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交通部培训班试验检测培训-材料专业 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望 1土工试验（师级）土工试验（师级）(1)土的三相组成及物理性质指标换算土的三相组成及物理性质指标换算u 了解：土的形成过程。u 熟悉：土的三相组成；土中的水分；土的物理性质指标及指标换算。u 掌握：含水率试验；密度试验；相对密度试验。(2)土的粒组划分及工程分类土的粒组划分及工程分类u 了解：粒度、粒度成分及其表示方法；司笃克斯定律。u 熟悉：土粒级配指标：Cu、Cc；土粒大小及粒组划分。u 掌握：土的工程分类及命名(现行公路土工试验规程(JTG E40-2007)；颗粒分析试验。(3)土的相对密度及界限含水率土的相对密度及界限含水率u 了解：天然稠度试验。u 熟悉：相对密度Dr，的基本概念及表达；黏性土的界限含水率(液限WL、缩限WP、缩限Ws)；塑性指数IP 、液性指数IL。u 掌握：砂土相对密度测试；界限含水率试验。(4)土的击实土的击实u 了解：击实的工程意义；击实试验原理。u 熟悉：土的击实特性；影响压实的因素。u 掌握：最大干密度；最佳含水率；击实试验。(5)土体压缩性指标及强度指标土体压缩性指标及强度指标 u了解：压缩机理；有效应力原理；与强度有关的工程问题；三轴压缩试验；黄土湿陷试验；回弹模量试验。u熟悉：室内压缩试验与压缩性指标；先期固结压力Pc与土层天然固结状态判断；u 强度指标c、P；CBR的概念。iu掌握：固结试验；直接剪切试验；无侧限抗压试验；承载比(CBR)试验。(6)土的化学性质试验及水理性质试验土的化学性质试验及水理性质试验u了解：膨胀试验；收缩试验；毛细管水上升高度试验；渗透试验。u掌握：酸碱度试验；烧失量试验；有机质含量试验。(7)土样的采集及制备土样的采集及制备 u了解：土样的采集、运输和保管。u掌握：土样和试样制备。1土工试验土工试验(员级）员级）(1)土的三相组成及物理性质指标换算土的三相组成及物理性质指标换算u了解：土的形成过程。u熟悉：土的三相组成；土的物理性质指标及指标换算。u掌握：含水率试验；密度试验；相对密度试验。(2)土的粒组划分及工程分类土的粒组划分及工程分类u了解：粒度、粒度成分及其表示方法。u熟悉：土粒级配指标：Cu、Cc；土粒大小及粒组划分。u掌握：土的工程分类及命名；颗粒分析试验。(3)土的相对密度及界限含水率土的相对密度及界限含水率u了解：天然稠度试验。u熟悉：相对密度Dr的基本概念及表达；黏性土的界限含水率(液限WL、塑限WP、缩限WS)；塑 性指数IP、液性指数IL。u掌握：砂土相对密度测试；界限含水率试验。(4)土的击实土的击实u了解：击实的工程意义；击实试验原理。u熟悉：土的击实特性。u掌握：击实试验。(5)土的强度指标土的强度指标u熟悉：CBR的概念。u掌握：承载比(CBR)试验。(6)土样的采集及制备土样的采集及制备u了解：土样的采集、运输和保管。u掌握：土样和试样制备。概概 述述一、土的形成一、土的形成uu土：是由地壳表面的岩石经过物理风化、化学土：是由地壳表面的岩石经过物理风化、化学风化和生物风化作用的产物。风化和生物风化作用的产物。uu特征：特征：分散性、复杂性、易变性分散性、复杂性、易变性在道路建设中，土的用途：在道路建设中，土的用途：A、可被用作建筑、可被用作建筑材料材料，如作为路基、路面的构，如作为路基、路面的构筑物；筑物；B、建筑物、建筑物地基地基；C、土也可作为建筑物周围的、土也可作为建筑物周围的介质或环境介质或环境，如隧，如隧道、涵洞及地下建筑等。道、涵洞及地下建筑等。土的三相组成土的三相组成（一）三种组成的基本状况（一）三种组成的基本状况uu土土-是由是由土颗粒土颗粒（固相）、（固相）、气体气体（气相）和（气相）和水水（液相）三种物质组成的集合体。（液相）三种物质组成的集合体。土骨架间布满相互贯通的孔隙有时完全被水充土骨架间布满相互贯通的孔隙有时完全被水充满，称为满，称为饱和土饱和土；有时一部分被水占据，另一部分被气体占据，有时一部分被水占据，另一部分被气体占据，称为称为非饱和土非饱和土；有时也可能完全充满气体，称为有时也可能完全充满气体，称为干土干土。（一）三种组成的基本状况（一）三种组成的基本状况1、固相：、固相：土的固相物质分为无机矿物颗粒和有机质，成为土体骨架。