《材料》重点知识点复习指南Word文档下载推荐.docx

1、3、 气相土中的气体可分为两类：与大气相连通的自由气体和与大气隔绝的封闭气体（气泡）。三、 土的物理性质指标及指标换算1土的三相图 质量 体积 ma=0 气相 Va Vv = v m mww =液相（水）= Vw ms . Vs 固相（土颗粒） V-土的总体积，cm3 或 m3 ；Vs-土的固体颗粒体积，cm3 或 m3 ；Vv-土的孔隙体积，cm3 或 m3 ；Va-土中气体体积，cm3 或 m3 ；Vw-土中水的体积，cm3 或 m3 ；m-土的总质量，g;ma-土的气体质量，g;一般ma约等于0；mw-土中水的质量，g;ms-土中固体颗粒的质量，g。2、常用指标及定义土粒相对密度 Gs=

2、ms/（w *Vs）；天然密度（湿密度） = m/V；干密度 d=ms/V；饱和密度 sat=（ms+ Vv*w）/V；浮密度 ，=（ms+ Vs*w）/V；含水量 w（%）=mw/ ms*100；孔隙比 e= Vv/ Vs;孔隙率 n（%）=Vv/ V*100饱和度 Sr=Vw/Vv*100其中土粒相对密度、天然密度、含水量是实测指标，其他是换算指标。四、 相关试验（一） 含水量试验土的含水量是在105110下烘至恒量时所失去大的水分质量和达恒量后干土质量的比值，以百分数表示。常用测定方法有：烘干法、酒精燃烧法、炒干法、碳化钙气压法、红外线照射法。计算公式：w（%）=（m-ms）/ms*10

3、0其中w含水量（%），m湿土质量（g），ms干土质量（g）。本试验进行两次平行测定，取其算术平均值；允许平行差值应符合下表规定含水量允许平行差值5%以下0.3%40%以上2%40%以下1%1、 烘干法烘干法是测定含水量的标准方法，适用于黏质土、粉质土、有机质土、砂砾土、冻土砂类土等。实验步骤（1） 取代表性试样，细粒土1530g，砂类土、有机土50g，放入称量盒内，盖好盒盖，称质量，记录盒与土样质量；（2） 揭开盒盖，将试样和盒盖放入烘箱内，在温度105110恒温下烘干。烘干时间对细粒土不得少于8小时，砂类土不得少于6小时，对含有机质超过5%的土，应将温度控制在6570恒温下烘干；（3） 将烘

4、干后的试样和盒取出，放入干燥器内冷却（一般0.51小时即可）。冷却后盖好盒盖，称质量，准确至0.01g。（4） 结果整理，按含水量计算公式计算整理。2、 酒精燃烧法本法适用于快速简易测定细粒土的含水量（含有机质的除外）。（1） 取代表性试样（黏质土510g，砂类土2030g）放入称量盒内，称湿土质量。（2） 用滴管将酒精注入有试样的称量盒中，直至盒中出现自由液面为止。（3） 点燃盒中酒精，燃至火焰熄灭。（4） 将试样冷却数分钟，按（2）、（3）步的方法重新燃烧两次。（5） 待第三次火焰熄灭后，盖好盒盖，立即称干土质量，准确至0.01 g。（6） 结果整理。3、 其它测试方法注意含有机质土的恒温

5、控制， 6070;干燥8h以上。水泥稳定土的含水量测试时烘箱开始温度为105110.（二） 密度试验土的天然密度定义为：= m/V测定密度的常用方法有环刀法、蜡封法、灌水法、灌砂法。1、 环刀法1）使用于细粒土。2）试验原理：采用一定体积的环刀削土样，使土按环刀形状充满其中，侧环刀中土重，根据已知环刀的体积就可按定义计算土的密度。3）实验步骤（1）按工程需要取原状土或制备所需要状态的扰动土，整平两端，环刀内壁涂一薄层的凡士林，刀口向下放在土样上；（2）用修土刀或钢丝锯将土样上部削成略大于环刀直径的土桩，然后将环刀垂直下压，边压边削，至土样伸出环刀上部为止。削去两端余土，使与环刀口面齐平，并用剩

