路基土检测学习.pptx

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1、 路基土石材料的工程分类路基土石材料的工程分类 土的工程分类依据:1.1.土的颗粒成分，交通部土的颗粒成分，交通部土工试验规程土工试验规程；2.2.土的液塑限；土的液塑限；3.3.土中有机质含量；土中有机质含量；第1页/共139页路用土石材料的工程性质路用土石材料的工程性质土类土类土类土类巨粒土巨粒土巨粒土巨粒土沙土沙土沙土沙土砂性土砂性土砂性土砂性土粉性土粉性土粉性土粉性土粘性土粘性土粘性土粘性土重粘土重粘土重粘土重粘土工程工程工程工程性质性质性质性质塑性小，塑性小，塑性小，塑性小，透水，毛透水，毛透水，毛透水，毛细上升高细上升高细上升高细上升高度小，摩度小，摩度小，摩度小，摩阻力明显阻力明

2、显阻力明显阻力明显无塑性，干无塑性，干无塑性，干无塑性，干时易松散，时易松散，时易松散，时易松散，透水，毛细透水，毛细透水，毛细透水，毛细上升高度小，上升高度小，上升高度小，上升高度小，有一定的摩有一定的摩有一定的摩有一定的摩阻力阻力阻力阻力含有一定含有一定含有一定含有一定量的粗、量的粗、量的粗、量的粗、细颗粒，细颗粒，细颗粒，细颗粒，兼有黏性兼有黏性兼有黏性兼有黏性和摩阻力，和摩阻力，和摩阻力，和摩阻力，透水，毛透水，毛透水，毛透水，毛细上升小细上升小细上升小细上升小含较多粉土粒，含较多粉土粒，含较多粉土粒，含较多粉土粒，干时稍有黏性，干时稍有黏性，干时稍有黏性，干时稍有黏性，易松散扬尘，易

3、松散扬尘，易松散扬尘，易松散扬尘，毛细上升大，毛细上升大，毛细上升大，毛细上升大，遇水呈流态，遇水呈流态，遇水呈流态，遇水呈流态，易冻胀翻浆易冻胀翻浆易冻胀翻浆易冻胀翻浆细颗粒含量细颗粒含量细颗粒含量细颗粒含量多多多多，不，不，不，不透水，透水，透水，透水，摩阻力小，摩阻力小，摩阻力小，摩阻力小，干时坚硬，干时坚硬，干时坚硬，干时坚硬，浸水软化浸水软化浸水软化浸水软化与黏性土与黏性土与黏性土与黏性土相似，塑相似，塑相似，塑相似，塑性更大，性更大，性更大，性更大，矿物成分矿物成分矿物成分矿物成分不同则性不同则性不同则性不同则性质差异质差异质差异质差异应用应用应用应用效果效果效果效果强度与稳强度与

4、稳强度与稳强度与稳定性较好定性较好定性较好定性较好易松散，压易松散，压易松散，压易松散，压实困难实困难实困难实困难稳定性好，稳定性好，稳定性好，稳定性好，雨天不泥雨天不泥雨天不泥雨天不泥泞，晴天泞，晴天泞，晴天泞，晴天不扬尘，不扬尘，不扬尘，不扬尘，性质松散，性质松散，性质松散，性质松散，易压实成易压实成易压实成易压实成型型型型稳定性极差稳定性极差稳定性极差稳定性极差在不良气候在不良气候在不良气候在不良气候与水文条件与水文条件与水文条件与水文条件下产生损坏下产生损坏下产生损坏下产生损坏应用效果应用效果应用效果应用效果较差，施较差，施较差，施较差，施工困难工困难工困难工困难工程工程工程工程措施措

5、施措施措施应保证其应保证其应保证其应保证其级配良好级配良好级配良好级配良好可掺加黏性可掺加黏性可掺加黏性可掺加黏性土以增加稳土以增加稳土以增加稳土以增加稳定性定性定性定性良好的筑良好的筑良好的筑良好的筑路材料路材料路材料路材料不良的筑路材不良的筑路材不良的筑路材不良的筑路材料，应换土处料，应换土处料，应换土处料，应换土处理或采取其他理或采取其他理或采取其他理或采取其他措施措施措施措施应充分压实应充分压实应充分压实应充分压实并使排水良并使排水良并使排水良并使排水良好好好好应避免使应避免使应避免使应避免使用或予以用或予以用或予以用或予以处理处理处理处理第2页/共139页 砂性土是筑路的最好材料，黏

6、性土次之，粉砂性土是筑路的最好材料，黏性土次之，粉性土是不良筑路材料，易引起各类道路病害，重性土是不良筑路材料，易引起各类道路病害，重黏土、特别是蒙脱土的矿物成分也为不良筑路材黏土、特别是蒙脱土的矿物成分也为不良筑路材料。此外，一些特殊的土类，如有机质土、黄土、料。此外，一些特殊的土类，如有机质土、黄土、膨胀土、盐渍土等，不宜用来筑路，或使用时必膨胀土、盐渍土等，不宜用来筑路，或使用时必须采取相应技术处理措施。须采取相应技术处理措施。第3页/共139页2.12.1土的物理性质检测土的物理性质检测工程概念上的土是由固体颗粒、水和气体三部分所组成的三相体系。固体工程概念上的土是由固体颗粒、水和气体