矿物矿物:矿物颗粒由原生矿物和次生矿物。有机质：有机质：有机质成分分解完善的腐殖质；有机质成分分解不完善的泥炭。（一）三种组成的基本状况（一）三种组成的基本状况2 2、液相：、液相：、液相：、液相：水在土以三种状态存在：固态、液态和气态。水在土以三种状态存在：固态、液态和气态。水在土以三种状态存在：固态、液态和气态。水在土以三种状态存在：固态、液态和气态。（1 1）气态水：）气态水：孔隙中存在水气，它与空气形成气态混合物。孔隙中存在水气，它与空气形成气态混合物。（2 2）液态水：）液态水：存在于矿物颗粒内部的水存在于矿物颗粒内部的水存在于矿物颗粒内部的水存在于矿物颗粒内部的水化学结构水化学结构水和和化学结晶水化学结晶水 存在于矿物颗粒表面的水存在于矿物颗粒表面的水存在于矿物颗粒表面的水存在于矿物颗粒表面的水结合水和自由水结合水和自由水（包括毛细水和重力水）（包括毛细水和重力水）（3 3）固态水：）固态水：冰：处于固态的晶体状态中的水，是自由水的一个特殊冰：处于固态的晶体状态中的水，是自由水的一个特殊类型。类型。水（液态水）结合水(吸着水)(物理化学力)自由水强结合水毛细水(表面张力及重力)重力水(重力)弱结合水角孔毛细水悬挂毛细水支撑毛细水u结合水在密度、粘滞度、冰点与自由水不同u结合水密度、粘滞度均比一般自由水偏高，冰点低于0。3、气相、气相 土孔隙中的空气，分为两类：与大气连通的土孔隙中的空气，分为两类：与大气连通的自由气体自由气体；与大气隔绝的；与大气隔绝的封闭气体封闭气体。uu在外力作用下，自由气体不影响土的工程性质；在外力作用下，自由气体不影响土的工程性质；在外力作用下，自由气体不影响土的工程性质；在外力作用下，自由气体不影响土的工程性质；uu在外力作用下，在外力作用下，在外力作用下，在外力作用下，封闭气体封闭气体封闭气体封闭气体随压力的增大，气泡可被压随压力的增大，气泡可被压随压力的增大，气泡可被压随压力的增大，气泡可被压缩或溶解于水中，压力减小时，气泡会恢复原状或重缩或溶解于水中，压力减小时，气泡会恢复原状或重缩或溶解于水中，压力减小时，气泡会恢复原状或重缩或溶解于水中，压力减小时，气泡会恢复原状或重新游离出来。气泡的存在增加土体的弹性，减小土的新游离出来。气泡的存在增加土体的弹性，减小土的新游离出来。气泡的存在增加土体的弹性，减小土的新游离出来。气泡的存在增加土体的弹性，减小土的渗透性渗透性渗透性渗透性土孔隙中的含气量与含水量有密切关系，不论土孔隙中的含气量与含水量有密切关系，不论谁占优势，对土的性质影响很大。谁占优势，对土的性质影响很大。土由三相组成，画出三相图来，并写出各相之间的比例土由三相组成，画出三相图来，并写出各相之间的比例土由三相组成，画出三相图来，并写出各相之间的比例土由三相组成，画出三相图来，并写出各相之间的比例关系所表达的土的物理性质指标：关系所表达的土的物理性质指标：关系所表达的土的物理性质指标：关系所表达的土的物理性质指标：（二）土的物理性质指标（二）土的物理性质指标土的三相基本物理指标是：土的三相基本物理指标是：土粒比重；土粒比重；天然密度；天然密度；含水率；含水率；土工试验项目土工试验项目(一一)物理性质试验物理性质试验uu含水率、密度、比重、颗粒分析和相对密度含水率、密度、比重、颗粒分析和相对密度(二二)水理性质试验水理性质试验uu 界限含水率、稠度、膨胀、收缩和毛细上升高度。界限含水率、稠度、膨胀、收缩和毛细上升高度。(三三)力学性质试验力学性质试验uu 渗透性、击实性、压缩性、黄土湿陷性、直接剪切、渗透性、击实性、压缩性、黄土湿陷性、直接剪切、三轴剪切、无侧限抗压、土基承载比及回弹模量。三轴剪切、无侧限抗压、土基承载比及回弹模量。(四四)化学性质试验化学性质试验uu酸碱度、烧失量、有机质含量、可溶盐含量、矿物酸碱度、烧失量、有机质含量、可溶盐含量、矿物成分。成分。土的物理性质试验土的物理性质试验uu含水率、密度、比重、颗粒分析和相对密度含水率、密度、比重、颗粒分析和相对密度一、含水量试验方法一、含水量试验方法uu反映土含水程度的指标有：含水率、饱和度。反映土含水程度的指标有：含水率、饱和度。含水率的基本概念：含水率的基本概念：土颗粒表面以外的水分，它包括：强结合强结合水、弱结合水及自由水水、弱结合水及自由水。含水率是描述土干湿程度的指标。