V——试样体积(环刀容积)(cm3)。 7 扰动土制样可采用击样法和压样法。
1)击样法:将根据环刀容积和要求干密度所需质量的湿土倒入装有环刀的击样器内,击实到所需密度。
2)压样法:将根据环刀容积和要求干密度所需质量的湿土倒入装有环刀的击样器内,以静压力通过活塞将土样压紧到所需密度。
8 取出带有试样的环刀,称环刀和试样总质量,对不需要饱和,且不立即进行试验的试样,应存放在保湿器内备用。
6.2 试样饱和
6.2.1 试样饱和宜根据土样的透水性能,分别采用下列方法:
1 采用浸水饱和法。
2 系数大于10-4cm/s的细粒土,采用毛细管饱和法;渗透系数小于、等于10-4cm/s的细粒土,采用抽气饱和法。 6.2.2 毛细管饱和法,应按下列步骤进行:
1 选用框式饱和器,试样上、下放滤纸和透水板,装入饱和器内,并旋转螺母。
2 将装好的饱和器放入水箱内,注入清水,水面不宜将试样浸没,关箱盖,浸水时间不得少于两昼夜,使试样充分饱和。
3 取出饱和器,松开螺母,取出环刀,擦干外壁,称环刀和试样的总质量,并计算试样的饱和度。当饱和度低于95%时,应继续饱和。 6.2.3 试样的饱和度应按下式计算:
Sr=(ρsr-ρd)Gs/ρd·e (6.2.3-1)
或
Sr=wsrGs/e (6.2.3-2)
式中: Sr——试样饱和度(%);
wsr——试样饱和后的含水率(%);
ρsr——试样饱和后的密度(g/cm3); Gs——土粒比重; e——试样的孔隙比。
6.2.4 抽气饱和法,应按下列步骤进行;
1 选用叠式或框式饱和器和真空饱和装置。在叠式饱和器下夹板的正中,依次放置透水板、滤纸、带试样的环刀、滤纸、透水板,如此顺序重复,由上向下重叠到拉杆高度,将饱和器上夹板盖好后,拧紧拉杆上的螺母,将各环刀在上、下夹板间夹紧。
2 将装有试样的饱和器放入真空缸内,真空缸和盖之间涂一薄层凡士林,盖紧。将真空缸与抽气机接通,启动抽气机,当真空压力表读数接近当地一个大气压时(抽气时间不得少于1h),微开夹管,使清水徐徐注入真空缸,在注水过程中,真空压力表读数宜保持不变。
3待水淹没饱和器后停止抽气。开夹使空气进入真空缸,静止一段时间,细粒土宜为10h,使试样充分饱和。
4 打开真空缸,从饱和器内取出带环刀的试样,称环刀和试样的总质量,并计算饱和度。当饱和度低于95%时,应继续抽气饱和。
7 试验方法和步骤 7.1 含水率试验
7.1.1 本方法适用于粗粒土、细粒土、有机质土和冻土。 7.1.2 试验步骤:
1 取具有代表性的试样15~30g或用环刀中的试样,有机质土、砂类土和整体状构造冻土为50g,放入称量盒内,盖上盒盖,称盒加湿土质量,准确至0.01g。
2 打开盒盖,将盒置于烘箱内,在105~110℃的恒温下烘至恒重。烘干时间对粘土、粉土不得少于8h,对砂土不得少于6h,对含有机质超过干土质量5%的土,应将温度控制在65~70℃的恒重下烘至恒重。
3 将称量盒从烘箱中取出,盖上盒盖,放入干燥容器内冷却至室温,称盒加干土质量,准确至0.01g。
7.1.3 试验的含水率ω0,按下式计算,准确至0.1%;
ω0=(m0/md-1)×100 (7.1.3)
式中: md——干土质量(g);
m0——湿土质量(g)。
7.1.4 对层状和网状构造的冻土含水率试验应按下列步骤进行:用四分法切取200~500g试样(视冻土结构均匀程度而定,结构均匀少取,反之多取)放入搪瓷盘中,称盘和试样质量,准确至0.1g。待冻土试样融化后,调成均匀糊状(土太湿时,多余的水分让其自然蒸发或用吸球吸出,但不得将土粒带出;土太干时,可适当加水),称土糊和盘质量,准确至0.1g。从糊状土中取样测定含水率,其试验步骤和计算按本标准1.0.3、1.0.4条进行。
7.1.5 层状和网状冻土的含水率ω,应按下式计算,准确至0.1%。
ω=[(m1/m2)(1+0.01wh)-1]×100 (7.1.5)
式中: ω——含水率(%);
m1——冻土试样质量(g); m2——糊状试样质量(g); ωh——糊状试样的含水率(%)。
7.1.6 本试验必须对两个试样进行平行测定,测定的差值:当含水率小于40%时为1%;当含水率等于、大于40%时为2%,对层状和网状构造的冻土不大于3%。取两个测值的平均值,以百分数表示。