7、三部分所组成的三相体系。固体部分一般由矿物质所组成，有时含有有机质，由它构成土的骨架。土骨架间布满部分一般由矿物质所组成，有时含有有机质，由它构成土的骨架。土骨架间布满相互贯通的孔隙，这些孔隙有时完全被水充满，称为饱和土；有时一部分被水占相互贯通的孔隙，这些孔隙有时完全被水充满，称为饱和土；有时一部分被水占据，另一部分被气体占据，称为非饱和土；有时也可能完全充满气体，称为干土。据，另一部分被气体占据，称为非饱和土；有时也可能完全充满气体，称为干土。常用的指标有：常用的指标有：第4页/共139页 1.1.土的密度：土的密度：2.2.土颗粒的比重：是指土的固体颗粒的单位体积的质量与土颗粒的比重：是

8、指土的固体颗粒的单位体积的质量与水在水在4 40 0C C时单位体积的质量之比。时单位体积的质量之比。3.3.土的含水率：是指土中水的质量与固体颗粒质量之比。土的含水率：是指土中水的质量与固体颗粒质量之比。4.4.干密度：是指土的固体颗粒质量与土的总体积之比。干密度：是指土的固体颗粒质量与土的总体积之比。第5页/共139页5.5.饱和密度：是指土孔隙中全部被水充满时土的密度。饱和密度：是指土孔隙中全部被水充满时土的密度。6.6.浮密度：是指土浸在水中受到水的浮力作用时的单位体积的质量。浮密度：是指土浸在水中受到水的浮力作用时的单位体积的质量。7.7.孔隙比：是土中孔隙体积与固体颗粒体积之比。孔

9、隙比：是土中孔隙体积与固体颗粒体积之比。第6页/共139页8.8.孔隙率：是指土中孔隙体积总体积之比。孔隙率：是指土中孔隙体积总体积之比。9.9.饱和度：是指孔隙中水的体积与孔隙体积之比。饱和度：是指孔隙中水的体积与孔隙体积之比。第7页/共139页 以上指标中，以上指标中，土粒比重、天然密度、含水量土粒比重、天然密度、含水量是实测指标，其他是换算指标，这三是实测指标，其他是换算指标，这三个指标的测试结果直接影响其他指标的计算，其中以天然密度和含水量的测试尤为重个指标的测试结果直接影响其他指标的计算，其中以天然密度和含水量的测试尤为重要。要。第8页/共139页 土中的水分为强结合水、弱结合水强结

10、合水、弱结合水及自由水自由水。工程上含水量定义为土中自由水的质量与土粒质量之比的百分数。含水率检测含水率检测第9页/共139页1.1.烘干法烘干法 烘干法是测定含水量的标准方法烘干法是测定含水量的标准方法，适，适用于粘质土、粉质土、砂类土和有机质土类。用于粘质土、粉质土、砂类土和有机质土类。检测的步骤检测的步骤(1)(1)取具有代表性的试样，放入称量盒内，取具有代表性的试样，放入称量盒内，立即盖好盒盖，用天平称量湿土和盒质量。立即盖好盒盖，用天平称量湿土和盒质量。(2)(2)揭开盒盖，将试样和盒一起放入烘箱内揭开盒盖，将试样和盒一起放入烘箱内恒温下烘干。恒温下烘干。(3)(3)将烘干后试样和盒

11、取出放入干燥器内冷将烘干后试样和盒取出放入干燥器内冷却，之后盖好盒盖，称量烘干土和盒质量。却，之后盖好盒盖，称量烘干土和盒质量。第10页/共139页2.2.酒精燃烧法酒精燃烧法 在土样中加入酒精，利用酒精能在土上燃烧，使土中水分蒸发，将土样在土样中加入酒精，利用酒精能在土上燃烧，使土中水分蒸发，将土样烘干。一般应烧烘干。一般应烧三三次，本法是快速测定法中较准确的一种，现场测试中用的较次，本法是快速测定法中较准确的一种，现场测试中用的较多。多。试验步骤 (1)(1)取代表性试样称湿土和盒质量。取代表性试样称湿土和盒质量。(2)(2)用滴管将酒精注入放有试样的称量盒中，直至盒中出现自由液用滴管将酒

12、精注入放有试样的称量盒中，直至盒中出现自由液面为止。为使酒精在试样中充分混合均匀，可将盒底在桌面上轻面为止。为使酒精在试样中充分混合均匀，可将盒底在桌面上轻轻敲击。轻敲击。(3)(3)点燃盒中酒精，燃至火焰熄灭。点燃盒中酒精，燃至火焰熄灭。(4)(4)将试样冷却数分钟，按步骤将试样冷却数分钟，按步骤(2)(2)、(3)(3)的方法重新燃烧的方法重新燃烧2 2次。次。(5)(5)待第待第3 3次火焰熄灭后，盖好盒盖，立即称干土和盒质量，准确次火焰熄灭后，盖好盒盖，立即称干土和盒质量，准确至至0.01g0.01g。第11页/共139页密度是土的基本物理性质指标之一，无论在室内密度是土的基本物理性质

