土工試驗(yàn)員培訓(xùn)

1、土工試驗(yàn)的現(xiàn)狀與發(fā)展我國系統(tǒng)地開展土工試驗(yàn)技術(shù)工作起源于建國初期，經(jīng)過半個世紀(jì)的努力，我國的土工試驗(yàn)技術(shù)達(dá)到了一個新的水平；但在工程勘察單位的生產(chǎn)性試驗(yàn)方面，無論設(shè)備條件或技術(shù)水平以及人員配備，都存在較大的差距?，F(xiàn)狀：1土工試驗(yàn)室是勘察單位的一個部門，與市場沒有直接的溝通渠道；缺乏技術(shù)發(fā)展的市場推動力；留不住人才；2業(yè)務(wù)范圍窄，單一的室內(nèi)常規(guī)土工試驗(yàn)與水質(zhì)分析；一般不從事非常規(guī)的、研究開發(fā)型的試驗(yàn)；一般不從事現(xiàn)場試驗(yàn)與原位測試；3儀器設(shè)備：大多數(shù)試驗(yàn)室仍沿用上世紀(jì)六、七十年代的土工儀器；80年代初期，先進(jìn)的數(shù)據(jù)采集和處理系統(tǒng)開始研發(fā)，到了80年代的后期，數(shù)據(jù)采集和處理系統(tǒng)自動化得到了較大的發(fā)展

2、與普及。進(jìn)入二十一世紀(jì)后，全自動氣壓固結(jié)儀在全國占了一定的市場，試驗(yàn)精度更高了，勞動強(qiáng)度降低了，工作效率提升了；4人員問題：缺乏熟練的試驗(yàn)人員；留不住高學(xué)歷的人才；試驗(yàn)人員的培訓(xùn)機(jī)制不健全；技術(shù)水平與人員素質(zhì)不能適應(yīng)工程的需求；發(fā)展對策：1對人員進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)，提高試驗(yàn)技術(shù)水平；2在經(jīng)濟(jì)條件改善的基礎(chǔ)上添置新的設(shè)備；3逐步擴(kuò)展業(yè)務(wù)范圍，爭取更大的市場份額占有率；4做好試驗(yàn)室的計(jì)量認(rèn)證工作，為社會出具更加準(zhǔn)確、可靠、公正、可信的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。土工試驗(yàn)的作用 1 土工試驗(yàn)在巖土工程中的地位和作用土工試驗(yàn)在巖土工程中的地位和作用 隨著中國現(xiàn)代化建設(shè)事業(yè)的飛速發(fā)展，對巖土工程測試技術(shù)提出新的、更高的要求。如

3、重型廠房、高層、超高層建筑、大型水電樞紐、鐵路、公路橋梁與隧道以及民用建筑物的興建是否經(jīng)濟(jì)、合理，大部分取決于巖土的工程 性質(zhì)。要很好地解決一個巖土工程問題，必須首先進(jìn)行勘察和測試、試驗(yàn)與分析，并利用土力學(xué)、工程 地質(zhì)學(xué)等的理論與方法，對各類土建工程進(jìn)行系統(tǒng)性研究。因此，土工試驗(yàn)是巖土工程規(guī)劃設(shè)計(jì)的前期工作，也是地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)工作中不可缺少的中心環(huán)節(jié)。 2 土工試驗(yàn)規(guī)劃土工試驗(yàn)規(guī)劃： 針對任務(wù)明確試驗(yàn)?zāi)康模?采取代表性試樣； 試驗(yàn)方法選擇； 試樣組數(shù)應(yīng)滿足規(guī)定要求； 3 土工試驗(yàn)項(xiàng)目土工試驗(yàn)項(xiàng)目 土的物理性試驗(yàn)：包括含水量、密度、土粒相對密度、界限含水量、 顆粒分析等 砂土相對密實(shí)度試驗(yàn)：包括

4、砂的最大和最小孔隙比試驗(yàn)。 土的變形試驗(yàn)：包括固結(jié)、壓縮、濕陷和膨脹試驗(yàn)等。 土的強(qiáng)度試驗(yàn)：包括直接剪切、三軸壓縮、無側(cè)限抗壓強(qiáng)度等 土的動力試驗(yàn)：包括動三軸、動單剪、共振柱等試驗(yàn) 土的流變試驗(yàn)：主要研究土的流變特性和規(guī)律，預(yù)估它們的蠕變時間； 土的礦化試驗(yàn)：包括有機(jī)質(zhì)、易溶鹽等試驗(yàn)以及水、土腐蝕性分析； 凍土試驗(yàn)和巖石試驗(yàn)試驗(yàn)樣品物理試驗(yàn)項(xiàng)目 力學(xué)試驗(yàn)項(xiàng)目其它試驗(yàn)項(xiàng)目含水量、濕密度、液塑限、顆 粒分析、相對密實(shí)度、天然坡角壓縮系數(shù)、壓縮模量、抗剪強(qiáng)度、濕陷系數(shù)、先期固結(jié)壓力等擊實(shí)試驗(yàn)、無側(cè)限抗壓強(qiáng)度、自由膨脹率、滲透系數(shù)等4土樣的要求和管理土樣的要求和管理4.1 土樣采取的數(shù)量土樣采取的數(shù)量

