115—1）
式中：
X—小于某粒径颗粒的质量百分数（%），计算至0.01
A---小于某粒径的颗粒质量（%）
B---试样的总重量（g）。
5.2当小于2mm的颗粒如用四分法缩分取样时，按下式计算试样中小于某粒径的颗粒质量占总土质量的百分数;
X=a/bxpx100（T0115--2）
式中：
X--小于某粒径颗粒的质量百分数（%），计算至0.01
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（%）
5.3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。
5.4必要时按下式计算不均匀系数：
Cu=d60/d10（T0115---3）
式中：
Cu----不均匀系数，计算至0.1且含两位以上有效数字；
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）。
5.5本试验记录格式如表T0115—1.
5.6精密度和允许差。
筛后各级筛上和筛底土总质量与筛前试样质量之差，不应大于1%。
6报告
6.1土的鉴别分类和代号。
6.2颗粒级配曲线。
6.3不均匀系数Cu。
二土的含水率试验
T0103---1993烘干法
1目的和适用范围
本试验方法适用于测定黏质土、粉质土、砂类土、砂砾石、有机质土和冻土土类的含水率。
2仪器设备
2.1烘箱：
可采用电热烘箱或温度能保持105~110℃的其他能源烘箱。
2.2天平：
称量200g,感量0.01g；称量1000g，感量0.1g。
2.3其他：
干燥器、称量盒【为简化计算手续，可将盒质量定期（3~6个月）调整为恒质量值】等。
3试验步骤
3.1取具有代表性试样，细粒土15~30g，砂类土、有机质土为50g，砂砾石为1~2kg，放入称量盒内，立即盖好盒盖，称质量。
称量时，可在天平一端放上与该称量盒等质量的砝码，移动天平游码，平衡后称量结果减去称量盒质量即为湿土质量。
3.2揭开盒盖，将试样和盒放入烘箱内，在温度105~110℃恒温下烘干。
烘干时间对细粒土不得少于8h，对砂类土不得少于6h。
对含有机质超过5%的土或含石膏的土，应将温度控制在60~70℃的恒温下，干燥12~15h为好。
3.3将烘干后的试样和盒取出，放入干燥器内冷却（一般只需要0.5~1h即可）。
冷却后盖好盒盖，称质量，准确至0.01g。
注
（1）对于大多数土，通常烘干6~24h就足够。
但是，某些土或试样数量过多或试样很潮湿，可能需要烘更长的时间。
烘干时间也与烘箱内试样的总质量、烘箱的尺寸及通风系统的效率有关。
注
（2）；如铝盒的盖密闭，而且试样在称量前放置时间较短，可以不需要放在干燥器中冷却。
4结果整理
4.1按下式计算含水率：
W=（m-ms）/msx100%（T0103---1）
式中：
w----含水率（%），计算至0.1；
m---湿土质量（g）；
ms---干土质量（g）。
4.2本试验记录格式如表T0103—1.
表T0103—1含水率试验记录（烘干法）
工程编号——试验者———
土样说明——计算者———
试验日期——校核者———
盒号
1
2
3
4
盒质量（g）
（1）
20
20
20
20
盒+湿土质量（g）
（2）
38.87
40.54
40.65
40.45
盒+干土质量（g）
（3）
35.45
36.76
36.16
35.94
水分质量（g）
（4）=
（2）-（3）
3.42
3.78
4.49
4.51
干土质量（g）
（5）=（3）-
（1）
15.45
16.76
16.16
15.94
含水率（g）
（6）=（4）/（5）
22.1
22.6
27.8
28.3
平均含水率（%）
（7）
22.4
28.15
4.3精密度和允许差
本试验须进行二次平行测定，取其算术平均值，允许平行差值应符合表T0103—2规定。
表T0103—2含水率测定的允许平行差值
含水率（%）
允许平行差值（%）
含水率（%）
允许平行差值（%）
5以下
0.3
40以上
≤2
40以下
≤1
对层状和网状构造的冻土
＜3
5报告
5.1土的鉴定类别和代号。
5.2土的含水率w的值。
三、土的比重试验
T0112——1993比重瓶法
1目的和适用范围
本试验法适用于粒径小于5mm的土。
2仪器设备
2.1比重瓶：
容量100（或50）ml.
