9A文土工物理力学性试验规范Word文档格式.docx
《9A文土工物理力学性试验规范Word文档格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《9A文土工物理力学性试验规范Word文档格式.docx（31页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
1℃。
3）砂浴：
应能调节温度。
4）天平：
称量200g，最小分度值0.001g。
5）温度计：
刻度为0~50℃，最小分度值为0.5℃。
2比重瓶的校准，按下列步骤进行：
1）将比重瓶洗净烘干置于干燥器内冷却后称量准确至0.001g。
2）将煮沸经冷却的纯水注入比重瓶对长颈比重瓶注水至刻度处对短颈比重瓶应注满纯水塞紧瓶塞多余水自瓶塞毛细管中溢出将比重瓶放入恒温水槽直至瓶内水温稳定取出比重瓶擦干外壁称瓶水总质量准确至0.001g。
测定恒温水槽内水温准确至0.5℃。
3）调节数个恒温水槽内的温度温度差宜为测定不同温度下的瓶水总质量每个温度时均应进行两次平行测定两次测定的差值不得大于0.002g，取两次测值的平均值绘制温度与瓶水总质量的关系曲线。
3试验步骤
1）将比重瓶烘干。
称烘干试样15g（当用50mL比重瓶时，称烘干试样10g）装入比重瓶称试样和瓶的总质量,准确至0.001g。
2）向比重瓶内注入半瓶纯水摇动比重瓶并放在砂浴上煮沸，煮沸时间自悬液沸腾起砂土不应少于30min，粘土粉土不得少于1h。
沸腾后应调节砂浴温度比重瓶内悬液不得溢出。
对砂土宜用真空抽气法；
对含有可溶盐有机质和亲水性胶体的土必须用中性液体煤油代替纯水，采用真空抽气法排气，真空表读数宜接近当地一个大气负压值，抽气时间不得少于1h。
注：
用中性液体，不能用煮沸法。
3）将煮沸经冷却的纯水（或抽气后的中性液体）注入装有试样悬液的比重瓶。
当用长颈比重瓶时注纯水至刻度处；
当用短颈比重瓶时应将纯水注满，塞紧瓶塞，多余的水分自瓶塞毛细管中溢出。
将比重瓶置于恒温水槽内至温度稳定，且瓶内上部悬液澄清。
取出比重瓶，擦干瓶外壁，称比重瓶水试样总质量，准确至0.001g；
并应测定瓶内的水温，准确至0.5℃。
4）从温度与瓶水总质量的关系曲线中查得各试验温度下的瓶、水总质量。
5）土粒的比重，应按下式计算：
（1.2.2）
—比重瓶、水总质量（g）；
—比重瓶、水、试样总质量；
—T℃时纯水或中性液体的比重。
1.2.3浮称法
本试验方法适用于粒径等于、大于5mm的各类土，且其中粒径大于20mm的土质量应小于总土质量的10%。
1仪器设备
1）铁丝筐：
孔径小于5mm，边长为10~15cm，高为10~20cm。
2）盛水容器：
尺寸应大于铁丝框
3）浮称天平：
称量20RRg，最小分度值0.5g。
2试验步骤
1）取代表性试样500~1000g，降试样表面清洗洁净，浸入水中一昼夜后取出，放入铁丝筐，并缓慢地将铁丝筐浸没于水中，在水中摇动至试样中无气泡冒出。
2）称铁丝筐和试样在水中的质量，取出试样烘干，并称烘干试样质量。
3）称铁丝筐在水中的质量，并测定盛水容器内水温，准确至0.5℃。
4）土粒比重，按下式进行计算：
（1.2.3）
—铁丝筐和试样在水中的质量（g）；
—铁丝筐在水中的质量（g）；
—T℃时纯水的比重，查有关手册。
1.2.4虹吸筒法
本试验方法适用于粒径等于、大于5mm的各类土，且其中粒径大于20mm的土质量等于、大于土总质量的10%。
1仪器设备：
1）虹吸筒装置:
由虹吸筒和虹吸管组成。
2）天平：
称量1000g，最小分度值0.1g。
3）量筒：
容积应大于500mL。
2试验步骤：
1）取代表性试样700-1000g，试样应清洗洁净。
浸入水中一昼夜后取出晾干，对大颗粒试样宜用干布擦干表面，并称量试样质量。
2）将清水注入虹吸筒至虹吸管口有水溢出时关管夹，试样缓缓放入虹吸筒中，边放边搅拌，至试样中无气泡溢出为止，搅动时水不得溅出筒外。
