交通部公路水运试验检测员考试复习资料材料部分重点.docx

1、交通部公路水运试验检测员考试复习资料材料部分重点交通部公路水运试验检测员考试复习资料材料一、土工试验1、土是由地壳表面的岩石经过物力风化、化学风化和生物风化作用之后的产物。2、土的三相组成：固相,液相,气相（一）、土的物理性质指标1、土的天然密度：是指土体单位体积的质量。2、土的比重(或土粒相对密度)Gs:是指土的固体颗粒质量与同体积4时纯水的质量之比。3、土的含水量:是指土中水的质量与土粒质量比，通常以百分数表示。4、干密度d :是指土的固体颗粒质量与土的总体积之比。 土的干密度越大,土越密实.所以干密度常常用作土压实的控制指标。5、饱和密度sat:是指土孔隙中充满水时的单位体积质量。6、土

2、的有效密度（或浮密度）:在地下水位以下，单位体积中土粒的质量扣除同体积水的质量后，即为单位土体积中土粒的有效质量。7、孔隙比e:土中孔隙的体积与土粒体积之比8、孔隙率n:是指土中孔隙体积与总体积之比:9、饱和度Sr:是指孔隙中水的体积与孔隙体积之比.饱和度用来描述土中水充满孔隙的程度,Sr=0时,土是完全干燥的, Sr=1时,则土为完全饱和的.按饱和度可以把砂土划分为三种状态:0 Sr0.5 稍湿的0.5 Sr0.8 潮湿的0.8 Sr1.0 饱和的常用指标换算公式：、（二）、土的物理性质试验1、含水量试验（一）、烘干法1、适用范围:烘干法是测定含水量的标准方法,适用于粘质土,粉质土,砂类土和

3、有机质土是测定含水量的标准方法。2、试验步骤（1）、取具有代表性试样,细粒土15-30g,砂类土,有机土50g,放入称量盒内,立即盖好盒盖,称其质量.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,平衡后称量结果即为湿土质量.（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。对于细粒土不得少于8h，对于砂粒土不得少于6h。对含有机质超过5%的土,应将温度控制在65-70下恒温烘干。（3）、将烘干后的试样和盒取出,放入干燥器内冷却(一般只需0.5-1h)冷却后盖好盒盖称质量精确到0.01g.（二）、酒精燃烧法本法适用于细粒土。不适用于含有机质土。在土样中加入酒

4、精,利用酒精能在土上燃烧,使土中水分蒸发,将土样烘干,一般应烧三次.（三）、含水量的其他测试方法 比重法：仅适用于砂类土。 碳化钙气压法：适用于路基土和稳定土含水量的快速简易测定。2、密度试验方法测定密度常用的方法有环刀法、蜡封法、灌砂法、灌水法、电动取土器法等. 环刀法操作简便而准确，在室内和野外普遍采用；不能用环刀削的坚硬、易碎、含有粗粒、形状不规则的土，可用蜡封法；灌砂法、灌水法一般在野外应用.在密度测试中，m较易获得，难的是V值。V值的检测操作受人为因素和土的粒度成分影响很大。 (一)、环刀法：1试验步骤（1）按工程需要取原状土或制备所需状态的扰动土样，整平两端，环刀内壁涂一薄层凡士林

5、，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子环刀直径的土柱，然后将环刀垂直下压，边压边削，至土样伸出环刀上部为止，削去两端余土，使与环刀口面齐平，并用剩余土样测定含水量。（3）擦净环刀外壁，称环刀与土合质量叫，准确至0.1g。2结果整理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，其平行差值不得大于0.03g/cm3。（二）蜡封法本试验方法适用于易破裂土和形态不规则的坚硬土。1、试验步骤（1）用削土刀切取体积大于30cm3试件，削除试件表面的松、浮土以及尖锐棱角，在天平上称量，准确至0.01g。取代表性上样进行含水量测定。（2)将石蜡加热至刚过熔点，用细线系住试

