土工试验检测作业标准指导书.docx

1、土工试验检测作业标准指导书专题：土工试验检测作业指导书名称：土工试验检测方法编号：YNHS-WC2-ZD20第1页共28页一 试样制备1.1.1 本试验方法适适用于颗粒粒径小于60mm原状土和扰动土。1.1.2 依据力学性质试验项目要求，原状土样同一组试样间密度许可差值为0.03g/cm3；扰动土样同一组试样密度和要求密度之差不得大于0.01 g/cm3；一组试样含水率和要求含水率之差不得大于1%。1.1.3 试样制备需关键仪器设备，应符合下列要求：1 细筛：孔径0.5mm，2mm。2 洗筛：孔径0.075mm。3 台秤和天平：称量500g，最小分度值0.1g；称量200g，最小分度值0.01

2、g。4 环刀：不锈钢材料制成，内径61.8mm和79.8mm，高20mm；内径61.8mm，高40mm。5 其它：包含切土刀、钢丝锯、碎土工具、烘箱、保湿缸、喷水设备等。1.1.4 原状土试样制备，应按下列步骤进行：1 将土样筒按标明上下方向放置，剥去蜡封和胶带，开启土样取出土样。检验土样结构，当确定土样已受扰动或取土质量不符合要求时，不应制备力学性质试验试样。2 依据试验要求用环刀切取试样时，应在环刀内壁涂一薄层凡士林，刃口向下放在土样上，将环刀垂直下压，并用切土刀沿环刀外侧切削土样，边压边削至土样高出环刀，依据试样软硬采取钢丝锯或切土刀整平环刀两端土样，擦净环刀外壁，秤环刀和土总质量。3

3、从余土中替换表性试样测定含水率，比重、颗粒分析、界限含水率等项试验取样，应按本标准第1.1.5条2款步骤要求进行。4 切削试样时，应对土样层次、气味、颜色、夹杂物、裂缝和均匀性进行描述，对低塑性和高灵敏度软土、制样时不得扰动。1.1.5 扰动土试样备样，应按下列步骤进行：1 将土样从土样筒或包装袋中取出，对土样颜色、气味、夹杂物和土类及均匀程度进行描述，并将土样切成碎块，拌和均匀，替换表性土样测定含水率。专题：土工试验检测作业指导书名称：土工试验检测方法编号：YNHS-WC2-ZD20第2页共28页2 对均质和含有机质土样，宜采取天然含水率状态下代表性土样，供颗粒分析、界限含水率试验。对非均质

4、土应依据试验项目取足够数量土样，置于通风处凉干至碾散为止。对砂土和进行比重试验土样宜在105110温度下烘干，对有机质含量超出5%土、含石膏和硫酸盐土，应在6570温度下烘干。3 将风干或烘干土样放在橡皮板上用橡皮锤碾散。4 对分散后粗粒土和细粒土，应按本标准表B.1.1要求过筛。对含细粒土砾质土，应先用水浸泡并充足搅拌，使粗细颗粒分离后按不一样试验项目标要求进行过筛。二 含水率试验2.1.1 本试验方法适适用于粗粒土、细粒土、有机质土和冻土。2.1.2 本试验所用关键仪器设备，符合下列要求：1 电热烘箱：应能控制温度为105110。2 天平：称量200g，最小分度值0.01g；称量1000g

5、，最小分度值0.1g。2.1.3 含水率试验，应按下列步骤进行：1 取含有代表性试样1530g或用环刀中试样，有机质土、砂类土和整体状结构冻土为50g，放入称量盒内，盖上盒盖，称盒加湿土质量，正确至0.01g。2 打开盒盖，将盒置于烘箱内，在105110恒温下烘至恒量。烘干时间对粘土、粉土不得小于8h，对砂土不得小于6h，对含有机质超出干土质量5%土，应将温度控制在6570恒温下烘至恒量。3 将称量盒从烘箱中取出，盖上盒盖，放入干燥容器内冷却至室温，称盒加干土质量，正确至0.01g。2.1.4 试样含水率，应按下式计算，正确至0.1%。0=（m0/md-1）100% (2.1.4)式中 md干