3）当虹吸筒内水面平稳时开管夹，让试样排开的水通过虹吸管流入量筒，称量筒与水总质量，准确至0.5g。
并测定量筒内水温，准确到0.5℃。
4）取出试样烘至恒量，称烘干试样质量，准确至0.1g。
称量筒质量，准确至0.5g。
5）土粒比重的计算，按下式进行：
（1.2.4）
—量筒质量（g）；
—量筒与水总质量（g）；
—晾干试样的质量（g）。
1.3颗粒分析
进行颗粒分析试样的方法有筛析法，密度计法和移液管法。
其中筛析法适用于粒径小于、等于60mm，大于0.075mm的土，而密度计法好移液管法适用于粒径小于0.075mm的细粒土。
针对来样粒径大小合理选用相应的方法。
1.3.1筛析法
1）分析筛：
粗筛（孔径为60mm、40mm、20mm、10mm、5mm、2mm）和细筛（孔径为2.0mm、1.0mm、0.5m、0.25mm、0.075mm）。
称量5000g，最小分度值1g；
称量1000g，最小分度值0.1g；
3）振筛机
4）其他：
烘箱、研钵、瓷盘、毛刷等。
2筛析法的取样数量，应符合表1.3.1的规定：
表1.3.1取样数量
颗粒尺寸（mm）
取样数量（g）
<
2
100~300
10
300~1000
20
1000~20RR
40
20RR~4000
60
4000以上
3试验步骤：
1）按本标准表1.3.1的规定称取试样质量，应准确至0.1g，试样数量超过500g时，应准确至1g
2）将试样过2mm筛，称筛上和筛下的试样质量。
当筛下的试样质量小于试样总质量的10%时，不作细筛分析；
筛上的试样质量小于试样总质量的10%时，不作粗筛分析。
3）取筛上的试样倒入依次叠好的粗筛中，筛下的试样倒入依次叠好的细筛中，进行筛析。
细筛宜置于振筛机上震筛，振筛时间宜为10~15min。
再接由上而下的顺序将各筛取下，称各级筛上及底盘内试样的质量，应准确至0.1g。
4）筛后各级筛上和筛底上试样质量的总和与筛前试样总质量的差值，不得大于试样总质量的1%
4含有细粒土颗粒的砂土的筛析法试验应按下列步骤进行：
1）按本标准表1.3.1的规定称取试样质量，置于盛水容器中充分搅拌，使试样的粗细颗粒完全分离。
2）将容器中的试样悬液通过2mm筛，取筛上的试样烘干至恒量，称烘干试样的质量，应准确到0.01g，并按本方法第3条3、4款的步骤进行粗筛分析，取筛下的试样悬液，用带橡皮头的研杆研磨，再过0.075mm筛，并将筛上试样烘至恒量，称烘干试样质量，应准确至0.1g，然后按本方法第3条3、4款的步骤进行细筛分析。
3）当粒径小于0.075mm的试样质量大于试样总质量的10%时，应按本标准密度计法或移液管法测定小于0.075mm的颗粒组成。
5结果整理：
1）小于某粒径的试样质量占试样总质量的百分比，按下式计算：
（1.3.1-1）
—小于某粒径的试样质量占试样总质量的百分比（%）；
—小于某粒径的试样质量（g）；
—细筛分析时为所取试样质量；
粗筛分析时为试样总质量（g）；
—粒径小于2mm的试样质量占总质量的百分比（%）。
、
2）以小于某粒径的试样质量占试样总质量的百分比为纵坐标，颗粒粒径为横坐标，在单对数坐标上绘制颗粒大小分布曲线。
3）必要时计算级配指标：
不均与系数和曲率系数。
不均与系数按下式计算：
（1.3.1-2）
—不均匀系数；
—限制粒径，颗粒大小分布曲线上的某粒径，小于该粒径的土含量占总质量
的60%；
—有效粒径，颗粒大小分布曲线上的某粒径，小于该粒径的土含量占总质量的10%。
曲率系数按下式计算：
（1.3.1-3）
—曲率系数；
—颗粒大小分布曲线上的某粒径，小于该粒径的土含量占总质量的30%。
1.3.2密度法
1主要仪器设备：
1）密度计：
甲种密度计或乙种密度计。
2）量筒：
内径约60mm，容积1000mL，高月420mm，刻度0~1000mL，准确至10mL.