13、指标之一，无论在室内试验或野外勘查以及施工质量控制中均须测定密度。测试验或野外勘查以及施工质量控制中均须测定密度。测定密度常用的方法有定密度常用的方法有环刀法环刀法、蜡封法蜡封法、灌砂法灌砂法、灌水法灌水法等。环刀法操作简便而准确，在室内和野外普遍采用；等。环刀法操作简便而准确，在室内和野外普遍采用；不能用环刀削的坚硬、易碎、含有粗粒、形状不规则的不能用环刀削的坚硬、易碎、含有粗粒、形状不规则的土，可用蜡封法；灌砂法、灌水法一般在野外应用。土土，可用蜡封法；灌砂法、灌水法一般在野外应用。土的天然密度定义为：的天然密度定义为：密度检测密度检测第12页/共139页1环刀法一、目的和适用范围一、目的

14、和适用范围 1 1、本方法规定在公路工程现场用环刀法测定土本方法规定在公路工程现场用环刀法测定土基及路面材料的密度及压实度。基及路面材料的密度及压实度。22、本方法适用于细粒土及无机结合料稳定细粒、本方法适用于细粒土及无机结合料稳定细粒土的密度。但对无机结合料稳定细粒土，其龄期土的密度。但对无机结合料稳定细粒土，其龄期不宜超过不宜超过2d2d，且宜用于施工过程中的压实度检，且宜用于施工过程中的压实度检验。验。第13页/共139页二、仪具与材料本试验需要下列仪具与材料：1、人工取土器：包括环刀、环盖、定向筒和击实锤系统（导杆、落锤、手柄）。2、天平：感量0.1g（用于取芯头内径小于70mm样品的

15、称量），或1.0g（用于取芯头内径100mm样品的称量）。3、其它：镐、小铁锹、修土刀、毛刷、直尺、钢丝锯、凡士林、木板及测定含水量设备等。第14页/共139页三、方法与步骤1、按有关试验方法对检测试样用同种材料进行击实试验，得到最大干密度(dmax)及最佳含水量(w0)。2、用人工取土器测定砂性土或砂层密度时的步骤：（1）擦净环刀，称取环刀质量M2，准确至0.1g.第15页/共139页（2）在试验地点，将面积约30cm30cm的地面清扫干净，并将压实层铲表面浮动及不平整的部分，达一定深度，使环刀打下后，能达到要求的取土深度，但不得将下层扰动。（3）将定向筒齿钉固定于铲平的地面上，顺次将环刀、

16、环盖放入定向筒内与地面垂直。（4）将导杆保持垂直状态，用取土器落锤将环刀打入压实层中，至环盖顶面与定向筒上口齐平为止。（5）去掉击实锤和定向筒，用镐将环刀试样挖出。第16页/共139页（6）轻轻取下环盖，用修土刀自边至中削去环刀两端余土，用直尺检测直至修平为止。（7）擦净环刀壁，用天平称取出环刀及试样合计质量M1，准确至0.1g.（8）自环刀中取出试样，取具有代表性的试样，测定其含水量（w）。3、本试验须进行两次平行测定，其平行差值不得大于0.03g/cm3。求其算术平均值。第17页/共139页四、结果整理4.1计算试样的湿密度和干密度：式中：-试样的湿密度（g/cmg/cm3 3）d d-试

17、样的干密度（g/cmg/cm3 3）m1-环刀与土合计质量（g）；m2-环刀质量（g）-试样的含水量（%）。第18页/共139页4.2精密度和允许差。本试验须进行二次平行测定，取其算术平均值，其平行差值不得大于0.03g/cmg/cm3 3。五报告5.1土的鉴别分类和状态描述。5.2土的含水率w(%)。5.3土的湿密度p(g/cmg/cm3 3)。5.4土的干密度d d（g/cmg/cm3 3）。第19页/共139页。按下式计算施工压实度：按下式计算施工压实度：式中：式中：K K测试地点的施工压实度（测试地点的施工压实度（%）：）：d d试样的干密度（试样的干密度（g/cm 3 g/cm 3）

18、；）；dmaxdmax由击实试验得到的试样的最大干密由击实试验得到的试样的最大干密度（度（g/cm g/cm3 3 ）。）。第20页/共139页 此法是将不规则的土样（体积不小于此法是将不规则的土样（体积不小于500cm500cm3 3）称）称其自然其自然 质量后，浸入熔化的石蜡中，使土样被石蜡所质量后，浸入熔化的石蜡中，使土样被石蜡所包裹，而后称其在空气中重与在水中重，并按公式计包裹，而后称其在空气中重与在水中重，并按公式计算土样密度。此法所得密度值恒较其他方法大，这是算土样密度。此法所得密度值恒较其他方法大，这是因为在任何情况下难以避免熔蜡浸入土内孔隙中。因为在任何情况下难以避免熔蜡浸入土

