土工試驗講義

PAGEPAGE4鐵路工程土工試驗講義一、概述1、土工試驗工作的重要意義土用于建筑物(橋涵、樓房等)或構(gòu)筑物(路基等)的地基，會出現(xiàn)地基的變形和穩(wěn)定問題。土用于路基或堤壩等的填料，存在土的壓實和變形問題。土用于渠道或黃土隧道等的周圍介質(zhì)，需考慮土的滲流和抗?jié)B性、穩(wěn)定性問題。研究解決以上問題，涉及到土的物理、力學、化學性能。要評價土的以上性能，須通過土工試驗來獲取土的各項性能指標。尤其在研究不良地基處理方案時，實測的實驗指標是優(yōu)選技術(shù)措施的重要依據(jù)。2、對土工試驗人員的要求土工試驗成果因試驗方法和試驗技巧的熟練程度不同，會有較大的差別，這種差別遠大于計算方法引起的誤差。為了使土工試驗比較正確地反映實際土的性狀，要求土工試驗人員了解和掌握以下五個問題：①.試驗的目的和所依據(jù)的原理；②.使用的儀器設(shè)備性能和操作方法；③.試驗應(yīng)獲得哪些數(shù)據(jù)、分析出什么結(jié)論；④.試驗中的注意事項、誤差的初步分析；⑤.分析試驗設(shè)計與實際問題的聯(lián)系。概括地說土工試驗人員要具備：一有基本理論，二有基礎(chǔ)知識，三有基本技能。3、土工試驗工作的依據(jù)土工試驗工作與其他試驗工作一樣，工作的依據(jù)是相關(guān)的標準和規(guī)范。不能依據(jù)某些培訓講義（包括本講義在內(nèi)），也不能依據(jù)某個老師的講話或某位領(lǐng)導的指示。現(xiàn)行鐵路工程土工試驗工作有關(guān)的標準和規(guī)范列于表X-01，供參考。一個試驗室所使用的標準規(guī)范有幾百個,并且有許多標準在不斷地更新?lián)Q代，這就要求試驗人員要認真地學習標準規(guī)范，不斷地進行知識更新。一個試驗人員能力和水平的高低，在很大程度上決定于其對標準規(guī)范的熟悉程度。4、練習題①.(填空)鐵路工程土工試驗工作的依據(jù)是()。②.(填空)鐵路工程土的物理力學性能檢測標準(代號)為（）,化學性能檢測標準(代號)為()?，F(xiàn)行鐵路工程土工試驗有關(guān)標準(截至2016年3月2日)表X-01序號標準名稱標準代號實施日期備注1鐵路路基設(shè)計規(guī)范TB10001-20052005-04-252鐵路工程地質(zhì)勘查規(guī)范TB10012-20072007-08-313鐵路工程物理勘探規(guī)范TB10013-20102010-08-16續(xù)表X-01序號標準名稱標準代號實施日期備注4鐵路工程地質(zhì)鉆探規(guī)程TB10014-20122012-06-015鐵路工程地質(zhì)原位測試規(guī)程TB10018-20032003-06-016鐵路工程不良地質(zhì)勘察規(guī)程TB10027-20122012-06-017鐵路工程特殊巖土勘察規(guī)程TB10038-20122012-06-018鐵路工程巖土分類標準TB10077-20012001-12-019鐵路工程土工試驗規(guī)程TB10102-20102010-11-2110鐵路工程巖土化學分析規(guī)程TB10103-20082009-01-0711鐵路工程水質(zhì)分析規(guī)程TB10104-20032003-06-0112鐵路工程地基處理技術(shù)規(guī)程TB10106-20102010-08-0313鐵路工程巖石試驗規(guī)程TB10115-20142015-02-0114鐵路工程水文地質(zhì)勘察規(guī)范TB10049-20142015-02-0115鐵路路基工程施工質(zhì)量驗收標準TB10414-20032004-01-0116高速鐵路設(shè)計規(guī)范TB10621-20142015-02-0117高速鐵路路基工程施工質(zhì)量驗收標準TB10751-20102010-12-0818城際鐵路設(shè)計規(guī)范TB10623-20142015-03-01二、土工試驗項目1、有關(guān)的標準規(guī)范所涉及的試驗項目①.