水利水电工程土工试验规程.docx
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水利水电工程土工试验规程
水利水电工程土工试验规程（总34页）
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
10.5
11.0
11.5
12.0
12.5
13.0
13.5
14.0
-2.0
-1.9
-1.9
-1.8
-1.8
-1.7
-1.6
-1.5
-1.4
-0.0012
-0.0012
-0.0012
-0.0011
-0.0011
-0.0010
-0.0010
-0.0009
-0.0009
14.5
15.0
15.5
16.0
16.5
17.0
17.5
18.0
18.5
-1.3
-1.2
-1.1
-1.0
-0.9
-0.8
-0.7
-0.5
-0.4
-0.0008
-0.0008
-0.0007
-0.0006
-0.0006
-0.0005
-0.0004
-0.0003
-0.0003
表9.2.4-2（续）
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
19.0
19.5
20.0
20.5
21.0
21.5
22.0
22.5
23.0
23.5
24.0
24.5
-0.3
-0.1
0.0
+0.1
+0.3
+0.5
+0.6
+0.8
+0.9
+1.1
+1.3
+1.5
-0.0002
-0.0001
0.0000
+0.0001
+0.0002
+0.0003
+0.0004
+0.0005
+0.0006
+0.0007
+0.0008
+0.0009
25.0
25.5
26.0
26.5
27.0
27.5
28.0
28.5
29.0
29.5
30.0
+1.7
+1.9
+2.1
+2.2
+2.5
+2.6
+2.9
+3.1
+3.3
+3.5
+3.7
+0.0010
+0.0011
+0.0013
+0.0014
+0.0015
+0.0016
+0.0018
+0.0019
+0.0021
+0.0022
+0.0023
4按下列公式计算土的颗粒粒径：
（9.2.4-3）
（9.2.4-4）
式中：
d——土的颗粒粒径，mm；
K——粒径计算系数，可直接查表9.2.4-3；
——T℃时水的动力黏滞系数，查表16.1.4，（×10-6）kPa．S；
——土粒比重；
——T℃时水的比重；
——4℃时水的密度，g/cm3；
g——重力加速度，cm/s2；
L——t时的土粒沉降距离，cm；
t——沉降时间，s。
表9.2.4--3粒径计算系数K值
表9.2.4-3（续）
5按本标准9.1.4条2款的规定绘制颗粒大小分布曲线。
如系与筛析法联合分析，应将两段曲线绘成一条平滑曲线。
6百分数的计算值精确至0.1%，颗粒粒径的计算值精确至0.001。
9.2.5
表9.2.5颗粒分析试验记录表（密度计法）
工程名称试验
取样编号计算
试验日期校核
试样质量30g量筒号弯液面校正值
土粒比重密度计号比重校正值
试验时间
下沉时间
min
悬液温度
℃
密度计读数R
温度校正值m
分散剂校正值CD
RM
RH
土粒落距cm
粒径
mm
小于某粒径试样质量的百分数%
9.3移液管法
9.3.1本试验方法适用于粒径小于0.075mm的细粒土。
9.3.2主要仪器设备应符合下列规定：
1移液管：
容积25mL。
2烧杯：
容积50mL。
3天平：
称量200g，最小分度值O.OOlg。
4其他同9.2.2条2、3、5、6、7款。
9.3.3试验应按下列步骤进行：
1称过0.075mm筛的烘干试样，黏土为10g～15g，粉土试样为20g，按9.2.3条1～5款的步骤制取悬液。
2按式（9.2.4-3）计算粒径为0.075，0.01，0.005，0.002mm和其他所需粒径的土粒下沉10cm所需的静置时间。
3测读悬液温度。
用搅拌器在量筒内沿悬液深度上下搅拌约1min，取出搅拌器。
4开动秒表，根据各粒径的静置时间，提前约10s将准备好的移液管放入悬液中，浸入深度为10cm，用吸球吸取悬液5mL。