5、 應(yīng)滿足要求進(jìn)行的試驗(yàn)項(xiàng)目和試驗(yàn)方法的需要；詳見附表4.2 土樣的驗(yàn)收與管理土樣的驗(yàn)收與管理（1）土樣到達(dá)試驗(yàn)室時，必須附送樣單及試驗(yàn)委托書。送樣單內(nèi)容包括：工程名稱、鉆孔編號、取土深度、取土日期、水位埋深以及土樣描述等；試驗(yàn)委托書包括：工程名稱、試驗(yàn)項(xiàng)目、試驗(yàn)方法及提交成果時間要求等；（2）試驗(yàn)室接收土樣時，應(yīng)按委托書進(jìn)行驗(yàn)收。驗(yàn)收內(nèi)容包括：土樣數(shù)量、編號是否相符，所送土樣是否滿足試驗(yàn)項(xiàng)目和試驗(yàn)方法的要求，并進(jìn)行登記；登記內(nèi)容有：工程名稱、委托單位、送樣日期、試驗(yàn)項(xiàng)目以及需要提交報(bào)告的時間等。（3）土樣驗(yàn)收登記后，試驗(yàn)室應(yīng)及時組織試驗(yàn)工作，土樣從取樣之日到試驗(yàn)之時不得超過3周；（4）試驗(yàn)結(jié)束

6、后，余土應(yīng)做好貯存工作，保持工程名稱及室內(nèi)土樣編號，以備審核成果時使用，保管期限不少于3月；（5）處理余土?xí)r應(yīng)做好環(huán)保工作；土試樣質(zhì)量等級級別擾動程度 試驗(yàn)內(nèi)容不擾動土類定名、含水量、密度、強(qiáng)度、固結(jié)試驗(yàn)輕微擾動土類定名、含水量、密度顯著擾動土類定名、含水量完全擾動土類定名5 試驗(yàn)方法與儀器設(shè)備試驗(yàn)方法與儀器設(shè)備5.1試驗(yàn)方法與主要儀器試驗(yàn)方法與主要儀器含水量試驗(yàn)：烘干法-恒溫烘箱、電子天平等；土粒相對密度試驗(yàn)：比重瓶法-比重瓶、恒溫水槽、砂浴、天平等；密度試驗(yàn)：環(huán)刀法-環(huán)刀、電子天平等界限含水量試驗(yàn)：液、塑限聯(lián)合測定法-液塑限聯(lián)合測定儀；粘粒含量試驗(yàn)：密度計(jì)法-甲種密度計(jì)；砂的相對密實(shí)度試驗(yàn)

7、：量筒法與振動錘擊法-長頸漏斗，量筒，振動叉，擊錘等；擊實(shí)試驗(yàn)：輕型擊實(shí)與重型擊實(shí)-標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)儀；黃土濕陷性試驗(yàn)：雙線法-固結(jié)儀；固結(jié)試驗(yàn)：固結(jié)儀、數(shù)據(jù)采集儀等；三軸壓縮試驗(yàn)：不固結(jié)不排水，固結(jié)不排水，固結(jié)排水-三軸儀；直接剪切試驗(yàn)：快剪，固結(jié)快剪，慢剪-應(yīng)變控制式直剪儀；無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)：無側(cè)限壓縮儀；自由膨脹率試驗(yàn)：量土杯，攪拌器，無頸漏斗等；滲透試驗(yàn)：變水頭滲透裝置；5 試驗(yàn)方法與儀器設(shè)備試驗(yàn)方法與儀器設(shè)備5.2室內(nèi)土工儀器和要求室內(nèi)土工儀器和要求（1） 國家標(biāo)準(zhǔn)：所有試驗(yàn)儀器設(shè)備都應(yīng)滿足土工儀器的基本參數(shù)及通用技術(shù)條件 GB/T15406；（2）土工儀器的校準(zhǔn)：a 所有土工儀器在使用前

8、應(yīng)按有關(guān)校驗(yàn)規(guī)程進(jìn)行校準(zhǔn)；b 儀器中配備有計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器具時，應(yīng)按規(guī)定的校驗(yàn)周期送交有計(jì)量檢定能力的單位檢定；(3)不合格儀器及處理方法：a 不合格儀器：已明顯損壞、工作不正常、過載或誤動作以及超過規(guī)定的間隔時間等；b 處理方法：凡不合格儀器應(yīng)停止使用，并做出明顯標(biāo)記；能進(jìn)行調(diào)整或修理的，經(jīng)仔細(xì)檢查檢定或校準(zhǔn)后可重新用；對不能調(diào)整或修復(fù)的儀器應(yīng)及時報(bào)廢；（4） 儀器設(shè)備的管理 建立儀器設(shè)備臺帳，內(nèi)容包括：儀器名稱、制造廠家、購置日期、保管人等； 編制儀器設(shè)備檢定周期表，內(nèi)容包括：儀器設(shè)備名稱、編號、檢定周期、檢定單位、最近送檢 日期、送檢人等； 所有儀器設(shè)備應(yīng)有統(tǒng)一格式的標(biāo)志： a:標(biāo)志分“合格”

