土的界限含水率試驗(yàn)

1、第三章土的界限含水率試驗(yàn)第一節(jié)錐式儀液限試驗(yàn)一、試驗(yàn)?zāi)康臏y(cè)定土的液限，并與塑限試驗(yàn)和含水率試驗(yàn)結(jié)合，用以計(jì)算土的塑性指數(shù) 和液性指數(shù)，作為粘性土的分類以及判別土的狀態(tài)之用。二、基本原理土的液限是粘性土從可塑狀態(tài)轉(zhuǎn)到流動(dòng)狀態(tài)的界限含水率。圓錐液限儀是 根據(jù)一定重量和固定角度的平衡錐沉入土中一定深度時(shí)的含水率恰為液限這一 原理制作的。前蘇聯(lián) A.M.瓦西里耶夫經(jīng)過多次試驗(yàn)認(rèn)為錐體重量為 0.75N,錐 角為30o,錐體沉入深度為10mm時(shí)，土的抗剪強(qiáng)度是8.232kPa,此時(shí)土的含水 率即為液限。三、儀器設(shè)備1、鋁盒、調(diào)土杯及調(diào)土刀；2、錐式液限儀（圖3-1）;3、天平：感量為0.01g;4、篩：

2、孔徑為0.5mm;5、磁缽和橡皮頭研棒；6、烘箱：應(yīng)能控制溫度105110oC 7、干燥器。圖3-1錐式液限儀1-錐身；2-手柄；3-平衡裝置；4-試杯；5-底座四、操作步驟1、制備土樣取天然含水率的土樣約50g,捏碎過篩；若天然土樣己風(fēng)干，則取樣 80g研 碎，并過0.5mm篩；加純水調(diào)成糊狀，蓋上濕布或置保濕器內(nèi)12h以上，使水分均勻分布。2、裝土樣于調(diào)土杯中將備好的土樣再仔細(xì)拌勻一次，然后分層裝入試杯中；用手掌輕拍試杯， 使杯中空氣逸出；待土樣填滿后，用調(diào)土刀抹平土面，使土面與杯緣齊平。3、放錐(1)在平衡錐尖部分涂上一薄層凡士林，以拇指和食指執(zhí)錐柄，使錐尖與試 樣面接觸，并保持錐體垂直

3、，輕輕松開手指，使錐體在其自重作用下沉入土 中；注意放錐時(shí)要平穩(wěn)，避免產(chǎn)生沖擊力。(2)放錐15s后，觀察錐體入土中的深度，以土樣表面與錐接觸處為準(zhǔn)；若 恰為10mm(錐上有刻度標(biāo)志)，則認(rèn)為這時(shí)的含水率就為液限。若錐體入土深度大 于或小于10mm時(shí)，表示試樣含水率大于或小于液限，此時(shí)，應(yīng)挖去沾有凡士 林的土，取出全部試樣放在調(diào)土杯中，使水分蒸發(fā)或加純水重新調(diào)勻，直至錐 體下沉深度恰為10mm時(shí)為止。4、測(cè)液限含水率將所測(cè)得的合格試樣，挖去沾有凡士林的部分，取錐體附近試樣少許(約1520g)放入鋁盒中測(cè)定其含水率，此含水率即為液限。五、成果整理1、計(jì)算土的液限，方法參見第二章含水率的計(jì)算方法。

4、2、本試驗(yàn)須做兩次平行測(cè)定，其平行測(cè)定差值不得大于2%,取兩個(gè)測(cè)值的 平均值。3、填寫試驗(yàn)報(bào)告。六、注意事項(xiàng)1、若調(diào)制的土樣含水率過大，只許在空氣中晾干或用吹風(fēng)機(jī)吹干，也可用 調(diào)土刀攪拌或用手搓捏散發(fā)水量，切不能加干土或用電爐烘烤。2、放錐時(shí)要平穩(wěn)，避免產(chǎn)生沖擊力。3、從調(diào)土杯中取出土樣時(shí)，必須將沾有凡士林的土棄掉，方能重新調(diào)制或 者取樣測(cè)含水率。七、思考題1、為何不能隨意將平衡錐放入土中？2、放錐后土面發(fā)生什么樣的變化？注：測(cè)定粘性土液限的另一種方法是蝶式儀法，美國、加拿大等國廣為采 用。兩種方法測(cè)同一土樣的液限時(shí)，所得結(jié)果是不同的。研究表明，蝶式儀所測(cè)液 限值(wLQ大于錐式儀所測(cè)液限值(