19、内孔隙中。2.2.蜡封法蜡封法第21页/共139页试验步骤试验步骤(1)(1)用削土刀切取体积大于用削土刀切取体积大于30cm30cm3 3试件，削除试件表面试件，削除试件表面的松、浮土以及尖锐棱角，在天平上称量，准确至的松、浮土以及尖锐棱角，在天平上称量，准确至0.01g0.01g。取代表性土样进行含水率测定。取代表性土样进行含水率测定。(2)(2)将石蜡加热至刚过熔点，用细线系住试件浸入石蜡将石蜡加热至刚过熔点，用细线系住试件浸入石蜡中，使试件表面覆盖一薄层严密的石蜡。若试件蜡膜上中，使试件表面覆盖一薄层严密的石蜡。若试件蜡膜上有气泡，需用热针刺破气泡，再用石蜡填充针孔，涂平有气泡，需用热

20、针刺破气泡，再用石蜡填充针孔，涂平孔口。孔口。(3)(3)待冷却后，将蜡封试件在天平上称量，准确至待冷却后，将蜡封试件在天平上称量，准确至0.01g0.01g。第22页/共139页(4)(4)用细线将蜡封试件置于天平一端，使其浸浮在盛有用细线将蜡封试件置于天平一端，使其浸浮在盛有蒸馏水的烧杯中，注意试件不要接触烧杯壁，称蜡封试蒸馏水的烧杯中，注意试件不要接触烧杯壁，称蜡封试件的水下质量，准确至件的水下质量，准确至0.01g0.01g，并测量蒸馏水的温度。，并测量蒸馏水的温度。(5)(5)将蜡封试件从水中取出，擦干石蜡表面水分，在空将蜡封试件从水中取出，擦干石蜡表面水分，在空气中称其质量，将其与

21、步骤气中称其质量，将其与步骤(3)(3)中所称质量相比，若质中所称质量相比，若质量增加，表示水分进入试件中；若浸入水分质量超过量增加，表示水分进入试件中；若浸入水分质量超过0.03g0.03g，应重做。，应重做。第23页/共139页结果整理 式中：m-试样质量，g；m1-蜡封试样质量，g；m2-蜡封试样在水中质量，g；wt-纯水在T下的密度，g/cm3；n-蜡的密度，g/cm3；第24页/共139页比重检测比重检测 土的比重是土在土的比重是土在105105110110下烘干至恒重时下烘干至恒重时的质量与同体积的质量与同体积44时蒸馏水的质量的比值，按时蒸馏水的质量的比值，按照公式照公式(2-4

22、)(2-4)计算。土的比重是可以通过试验直计算。土的比重是可以通过试验直接测定的，它是土的物理性质中三个基本指标之接测定的，它是土的物理性质中三个基本指标之一。测定土的比重随土的粒径大小不同可采用不一。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，有比重瓶法、浮力法、浮称法和同的试验方法，有比重瓶法、浮力法、浮称法和虹吸筒法四种，其中以比重瓶法和浮力法为主进虹吸筒法四种，其中以比重瓶法和浮力法为主进行测试。行测试。(2-4)(2-4)第25页/共139页1.1.比重瓶法比重瓶法 比重瓶法适用于土粒径小于比重瓶法适用于土粒径小于5mm5mm的土。因为的土。因为比重瓶的玻璃和瓶中的水，在不同

23、温度下其膨胀比重瓶的玻璃和瓶中的水，在不同温度下其膨胀系数和水的密度都在变化，在不同温度下需进行系数和水的密度都在变化，在不同温度下需进行校正。这种校正除新购比重瓶在试验前必须进行校正。这种校正除新购比重瓶在试验前必须进行外，对已使用过的瓶在一定时间段内也应进行校外，对已使用过的瓶在一定时间段内也应进行校正。正。第26页/共139页1 1）检测仪器及设备检测仪器及设备 比重瓶：容量比重瓶：容量100ml100ml或或50ml50ml 天平、恒温水槽、砂浴、真空抽气设天平、恒温水槽、砂浴、真空抽气设备。备。温度计、烘箱、蒸馏水、中性溶液、温度计、烘箱、蒸馏水、中性溶液、孔径孔径2mm2mm及及5

24、mm5mm筛、漏斗、滴管等。筛、漏斗、滴管等。第27页/共139页2 2）检测的步骤）检测的步骤 (1)(1)将比重瓶烘干，称烘干试样将比重瓶烘干，称烘干试样15 g15 g（当用（当用 50 ml 50 ml的比重的比重瓶时称烘干试样瓶时称烘干试样10 g10 g）装入比重瓶，称瓶和试样总质量，）装入比重瓶，称瓶和试样总质量，精确至精确至0.001 g0.001 g。(2)(2)为排除土中空气，将已装有干土的比重瓶，注蒸馏水至为排除土中空气，将已装有干土的比重瓶，注蒸馏水至瓶的一半处，摇动比重瓶，土样浸泡瓶的一半处，摇动比重瓶，土样浸泡20h20h以上，再将瓶在砂以上，再将瓶在砂浴中煮沸，使