每吸取一组粒径的悬液后应重新搅拌，再吸取另一组粒径的悬液。
5将移液管下口放入烧杯，由上口倒入少量水，开阀门使水流入移液管，将管内的试样悬液洗入烧杯。
6将烧杯内的悬液蒸发浓缩半干，在105℃～110℃温度下烘至恒量，称试样烘干质量。
烘干时间不应少于8h。
7试验应在恒温室内进行，允许室温变化范围为±0.5℃。
8温度计读数精确至0.5℃，称量精确至0.OOlg。
9.3.4试验成果整理应符合下列要求：
1按下列公式计算小于某粒径的试样质量占试样质量的百分数；
（9.3.4）
式中：
——吸取25mL悬液中的试样烘干质量，g；
——吸取悬液的体积（25cm3）；
——悬液总体积（lOOOcm3）。
2按9.2.4条4款绘制颗粒大小分布曲线。
3计算值精确至0.1%。
9.3.5
表9.3.5颗粒分析试验记录表（移液管法）
工程名称试验
取样编号计算
试验日期校核
烘干试样质量
试样处理说明烧杯号
土粒比重
吸管体积量筒号
粒径mm
杯号
杯加试样干质量
g
杯质量
g
吸管内试样干质量g
1000mL量筒内试样干质量g
小于某粒径的试样质量占试样质量的百分数%
10界限含水率试验
10.1液、塑限联合测定法
10.1.1本试验方法适用于粒径不大于0.5mm的细粒土。
10.1.2本试验采用液、塑限联合测定仪，并应符合下列规定：
1圆锥仪：
包括锥体、微分尺、平衡装置，总质量应为76g±0.2g。
锥体锥角为300±0.20，锥尖磨损量不得大于0.3mm；微分尺量程不应小于22mm，最小分度值为0.1mm。
2电磁块：
吸力不应小于1N。
3读数显示装置：
放大倍数不宜小于10倍，成像清晰，并设有落锥后延时间5s的显示装置。
4试样杯：
内径40mm，杯深30mm。
5升降座；可使试样杯升降一定距离，并能微调。
10.1.3试验应按下列步骤进行：
1取通过0.5mm筛的代表性土样约400g，将土样分成三份，分别加入不同数量的水，制备成接近液限、塑限以及介于二者中间状态不同稠度的均匀土膏，其预计圆锥下沉深度分别约为4mm～5mm、16mm～18mm和9mm～10mm。
2将士膏分别放入盛土皿中，置于密封的保湿容器内，浸润静置约24h。
3取出盛土皿，将士膏用调土刀充分调拌均匀，密实地填入试样杯中，试样中应无明显的气泡存在。
高出试样杯的余土用削土刀刮平。
4接通联合测定仪电源，固定锥体上涂以凡士林的圆锥仪。
调节读数显示装置，使初读数为零。
5将试样杯置放在升降座上，调节升降座，使圆锥仪锥尖刚好接触土面。
圆锥仪在自重作用下沉入土内，测读圆锥仪下沉5s时的圆锥下沉深度。
6取出试样杯，在杯中取1个试样测定含水率，试样质量不宜少于10g。
7按本条3～6款的步骤，测读其余两个试样的圆锥下沉深度和含水率。
8含水率的测定应符合7.1节烘干法含水率试验的要求。
9圆锥下沉深度应精确至O.lmm。
10.1.4试验成果整理应符合下列要求：
1以含水率为横坐标，圆锥下沉深度为纵坐标，将三个圆锥下沉深度与相应的含水率在双对数坐标纸上绘制关系曲线。
按图解法通过高含水率的一点将三点连成一直线，如图10.1.4中的A线，直线上圆锥下沉深度为17mm所对应的含水率为液限，圆锥下沉深度为2mm所对应的含水率为塑限。
图10.1.4圆锥下沉深度与含水率关系曲线
2当三点线性偏差较大时，应通过高含水率点与其余两点分别连成两条直线，在圆锥下沉深度为2mm处查得两个含水率，当其差值不大于2%时，取两点的中点与高含水率的点连成一直线，如图10.1.4中的B线，按本条l款的方法分别在直线上查得液限和塑限。
当两点的差值大于2%时，应补做试验。
3塑性指数和液性指数应按下列公式计算：
（10.1.4-1）
（10.1.4-2）
式中：
——塑性指数；
——液性指数；
——液限，%；
——塑限，%；
——天然含水率，%。
4液限和塑限以百分数表示，取百分数的整数值。
液性指数精确至0.0l。
10.1.5
表10.1.5液、塑限联合试验记录表
工程名称试验
取样位置计算
试验日期校核
试样
编号
圆锥下沉
深度
cm
含水
率
%
液限
%
塑_限
%
天然含
水率
%
塑性
指数
液性
指数
10.2碟式仪法液限试验
10.2.1本试验方法适用子粒径不大于0.5mm的细粒土。