工程上含水率工程上含水率工程上含水率工程上含水率定义定义定义定义为土中水的质量与土粒质量之为土中水的质量与土粒质量之比的百分数比的百分数,一般认为在一般认为在105105110110温度下将土中自温度下将土中自由水蒸发掉。由水蒸发掉。含水率可以超过百分之百吗？含水率可以超过百分之百吗？一、含水率试验方法一、含水率试验方法 方法方法:1 1、烘干法、烘干法适用于各种土（有适用于各种土（有 的土有的土有 特定的特定的 条件）条件）2 2、酒精燃烧法、酒精燃烧法适用于除含有机质土和含结晶水的适用于除含有机质土和含结晶水的 石膏土均可石膏土均可3 3、比重法、比重法适用于砂类土适用于砂类土公路上常用的测定含水率的方法有哪些？公路上常用的测定含水率的方法有哪些？公路上常用的测定含水率的方法有哪些？公路上常用的测定含水率的方法有哪些？并说明这并说明这并说明这并说明这些方法各自的适用范围？些方法各自的适用范围？些方法各自的适用范围？些方法各自的适用范围？（一）烘干法（一）烘干法1 1、仪器设备、仪器设备、仪器设备、仪器设备2 2、试验步骤、试验步骤、试验步骤、试验步骤3 3、结果整理、结果整理、结果整理、结果整理4 4、精密度和允许差、精密度和允许差、精密度和允许差、精密度和允许差 含水率测定的允许平行差值含水率测定的允许平行差值含水率测定的允许平行差值含水率测定的允许平行差值 表表4 41 1含含 水水 率率 （）（）允许平行差值（）允许平行差值（）5 5以下以下 0.3 0.3 4040以下以下 1 1 4040以上以上 2 2 层状土和网状结构的冻土层状土和网状结构的冻土3 三、比重试验三、比重试验 土粒比重是土体直接测量的物理指标之一，土粒比土粒比重是土体直接测量的物理指标之一，土粒比重受组成土粒的矿物成分所决定。因此，土粒比重大小重受组成土粒的矿物成分所决定。因此，土粒比重大小间接反映了土粒的矿物成分。从而在一定程度上反映了间接反映了土粒的矿物成分。从而在一定程度上反映了土的力学性质。土粒比重还是计算土的换算指标的一个土的力学性质。土粒比重还是计算土的换算指标的一个必不可少的物理量。必不可少的物理量。土的比重是土的物理性质中的三个基本指标之一，土的比重是土的物理性质中的三个基本指标之一，可以通过试验直接测定，即：求出土在可以通过试验直接测定，即：求出土在105C105C110C110C下烘干至恒重时的质量，然后与同体积下烘干至恒重时的质量，然后与同体积4C4C时蒸时蒸馏水的质量的比值。馏水的质量的比值。2、实验内容：、实验内容：（一）定义（一）定义（一）定义（一）定义：土粒的比重是土在土粒的比重是土在105105110110下烘至恒重下烘至恒重时的质量与土粒同体积蒸馏水在时的质量与土粒同体积蒸馏水在4 4时的质量的比值。时的质量的比值。注意：土的比重无量纲（二）目的（二）目的（二）目的（二）目的：测定土粒的比重是为计算土的孔隙比、饱和测定土粒的比重是为计算土的孔隙比、饱和度以及土的其他物理力学实验（如颗粒分析的密度计法度以及土的其他物理力学实验（如颗粒分析的密度计法试验、固结试验等）提供必要的数据。试验、固结试验等）提供必要的数据。（三）方法：（三）方法：（三）方法：（三）方法：土粒比重试验的方法取决于试样的粒度大土粒比重试验的方法取决于试样的粒度大土粒比重试验的方法取决于试样的粒度大土粒比重试验的方法取决于试样的粒度大小和土中是否含有水溶盐。小和土中是否含有水溶盐。小和土中是否含有水溶盐。小和土中是否含有水溶盐。1 1、如果土中不含水溶盐时；且粒径小于如果土中不含水溶盐时；且粒径小于5 5毫米，可采毫米，可采用用“比重瓶和煮沸排气法比重瓶和煮沸排气法”。2 2、土中含有水溶盐时要用、土中含有水溶盐时要用“比重瓶和中性液体真空排比重瓶和中性液体真空排气法气法”。3 3、粒径都大于、粒径都大于5 5毫米时则可采用毫米时则可采用“虹吸筒法虹吸筒法”或或“体积排体积排水法水法”。测定土的比重随土的粒径大小不同可采用不同的试测定土的比重随土的粒径大小不同可采用不同的试验方法。主要有以下试验方法：验方法。主要有以下试验方法：比重瓶法比重瓶法 适用于粒径小于适用于粒径小于5mm5mm的土；的土；浮浮 力力 法法 适用于粒径大于、等于适用于粒径大于、等于5mm5mm的土，其中粒的土，其中粒 径为径为20mm20mm的土质量小于总质量的的土质量小于总质量的10%10%；浮浮 称称 法法 适用于粒径大于、等于适用于粒径大于、等于5mm5mm的土，其中粒的土，其中粒 径为径为20mm20mm的土质量小于总质量的的土质量小于总质量的10%10%；虹吸筒法虹吸筒法 适用于粒径大于、等于适用于粒径大于、等于5mm5mm土，其中粒径为土，其中粒径为 20mm 20mm土质量大于总质量的土质量大于总质量的10%10%。