液塑限试验.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,*,液塑限试验,(,一,),概述,含水量对粘性土的工程性质,(,如强度、压缩性等,),有极大的影响。当土从很湿逐渐变干时，会表现出几个不同的物理状态，土也就有不同的工程性质。,当粘性土含水量极高时，土成泥浆，呈粘滞流动的液体。当施加剪力时，泥浆将连续地变形，土的抗剪强度极低。当含水量逐渐降低到某一值，土会显示出一定的抗剪强度，并且在外力作用下，可以塑成任何形状，并不发生裂缝，解除外力后，土仍保持已有的变形而不恢复原状。这些特征与液体完全不同，它表现为塑性体的特征。土从液体状态向塑性体状态过渡的界限含水量称为液限w,L,。,当含水量继续降低时，土能承受较大的剪切应力，在外力作用下不再具有塑性体特征，而呈现具有脆性的固体特征。土由塑性体状态向脆性固体状态过渡的界限含水量称为塑限,w,P,。,液限和塑限，在国际上称为阿太堡界限,(,Atterberg,Limit),，它们是粘性土的重要物理性质指标。,液塑限试验,粘性土的塑性大小，可用土处于塑性状态的含水量变化范围来衡量。此范围即液限与塑限之差值，称为塑性指数,I,P,。,I,P,=W,L,-,Wp,塑性指数一般在习惯上用不带百分数符号的数值表示。塑性指数越大，表示土越具有高塑性。,土的天然含水量在一定程度上反映土中水量的多少。但仅仅天然含水量并不能说明土处于什么物理状态，因此还需要一个能够表示天然含水量与界限含水量关系的指标，即液性指标,I,L,：,式中：,w,天然含水量；,w,L,液限；,w,p,塑限。,液塑限试验,当,I,L,=1.0,，即,w=,w,L,时土处于液限；,当,I,L,=0,，即,w=,w,p,时土处于塑限。,故按,I,L,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：,液塑限联合测定法,1,仪器设备,LP-100,型液塑限联合测定仪；锥体质量,100g,锥角为,30,，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。过,0,5mm,的筛。取代表性土样200g,，分开放入三个盛土皿中，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,),、略大于塑限,(c,点,),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，分层装入盛土杯中，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,。,测盛土杯中土的含水量,w,。，,重复以上步骤，对已制备的其他两个含水量的土样进行测试。,液塑限联合测定法,3,结果整理,在二级双对数坐标纸上，以含水量,w,为横坐标，锥人深度,h,为纵坐标，点绘,a,、,b,、,c,三点,含水量的,h-w,图，连此三点，应呈一条直线。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，根据液限,(a,点含水量,),在,h,w,l,图上查得,h,p,，以此,h,p,再在,h-w,l,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,连成一直线。当两个含水量的差值大于,2,时，应重做试验。,在,h-w,l,图上，查得纵坐标人土深度,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,w,l,.,液塑限联合测定法,对于细粒土，用下式计算塑限入土深度,hp,：,对于砂类土，则用下式计算塑限入土深度,hp,：,根据,hp,值，再查试验结果,h-w,图，对应,hp,的含水量即为塑限含水量,wp,值。,无机结合料击实试验,(1),本试验方法适用于在规定的试筒内，对无机结合料进行击实试验，以绘制稳定土的含水量一干密度关系曲线，从而确定其最佳含水量和最大干密度。