25、土粒分散。注意沸腾后调节砂浴温度，不使浴中煮沸，使土粒分散。注意沸腾后调节砂浴温度，不使土液溢出瓶外。土液溢出瓶外。(3)(3)如系长颈比重瓶，用滴管调整液面恰至刻度处，擦干瓶如系长颈比重瓶，用滴管调整液面恰至刻度处，擦干瓶外及瓶内壁刻度以上部分的水，称瓶、水、土总质量。如外及瓶内壁刻度以上部分的水，称瓶、水、土总质量。如系短颈比重瓶，将纯水注满，使多余水分自瓶塞毛细管中系短颈比重瓶，将纯水注满，使多余水分自瓶塞毛细管中溢出，将瓶外水分擦干后，称瓶、水、土总质量，称量后溢出，将瓶外水分擦干后，称瓶、水、土总质量，称量后立即测出瓶内水的温度。立即测出瓶内水的温度。第28页/共139页(4)(4)

26、根据测得的温度，从已绘制的温度与瓶、水总质量关根据测得的温度，从已绘制的温度与瓶、水总质量关系曲线中查的瓶水总质量。如比重瓶体积事先未经温度校系曲线中查的瓶水总质量。如比重瓶体积事先未经温度校正，则立即倾去悬液，洗净比重瓶，注入事先煮沸过且与正，则立即倾去悬液，洗净比重瓶，注入事先煮沸过且与试验同温度的蒸馏水至同一体积刻度处，短颈比重瓶则注试验同温度的蒸馏水至同一体积刻度处，短颈比重瓶则注水至满，按本试验水至满，按本试验(3)(3)步骤调整液面后，将瓶外水分擦干，步骤调整液面后，将瓶外水分擦干，称瓶、水总质量。称瓶、水总质量。(5)(5)如系砂土，煮沸时砂粒易跳出，允许用真空抽气法代如系砂土，

27、煮沸时砂粒易跳出，允许用真空抽气法代替煮沸法排除土中空气，其余步骤与本试验替煮沸法排除土中空气，其余步骤与本试验(3)(3)、(4)(4)相相同。同。(6)(6)对含有某一定量的可溶盐、不亲性胶体或有机质的土，对含有某一定量的可溶盐、不亲性胶体或有机质的土，必须用中性液体必须用中性液体(如煤油如煤油)测定，并用真空抽气法排除土测定，并用真空抽气法排除土中气体。中气体。第29页/共139页整理结果整理结果 式中：式中：m m0 0 比重瓶的质重，克；比重瓶的质重，克；m ms s(比重瓶比重瓶+粉体粉体)的质重，克；的质重，克；m ms sl l(比重瓶比重瓶+液体液体)的质重，克；的质重，克；

28、m mb bs sl l(比重瓶比重瓶+液体液体+粉体粉体)的质重，克；的质重，克；G GlTlT 为为T T时纯水或中性液体的比重。时纯水或中性液体的比重。第30页/共139页2.2.浮称法浮称法 浮称法适用于粒径大于或等于浮称法适用于粒径大于或等于5mm5mm的土，且其中粒径大于或等于的土，且其中粒径大于或等于20mm20mm的土质量的土质量应小于总土质量的应小于总土质量的10%10%。第31页/共139页1)1)1)1)仪器设备仪器设备仪器设备仪器设备：1.1.1.1.1.1.孔径小于孔径小于孔径小于孔径小于孔径小于孔径小于5mm5mm5mm5mm5mm5mm的铁丝筐，直径约的铁丝筐，直

29、径约的铁丝筐，直径约的铁丝筐，直径约的铁丝筐，直径约的铁丝筐，直径约10-15cm10-15cm10-15cm10-15cm10-15cm10-15cm，高约，高约，高约，高约，高约，高约10-20cm10-20cm10-20cm10-20cm10-20cm10-20cm；2.2.2.2.2.2.盛水容器：尺寸应大于铁丝筐；盛水容器：尺寸应大于铁丝筐；盛水容器：尺寸应大于铁丝筐；盛水容器：尺寸应大于铁丝筐；盛水容器：尺寸应大于铁丝筐；盛水容器：尺寸应大于铁丝筐；3.3.3.3.3.3.浮称天平：称量浮称天平：称量浮称天平：称量浮称天平：称量浮称天平：称量浮称天平：称量2000g2000g200

30、0g2000g2000g2000g，感量，感量，感量，感量，感量，感量0.5g0.5g0.5g0.5g0.5g0.5g；4.4.4.4.4.4.辅助设备：烘箱、温度计、孔径辅助设备：烘箱、温度计、孔径辅助设备：烘箱、温度计、孔径辅助设备：烘箱、温度计、孔径辅助设备：烘箱、温度计、孔径辅助设备：烘箱、温度计、孔径5mm5mm5mm5mm5mm5mm及及及及及及20mm20mm20mm20mm20mm20mm的分析筛等。的分析筛等。的分析筛等。的分析筛等。的分析筛等。的分析筛等。1 1、平衡法码盘；、平衡法码盘；2 2、盛水容器；、盛水容器；3 3、盛土铁丝框、盛土铁丝框第32页/共139页2)2

31、)2)2)操作步骤：操作步骤：操作步骤：操作步骤：1.1.1.1.1.1.取代表性土样取代表性土样取代表性土样取代表性土样取代表性土样取代表性土样5005005005005005001000g1000g1000g1000g1000g1000g，彻底冲洗，使表面，彻底冲洗，使表面，彻底冲洗，使表面，彻底冲洗，使表面，彻底冲洗，使表面，彻底冲洗，使表面无尘土无尘土无尘土无尘土无尘土无尘土和其它污物和其它污物和其它污物和其它污物和其它污物和其它污物；2.2.2.2.2.2.将试样将试样将试样将试样将试样将试样浸在水中一昼夜后浸在水中一昼夜后浸在水中一昼夜后浸在水中一昼夜后浸在水中一昼夜后浸在水中一昼