6、件侵入石蜡中，使试件表面覆盖一薄层严密的石蜡，若试件蜡膜上有气泡，需用热针刺破气泡，再用石蜡填充针孔，涂平孔口。（3）待冷却后，将蜡封试件在天平上称量，准确至0.01g。（4）利用细线将蜡封试件置于天平一端，使其浸浮在盛有蒸馏水的烧杯中，注意试件不要接触烧杯壁，称蜡封试件的水下质量，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，擦干石蜡表面水分，在空气中称其质量，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；若浸人水分质量超过0.03g，应重做。3、结果整理按下式计算湿密度3、比重试验：土的比重试验目的：是求土在105-110下烘干至恒重时的质量，然后与同体积

7、4度时蒸馏水的质量的比值。比重瓶法：比重瓶法适用于土粒小于5mm的土。浮称法：浮称法适用于土粒大于、等于5mm的土，其中20mm的土质量应小于总质量的10%虹吸筒法：适用于土粒大于、等于5mm的土，其中20mm的土质量应大于、等于总质量的10%（三）、土的粒组划分及工程分类1、粒度、粒度成分及其表示方法粒度：土粒的大小。土的粒度成分：是指土中各种不同粒组的相对含量（以干土质量的百分比表示），它可用来描述土的各种不同粒径土粒的分布特性。表示方法：表格法、累计曲线法、三角形坐标法2、土粒级配指标：Cu、Cc；土粒大小及粒组划分不均匀系数Cu反映粒径分布曲线上的土粒分布范围，按下式计算：曲率系数Cc

8、反映粒径分布曲线上的土粒分布形状，按下式计算：式中：d10、d30和d60分别为土的粒径分布曲线上对应通过率10%、30%、60%的粒径。不均匀系数Cu反映大小不同粒径的分布情况。Cu越大，表示土粒大小分布范围大，土的级配良好，曲率系数Cc则是描述累计曲线的范围，反映累计曲线的整体形状。一般认为不均匀系数Cu10时，称为级配良好的土。当同时满足不均匀系数Cu5和曲率系数Cc=1-3这两个条件时，土为级配良好土。按规定的界限粒径200mm、60mm、2mm、0.075mm、0.005mm的大小，将土粒粒组先粗分为巨粒、粗粒和细粒三个统称，再细分为六个粒组：漂石（块石）、卵石（碎石）、砾粒、砂粒、

9、粉粒和粘粒。3、土的工程分类及命名工程上以土中颗粒直径大于0.075mm的质量占全部土粒质量的50%作为一个分类界限。大于50%的称为粗粒土，小于50%的称为细粒土。（一）、交通部颁布的公路土工试验规程所列的土的分类标准依据为：1、土颗粒组成特征2、土的塑性指标：液限Wl塑限Wp和塑性指数Ip。3、土中有机质存在情况。（二）、细粒土的分类细粒组质量多于总质量50%以上的土称细粒土，细粒土应该按规定划分为细粒土，含粗粒的细粒土和有机质土。1、细粒土中粗粒组质量少于总质量25%的土称细粒土。细粒土应按塑性图分类。（1）、当细粒土位于塑性图A线以上时，按下列规定定名在B线以右，称高液限粘土（L50）

10、，记CH；在B线以左，Ip=10以上，称低液限粘土（L50），记MH；在B线以左，Ip=10线以下，称低液限粉土，记ML土正好位于塑性图A线上，定名为粘土。土正好位于塑性图B线上，定名为高液限。2、细粒土中粗粒组质量为总质量25-50%的土称含粗粒的细粒土，含粗粒的细粒土应先确定细粒土部分的名称，再按以下规定最终定名：（1）、当粗粒土中砾粒组占优势时，称含砾细粒土，应在细粒土代号后缀代号G（2）、当粗粒土中砂粒组占优势时，称含砂细粒土，应在细粒土代号后缀代号S3、含有机质的细粒土称有机质土。土中有机质包括未完全分解的动物残骸和植物残骸和完全分解的无定形物质。后者多呈黑色、青黑色或暗色；有臭味；