,(2),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,),。,(3),试验方法类别,无机结合料击实试验,试验方法类别,无机结合料击实试验,2,仪器设备,无机结合料击实试验,3,试料准备,将具有代表性的风干试料用木锤或木碾捣碎。,如试料是细料土过,5mm筛备用。,如试料中粒径大于,25mm,的颗粒含量过多，则将试料过,40mm,的筛备用,每次筛分后，均应记录超尺寸颗粒的百分率。,在预定做击实试验的前一天，取有代表性的试料测定其风干含水量。对于,细粒土，试样应不少于,100g,；对于中粒土,(,粒径小于,25mm,的各种集料,),，,试样应不少于,1000g,；对于粗料土的各种集料，试样应不少于,2000g,。,无机结合料击实试验,4,试验步骤,甲法,(,适合于细粒土）,1),将已筛分的试样用四分法逐次分小，至最后取出约,1015kg,试料。再用四分法将已取出的试料分成,5-6,份，每份试料的干质量为,2.0kg,。,2),预定,56,个不同含水量，依次相差,1,2,。,3),按预定含水量制备试样并浸润。,无机结合料击实试验,4),试筒套环与击实底板应紧密连接。将击实筒放在坚实地面上，取制备好的试样,(,仍用四分法,)400-500g,倒人筒内，整平其表面并稍加压紧，然后按所需击数进行击实。最后一层试样击实后，试样超出试筒顶的高度不得大,6mm,，超出高度过大的试件应该作废。,5),取下套环。对齐筒顶细心刮平试样，拆除底板。如试样底面略突出筒外或有孔洞，则应细心刮平或修补。擦净试筒的外壁，称取其质量并准确至,5g,。,6),自试样内部从上到下取,2,个有代表性的样品，测定其含水量，计算至,0,1,。,2,个试样含水量的差值不得大于1,。,7),进行其余含水量下稳定土的击实和测定工作。,凡已用过的试样，一律不再重复使用。,无机结合料击实试验,2,丙法,1),将已过筛的试料用四分法逐次分小，至最后取出约,33kg,试料。再用四分法将取出的试判分成,6,份至少要,5,份,),，每份重约,5.5,个,(,风于质量,),2),预定,5-6,个不同含水量，依次相差,1,2,。,3),按预定含水量制备试样，与甲法相同。,4),将混合料拌和均匀,，与甲法相同。,5),将试筒、套环与夯击底板紧密地连接在一起，并将垫块放在筒内底板上。击实筒应放在坚实,(,最好是水泥混凝土,),地面上，取制备好的试样,1.8kg,左右放入筒内，整平其表面并稍加压紧。分,3,层，每层,击,98,次。,试样击实后，试样超出试筒顶的高度不得大于,6mm,，超出高度过大的试件应该作废。,无机结合料击实试验,6),扭动并取下套环。对齐筒顶细心刮平试样。并拆除底扳，取走垫块。擦净试筒的外壁，称重，准确至,5g,。,7),自试样内部从上到下取,2,个有代表性的样品测定其含水量，计算至,0,1,。,2,个试样含水量的差值不得大于,1,。,8,）进行其余含水量下稳定土的击实和测定。凡已用过的试料，一律不再用。,无机结合料击实试验,5.,计算及制图,(1),计算每次击实后稳定土的湿密度和干密度：,(2),以干密度为纵坐标，以含水量为横坐标，在普通直角坐标纸上绘制干密度与含水量的关系曲线，驼峰形曲线顶点的纵、横坐标分别为稳定土的最大干密度和最佳含水量。最大干密度用,2,位小数表示。如最佳含水量的值在,12,以上，则用整数表示,(,即精确到,1,),；如最佳含水量的值在,6,-12,，则用一位小数“,0”,或“,5”,表示,(,即精确到,0,5,),；如最佳含水量的值小于,6,，则取,1,位小数，并用偶数表示,(,即精确到,0,2,),。如试验点不足以连成完整的驼峰形曲线，则应该进行补充试验。,无机结合料击实试验,(3),超尺寸颗粒的校正,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，按要求对试验所得最大于密度和最佳含水量进行校正。