32、夜后取出，立即放入铁丝筐，缓取出，立即放入铁丝筐，缓取出，立即放入铁丝筐，缓取出，立即放入铁丝筐，缓取出，立即放入铁丝筐，缓取出，立即放入铁丝筐，缓缓浸没于水中，并在水中摇晃，直至缓浸没于水中，并在水中摇晃，直至缓浸没于水中，并在水中摇晃，直至缓浸没于水中，并在水中摇晃，直至缓浸没于水中，并在水中摇晃，直至缓浸没于水中，并在水中摇晃，直至无气泡溢出无气泡溢出无气泡溢出无气泡溢出无气泡溢出无气泡溢出为止；为止；为止；为止；为止；为止；3.3.3.3.3.3.称称称称称称铁丝筐和试样在水中总质量，得到铁丝筐和试样在水中总质量，得到铁丝筐和试样在水中总质量，得到铁丝筐和试样在水中总质量，得到铁丝筐和

33、试样在水中总质量，得到铁丝筐和试样在水中总质量，得到m m m m m m2 2 2 22 2；4.4.4.4.4.4.取出取出取出取出取出取出试样烘干试样烘干试样烘干试样烘干试样烘干试样烘干、称量，得到、称量，得到、称量，得到、称量，得到、称量，得到、称量，得到干土质量干土质量干土质量干土质量干土质量干土质量m m m m m ms s s ss s；5.5.5.5.5.5.称称称称称称铁丝筐在水中质量，得到铁丝筐在水中质量，得到铁丝筐在水中质量，得到铁丝筐在水中质量，得到铁丝筐在水中质量，得到铁丝筐在水中质量，得到m m m m m m1 1 1 11 1，并立即测量容器中，并立即测量容器

34、中，并立即测量容器中，并立即测量容器中，并立即测量容器中，并立即测量容器中水水水水水水的温度的温度的温度的温度的温度的温度，精确至，精确至，精确至，精确至，精确至，精确至0.50.50.50.50.50.5；第33页/共139页6.6.6.6.6.6.按下式计算土粒比重：按下式计算土粒比重：按下式计算土粒比重：按下式计算土粒比重：按下式计算土粒比重：按下式计算土粒比重：7.7.7.7.7.7.本试验须本试验须本试验须本试验须本试验须本试验须平行测定两次平行测定两次平行测定两次平行测定两次平行测定两次平行测定两次，平行差小于，平行差小于，平行差小于，平行差小于，平行差小于，平行差小于0.020.

35、020.020.020.020.02时，时，时，时，时，时，取其取其取其取其取其取其算术平算术平算术平算术平算术平算术平均值均值均值均值均值均值。第34页/共139页粒度成分检测粒度成分检测 土粒粒径的大小和级配与土的工程性质紧密土粒粒径的大小和级配与土的工程性质紧密相关。土粒度成分检测是测定土的粒径大小和级相关。土粒度成分检测是测定土的粒径大小和级配状况，作为土的分类、定名和工程应用的依据。配状况，作为土的分类、定名和工程应用的依据。土的粒度成分检测的方法有直接法和间接法，对土的粒度成分检测的方法有直接法和间接法，对于粒径大于于粒径大于0.075mm0.075mm的土用筛分法直接检测；对的土

36、用筛分法直接检测；对于粒径为于粒径为0.0020.0020.075mm0.075mm的土一般用密度计法或的土一般用密度计法或移液管法间接检测。移液管法间接检测。第35页/共139页一、试验目的一、试验目的测定小于某粒径的颗粒或粒组占砂土质量的百分测定小于某粒径的颗粒或粒组占砂土质量的百分数，以便了解土的粒度成分，并作为砂土分类及土工建数，以便了解土的粒度成分，并作为砂土分类及土工建筑选料的依据。筑选料的依据。二、基本原理二、基本原理筛析法是利用一套孔径不同的标准筛来分离一定筛析法是利用一套孔径不同的标准筛来分离一定量的砂土中与筛孔径相应的粒组，而后称量，计算各粒量的砂土中与筛孔径相应的粒组，而

37、后称量，计算各粒组的相对含量，确定砂土的粒度成分。此法适用于分离组的相对含量，确定砂土的粒度成分。此法适用于分离粒径大于粒径大于0.075mm0.075mm的粒组。的粒组。1.1.筛析法筛析法第36页/共139页三、仪器设备三、仪器设备1 1、标准筛一套、标准筛一套(图图1-1)1-1)；2 2、普通天平：称量、普通天平：称量500g500g，最小分度值，最小分度值0.1g0.1g；3 3、磁钵及橡皮头研棒；、磁钵及橡皮头研棒；4 4、毛刷、白纸、尺等。、毛刷、白纸、尺等。顶盖2mm1mm0.5mm0.25mm0.1mm0.075mm底盘123 取走取走4图11标准筛图12 四分法图解第37页