6、土质量（g）m0湿土质量（g）2.1.5 对层状和网状结构冻土含水率试验应按下列步骤进行：用四分法切取200专题：土工试验检测作业指导书名称：土工试验检测方法编号：YNHS-WC2-ZD20第3页共28页500g试样（视冻土结构均匀程度而定，结构均匀少取，反之多取）放入搪瓷盘中，称试样质量m1，正确至0.1g。待冻土试样融化后，调成均匀糊状（土太湿时，多出水分让其自然蒸发或用吸球吸出，但不得将土粒带出；土太干时，可合适加水），称土糊质量m2，正确至0.1g，从糊状土中取样测定含水率h，其试验步骤和计算按本标准第2.1.3、2.1.4条进行。2.1.6 层状和网状冻土含水率，应按下式计算，正确至

7、0.1%。=m1/m2（1+0.01h）-1100% (2.1.6)式中 含水率（%）m1冻土试样质量（g）m2糊状试样质量（g）h糊状试样含水率（%）2.1.7 本试验必需对两试样进行平行测定，测定差值：当含水率小于40%时为1%；当含水率等于、大于40%时为2%，对层状和网状结构冻土小于3%，取两测值平均值，以百分数表示。2.1.8 含水率试验统计格式见书SL237-1999附录D表D1。三 土粒比重试验3.1.1 本试验方法适适用于粒径小于5 mm各类土。3.1.2 本试验所用关键仪器设备，应符合下列要求：1 比重瓶：容积100ml或50ml，分长颈和短颈两种。2 恒温水槽：正确度应为1

8、。3 砂浴：应能调整温度。4 天平：称量200g，最小分度值为0.5。5 温度计：刻度为0-50，最小分度值为0.5。3.1.3 比重瓶校准，应按下列步骤进行：1 将比重瓶洗净、烘干、置于干燥器内，冷却后称量，正确至0.001g。专题：土工试验检测作业指导书名称：土工试验检测方法编号：YNHS-WC2-ZD20第4页共28页2 将煮沸经冷却纯水注入比重瓶，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，多出水自瓶毛细管中溢出，将比重瓶放入恒温水槽直至瓶内水温稳定。取出比重瓶，擦干外壁，称瓶、水总质量，正确至0.001g。测定恒温水槽内水温，正确至0.5。3 调整数个恒温水槽内温度，

9、温度差宜为5，测定不一样温度下瓶、水总质量，每个温度时均应进行两次平行测定，两次测定差值不得大于0.002g，取两次测值平均值。绘制温度和瓶、水总质量关系曲线，见SL237-1999图6.2.3。3.1.4 比重瓶法试验试样制备，应按SL237-1999标准第3.1.5第1、2款步骤进行。3.1.5 比重瓶法试验，应按下列步骤进行：1 将比重瓶烘干。称烘干试样15g（当用50ml比重瓶时，称烘干试样10g）装入比重瓶，称试样和瓶总质量，正确至0.001g。2 向比重瓶内注入半瓶纯水，摇动比重瓶，并放在砂浴上煮沸，煮沸时间自悬液沸腾起砂土不应少于30min，粘土、粉土不得小于1h。沸腾后应调整砂

10、浴温度，比重瓶内悬液不得溢出。对砂土宜用真空抽气法，对含有溶盐、有机质和亲水性胶体土必需用中性液体（煤油）替换纯水，采取真空抽气法排气，真空表读数宜靠近当地一个大气负压值，抽气时间不得小于1h。注：用中性液休，不能用煮沸法。3 将煮沸经冷却纯水（或抽气后中性液体）注入装有试样悬液比重瓶，当用长颈比重瓶时注纯水至刻度处；当用短颈比重瓶时应将纯水注满，塞紧瓶塞 ，多出水分自瓶塞毛细管中溢出。将比重瓶置于恒温水槽内至温度稳定，且瓶内上部悬液澄清。取出比重瓶，擦干瓶外壁，称比重瓶、水试样总质量，正确于0.001g；并应测定瓶内水温，正确至0.5。4 从温度和瓶、水总质量关系曲线中查得各试验温度下瓶、水

