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实验检测员考试复习资料材料一、土工实验1、土是由地壳表面岩石通过物力风化、化学风化和生物风化作用之后产物。2、土三相构成：固相,液相,气相（一）、土物理性质指标1、土天然密度：是指土体单位体积质量。2、土比重(或土粒相对密度)Gs:是指土固体颗粒质量与同体积4时纯水质量之比。3、土含水量:是指土中水质量与土粒质量比，普通以百分数表达。4、干密度d :是指土固体颗粒质量与土总体积之比。 土干密度越大,土越密实.因此干密度常惯用作土压实控制指标。5、饱和密度sat:是指土孔隙中布满水时单位体积质量。6、土有效密度（或浮密度）:在地下水位

2、如下，单位体积中土粒质量扣除同体积水质量后，即为单位土体积中土粒有效质量。7、孔隙比e:土中孔隙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:是指孔隙中水体积与孔隙体积之比.饱和度用来描述土中水布满孔隙限度,Sr=0时,土是完全干燥，Sr=1时,则土为完全饱和.按饱和度可以把砂土划分为三种状态:0 Sr0.5 稍湿0.5 Sr0.8 潮湿0.8 Sr1.0 饱和惯用指标换算公式：、（二）、土物理性质实验1、含水量实验（一）、烘干法1、合用范畴:烘干法是测定含水量原则办法,合用于粘质土,粉质土,砂类土和有机质土是测定含水量原则办法。2、实验环节（1）、取具备代表性

3、试样,细粒土15-30g,砂类土,有机土50g,放入称量盒内,及时盖好盒盖,称其质量.称量时,可在天平一端放上与该称量盒等质量砝码,移动天平游码,平衡后称量成果即为湿土质量.（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。对具有机质超过5%土,应将温度控制在65-70下恒温烘干。（3）、将烘干后试样和盒取出,放入干燥器内冷却(普通只需0.5-1h)冷却后盖好盒盖称质量精准到0.01g.（二）、酒精燃烧法本法合用于细粒土。不合用于具有机质土。在土样中加入酒精,运用酒精能在土上燃烧,使土中水分蒸发,将土样烘干,普通应烧三次.（

4、三）、含水量其她测试办法 比重法：仅合用于砂类土。 碳化钙气压法：合用于路基土和稳定土含水量迅速简易测定。2、密度实验办法测定密度惯用办法有环刀法、蜡封法、灌砂法、灌水法、电动取土器法等. 环刀法操作简便而精确，在室内和野外普遍采用；不能用环刀削坚硬、易碎、具有粗粒、形状不规则土，可用蜡封法；灌砂法、灌水法普通在野外应用.在密度测试中，m较易获得，难是V值。V值检测操作受人为因素和土粒度成分影响很大。 (一)、环刀法：1实验环节（1）按工程需要取原状土或制备所需状态扰动土样，整平两端，环刀内壁涂一薄层凡士林，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子环刀直径土柱，然后将环刀

5、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，精确至0.1g。2成果整顿3精密度和容许差本实验须进行二次平行测定，取其算术平均值，其平行差值不得不不大于0.03g/cm3。（二）蜡封法本实验办法合用于易破裂土和形态不规则坚硬土。1、实验环节（1）用削土刀切取体积不不大于30cm3试件，削除试件表面松、浮土以及尖锐棱角，在天平上称量，精确至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，用细线系住试件侵入石蜡中，使试件表面覆盖一薄层严密石蜡，若试件蜡膜上有气泡，需用热针刺破气泡，再用

6、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，精确至0.01g。（4）运用细线将蜡封试件置于天平一端，使其浸浮在盛有蒸馏水烧杯中，注意试件不要接触烧杯壁，称蜡封试件水下质量，精确至0.01g，并测量蒸馏水温度。（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，若质量增长，表达水分进入试件中；若浸人水分质量超过0.03g，应重做。3、成果整顿按下式计算湿密度3、比重实验：土比重实验目：是求土在105-110下烘干至恒重时质量，然后与同体积4度时蒸馏水质量比值。比重瓶法：比重瓶法合用于土粒不大于5mm土。浮称法：浮称法合用于土粒不不大于、

7、等于5mm土，其中20mm土质量应不大于总质量10%虹吸筒法：合用于土粒不不大于、等于5mm土，其中20mm土质量应不不大于、等于总质量10%（三）、土粒组划分及工程分类1、粒度、粒度成分及其表达办法粒度：土粒大小。土粒度成分：是指土中各种不同粒组相对含量（以干土质量比例表达），它可用来描述土各种不同粒径土粒分布特性。表达办法：表格法、合计曲线法、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土粒分布范畴，按下式计算：曲率系数Cc反映粒径分布曲线上土粒分布形状，按下式计算：式中：d10、d30和d60分别为土粒径分布曲线上相应通过率10%、30%、