10.2.2本试验采用碟式液限仪，并应符合下列规定:
l碟式液限仪：
由铜碟、支架及底座组成。
铜碟为一球面，球半径为54mm，中心深为27mm；支架应有对铜碟起落高度进行微调的装置，摇柄每转动一次，铜碟起落高度应为10mm；底座应为硬橡胶制成。
2专用划刀：
1/4圆弧的划刀截面为等腰梯形，上底宽为2mm，高为10mm，两腰线夹角为60°。
10.2.3试验应按下列步骤进行：
1取通过0.5mm筛的代表性土样约100g，放在调土皿中，按需要加水，所加水量使试样稠度相当于铜碟下落击数约35击即可合拢，用调士刀充分调拌均匀。
2取部分试样，平铺于铜碟的前半部，铺土时应防止试样中混入气泡，用调土刀将试样修平，试样中心厚度应为10mm。
3垂直铜碟转动轴，通过试样中心用划刀自后向前将试样划成槽缝清晰的两半。
刻划槽缝时，可自后向前，再自前向后逐步加深，最后一次应自后向前并明显接触槽底。
刻划次数不应大于6次，并应尽可能减少划槽次数。
4以每秒2转的速率转动摇柄，使铜碟反复起落，坠击于底座上，数记击数，直至试样两边在槽底的合拢长度为13mm为止，记录击数。
5在试样合拢部位两边，取一个试样测定含水率，试样质量不宜少于10g。
6将铜碟中剩余试样移至调土皿中，再加水用调土刀反复调拌均匀，按本条2～5款步骤进行不少于两次的试验。
两次试验试样的稠度应使试样合拢所需的击数分别约为15击和25击，测定各击数下试样的含水率。
7含水率测定应符合6.1节烘干法含水率试验的要求。
10.2.4试验成果整理应符合下列要求：
1以含水率为纵坐标，以击数为横坐标，将三个击数与相应的含水率在半对数坐标纸上绘制关系曲线。
按图解法将三点连成一直线，直线上25击对应的含水率为液限。
2液限以百分数表示，取百分数的整数值。
10.2.5碟式仪法液限试验的记录格式同表10.1.5，应在表格中注明为碟式仪法液限试验。
10.3搓滚法塑限试验
10.3.1本试验方法适用于粒径不大于0.5mm的细粒土。
10.3.2主要仪器设备应符合下列规定：
1毛玻璃板：
面积不小于200mm×300mm；
2直径为3mm的金属丝或缝隙为3mm的模板或卡尺。
10.3.3试验应按下列步骤进行：
1取通过0.5mm筛的代表性土样约100g，放在调土皿中加水调拌均匀，加水量应使试样超过塑限，浸润静置约24h。
2将制备好的试样在手中捏揉至不黏手，然后将试样捏扁，如出现裂缝，表示含水率已接近塑限。
3取接近塑限的试样一小块，先用手搓成椭圆形，然后用手掌在毛玻璃板上轻轻搓滚。
搓滚时手掌应均匀施加压力于土条上，不得使土条在毛玻璃板上无力滚动。
土条长度不宜超过手掌宽度，在搓滚时土条不应从手掌下任一边脱出。
在任何情况下，土条不得产生中空现象。
4当土条直径搓成3mm时产生裂缝，并开始断裂，表示试样此时的含水率即为塑限含水率。
5当土条直径搓成3mm时不产生断裂或土条直径大于3mm时已开始断裂，表示试样的含水率高于塑限或低于塑限，都应重新取样进行试验。
当土条在任何含水率下始终搓不到直径3mm即开始断裂，则该土无塑性。
6取合格断裂土条3g～5g，测定其含水率。
含水率测定应符合本标准6.1节烘干法含水率试验的要求。
10.3.4搓滚法塑限试验每组试验的试样应为两个，两个试样试验的差值，高液限土不得大于2%，低液限土不得大于1%。
取其算术平均值，精确至0.1%。
10.3.5搓滚法塑限试验的记录格式同表6.1.6，应在表格中注明为搓滚法塑限试验。
10.4收缩皿法缩限试验
10.4.1本试验方法适用于粒径小于0.5mm的细粒土。
10.4.2本试验采用液、塑限联合测定仪中的试样杯作为收缩皿。
10.4.3试验应按下列步骤进行：
l取通过0.5mm筛的代表性土样约200g，放在调土皿中，加水制备成含水率约为液限的试样，用调土刀充分调拌均匀。
2在收缩皿内涂抹一薄层凡士林，将试样分层．填入收缩皿中，每次填入后即将收缩皿在橡皮板上拍击，直至驱尽气泡为止。
3将填满试样后的收缩皿表面刮平，擦净收缩皿，称收缩皿和试样总质量。
4将填满试样的收缩皿置于室内逐渐晾干，至试样的颜色变淡时，放入烘箱中烘至恒量，称收缩皿和烘干试样总质量；计算试样的含水率。