38、/共139页四、操作步骤1、制备土样(1)风干土样，将土样摊成薄层，在空气中放12天,使土中水分蒸发。若土样已干，则可直接使用。(2)若试样中有结块时，可将试样倒入磁钵中，用橡皮头研棒研磨，使结块成为单独颗粒为止。但须注意，研磨力度要合适，不能把颗粒研碎。(3)从准备好的土样中取代表性试样，数量如下：最大粒径小于2mm者，取100300g；最大粒径为210mm之间的，取3001000g；最大粒径为1020mm之间的，取10002000g；最大粒径为2040mm之间的，取20004000g；最大粒径大于40mm者，取4000g以上。第38页/共139页用四分法来选取试样，方法如下：将土样拌匀，倒

39、在纸上成圆锥形(图1-2.1),然后用尺以圆锥顶点为中心，向一定方向旋转(图1-2.2),使圆锥成为12cm厚的圆饼状。继而用尺划两条相互垂直的直线，把土样分成四等份，取走相同的两份(图1-2.3、图1-2.4),将留下的两份土样拌匀；重复上述步骤，直到剩下的土样约等于需要量为止。第39页/共139页2、过筛及称量(1)用普通天平称取一定量的试样,准确至0.1g；(2)检查标准筛叠放顺序是否正确(大孔径在上，小孔径在下)，筛孔是否干净，若夹有土粒，需刷净。将已称量的试样倒入顶层筛盘中，盖好盖，用手或摇筛机摇振，持续时间一般为1015min,然后按从上至下的顺序取下筛盘，在白纸上用手轻叩筛盘，摇

40、晃，直到筛净为止。将漏在白纸上的土粒倒入下一层筛盘内，按此顺序，直到最末一层筛盘筛净为止。(3)称量留在各筛盘上的土粒质量，准确至0.1g,并测量试样中最大颗粒的直径。若大于2mm的颗粒超过50%，再用粗筛进行分析。第40页/共139页五、成果整理1、某粒径的试样质量占试样总质量的百分比按下式计算，准确至小数后一位。(1-1)式中，X 为小于某粒径的试样质量占试样总质量的百分比,%；mA为小于某粒径的试样质量,g；mB为所取试样总质量,g。各筛盘上土粒的质量之和与筛前所称试样的质量之差不得大于1%，否则应重新试验。若两者差值小于1%,应分析试验过程中误差产生的原因，分配给某些粒组；最终，各粒组

41、百分含量之和应等于100%，将试验数据填写在记录表中。第41页/共139页2、查土类若粒径小于0.075mm的含量大于50%则该土不是砂土，而是细粒土，将这一部分用密度计法继续分析。3、在单对数坐标上绘制颗粒大小分布曲线，求不均匀系数和曲率系数，说明该土的均一性，并确定土的名称。4、填写试验报告。第42页/共139页一、目的和适用范围一、目的和适用范围本试验方法适用于分析粒径小于本试验方法适用于分析粒径小于0.0750.075mmmm的细粒土。的细粒土。2.2.密度计法密度计法第43页/共139页二、基本原理二、基本原理密度计法是依据斯托克斯密度计法是依据斯托克斯(Stokes)(Stokes

42、)定律进行测定的。定律进行测定的。当土粒在液体中靠自重下沉时，较大的颗粒下沉较快，当土粒在液体中靠自重下沉时，较大的颗粒下沉较快，而较小的颗粒下沉则较慢。一般认为，对于粒径为而较小的颗粒下沉则较慢。一般认为，对于粒径为0.20.20.002mm0.002mm的颗粒，在液体中靠自重下沉时，作等速运动，的颗粒，在液体中靠自重下沉时，作等速运动，这符合斯托克斯定律。密度计法是静水沉降分析法的一这符合斯托克斯定律。密度计法是静水沉降分析法的一种，只适用于粒径小于种，只适用于粒径小于0.075mm0.075mm的土样。的土样。第44页/共139页密度计法，是将一定量的土样密度计法，是将一定量的土样(粒径

43、粒径0.075mm)0.075mm)放在放在量筒中，然后加纯水，经过搅拌，使土的大小颗粒在水量筒中，然后加纯水，经过搅拌，使土的大小颗粒在水中均匀分布，制成一定量的均匀浓度的土悬液中均匀分布，制成一定量的均匀浓度的土悬液(1000mL)(1000mL)。静止悬液，让土粒沉降，在土粒下沉过程中，用密度。静止悬液，让土粒沉降，在土粒下沉过程中，用密度计测出在悬液中对应于不同时间的不同悬液密度，根据计测出在悬液中对应于不同时间的不同悬液密度，根据密度计读数和土粒的下沉时间，就可计算出粒径小于某密度计读数和土粒的下沉时间，就可计算出粒径小于某一粒径一粒径d(mm)d(mm)的颗粒占土样的百分数。的颗粒

