液塑限试验方案.docx
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液塑限试验方案
液塑限测定实验方案
1.试验基本原理
实验采用型号为LG-100D的数显式土壤液塑限联合测定仪，该仪器主要包括圆锥（常用圆锥质量为76g，也有质量为100的，锥角为30°）、显示圆锥入土深度的显示屏和自动放锥的电磁铁3部分。
实验时用联合测定仪对3种不同含水率的试样进行放锥锥入，得到圆锥入土深度和相应试样含水率，然后，以圆锥入土深度为纵坐标，含水率为横坐标，作双对数曲线，3个点应连成一条直线，直线上锥入深度为17mm对应的含水率为液限，锥入深度为2mm时对应的含水率为塑限。
本实验适用于粒径小于0.5mm以及有机质含量不大于试样总质量5%的土样。
2.试验仪器设备
（1）LG-100D数显式土壤液塑限联合测定仪；锥体质量为76g，锥角为30°，最大量程为22cm，测量时间为5秒。
（2）天平：
称量2000g，最小分度值为0.01g。
（3）其他：
标准筛（孔径0.5mm）、调土刀、调土皿、研钵或木棒、干燥器或烘箱、吸管、保湿器或棉纱布、凡士林、铝盒、试样杯、蒸馏水等。
3.试验操作步骤
3.1制备土样
（1）取土过筛。
取有代表性的天然含水率试样700g，经烘箱烘干，如试样中含有大于0.5mm的颗粒和杂物时，用研钵或木棒压碎，过0.5mm的标准筛，取筛下的试样500g。
（2）制备土膏。
将所取的试样分别放在5个调土皿中，加入适当的蒸馏水制成含水率不同的土膏，盖上棉纱布或置于保鲜袋中，静置12个小时以上。
3.2装土入杯
将制备好的试样充分搅拌均匀，分层装入试样杯中，用力压密，使空气逸出。
对于较干的试样应先充分揉搓，用调土刀使其密实的填入试样杯内。
填满后刮平表面。
3.3放锥入土
（1）将仪器放置在平面工作台上，调整水平螺旋脚，使水泡聚中。
（2）将仪器的电源插头插好，打开电源开关，预热5分钟。
测量前用手轻轻托起锥体至限位处，此时显示屏上的数字为随机数，测量时会自动消除。
（3）将装好式样的试样杯放在联合测定仪的升降座上，在圆锥上涂抹一薄层凡士林，这时缓缓地向逆时针方向调节降旋纽，当试杯中的土样刚接触锥尖时，接触指示灯立刻发亮，此时应停止旋动，然后按测量键。
与此同时，时间音响发出嘟。
。
。
。
的声音，当测量时间一到，叫声停止，此时显示屏上显示出5秒钟的入土深度值。
3.4测含水率
取出试样杯，挖去锥尖入土处的凡士林，取锥尖附近试样不少于10g，放入铝盒，测其含水率。
3.5测量要求
将其他两份试样重复步骤2和步骤3，测定式样的圆锥下沉深度及相应含水率，液塑限联合测定应不少于3点（即需用3种不同含水率的试样分别进行试验），3点圆锥入土深度宜分别为3~4mm、7~9mm、15~17mm。
4.试验成果整理
4.1计算各试样含水率
各试样含水率按下式计算，即
W=（m2—m0）/（m0-m1）
W—试样含水率，%;
m1—铝盒的质量，g；
m2—铝盒加湿土的质量，g；
m0—铝盒加干土的质量，g。
4.2液塑限实验圆锥下沉深度与含水率数据处理
数据处理原理：
以含水率为横坐标，76g圆锥仪下沉深度为纵坐标，应用Excel绘出两者的双对数关系曲线，会出现以下情况：
（1）当实验所测三组数据在同一条直线时，则可直接拟合出两者的双对数关系曲线，
（2）当实验所测三组数据不在同一条直线时，通过高含水率的点与其余两点分别作出双对数关系曲线，在下沉2mm处分别计算出两个含水率，当两个含水率的差值小于2%时，应以该两点含水率的平均值与高含水率的点作双对数关系曲线，当两个含水率差值不小于2%时，应重做实验。
4.2.1第一组实验数据处理（矿样颜色为红色的土）
表1液、塑限联合测定仪法记录表
试样编号
圆锥下沉深度mm
铝盒质量（g）
盒加湿土质量（g）
盒加干土质量（g）
含水率w（%）
1
3.3
15.91
51.67
43.22
30.94
2
8.8
15.68
59.03
47.97
34.25
3
16.7
15.74
59.62
47.25
39.26
（1）检测1点（30.94，3.3），2点（34.25，8.8），3点（39.26，16.7）是否共线
图1圆锥下沉深度与含水率的关系曲线
由图1拟合度R2=0.9997，检测出三点不在同一条直线上，应用情况
（2）得出相应双对数关系曲线如下图：
（2）1,3两点和2，3两点的双对数图
图2圆锥下沉深度与含水率的关系曲线