6、余土样测定含水量；（3）擦净环刀外壁，称环刀与土合质量m1, 准确至0.1g；（4）结果整理按下式计算湿密度：= （m1- m2）/V；d=/（1+0.01w）式中：湿密度（g/cm3）；d 干密度（g/cm3）；m1环刀与土合质量（g）； m2环刀质量（g）；V环刀体积（cm3）；w含水量（%）。（5） 精密度和允许误差本试验须进行两次平行测定，取其平均值，平行差值不得大于0.03 g/cm3。2、 蜡封法1） 本法适用于易破裂土和形态不规则的坚硬土。2） 试验原理：将不规则的土样（体积不小于500 cm3）称其自然质量（m）后，浸入熔化的石蜡中，使土样被石蜡所包裹，而后称其在空气中重（m1

7、）与在水中重（m2），并按公式计算土样密度。3） 试验步骤（1） 用削土刀取体积大于30 cm3试件，削除试件表面的松、浮土以及尖锐菱角，在天平上称量，准确至0.01g。取代表性试样进行含水量测定。（2） 将石蜡加热刀刚过熔点，用细线系住试件浸入石蜡中，使试件表面覆盖一薄层严密的石蜡，若试件膜上有气泡，须用热针刺破，再用石蜡填充针孔，涂平孔口。（3） 待冷却后，将蜡封试件再天平上称量，准确至0.01g。（4） 用细线将蜡封试件置于天平一端，使其浸浮再盛有蒸馏水的烧杯中，注意试件不要接触杯壁，称蜡封试件再水下质量，准确至0.01g，并测量蒸馏水的温度。（5） 将蜡封试件从水中取出，擦干石蜡表面水

8、分，再空气中称其质量，将其与（3）中所称质量相比。若质量增加，表示水分进入试件中；浸入水分质量超过0.03 g，应重做。（6） 结果整理= m/【（m1- m2）wt （m1- m2）n 】其中wt 蒸馏水再t时的密度，准确至0.001 g/cm3。n 石蜡密度（一般可采用0.92g/cm3）。（m1- m2）n 蜡样体积（m1- m2）wt 蜡封试样体积3、 灌砂法（1） 本法适用于在现场测定基层、砂石路面及路基土的各种材料压实层的密实度和压实度，也适用于沥青表面处治、沥青贯入式路面的密度和压实度检测，但不适用于填石路堤等有大孔洞或大孔隙材料的压实度检测。（2） 用灌砂法测定密度和压实度时，

9、应符合下列规定：1） 当集料的最大粒径小于15 mm，测定层的厚度不超过150 mm时，宜采用100 mm的小型灌砂筒测试。2） 当集料的最大粒径大于或等于15 mm，但不大于40 mm，测定层的厚度超过150 mm，但不超过200 mm时，宜采用150 mm的大型灌砂筒测试。（3） 试验步骤1） 按现行试验方法对检测对象试样用同种材料进行击实试验，得到最大干密度（0）及最佳含水量（w0）。2） 标定灌砂筒底部的锥体内砂的质量。3） 标定量砂的单位质量s （g/cm3）。4） 现场测试步骤1 在试验地点选一块平坦表面，并将其清扫干净，其面积不得小于基板面积。2 将基板放在平坦表面上，当表面较粗

