土工试验3.ppt

单击此处编辑母版标题样式,*,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,中铁八局集团有限公司工程检测中心,试验目录,试验,2.,密度试验,试验,3.,比重试验,试验,4.,颗粒分析试验,试验,5.,界限含水率试验,试验,6.,击实试验,试验,1.,含水率试验,2/8/2026,1,试验1.含水率试验,2/8/2026,2,本试验目的,本试验要点,烘干法试验步骤,测定土的含水率,烘干法试验的结果整理,掌握试验数据处理方法,2/8/2026,3,1.,含水率试验测定方法,含水率测定常用方法,烘干法,酒精烧干法,炒干法,对于含有有机物的土测定受到限制，微波法虽快，但没有列入规范,在,105110,测定，是测定含水率的标准方法,微波法,2/8/2026,4,2,试验原理与用途,原理,土的含水率是试样在,105110,下烘至恒量时所失去的水质量和干土质量的比值，用百分比表示。,用途,含水率是土的基本物理性指标之一，它是计算土的干密度，孔隙比、饱和度等的必要指标，亦是检测土工构物施工质量的重要指标。,2/8/2026,5,3,主要的仪器设备,烘箱：,可采用电热烘箱，温度能保持,100105,天平：,感量,0.10g,。,称量盒,干燥器,2/8/2026,6,4,操作步骤,称取铝盒质量,m,0,。并记录盒号,1,铝盒称量,2/8/2026,7,4,操作步骤,选取具有代表性的试样,15,20g,，放入盒内，立即盖好盒盖，称出盒与湿土的总质量,m,1,。,1,铝盒称量,2,湿土称量,2/8/2026,8,4,操作步骤,打开盒盖，将盒置于烘箱内，在,105110,的恒温下烘干。烘干时间对粘性土不得少于,8h,，对砂性土不得少于,6h,。,对含有机质超过,5%,的土，应将温度控制在,6570,的恒温下烘干。,1,铝盒称量,2,湿土称量,3,烘干,2/8/2026,9,4,操作步骤,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,+,干土质量,m,2,，精确至,0.01g,。,1,铝盒称量,2,湿土称量,3,烘干,4,冷却称量,注意：,刚刚烘干的土样要等冷却后才称重；,2/8/2026,10,5,计算,5.1,计算含水率：按下式计算,5.2,本试验要平行试验（,1,）计算准确至,0.1%,；（,2,）本试验需进行,2,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。,含水率（,%,）,小于,10,10,40,大于,40,允许平行差值（,%,）,0.5,1.0,2.0,2/8/2026,11,6,数据记录,试验者,吴煌峰,校核者,赵欣,试验日期,2008,年,3,月,20,日,2/8/2026,12,返回目录,本试验结束,2/8/2026,13,试验2.密度试验,2/8/2026,14,本试验目的,本试验要点,环刀法试验步骤,结合含水量测定干密度,环刀法测定土的湿密度,环刀试验的结果整理,掌握试验数据处理方法,2/8/2026,15,1.,密度试验测定方法,密度测定常用方法,环刀法,灌砂法,灌水法,可用于粗粒土与细粒土,路基工程中更为长用,仅用于粘性土的密度测定,2/8/2026,16,2.,试验原理,土的湿密度是指土的单位体积质量，是土的基本物理性质指标之一，其单位为,g/cm,3,。,环刀法是采用一定体积环刀切取土样并称土质量的方法，环刀内土的质量与体积之比即为土的密度。,2/8/2026,17,3.,试验使用仪器,1,环刀：,内径,61.8,+,0.15mm,（,60cm,3,）,内径,79.8,+,0.15mm,（,100cm,3,),高度为,20,+,0.016mm,，,2,凡士林、修土刀,3,天平：,称量,500g,，感量,0.1g,；感量,0.01g,。,2/8/2026,18,4,操作步骤,1,量测环刀,取出环刀，称出环刀的质量,m,2,，并涂一薄层凡士林。,2/8/2026,19,4,操作步骤,1,量测环刀,2.1,取直径和高度略大于环刀的原状土样或制备土样。