11、总质量。3.1.6 土粒比重，应按下式计算：专题：土工试验检测作业指导书名称：土工试验检测方法编号：YNHS-WC2-ZD20第5页共28页Gs=md/(mbw+md+mbws)GiT (3.1.6)式中 mbw比重瓶、水总质量（g）mbws比重瓶、水、试样总质量（g）GiTT时纯水或中性液体比重水比重可查物理手册，中性液体比重应实测，称量应正确至0.001g。3.1.7 比重瓶法试验统计格式见SL237-1999附录D表D6。四 界限含水率试验4.1 液、塑限联合测定法4.1.1 本试验方法适适用于粒径小于0.5mm和有机质含量小于试样总质量5%土。4.1.2 本试验所用关键仪器设备，应符合

12、下列要求：1 液、塑限联合测定仪：包含带标尺圆锥仪、电磁铁、显示器、控制开关和试样杯。圆锥质量为76g，锥角为30；读数显示宜采取光电式，游标式和百分表式，试样杯内径为40mm，高度为30mm。2 天平：称量200g，最小分度值0.01g。4.1.3 液、塑限联合测定法试验，应按下列步骤进行：1 本试验宜采取天然含水率试样，当土样不均匀时，采取风干试样，当试样中含有粒径大于0.5mm土粒和杂物时，应过0.5mm筛。2 当采取天然含水率土样时，替换表性土样250g；采取风干试样时，取0.5mm筛下代表性土样200g，将试样放在橡皮板上用纯水将土样调成均匀膏状，放入调土皿，浸润过夜。3 将制备试样

13、充足调拌均匀，填入试样杯中，填样时不应留有空隙，对较干试样应充足搓揉，密实地填入试样杯中，填满后刮平表面。4 将试样杯放在联合测定仪升降座上，在圆锥上抹一薄层凡士林，接通电源，使电磁铁吸住圆锥。专题：土工试验检测作业指导书名称：土工试验检测方法编号：YNHS-WC2-ZD20第6页共28页5 调整零点，将屏幕上标尺调在零位，调整升降座，使圆锥尖接触试样表面，指示灯亮时圆锥在自重下沉入试样，经5s后测读圆锥下沉深度（显示在屏幕上），取出试样杯，挖去锥尖入土处凡士林，取锥体周围试样不少于10g，放入称量盒内，测定含水率。6 将全部试样再加水或吹干并调匀，反复本条3至5款步骤分别测定第二点、第三点试

14、样圆锥下沉深度及对应含水率，液塑限联合测定应不少于三点。注：圆锥入土深度宜为34mm，79mm，1517mm。4.1.4 试样含水率应按本标准式（2.1.4）计算。图4.1.54.1.5 以含水率为横坐标，圆锥入土深度为纵坐标在双对数坐标纸上绘制关系曲线（见图4.1.5），三点应在一直线上图中A线。当三点不在一直线上时，经过高含水率点和其它两点连成二条直线，在下沉为2mm处查得对应2个含水率，当两个含水率差值小于2%时，应以两点含水率平均值和高含水率点连一直线图中B线，当两个含水率差值大于、等于2%时，应重做试验。4.1.6 在含水率和圆锥下沉深度关系图（见SL237-1999图8.1.5）上

15、查得下沉深度为17mm所对应含水率为液限，查得下沉深度为10mm所对应含水率为10mm液限，查得下沉深度2mm所对应含水率为塑限，取值以百分数表示，正确至0.1%。4.1.7 塑性指数应按下式计算：Ip=L-P (4.1.7)式中Ip塑性指数L液限（%）P塑限（%）4.1.8 液性指数应按下式计算IL=（0-P）/IP (4.1.8)专题：土工试验检测作业指导书名称：土工试验检测方法编号：YNHS-WC2-ZD20第7页共28页式中IL液性指数，计算至0.01。4.1.9 液、塑限联合测定法试验统计格式见SL237-1999附录D表D12。4.2 滚搓法塑限试验4.2.1 本试验方法适适用于粒