11、有弹性和海绵感。当不能判定时，可采用下列方法：将试样在105-110的烘箱中烘烤。烘烤24h后试样的液限小于烘前的3/4，该试样为有机质土。（1）、位于塑性图A线以上：在B线以右，称有机质高液限粘土，记为CHO在B线以左，Ip=10线以上，称有机质低液限粘土，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MLO4、颗粒分析试验方法（一）概述分析的方法有直接法和间接法，对于粒径大于0.O74mm的土用筛析法直接测试；对于粒径为0.002-0.074mm的土一般用水析法间接测试。（二）筛折法1试验原理筛析法是将

12、土样通过逐级减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。2适用范围粒径d0.074mm的土。3试验步骤将土样放在橡皮板上风干，用木碾将粘结的土团充分碾散拌匀，用四分法取代表性土样备用。将四分法取出的代表性土样称取100-4000g(土样的粒径越大称取的数量越多）。将试样过孔径为2mm的细筛，分别称出筛上和筛下土的质量。取2mm筛上试样倒人依次叠好的粗筛（孔径为60mm、40mm、20mm、10mm、5mm）的最上层筛中；取2mm筛下的土样倒人依次叠

13、好的细筛（孔径为2mm、0.5mm、0.25mm、0.074mm）的最上层筛中进行筛析，若2mm筛下的土不超过试样总质量的10%，则可省略细筛分析。同样，2mm筛上的土如不超过试样总质量的10，则可省略粗筛分析，筛析时细筛可放在摇筛机上振摇，振摇时间、般为10-15min。依次将留在各筛上的土称重。要求备细筛及底盘内土质量总和与原来所取2mm筛下试样质量之差不得大于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%。5计算及绘图在半对数坐标纸上，以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。（三）比重计法和吸管法1试验原理比重计和吸管法分析是水

14、析法的一种，实质为静水沉降法，其基本原理认为0.002-0.2mm粒径的土粒在水或液体中靠自重下沉时应作等速运动，运动的规律符合斯托克斯定律。定律认为土粒越大，在静水中沉降速度越快。反之，土粒越小、沉降速度越慢。2适用范围斯托克斯公式只适用于直径为0.2-0.002mm的颗粒。当颗粒直径过大时，其沉降速度超过公式所允许的速度，则颗粒在液体中沉降时会产生紊流现象，而不是等速运动。如颗粒直径过小，则胶体颗粒遇水后成为悬浮物质，由于水分子的作用力而相互撞击，永不停止，产生布朗运动，从而改变了原颗粒在液体中沉降的特性，故不能正确地量测其下沉速度。3方法概述对于比重计法，首先将一定体积液体中的土加以搅拌

15、，使其均匀分散于整个悬液内。自此时算起，在其后某一时间（t）将比重计放入悬液中，观测液面所达到的比重计刻度。这样，可以利用已知的t及L算得相应的等值粒径d和推求在全部悬液中所含等于和小于d的颗粒密度及其所占质量百分比。以此两项结果，在半对数纸上绘制颗粒大小分配曲线。移液管法根据斯托克斯定律计算出某一粒径的颗粒沉降至某一深度所需要的时间，在此时刻内用吸管在该深度处吸取一定体积的悬液。将吸出的悬液烘干称重；就可把不同粒级的质量测定出来以确定土的颗粒组成。（三）、土的相对密度及界限含水量1、相对密度Dr的基础概念工程上为了更好的表明粗粒土所处的密度状态，采用将现场的孔隙比e与该种土所能达到最密实时的