,2,切取土样,2.2,在环刀内壁涂一薄层凡士林，将环刀刃口向下放在土样上，随即将环刀垂直下压，边压边削，直至土样上端伸出环刀为止。将环刀两端余土削去修平（严禁在土面上反复涂抹），然后擦净环刀外壁。,2/8/2026,20,4,操作步骤,1,量测环刀,将取好土样的环刀放在天平上称量，记下环刀与湿土的总质量,m,1,2,切取土样,3,称 量,2/8/2026,21,4,操作步骤,1,量测环刀,2,切取土样,3,称 量,4,平行试验,本试验须进行二次平行测定，其平行差值不得大于,0.03g/cm,3,。求其算术平均值。,2/8/2026,22,5,成果整理,按下列公式计算湿度密度和干密度,m,1,环刀与土合质量，,g,m,2,环刀质量，,g,；,V,环刀体积，,cm,3,；,2/8/2026,23,6,试验记录,密度试验记录表（环刀法）,试验者,张芳,校核者,黄国怡,试验日期,2008,年,3,月,18,日,2/8/2026,24,返回目录,本试验结束,2/8/2026,25,试验3.土粒密度试验,2/8/2026,26,本试验目的,本试验要点,比重瓶法试验步骤,测定土粒的比重,比重瓶法试验的结果整理,掌握试验数据处理方法,2/8/2026,27,1.,土粒比重测定方法,土粒比重测定常用方法,比重瓶法,浮称法,虹吸筒法,用于颗粒更大的颗粒测定,用于土颗粒直径小于,5mm,的比重测定,2/8/2026,28,2,比重瓶法原理,比重瓶法就是由称好质量的干土放入盛满水的比重瓶的前后质量差异，来计算土粒的体积，从而进一步计算出土粒比重。,2/8/2026,29,3,主要仪器设备,2,天平：,称量,200g,，分度值,0.001g,；,1,比重瓶：,容重,100ml,或,50ml,；,2/8/2026,30,3,其它：,电炉、蒸馏水、温度计、筛、漏斗、滴管等。,电炉,蒸馏水,温度计,漏斗,滴管,3,主要仪器设备,2/8/2026,31,4,操作步骤,取通过,5mm,筛的烘干土样约,15g,（如用,50ml,的比重瓶，可取干土约,12g,）,用玻璃漏斗装入洗净烘干的比重瓶内,称瓶与土的质量,1,取样称量,2/8/2026,32,4,操作步骤,将蒸馏水注入比重瓶内，约至瓶的一半高处，摇动比重瓶，并将比重瓶放在砂浴上煮 沸，使土粒分散排气。,煮沸时间自悬液沸腾时算起，砂及砂质粉土不少于,30,分钟；粘土及粉质粘土应不少于,1,小时。,注意：煮沸时不要使土液从瓶内溢出。,1,取样称量,2,煮沸排气,2/8/2026,33,4,操作步骤,将蒸馏水注入比重瓶内至近满,放入恒湿箱中冷却并使土颗粒沉淀。,1,取样称量,2,煮沸排气,3,注水冷却,2/8/2026,34,4,操作步骤,待瓶内悬液温度稳定后及瓶内土悬液澄清时，盖紧瓶塞，使多余的水分从瓶塞的毛细管中溢出，擦干瓶外的水分，称出瓶、水、土总质量。,称量后立即测定瓶内水的温度。,1,取样称量,2,煮沸排气,3,注水冷却,4,注水称量,2/8/2026,35,4,操作步骤,1,称重前比重瓶的水位要加满至瓶塞的毛细管；,2,称重时精确至小数点后三位。,3,比重试验需进行二次平行测定，其平行差不得大于,0.02,，取其算术平均值。,2/8/2026,36,5,试验数据记录与整理,5.1,查取瓶、水质量：根据测得的温度，从已绘制的温度与瓶、水质量关系曲线（由实验室提供）查取瓶、水质量。,2/8/2026,37,5,试验数据记录与整理,5.2,按下列计算土粒的比重,：,式中：,Gs,土粒比重，计算精确至,0.001,；,m,s,干土质量，,g,；,m,1,瓶、水质量，可查瓶、水质量关系曲线（由实验室提供）；,m,2,瓶、水、土质量，,g,；,G,wt,t,时蒸馏水的比重，准确至,0.001,，查下表（不同温度时水的比重）。,2/8/2026,38,5.3,试验记录展示,工程名称,向莆线,试验者,赵 欣,土样说明,粘土,计算者,陈炳崇,试验日期,2008,年,4,月,10,日,校核者,黄 召,2/8/2026,39,返回目录,本试验结束,2/8/2026,40,试验4.