应用图2函数关系式：
当y13=2mm时，计算出x13=30.23%
当y23=2mm时，计算出x23=30.45%
因为：
x23-x13=0.18%小于2%，取两者均值x=30.34%
所以：
塑限wp=30.34%
（3）塑限值和第三点的双对数图
图3圆锥下沉深度与含水率的关系曲线
由图3函数关系可得，当y=17时，x=39.47%
因此：
本次实验应用上述原理可得：
塑限wp=30.34%；液限wL=39.47%
4.2.2第二组对比实验数据处理（矿样颜色为红色的土）
表2液、塑限联合测定仪法记录表
试样编号
圆锥下沉深度mm
铝盒质量（g）
盒加湿土质量（g）
盒加干土质量（g）
含水率w（%）
1
3.4
15.91
50.73
42.21
32.4
2
8.0
15.70
49.97
41.17
34.6
3
16.0
20.09
56.37
46.28
38.5
（1）检测1点（32.4，3.4），2点（34.6，8.0），3点（38.5，16.0）是否共线
图4圆锥下沉深度与含水率的关系曲线
由图4拟合度R2=0.9997，检测出三点不在同一条直线上，应用情况
（2）得出相应双对数关系曲线
（2）1,3两点和2，3两点的双对数图
图5圆锥下沉深度与含水率的关系曲线
应用图5函数关系可得：
y=2mm，x23=31.94%
y=2mm，x13=31.79%
因为：
x23-x13=0.15%小于2%，取两者均值x=31.86%
所以：
塑限值wp=31.86%
（3）塑限值和第三点的双对数图
图6圆锥下沉深度与含水率的关系曲线
由图6函数关系可得，当y=17时，x=39.02%
因此：
本次实验可得塑限wp=31.86%，液限wL=39.02%
4.2.3第三组实验数据处理（矿样颜色为白色的土）
表3液、塑限联合测定仪法记录表
试样编号
圆锥下沉深度mm
铝盒质量（g）
盒加湿土质量（g）
盒加干土质量（g）
含水率w（%）
1
3.8
24.52
49.70
42.43
40.59
2
7.4
20.15
53.03
42.92
44.40
3
15.2
15.78
36.05
29.20
51.04
（1）检测1点（40.59，3.8），2点（44.40，7.4），3点（51.04，15.2）是否共线
图7圆锥下沉深度与含水率的关系曲线
由图7拟合度R2=0.9928，检测出三点不在同一条直线上，应用情况
（2）得出相应双对数关系曲线
（2）1,3两点和2，3两点的双对数图
图8圆锥下沉深度与含水率的关系曲线
应用图8函数关系式，当y23=2mm时，x23=40.31%,
当y13=2mm，x13=39.15
因为：
x23-x13=1.16%小于2%，取两者均值x=39.73%
所以：
塑限wp=39.73%
（3）塑限值和第三点的双对数图
图9圆锥下沉深度与含水率的关系曲线
由图9函数关系可得，当y=17时，x=52.83%
因此：
本次实验应用上述原理可得：
塑限wp=39.65%；液限wL=52.83%
4.2.4第四组对比实验数据处理（矿样颜色为白色的土）
表4液、塑限联合测定仪法记录表
试样编号
圆锥下沉深度（g）
铝盒质量（g）
铝盒加湿土质量（g）
铝盒加干土的质量（g）
含水率w（%）
1
3.2
15.91
33.02
27.96
41.99
2
7.5
15.49
37.33
30.58
44.73
3
15.9
24.08
49.61
41.12
49.82
（1）检测1点（41.99，3.2），2点（44.73，7.5），3点（49.82，15.9）是否共线
图10圆锥下沉深度与含水率的关系曲线
由图10拟合度R2=0.9988,检测出三点不在同一条直线上，应用情况
（2）得出相应双对数关系曲线如下图：
（2）1,3两点和2，3两点的双对数图
图11圆锥下沉深度与含水率的关系曲线
应用图11函数关系式：
当y13=2mm时，x13=41.32%
当y23=2mm时，x23=41.68%
因为：
x23-x13=0.36%小于2%，取两者平均值x=41.50%
所以：
塑限wp=41.50%
（3）塑限值和第三点的双对数图
图12圆锥下沉深度与含水率的关系曲线
由图12函数关系可得，当y=17，应用上述函数关系式可得x=50.54%
所以：
塑限wp=41.50%，液限wL=50.54%
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