烘干方法和含水率试验应符合6.1节烘干法含水率试验的要求。
5从收缩皿中取出烘干试样，用蜡封法测定烘干试样体积。
烘干试样体积测定应符合7.2节蜡封法密度试验的要求。
6称量精确至O.Olg。
10.4.4试验成果整理应符合下列要求：
1按下列公式计算烘干试样体积：
（10.4.4-1）
式中：
——烘干试样体积，cm3；
——蜡封烘干试样质量，g；
——蜡封烘干试样在水中的称量，g；
——烘干试样质量，g；
——水的密度，g/cm3；
——蜡的密度，g/cm3。
2按下列公式计算土的体缩率、缩限和缩性指数：
（10.4.4-2）
（10.4.4-3）
（10.4.4.4）
式中：
——土的体缩率，%；
——土的缩限，%；
——缩性指数；
——收缩皿容积，cm3；
w——试样含水率，%。
3体积计算值精确至O.Olcm3，体缩和缩限计算值精确至0.1%。
10.4.5收缩皿法缩限试验每组试验的试样应为两个，两个试样试验的差值，高液限土不得大于2%，低液限土不得大于1%。
取其算术平均值。
10.4.6
表10.4.6收缩皿法缩限试验记录表
工程名称试验
取样位簧计算
试验日期校核
试验编号
收缩皿编号
试样质量g
试样烘干质量g
含水率
%
收缩皿容积cm3
烘干试样体积cm3
体缩率%
平均值
%
缩限
%
平均值
%
液限
%
缩性指数
%
11湿化试验
11.0.1本试验方法适用于具有结构性的黏性土。
11.0.2主要仪器设备应符合下列规定：
1浮筒：
长颈锥体，下有挂钩，颈上有刻度，刻度值为O～100，最小分度值为5。
2网板：
金属方格网，尺寸为10cm×10cm，网眼尺寸为lcm×lcm，可挂在浮筒下端。
3玻璃水槽：
水槽内尺寸高约70cm，宽约15cm，长度视需要而定。
11.0.3试验应按下列步骤进行：
l按工程需要取原状土或制各成所需状态的扰动土，用切土刀取边长为5cm的立方体试样。
2应按7.1节环刀法密度试验的要求，测定土的含水率和密度。
3将试样置于网板中央，网板挂在浮筒下，手持浮筒顶端，迅速将挂有试样的浮简放入装满水的水槽中。
4立即测记浮筒齐水面处的刻度读数和开始时间。
5试验开始后按l，3，5，10，30，60min进行读数，1h后，按每隔1h读一次数。
根据试样崩解速度，可适当缩短或增加读数的时间间隔。
6在每次读数的同时，应描述试样的崩解情况，包括气泡的冒出情况、崩解物的形状及大小、网板上残留试样的形状、试样在水槽底部堆积情况等。
7当试样完全通过网板落下后，试验即告结束。
如试样在水中长期不崩解或仅有局部崩解时，应描述试样在水中的情况。
试样在水中浸泡时间不宜少于72h。
8读数应估读至1。
11.0.4试样成果整理应符合下列要求：
l按下列公式计算土的崩解量：
（11.0.4）
式中：
——土在时间t时的崩解量，%；
——时间t时的刻度读数；
——试验开始时的刻度读数。
2计算精确至1%。
11.0.5
表11.0.5湿化试验记录表
工程名称____仪器编号____试验____
取样位置____试验用水____计算____
土样说明____试验日期____校核____
试样编号____密度____g/cm3含水率____%
时间
d:
h:
min
试验时简
h：
min
读数
读数差
朋解量
%
崩解情况
12收缩试验
12.0.1本试验方法适用于黏质土类的细粒类土。
12.0.2主要仪器设备应符合下列规定：
1收缩仪：
由轻质金属材料制成的底座和支架、垫块、多孔板、测板及百分表组成。
多孔板直径70mm，厚4mm，孔的总面积应大于板面积的50%：
测板直径10mm，厚4mm，百分表最小分度值0.Olmm。
2环刀：
直径61.8mm，高20mm。
3天平：
称量500g，最小分度值O.lg。
12.0.3试验应按下列步骤进行：
1按工程需要取原状土或制备成所需状态的扰动土，采用环刀按指定方向切取代表性试样，测试样质量及含水率。
环刀法取样应符合7.1节环刀法密度试验的要求。
2从环刀中推出试样，置试样子多孔板上。
在收缩仪底座上放置垫块，将试样和多孔板放在垫块上，在试样中心位置放上测板，安装百分表。
应使百分表、测板、试样及多孔板的中心处于同一轴线上。
3称收缩仪和试样的总质煎，测读百分表初始读数。
