土工試驗(yàn)員培訓(xùn)講義

土工試驗(yàn)員培訓(xùn)講義第一頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期二土按有機(jī)質(zhì)分類分類名稱有機(jī)質(zhì)含量Wu(%)無機(jī)土Wu(%)<5%有機(jī)質(zhì)土5%≦Wu(%)≦10%泥炭質(zhì)土10%<Wu(%)≦60%泥炭Wu(%)>60%第二頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期二試驗(yàn)方法1、土工試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)(GB/T50123-1999)用重鉻酸鉀容量法。它適用批量試驗(yàn)，適用于Wu≦15%的土，結(jié)果偏小約10%。2、對于Wu>15%的土,可按巖土工程勘察規(guī)范(GB50021-2001)的規(guī)定，用灼失量試驗(yàn)確定。結(jié)果偏高，與土中結(jié)合水和揮發(fā)性鹽類的多少有很大關(guān)系。第三頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期二試驗(yàn)方法簡介1、萬分之一天平，及其它配套設(shè)備和試劑。2、有機(jī)質(zhì)計(jì)算Om=c(Fe2+){V’(Fe2+)-V(Fe2+)}*0.003*1.724*(1+0.01w)*100/msc(Fe2+)硫酸亞鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度V’(Fe2+)空白滴定硫酸亞鐵用量V(Fe2+)試樣測定硫酸亞鐵用量W風(fēng)干試樣含水率ms風(fēng)干試樣質(zhì)量3、注意事項(xiàng)：稱量時(shí)植物根剔除第四頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期二第19章水化學(xué)分析1、水分析目的：查清場地水對建筑材料的腐蝕性。2、室內(nèi)分析項(xiàng)目：PH值、Ca2+、Mg2+、Cl-、SO42-、HCO3-、CO32、侵蝕性CO2、游離CO2、NH4+、OH-、總礦化度。2.1、溶解性固體（總礦化度）測定：通稱為“蒸發(fā)殘?jiān)?。采用質(zhì)量法。計(jì)算公式:ρ(DS)=(m1-m2-m3)*106/V2.2PH值測定：采用酸度計(jì)法.2.3游離CO2測定：PH值>8.4,則水中無游離CO2,。用隔絕CO2移液管裝置2.4侵蝕性CO2測定：加大理石粉的水樣用鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定,測定重碳酸根離子濃度;另取一份未加大理石粉的水樣測定重碳酸根離子濃度。用差減法計(jì)算侵蝕性CO2的含量。計(jì)算公式:ρ(侵CO2)=c(HCl)*(V2-V1)*M(CO2)*1000/2V第五頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期二2.5總堿度、碳酸根及重碳酸根離子測定：總堿度主要由碳酸根及重碳酸根等弱酸陰離子所形成?？倝A度用標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)酸來測定。2.6氯離子的測定：用硝酸銀容量法，測定范圍：氯離子的質(zhì)量濃度為10~500mg/L。超過此質(zhì)量濃度的可稀釋后再測。計(jì)算公式如下：c(Cl-)=C(AgNO3)*V1*1000/VC(AgNO3):硝酸銀標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度（mmol/L）;V1滴定消耗硝酸銀標(biāo)準(zhǔn)溶液體積（mL）；V試樣體積（mL）；2.7硫酸根離子的測定：測定方法：EDTA容量法、比濁法、質(zhì)量法。EDTA容量法適宜測定硫酸鹽質(zhì)量濃度為10~200mg/L的水樣；比濁法適宜測定硫酸鹽質(zhì)量濃度為5~40mg/L的水樣；質(zhì)量法適宜測定硫酸鹽質(zhì)量濃度為10~5000mg/L的水樣。第六頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期二2.8Ca2+、Mg2+的測定：采用方法：EDTA二鈉連續(xù)絡(luò)合滴定法和原子吸收分光光度法。2.9鈉、鉀離子的測定鈉、鉀離子的測定一般采用原子吸收分光光度法和火焰光度法。在水質(zhì)簡分析中，要求不高時(shí)，允許使用差減法來計(jì)算鈉鉀離子濃度。第七頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期二3.0氨離子的測定方法：在堿性溶液中氨離子與納氏試劑生成黃色配合物而進(jìn)行比色。第八頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期二第12節(jié)水質(zhì)分析結(jié)果的審核和檢查1、陰陽離子總量之間的關(guān)系理論上各陰離子物質(zhì)的量濃度之和=各陽離子物質(zhì)的量濃度之和陰離子陽離子物質(zhì)的量濃度之差應(yīng)符合規(guī)定。在水質(zhì)簡分析中，要求不高時(shí)，使用差減法來計(jì)算鈉鉀離子濃度時(shí)，產(chǎn)生的偏差存在鈉鉀的濃度中，此時(shí)，陰離子物質(zhì)的量濃度之和應(yīng)≧未包括鈉鉀在內(nèi)的陽離子物質(zhì)的量濃度之和。第九頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期二2、溶解性固體與陰陽離子質(zhì)量濃度總量之間的關(guān)系：溶解性固體與陰陽離子質(zhì)量濃度總量之間的相對誤差應(yīng)符合規(guī)定。（質(zhì)量守恒定律）3、PH值與HCO3-