3）细筛：
孔径0.075mm。
4）细筛漏斗：
上口直径大于细筛直径，下口直径略小于量筒内径。
5）其他：
搅拌器，煮沸设备，温度计，秒表，锥形瓶等。
2本试验所用试剂，应符合下列规定：
1）4%六偏磷酸钠：
溶解4g六偏磷酸钠（NaNO3）6于100mL水中。
2）5%酸性硝酸银溶液：
溶解5g硝酸银（AgNO3）于100mL的10%硝酸（HNO3）溶液中。
3）5%酸性氯化钡溶液：
溶解5g氯化钡（BaCl2）于100mL的10%盐酸（HCl）溶液中。
3密度计法试验步骤：
1）试验的试样，宜采用风干试样。
当试样中的易溶盐含量大于0.5%时，应洗盐。
易溶盐含量的检验方法可用电导法或目测法（其具体的方法步骤参见GB50123-1999《土工试验方法标准》中7.2.4条第1款）。
2）2城区具有代表性风干试样200~300g，过2mm筛，求出筛上试样占试样总质量的百分比。
取筛下土测定试样风干含水率。
3）试样干质量为30g的风干试样质量按下式计算：
当易溶盐含量小于1%时，
（1.3.2-1）
当易溶盐含量大于、等于1%时，
（1.3.2-2）
W—易溶盐含量（%）。
4）将风于试样或洗盐后在滤纸上的试样，倒入500mL锥形瓶，注入L纯水200m，浸泡过夜，然后置于煮沸设备上煮沸，煮沸时间宜为40min。
5）将冷却后的悬液移入烧杯中，静置1min，通过洗筛漏斗将上部悬液过0.075mm筛，遗留杯底沉淀物用带橡皮头研杵研散，再加适量水搅拌，静置1min，再将上部悬液过0.075mm筛，如此重复清洗直至杯底砂砾洗净，将筛上和杯中砂砾合并洗入蒸发皿中，倾去清水，烘干，称量并按本标准1.3.1第3条第3、4款进行细筛分析，并计算各级颗粒占试样总质量的百分比。
6）将过筛悬液倒入量筒，加入4%六偏磷酸钠10mL，在注入纯水至1000mL。
对加入六偏磷酸钠后仍产生凝聚的试样应选用其他分散剂。
7）将搅拌器放入量筒中，沿悬液深度上下搅拌1min，取出搅拌器，立即开动秒表，将密度计放入悬液中，测计0.5、1、2、5、15、30、60、120和1440min时的密度计读书。
每次读书均应在预定时间前10-20s，将密度计放入悬液中。
且接近读数的深度，保持密度计浮泡处在量筒中心，不得贴近量筒内壁。
8）密度计读数均已弯液面上缘为准。
甲种密度计应准确至0.5，乙种密度计应准确至0.0002。
每次读书后，应取出密度计放入盛有纯水的量筒中，并应测定相应悬液的温度，准确至0.5℃，放入或取出密度计时，应小心轻放，不得扰动悬液。
9）小于某粒径的试样质量占总质量的百分比及试样颗粒粒径的计算参见GB50123-1999《土工试验方法标准》7.2.5及7.2.6。
1.3.3移液管法
1）移液管：
容积25mL；
2）烧杯：
容积50mL；
3）天平：
4）其他。
5）取代表性试样，粘土10~15g；
砂土20g，准确至0.001g，并按1.3.2中1~5款的步骤制备悬液。
6）将装置悬液的量筒置于恒温水槽中，侧记悬液温度，准确至0.5℃，试验过程中悬液温度变化范围为±
0.5℃。
并按GB50123-1999《土工试验方法标准》公式7.2.6计算小于0.5、0.01、0.005、0.002mm和其他粒径下沉一定深度所需的静置时间（或查GB/T50123《土工试验方法标准》中表7.3.3。
