砂的相对密度试验.pdf

试验六 砂的相对密度试验 试验六 砂的相对密度试验 一、概述一、概述 相对密度是砂土处于最松状态的孔隙比与天然状态孔隙比之差和最松状态的孔隙比与最紧密状态的孔隙比之差的比值。相对密度是砂性土紧密程度的指标，对于建筑物和地基的稳定性，特别是在抗震稳定性方面具有重要的意义。密实的砂，具有较高的抗剪强度及较低的压缩性，在震动情况下液化的可能性小；而松散的砂，其稳定性差，压缩性高，对于饱和的砂土，在震动情况下，还容易产生液化。砂土的密实程度在一定程度上可用其孔隙比来反映，但砂土的密实程度并不单独取决于孔隙比，在很大程度上还取决于土的颗粒级配。颗粒级配不同的砂土即使具有相同的孔隙比，但由于土的颗粒大小的不同，颗粒排列不同，所处的密实状态也会不同。为了同时考虑孔隙比和颗粒级配的影响，引入砂土相对密度的概念来反映砂土的密度。二、试验方法及原理二、试验方法及原理 砂的相对密度涉及到砂土的最大孔隙比、最小孔隙比及天然孔隙比，砂的相对密度试验就是进行砂的最大孔隙比(或最小干密度)试验和最小孔隙比(或最大干密度)试验，适用于粒径不大于 5，且粒径 25mm 的试样质量不大于试样总质量 15%的土。(一一)砂的最大孔隙比砂的最大孔隙比(最小干密度最小干密度)试验试验 图 6-1 漏斗与拂平器 1.仪器设备仪器设备(1)500ml 量筒及内径 600mm 的 1000ml 量筒；(2)颈管的内径为 1.2cm 的长颈漏斗，颈口应磨平；(3)直径 1.5cm 的锥形塞，并焊接在铁杆上，如图 6-1 所示；(4)砂面拂平器，如图 4-14 所示；(5)橡皮板；(6)称量 1000g、最小分度值 1g 的天平。2.操作步骤操作步骤(1)漏斗法 称取代表性的烘干或充分风干试样 1.5kg，用手搓揉或用圆木在橡皮板上碾散，并拌和均匀。将锥形塞杆自长颈漏斗下口向上穿入，并向上提起，以使锥底堵住漏斗管口，一并放入容积 1000ml 的量筒内，并使其下端与量筒底接触。称取试样 700g，分数次均匀缓慢地倒入漏斗中，将漏斗和锥形塞杆同时提高，然后下移塞杆，使锥体略离开管口，管口应经常保持高出砂面约 12cm的距离，从而使试样缓慢且均匀颁布地落入量筒中。试样全部松散地落入量筒后，取出漏斗和锥形塞，用砂面拂平器将砂面拂平，然后测记试样体积，估读至 5ml。(2)量微筒法 在漏斗法试验测记试样体积后，紧接着用手掌或橡皮板堵住量筒口，将量筒倒转，然后缓慢地转回到原来位置，如此重复数次后，再记下试样在量筒内所占体积的最大值，估读至 5ml。取漏斗法和量筒法两种方法中测得的较大试样体积值，并计算最小干 密度及最大孔隙比。砂的最大孔隙比(最小干密度)试验必须进行两次平行测定，两次测定的密度差值不得大于 0.03g/cm3，并取两次测值的平均值。(二二)砂的最小孔隙比砂的最小孔隙比(最大干最大干 密度密度)试验试验 砂的最小孔隙比试验，也称砂的最大干 密度试验，就是测定砂在最紧密状态的孔隙比及干 密度的试验，砂的最小孔隙比(最大干 密度)试验采用振动锤击法。1.仪器设备仪器设备 1(1)金属圆筒，有两种：一种容积 250ml、内径为 5cm；另一种容积 1000ml、内径为 10cm，高度均为 12.7cm，附护筒。(2)振动叉，如图 4-15 所示。(3)击锤，如图 4-16 所示，锤质量 1.25kg，落 15 cm，锤直径 5 cm。图 6-2 振动叉 图 6-2 击锤 2.操作步骤操作步骤(1)称取代表性试样 2000g，拌匀，分 3 次倒入金属圆筒内，且为圆筒容积的1/3，试样每次倒入圆筒后，先用振动叉以每分钟 150200 次的速度各敲打圆筒两侧，并在同一时间内以每分钟 3060 次的速度用击锤锤击试样表面，直至试样体积不变为止(一般需 1510ml)，如此重复第二层和第三层。(2)振毕后，取下护筒，并且修土刀齐圆顶面刮平试样，然后称圆筒内和试样的总质量，计算出试样质量，准确至 1g，并记录试样体积。砂的最小孔隙比(最大干密度)试验必须进行两次平行测定，两次测定的密度差值不得大于 0.03g/cm3，并取两次测值的平均值。（三）成果整理（三）成果整理 1.最小干密度和最大孔隙比计算 砂的最小干密度按式(6-1)计算：式中 )16(maxmax=Vmdmax试样的最小干密度(g/cm3)；md 试样干土质量(g)；2Vmax 试样的最大体积(cm3)。式中 试样的最大孔隙比；w算 砂的最大孔隙比按式(6-2)计算：maxe 水的密度(g/cm3)；G土粒比重。2.最大干密度和最小孔隙比计砂的最大干密度按式(6-3)计算：)36(minmax=mdVd 式中 dmax砂的最大干密度(g/cm3)；3)。砂的md试样干土质量(g)；Vmin试样的最小体积(cm最小孔隙比按式(6-4)计算：)46(1maxmin=dswGe 式中，emin 为最小孔隙比，其余符号意义同式(6-2)。3.砂的相对密度计算)26(mindG1max=swe 3 Dr砂的相对密度；e0砂的天然孔隙比；)56(minmax0max=eeeeDr式中密度天然干密度或要求的干_d(四四)试验记录试验记录 砂的相对密度试验记录见表 6-1。验记录表验记录表 工程名称：表表 6-1 相对密度试相对密度试 试验者：工程编号：计算者：试验日期：校核者：试验项目 最大孔隙比(最小干密最小孔隙比(最大干密度)度)试验方法 漏斗法 振击法 试样加容器质(g)(1)量 容器质量(g)(2)试样质量(g)(1)-(2)(3)试样体积(cm3)(4)干密度(g/cm)(5)(3)(4)3平均干密度(g/cm)(6)3 4土粒比重 (7)孔隙比 (8)天然干密度/cm3)(9)(g 天然孔隙比 (10)相对密度 (11)5