9、“準(zhǔn)用”“停用”三種，分別以綠、黃、紅三種顏色表示； b:標(biāo)志內(nèi)容：儀器編號、檢定結(jié)論、檢定日期、檢定單位；（5） 儀器說明書應(yīng)妥善保存；（6） 建立儀器檔案 其內(nèi)容有：使用記錄、故障及維修情況記錄。6計(jì)量認(rèn)證與試驗(yàn)室管理計(jì)量認(rèn)證與試驗(yàn)室管理6.1計(jì)量認(rèn)證計(jì)量認(rèn)證 計(jì)量是為實(shí)現(xiàn)單位統(tǒng)一、量值準(zhǔn)確可靠而進(jìn)行的科技、法制和管理活動。準(zhǔn)確性、一致性、溯源發(fā)表主法制性是計(jì)量工作的重要特點(diǎn)。所謂“量值溯源”是指自下而上通過不間斷的校準(zhǔn)而構(gòu)成溯源體系；而“量值傳遞”則是自上而下通過逐級檢定而構(gòu)成檢定系統(tǒng)。計(jì)量認(rèn)證是我國通過計(jì)量立法，對凡是為社會出具 公證數(shù)據(jù)的檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)進(jìn)行強(qiáng)制考核的一種手段，也可以說計(jì)量認(rèn)

10、證是具有中國特點(diǎn)的政府對實(shí)驗(yàn)室的強(qiáng)制認(rèn)可。 校準(zhǔn)和檢定： 在規(guī)定條件下，為確定測量儀器或測量系統(tǒng)所指示的量值，與對應(yīng)的由標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)所復(fù)現(xiàn)的量值之間關(guān)系的一組操作，稱為校準(zhǔn)；（1） 校準(zhǔn)的含義： 1在規(guī)定的條件下，用一個可參考的標(biāo)準(zhǔn)，對包括參考物質(zhì)在內(nèi)的測量器具的特性賦值，并確定其示值誤差； 2將測量器具所指示或代表的量值，按照校準(zhǔn)鏈將其溯源到標(biāo)準(zhǔn)所復(fù)現(xiàn)的量值；計(jì)量認(rèn)證與試驗(yàn)室管理（2）校準(zhǔn)的目的： 1確定示值誤差，并可確定是否在預(yù)期的允許范圍內(nèi)； 2得出標(biāo)準(zhǔn)值偏差的報(bào)告值，可高速測量器具或?qū)κ局导右孕拚?3給任何標(biāo)尺標(biāo)記賦值或確定其它特性，或給參考物質(zhì)特性賦值； 4實(shí)現(xiàn)溯源性；（3）檢定：是查

11、明確認(rèn)計(jì)量器具是否符合法定要求的程序，它包括檢查、加標(biāo)記和出具檢定證書。檢定具有法制性由下計(jì)量檢定機(jī)構(gòu)執(zhí)行。（4）校準(zhǔn)與檢定的主要區(qū)別： 1校準(zhǔn)不具法制性，是企業(yè)自愿行為；檢定具有法制性，屬計(jì)量管理范疇的執(zhí)法行為。 2校準(zhǔn)主要確定測量器具的示值誤差；檢定是對測量器具的計(jì)量特性及技術(shù)要求的全面評定。 3校準(zhǔn)的依據(jù)是校準(zhǔn)規(guī)范、校準(zhǔn)方法，可統(tǒng)一規(guī)定也可自行制定；檢定的依據(jù)檢定規(guī)程。 4校準(zhǔn)不判斷測量器具合格與否；檢定要對所檢的測量器具作出合格與否的結(jié)論。 5校準(zhǔn)結(jié)果通常是發(fā)校準(zhǔn)證書或校準(zhǔn)報(bào)告；檢定結(jié)果合格的發(fā)檢定證書，不合格的發(fā)不合格通知書。計(jì)量認(rèn)證與試驗(yàn)室管理 6.2試驗(yàn)室的管理試驗(yàn)室的管理試驗(yàn)室

12、的管理是通過質(zhì)量管理體系的建立和運(yùn)行來實(shí)現(xiàn)的。質(zhì)量管理體系文件包括：質(zhì)量管理手冊、程序文件以及質(zhì)量體系運(yùn)行中產(chǎn)生的各種質(zhì)量文件。質(zhì)量管理手冊：是試驗(yàn)室從事各項(xiàng)質(zhì)量活動的唯一法規(guī)性文件，是質(zhì)量體系在試驗(yàn)室運(yùn)行的依據(jù)。質(zhì)量管理手冊包括以下內(nèi)容： 1 組織與管理 2質(zhì)量體系的建立 3人員 4試驗(yàn)室設(shè)施和環(huán)境 5儀器設(shè)備的管理 6量值溯源和校準(zhǔn) 7試驗(yàn)方法的選用 8試驗(yàn)樣品的管理 9試驗(yàn)記錄管理10試驗(yàn)報(bào)告11外部支持服務(wù)和供應(yīng)12試驗(yàn)的分包13抱怨的處理計(jì)量認(rèn)證與試驗(yàn)室管理 程序文件應(yīng)包括下列內(nèi)容：1質(zhì)量體系文件的控制和維護(hù)程序；2質(zhì)量體系管理評審程序 ；3質(zhì)量體系審核程序；4保護(hù)委托方的機(jī)密信息和