10、糙时，则将盛有量砂m5的灌砂筒放在基板中间的圆孔上，将灌砂筒的开关打开，让砂流入基板的中孔内，直到储砂筒内的砂不再下流时关闭开关。取下灌砂筒，并称量筒内砂的质量m6，准确至1g.3 取走基板，并将留在试验地点的量砂收回，重新将表面清扫干净。4 将基板放回清扫干净的表面上，沿基板中心孔凿洞。注意收集完凿出的材料并及时装入塑料袋中，不使水分蒸发。称量取出全部材料的总质量mw, 准确至1g。5 从挖出的材料中取代表性试样，放在吕盒或洁净的搪瓷盘中，测定其含水量。6 将基板安放在试坑上，将装有符合质量要求量砂的灌砂筒安放在基板中间，使灌砂筒下口对准基板的中孔及试洞，打开灌砂筒开关，让砂流入试坑内。直到

11、筒内砂不再下流试，关闭开关，仔细取走灌砂筒，并称量筒内剩余砂的质量m4，准确至1g.7 仔细取出试洞内干净量砂，留下次试验试再用。8 结果整理按相关公式计算湿密度（w）和干密度（d），压实度K=d/0*100%9 报告,干密度应准确至0.01g/cm3。（三） 相对密度（比重）试验相对密度可以通过试验直接测定，即求出土在100-105下烘干至恒量时的质量与同体积4蒸馏水质量的比值。国际上的定义是：给定体积材料的质量（或密度）与等体积水的质量（或密度）的比值。测定土的相对密度试验随土的粒径大小不同可采用不同的试验方法。主要有以下试验方法：比重瓶法，适用于粒径小于5mm的土；浮称法，适用于粒径大于

12、等于5mm的土，其中粒径为20mm的土质量小于总质量的10%；虹吸筒法，适用于粒径大于等于5mm的土，其中粒径为20mm的土质量大于总质量的10%。1、 比重瓶法1） 试验步骤（1） 将比重瓶烘干，将15g烘干装入100mL比重瓶内（若用50mL比重瓶，装烘干土约12g），称量。（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，并将瓶在砂浴中煮沸，煮沸时间自悬液沸腾时算起。（3） 如系长颈比重瓶，用滴管调整液面恰至刻度，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，称瓶、水、土总质量，

13、称量后立即测出瓶内水的温度，准确至0.5。（4） 根据测得的温度，从已绘制的的温度与瓶、水总质量关系曲线中查得瓶、水总质量。（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，其余步骤同（3）（4）。（6） 对含有某一定量的可溶盐、不亲性胶体或有机质的土，必须用中性液体（比如煤油）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12小时（至悬液内无气泡为止），其余步骤同（3）（4）。2） 结果处理（1） 用蒸馏水测定时，按下式计算相对密度（比重）：Gs=ms/（m1+ms-m2）*Gwt式中Gs土的相对密度；ms干土质量；m1瓶、水总质量；m2

14、瓶、水、土总质量；Gwtt时蒸馏水的相对密度，准确至0.001.（2） 用中性液体测定时，按照下式计算相对密度（比重）： Gs=ms/（m3+ms-m4）*Gktm3瓶、中性液体总质量；m4瓶、中性液体、土总质量；Gktt时蒸馏水的相对密度，准确至0.001.（3）本试验称量应准确至0.001g，必须进行两次平行测定，取其算术平均值，以两位小数表示，平行差值不得大于0.02.2、浮称法1）试验步骤（1）取代表性试样5001000g，彻底冲洗试样，直至颗粒表面无尘土和其它污物。（2）将试样浸在水中一昼夜取出，立即放入金属篮，缓缓浸没于水中，并在水中摇晃，至无气泡逸出为止。（3）称金属篮和试样在水

15、中的总质量。（4）取出试样烘干，称量。（5）称金属篮在水中质量，并立即测量容器内水的温度，准确至0.5。2）、结果整理按下式计算土粒相对密度（比重）：Gs=ms/（ms-（m5-m6）*Gwtm5试样和金属网篮在水中的质量；m6金属篮在水中质量；Gwtt时蒸馏水的相对密度，准确至0.001。3） 准确度及精密度同上。3、虹吸筒法（1）取代表性试样10007000g，彻底冲洗试样，直至颗粒表面无尘土和其它污物。（2）将试样浸在水中一昼夜取出，晾干（或用布擦干），称量。（3）注清水入虹吸筒，至管口有水溢出时停止注水。待管不再有水流出后，关闭管夹，将试样缓缓放入筒中，边放边搅，至无气泡逸出为止，搅动