7）用搅拌器沿悬液深度上下搅拌1min，取出搅拌器，开动秒表，将移液管的二通阀置于关闭位置、三通阀置于移液管和吸球相同的位置，根据各粒径所需的静置时间，提前10s将移液管放入悬液中，浸入深度为10cm，用吸球吸取悬液。
吸取量应不少于25mL。
8）旋转三通阀，使吸球与放液口相通，将多余的悬液从放液口流出，手机后导入原悬液中。
9）将移液管下口放入烧杯内，旋转三通阀，使吸球和移液管想通，用吸球将悬液挤入烧杯中，从上口导入少量纯水，旋转二通阀，使上下口连通，水则通过移液管将悬液吸入烧杯中。
10）将烧杯内的悬液蒸干，在105~110℃温度下烘至恒量，称烧杯内试样质量，准确至0.001g。
11）小于某粒径的试样质量占试样总质量的百分比，应按下式计算：
（1.3.3）
—悬液总体积（1000mL）；
—吸取悬液的体积（=25mL）；
—修25mL悬液中的试样干质量；
12）绘制颗粒大小分布曲线。
1.4渗透试验
1.4.1一般规定
1）常水头渗透试验适用于粗粒土，变水头渗透试验适用于细粒土。
2）本试验采用的纯水，应在试验前用抽气法或者非法脱气。
试验时的水温宜高于实验室温度3~4℃。
3）本试验以水温20℃为标准温度，标准温度下的渗透系数应按下式计算：
（1.4.1-1）
—标准温度时试样的渗透系数（cm/s）；
—T℃时水的动力粘滞系数（kPa·
s）；
—20℃时水的动力粘滞系数（kPa·
s）。
粘滞系数比查表1.4.1。
4）根据计算的渗透系数，应取3~4个在允许差值范围内的数值平均值，作为试样在该孔隙比下的渗透系数（允许差值不大于2R10-n）。
1.4.2常水头渗透试验
常水头渗透仪装置：
由金属封底圆筒、金属孔板、滤网、测压管和供水瓶组成（图1.4.2）。
金属圆通内径为10cm，高40cm。
当使用其他尺寸的圆筒时，圆通内径应大于试样最大粒径的10倍。
图1.4.1常水头渗透装置
1-金属圆管；
2-金属孔板；
3-测压孔；
4-测压管；
5-溢水孔；
6-渗水孔；
7-调节管；
8-滑动架；
9-供水瓶；
10-供水管；
11-止水夹；
12-量杯；
13-温度计；
14-试样；
15-砾石层
1）按图1.4.1装好仪器，量测滤网至筒顶的高度，将调节管和供水管相连，从渗水孔向圆筒充水至高出滤网顶面。
2）取代表性的风干试样3~4kg，测定其风干含水率。
将风干土样分层装入圆筒内，每层2~3cm，根据要求的孔隙比，控制试样的厚度。
当试样中含粘粒时，应在滤网上铺2cm厚的粗砂作为过滤层，防止细粒流失。
每层试样装完后从渗水孔向圆筒充水至试样顶面，最后一层试样应高出测压管3~4cm，并在试样顶面铺2cm的砾石作为缓冲层。
当水面高出试样顶面时，应继续充水至溢水孔有水溢出。
3）量试样顶面至筒顶高度，计算试样高度，称剩余土样质量，计算试样质量。
4）检查测压管水位，当测压管与溢水孔水位不平时，用吸球调整测压管水位，直至两者水位水平。
5）将调节管提高至溢水孔以上，将供水管放入圆筒内，开止水夹，使水由顶部注入圆筒，降低调节管至试样上不1/3高度处，形成水位差使水渗入试样，经过调解管流出。
调节供水管止水夹，使浸入圆筒的水量多于溢出的水量，溢水孔始终有水溢出，保持圆筒内水位不变，试样处于常水头下渗透。
6）当测压管水位稳定后，测记水位。
并计算各测压管之间的水位差。
按规定时间记录渗出水量，接取渗出水量时，调节关口不得浸入水中，测量进水和出水处的水温，取平均值。