鐵路工程土工試驗規(guī)程TB10102-201043個②.鐵路工程巖土化學分析規(guī)程TB10103-200833個③.鐵路工程地質(zhì)原位測試規(guī)程TB10018-200310個④.鐵路工程水質(zhì)分析規(guī)程TB10104-200336個⑤.鐵路工程巖石試驗規(guī)程TB10115-201418個合計140個2、常用的主要土工試驗檢測項目實際的土工試驗項目應(yīng)根據(jù)土的用途來決定。⑴、室內(nèi)試驗項目。①.土的物理性能試驗：含水率、密度、顆粒密度、界限含水率、顆粒分析、滲透、擊實、粗粒土的最大干密度等。試驗成果用于土的工程分類，土的狀態(tài)的判定，滲透計算，填土工程施工方法的選擇和碾壓質(zhì)量控制。②.砂的相對密度試驗：包括砂的最大和最小干密度的測定，與現(xiàn)場實測的干密度一起，即可確定砂的相對密度，判定砂的疏密狀態(tài)。③.土的變形試驗：包括固結(jié)、壓縮、濕陷性和膨脹性等。這些試驗為工程設(shè)計提供變形參數(shù)：壓縮系數(shù)、壓縮模量、體積壓縮系數(shù)、壓縮指數(shù)、回彈指數(shù)、前期固結(jié)壓力、固結(jié)系數(shù)、濕陷系數(shù)、自重濕陷系數(shù)、膨脹率、膨脹力等。④.土的強度試驗：包括直接剪切試驗、反復直接剪切試驗、三軸壓縮試驗、無側(cè)限抗壓強度試驗等。這些試驗為設(shè)計提供土的抗剪指標參數(shù)(粘聚力、內(nèi)摩擦角)、無側(cè)限抗壓強度、靈敏度等。其中直剪試驗的C、Φ是通過直剪圖求得。直剪圖如下圖X-1。公式又叫做庫侖公式。剪力剪力垂直應(yīng)力σ4σ3σ2σ1ФC0顆粒名稱粒徑d(mm)漂石（渾圓、圓棱）或塊石（尖棱）大d＞800中400＜d≤800小200＜d≤400卵石（渾圓、圓棱）或碎石（尖棱）大100＜d≤200小60＜d≤100粗圓礫（渾圓、圓棱）或粗角礫（尖棱）大40＜d≤60小20＜d≤40細圓礫（渾圓、圓棱）或細角礫（尖棱）大10＜d≤20中5＜d≤10小2＜d≤5砂粒粗0.5＜d≤2中0.25＜d≤0.5細0.075＜d≤0.25粉粒 0.005≤d≤0.075黏粒d＜0.005注：本條是鐵建設(shè)[2004]180號文發(fā)布的局部修訂條文，修訂主要將圓礫（或角礫）與卵石（或碎石）之間的分界粒徑由過去的20mm改為60mm；20mm至60mm之間的顆粒定名為“粗圓礫”或“粗角礫”；原2mm改為20mm之間的顆粒名稱由“圓礫”或“角礫”改名為“細圓礫”或“細角礫”。此次修訂主要考慮與國家標準《土的工程分類標準》（GB/T50145-2007）、公路、水利系統(tǒng)等標準靠攏，與歐美等國家土的分類標準趨于一致，便于國內(nèi)與國際間資料的交流。⑵.碎石類土的劃分。大于2mm的顆粒超過總質(zhì)量的50%稱為碎石土。碎石類土的劃分標準出自TB10077-2001表4.2.2，按顆粒形狀和級配分為4類8個名稱，見表X-03。碎石類土的劃分表X-03土的名稱顆粒形狀土的顆粒級配漂石土渾圓或圓棱狀為主粒徑大于200mm的顆粒超過總質(zhì)量的50%塊石土尖棱狀為主卵石土渾圓或圓棱狀為主粒徑大于60mm的顆粒超過總質(zhì)量的50%碎石土尖棱狀為主粗圓礫土渾圓或圓棱狀為主粒徑大于20mm的顆粒超過總質(zhì)量的50%粗角礫土尖棱狀為主細圓礫土渾圓或圓棱狀為主粒徑大于2mm的顆粒超過總質(zhì)量的50%細角礫土尖棱狀為主注：定名時應(yīng)根據(jù)粒徑分組，由大到小，以最先符合者確定。本條為2004年局部修訂條文。⑶.砂類土的劃分。大于2mm的顆粒不超過總質(zhì)量的50%，而大于0.075mm的顆粒超過總質(zhì)量的50%的土稱為砂類土。砂類土的劃分標準出自TB10077-2001表4.2.3，按顆粒級配分為1類5個名稱，見表X-04。