颗粒分析试验,2/8/2026,41,本试验目的,本试验要点,筛分试验的试验步骤,分析土的级配情况,测定干土各粒组占该土总质量的百分数,筛分试验的结果整理,掌握试验数据处理方法,2/8/2026,42,1,、筛分试验适用范围,筛析法,比重计法,颗粒分析测试方法,粒径大于,0.075mm,的土粒,粒径小于,0.075mm,的土粒,2/8/2026,43,2.,试验原理与用途,试验原理,筛析法是将土样通过各种不同孔径的筛子，并按筛子孔径的大小将颗粒加以分组，然后再称量并计算出各个粒组占总量的百分数。,试验用途,土的定名,判断颗粒级配,2/8/2026,44,3.,主要仪器设备,1,标准筛：孔径,10,、,5,、,2,、,1.0,、,0.5,、,0.25,、,0.075mm,；,2,天平：称量,1000g,，分度值,0.1g,；,3,台称：称量,5kg,，分度值,1g,；,2/8/2026,45,4.,试验步骤,1.1,备土：从大于粒径,0.075mm,的风干松散的无粘性土中，用四分对角法取出代表性的试样。,1.2,取土：取干砂,500g,称量准确至,0.2g,。,1,试样制备,2/8/2026,46,4.,试验步骤,将称好的试样倒入,依次叠好的筛,，然后按照顺时针或逆时针进行筛析。振摇时间一般为,10,15,分钟。,1,试样制备,2,摇筛筛分,2/8/2026,47,4.,试验步骤,逐级称取留在各筛上的质量。,3,称 量,1,试样制备,2,摇筛筛分,注意：称重后干砂总重损失不超过,2g,。,2/8/2026,48,5.,计算,(1),按下列计算小于某颗粒直径的土质量百分数：,式中：,X,小于某颗粒直径的土质量百分数，,%,；,m,A,小于某颗粒直径的土质量，,g,；,m,B,所取试样的总质量（,500g,）。,2/8/2026,49,(2),试验样本展示,5.,试验记录,土样编号,14,2,干土质量,500g,试验者,陈崇炳,土样说明,粗砂,试验日期,2008,年,5,月,20,日,校核者,黄怡国,2/8/2026,50,6.,制图,用小于某粒径的土质量百分数为纵坐标，颗粒直径（,mm,）的对数值为横坐标，绘制颗粒大小分配曲线。,2/8/2026,51,7.,计算级配情况,从图中查知：,d,60,=0.84,d,30,=0.4,d,10,=0.14,则,C,u,d,60,/,d,10,=6,C,c=,d,30,2,/(,d,60,d,10,)=1.36,0.25mm,的颗粒占总量的,60%,结果：,该砂是级配良好的粗砂，,A,组填料,2/8/2026,52,返回目录,本试验结束,2/8/2026,53,试验5.界限含水率试验,2/8/2026,54,本试验目的,本试验要点,液限、塑限联合测定法法试验步骤,测定粘性土的液限与塑限,试验的结果整理,进行粘性土的定名,进行粘性土的软硬程度判别,2/8/2026,55,1.,液塑限测定方法,液塑限测定常用方法,搓条法,碟式仪法,锥式仪法,测塑限的方法，但人为因素影响较大,锥式仪在我国过去也较为常用,碟式仪在欧美国家采用,液塑限联合测定法,本试验采用的方法,2/8/2026,56,2,试验原理概述,液限、塑限联合测定法是根据圆锥仪的圆锥入土深度与其相应的含水率在双对数坐标上具有线性关系的特性来进行的。,利用圆锥质量为,76g,的液塑限联合测定仪测得土在不同含水率时的圆锥入土深度，并绘制其关系直线图,2/8/2026,57,2,试验原理概述,在图上查得圆锥下沉深度为,10mm,所对应得含水率即为液限，查得圆锥下沉深度,2mm,所对应的含水率即为塑限。,2/8/2026,58,3,主要仪器设备,液塑限联合测定仪,1,水平调节螺丝；,2,控制开关；,3,指示灯；,4,零线调节螺钉；,5,反光镜调节螺钉；,6,屏幕,7,机壳；,8,物镜调节螺钉；,9,电池装置；,10,光源调节螺钉；,11,光源装置；,12,圆锥仪；,13,升降台；,14,水平泡；,15,盛土杯,2/8/2026,59,3,主要仪器设备,2,天平：,称量,200g,，分度值,0.01g,；,4,0.5mm,筛：,3,调土杯,2/8/2026,60,3,主要仪器设备,干燥器,加水器,调土刀,称量盒,烘箱,2/8/2026,61,4,操作步骤,当采用天然含水量的土样时，应剔除大于,0.5mm,的颗粒，然后分别按接近液限、塑限和二者之间状态制备不同稠度的土膏，静置湿润。