本次介绍的实验采用本次介绍的实验采用“比重瓶和煮沸排气法。比重瓶和煮沸排气法。”当土当土体中既含粒径大于体中既含粒径大于5 5毫米土粒，又有小毫米土粒，又有小5 5毫米土粒时，毫米土粒时，先筛析。然后分别测定。先筛析。然后分别测定。（四）仪器：（四）仪器：1 1比重瓶：容量比重瓶：容量100100毫升（见图）；毫升（见图）；（五）步骤：（五）步骤：（六）计算：按下式计算比重（六）计算：按下式计算比重 用中性液体测定时，按照下式计算比重 用蒸馏水测定时，按下式计算比重：（七）有关问题的说明：（七）有关问题的说明：1.1.煮沸的作用煮沸的作用是破坏试样中尚存的团粒和封闭的孔隙，排出空气以是破坏试样中尚存的团粒和封闭的孔隙，排出空气以是破坏试样中尚存的团粒和封闭的孔隙，排出空气以是破坏试样中尚存的团粒和封闭的孔隙，排出空气以达到使土粒分散的目的达到使土粒分散的目的达到使土粒分散的目的达到使土粒分散的目的。在规定的煮沸时间内，为防止带土粒的。在规定的煮沸时间内，为防止带土粒的悬液从瓶中溢出，必须随时守候观察，当发现有可能水溢出时，悬液从瓶中溢出，必须随时守候观察，当发现有可能水溢出时，除可调节砂浴温度外，必要时可用滴管滴入数滴冷蒸馏水，使之除可调节砂浴温度外，必要时可用滴管滴入数滴冷蒸馏水，使之稍为降温。稍为降温。2.2.比重瓶计算容积是指比重瓶从瓶塞顶部毛细管管口以下部份的空比重瓶计算容积是指比重瓶从瓶塞顶部毛细管管口以下部份的空间容积，因此无论称量（间容积，因此无论称量（mm1 1）或（）或（mm2 2）时，）时，瓶中水面都必须与瓶中水面都必须与瓶塞毛细管管口平齐瓶塞毛细管管口平齐。3.3.每组作两次平行测定，平行差值不得大于每组作两次平行测定，平行差值不得大于0.020.02，取其算术平均，取其算术平均值，以两位小数表示。值，以两位小数表示。思考题：思考题：1 1、解释求比重的公式：、解释求比重的公式：2.2.比重试验中煮沸的目的何在？放入恒温水槽的目的何在？应该特别注意做好比重试验中煮沸的目的何在？放入恒温水槽的目的何在？应该特别注意做好哪些步骤，才能得到准确的实验结果？哪些步骤，才能得到准确的实验结果？答：煮沸的作用答：煮沸的作用是破坏试样中尚存的团粒和封闭的孔隙，排出空气以达到使土粒是破坏试样中尚存的团粒和封闭的孔隙，排出空气以达到使土粒是破坏试样中尚存的团粒和封闭的孔隙，排出空气以达到使土粒是破坏试样中尚存的团粒和封闭的孔隙，排出空气以达到使土粒分散的目的分散的目的分散的目的分散的目的；放入恒温水槽的目的是使瓶内温度稳定；应该特别注意做好；放入恒温水槽的目的是使瓶内温度稳定；应该特别注意做好的步骤是的步骤是 3 3比重试验的关健是测量哪个值？比重试验的关健是测量哪个值？答：同体积水的质量。（答：同体积水的质量。（mm2 2）4 4比重与密度有什么差别？比重与密度有什么差别？答：一般情况下，土粒比重在数值上等于土粒密度，但两者的含义不同，前者是答：一般情况下，土粒比重在数值上等于土粒密度，但两者的含义不同，前者是两种物质的质量或密度之比，无纲量；而后者是一种物质（土粒）的质量两种物质的质量或密度之比，无纲量；而后者是一种物质（土粒）的质量密度，有单位。密度，有单位。5 5哪些因素易引起比重试验的误差？哪些因素易引起比重试验的误差？答：试验步骤：答：试验步骤：。四、颗粒分析试验方法四、颗粒分析试验方法颗粒分析试验的目的、意义？颗粒分析试验的目的、意义？工程上常采用哪些方法进行颗粒分析？说工程上常采用哪些方法进行颗粒分析？说明这些方法的适用范围？明这些方法的适用范围？并写出评价级配情况的指标？并写出评价级配情况的指标？（一）概述（一）概述uu土粒的大小称为土粒的大小称为粒度粒度。uu在工程上把大小相近的土粒合并为组，称在工程上把大小相近的土粒合并为组，称为为粒组粒组。uu土的土的粒度成分粒度成分是指土中各种不同粒组的相是指土中各种不同粒组的相对含量（以干土重量的表示），常用方法对含量（以干土重量的表示），常用方法有：百分比、表格法、累计曲线等。有：百分比、表格法、累计曲线等。（一）概述（一）概述目的意义：目的意义：土的颗粒分析试验就是测定土的粒径大小和级配状况，为土的分类、定名和工程应用提供依据，指导工程施工。