,无机结合料击实试验,6.,精确度或允许误差,2,次试验最大密度的差值不应超,0.05g/cm3(,稳定细粒土,),或,0.08g/cm3(,稳定中粒土和粗土,),，最佳含水量的差值不应超过,0.5,(,最佳含水量小于,10,),或,1.0,(,最佳含水量大于,10,),。,理论法确定石灰土、二灰稳定粒料最大干密度和最佳含水量,根据室内试验测得结合料的最大干密度,1,和集料的相对密度,2,把已确定的结合料与集料的质量比换算为体积比,V1,：,V2,，则混合料的最大干密度,0,为：,确定混合料的最佳含水量,石灰稳定工业废渣混合料组成设计,1,一般规定,(1),石灰工业废渣稳定类材料的,7d,浸水抗压强度应符合规定。,(2),石灰工业废渣稳定类材料组成设计应根据强度标准，通过试验选取最宜于稳定的材料，确定石灰与粉煤灰或石灰与煤渣的比例，确定石灰粉煤灰或石灰煤渣与土的质量比例，确定混合料的最佳含水量。,(3),对于,CaO,含量为,2,6,的硅铝粉煤灰，采用石灰粉煤灰作基层或底基层时，石灰与粉煤灰的比例可以是,1,：,2-1,：,9,。,(4),采用二灰土作基层或底基层时，石灰与粉煤灰的比例可为,1,：,2-1,：,4(,对于粉土，以,1,：,2,为宜,),，石灰粉煤灰与细粒土的比例可以是,30,：,70-90,：,10,。,(5),采用二灰级配集料作基层时，石灰与粉煤灰的比例可为,1,：,21,：,4,，石灰粉煤灰与集料的比例应是,20,：,8015,：,85,。,石灰稳定工业废渣混合料组成设计,(6),采用石灰煤渣作基层或底基层时，石灰与煤渣的比例可为,20,：,80-15,：,85,。,(7),采用石灰煤渣土作基层或底基层时，石灰与煤渣的比例可为,1,：,11,：,4,，石灰煤渣与细粒土的比例可以是,1,：,1-1,：,4,。混合料中石灰不应少于,10,，或通过试验选取强度较高的配合比。,(8),采用石灰煤渣集料作基层或底基层时，石灰：煤渣：集料可为,(79),：,(2633),：,(67-58),。,(9),为提高石灰工业废渣的早期强度，可外加,1,-2,的水泥。,(10),各种混合料的各项试验应按,公路工程无机结合料稳定材料试验规程,(JTJ057-94),进行。,石灰稳定工业废渣混合料组成设计,2,原材料的试验,（,1,）石灰（,3,级）,（,2,）粉煤灰（有效成分，烧失量，比表面积）,（,3,）土（塑性指数，有机质、易溶盐含量）,（,4,）碎石或砂粒（压碎值，级配）,3,混合料的设计步骤,（,1,）原材料试验,（,2,）制备不同比例的石灰粉煤灰混合料，确定其各自的最佳含水量和最大干密度。,（,3,）以工地施工压实度（或规定压实度）和最佳含水量成型无侧限抗压强度试件（试件成型时应考虑材料自身含水量）,石灰稳定工业废渣混合料组成设计,成型试件最少数量,项目,10,10,15,15,20,细粒土,6,9,中粒土,6,9,13,粗粒土,9,13,石灰稳定工业废渣混合料组成设计,（,4,）养生,（,5,）测定无侧限抗压强度,（,6,）计算试验结果的平均值和标准差要求,无侧限抗压强度试验方法,1,目的和适用范围,本试验方法适用于测定无机结合料稳定土,(,包括稳定细粒土、中粒土和粗粒土,),试件的无侧限抗压强度，室内配合比设计试验及现场检测。,2,取样频率,在现场按规定频率取样，按工地预定达到的压实度制备试件。,3,仪器设备,4,试件制备,(1),试料准备,将具有代表性的风干试料用木锤和木碾捣碎，如试料为粗粒土，则除去大于,40mm,的颗粒备用；如试料为中粒土，则除去大于,25mm,或,20mm,的颗粒备用；如试料为细粒土，则除去大于,10mm,的颗粒备用。取有代表性的试料测定其风干含水量。,无侧限抗压强度试验方法,(2),确定无机结合料混合料的最佳含水量和最大干密度。,(3),配制混合料,1,）对于无机结合料稳定细粒土，至少应该制备,6,个试件；对于无机结合料稳定细粒土，至少应该制备,6,个试件；对于无机结合料稳定中粒土和粗粒土，至少分别应该制备,9,个和,13,个试件。,2,）对于细粒土，可以一次称取,6,个试件的土；对于中粒土，可以一次称取,3,个试件的土；对于粗粒土，一次只称取,1,个试件的土。