7.2 密度试验
7.2.1 环刀法:
1 本试验方法适用于细粒土。
2 主要仪器设备:
1)环刀:内径61.8mm和79.8mm,高度20mm。
2)天平:称量500g,最小分度值0.1g;称量200g,最小分度值0.01g。 3 环刀法测定密度,应按本指导书6.1.4条2款的步骤进行。 4 湿密度计算,按下式计算:
ρ0=m0/V (7.2.1-1)
式中 ρ0—试样的湿密度(g/cm3),准确到0.01 g/cm3。
5 干密度计算,按下式计算:
ρd=ρ0/(1+0.01w0) (7.2.1-2)
6 本试验应进行两次平均测定,两次测定的差值不得大于0.03 g/cm3,取两次测定的平均值。 7.2.2 灌砂法
1 本试验方法适用于现场测定粗粒土的密度。 2 主要仪器设备 1) 密度测定器:由容砂瓶、灌砂漏斗和底盘组成(如图)。灌砂漏斗高135mm、直径165mm,尾部4154砂瓶和灌砂漏斗之间用螺纹接头联结。底盘承托灌砂漏斗和容砂瓶。
2) 天平:称量10kg,最小分度值5g,称量500g,最小分度值0.1g。 2353 标准砂密度的测定,应按下列步骤进行: 1)标准砂应清洗洁净,粒径宜选用0.25~0.50mm,密度宜选用1.47~1.61 g/cm3。 2)组装容砂瓶与灌砂漏斗,螺纹联结处应旋紧,称其质量。
3)将密度测定器竖立,灌砂漏斗口向下,关阀门,向灌砂漏斗中注满标准砂,打开阀门使灌砂漏斗内的标准砂漏入容砂瓶内,继续向漏斗中注砂漏入瓶内,当砂停止流动时迅速关闭阀门,倒掉漏斗中多余的砂,称容砂瓶、灌砂漏斗和标准砂的总质量,准确至5g。试验中应避免震动。
4)倒出容砂瓶内的标准砂,通过漏斗向容砂瓶内注水至水面高出阀门,关阀门,倒掉漏斗中多余的水,称容砂瓶、漏斗和水的总质量,准确至5g,并测定水温,准确至0.5℃。重复测定3次,3次测定之间的差值不得大于3mL,取3次测定的平均值。
4 容砂瓶的容积,应按下式计算:
Vr=(mr2-mr1)/ ρwr (9)
式中 Vr——容砂瓶容积(mL);
mr2——容砂瓶、漏斗和水的总质量(g);
11653001-底盘;2-灌砂漏斗;3-螺纹接头;4-容砂瓶;5-阀门135210有孔径为13mm的圆柱形阀门;容砂瓶容积为4L,容
mr1——容砂瓶和漏斗的质量(g);
ρwr——不同水温时水的密度(g/cm3),如表(7.2.2)。
表7.2.2 -1 水 的 密 度
温度(℃) 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 10.0 11.0 12.0 13.0 14.0 水的密度(g/cm) 1.0000 1.0000 0.9999 0.9999 0.9999 0.9998 0.9997 0.9996 0.9995 0.9994 0.9992 3温度(℃) 15.0 16.0 17.0 18.0 19.0 20.0 21.0 22.0 23.0 24.0 25.0 水的密度(g/cm) 0.9991 0.9989 0.9988 0.9986 0.9984 0.9982 0.9980 0.9978 0.9975 0.9973 0.9970 3温度(℃) 26.0 27.0 28.0 29.0 30.0 31.0 32.0 33.0 34.0 35.0 36.0 水的密度(g/cm3) 0.9968 0.9965 0.9962 0.9959 0.9957 0.9953 0.9950 0.9947 0.9944 0.9940 0.9937 5 标准砂的密度,应按下式计算:
ρs=(mrs-mr1)/Vr (7.2.2-1)
式中 ρs——标准砂的密度(g/cm3);
mrs——容砂瓶、漏斗和标准砂的总质量(g)。 6 灌砂法试验,应按下列步骤进行:
1)根据试样的最大粒径,确定试坑尺寸见表7.2.2-2。
表7.2.2-2 试坑尺寸(mm)
试样最大粒径 5(20) 40 60 试坑尺寸 直径 150 200 250 深度 200 250 300 2)将选定的试验处的试坑地面整平,除去表面松散的土层。