13、所有權(quán)程序；5開展新試驗(yàn)項(xiàng)目管理程序；6允許偏離和糾正程序；7控制偏離的管理程序；8試驗(yàn)工作管理程序；9量值溯源程序；10儀器設(shè)備控制與管理程序；11儀器設(shè)備購置、驗(yàn)收及流轉(zhuǎn)程序；12培訓(xùn)與考核程序；13試驗(yàn)環(huán)境的建立、維護(hù)和管理程序；14現(xiàn)場試驗(yàn)管理程序、15試驗(yàn)方法管理程序；16復(fù)驗(yàn)程序；17抽樣程序；18保護(hù)數(shù)據(jù)完整和安全性管理程序；19計(jì)算機(jī)軟件管理程序；20消耗材料的采購、驗(yàn)收和貯存程序；21樣品管理程序；22記錄管理程序；23檔案管理程序；24試驗(yàn)報(bào)告的編制和管理程序；25試驗(yàn)工作的分包管理程序；26外部支持服務(wù)和供應(yīng)管理程序；27抱怨處理程序；試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理與分析土工試驗(yàn)數(shù)據(jù)試驗(yàn)數(shù)

14、據(jù)誤差有效數(shù)據(jù)與計(jì)算法則土工試驗(yàn)中常用單位換算質(zhì)量：g, kg長度：m,1m=100cm體積：m3面積：cm2時間：s力 ：kN壓力：kpa溫度：t土工試驗(yàn)中常用單位換算 量 公制準(zhǔn)確換算近似換算重度2.0t/m319.6kN/m320kN/m3模量100kg/m29.81Mpa10Mpa壓縮系數(shù)0.05cm2/kg0.49Mpa-10.50Mpa-1承載力10t/m298.1kpa100kpa試驗(yàn)數(shù)據(jù)誤差 觀測值與真值之差即為誤差； 真值：它是通過完善的或完美無缺的測量，才能獲得的值。 測量結(jié)果是由測量所得到的賦于被測量的值，是客觀存在的量的實(shí)際表現(xiàn)，不知道的，需要測定的值； 誤差一般分為三

15、類： 1 系統(tǒng)誤差 2 偶然誤差 3 過失誤差試驗(yàn)數(shù)據(jù)誤差 系統(tǒng)誤差儀器不良，如刻度不準(zhǔn)、砝碼未校正 ；試驗(yàn)環(huán)境的變化，如溫度、壓力、濕度的變化；操作人員的習(xí)慣，如從側(cè)面讀數(shù)；可以用校正儀器、控制環(huán)境和改正不良習(xí)慣來消除系統(tǒng)誤差。 偶然誤差已消除系統(tǒng)誤差，但所測的數(shù)據(jù)仍在末一位或末二位數(shù)字上有差別，稱為偶然誤差；偶然誤差時大時小，時正時負(fù)，方向不一定；偶然誤差產(chǎn)生的原因不清楚，也無法控制；用同一精度的儀器，在同一條件下，對同一物理量作多次測量，若測量的次數(shù)足夠多，則可發(fā)現(xiàn)偶然誤差完全服從統(tǒng)計(jì)規(guī)律，偶然誤差的算術(shù)平均值將逐漸接近于零。 人為（過失）誤差完全人為因素造成，如粗枝大葉、過度疲勞或操作

16、不正確；消除過失誤差的方法是提高工作人員的責(zé)任感，健全工作制度，加強(qiáng)對數(shù)據(jù)的審核；有效數(shù)據(jù)與計(jì)算法則一、有效數(shù)據(jù)的概念 對于任何數(shù)，包括無限不循環(huán)小數(shù)和循環(huán)小數(shù)，截取一定位數(shù)后所得的值即是近似數(shù)，根據(jù)誤差公理，測量總是存在誤差，測量結(jié)果只能是一個接近于真值的估計(jì)值，其數(shù)字也是近似值。 近似數(shù)有效數(shù)字的概念就是：當(dāng)該按近似數(shù)從左邊的第一個非零數(shù)字?jǐn)?shù)字算起，直到最末一位數(shù)字為止的所有數(shù)字都是有效數(shù)字；測量結(jié)果的數(shù)字，其有效位數(shù)代表結(jié)果的不確定度。有效位數(shù)的不同，它們的測量不確定度也不同，有效位數(shù)越多，其不確定度越小；二、計(jì)算法則：1 記錄測量數(shù)據(jù)時，只保留一位可疑數(shù)字；2 當(dāng)有效數(shù)字位數(shù)確定后，其

17、余數(shù)字應(yīng)一律舍去。舍去辦法：凡末位有效數(shù)字后的第一位數(shù)字大于5，在前一位增加1 ，小于5則舍去，等于5 時，如前一位為奇數(shù)，則增加1 ，如前一位為偶數(shù)則舍去不計(jì)。（奇進(jìn)偶不進(jìn)） 3 不能連續(xù)修約（12.51-15.25-12.2），因?yàn)槎啻芜B續(xù)修約會產(chǎn)生累計(jì)不確定度。土的基本特性及其指標(biāo) 1 物理性指標(biāo)： 天然密度、含水量、土粒比重、孔隙比、液性指數(shù)、塑性指數(shù)、液限、塑限、曲率系數(shù)、不均勻系數(shù)、相對密度、飽和度、粘粒含量；2 力學(xué)性指標(biāo)： 2. 1 變形指標(biāo)： 壓縮系數(shù)、壓縮模量、滲透系數(shù)、先期固結(jié)壓力、壓縮指數(shù)、回彈指數(shù)、回彈模量、濕陷系數(shù)、自重濕陷系數(shù)、濕陷起始壓力、自由膨脹率、收縮系數(shù)；