5、wLv),錐入土深度為17mm時(shí)的土的含水量相當(dāng)于蝶式儀所測(cè)土的液限值。兩 者之間關(guān)系一般可表示為wLc=(wLv-0.5)/0.7。蝶式儀測(cè)定粘性土液限法可參閱我國土工試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)程。第二節(jié)滾搓法塑限試驗(yàn)一、試驗(yàn)?zāi)康臏y(cè)定土的塑限，并與液限試驗(yàn)和含水率試驗(yàn)結(jié)合，用來計(jì)算土的塑性指數(shù) 和液性指數(shù)，為粘性土的分類以和估算地基承載力提供依據(jù)。二、基本原理土的塑限是區(qū)分粘性土可塑狀態(tài)與半固體狀態(tài)的界限含水率。塑限的測(cè)定 方法主要根據(jù)土處于塑態(tài)時(shí)可塑成任意形狀也不產(chǎn)生裂紋，處于固態(tài)時(shí)很難搓成 任意形狀，若勉強(qiáng)搓成時(shí)，土面要發(fā)生裂紋或斷折等現(xiàn)象，這兩種物理狀態(tài)特征作為 塑態(tài)和固態(tài)的界限。當(dāng)粘性土搓成直徑為

6、 3mm粗細(xì)的土條表面開始出現(xiàn)裂紋時(shí) 的含水率，即為土的塑限。三、儀器設(shè)備1、鋁盒、調(diào)土刀、調(diào)土杯、滴瓶；2、毛玻璃板：約 300mm< 200mm;3、磁缽及橡皮頭研棒；4、天平：最小分度值0.01g;5、篩：孔徑0.5mm;6、烘箱、干燥器、電熱吹風(fēng)器；7、卡尺：分度值0.02mm。四、操作步驟1、制備土樣按液限試驗(yàn)制備試樣，但加的水分要少，使土團(tuán)不沾手。2、搓條取一小塊試樣在手中揉捏至不沾手，用手指捏成橢球形，置于毛玻璃板 上，用手掌輕輕滾搓，手掌用力要均勻，土條長(zhǎng)度不能超過手掌寬度，土條不 能出現(xiàn)空心現(xiàn)象。當(dāng)土條被搓至直徑為 3mm,且產(chǎn)生裂紋并開始斷裂時(shí)，此時(shí)的 含水率恰為塑限

7、。若土條被搓至 3mm仍未產(chǎn)生裂紋，表示該試樣含水率高于塑 限，應(yīng)將土條重新揉捏，再滾搓。若土條直徑大于3mm就斷裂，表示其含水率低于塑限，應(yīng)棄去，重新取土樣揉捏滾搓，直至達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)為止。取直徑3mm且有裂紋的土條35g,放入鋁盒內(nèi)，隨即蓋上盒蓋，避免水 分蒸發(fā)。3、測(cè)塑限含水率將放在鋁盒中的土條稱重，烘干后再稱干土的質(zhì)量。計(jì)算含水率，準(zhǔn)確至 0.1%。五、成果整理1、計(jì)算土的塑限，方法參見第二章含水率的計(jì)算方法。2、本試驗(yàn)須做兩次平行測(cè)定，并取其算術(shù)平均值，具平行測(cè)定允許誤差值 當(dāng)w<10%時(shí)為1%;當(dāng)w> 40%寸為2%。3、用測(cè)得的液限與塑限值計(jì)算塑性指數(shù)，并按塑性指數(shù)分類定出

8、土名。應(yīng)用測(cè)得的液限、塑限、天然含水率計(jì)算液性指數(shù)，并評(píng)價(jià)土所處的稠度 狀態(tài)。4、填寫試驗(yàn)報(bào)告。六、注意事項(xiàng)1、滾搓土條時(shí)，必須用力均勻，以手掌輕壓，不得作無壓滾動(dòng)；應(yīng)防止土 條產(chǎn)生空心現(xiàn)象，滾搓前土團(tuán)必須經(jīng)過充分的揉捏。2、土條須在數(shù)處同時(shí)產(chǎn)生裂紋始達(dá)塑限；如僅有一條裂紋，可能是用力不 均所致，產(chǎn)生的裂紋必須呈螺紋狀。七、思考題1、為什么搓條規(guī)定為3mm粗細(xì)？為什么滾搓到規(guī)定狀態(tài)即認(rèn)為達(dá)到塑 限？ 2、如土樣含水率大于塑限而需吹風(fēng)時(shí)，為什么不能向試樣中加土以減小含 水率？第三節(jié)液塑限聯(lián)合測(cè)定試驗(yàn)一、試驗(yàn)?zāi)康臏y(cè)定粘性土的液限和塑限，并由此計(jì)算塑性指數(shù)和液性指數(shù)，進(jìn)行粘性土 的定名及判斷粘性土的