16、孔隙比emin和最松时的孔隙比emax相对比的办法来表示现场土孔隙比为e时的密实度。这种度量密实度的指标称为相对密度Dr表示为：Dr=(emax-e)/(emax-emin)一般认为Dr1/3时土属疏松状态；1/32/3时土属于密实状态。相对密度的另一中等价表达式为：Dr=（d-dmin）dmax/(dmax-dmin) d 式中d干密度2、粘性土的界限含水量土从液体状态向塑性体状态过渡的界限含水量称为液限L土有塑性状态向固体状态过渡的界限含水量称为塑限p粘性土塑性大小，可用土处于塑性状态的含水量变化范围衡量。此范围即液限与塑限之差值，称为塑性指数Ip=L-p。塑性指数一般用不带百分数符号的数

17、值表示，塑性指数越大，表示土越具有高塑性。液性指数ILIL=W-Wp/WL-Wp W-天然含水量当IL=1.0，即W=WL 土处于液限 IL=0， 即W=WL 土处于塑限按IL可区分土的各种状态，在公路桥涵地基与基础设计规范中规定：IL0 为坚硬状态0IL0.25 为硬塑状态0.25IL0.75 为可塑状态0.751.0 为流塑状态当土达塑限后继续变干，土的体积随含水量的减少而收缩。但达某一含水量后，土的体积不再收缩，这个界限含水量称为缩限Ws。当土的含水量低于缩限时，土将是不饱和的。3、砂的相对密实度试验（一）目的和适用范围 目的：求无凝聚性土的最大与最小孔隙比，用于计算相对密度，借此了解该

18、土在自然状态或经压实后的松紧情况和土粒结构的稳定性。 适用范围：适用于颗粒直径小于5mm的土，且粒径2-5mm的试样质量不大于试样总质量的15%。（二）试验步骤1最大孔隙比的测定 (1）取代表性试样约1.5kg，充分风干（或烘于），用手搓揉或用圆木棉在橡皮板上碾散，并拌和均匀。 (2)将锥形塞杆自漏斗下口穿人，并向上提起，使锥体堵住漏斗管口：一并放人体积1000cm3量筒中，使其下端与量筒底相接。 (3)称取试样700g，准确至1g，均匀倒人漏斗中，将漏斗与塞杆同时提高，移动塞杆使锥体略离开管口，管口应经常保持高出砂面约1-2cm，使试样缓缓且均匀分布地落人量筒中。（4）试样全部落人量筒后取出

19、漏斗与锥形塞，用砂面拂平器将砂面拂平，勿使量筒振动，然后测读砂样体积，估读至5cm3。 (5)以手掌或橡皮塞堵住量筒口，将量筒倒转，缓慢地转动量筒内的试样，并回到原来位置，如此重复几次，记下体积的最大值，估读至5cm3。（6）取上述两种方法测得较大体积值，计算最大孔隙比。 2最小孔隙比的测定（1）取代表性试样约4kg，按最大孔隙比测定的步骤处理。（2）分三次倒入容器振击，先取上述试样600-800（其数量应使振击后的体积略大于容器容积的1/3）倒人1000cm3容器内，用振动仪以各150-200次min的速度敲打容器两侧，并在同一时间内，用击锤于试样表面锤击30-60次min，直至砂样体积不变

20、为止（一般约5-10min时）。敲打时要用足够的力量使试样处于振动状态。振击时，粗砂可用较少击数，细砂应用较多击数。（3）如用电动最小孔隙比试验仪时、当试样同上法装人容器后，开动电机，进行振击试验。（4）按上述方法进行后两次加上的振动和锤击，第三次加上时应先在容器口上安装套环。（5）最后一次振毕，取下套环，用修上刀齐容器顶面削去多余试样，称量，准确至1g，计算其最小孔隙比。（三）结果整理计算最小与最大于密度dmin=m/Vmax Vmax试样最大体积dmax =m/Vmin Vmin试样最小体积 精确0.01计算最大与最小孔隙比emax=(wGs/dmin)-1emin=(wGs/dmax)-