18、 2. 2 強(qiáng)度指標(biāo)；內(nèi)摩擦角、粘聚力、無側(cè)限抗壓強(qiáng)度、靈敏度3滲透性指標(biāo)：滲透系數(shù)、固結(jié)系數(shù)；4壓實(shí)性指標(biāo)：最優(yōu)含水量、最大干密度；5化學(xué)性指標(biāo)： 腐蝕性分析 1.1土的三相特征土的三相特征土是由固體顆粒、空氣和水組成的三相體系，基本概念有： 含 水 量：土中水的質(zhì)量與土顆粒質(zhì)量比； 土顆粒密度：土粒質(zhì)量與同體積的4時水的質(zhì)量之比； 質(zhì) 量 密 度：土的總質(zhì)量與其體積之比即單位體積的質(zhì)量 干 密 度: 土粒質(zhì)量與土的總體積之比； 重 度：土所受的重力與土的總體積之比； 孔 隙 比：土中孔隙體積與土粒體積之比； 孔 隙 率：土中孔隙體積與土的總體積之比； 飽 和 度：土中水的體積與土中孔隙體積

19、之比；前三項(xiàng)指標(biāo)是試驗(yàn)室直接測定的。其余各指標(biāo)間的換算公式如下： 干密度： d=/(1+0.01w) 孔隙比： e= ( ds(1+0.01w)/ )-1 飽和度： Sr= w ds/e 孔隙率：=(e/(1+e)100 重 度：=g 飽和密度：sr= (ds+0.85e)w/(1+e)1土的物理性指標(biāo)1土的物理性指標(biāo)1.2 土的可塑性指標(biāo)土的可塑性指標(biāo)土從一種狀態(tài)轉(zhuǎn)入到另一種狀態(tài)時的含水量稱為界限含水量，流動狀態(tài)與可塑狀態(tài)之間的分界含水量定義為液限WL；從可塑狀態(tài)轉(zhuǎn)入到半固體狀態(tài)的分界含水量稱為塑限WP；液限與塑限是試驗(yàn)室直接測定的，由此可計(jì)算求得其它指標(biāo)如下；塑性指數(shù)IP：土呈可塑狀態(tài)時含

20、水量變化的范圍，代表土的可塑程度；IP=WL-WP液性指數(shù)IL：土抵抗外力的量度，其值越大，抵抗外力的能力越?。?IL= (W- WP)/( WL- WP)含水比u：土的天然含水量與液限含水量之比；u= W/WL活動度A：土的含水量變化時，土的體積相應(yīng)變化的程度，其值越大，變化程度越大；A=IP/P0.002根據(jù)塑性指數(shù)的大小可將粘性土分類如下： 3 0.075mm的粒徑含量不超過50%） 10 17 粘土當(dāng)天然含水量大于液限，天然孔隙比大于1.0的粉質(zhì)粘土或天然孔隙比大于1.3的粘土稱為淤泥質(zhì)土。1土的物理性指標(biāo) 1.3顆粒組成及砂土的密度指標(biāo)顆粒組成及砂土的密度指標(biāo)在自然界所存在的土，都是

21、由大小不同的土粒（礦物、巖石）組成，土粒的粒徑由粗到細(xì)逐漸變化時，土的性質(zhì)相應(yīng)地出發(fā)生變化。土的固體顆粒（土粒）大小通常是以直徑尺寸表示，簡稱“粒徑”，單位為毫米；劃分粒徑的分界尺寸稱為界限粒徑，主要有200，20，5，0.5，0.075mm，（1） 直接測定的指標(biāo)有；顆粒組成；土顆粒按粒徑大小分組所占的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)；最大干密度；土在最緊密狀態(tài)時的干密度；最小干密度；土在最松散狀態(tài)時的干密度；（2） 計(jì)算求得的指標(biāo)有；界限粒徑；小于該粒徑的顆粒占總質(zhì)量的60%；平均粒徑：小于該粒徑的顆粒占總質(zhì)量的50%；中間粒徑：小于該粒徑的顆粒占總質(zhì)量的30%；有效粒徑；小于該粒徑的顆粒占總質(zhì)量的10%；不均

22、勻系數(shù)：界限粒徑與有效粒徑之比，土的不均勻系數(shù)越大，表明土的粒度組成愈分散；Cu=d60/d10曲率系數(shù)：表示某種中間粒徑的粒組是否缺失的情況；Cs=d302/(d60d10)1土的物理性指標(biāo)（3）指標(biāo)應(yīng)用：Cu值越小，表明土的粒徑分布均勻，曲線較陡，級配不良；反之，Cu值越大，表明土的粒徑分布不均，曲線平緩，級配良好，容易壓實(shí)。 工程中分類：Cu5為級配良好的非均粒土; 1Cs3 的土稱為級配不良的土。砂土的相對密度；砂土最疏松狀態(tài)的孔隙比和天然狀態(tài)的孔隙比之差，與砂土最疏松狀態(tài)的孔隙比和最緊密狀態(tài)的孔隙比之差的比值。即Dr=(emax-e)/(emax-emin)天然狀態(tài)下的孔隙比介于最大