即：能定量描述土粒粒度；分析土的粒度成分；为了解土的工程性质提供依据；为土的工程分类使用；供工程设计及施工使用。（一）概述（一）概述方法和适用的范围：方法和适用的范围：分析的方法有直接法和间接法直接法和间接法，对于粒径大于对于粒径大于0.075mm0.075mm的土用的土用筛析法筛析法直接测试直接测试对于粒径为对于粒径为0.0020.0020.075mm0.075mm的土一般的土一般用水析法用水析法用水析法用水析法间接测试。间接测试。（二）筛析法（二）筛析法1、试验原理2、适用范围3、仪器设备4、试验步骤(注意事项)5、计算及绘图(分析曲线)粗筛：60mm40mm20mm10mm5mm2mm细筛：2.0mm1.0mm0.5mm0.25mm0.075mm（二）筛析法（二）筛析法uu注意：注意：（1 1）要求各细筛及底盘内土质量总和与原来所取）要求各细筛及底盘内土质量总和与原来所取2 2筛下试样质量之差不得大于筛下试样质量之差不得大于1 1，同样各粗筛及，同样各粗筛及2 2筛上的土质量和与试样质量之差不得大于筛上的土质量和与试样质量之差不得大于1 1。（2 2）筛分时，筛后总重量之差不得大于）筛分时，筛后总重量之差不得大于1%1%；（3 3）对含有粘土粒的砂砾土，用水洗法，如果小于）对含有粘土粒的砂砾土，用水洗法，如果小于0.0750.075的土超过的土超过10%10%，要做水析法。，要做水析法。（二）筛析法（二）筛析法粒度成分累计曲线:（二）筛析法（二）筛析法uu累计曲线的形式大体上有三种：累计曲线的形式大体上有三种：比较陡-颗粒均匀比较平缓-级配良好有起伏（阶梯）-用级配好坏的评价指标判断（CU U、CC C）（二）筛析法（二）筛析法uuC CUU：反映大小不同粒组的分布情况，反映大小不同粒组的分布情况，C CU U越大，表示土粒越大，表示土粒大小分布范围大，土的级配良好。大小分布范围大，土的级配良好。uuC CC C：则是描述累计曲线的分布范围，反映累计曲线的整体则是描述累计曲线的分布范围，反映累计曲线的整体形状。形状。uu ：限制粒径（也叫控制粒径）：限制粒径（也叫控制粒径）：限制粒径（也叫控制粒径）：限制粒径（也叫控制粒径）uu ：中间粒径：中间粒径：中间粒径：中间粒径uu ：有效粒径：有效粒径：有效粒径：有效粒径（二）筛析法（二）筛析法uu一般认为一般认为(1)C1)CUU5 10 10 时为级配良好的土时为级配良好的土时为级配良好的土时为级配良好的土 （2 2）但不能单独用）但不能单独用）但不能单独用）但不能单独用C CUU一个指标，而是要一个指标，而是要一个指标，而是要一个指标，而是要和和和和C CC C同时考虑，当同时满足同时考虑，当同时满足同时考虑，当同时满足同时考虑，当同时满足C CUU55，C CC C=1=13 3之之之之间，为级配良好的土，若不能同时满足为级配不间，为级配良好的土，若不能同时满足为级配不间，为级配良好的土，若不能同时满足为级配不间，为级配良好的土，若不能同时满足为级配不良的土良的土良的土良的土（三）比重计法和吸管法（三）比重计法和吸管法uu1、试验原理、试验原理 比重计和吸管法分析是水析法的一种，实质比重计和吸管法分析是水析法的一种，实质为为静水沉降法。静水沉降法。基本原理基本原理基本原理基本原理：认为认为0.0020.002 0.20.2粒径的粒径的土粒在水或液体中靠自重下沉时应作等土粒在水或液体中靠自重下沉时应作等速运动，运动的规律符合斯托克斯定律。速运动，运动的规律符合斯托克斯定律。定律认为土粒越大，在静水中沉降速度越定律认为土粒越大，在静水中沉降速度越快。反之，土粒越小，沉降速度越慢。快。反之，土粒越小，沉降速度越慢。土样分散处理：土样的分散处理，采用分散剂。对于使用各种分散剂均不能分散的土（如盐渍土等），须进行洗盐。对于一般易分散的土，用25%氨水作为分散剂，其用量为：30g土样中加氨水1mL。对于用氨水不能分散的土样，可根据土样的pH值，分别采用分散剂：uu如何从累计曲线上判断级配好坏？如何从累计曲线上判断级配好坏？uu通过通过2筛较多的粗粒料，具体用何种方筛较多的粗粒料，具体用何种方法进行筛分，并说明原因？法进行筛分，并说明原因？uu颗粒分析试验结果如下：计算砂中粗、颗粒分析试验结果如下：计算砂中粗、中、细砂粒组的含量？中、细砂粒组的含量？