、CO32-、游離CO2

有關(guān)4、PH值與離子的關(guān)系：4.1PH值<4.4,有強(qiáng)酸酸度;4.2PH值>7.0,無大量重金屬離子存在;4.3PH值<8.3,無CO32-和OH-;4.4PH值>8.3,無游離CO2。第十頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期二5、HCO3-

、侵蝕性CO2

、游離CO25.1游離CO2應(yīng)≧侵蝕性CO2,5.2根據(jù)實(shí)測HCO3-濃度,查游離CO2理論值,當(dāng)實(shí)測CO2值>游離CO2理論值時(shí),水樣應(yīng)具有侵蝕性CO2

。第十一頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期二第五篇巖石試驗(yàn)1、巖石分類：巖漿巖、沉積巖、變質(zhì)巖。不同的巖類有不同的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造。2.1.1、巖石物理試驗(yàn)：含水率、顆粒密度、塊體密度、吸水性、膨脹性和耐崩解性等。2.1.2、巖石力學(xué)試驗(yàn)：單軸抗壓、單軸壓縮變形、直剪、點(diǎn)載荷強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、三軸壓縮強(qiáng)度等。第十二頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期二2.2巖石分類:按強(qiáng)度分類:堅(jiān)硬巖較硬巖較軟巖軟巖極軟巖frk(Mpa)frk>6060≧frk>3030≧frk>1515≧frk>55≧frk第十三頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期二2.3標(biāo)準(zhǔn)試樣2.3.1單軸抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)破壞后的形態(tài)特征1、圓錐形破壞：沒有真正反映其破壞特征，主要是與試驗(yàn)端面之間產(chǎn)生了較大摩擦力及高徑比較小。2、柱狀劈裂破壞：真正反映其破壞特征。2.3.2世界上幾乎所有國家都采用標(biāo)準(zhǔn)試樣:d=4.8~5.4cm且d>最大礦物顆粒d10倍以上;h/d=2.0~2.5。加荷速率:0.5~1.0MPa/s第十四頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期二第21章試驗(yàn)方法第1節(jié)含水率采用烘干法。巖石含水率指巖石中的空隙水和自由水，不包括礦物的結(jié)晶水。每組試樣不宜少于5個(gè)。烘干至相鄰24h兩次稱量之差不超過后1次稱量的0.1%，稱量精確到0.01g。烘干溫度105~110oC。試樣要確保天然狀態(tài)。第十五頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期二第2節(jié)密度試驗(yàn)顆粒密度試驗(yàn)：采用比重瓶法。塊體密度試驗(yàn)：可采用量積發(fā)、水中稱量法或蠟封法。分干密度、飽和密度和濕密度等。第十六頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期二第3節(jié)吸水性試驗(yàn)包括巖石吸水率試驗(yàn)和巖石飽和吸水率試驗(yàn)。巖石吸水率試驗(yàn)采用自由浸水法測定，巖石飽和吸水率試驗(yàn)采用煮沸法和真空抽氣法測定。試樣不少于3塊。