8、60%粒径。不均匀系数Cu反映大小不同粒径分布状况。Cu越大，表达土粒大小分布范畴大，土级配良好，曲率系数Cc则是描述合计曲线范畴，反映合计曲线整体形状。普通以为不均匀系数Cu10时，称为级配良好土。当同步满足不均匀系数Cu5和曲率系数Cc=1-3这两个条件时，土为级配良好土。按规定界限粒径200mm、60mm、2mm、0.075mm、0.005mm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、粉粒和粘粒。3、土工程分类及命名工程上以土中颗粒直径不不大于0.075mm质量占所有土粒质量50%作为一种分类界限。不不大于50%称为粗粒土

9、，不大于50%称为细粒土。（一）、交通部颁布公路土工实验规程所列土分类原则根据为：1、土颗粒构成特性2、土塑性指标：液限Wl塑限Wp和塑性指数Ip。3、土中有机质存在状况。（二）、细粒土分类细粒组质量多于总质量50%以上土称细粒土，细粒土应当按规定划分为细粒土，含粗粒细粒土和有机质土。1、细粒土中粗粒组质量少于总质量25%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），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线如下，称低液限粉土，记ML土正好位于塑性图A线上，定名为粘土。

10、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%土称含粗粒细粒土，含粗粒细粒土应先拟定细粒土某些名称，再按如下规定最后定名：（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、具有机质细粒土称有机质土。土中有机质涉及未完全分解动物残骸和植物残骸和完全分解无定形物质。后者多呈黑色、青黑色或暗色；有臭味；有弹性和海绵感。当不能鉴定期，可采用下列办法：将试样在105-110烘箱中烘烤。烘烤24h后试样液限不大于烘前3/4，该试样为有机质土。（1）、位于塑性图A线以上：在B线

11、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线如下：在B线以右，称有机质高液限粉土，记为MHO在B线以左，Ip=10线如下，称有机质低液限粉土，记为MLO4、颗粒分析实验办法（一）概述分析办法有直接法和间接法，对于粒径不不大于0.O74mm土用筛析法直接测试；对于粒径为0.002-0.074mm土普通用水析法间接测试。（二）筛折法1实验原理筛析法是将土样通过逐级减小孔径一组原则筛子。对于通过某一筛孔土粒，可以以为其粒径恒不大于该筛孔径，反之，遗留在筛上颗粒，可以以为其粒径恒不不大于该筛孔径。这样即可把土样大小颗粒按筛孔径大

12、小逐级加以分组和分析。2合用范畴粒径d0.074mm土。3实验环节将土样放在橡皮板上风干，用木碾将粘结土团充分碾散拌匀，用四分法取代表性土样备用。将四分法取出代表性土样称取100-4000g(土样粒径越大称取数量越多）。将试样过孔径为2mm细筛，分别称出筛上和筛下土质量。取2mm筛上试样倒人依次叠好粗筛（孔径为60mm、40mm、20mm、10mm、5mm）最上层筛中；取2mm筛下土样倒人依次叠好细筛（孔径为2mm、0.5mm、0.25mm、0.074mm）最上层筛中进行筛析，若2mm筛下土不超过试样总质量10%，则可省略细筛分析。同样，2mm筛上土如不超过试样总质量10，则可省略粗筛分析，筛

13、析时细筛可放在摇筛机上振摇，振摇时间、般为10-15min。依次将留在各筛上土称重。规定备细筛及底盘内土质量总和与本来所取2mm筛下试样质量之差不得不不大于1，同样各粗筛及2mm筛下土质量和与试样质量之差不得不不大于1%。5计算及绘图在半对数坐标纸上，以不大于某粒径土质量百分数为纵坐标，颗粒直径对数值为横坐标，绘制颗粒大小分派曲线。（三）比重计法和吸管法1实验原理比重计和吸管法分析是水析法一种，实质为静水沉降法，其基本原理以为0.002-0.2mm粒径土粒在水或液体中靠自重下沉时应作等速运动，运动规律符合斯托克斯定律。定律以为土粒越大，在静水中沉降速度越快。反之，土粒越小、沉降速度越慢。2合用

14、范畴斯托克斯公式只合用于直径为0.2-0.002mm颗粒。当颗粒直径过大时，其沉降速度超过公式所容许速度，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，由于水分子作用力而互相撞击，永不断止，产生布朗运动，从而变化了原颗粒在液体中沉降特性，故不能对的地量测其下沉速度。3办法概述对于比重计法，一方面将一定体积液体中土加以搅拌，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，观测液面所达到比重计刻度。这样，可以运用已知t及L算得相应等值粒径d和推求在所有悬液中所含等于和不大于d颗粒密度及其所占质量比例。以此两项成果，在