粒径（粒径（粒径（粒径（mmmm）2 0.5 0.25 0.075 2 0.5 0.25 0.075小于该粒径的土粒含量（小于该粒径的土粒含量（小于该粒径的土粒含量（小于该粒径的土粒含量（%）90 55 25 10 90 55 25 10粗、中、细砂粒组含量粗、中、细砂粒组含量粗、中、细砂粒组含量粗、中、细砂粒组含量 五、相对密度试验方法五、相对密度试验方法砂土（无粘性土）的密实度砂土（无粘性土）的密实度 砂土的密实度在一定程度上可用天然孔隙比的大小来评定。但是由于土的密实度不仅和孔隙比有关，还与土颗粒形状和级配有关，仅有孔隙比一个指标还不能全面反映土的密实程度。如：工程上为了更好地表明砂土的密实状态，采用将天然土的孔隙比e与该种土所能达到最密实时的孔隙比emin和最疏松时的孔隙比emax相对比的办法，来确定天然土的密实度。概概 述述uu砂土砂土e和和Dr r两指标对实际工程有何意义？两指标对实际工程有何意义？由由由由e e的定义知，砂土的的定义知，砂土的的定义知，砂土的的定义知，砂土的e e越大（小），孔隙越大（小），砂越大（小），孔隙越大（小），砂越大（小），孔隙越大（小），砂越大（小），孔隙越大（小），砂土就越疏松（紧密），所以土就越疏松（紧密），所以土就越疏松（紧密），所以土就越疏松（紧密），所以e e能简单直接的反映砂土的能简单直接的反映砂土的能简单直接的反映砂土的能简单直接的反映砂土的密实程度密实程度密实程度密实程度。当两种砂土一个级配不良，另一个级配良好，用级配不良砂当两种砂土一个级配不良，另一个级配良好，用级配不良砂当两种砂土一个级配不良，另一个级配良好，用级配不良砂当两种砂土一个级配不良，另一个级配良好，用级配不良砂土已密实时的土已密实时的土已密实时的土已密实时的e e值去衡量级配良好砂土的密实程度是不合适的。值去衡量级配良好砂土的密实程度是不合适的。值去衡量级配良好砂土的密实程度是不合适的。值去衡量级配良好砂土的密实程度是不合适的。所以又引入了所以又引入了所以又引入了所以又引入了DDr r的概念，用砂的相对密度值来确定纱土的密的概念，用砂的相对密度值来确定纱土的密的概念，用砂的相对密度值来确定纱土的密的概念，用砂的相对密度值来确定纱土的密实情况，就不会出现以上用实情况，就不会出现以上用实情况，就不会出现以上用实情况，就不会出现以上用e e所出现的情况；所出现的情况；所出现的情况；所出现的情况；如：当现场砂土的如：当现场砂土的如：当现场砂土的如：当现场砂土的e e=e eminmin时，不论对哪一种砂土，它们的相对密时，不论对哪一种砂土，它们的相对密时，不论对哪一种砂土，它们的相对密时，不论对哪一种砂土，它们的相对密度度度度DDr r都等于都等于都等于都等于1 1，砂土处于最密实状态；，砂土处于最密实状态；，砂土处于最密实状态；，砂土处于最密实状态；当现场砂土的当现场砂土的当现场砂土的当现场砂土的e e=e emaxmax时，不论对哪一种砂土，它们的相对密时，不论对哪一种砂土，它们的相对密时，不论对哪一种砂土，它们的相对密时，不论对哪一种砂土，它们的相对密度度度度DDr r都等于都等于都等于都等于0 0，砂土处于最疏松状态。，砂土处于最疏松状态。，砂土处于最疏松状态。，砂土处于最疏松状态。uu一般认为一般认为 1 13 3时土属于疏松状态；时土属于疏松状态；1 13 232 23 3时土属于密实状态。时土属于密实状态。相对密度的另一种等价表达式为：目的和适用的范围：目的和适用的范围：DDr r是砂土紧密程度的指标，是砂土紧密程度的指标，；本试验的目的是求无凝聚性土的本试验的目的是求无凝聚性土的e eminmin、e emaxmax。用于。用于。用于。用于计算计算计算计算DDr r ，借此了解该土在自然状态或经压实后的松，借此了解该土在自然状态或经压实后的松紧情况和土粒结构的稳定性。紧情况和土粒结构的稳定性。适用于适用于5 5的土，且的土，且2 25 5的试样质量不大于试的试样质量不大于试样总质量的样总质量的15%15%。结果整理结果整理uu（1）按下列公式计算最小与最大干密度：uu（2）按下列公式计算最大与最小孔隙比：精密度和允许差精密度和允许差uu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。uu上述方法适用于颗粒直径小于5mmmm的土，且粒径25mmmm的试样质量不大于试样总质量的15。uu所有参数计算至0.01。六、界限含水率试验方法六、界限含水率试验方法 粘性土的物理状态：软硬程度。