,1,土样制备,2/8/2026,62,4,操作步骤,当采用风干土样时，取通过,0.5mm,筛的代表性土样约,200g,分成三份，分别放入不锈钢杯中，加入不同数量的水，然后按下沉深度约为,4,5mm,，,9,11mm,，,15,17mm,范围制备不同稠度的试样，静置湿润。,1,土样制备,2/8/2026,63,4,操作步骤,将制备的试样调拌均匀填入试样杯中,填满后用刮土刀刮平表面,1,土样制备,2,装土入杯,2/8/2026,64,4,操作步骤,3.1,取圆锥仪，在锥体上涂以薄层凡士林,1,土样制备,2,装土入杯,3,调整仪器,3.2,接通电源，使电磁铁吸稳圆锥仪。,2/8/2026,65,4,操作步骤,1,土样制备,2,装土入杯,3,调整仪器,3.4,调节屏幕准线，使初读数为零。,3.3,然后将试样杯放在联合测定仪的升降座上。,2/8/2026,66,4,操作步骤,整升降座，使锥尖刚好与试样面接触,1,土样制备,2,装土入杯,3,调整仪器,4,测读深度,切断电源使电磁铁失磁，圆锥仪在自重下沉入试样，经,5,秒钟后测读圆锥下沉深度（或等读数灯亮）。,2/8/2026,67,4,操作步骤,取下试样杯，然后从杯中取,10g,以上的试样,2,个，按实训一方法测定含水率。,1,土样制备,2,装土入杯,3,调整仪器,4,测读深度,5,测含水率,2/8/2026,68,4,操作步骤,重复以上步骤，测定另两个试样的圆锥下沉深度和含水率。,1,土样制备,2,装土入杯,3,调整仪器,4,测读深度,5,测含水率,6,测另两个,2/8/2026,69,5,试验结果整理,5.1,计算各土样的含水率（同含水率）,5.2,绘图求解,以含水率为横坐标，圆锥下沉深度为纵坐标，在双对数坐标纸上绘制关系曲线，三点连一直线（如,A,线）。,2/8/2026,70,5,试验结果整理,当三点不在一直线上，可通过高含水率的一点与另两点连成两条直线，在圆锥下沉深度为,2mm,处查得相应的含水率。当两个含水率的差值,2,时，应重做试验。,2/8/2026,71,5,试验结果整理,当两个含水率的差值,2,时，用这两个含水率的平均值与高含水率的点连成一条直线（如附图,5,2,中的,B,线）。,2/8/2026,72,在圆锥下沉深度与含水率的关系图上，查得下沉深度为,10mm,所对应的含水率为液限；,查得下沉深度为,2mm,所对应的含水率为塑限。,5,试验结果整理,2/8/2026,73,6,试验记录,工程名称,西环线,试验者,赵欣,试样编号,16,计算者,吴煌峰,试验日期,2008.5.22,校核者,陈炳崇,2/8/2026,74,返回目录,本试验结束,2/8/2026,75,试验6.击实试验,2/8/2026,76,本试验目的,本试验要点,击实试验步骤,测定土的最优含水量,试验的结果整理,测定土的最大干密度,2/8/2026,77,1.,击实试验方法分类,击实试验方法分类,重型击实法,用于粒径小于,20mm,以下土粒击实,击实功约,2700kJ/m,3,目前更为常用,轻型击实法,常用于,5mm,以下土粒击实,击实功约,600kJ/m,3,用途：是控制路堤、土坝和填土地基等密实度的重要指标。,2/8/2026,78,2,试验原理,土的压实程度与含水率、压实功能和压实方法有密切的关系。,当压实功能和压实方法不变时，土的干密度随含水率增加而增加，当干密度达到某一最大值后，含水率继续增加反而使干密度减小,能使土达到最大密度的含水率，称为最优含水率,op,，与其相应的干密度称为最大干密度,dmax,。,2/8/2026,79,3,主要仪器设备,击实仪：,由击实筒、击锤和护筒组成。,轻型击实仪,重型击实仪,2/8/2026,80,3,主要仪器设备,标准筛：,孔径为,5mm,的标准筛。,台秤：,称量,10kg,，分度值,5g,。,天平：,称量,200g,，分度值,0.1g,。,2/8/2026,81,3,主要仪器设备,螺旋式千斤顶,烘箱,修土刀,喷水设备,2/8/2026,82,4,操作步骤,取一定数量的代表性风干土样（轻型约为,20kg,），放在橡皮板上碾散并过,5mm,的筛,1,试样制备,预定,5,个不同含水量，依次相差,2,，其中有两个大于和两个小于塑限，,1,个含水率接近塑限,。