界限含水率试验作业指导说明书.doc

1、根据原则
《土工实验办法原则》GB/T50123-1999
《土工实验规程》SL237-1999
2、范畴
2.1 合用于粒径不大于0.5mm颗粒构成及有机质含量不不不大于干土质量5％土。
2.2 界限含水率涉及土液限、塑限和缩限。实验办法分液限塑限联合测定、圆锥仪法液限实验、搓滚法塑限实验、缩限实验。
3、职责
3.1 材料检测部是本作业文献执行部门。
3.2 材料检测部负责人负责检测实验过程控制，负责编制检测实验报告。
3.3 技术负责人负责审核检测实验报告。
3.4 材料检测部部门负责人负责检测实验过程资源配备。
4、液限塑限联合测定实验
4.1 仪器设备

4.1.1 液塑限联合测定仪：涉及带标尺圆锥仪、电磁铁、显示屏、控制开关。圆锥质量为76g，锥角为30°；读数显示宜采用光电式、游标式和百分表式。
4.1.2 试样杯：直径40～50mm，高30～40mm。
4.1.3 天平：称量200g，分度值0.01g。
4.1.4 其她：烘箱、干燥箱、铝盆、调土刀、筛等。
4.2 实验办法
4.2.1 本实验宜采用天然含水率试样，当土样不均匀时，采用风干试样。当试样中具有粒径不不大于0.5mm土粒和杂物时，应过0.5mm筛。
4.2.2 当采用天然含水率土样时，取代表性土样250g，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。
4.2.3 将制备试样充分调拌均匀，密实地填入试样杯中，填样时不应留有空隙，对较干试样应充分搓揉，密实地填入试样杯中，填满后刮平表面。
4.2.4 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。
4.2.5 调节零点，将屏幕上标尺调在零位，调节升降座，使圆锥尖接触试样表面，批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，取锥体附近试样不少于10g，放入称量盒内，测定含水率。
4.2.6 将所有试样再加水或吹干并调匀，重复上述5.1.3～5.1.5环节分别测定第二点、第三点试样圆锥下沉深度及相应含水率。液塑限联合测定应不少于三点。
（注：圆锥入土深度宜为3～4mm，7～9mm，15～17mm。）
4.3 实验成果整顿
4.3.1试样含水率计算公式（4.3.1）：
（4.3.1）
式中 ω——含水率，％；
m——湿土质量，g；
md——干土质量，g。
计算至0.1％。
4.3.2 制图关系曲线
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（圆锥下沉深度与含水率关系曲线）。三点应在始终线上（标为A线）。当三点不在始终线上时，通过高含水率点和别的两点连成二条直线，在圆锥下沉深度为２mm处查得相应含水率，当两个含水率差值不大于２％时，应以两点含水率平均值与高含水率点连始终线（标为B线）。当两个含水率差值不不大于、等于２％时，应重做实验。
4.3.3 拟定界限含水率
在含水率与圆锥下沉深度关系曲线图上查得下沉深度为17mm所相应含水率为液限，查得下沉深度为10mm所相应含水率为10mm液限，查得下沉深度为2mm所相应含水率为塑限，取值以百分数表达，精确至0.1%。
4.3.4 塑性指数按公式（4.3.4-1）计算，液性指数按公式（4.3.4-2）计算：
（4.3.4-1）
（4.3.4-2）

式中 ——塑性指数；
——液性指数，计算至0.01；
——液限，％；
——塑限，％。
4.3.5 含水率测定按《含水率实验作业指引书》ZY(100)—YT(1/54)—执行。
4.4 实验记录
液塑限联合实验登记表（表4.4）

表4.4 液塑限联合实验登记表
工程名称：
试样

编号
圆锥下
沉深度
h
(mm)
盒
号
湿土
质量m
(g)
干土
质量md
(g)