16、径小于0.5mm土。4.2.2 本试验所用关键仪器设备，应符合下列要求：1 毛玻璃板：尺寸宜为200mm300mm2 卡尺：分度值为0.02mm4.2.3 滚搓法试验，应按下列步骤进行：1 取0.5mm筛下代表性试样100g，放在盛土皿中加纯水拌匀，湿润过夜。2 将制备好试样在手中揉捏至不粘手，捏扁，当出现裂缝时，表示其含水率靠近塑限。3 取靠近塑限含水率试样8-10g，用手搓成椭圆形，放在毛玻璃板上用手掌滚搓，滚搓时手掌压力要均匀地施加在土条上，不得使土条在毛玻璃板上无力滚动，土条不得有空心现象，土条长度不宜大于手掌宽度。4 当土条直径搓成3mm时产生裂缝，并开始断裂，表示试样含水率达成塑限

17、含水率，当土条直径搓成3mm时不产生裂缝或土条直径大于3mm时开始断裂，表示试样含水率高于塑限或低于塑限，全部就重新取样进行试验。5 取直径3mm有裂缝土条3-5g，测定土条含水率。4.2.4 本试验应进行两次平等测定，两次测定差值应符合本标准2.1.7条要求，取两次测值平均值。4.2.5 滚搓法试验统计格式见SL237-1999附录D表D14。五 固结试验5.1.1 杠杆式固结仪使用前应符合下列要求：1、台面和加压横梁应保持水平，传力拉杆和台面通孔壁应无磨擦。2、加压杠杆应处于水平状态，杠杆摆动应灵活。专题：土工试验检测作业指导书名称：土工试验检测方法编号：YNHS-WC2-ZD20第8页共

18、28页3、固结容器组件应齐全、配套、百分表支架应牢靠，百分表表杆应灵活。4、砝码应和试样面积和压力等级相匹配。5.1.2 固结仪应定时校正，校正方法应符合土工试验规程SU14-95杠杆式固结仪校验方法。六 压缩试验6.1.1 本试验应按下列步骤进行：1、在固结容器内，依次放置护环，透水板和滤纸，护环内放入带试样环刀（刃口向下），套上导环，试样上依次放置滤纸、透水板用传压板，滤纸和透水板湿度应靠近试样湿度。2、将容器置于加压框架正中，使传压板和加压框架中心对准，施加1-2kPa接触压力，安装百分表，将其指针调至最大最程零点。3、依据土自重压力和软硬程度施加第一级压力25kPa或多或50kPa，对

19、于饱和试样或工程要求浸水试样，立即向容器内注入纯水，水面应高出试样顶面，并保持该水面至试验结束。对于非饱和试样，宜用湿棉纱围住传压板四面。4、加压后，每隔1h测记百分表读数一次，直至试样变形稳定为止，变形稳定标准应为百分表读数每小时改变小于0.01mm。5、试样在第一级压力下变形稳定后，施加下一级压力，并以这类推。压力等级次序宜为25、50、100、200、300、400kPa，最终一级压力应大于土自重压力和附加压力之和。6、测记最终一级压力下试样变形稳定读数，拆卸百分表，退除压力，取出容器，排除容器内积水。取出传压板、导环、透水板、滤纸、带试样环刀及护环等，并推出试样，擦净固结容器。需要时应

20、按土工试验规程第四章要求，测定试样含水量。6.1.2 某级压力下试样变形稳定后孔隙比，应按下式计算：hiei=e0- (1+e0) (5.3.2)h0专题：土工试验检测作业指导书名称：土工试验检测方法编号：YNHS-WC2-ZD20第9页共28页式中 ei某级压力下试样变形稳定后孔隙比，计算至0.001；hi某级压力下试样变形稳定后总变形量，等于该压力下百分表稳定读数减去该压力仪器变形量（mm）。6.1.3在直角坐标纸上，以孔隙比为纵坐标，压力为横坐标，绘制孔隙比和压力关系曲线，如土工试验规程（YSJ225-92）图6.3.3所表示。6.1.4 某一压力范围内压缩系数应按下式计算：av=(ei