,2/8/2026,83,4,操作步骤,2.1,取制备好的试样,600,800g,，倒入筒内，整平表面，击实,25,次，每层击实后土样约为击实筒容积,1/3,。,1,试样制备,2,分层击实,2/8/2026,84,4,操作步骤,2.2,击实时，击锤应自由落下，锤迹须均匀分布于土面。重复上述步骤，进行第二、三层的击实。,2.3,击实后试样略高出击实筒（不得大于,6mm,）。,1,试样制备,2,分层击实,2/8/2026,85,4,操作步骤,取下套环，齐筒顶细心削平试样，擦净筒外壁，称土质量，准确至,1g,。,1,试样制备,2,分层击实,3,称土质量,2/8/2026,86,4,操作步骤,用推土器推出筒内试样，从试样中心处取,2,个各约,15,30g,土测定含水率，平行差值不得超过,1%,。,1,试样制备,2,分层击实,3,称土质量,4,测含水量,2/8/2026,87,4,操作步骤,按,2,4,步骤进行其它不同含水率试样的击实试验。,1,试样制备,2,分层击实,3,称土质量,4,测含水量,5,复测余样,2/8/2026,88,5,试验注意事项,1,试验前，击实筒内壁要涂一层凡士林。,2,击实一层后，用刮土刀把土样表面刨毛，使层与层之间压密，同理，其它两层也是如此。,3,如果使用电动击实仪，则必须注意安全。打开仪器电源后，手不能接触击实锤。,2/8/2026,89,6,计算与制图,(1),计算击实后的试样的含水率：,式中：,w,含水率，,%,；,m,0,盒质量,m,1,湿土,+,盒质量，,g,；,m,2,干土,+,盒质量，,g,。,2/8/2026,90,6,计算与制图,(2),计算击实后各试样的干密度：,式中：,湿密度，,g/cm,3,。,计算至,0.01 g/cm,3,。,2/8/2026,91,6,计算与制图,(3),计算土的饱和含水率：,2/8/2026,92,6,计算与制图,（,4,）,制图,以干密度为纵坐标，含水率为横坐标，绘制干密度与含水率的关系曲线，即为击实曲线。曲线峰值点的纵、横坐标分别代表土的最大干密度和最优含水率。如果曲线不能得出峰值点，应进行补点试验。,2/8/2026,93,6,计算与制图,（,5,）,制图,计算数个干密度下的饱和含水率。以干密度为纵坐标，含水率为横坐标，在击实曲线的图中绘制出饱和曲线，用以校正击实曲线。,2/8/2026,94,7,试验记录,土样编号,10,2,土粒比重,2.72,试验者,土样类别,CI,每层击数,25,校核者,风干含水率,4.0%,试验仪器,轻型击实仪,试验日期,2008.9.10,试验序号,干,密,度,含,水,率,筒加土质量,(g),筒,质,量,(g),湿土,质量,(g),密,度,(g/cm,3,),干,密,度,(g/cm,3,),盒,号,盒加湿土质量,(g),盒加干土质量,(g),盒质量,(g),水的,质量,(g),干土,质量,(g),含水率,(%),平均含水率,(%),-,(6)-(7),(7)-(8),1,2510,780,1730,1.83,1.53,12,31.26,30.72,28.46,28.03,14,14,2.80,2.69,14.46,14.03,19.4,19.2,19.3,2,2570,780,1790,1.89,1.56,34,26.59,30.32,24.38,27.46,14,14,2.21,2.86,10.37,13.46,21.3,21.3,21.3,3,2620,780,1840,1.94,1.57,56,26.80,28.92,24.32,26.07,14,14,2.48,2.85,10.32,12.07,24.0,23.6,23.8,4,2630,780,1850,1.95,1.55,78,28.29,29.65,25.35,26.44,14,14,2.94,3.21,11.35,12.44,25.9,25.8,25.9,5,2610,780,1830,1.93,1.52,910,29.33,34.26,26.02,29.88,14,14,3.31,4.38,12.02,15.88,27.5,27.6,27.6,2/8/2026,95,返回目录,本试验结束,2/8/2026,96,