含水率
ω
(%)
液限
ωL
(%)
塑限
ωP
(%)
塑性
指数IP
（—）
液性
指数IL
（—）

实验者 实验日期

5、圆锥仪法液限实验
5.1 仪器设备
5.1.1圆锥仪：质量76±0.2g，锥角30°，距锥尖10mm或17mm处有环形线。
5.1.2 试样杯：内径不应不大于40mm，高度不应不大于30mm。
5.1.3 底座：硬质木料或金属制成。
5.1.4 其她：调土刀、调土皿等。
5.2 实验办法
5.2.1用调土刀将制备好试样彻底调抖均匀，使其含水量接近液限。将试样填入试样杯中，填土时不应使土内留有空隙，满后刮去多余土，使土面与杯口齐平，将试样杯放在底座。
5.2.2在锥体上抹一薄层润滑油，提住上端手柄，放在试样表面中部。当锥尖与试样表面接触时，放开手指，使圆锥仪在其自重下沉入土中。
5.2.3当锥体经约５s沉入土中深度不等于17mm或10mm时，表达试样含水量高于或低于液限，取出圆锥仪，挖去粘有润滑油土，取出所有试样放回调土皿中，用滤纸或亚麻布排除水分或加入少量纯水，调节土含水量，继续调拌均匀后，再按上述5.1.1～5.1.2规定进行。
5.2.4当锥体经约5s沉入土中深度等于17mm或10mm，土面恰与锥体环形刻线在一种水平面上时，表达土含水量等于17mm或10mm液限，取出圆锥仪，挖去粘有润滑油土，取锥体附近试样不应少于10g，放入称量盒内，测定含水量。
5.2.5本办法须进行平行测定，取其算术平均值，以整数（％）表达，其平行差值应符合表5.2.5规定

表5.2.5 液限测定容许平行差值
液 限 （％）
容许平行差值（％）
≤５０
２
＞５０
３

5.3 实验成果整顿
含水率测定按《含水率实验作业指引书》ZY(100)—YT(1/54)—执行。
6、搓滚法塑限实验
6.1 仪器设备
6.1.1 毛玻璃板。
6.1.2 缝隙3mm模板或直径3mm金属丝，或卡尺。
6.1.3 天平：称量200g，分度值0.01g。
6.1.4 其她：烘箱、筛等。
6.2 实验办法
6.2.1 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。
6.2.2 将制备好试样在手中揉捏至不粘手，捏扁，当浮现裂缝时，表达其含水率接近塑限。
6.2.3 取接近塑限含水率试样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用力滚动，土条不得有空心现象，土条长度不适当不不大于手掌宽度。
6.2.4 当土条直径搓成３mm时产生裂缝，并开始断裂，表达试样含水率达到塑限含水率。当土条直径搓成3mm时不产生裂缝或土条直径不不大于3mm时开始断裂，表达试样含水率高于塑限或低于塑限，都应重新取样进行实验。
6.2.5 取直径3mm有裂缝土条３～５g，测量土条含水率。
6.2.6 本实验应进行两次平行测定，两次测定差值：当含水率不大于40%时为1%；当含水率等于、不不大于40%时为2%，取两次测值平均值，以百分数表达。
6.3 实验成果整顿
含水率测定按《含水率实验作业指引书》ZY(100)—YT(1/54)—执行。
7、缩限实验
7. 1 仪器设备
7.1.1 收缩皿（或环刀）：金属制成，直径4.5～5.0cm，高2～3cm。
7.1.2 天平：称量500g，分主工值0.01g。
7.1.3 其她：蜡、烧杯、细线、针、烘箱、铝盒等。
7.2 实验办法
7.2.1 取代表性土样，用纯水制备成约为液限试样。
7.2.2 在收缩皿内抹一薄层凡士林。将试样分层装入收缩皿中，每次装入后将皿在实验台上拍击，直至驱尽气泡为止。
7.2.3 收缩皿装满试样后，用直尺刮去多余试样，擦净收缩皿外部，及时称收缩皿加湿土总质量。
7.2.4 将盛装试样收缩皿放在室内逐渐晾干，至试样颜色变淡时，放入烘箱中烘至恒量。
7.2.5 称皿和干土总质量，精确至0.1g。
7.2.6 按《密度实验作业指引书》（ZY(100)-YT(2/54)-）中蜡封法测定干土体积。
7.3 实验成果整顿
7.3.1 缩限计算：按公式（7.3.1）计算缩限。
（7.3.1）
式中 ωs——缩限，％；
V1——湿土体积（即收缩皿或环刀容积），cm3；
V2——烘干后土体积，cm3；
md——干土质量，g；
ρω——水密度，g/cm3。
计算0.1％。
7.3.2 本实验需进行两次平行测定。平行差值：高液限土不得不不大于2％，低液限土不得大一1％。
7.4 实验记录
缩限实验登记表（表7.4）

表7.4 缩限实验登记表
工程名称
实验日期
年
月

日

室内编号

收缩皿编号

湿土质量
(g)
(1)

干土质量
(g)
(2)

含水率
（%）
(3)

湿土体积
（cm3）
(4)

干土体积
（cm3）
(5)

收缩体积
（cm3）
(6)

收缩含水率（%）
(7)

缩限（%）
(8)

平均值（%）
(9)

实验人员 实验日期