随着含水率的增加，粘性土的状态发生变化。（一）概述（一）概述uu细粒土随着土中含水率的不同，分别处于各种不同的状态。细粒土随着土中含水率的不同，分别处于各种不同的状态。粘土的物理状态与含水率的大小密切有关粘土的物理状态与含水率的大小密切有关 =0 =0 缩限缩限 塑限塑限 液限液限 坚硬坚硬 半坚硬半坚硬 可塑可塑 流动流动 土的土的界限含水界限含水界限含水界限含水率实际上是反映了土处于不同状态时的率实际上是反映了土处于不同状态时的分界含水率分界含水率（一）概述（一）概述液限液限是土可塑状态的上限含水率，塑限塑限是土可塑状态的下限含水率。缩限：缩限：含水率低于缩限，水分蒸发时土体积含水率低于缩限，水分蒸发时土体积不再缩小。不再缩小。（一）概述（一）概述测定界限含水率的目的、意义？测定界限含水率的目的、意义？uu测定土的液限（测定土的液限（）、塑限（）、塑限（）、缩限）、缩限（）；）；uu细粒土的分类；细粒土的分类；uu计算天然稠度、塑性指数（计算天然稠度、塑性指数（IP P）、液性指）、液性指数（数（IL L）；）；uu供设计、施工用。供设计、施工用。（一）概述（一）概述uu界限含水率的测定有哪些应用？界限含水率的测定有哪些应用？界限含水率的测定有哪些应用？界限含水率的测定有哪些应用？明确土可塑性范围：明确土可塑性范围：解决土的状态：解决土的状态：估计土的最佳含水率在塑限（估计土的最佳含水率在塑限（）附近；）附近；细粒土进行分类的依据（液限、塑性指数）细粒土进行分类的依据（液限、塑性指数）（一）概述（一）概述uuI IL L=与颗粒表面的水有关，含水率（与颗粒表面的水有关，含水率（）越大，）越大，I IL L越大越大uuI IP P=与粘土矿物与粘土矿物(结合水结合水)多少有关，多少有关，粘粘粒多，结合水多，粒多，结合水多，I IP P大大uu当当I IL L=1.0,=1.0,即即 =,=,土处于液限；土处于液限；uu当当I IL L=0,=0,即即 =,=,土处于塑限。土处于塑限。（一）概述（一）概述土的天然含水率越大，其塑性指数不变，土的天然含水率越大，其塑性指数不变，液性指数越大。液性指数越大。IL L0 坚硬、半坚硬状态0IL L1.0 可塑状态IL L1.0 流塑状态我国通用液限碟式仪法测土的液限含水率，搓条法测土的塑限含水率，或联合法测土的液限和塑限含水率。（二）液限塑限联合测定法（二）液限塑限联合测定法 本试验的目的本试验的目的本试验的目的本试验的目的是联合测定土的液限和塑限，用于是联合测定土的液限和塑限，用于划分土类、计算天然稠度和塑性指数，供公路工程设划分土类、计算天然稠度和塑性指数，供公路工程设计和施工使用。计和施工使用。本试验适用于本试验适用于本试验适用于本试验适用于粒径不大于粒径不大于0.50.5、有机质含量不大、有机质含量不大于试样总质量于试样总质量5%5%的土。的土。1 1、仪器设备、仪器设备 LP LP100100型液塑限联合测定仪；锥质量为型液塑限联合测定仪；锥质量为100g100g，锥，锥角为角为3030，读数显示式宜采用，读数显示式宜采用光电式、游标式、百分光电式、游标式、百分表式。表式。2 2、试验主要步骤、试验主要步骤3 3、结果整理、结果整理（二）液限塑限联合测定法（二）液限塑限联合测定法uu如果三点在一条直线上：如果三点在一条直线上：（1 1）对于细粒土，用下式计算塑限入土深度）对于细粒土，用下式计算塑限入土深度）对于细粒土，用下式计算塑限入土深度）对于细粒土，用下式计算塑限入土深度 ：（2 2）对于砂类土，则用下式计算塑限入土深度）对于砂类土，则用下式计算塑限入土深度 ：2022/11/102022/11/106969（二）液限塑限联合测定法（二）液限塑限联合测定法uu如果三点不在一条直线上：如果三点不在一条直线上：（1 1）补点）补点（2 2）作图：通过）作图：通过a a点与点与bcbc两点相连成两条直线，根两点相连成两条直线，根据液限（即据液限（即a a点含水量）在点含水量）在h hP PWWL L图上查得图上查得h hP P或或锥入深度公式计算得锥入深度公式计算得h hP P，以此，以此h hP P再在再在wwh h图上的图上的abab、acac两直线上求出相应的两个含水量，当两个两直线上求出相应的两个含水量，当两个含水量之差小于含水量之差小于2%2%时，以该两点含水量的平均时，以该两点含水量的平均值与值与a a点连成一直线，再按三点在一条直线上来做。