称量时应保持百分表读数不变。
4试验初期，宜视收缩变形速率，每隔1h～4h测读百分表读数并称收缩仪和试样的总质量一次。
在收缩变形直线段时，读数不应少于4次。
48h后，宜每隔6h～24h测读一次，直至两次读数不变，试验结束。
5试验时的环境温度，不宜大于30℃。
6取出试样，测试样烘干后的质量和体积。
烘干试样质量和烘干试样体积的试验方法，应符合6.1节烘干法含水率试验和7.2节蜡封法密度试验的要求。
7称量精确至0.lg，百分表读数精确至O.Olmm。
12.0.4试验成果整理应符合下列要求：
l按下列公式计算时间f时试样的含水率：
（12.0.4-1）
式中：
——时间t时的试样含水率，%；
——时间t时的试样质量，g；
——试样烘干质量，g。
2按下列公式计算时间t时试样的线缩率：
（12.0.4-2）
式中：
——时间t时的试样线缩率，%；
——时间t时的百分表读数，mm；
——百分表初始读数，mm；
——环刀高度，mm。
3以线缩率为纵坐标，含水率为横坐标，绘制关系曲线，如图12.0.4所示。
延长I、Ⅲ阶段直线段相交，则交点相应的横坐标含水率值，即为土的缩限
，I阶段直线段斜率的绝对值为土的收缩系数
。
4按下列公式计算土的体缩率：
（12.0.4-3）
式中：
——土的体缩率，%；
——环刀容积，cm3；
——烘干试样体积，按式（10.4.4-1）计算，cm3。
图12.0.4线缩率与含水率关系曲线
5收缩试验缩限和体缩率精确至0.1%，收缩系数取两位有效数字。
12.0.5
表12.0.5收缩试验记录表
工程名称试群编号试验
取样位置环刀高度__mm
计算
土样说明试验日期校核
时间
d:
h
百分表
读数
O.Olmm
线缩
mm
线缩率
%
收缩仪
质量
g
收缩仪+
试样质量
g
试样质
量
g
含水
率
%
13砂的相对密度试验
13.0.1本试验方法适用于粒径不大于5mm且能自由排水的砂类土。
13.0.2主要仪器设备应符合下列规定：
1量简：
容积500cm3及lOOOcm3两种，后者内径应大于6cm。
2长颈漏斗：
颈管的内径1.2cm，颈口应磨平，锥形塞直径为1.5cm的圆锥体，镶于铁杆上。
3砂面拂平器：
十字形金属平面焊接在铜杆下端。
4金属容器附套环：
容积250cm3，内径5cm；容积1000cm3，内径10cm；高度均为12.7cm。
5振动叉。
6击锤：
锤质量1.25kg，落高15cm，锤底直径5cm。
7天平：
称量1000g，最小分度值lg。
8台秤：
称量5000g，最小分度值lg。
13.0.3最小干密度试验应按下列步骤进行：
1取代表性的烘干试样约1500g，用手搓揉或用橡皮碾在橡皮板上碾散，并拌和均匀。
2将锥形塞杆自漏斗下口穿入，并向上提起，使锥体堵住漏斗管口，一并放入体积1000cm3量简中，使其下端与量筒底相接触。
3称取试样700g，均匀倒入漏斗中，将漏斗与塞杆同时提高，移动塞杆使锥体略离开管口，塞杆锥体底面应保持高出土面lcm～2cm，使试样缓慢且均匀分布地落入lOOOcm3量筒中。
若试样中不含大于2mm的颗粒时，可取试样400g用500cm3的量筒进行试验。
4试样全部落入量筒后，取出漏斗与锥形塞，用砂面拂平器将砂面拂平，测读砂样体积。
5用手掌或橡皮板堵住量筒口，将量筒倒转并缓缓地转回到原来位置，将土面拂平，重复数次，记下试样在量筒内所占体积的最大值。
6称量精确至lg，体积精确至5cm3。
取上述两种方法测得的较大体积值，计算最小干密度及最大孔隙比。
13.0.4最大干密度试验应按下列步骤进行：
l取代表性的试样约4000g，按13.0.3条1款规定制备试样。
2分三次倒入金属容器进行振击。
先取试样600g～800g，倒入1000cm3容器内，其数量应使振击后的体积略大于容器容积的1/3，用振动叉以每分钟各150次～200次的速度敲打容器两侧。
并在同一时间内，用击锤于试样表面每分钟锤击30次～60次，直至砂样体积不变为止。
锤击时，粗砂可用较少击数，细砂应用较多击数。
3重复上述步骤，进行后两次的装样、振动和锤击。
第3次装样时应
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