16、时勿使水溅出筒外。称量筒质量。（4）待虹吸筒中水面平静后，开管夹，让试样排开的水通过虹吸筒流入筒中。（5）称量筒与水的质量后，测量筒内水的温度，确至0.5。（6）取出虹吸筒内试样，烘干，称量。（7）本试验称量准确至1g。2）结果整理Gs=ms/（m1- m0）-（m-ms）*Gwtm1量筒加水的质量；m0量筒质量；m晾干试样质量；Gwtt时蒸馏水的相对密度，准确至0.01。精度度和允许误差筒比重瓶法。第二节 土的粒组划分及工程分类土粒大小及粒组划分；粒度、粒度成分及其表示方法；土的级配指标Cu,Cc；土粒大小及粒组划分土的工程分类及命名，颗粒分析试验。一、 常用粒度成分表示方法有表格法、累计曲

17、线法、三角形坐标法。二、 土的工程分类及命名（一）土的分类依据：（1） 土颗粒组成特征；（2） 土的塑性指标：液限wL、塑限wP、塑性指数IP.（3） 土的划分 粒组划图 200 60 20 5 2 0.5 0.25 0.074 0.002（mm）巨粒组粗粒组细粒组漂石卵石砾砂粉粒黏粒粗中细 土分类总体系图（4） 粗粒土应根据塑性图分类。土的塑性图石以液限为横坐标、塑性指数为纵坐标构成的。（5） 土的成分代号，见公路土工试验规程。（二）巨粒土分类试样中巨粒组质量多于总质量50%的土称巨粒土，分类见下表：巨粒土漂（卵）石（其中巨粒土质量75%漂石（漂石粒组50%）B卵石（漂石粒组50%）Cb漂（

18、卵）石夹土（其中巨粒组质量占50%70%）漂石夹土（漂石粒组50%）BSL卵石夹土（漂石粒组50%）CbSL漂（卵）石质土（其中巨粒土质量仅含15%50%）漂石质土（漂石粒卵石粒）SLB卵石质土（漂石粒卵石粒）SLCb（三） 粗粒土分类试样中粗粒组质量多于总质量50%的土称粗粒土，分类见下表：土类分类符号粒砾类土（其中砾粒组质量50%）砾（细粒组质量F50%）当Cu5,Cc=13时；级配良好砾GW不同时满足Cu5,Cc=13时；级配不良砾GP砾G50%（砂G50%）细粒组质量占总质量的5%15%GF细粒土质砾50%F15%当细粒土位于塑性图A线以下时，称粉土质砾GM当细粒土位于塑性图A线以上时

19、，称黏土质砾GC砂类土（其中砾粒组质量50%）砂50%F5%级配良好砂SW级配不良砂SP含细粒土砂（F=5%15%）SF细粒土质砂当细粒土位于塑性图A线以下时，称粉土质砂SM当细粒土位于塑性图A线以上时，称黏土质砂SC（四） 细粒土分类1）试样中细粒组质量多于总质量50%的土称细粒土，分类见下表：土类细粒土（粗粒组质量少于总质量25%）粉质高（低）液限粉土（粗粒组质量25%）MHML含砾（砂）高（低）液限粉土（25%粗粒组50%）砾粒砂粒MHGMLG砾粒砂粒MHSMLS黏高（低）液限黏土（粗粒组质量25%）CHCL含砾（砂）高（低）液限黏土CHGCLGCHSCLS有机质土塑性图A线以上时，称高