23、與最小孔隙比之間，所以，Dr值變化在0-1之間，通常把作為砂土的結(jié)構(gòu)指標(biāo)，分為以下三種狀態(tài)；0 Dr 0.33 疏松0.33 Dr 0.67 中密0.67 Dr 1 密實(shí)1土的物理性指標(biāo)1.4土的分類土的分類（1）碎石土粒徑大于200的顆粒含量超過全重的50%的土稱為碎石土；根據(jù)粒組含量及顆粒的形成分為漂石、塊石、卵石、碎石、圓礫和角礫。土的名稱 顆粒形狀 顆粒級配 漂石 圓形及亞圓形為主 粒徑大于200mm的顆粒含量超過全重的50% 塊石 棱角形為主 卵石 圓形及亞圓形為主 粒徑大于20mm的顆粒含量超過全重的50% 碎石 棱角形為主 圓礫 圓形及亞圓形為主 粒徑大于2mm的顆粒含量超過全重

24、的50% 角礫 棱角形為主（2）砂土粒徑大于2的顆粒含量不超過全重的50%，粒徑大于0075的顆粒超過全重的50%的土稱為砂類土；根據(jù)粒組含量可分為礫砂、粗砂、中砂、細(xì)砂和粉砂。土的名稱 粒組含量 礫砂 粒徑大于2 mm的顆粒占全重的25-50% 粗砂 粒徑大于0.5mm的顆粒超過全重的50% 中砂 粒徑大于0.25mm的顆粒超過全重的50% 細(xì)砂 粒徑大于0.075mm的顆粒超過全重的85% 粉砂 粒徑大于0.075 mm的顆粒超過全重的50%1土的物理性指標(biāo)（3）粉土粒徑大于0.075的顆粒不超過全重50%，且塑性指數(shù)小于等于10的土定名為粉土。粉土的密實(shí)度和濕度分別根據(jù)孔隙比、含水量分為

25、以下三種： e 0.75 密實(shí) w 0.9 稍密 w 30 很濕 （4）粘性土當(dāng)塑性指數(shù)大于10，且小于17時，定名為粉質(zhì)粘土，當(dāng)塑性指數(shù)大于17時，應(yīng)定名為粘土。根據(jù)液性指數(shù)可以將粘性土的狀態(tài)分為以下幾類： IL0 堅(jiān)硬 0 IL0.25 硬塑0.25 IL0.75 可塑（0.25-0.5硬可塑，0.5-0.75軟可塑）0.751.0 流塑（5）填土填土系指由人類活動而堆填的土。根據(jù)其物質(zhì)組成和堆填方式，可分為以下三類： a 素填土：由天然土經(jīng)人工擾動和搬運(yùn)堆填而成，不含雜質(zhì)或雜質(zhì)很少，由碎石、砂、粉土和粘 性土等一種或幾種材料組成，不含雜質(zhì)或雜質(zhì)很少； b 雜填土：含有大量建筑垃圾、工業(yè)廢

26、料或生活垃圾等雜物；按其組成物質(zhì)成分和特征分為：建筑垃圾土、工業(yè)廢料土、生活垃圾土等。 c 沖填土：由水力沖填泥砂組成的；1土的物理性指標(biāo)填土按堆積時間可分為三類：a 古填土：堆填時間在50年以上的；b 老填土：堆填時間在15-50年的填粘土或填粉質(zhì)粘土；c 新填土：堆填時間在15年以下的填粘土或填粉質(zhì)粘土； （6）軟土天然孔隙比大于或等于1.0，且天然含水量大于液限含水量的細(xì)粒土即為軟土；包括淤泥、淤泥質(zhì)土，其壓縮系數(shù)大于0.5MPa，不排水抗剪度宜小于20kpa。分類標(biāo)準(zhǔn)如下：軟土的工程性質(zhì)：觸變性、流變性、高壓縮性、低強(qiáng)度、低透水性、不均勻性。 （7） 特殊土是指在特定的地理環(huán)境下形成的

27、具有特殊性質(zhì)的土。主要有：濕陷性黃土、膨脹土、紅粘土、凍土等。 濕陷性土：指浸水后產(chǎn)生附加沉降，其濕陷系數(shù)大于或等于0.015的土； 膨脹土：是指土中黏粒成分主要由親水性礦物組成，同時具有顯著的吸水膨脹和失水收縮特性，其自由膨脹率不小于40%的黏性土。 紅黏土：是指碳酸鹽系的巖石經(jīng)紅土化作用形成的高塑性黏土。其液限一般大于50；紅黏土經(jīng)搬運(yùn)后仍保留其基本特征，其液限大于45的為次生紅黏土。21土的力學(xué)性指標(biāo)土的力學(xué)性指標(biāo)1土的壓縮性： 是指土體在荷重作用下產(chǎn)生變形的特性。就室內(nèi)試驗(yàn)而言，就是土體在荷重作用下孔隙體積逐漸變小的特性。試驗(yàn)方法主要就是采用固結(jié)儀在有側(cè)限和兩面排水的條件下進(jìn)行的，測定