7）降低调节管至试样的中部和下部1/3处，按本条5、6款的步骤重复测定渗出水量和水温，当不同水力坡降下测定的数据接近时，结束试验。
8）常水头渗透系数按下式计算：
（1.4.2）
—水温为T℃时试样的渗透系数（cm/s）；
Q—时间t秒内的渗出水量（cm³
）；
L—两测压管中心间的距离（cm）;
A—试样的断面积（c㎡）；
H—平均水位差（cm）；
t—时间（s）。
1.4.3变水头渗透试验
1）渗透容器：
由环刀、透水石、套环、上盖和下盖组成。
环刀内径61.8mm，高40mm；
透水石的渗透系数应大于10-3cm/s。
2）变水头装置：
由渗透容器、变水头管、供水瓶、进水管等组成（如图1.4.3）。
变水头管的内径应均匀，管径不大于1cm，管外壁应有最小分度为1.0mm的刻度，长度宜为2m左右。
图1.4.3变水头渗透装置
1-变水头管；
2-渗透容器；
3-供水瓶；
4-接水源管；
5-进水管夹；
6-排气管；
7-出水管
1）将装有试样的环刀装入渗透容器，用螺母旋紧，要求密封至不漏水不漏气。
对不易透水的试样，进行抽气饱和；
对饱和试样和教易透水的试样，直接用变水头装置的水头进行试样饱和。
2）将渗透容器的进水口与变水头管连接，利用供水瓶中的纯水向进水管注满水，并渗入渗透容器，开排气阀，排除渗透容器底部的空气，排除渗透容器地步的空气，直至溢出水中无气泡，关排水阀，放平渗透容器，关进水管夹。
3）向变水头管注纯水。
使水升至预定高度，水头高度根据试样结构的疏松程度确定，一般不应大于2m，待水位稳定后切断水源，开进水管夹，使水通过试样，当出水口有水溢出时开始测记变水头管中起始水头高度和起始时间，按预定时间间隔测记水头和时间的变化，并测记出水口的水温。
4）将变水头管中的水位变换高度，待水位稳定再进行测记水头和时间的变化，重复试验5~6次。
当不同开始水头下测定的渗透系数在允许误差范围内时，结束试验。
5）变水头渗透系数按下式进行计算：
（1.4.3）
—变水头管的断面积（cm2）
2.3—ln和log的变换因数；
L——渗透路径，即试样的高度（cm）；
、—分别为测度水头的起始和终止时间（s）；
、—起始和终止水头。
1.5界限含水率试验
本试验的目的是为了测定细粒土的液限、塑限和缩限以便计算塑性指数、划分土类，供设计、施工使用。
以下测定液限、塑限和缩限的试验方法均只适用于粒径小于0.5mm以及有机质含量不大于试样总质量5%的土。
1.5.1液、塑限联合测定法
1试验设备
1）液塑限联合测定仪：
包括带标尺的圆锥仪、电磁铁、显示屏、控制开关。
圆锥质量76g，锥角30°
；
读数显示宜采用光电式、游标式和百分表示。
2）试样杯：
内径为40mm，高度30mm。
3）天平：
称量200g，最小分度值0.1g。
4）其他：
烘箱，干燥缸，铝盒，调土刀，筛（孔径0.5mm），凡士林等。
E
A、显示屏；
B、电磁铁；
C、带标尺的圆锥仪；
D、试样杯；
E、升降座；
F、控制开关
图1.5.1-1液塑限联合测定仪示意图
1）本试验宜采用天然含水率试样。
当土样不均匀时，采用风干试样。
当试样中含有粒径大于0.5mm的土粒和杂物时，应过0.5mm的筛。
2）取代表性土样约250g，将试样放在盛土皿中，然后加纯水，将土样调成均匀膏状，浸润过夜。
3）将制备的试样充分调拌均匀，密实地填入试样杯中，应使空气逸出。