21、1 Gs土粒比重 精确0.01计算相对密度，计算至0.01（四）精密度和允许差最小与最大干密度，均须进行两次平行测定，取其算术平均值，其平行差值不得超过0.03g/cm3。4、界限含水量试验（一）液限塑限联合测定法1仪器设备LP-100型液塑限联合测定仪；锥质量为100g锥角为300，读数显示形式宜采用光电式、游标式、百分表式。2试验主要步骤取有代表性的天然含水量或风干土样进行试验。如上中含有大于0.5mm的土粒或杂物时，应将风干土样用带橡皮头的研杵研碎或用木棒在橡皮板上压碎，过0.5m的筛。取代表性上样200g，分开放人三个盛上皿中，加不同数量的蒸馏水，使土样的含水量分别控制在液限（a点20

22、0.2mm）、略大于塑限（c点5mm以下）和二者的中间状态b点）附近。用调土刀调匀，密封放置18h以上。将制备好的土样充分搅拌均匀，分层装人盛土杯中，试杯装满后，刮成与杯边齐平。给圆锥仪锥尖涂少许凡士林，将装好土样的试杯放在联合测定仪上，使锥尖与土样表面刚好接触，然后按动落锥开关，测记经过5s锥的人土深度h。去掉锥尖人土处的凡士林，测盛土杯中土的含水量w。重复以上步骤对制备的其他两个含水量的图样进行测试。3结果整理在二级双对数坐标纸上，以含水量w为横坐标，锥入深度h为纵坐标，点绘a、b、c三点含水量的h-w图，连接三点，应成一条直线。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

23、据液限（a点含水量）在h-wL图上查得hp，以此hp再在h-w图上的ab及ac两直线上求出相应的两个含水量，当两个含水量的差值小于2%时，以该两点含水量的平均值与a值连成一条直线。当两个含水量的差大于2%时，应重做试验。在h-w图上，查得纵坐标入土深度h=20mm所对应的横坐标的含水量w即为该土样的液限含水量wL（二）滚搓法塑限试验试验按联合测定法备土料，然后取含水量接近塑限的试样一小块，先用手搓成椭圆形，然后用手掌在毛玻璃板上轻轻滚搓。当土条搓至直径为3mm时，其产生裂缝并开始断裂，则这时土条的含水量即为土的塑限含水量，收集3-5g滚搓后合格的土条测其含水量。（四）、土的动力特性与击实试验1

24、、击实的工程意义土作为筑路材料时，需要在模拟现场施工条件下，获得路基土压实的最大干密度和相应的最佳含水量。击实试验就是为了这种目的利用标准化的击实仪具，试验土的密度和相应的含水量的关系，所以击实试验是控制路基压实质量不可缺少的重要试验项目。2、击实试验原理 土在外力作用下的压实原理，可以用结合水膜润滑理论及电化学性质来解释。粘土中含水量低，水膜薄，土粒之间的摩擦力、粘结力都很大，所以压实较果差。随着土含水量的增加，水膜增厚，摩擦力与粘结力降低，所以压实效果好。表现为干密度增大，至最优含水量时，干密度达最大值。当含水量继续增大时，出现自由水，孔隙中水分不易排出，同时也排不出气体，至使干密度降低，

25、击实效果下降。3、土的击实特性（一）、击实曲线特点 1、峰值。 2、击实曲线位于理论饱和曲线左边。 3、击实曲线的形态，在最优含水量两侧左陡右缓，右侧线型大致与饱和曲线平行。（二）、影响击实效果的因素 1、含水量的影响 2、击实功能的影响 3、土类及级配的影响4、击实试验 （一）试验方法的类型击实试验分轻型和重型两类。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/m2最大粒径mm内径高容积轻型I法I.152.5301012.7997327598.225I.252.53015.2122177359598.238重型II法II.154.5451012.799752726

26、87.025II.254.54515.21221773982677.238 （三）试验方法1试样制备 试样制备分子法和湿法两种，对一般土，干法制样和湿法制样所得击实结果有一定差异，对于具体试验应根据工程性质选择制备方法。 （1）干法制样：将代表性土样风干或在低于50温度下烘干，放在橡皮板上用木碾碾散，过筛（筛号视粒径大小而定）拌匀备用。测定土样风干含水量w。，按土的塑限估计最佳含水量（最佳大致为0=p+2），并依次按相差约2的含水量制备一组试样（不少于5个），其中有两个大于和两个小于最佳含水量。按确定含水量制备试样。将称好的质量的土平铺于不吸水的平板上，用喷水设备往土样上均匀喷洒预定mw的水量