28、的壓縮性指標(biāo)有：壓縮系數(shù)、壓縮模量、體積壓縮系數(shù)、固結(jié)系數(shù)、次固結(jié)系數(shù)、前期固結(jié)壓力、壓縮指數(shù)、回彈指數(shù)、變形模量等；（1）壓縮系數(shù)：壓縮曲線中某一壓力范圍的割線斜率；通常采用100kpa-200kpa壓力段所得的壓縮系數(shù)來判定土的壓縮性： a1-20.5Mpa-1 屬高壓縮性計(jì)算公式如下：a1-2=（(ei-ei+1)/(Pi+1-Pi)）1000ei=e0-(1+e0)hi/h0hi 表示某一級壓力下試樣穩(wěn)定后的變形量mm (減去儀器變形量后的值)h0 表示試樣初始高度 mm 2 土的力學(xué)性指標(biāo)土的力學(xué)性指標(biāo)（2）壓縮模量：在無側(cè)向膨脹條件下，壓縮時垂直壓力增量與垂直應(yīng)變增量的比值稱為壓縮

29、模量；壓縮模量越大，表明土在同一壓力變化范圍內(nèi)土的壓縮變形越小，則土的壓縮性越低；計(jì)算公式如下： Es=(1+e0)/av根據(jù)100-200kpa壓力段的壓縮模量標(biāo)準(zhǔn)判定如下： Es 5 MPa 高壓縮性5 MPa 15 MPa 低壓縮性（3）體積壓縮系數(shù)：土壓縮時單位體積垂直應(yīng)變與垂直壓力增量之比，即壓縮模量的倒數(shù)稱為體積壓縮系數(shù)；體積壓縮系數(shù)越大，表明土的壓縮越高。計(jì)算公式為： mv=1/Es=av/(1+e0)(4) 壓縮指數(shù)：e-p曲線一直線部分的斜率稱為壓縮指數(shù)，壓縮指數(shù)愈大，表明土的壓縮性愈高。對于同一個試樣，壓縮指數(shù)是個定量，不隨壓力增大而變化。計(jì)算方法如下：Cc=(ei-ei+

30、1)/(Pi+1-Pi) 2 土的力學(xué)性指標(biāo)(5) 回彈指數(shù)：e-p曲線回彈圈中虛線的斜率稱為回彈指數(shù)?；貜椫笖?shù)愈大，表明土的回彈變形量愈大。計(jì)算方法如下：Cs=(ei-ei+1)/(Pi+1-Pi)(6) 先期固結(jié)壓力：是指該土層在地質(zhì)歷史上所曾經(jīng)承受過的上履土層自重壓力或其他作用力，并在該力作用下，己固結(jié)穩(wěn)定的最大壓力。先期固結(jié)壓力與目前上履土層自重壓力的比值稱為超固結(jié)比，用OCR表示。根據(jù)OCR值可以判斷該土層的應(yīng)力狀態(tài)和壓密狀態(tài)，見下表：根據(jù)先期固結(jié)壓力判斷土的壓密狀態(tài)土的狀態(tài) Pc與P0的比較 OCR值 典型土類超壓密土 PcP0 OCR1 老黏性土正常壓密土 Pc=P0 OCR=1

31、 一般黏性土欠壓密土 PcP0 OCRqu120kpa 硬120kpaqu60kpa 中等60kpaqu30kpa 軟 qu30kpa 很軟 粘性土結(jié)構(gòu)性按靈敏度分為；St16 極靈敏3土的滲透性指標(biāo)土的滲透性指標(biāo) 3.1土的滲透性土的滲透性土的透水性指標(biāo)以滲透系數(shù)來表示，其物理意義為當(dāng)水力梯度等于1時的滲透速度。1室內(nèi)測定方法有： 南55型滲透儀（變水頭滲透儀），適用于粘性土的滲透試驗(yàn)。試驗(yàn)原理：在某一初始水頭差h0作用下，水流過試樣，由于水流動，量管內(nèi)水頭不斷下降，在時間 t終了時的水頭差為h1，由量管測得的水量為Q，量管的內(nèi)截面積為a，因?yàn)檎麄€試驗(yàn)時間內(nèi)水頭都在變化，所以達(dá)西定律用微分方

32、程來表示，經(jīng)過積分便得到滲透系數(shù)的計(jì)算公式.變水頭滲透試驗(yàn)方法：（1）將裝有試樣的環(huán)刀（直徑61.8mm, 高度40mm）裝入滲透容器，密封至不漏水不漏氣；（2）將滲透容器的進(jìn)水口與變水頭管連接，利用供不瓶中的純水向進(jìn)水管注滿水，并滲入滲透容器，開排氣閥，排除滲透容器底部的空氣，直至溢出水中無氣泡，關(guān)排氣閥，放平滲透容器，關(guān)進(jìn)水管夾。（3）向變水頭管注純水，水頭不高度一般不應(yīng)大于2m，待水位穩(wěn)定后切斷水源，開進(jìn)水管夾，使水通過試樣，當(dāng)出水口有水溢出時開始測記變水頭管中起始水頭高度和起始時間，按預(yù)定時間間隔測記水頭和時間的變化，并測記出水口 的水溫。3土的滲透性指標(biāo)（4）將水頭管中的水位變換高度