21、-ei+1)/(Pi+1-Pi)103 (5.3.4)式中av压力Pi至Pi+1间压缩系数（Mpa-1），计算至0.01 Mpa-1；ei+1在压力Pi+1下试样变形稳定后空隙比；Pi土自重压力或P=100kPa；Pi+1土自重压力和附加压力之和或P=200kPa。6.1.5 某一压力范围内压缩模量应按下列公式计算：Es=(1+e0)/ av (5.3.5)式中Es压缩模量（Mpa），计算至0.1Mpa。七 先期固结压力试验7.1.1 本试验应按下列步骤进行：1、试样安装按本章6.1.1条一至二款要求进行。2、依据土自重压力和软硬程度施加第一级压力12.5kPa或25kPa，对于饱和试样，立即

22、向容器内注入纯水，水面应高出试样顶面，并保持该水面至试验结束。对于非饱和试样，宜用湿棉纱围住传压板四面。3、加压后，每隔1h测记百分表读数一次，直至试样变形稳定为止，变形稳定标准应为百分表读数每小时改变小于0.005mm或每级压力下固结24h。4、试样在第一级压力下变形稳定后，施加下一级压力，并以这类推，加压时，荷重率宜小于1，通常压力等级次序为12.5、25、50、75、100、150、200、300、400、800、1200、1600、2400、3200kPa。试验过程中，压力等级可依据土状态增减，最终一级专题：土工试验检测作业指导书名称：土工试验检测方法编号：YNHS-WC2-ZD20第

23、10页共28页压力应使elgP曲线下段出现不少于三个压力点直线段。5、对超固结土必需进行回弹试验。退压应从大于先期固结压力压力等级开始，按加压等级相反次序逐层退压至第一级压力，再按加压等级次序加压至最终一级压力。每次退压后，每隔1h测记百分表读数一次，直至试样回弹变形稳定为止。回弹变形稳定标准和回压变形稳定标准相同。当退压等级次数超出5次时，可每二级退压一次。6、测记最终一次压力下试样变形稳定读数后，按本章第6.1.1条六款要求拆卸仪器及试样。 注：荷重率等于(P1-P2)/P1，其中P1、P2为相邻两级荷重，P1为前一级，P2为后一级。7.1.2 各级压力下孔隙比应按式5.3.2计算，在单对

24、数坐标纸上，以孔隙比为纵坐标、压力为横坐标，绘制孔隙比和压关系曲线，绘图时，纵坐标轴上取e=0.1时长度和横坐标轴上取一对数周期长度比值宜为0.4至0.8。7.1.3 先期固结压力确实定方法：在elgP曲线上找出最小曲率半径Rmin点O，过O点作水平线OA、切线OB及角AOB平分线OD，OD和曲线直线段C延长线交于点E，则对应于E点压力P0值即为先期固结压力。7.1.4 压缩指数及回弹指数应按下式计算：C0(Cs)=(ei-ei+1)/(lgPi+1-lgPi) (5.4.4)式中C0压缩指数（elgP曲线直线段斜率），计算至0.001；Cs回弹指数（elgP曲线滞回圈两端点间直线斜率），计算

25、至0.001。八 固结系数试验8.1.1 本试验应按下列步骤进行：1、试样安装应按本章第6.1.1条一至二款要求进行。2、依据土自重压力和软硬程度施加第一级压力12.5kPa或25kPa，立即向容器内注入纯水，水面就高出试样顶面，并保持该水面至试验结束。3、加压后，每隔1h测记百分表记数一次，直至试样变形稳定为止，变形稳定应符合本章7.1.1条三款要求。专题：土工试验检测作业指导书名称：土工试验检测方法编号：YNHS-WC2-ZD20第11页共28页4、试样在第一级压力下变形稳定后，施加下一级压力，并以这类推。加压时，荷重率宜等于1，通常压力等级顺次为25,50,100,200,400kPa。

26、5、固结系数测定应在第一级压力下试样变形稳定后，施加下一级压力时6s、15s、1min、2min15s、4min、6min15s、9min、 12min15s、16min、20min15s、25min、30min15s、36min、42min15s、49min、 64min、100min、200min、400min、23h、24h至稳定。6、测记最终一级压力下试样变形稳定读数后，按本章第5.3.1六款要求拆卸仪器及试样。8.1.2 时间平方根法应按下列方法确定：对某一级压力，以试样变形为纵坐标，时间平方根为横坐标，绘制变形和时间平方根关系曲线，如土工试验规程（GB/T5012-1999）图14