27、，静置一段时间后，装人塑料袋内静置备用。静置时间对高液限粘土不得少于24h对低液限粘土不得少于12h。 （2）湿法制样：对天然含水量的土样过筛（筛孔视粒径大小而定），并分别风干到所需的几组不同含水量备用。 2.试样击实 将击实筒放在坚硬的地面上，取制备好的土样按所选击实方法分3或5次倒入筒内，每层按规定的击实次数进行击实，要求击完后余土高度不超过试筒顶面小试筒5mm、大试筒6mm。 用修土刀齐筒顶削平试样，称筒和击实样土重后用推土器推出筒内试样，测定击实试样的含水量和测算击实后土样的湿密度，依次重复上述过程将所备不同预定含水量的上样击完。 3.结果整理计算击实后各点的干密度pd。p击实后的湿密

28、度 w击实后的含水量 以干密度pd为纵坐标，含水量w为横坐标，绘pd-w关系曲线，曲线上峰值点的纵、横坐标分别为最大干密度和最佳含水量。 4注意问题当土样中大于38mm粒径的土含量小于总含量的30%时，求出试料中粒径大于38mm颗粒含量的P值。取出大于38mm颗粒，仅把小于38mm粒径的土做击实试验。（四）无机结合料稳定土的击实试验方法1概述水泥遇水就要开始水化作用，从加水拌和到进行击实试验问隔的时间愈长，水泥的水化作用和结硬程度就愈大。水化作用会影响水泥混合料所能达到的密实度，间隔时间愈长，影响愈大，所以，水泥不参与上与其他混合料的浸润过程，仅在击实前1h内将其和已浸润过的料进行拌和。另外，

29、含水量的测试也应采用无机结合料稳定土的含水量测试法。2试验方法试料的准备可参照常规土击实法进行。试件制备时，先将除水泥以外的设计料按比例称取并充分拌和均匀。给试样配水后将其装人密封容器或塑料口袋内浸润备用。击实前1h内将所需要的稳定剂水泥加至浸润后的试料中并且拌和均匀。击实过程类似于普通土击实过程，击实后含水量应按无机结合料稳定土含水量的要求测定。资料整理过程也类同于普通土击实方法。当试样中大于规定最大粒径的超尺寸颗粒的含量为5-30%时，按下式对试验所得最大干密度和最佳含水量进行校正：3注意事项（1）试验集料的最大粒径宜控制在25mm以内，最大不得超过40mm（圆孔筛）。（2）试料浸润时间：

30、粘性土12-24h，粉性土6-8h，砂性土、砂砾土、红土砂砾、级配砂砾等4h左右，含土很少的未筛分碎石、砂砾和砂等2h。（3）试料浸润后才加水泥，并应在1h内完成击实试验，拌和后超过1h的试样，应予作废。 石灰可与试料一起拌匀后浸润。（4）试料不得重复使用。（5）应做两次平行试验，两次试验最大干密度的差不应超过0.05g/cm3（稳定细粒土）和0.08/cm3（稳定中粒土和粗粒土），最佳含水量的差不应超过0.5（最佳含水量小于10）和1.0（最佳含水量大于10%）。（五）、土体压缩性指标及强度指标1、压缩机理 土在压力作用下体积缩小的特性称为土的压缩性。土的压缩通常由三部分组成：固体颗粒被压缩；土中水及封闭气体被压缩；水和气体从孔隙中被挤出。2、室内压缩试验及压缩性指标（一）压缩试验的基本原理压缩试验是研究土体一维变形特性的测试方法，试验系将试样放在限制侧向变形的压缩容器内，分级施加垂