,3),向称好混合料中加水，浸润备用。,(4),按预定的干密度制件,5,养生,6,无侧限抗压强度试验,无侧限抗压强度试验方法,7,计算,(1),试件的无侧限抗压强度,R,C,用下列相应的公式计算。,对于小试件：,对于中试件：,对于大试件,：,无侧限抗压强度试验方法,(2),精密度或允许误差 若干次平行试验的偏差系数,C,，,(,),应符合下列规定。,对于小试件，不大于,10,；,对于中试件，不大于,15,；,对于大试件，不大于,20,。,8,强度评定,(1),评定路段试样的平均强度,R,应满足下式的要求,承载比,(CBR),试验方法,所谓,CBR,值，是指试料贯人量达,2.5mm,或,5.0mm,时，单位压力与标准碎石压入相同贯人量时标准荷载强度的比值。,贯入量为,2.5mm,时的,CBR,值,贯入量为,5.0mm,时的,CBR,值,1,目的和适用范围,本试验方法只适用于在规定的试筒内制件后，对各种土和路面基层、底基层材料进行承载比试验。,试样的最大粒径宜控制在,25mm,以内，最大不得超过,38mm,。,2,仪器设备,(1),圆孔筛,(2),试筒,(3),夯锤和导管,(4),贯人杆,(5),路面材料强度仪或其他载荷装置,(6),百分表：,3,只。,承载比,(CBR),试验方法,(7),试件顶面上的多孔板。,(8),多孔底板。,(9),测膨胀量时支承百分表的架子。,(10),荷载板：直径为,150mm,，中心孔眼直径为,52mm,，每块质量为,1,25kg,，共,4,块，并沿直径,分为两个半圆块。,(11),水槽：槽内水面应高出试件顶面,25mm,。,(12),其他：台秤，感量为试件用量的,0,1,；拌和盘；直尺；滤纸；脱模器等与击实试验相同。,承载比,(CBR),试验方法,承载比,(CBR),试验方法,承载比,(CBR),试验方法,承载比,(CBR),试验方法,3,试样,将具有代表性的风干试料,(,必要时可在,50,、烘箱内烘 干,),，用木碾捣碎，但应尽量注意不使土或粒料的单个颗粒破碎。土团均应捣碎到通过,5mm,的筛孔。,采用有代表性的试料,50kg,，用,38mm,筛筛除大于,38mm,的颗料，并记录超尺寸颗粒的百分数。将已过筛的试料按四分法取出约,25kg,。再用四分法将取出的试料分成,4,份，每份质量为,6ks,，供击实试验和制备试件之用。,在预定做击实试验的前一天，取有代表性的试料测定其风干含水量。,承载比,(CBR),试验方法,承载比,(CBR),试验方法,4,试验步骤,1.,确定最佳含水量和最大干密度,2.,利用静压法或击实法成型试件,3.,试件泡水并测定试件的澎胀率,4.,取出试件进行贯入试验,承载比,(CBR),试验方法,4.,取出试件进行贯入试验,1),将泡水试验终了的试件放到路面材料强度试验仪的升降台上，调整偏球座使贯人杆与试件顶面全面接触，在贯人杆周围放置,4,块荷载板。2),先在贯人杆上施加,45N,荷载，然后将测力和测变形的百分表的指针都调整至零点。,3),加荷使贯人杆以,1-1.25mm,min,的速度压入试件，记录测力计内百分表读数计对应的贯入杆贯入量值,。,5.,结果整理,(1),以单位压力,(p),为横坐标，贯人量,(L),为纵坐标，绘制,P-L,关系曲线。图上曲线,1,是合适的。曲线,2,开始段是凹曲线，需要进行修正。修正时，在变曲率点引一切线，与纵坐标交于,O,，点，,O,，即为修正后,的原点,。,（,2,）一般采用贯入量为,2.5mm,时的单位压力与标准压力之比作为材料的承载比（,CBR,）即：,承载比,(CBR),试验方法,承载比,(CBR),试验方法,3.,计算贯人量为,5mm,时的承载比,如贯人量为,5mm,时的承载比大于,2,5mm,时的承载比，则试验要重做。如结果仍然如此，则采用,5mm,时的承载比。,承载比,(CBR),试验方法,(6),精度要求,如根据,3,个平行试验结果计算得到的承载比变异系数大于,12,，则去掉一个偏离大的值，取其余,2,个结果的平均值,。,