20、（低）液限黏土CHOCLO塑性图A线以下时，称高（低）液限粉土MHOMLO2）塑性图（详见公路土工试验规程1、细粒土：细粒土中粗粒组质量少于总质量25%的土。（1）当细粒土位于A线以上时：在B线以右，称高液限黏土，记为CH；在B线以左，Ip=10线以上，称低液限黏土，记为CL。（2）当细粒土位于A线以下时：在B线以右，称高液限粉土，记为MH；在B线以左，Ip=10线以下，称低液限粉土，记为ML。2、 含粗粒细粒土：细粒土中粗粒组质量为总质量25%50%的土。含粗粒细粒土应先确定细粒土部分名称，再按以下规定最终定名：（1）当粗粒组终砾粒组占优势时，称含砾细粒土，在代号后缀以代号“G”。（2）当粗

21、粒组终砂粒组占优势时，称含砂细粒土，在代号后缀以代号“S”。3、有机质土（1）位于塑性图A线以上：在B线以右，称有机质高液限黏土，记为CHO；在B线以左，Ip=10线以上，称有机质低液限黏土，记为CLO。（2）位于塑性图A线以下：在B线以右，称有机质高液限粉土，记为MHO；在B线以左，Ip=10线以下，称有机质低液限粉土，记为MLO。（五）其它特殊土四、土粒级配指标土颗粒组成特征应以土的级配指标的不均匀系数Cu和曲率系数Cc表示。不均匀系数Cu反应粒径分布曲线上的土粒分布范围，按下式计算：Cu=d60/d10曲率系数Cc反映粒径分布曲线上的土粒分布形状，按下式计算：Cc=（d30）2/ （d6

22、0* d10 ）式中的d10 、d30、d60分别相当于百分含量为10%、30%、60%的粒径，d10称为有效粒径，d30称为中间粒径，d60称为限制粒径。一般认为：（1） Cu5时为均匀土，级配不好；Cu10时为级配良好的土。（2） 但是一般不能单独用Cu一个指标，而是要和Cc同时考虑，当同时满足Cu5，Cc=13之间，为级配良好的土；若不能同时满足，则为级配不良的土。五、 粒度成分分析方法 对于粗粒土，即颗粒大于0.074mm的土，可以用筛分法；对于颗粒小于0.074mm的土，则可以用比重计法。当土中粗细兼有，则可联合使用筛分和沉降分析法，对于粒径小而比重大的土，可用移液管法。（一） 筛分

23、法1、 适用范围：粒径大于0.074mm的土分析。2、 试验原理：筛析法是将土样通过逐级较小孔径的一组标准筛子。对于通过某一筛孔的土粒，可以认为其粒径恒小于该筛的孔径，反之，遗留在筛上的颗粒，可以认为其粒径恒大于该筛的孔径。这样即可把土样的大小颗粒按筛孔径大小逐级加以分组和分析。3、 实验步骤1） 对于无凝聚性的土（1） 按规定称取试样，将试样分批过2mm的筛。（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筛下的土同样将试样从大道小的次序通过小于2mm的各级细筛。用摇筛机，一般振摇时间为10至15分钟。（4） 由最大孔径的筛开始，顺序

24、将个筛取下，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。（5） 筛后各级筛上筛底土总质量与筛前试样质量之差，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。2）对于含有黏土粒的砂砾土（1）将土样放在橡皮板上，用木碾将黏结的土团充分碾散，拌匀、烘干、称量。（2）将试样置于盛有清水的的瓷盆中，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，

25、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0.074mm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0.074mm筛上，用水冲洗，直到筛上仅留大于0.074mm净砂为止。（5）将大于0.074mm的净砂烘干、称量。（6）将大于2mm颗粒及20.074mm 的颗粒质量从原称量的总质量中减去，即为小于0.074mm颗粒质量。（7）如果小于0.074mm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，另做比重计或移液管分析。4、结果整理5、注意事项（1）要求各细筛及底盘内的土质量总和与原来所取2mm筛下试样之差不得大于1%，同样各粗筛及2mm筛下的土质量和与试样质量之差不得大于1%。（2）筛分时，筛后总质量之差不得