33、，待水位穩(wěn)定再進(jìn)行測記水頭和時間變化，重復(fù)5-6次，取其平均值。當(dāng)不同開始水頭下測定的滲透系數(shù)在允許差值范圍內(nèi)時，試驗(yàn)結(jié)束。（5）按下式計(jì)算變水頭滲透系數(shù)： kt=2.3aL(H1/H2)/A(t2-t1) a：變水頭管的斷面積（cm2） A：土試樣的截面積（cm2）； L：試驗(yàn)量管長度（cm）； 70型滲透儀（常水頭滲透儀），適用于砂性土。2 水平向滲透性測定土的水平向滲透系數(shù)比較困難，過去室內(nèi)比較簡單的辦法就是把土樣轉(zhuǎn)90方向，再按測定豎向滲透系數(shù)的方法來測定。Rowe滲透儀的水流流向是徑向向內(nèi)的，其理論計(jì)算與井的抽水試驗(yàn)情況相似，可以直接寫出水平向滲透系數(shù)的計(jì)算公式。3土的滲透性指標(biāo) 3

34、.2 非均質(zhì)土的滲透性非均質(zhì)土的滲透性天然土層是成層的，各土層的系數(shù)分別為k1,k2,k3,厚度分別為上H1，H2，H3，在水力坡降的作用下，水平方向的平均滲透系數(shù)為kx,垂直方向的滲透系數(shù)為中kz,其計(jì)算公式分別為：Kx=(k1H1+k2H2+k3H3+)/HKz=H/(H1/k1)+(H2/k2)+H3/k3)+)由上述分析可看出，各層土的滲透系數(shù)相差很大，水平向滲透由最透水的一層控制，豎向滲透由最不透水的土層控制。所以，成層土的水平滲透系數(shù)總是大于它的豎向滲透系數(shù) 4.3固結(jié)系數(shù)是表示土的固結(jié)速度的一個特性指標(biāo)，固結(jié)系數(shù)越大，表明土的固結(jié)速度越快，可用來計(jì)算實(shí)際受壓土層不同時間的固結(jié)度，

35、其值大小取決于土在某一壓力范圍的滲透系數(shù)、孔隙比以及壓縮系數(shù)。4土的壓實(shí)性指標(biāo)土的壓實(shí)性指標(biāo) 4.1 土的擊實(shí)性土的擊實(shí)性在一定的擊實(shí)功能作用下，能使填筑土達(dá)到最大密度所需的含水量為最優(yōu)含水量，與其相應(yīng)的干密度稱為最大干密度。擊實(shí)試驗(yàn)的原理是根據(jù)土的三相（顆粒、水、空氣）之間的體積變化理論而來的。土的擊實(shí)程度與含水量、擊實(shí)功能和擊實(shí)方法有著密切關(guān)系，當(dāng)擊實(shí)功能和擊實(shí)方法不變時，則土的干密度隨含水量的增加而增加。當(dāng)干密度達(dá)到某一最大值后，含水量的繼續(xù)增加反而使干密度減少。此最大值稱為最大干密度，其相應(yīng)的含水量稱為最優(yōu)含水量。4.2砂土的密實(shí)度砂土的密實(shí)度砂土的相對密度：砂土最疏松狀態(tài)的孔隙比和天

36、然狀態(tài)的孔隙比之差，與砂土最疏松狀態(tài)的孔隙比和最緊密狀態(tài)的孔隙比之差的比值。即Dr=(emax-e)/(emax-emin)天然狀態(tài)下的孔隙比介于最大與最小孔隙比之間，所以，Dr值變化在0-1之間，通常把Dr作為砂土的結(jié)構(gòu)指標(biāo)，按值大小分為以下三種狀態(tài)；0 Dr 0.33 疏松0.33 Dr 0.67 中密0.67 qu120kpa 硬120kpaqu60kpa 中等60kpaqu30kpa 軟qu30kpa 很軟 粘性土結(jié)構(gòu)性按靈敏度分為；St16 極靈敏試驗(yàn)操作規(guī)程 12 擊實(shí)試驗(yàn)擊實(shí)試驗(yàn) 12.1概述概述 室內(nèi)擊實(shí)試驗(yàn)是通過擾動土在一定擊實(shí)功能下，得到干密度隨含水量變化的關(guān)系曲線，以求得

37、土的最大干密度和最優(yōu)含水量，從而了解土的壓實(shí)特性，為工程設(shè)計(jì)和現(xiàn)場施工碾壓提供土的壓實(shí)性指標(biāo)。 12.2 擊實(shí)試驗(yàn)的原理擊實(shí)試驗(yàn)的原理： 是根據(jù)土的三相（顆粒、水、空氣）之間的體積變化理論而來的。土的擊實(shí)程度與含水量、擊實(shí)功能和擊實(shí)方法有著密切關(guān)系，當(dāng)擊實(shí)功能和擊實(shí)方法不變時，則土的干密度隨含水量的增加而增加。當(dāng)干密度達(dá)到某一最大值后，含水量的繼續(xù)增加反而使干密度減少。此最大值稱為最大干密度，其相應(yīng)的含水量稱為最優(yōu)含水量。 12.3 擊實(shí)試驗(yàn)方法擊實(shí)試驗(yàn)方法： 擊實(shí)試驗(yàn)分輕型和重型擊實(shí)兩種。輕型擊實(shí)適用于粒徑小于5mm的粘性土，重型擊實(shí)適用于粒徑不大于20mm的土。 12.4 試樣制備試樣制備： 分為干法和濕法兩種干法制備： 用四分