27、.1.16-1所表示。延长曲线开始段直线，交纵坐标轴于理论零点d，过d0作另一直线，令其横坐标为前一直线横坐标1.15倍，则后一直线和d-t 曲线交点所对应 时间平方即为试样固结度达90%所需时间t90。8.1.3 某一压力范围内固结系数应按下式计算：一、时间平方根法：Cv=0.848h2/t90 (5.5.4-1)式中：Cv压力Pi至Pi+1范围内固结系数（cm3/s）h最长排水距离，即某级压力下试样起始和终了高度平均值之半（cm）t90试样固结度达90%所需时间（s）二、时间对数法：对某一级压力，以试样变形为纵坐标，时间对数为横坐标，绘制变形和时间对数关系曲线，在关系曲线开始中段，选任一时

28、间t1，查得相对应变形值d1，再取时间t2=t1/4，查得相对应变形值d2，则2 d2- d1即为d01；另取一时间依同法求得d02、d03、 d04等，取其平均值为理论零点ds，处长曲线中部直线和经过曲线尾部数点切线交点即为理论终点d100，则d50=(ds+d100)/2,对应于d50时间即为试样固结度达50%所需时间t50，某一级压力下固结系数应按下式计算：0.197h2 Cv= (14.1.16-2)t50专题：土工试验检测作业指导书名称：土工试验检测方法编号：YNHS-WC2-ZD20第12页共28页九 三轴压缩试验9.1 通常要求9.1.1 本试验方法适适用于细粒土和粒径小于60m

29、m粗粒土。9.1.2 本试验应依据工程要求分别采取不固结不排水剪（UU）试验、固结不排水剪试验（CU）、固结排水剪试验（CD）。9.1.3 本试验必需制备3个以上性质相同试样，在没有周围压力下进行试验周围压力宜依据工程实际荷重确定，对于填土，最大一级周围压力应和最大实际荷重大致相等。9.2 仪器设备9.2.1 本试验所用关键仪器设备，应符合下列要求：1 三轴压缩仪集机械、电子、自动控制、微机软硬功夫件及传感器等技术于一体。2 隶属设备：包含击样器、饱和器、切土器、原状土分样器、切土盘、承膜筒和对开圆膜，应符合规范要求：1）击样器（SL237-1999），饱和器（SL237-1999）。2）切土

30、盘、切土器和原状土分样器（SL237-1999）。3）承膜筒及对开圆模（SL237-1999）。3 天平：称量200g，最小分度值0.01g；称量1000g，最小分度值0.1g。4 橡皮膜：应含有弹性乳胶膜，对直径39.1和61.8mm试样，厚度以0.1-0.2mm为宜，对直径101mm试样，厚度以0.2-0.3mm为宜。5 透水板：直径和试样直径相等，其渗透系数宜大于试样渗透系数，使用前在水中煮沸并泡于水中。6 微机：兼容机。9.2.2 试验时仪器，应符合下列要求：1 周围压力测量正确度应为全量程1%，依据试样强度大小，选择不一样量程测力计，应使最大轴向压力正确度不低于1%。专题：土工试验检测作业指导书名称：土工试验检测方法编号：YNHS-WC2-ZD20第13页共28页2 孔隙水压力量测。系统内气泡应完全排除，系统内气泡可用纯水冲出或施加压力使气泡溶解于水，并从试样底座溢出。整个系统体积改变因数就小于1.510-5cm3/kPa。3 管路应通畅，各连接处应无漏水，压力室活塞杆在轴套内应能滑动。4 橡皮膜在使用前应作仔细检验，其方法是扎紧两端，向膜内充气，在水中检验，应无气泡溢出，方可使用。9.3 试样制备和饱和9.3.1 本试验采取试样最小直径为35mm，最大直径为101mm，试样高度宜为试样直径2-2.5倍，试样许可最大粒径应符合SL237-1999表16.3.