土工试验作业指导书(4)

2020-05-04 12:07

曲线,三点应在一直线上。当三点不在一直线上时,通过高含水率的点和其余两点连成二条直线,在下沉为2mm处,查得相应的2个含水率,当两个含水率的差值小于2%时,应以两点含水率的平均值与高含水率的点连一直线,当两个含水率的差值大于、等于2%时,应重做试验。

7.5.6 在含水率与圆锥下沉深度的关系图上查得下沉深度为17mm所对应的含水率为液限,查得下沉深度为10mm所对应的含水率为10mm液限,取值以百分数表示,准确至0.1%。

7.5.7 塑性指数应按下式计算: IP=ωL-ωP 式中 IP——塑性指数 ωL——液限(%) ωP——塑限(%) 7.5.8 液性指数应按下式计算: IL=(ωO-ωP)/ IP

式中 IL——液性指数,计算至0.01。

7.6 砂的相对密度试验

7.6.1 一般规定:

1 本试验方法适用于粒径不大于5mm,且粒径为 2~5mm的试样质量不大于试样总质量的15%的土。

2 砂的相对密度试验是进行砂的最大干密度和最小干密度试验,砂的最小干密度宜采用漏斗法和量筒法,砂的最大干密度试验采用振动锤击法。

3 本试验进行两次平行试验,两次测定的密度差值不得大于0.03kg/cm3,取得两次测值的平均值。 7.6.2 砂的最小干密度

1 仪器设备:

1)量筒:容积 500mL和 1000mL,后者内径应大于 60mm。 2)长颈漏斗:颈管的内径为 1.2cm,颈口应磨平。 3)锥形塞:直径为 1.5cm的圆锥体,焊接在铁杆上

4)砂面拂平器:十字形金属平面焊接在铜杆下端。 5)天平:称量 1000g,最小分度值为 1g。 6)电热干燥箱。 2 试验步骤:

1)将锥形塞杆自长颈漏斗下口穿入,并向上提起,使锥底堵住漏斗管口,一并放入1000mL的量筒内,使其下端与量筒底接触。

2)称取烘干的代表性试样 700g,均匀缓慢地倒入漏斗中,将漏斗和锥形塞杆同时提高,移动塞杆,使锥体略离开管口,管口应经常保持高出砂面 1~2cm,使试样缓慢且均匀分布地落入量筒中。

3)试样全部落入量筒后,取出漏斗和锥形塞,用砂面拂平器将砂面拂平、测记试样体积,估读至 5mL。

注:若试样中不含大于 2mm的颗粒时,可取试样 400g用 500mL的量筒进行试验。

4)用手掌或橡皮板堵住量筒口,将量筒倒转并缓慢地转回到原来位置,重复数次,记下试样在量筒内所占体积的最大值,估读至 5mL。

5)取上述两种方法测得的较大体积值计算最小干密度。 结果计算

4 最小干密度应按式(7.6.4-1)计算,准确至 0.01g/cm3 。

ρ

式中 ρ

dmin

dmin

=md/Vd (7.6.2-1)

——试样的最小干密度(g/cm3)。

5 最大孔隙比按下式计算:

е

式中 е

max

max

=ρd·Gs/ρ

dmin

-1 (7.6.2-2)

——试样的最大孔隙比。

7.6.3 砂的最大干密度

1 仪器设备:

1)金属圆筒:容积 250mL,内径为 5cm;容积 1000mL,内径为10cm,高度均为 12.7cm, 2)振动叉;

3)击锤:锤质量 1.25kg,落高 15cm,锤直径 5cm 4)天平:称量 1000g,最小分度值为 1g。

5)电热干燥箱。

2 试验步骤:

1)取烘干的代表性试样 2000g,拌匀,分3 次倒入金属圆筒进行振击,每层试样宜为圆筒容积的 1/3,试样倒入筒后开动相对密度仪,振动叉以每分钟往返 150~200 次的速度敲打圆筒两侧,并在同一时间内用击锤锤击试样表面,每分钟 30~60次,直至试样的体积不变为止,如此重复第二层和第三层。

2)取下护筒,刮平试样,称圆筒和试样的总质量,计算出试样质量。 3 最大干密度按下式计算:

ρ

式中 ρ

dmax

dmax

=md/Vd (7.6.3-1)

——砂的最大干密度(g/cm3)。

4 最小孔隙比按下式计算:

е

式中 е

max

max

=ρw·Gs/ρ

dmax

-1 (7.6.3-2)

——试样的最小孔隙比

5 砂的相对密度按下式计算:

Dr=(е

或 Dr=ρ

dmax

max

-е0)/( е

dmin

max

mim

) (7.6.3-3) -ρ

dmin

(ρd -ρ)/ρd(ρ

dmax

) (7.6.3-4)

式中 е0——砂的天然孔隙比;

Dr——砂的相对密度(g/cm3);