44、占土样的百分数。第45页/共139页用密度计进行颗粒分析须作下列三个假定：用密度计进行颗粒分析须作下列三个假定：1 1、斯托克斯定律能适用于用土样颗粒组成的悬液。、斯托克斯定律能适用于用土样颗粒组成的悬液。2 2、试验开始时、试验开始时,土的大小颗粒均匀地分布在悬液土的大小颗粒均匀地分布在悬液中。中。3 3、所采用量筒的直径较比重计直径大得多。、所采用量筒的直径较比重计直径大得多。第46页/共139页三、仪器设备三、仪器设备1 1、密度计、密度计目前通常采用的密度计有甲、乙两种，这两种密度目前通常采用的密度计有甲、乙两种，这两种密度计的制造原理及使用方法基本相同计的制造原理及使用方法基本相同,

45、但密度计的读数所表但密度计的读数所表示的含义则是不同的，甲种密度计读数所表示的是一定示的含义则是不同的，甲种密度计读数所表示的是一定量悬液中的干土质量；乙种密度计读数所表示的是悬液量悬液中的干土质量；乙种密度计读数所表示的是悬液比重。比重。(1)(1)甲种密度计，刻度单位以在甲种密度计，刻度单位以在20C20C时每时每1000mL1000mL悬液悬液内所含土质量的克数来表示，刻度为内所含土质量的克数来表示，刻度为-5-55050，最小分度值，最小分度值为为0.50.5。第47页/共139页(2)(2)乙种密度计，刻度单位以在乙种密度计，刻度单位以在20C20C时悬液的比重来表时悬液的比重来表示

46、，刻度为示，刻度为0.9950.9951.0201.020，最小分度值为，最小分度值为0.00020.0002。2 2、量筒：容积、量筒：容积1000mL1000mL，内径为，内径为6060mmmm，高度为，高度为3503501010mmmm，刻度为，刻度为0 01000ml1000ml；3 3、细筛：孔径为、细筛：孔径为2mm2mm、0.0.5 5mmmm、0.0.25mm 25mm；洗筛；洗筛:孔径孔径为为0.075mm0.075mm；4 4、搅拌器：轮径、搅拌器：轮径50mm50mm，孔径，孔径3mm3mm；5 5、温度计、温度计:测量范围测量范围0 0 500500，精度，精度0.50

47、.5；第48页/共139页6 6、洗筛漏斗：上口直径略大于洗筛直径，下口直径、洗筛漏斗：上口直径略大于洗筛直径，下口直径略小于量筒直径。略小于量筒直径。7 7、煮沸设备：电热板或电砂浴；、煮沸设备：电热板或电砂浴；8 8、搅拌器：底板直径、搅拌器：底板直径5050mmmm，孔径约，孔径约3mm3mm；9 9、其他：离心机、烘箱、三角烧瓶、其他：离心机、烘箱、三角烧瓶(500500mL)mL)、烧杯、烧杯(400mL)(400mL)、蒸发皿、研钵、木碾、称量铝盒、秒表等。、蒸发皿、研钵、木碾、称量铝盒、秒表等。第49页/共139页四、试剂四、试剂浓度浓度25%25%氨水、氢氧化钠氨水、氢氧化钠(

48、NaOH)(NaOH)、草酸钠、草酸钠(Na(Na2 2C C2 2O O4 4)、六偏磷酸钠、六偏磷酸钠(NaP0(NaP03 3)6 6 、焦磷酸钠、焦磷酸钠(Na(Na4 4P P4 4P P2 2O O7 7 10H 10H2 2O O)等；如须进行洗盐手续，应有等；如须进行洗盐手续，应有10%10%盐酸、盐酸、5%5%氯化钡、氯化钡、10%10%硝酸、硝酸、5%5%硝硝酸银及酸银及6%6%双氧水等。双氧水等。第50页/共139页五、试样五、试样密度计分析土样应采用风干土。土样充分碾散，通密度计分析土样应采用风干土。土样充分碾散，通过过2 2mmmm筛筛(土样风干可在烘箱内以不超过土样

49、风干可在烘箱内以不超过5050鼓风干燥鼓风干燥)。求出土样的风干含水率，并按下式计算试样干质量求出土样的风干含水率，并按下式计算试样干质量为为30g30g时所需的风干土质量。准确至时所需的风干土质量。准确至0.010.01g g。式中式中:m:m风干土质量风干土质量(g)(g)，计算至，计算至0.01;0.01;msms密度计分析所需干土质量密度计分析所需干土质量(g);(g);ww风干土的含水率风干土的含水率(%)(%)。第51页/共139页六、密度计校正六、密度计校正密度计刻度及弯月面校正：按标准玻璃浮计检密度计刻度及弯月面校正：按标准玻璃浮计检定规程定规程(JJG 86-2001)(JJ

50、G 86-2001)进行。土粒沉降距离校正参见试验进行。土粒沉降距离校正参见试验条文说明。条文说明。温度校正：当密度计的刻制温度是温度校正：当密度计的刻制温度是2020，而悬液，而悬液温度不等于温度不等于2020时，应进行校正，校正值查表时，应进行校正，校正值查表1 1。第52页/共139页表1 温度校正值悬液温度（）甲种密度计温度校正值乙种密度计温度校正值悬液温度（）甲种密度计温度校正值乙种密度计温度校正值悬液温度（）甲种密度计温度校正值乙种密度计温度校正值10.0-2.0-0.001217.0-0.8-0.000524.01.30.000810.5-1.9-0.001217.5-0.7-0