9、軟弱程度。二、基本原理液、塑限聯(lián)合測(cè)定法是根據(jù)圓錐儀的圓錐入土深度與其相應(yīng)的含水率在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)上具有線性關(guān)系的特性來進(jìn)行的。利用圓錐質(zhì)量為76g的液塑限聯(lián)合測(cè)定儀測(cè)得土在不同含水率時(shí)的圓錐入土深度，并繪制其關(guān)系直線圖，在圖上查得 圓錐下沉深度為10mm（或17mm）所對(duì)應(yīng)的含水率即為液限，查得圓錐下沉深度為 2mm所對(duì)應(yīng)的含水率即為塑限。聯(lián)合液塑限儀法的優(yōu)點(diǎn)是可以減少人為誤差，免去搓條的環(huán)節(jié)。缺點(diǎn)是要 測(cè)定三個(gè)不同的含水率，還要畫圖求液限和塑限，時(shí)間并不節(jié)省。此法為我國 獨(dú)創(chuàng)。本試驗(yàn)適用于粒徑小于0.5mm,以及有機(jī)質(zhì)含量不大于試樣總質(zhì)量 5%的 土。二、儀器設(shè)備1、聯(lián)合液塑限測(cè)定儀（圖3-2

10、）;錐質(zhì)量為76g,錐角為30o,讀數(shù)顯示形式為光電式；2、其他設(shè)備與測(cè)液限同。三、操作步驟1、制備土樣：按液限試驗(yàn)制備土樣的要求，取代表性土樣約200g,分別放在三個(gè)調(diào)土皿中，加純水調(diào)制成三種不同含水率的土膏，并蓋上濕布，靜置12h以上。三種不同含水率分別控制圓錐入土深度大致在 34mm、79mm、1517mm。2、裝土進(jìn)杯：將任一含水率的調(diào)土皿中的土膏用調(diào)土刀充分?jǐn)嚢杈鶆蚝?，填入調(diào)土杯中，填滿后刮平表面；將杯放在聯(lián)合測(cè)定儀的升降杯座上。3、放錐入土：在圓錐上抹一薄層凡士林，接通電源,使電磁鐵吸住圓錐；調(diào) 整升降座，使圓錐尖接觸試樣面。調(diào)節(jié)讀數(shù)零點(diǎn)，關(guān)斷電源，使圓錐失磁而自重下沉 土中。約5

11、s后,測(cè)讀圓錐入土深度。旋轉(zhuǎn)土杯，改變錐尖與土體接觸位置，重復(fù) 兩次。要盡量使三個(gè)點(diǎn)相隔最遠(yuǎn)，得到 h1, h2, h3,相互誤差不得超過0.5mm。4、測(cè)含水率：取下調(diào)土杯，取錐體附近的試樣不少于10g,放入稱量鋁合 內(nèi)，測(cè)定含水率。重復(fù)以上步驟，再測(cè)定另兩試樣的圓錐入土深度及含水率。5、填寫試驗(yàn)報(bào)告。四、成果整理1、計(jì)算三次試驗(yàn)試樣的含水率 w及相應(yīng)的圓錐平均入土深度ho2、繪制曲線：以含水率 w為橫坐標(biāo)，以圓錐入土深度h為縱坐標(biāo)，在雙對(duì)數(shù) 坐標(biāo)紙上繪制w-h關(guān)系曲線,三點(diǎn)應(yīng)在一直線上。當(dāng)三點(diǎn)不在一直線上時(shí)，將高含 水率的點(diǎn)與其余兩點(diǎn)連成直線，并在入土深度為2mm處查得相應(yīng)兩個(gè)含水率。 當(dāng)兩個(gè)含水率差值小于2%時(shí)，應(yīng)以該兩點(diǎn)含水率的平均值與高含水率的點(diǎn)連成 一直線，作為關(guān)系圖3-3錐入深度與含水率關(guān)系圖A線一三點(diǎn)在同一直線上B線一三點(diǎn)不在同一直線上圖32聯(lián)合液塑限測(cè)定儀直線（圖3-3）,否則應(yīng) 重做試驗(yàn)。3、確定液、塑限：在 w-h關(guān)系圖上查得入土深度為10mm所對(duì)應(yīng)的含水率 為10mm液限（即習(xí)慣的錐式儀液限），查得深度為2mm所對(duì)應(yīng)的含水率為塑 限,取