第十七頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期二第4節(jié)膨脹性和耐崩解性試驗(yàn)巖石膨脹性試驗(yàn)測定天然狀態(tài)下含易吸水膨脹礦物巖石的膨脹性質(zhì)。分自由膨脹率試驗(yàn)、側(cè)向約束膨脹率試驗(yàn)和膨脹壓力試驗(yàn)。耐崩解性試驗(yàn)主要用于巖石的分類。第十八頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期二第5節(jié)單軸抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)單軸抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)是在無側(cè)限條件下，受軸向力作用破壞時(shí)，單位面積上所承受的荷載。隨含水率增大而降低。同一條件下，試樣不少于3個(gè)。R=P/A，計(jì)算取3位有效數(shù)字。任意高徑比的R按下式換算成高徑比為2：1的標(biāo)準(zhǔn)抗壓強(qiáng)度ReRe=8R/(7+2D/H)第十九頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期二第6節(jié)軟化系數(shù)軟化系數(shù)η=Rcs/RcdRcs飽和狀態(tài)下巖石的單軸抗壓強(qiáng)度（MPa）Rcd干燥狀態(tài)下巖石的單軸抗壓強(qiáng)度（MPa）凝灰?guī)r的干抗壓強(qiáng)度Rcd=61.7~178.5（MPa）凝灰?guī)r的飽和抗壓強(qiáng)度Rcs=32.5~153.7（MPa）凝灰?guī)r的軟化系數(shù)多在0.52~0.86之間.第二十頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期二第7節(jié)單軸壓縮變形試驗(yàn)根據(jù)虎克定律，彈性模量：物體所受正應(yīng)力與相應(yīng)的正應(yīng)變之比即E=σ/ε。泊松比μ=ε橫/ε縱第二十一頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期二第8節(jié)巖石的抗剪強(qiáng)度及壓縮變形試驗(yàn)巖石的剪切強(qiáng)度有3種：抗剪斷強(qiáng)度、抗切強(qiáng)度和弱面抗剪強(qiáng)度（包括摩擦試驗(yàn)）。常采用假三軸試驗(yàn)（σ1>σ2=σ3)三向壓縮試驗(yàn)的破壞類型：巖石試件在低圍壓條件下，其破壞形式為劈裂破壞，這與單軸破壞接近；巖石試件在中等圍壓條件下，其破壞形式為斜面剪切破壞，其剪切破壞角與最大應(yīng)力的夾角通常約為45。+（?/2）；巖石試件在高圍壓條件下，試件不出現(xiàn)宏觀上的破壞斷裂而出現(xiàn)塑性流動(dòng)破壞。土的被動(dòng)土壓力系數(shù)Kp=tan2(45。+（?/2）)土的主動(dòng)土壓力系數(shù)Ka=tan2(45。-（?/2）)第二十二頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期二第9節(jié)點(diǎn)載荷強(qiáng)度試驗(yàn)點(diǎn)載荷強(qiáng)度試驗(yàn)是將試樣置于上下一對球端圓錐之間，施加集中荷載直至破壞，求得巖石點(diǎn)載荷強(qiáng)度和其各向異性指數(shù)。通常單軸抗壓強(qiáng)度是點(diǎn)載荷強(qiáng)度的20~25倍，抗拉強(qiáng)度是點(diǎn)載荷強(qiáng)度的1.5~3倍。由于結(jié)果離散性大，試樣數(shù)量要求較多（一般為15個(gè)試件）。第二