15、半对数纸上绘制颗粒大小分派曲线。移液管法依照斯托克斯定律计算出某一粒径颗粒沉降至某一深度所需要时间，在此时刻内用吸管在该深度处吸取一定体积悬液。将吸出悬液烘干称重；就可把不同粒级质量测定出来以拟定土颗粒构成。（三）、土相对密度及界限含水量1、相对密度Dr基本概念工程上为了更好表白粗粒土所处密度状态，采用将现场孔隙比e与该种土所能达到最密实时孔隙比emin和最松时孔隙比emax相对比办法来表达现场土孔隙比为e时密实度。这种度量密实度指标称为相对密度Dr表达为：Dr=(emax-e)/(emax-emin)普通以为Dr1/3时土属疏松状态；1/32/3时土属于密实状态。相对密度另一中档价表达式为：

16、Dr=（d-dmin）dmax/(dmax-dmin) d 式中d干密度2、粘性土界限含水量土从液体状态向塑性体状态过渡界限含水量称为液限L土有塑性状态向固体状态过渡界限含水量称为塑限p粘性土塑性大小，可用土处在塑性状态含水量变化范畴衡量。此范畴即液限与塑限之差值，称为塑性指数Ip=L-p。塑性指数普通用不带百分数符号数值表达，塑性指数越大，表达土越具备高塑性。液性指数ILIL=W-Wp/WL-Wp W-天然含水量当IL=1.0，即W=WL 土处在液限 IL=0， 即W=WL 土处在塑限按IL可区别土各种状态，在公路桥涵地基与基本设计规范中规定：IL0 为坚硬状态0IL0.25 为硬塑状态0.

17、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，土体积随含水量减少而收缩。但达某一含水量后，土体积不再收缩，这个界限含水量称为缩限Ws。当土含水量低于缩限时，土将是不饱和。3、砂相对密实度实验（一）目和合用范畴 目：求无凝聚性土最大与最小孔隙比，用于计算相对密度，借此理解该土在自然状态或经压实后松紧状况和土粒构造稳定性。 合用范畴：合用于颗粒直径不大于5mm土，且粒径2-5mm试样质量不不不大于试样总质量15%。（二）实验环节1最大孔隙比测定 (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

18、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，精确至1g，均匀倒人漏斗中，将漏斗与塞杆同步提高，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）试样所有落人量筒后取出漏斗与锥形塞，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，缓慢地转动量筒内试样，并回到本来位置，如此重复几次，记下体积最大值，估读至5cm3。（6）取上述两种办法测得较大体积值，计算最大孔隙比。 2最小孔隙比测定（1）取代表性试样

19、约4kg，按最大孔隙比测定环节解决。（2）分三次倒入容器振击，先取上述试样600-800（其数量应使振击后体积略不不大于容器容积1/3）倒人1000cm3容器内，用振动仪以各150-200次min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，直至砂样体积不变为止（普通约5-10min时）。敲打时要用足够力量使试样处在振动状态。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实验仪时、当试样同上法装人容器后，开动电机，进行振击实验。（4）按上述办法进行后两次加上振动和锤击，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

20、容器顶面削去多余试样，称量，精确至1g，计算其最小孔隙比。（三）成果整顿计算最小与最不不大于密度dmin=m/Vmax Vmax试样最大体积dmax =m/Vmin Vmin试样最小体积 精准0.01计算最大与最小孔隙比emax=(wGs/dmin)-1emin=(wGs/dmax)-1 Gs土粒比重 精准0.01计算相对密度，计算至0.01（四）精密度和容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、界限含水量实验（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

21、标式、百分表式。2实验重要环节取有代表性天然含水量或风干土样进行实验。如上中具有不不大于0.5mm土粒或杂物时，应将风干土样用带橡皮头研杵研碎或用木棒在橡皮板上压碎，过0.5m筛。取代表性上样200g，分开放人三个盛上皿中，加不同数量蒸馏水，使土样含水量分别控制在液限（a点200.2mm）、略不不大于塑限（c点5mm如下）和两者中间状态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。给圆锥仪锥尖涂少量凡士林，将装好土样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，测记通过5s锥人土深度h。去掉锥尖人土处凡

22、士林，测盛土杯中土含水量w。重复以上环节对制备其她两个含水量图样进行测试。3成果整顿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h-w图，连接三点，应成一条直线。如三点不在同始终线上，要通过a点与b、c两点连成两条直线，依照液限（a点含水量）在h-wL图上查得hp，以此hp再在h-w图上ab及ac两直线上求出相应两个含水量，当两个含水量差值不大于2%时，以该两点含水量平均值与a值连成一条直线。当两个含水量差不不大于2%时，应重做实验。在h-w图上，查得纵坐标入土深度h=20mm所相应横坐标含水量w即为该土样液限含水量wL（二）滚搓法塑限实验实验按联合测