ρd——要求的干密度(或天然密度)(g/cm3)。

7.7 击实试验

7.7.1 本试验分轻型击实和重型击实。轻型击实试验适用于;粒径小于5mm的粘性土,重型击实试验适用于粒径不大于20mm的土。采用三层击实时,最大粒径不大于40mm。

7.7.2 轻型击实试验的单位体积实功约592.2kJ/m3,轻型击实试验的单位体积实功约2684.9kJ/m3。 7.7.3 主要仪器设备:

1)数显电动击实仪:主要部件规格见表7.7.3。

表7.7.3 击实仪主要部件规格表

试验 方法 轻型 重型 锤底直锤质量落高击实筒 3护筒高度(mm) 50 50 径(mm) (kg) 51 51 2.5 4.5 (mm) 内径(mm) 筒高(mm) 容积(cm) 305 457 102 152 116 116 947.4 2103.9 2)击实仪的击锤应配导筒,击锤与导筒间应有足够的间隙使锤能自由下落;电动操作的击锤必须有控制落距的跟踪装置和锤击点按一定角度(轻型53.5°,重型45°)均匀分布的装置(重型击实仪中心点每圈要加一击)。

3)天平:称量200g,最小分度值0.01g。 4)台称:称量10kg,最小分度值5g。 5)标准筛:孔径为20mm、40mm和5mm。

6)试样推出器:宜用螺旋式千斤顶或液压式千斤顶,但无此类装置,亦可用刮刀和修土刀从击实筒中取出试样。 7.7.4 试样制备分为干法和湿法两种。

1 干法制备试样应按下列步骤进行:用四分法取代表性土样20kg(重型为50kg),风干碾碎,过5mm(重型过20mm或40mm)筛,将筛下土样拌匀,并测定土样的风干含水率。根据土的塑性预估最优含水率,并按本标准第 条 款的步骤制备5个不同含水率的一组试样,相邻2个含水率的差值宜为2%。

注:轻型击实中5个含水率中应有2个大于塑性,2个小于塑性,1个接近塑性。

2 湿法制备试样应按下列步骤进行:取天然含水率的代表性土样20kg(重型为50kg),碾碎,过5mm筛(重型过20mm或40mm),将筛下土样拌匀,并测定土样的天然含水率。根据土样的塑性预估最优含水率,按本条第一款注的原则选择至少5个含水率的土样,分别将天然含水率的土样风干或加水进行制备,应使制备好的土样水分均匀分布。 7.7.5 试验步骤:

1 将击实仪平稳置于刚性基础上,击实筒于底座连接好,安装好护筒,在击实筒内壁均匀涂一层润滑油。称取一定量试样,倒入击实筒内,分层击实,轻型击实试样为2~5kg,分3层,每层25击;重型击实试样为4~10kg,分5层,每层56击,若分3层,每层94击。每层试样高度宜相等,每层交界处的土面应刨毛。击实完成时。超出击实筒顶的试样高度应小于6mm。

2 卸下护筒,用直刮刀修平击实筒顶部的试样,拆除底版,试样底部若超出筒外,也应修平,擦净筒外壁,称筒与试样的总质量,准确至1g,并计算试样的湿密度。

3 用推土器将试样从击实筒中推出,取2个代表性试样测定含水率,2个含水率的差值应不大于1%。

4 对不同含水率的试样依次击实。 7.7.6 试样的干密度应按下式计算:

ρd=ρ0/(1+0.01wi) (7.7.6)

式中 wi—某点试样的含水率(%)。

7.7.7 干密度和含水率的关系曲线,应在直角坐标纸上绘制。并应取曲线峰值点相应的纵坐标为击实试样的最大干密度,相应的横坐标为击实试样的最优含水率。当关系曲线不能绘出峰值点时,应进行补点,土样不宜重复使用。 7.7.8 气体体积等于零(即饱和度100%)的等值线应按下式计算,并应将计算值绘于本标准图的关系曲线上。

ωset=(ρw/ρd-1/Gs)×100 (7.7.8)

式中 ωset——试样的饱和含水率(%);

ρw——温度4℃时水的密度(g/cm3); ρd——试样的干密度(g/cm3); Gs——土颗粒比重。

7.7.9 轻型击实试验中,当试样中粒径大于5mm的土质量小于或等于试样总质量的30%时,应对最大干密度和最优含水率进行校正。

1 最大干密度应按下式校正:

ρ'dmax=1/[(1-P5)/ ρ

dmax

+P5/(ρw·Gs2)] (7.7.9-1)

3

式中 ρ'dmax——校正后试样的最大干密度(g/cm);

P5——粒径大于5mm土的质量百分数(%); Gs2——粒径大于5mm土粒的饱和面比重。

注:饱和面比重指当土粒呈饱和面干状态时的土粒总质量与相当土粒总体积的纯水4℃

时质量的比值。

2 最优含水率应按下式进行校正,计算至0.1%。


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