2.2天平：
称量200g，感量0.001g。
2.3恒温水槽：
灵敏度±1℃。
2.4砂浴。
2.5真空抽气设备。
2.6温度计：
刻度为0~50℃，分度值为0.5℃。
2.7其他：
如烘箱、蒸馏水、中性液体（如煤油）、孔径2mm及5mm筛、漏斗、滴管等。
2.8比重瓶校正。
2.8.1将比重瓶洗净、烘干，称比重瓶质量，准确至0.001g。
2.8.2将煮沸后冷却的纯水注入比重瓶。
对长颈比重瓶注水至刻度处，对短颈比重瓶应注满纯水，塞紧瓶塞，多余水分自瓶塞毛细管中溢出。
调节恒温水槽至5℃或10℃，然后将比重瓶放入恒温水槽内，直至瓶内水温稳定。
取出比重瓶，擦干外壁，称瓶、水总质量，准确至0.001g。
2.8.3以5℃级差，调节恒温水槽的水温，逐级测定不同温度下的比重瓶、水总质量，至达到本地区最高自然气温为止。
每级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，取两次测值的平均值，绘制温度与瓶、水总质量的关系曲线。
3试验步骤
3.1将比重瓶烘干，将15g烘干土装入100ml比重瓶内（若用50ml比重瓶，装烘干土约12g），称量。
3.2为排除土中空气，将已装有干土的比重瓶，注蒸馏水至瓶的一半处，摇动比重瓶，土样浸泡20h以上，再将瓶在砂浴中煮沸，煮沸时间自悬液沸腾时算起，砂及低夜限黏土应不少于30分钟，高液限黏土应不少于1h，使土粒分散。
注意沸腾后调节砂浴温度，不使土液溢出瓶外。
3.3如系长颈比重瓶，用滴定管调整液面恰至刻度处（以弯液面下缘为准），擦干瓶外及瓶内壁刻度以上部分的水，称瓶，水、土、总质量。
如系短颈比重瓶，将纯水注满，使多余水分自瓶塞毛细管中溢出，将瓶外水分擦干后，称瓶、水、土总质量，称量后立即测出瓶内的温度，准确至0.5℃。
3.4根据测得的温度，从已绘制的温度与瓶、水总质量关系曲线中查得瓶水总质量。
如比重瓶体积事先未经温度校正，则立即倾去悬液，洗净比重瓶，注入事先煮沸过且与试验时同温度的蒸馏水至同一体积刻度处，短颈比重瓶则注水至满，按本试验3.3步骤调整液面后，将瓶外水分擦干，称瓶、水总质量。
3.5如系砂土，煮沸时砂粒易跳出，允许用真空抽气法代替煮沸法排除土中空气，其余步骤与本试验3.3、3.4相同。
3.6对含有某一定量的可溶性盐、不亲性胶体或有机质的土，必须用中性液体（如煤油）测定，并用真空抽气法排除土中气体。
真空压力表读数宜为100kpa，抽气时间1~2h（直至悬液内无气泡为止），其余步骤同本试验3.3、3.4.
3.7本试验称量应准确至0.001g。
4结果整理
4.1用蒸馏水测定时，按下式计算比重：
Gs=ns/（m1=ms-m2）xGwt
式中；Gs——土的比重，计算至0.001；
ms——干土质量（g）；
m1——瓶、水总质量（g）；
m2——瓶、水、土总质量（g）；
Gwt——t℃时蒸馏水的比重（水的比重可查物理手册），准确至0.001.
4.2用中性液体测定时，按下式计算比重：
（T0112——2）
Gs=ms/（m’1+ms-m’2）xGkt
式中：
Gs——土的比重，计算至0.001；
m’1——瓶、中性液体总质量（g）；
m’2——瓶、土、中性液体总质量（g）；
Gkt——t℃时中性液体的比重（应实测），准确至0.001.
4.3本试验记录格式如表T0112——1
表T0112——1比重试验记录（比重瓶法）
工程名称——试验方法——试验日期——
试验者——计算者——校核者——
试验编号
比重瓶号
温度（℃）
液体比重
比重瓶质量（g）
瓶、干土总质量（g）
干土质量（g）
瓶、液总质量（g）
瓶、液、土总质量（g）
与干土同体积的液体质量（g）
比重
平均比重值
备注
（1）
（2）
（3）
（4）
（5）
（6）
（7）
（8）
（9）
（4）-（3）
（5）+（6）-（7）
（5）/（8）x
（2）
1
15.2
0.999
34.886
49.831
14.945
134.714
144.225
5.434
2.746
2.75
2
15.2
0.999
34.287
49.227
14.940
134.696
144.191
5.445
2.741
4.4精密度和允许差
本试验必须进行二次平行测定，取其算术平均值，以两位小数表示，其平行差值不得大于0.02.
5报告
5.1土的鉴别分类和代号。
5.2土的比重Gs值。
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