对较干的试样应充分揉搓。
高出试样杯的余土用刮土刀刮平。
4）将试样杯放在联合测定仪的升降座上，在圆锥上抹医保曾凡士林，接通电源，使电磁铁吸住圆锥。
5）调节零点，将屏幕上的标尺调在零位，调整升降座、使圆锥尖接触试样表面，指示灯亮时圆锥在自重作用下沉入试样，经5s后测读圆锥下沉的深度（显示在屏幕上），取出试样杯，挖去锥尖入土处的凡士林，取锥体附近的试样不少于10g，放入称量盒内，测定含水率。
6）将全部试样再加水或吹干并调匀，重复3~5的步骤分别测定第二点、第三点试样的圆锥下沉深度及相应含水率。
液塑限联合测定不应少于3点。
圆锥入土深度宜为3~4mm,7~9mm，15~17mm。
7）以含水率为横坐标，圆锥入土深度为纵坐标在双对数坐标纸上绘制关系曲线（如图1.5.3），三点应在一直线上如图中A线。
当三点不在一条直线上时，通过高含水率的点分别和其余两点连成直线，在下沉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一点连成一条直线（如图中B线）；
当两个含水率的差值大于、等于2%时，应重做试验。
8）在含水率与圆锥下沉深度的关系曲线上查得下沉深度为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，查得下沉深度为2mm所对应的含水率为塑限，取值以百分数表示，准确至0.1%。
图1.5.1-2圆锥下沉深度与含水率的关系曲线
3、塑性指数和液性指数分别按下面两式计算：
Ip=wL-wp1.5.1-1
IL=（w0-wp）/Ip1.5.1-2
Ip——塑性指数；
IL——液限指数，计算至0.01；
wL——液限（%）；
wp——塑限（%）
1.5.2滚搓法
1）毛玻璃板：
尺寸宜为200mm×
300mm。
2）分度值为0.02mm的卡尺或者缝隙3mm的模板或米格纸。
称量200g，分度值0.01g。
烘箱，干燥缸，铝盒，筛（孔径0.5mm）等。
5）天平应按相应的检定规程进行检定。
1）取过0.5mm筛的代表性试样约100g，放在盛土皿中加纯水搅拌均匀，加水量应使试样超过塑限，浸润静置约24h。
2）将制备好的试样放在手中揉捏至不粘手，捏扁试样，如出现裂缝则表示其含水率已接近塑限。
3）取接近塑限含水率的试样一小块，用手捏成椭圆形，然后再放在毛玻璃板上用手掌滚搓，滚搓时手掌的压力要均匀地施加在土条上，不得使土条在毛玻璃板上无力滚动。
土条不得出现空心现象，土条长度不宜大于手掌宽度。
4）当土条直径搓成3mm时产生裂缝，并开始断裂，表示试样达到塑限含水率。
当土条直径搓成3mm时不产生裂缝，表示试样的含水率高于塑限；
若土条直径大于3mm时开始断裂，则表示试样的含水率低于塑限。
以上两种情况均应重新取样进行试样。
5）取直径3mm有裂缝的土条3~5g，放入称量盒内，随即盖紧盒盖，然后测定土条的含水率。
此含水率即为塑限。
6）滚搓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%。
1.5.3碟式仪液限试验
1）碟式液限仪：
由铜碟、支座及底座组成的专业仪器，并有专用的，带量规，具有一定形状和尺寸的开槽器，如图1.5.1。
铜碟为一球面，球半径为54mm，中心深27mm；
支架应有对铜碟起落高度进行微调的装置，摇柄没转动一次，铜碟起落高度应为10mm；
升级会员 