23、定法备土料，然后取含水量接近塑限试样一小块，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，则这时土条含水量即为土塑限含水量，收集3-5g滚搓后合格土条测其含水量。（四）、土动力特性与击实实验1、击实工程意义土作为筑路材料时，需要在模仿现场施工条件下，获得路基土压实最大干密度和相应最佳含水量。击实实验就是为了这种目运用原则化击实仪具，实验土密度和相应含水量关系，因此击实实验是控制路基压实质量不可缺少重要实验项目。2、击实实验原理 土在外力作用下压实原理，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，土粒之间摩擦力、粘结力都很

24、大，因此压实较果差。随着土含水量增长 ，水膜增厚，摩擦力与粘结力减少，因此压实效果好。体现为干密度增大，至最优含水量时，干密度达最大值。当含水量继续增大时，浮现自由水，孔隙中水分不易排出，同步也排不出气体，至使干密度减少，击实效果下降。3、土击实特性（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、击实曲线形态，在最优含水量两侧左陡右缓，右侧线型大体与饱和曲线平行。（二）、影响击实效果因素 1、含水量影响 2、击实功能影响 3、土类及级配影响4、击实实验 （一）实验办法类型击实实验分轻型和重型两类。实验办法类别锤底直径cm锤质量kg落高cm试筒尺寸层数每层击数击实功kj

25、/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.154.5451012.79975272687.025II.254.54515.21221773982677.238 （三）实验办法1试样制备 试样制备分子法和湿法两种，对普通土，干法制样和湿法制样所得击实成果有一定差别，对于详细实验应依照工程性质选取制备办法。 （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。，按土塑限预计最佳含水量（最佳大

26、体为0=p+2），并依次按相差约2含水量制备一组试样（不少于5个），其中有两个不不大于和两个不大于最佳含水量。 按拟定含水量制备试样。将称好质量土平铺于不吸水平板上，用喷水设备往土样上均匀喷洒预定mw水量，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：对天然含水量土样过筛（筛孔视粒径大小而定），并分别风干到所需几组不同含水量备用。 2.试样击实 将击实筒放在坚硬地面上，取制备好土样按所选击实办法分3或5次倒入筒内，每层按规定击实次数进行击实，规定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

27、样，称筒和击实样土重后用推土器推出筒内试样，测定击实试样含水量和测算击实后土样湿密度，依次重复上述过程将所备不同预定含水量上样击完。 3.成果整顿计算击实后各点干密度pd。p击实后湿密度 w击实后含水量 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注意问题当土样中不不大于38mm粒径土含量不大于总含量30%时，求出试料中粒径不不大于38mm颗粒含量P值。取出不不大于38mm颗粒，仅把不大于38mm粒径土做击实实验。（四）无机结合料稳定土击实实验办法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实验问隔时间愈长，水泥水

28、化作用和结硬限度就愈大。水化作用会影响水泥混合料所能达到密实度，间隔时间愈长，影响愈大，因此，水泥不参加上与其她混合料浸润过程，仅在击实前1h内将其和已浸润过料进行拌和。此外，含水量测试也应采用无机结合料稳定土含水量测试法。2实验办法试料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内将所需要稳定剂水泥加至浸润后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规定测定。资料整顿过程也类同于普通土击实办法。当试样中不不大于规定最大粒径超尺寸颗粒含量为5-30

29、%时，按下式对实验所得最大干密度和最佳含水量进行校正：3注意事项（1）实验集料最大粒径宜控制在25mm以内，最大不得超过40mm（圆孔筛）。（2）试料浸润时间：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内完毕击实实验，拌和后超过1h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）应做两次平行实验，两次实验最大干密度差不应超过0.05g/cm3（稳定细粒土）和0.08/cm3（稳定中粒土和粗粒土），最佳含水量差不应超过0.5（最佳含水量不大于10）和1.0（

30、最佳含水量不不大于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特性称为土压缩性。土压缩普通由三某些构成：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、室内压缩实验及压缩性指标（一）压缩实验基本原理压缩实验是研究土体一维变形特性测试办法，实验系将试样放在限制侧向变形压缩容器内，分级施加垂直压力，测记加压后不同步间压缩变形，直至各级压力下变形量趋予某一稳定原则为止。然后将各级压力下最后变形与相应压强绘成曲线，从而求得压缩指标值。土压缩重要是孔隙体积减小，因此关于土压缩变形常以其孔隙比变化来表达。实验资料整顿时，可依照试样压缩先后体积变化求出压缩变形和孔隙比关系，即e-p曲线,也可整顿成e-lgp曲线。（二）压缩实验资料分析依照压缩实验所得e-p和e-lgp曲线可整顿出如下资料：1压缩系数 2压缩模量 3压缩指数 4