点连成一直线，再按三点在一条直线上来做。两个含水量之差大于两个含水量之差大于2%2%，试验重做。，试验重做。（三）塑限含水率的搓条试验法（滚搓法）（三）塑限含水率的搓条试验法（滚搓法）uu试验按联合测定法备土料，然后取含水率接近塑限试验按联合测定法备土料，然后取含水率接近塑限的试样一小块，先用手搓成椭圆形，然后用手掌在的试样一小块，先用手搓成椭圆形，然后用手掌在毛玻璃板上轻轻滚搓。毛玻璃板上轻轻滚搓。uu当土条搓至直径当土条搓至直径3 3mmmm时，其产生裂缝并开始断裂，时，其产生裂缝并开始断裂，则这时土条的含水率即为土的则这时土条的含水率即为土的塑限塑限塑限塑限含水率，收集含水率，收集3 35g5g滚搓后合格的土条测其含水率。滚搓后合格的土条测其含水率。uu当土条搓成小于当土条搓成小于1 1mmmm土条时，为土条时，为塑性高塑性高；uu当土条搓成当土条搓成1 13 3mmmm土条而不断时，为土条而不断时，为塑性中等塑性中等；uu当土条搓成大于当土条搓成大于3 3mmmm的土条即断裂者为的土条即断裂者为低塑性低塑性。土的工程分类依据土的工程分类依据影响土的工程性质的三个主要因素影响土的工程性质的三个主要因素影响土的工程性质的三个主要因素影响土的工程性质的三个主要因素：是土的三相组成、土的物理状态和土的结构。是土的三相组成、土的物理状态和土的结构。（土的结构：按其颗粒的排列及联结有（土的结构：按其颗粒的排列及联结有（土的结构：按其颗粒的排列及联结有（土的结构：按其颗粒的排列及联结有单单单单粒结构、聚粒结构、絮凝结构）粒结构、聚粒结构、絮凝结构）粒结构、聚粒结构、絮凝结构）粒结构、聚粒结构、絮凝结构）粗粒土的工程性质粗粒土的工程性质粗粒土的工程性质粗粒土的工程性质，如透水性、压缩性和强度等，如透水性、压缩性和强度等，如透水性、压缩性和强度等，如透水性、压缩性和强度等，很大程度上取决于土的粒径级配。因此，粗粒土很大程度上取决于土的粒径级配。因此，粗粒土很大程度上取决于土的粒径级配。因此，粗粒土很大程度上取决于土的粒径级配。因此，粗粒土按其粒径级配累积曲线再细分为若干亚类。按其粒径级配累积曲线再细分为若干亚类。按其粒径级配累积曲线再细分为若干亚类。按其粒径级配累积曲线再细分为若干亚类。细粒土的工程性质细粒土的工程性质细粒土的工程性质细粒土的工程性质不仅决定于粒径级配，还与土不仅决定于粒径级配，还与土不仅决定于粒径级配，还与土不仅决定于粒径级配，还与土粒的矿物成分和形状有密切关系。粒的矿物成分和形状有密切关系。粒的矿物成分和形状有密切关系。粒的矿物成分和形状有密切关系。土的工程分类依据土的工程分类依据反映土吸附结合水能力的特性指标：反映土吸附结合水能力的特性指标：一般对粗粒土（碎石类土和砂类土）主要一般对粗粒土（碎石类土和砂类土）主要按粒度成分进行分类；粘性土则按塑性指按粒度成分进行分类；粘性土则按塑性指数分类。数分类。原则上有机质含量高的土是不能作为工程建筑材料的，原则上有机质含量高的土是不能作为工程建筑材料的，原则上有机质含量高的土是不能作为工程建筑材料的，原则上有机质含量高的土是不能作为工程建筑材料的，因此分类时还应考虑有机质含量。因此分类时还应考虑有机质含量。因此分类时还应考虑有机质含量。因此分类时还应考虑有机质含量。公路土工试验规程中土的分类公路土工试验规程中土的分类（一）一般规定（一）一般规定1 1、土的工程分类适用于公路工程用土的鉴别、定名和描、土的工程分类适用于公路工程用土的鉴别、定名和描述，以便对土的性状作定性评价。述，以便对土的性状作定性评价。2 2、应以土的下特征作为土分类依据：（依据，分别通过、应以土的下特征作为土分类依据：（依据，分别通过什么试验获得？）什么试验获得？）（1 1）土颗粒组成特征；）土颗粒组成特征；）土颗粒组成特征；）土颗粒组成特征；通过颗粒分析试验获得通过颗粒分析试验获得土的级配。土的级配。（2 2）土的塑性指标）土的塑性指标）土的塑性指标）土的塑性指标：液限、塑限和塑性指数；：液限、塑限和塑性指数；液塑液塑限试验。限试验。（3 3）土中有机质存在情况）土中有机质存在情况）土中有机质存在情况）土中有机质存在情况。化学分析试验（重化学分析试验（重铬酸钾容量法）。铬酸钾容量法）。（一）一般规定（一）一般规定3、本“分类”应按筛分法（T 011593）确定各粒组的含量；按液限塑限联合测定法（T011893）确定液