砂類土的劃分表X-04土的名稱土的顆粒級配礫砂粒徑大于2mm的顆粒的質(zhì)量占總質(zhì)量的25%～50%粗砂粒徑大于0.5mm的顆粒的質(zhì)量超過總質(zhì)量的50%中砂粒徑大于0.25mm的顆粒的質(zhì)量超過總質(zhì)量的50%細砂粒徑大于0.075mm的顆粒的質(zhì)量超過總質(zhì)量的85%粉砂粒徑大于0.075mm的顆粒的質(zhì)量超過總質(zhì)量的50%注：定名時應(yīng)根據(jù)粒徑分組，由大到小，以最先符合者確定。⑷.粉土。塑性指數(shù)等于或小于10，且粒徑大于0.075mm顆粒的質(zhì)量不超過全部質(zhì)量50%的土，定名為粉土。按塑性指數(shù)和顆粒級配分為1類1個名稱。⑸.粘性土的劃分。粘性土的劃分標準出自TB10077-2001表4.2.5，按塑性指數(shù)分為1類2個名稱，見表X-05。粘性土的劃分表X-05土的名稱塑性指數(shù)Ip粉質(zhì)粘土10＜Ip≤17粘土Ip＞17注：①.塑性指數(shù)等于液限含水率與塑限含水率之差；②.液限含水率試驗采用圓錐儀法，圓錐儀總質(zhì)量為76g，入土深度10mm；③.塑限含水率試驗采用搓條法。⑹.碎石類土密實程度的劃分。碎石類土密實程度的劃分標準出自TB10077-2001表4.2.6-1，根據(jù)結(jié)構(gòu)特征、天然坡和開挖情況、鉆探情況分為：密實、中密、稍密和松散4種，見表X-06。碎石類土密實程度的劃分表X-06密實程度結(jié)構(gòu)特征天然坡和開挖情況鉆探情況密實骨架顆粒交錯緊貼連續(xù)接觸,孔隙填滿密實天然陡坡穩(wěn)定，坎下堆積物較少。鎬挖困難，用撬棍才能松動，坑壁穩(wěn)定。從坑壁取出大顆粒處，能保持凹面形狀鉆進困難。鉆探時，鉆具跳動劇烈，孔壁較穩(wěn)定中密骨架顆粒排列疏密不勻，部分顆粒不接觸，孔隙填滿，但不密實天然坡不易陡立或坡下堆積物較多。天然坡大于粗顆粒的安息角。鎬可挖掘，坑壁有掉塊現(xiàn)象。充填物為砂類土時，坑壁取出大顆粒處，不易保持凹面形狀鉆進較難。鉆探時，鉆具有跳動不劇烈，孔壁有坍塌現(xiàn)象稍密多數(shù)骨架顆粒不接觸，孔隙基本填滿，但較松散不易形成陡坎,天然坡略大于粗顆粒的安息角。鎬較易挖掘，坑壁易掉塊,從坑壁取出大顆粒后易塌落鉆進較難。鉆探時，鉆具有跳動，孔壁較易坍塌松散骨架顆粒之間有較大孔隙，沖填物少，且松散鍬可以挖掘.天然坡多為主要顆粒的安息角.坑壁易坍塌鉆進較容易。鉆進中孔壁較易坍塌⑺.砂類土密實程度的劃分。砂類土密實程度的劃分標準出自TB10077-2001表4.2.6-2，根據(jù)標準貫入錘擊數(shù)N和相對密度Dr分為：密實、中密、稍密和松散4種，見表X-07。砂類土密實程度的劃分表X-07密實程度標準貫入錘擊數(shù)N相對密度Dr密實N＞30Dr≥0.67中密15＜N≤300.4＜Dr≤0.67稍密10＜N≤150.33＜Dr≤0.4松散N≤10Dr≤0.33⑻.粉土密實程度的劃分。粉土密實程度的劃分標準出自TB10077-2001表4.2.6-3，根據(jù)孔隙比e值的大小分為：密實、中密、稍密3種，見表X-08。粉土密實程度的劃分表X-08密實程度孔隙比e值密實e＜0.75中密0.75≤e≤0.9稍密e＞0.9⑼.粘性土壓縮性的劃分。 粘性土壓縮性的劃分標準出自TB10077-2001表4.2.6-4，根據(jù)壓縮系數(shù)a0.1～0.2的大小分為高、中、低壓縮性3種，見表X-09。粘性土壓縮性的劃分表X-09壓縮性分級壓縮系數(shù)a0.1～0.2(Mpa-1)低壓縮性a0.1～0.2＜0.1中壓縮性0.1≤a0.1～0.2＜0.5高壓縮性a0.1～0.2≥0.5注：a0.1～0.2為0.1～0.2MPa壓力范圍內(nèi)的壓縮系數(shù)⑽.碎石類和砂類土潮濕程度的劃分。碎石類和砂類土潮濕程度的劃分標準出自TB10077-2001表4.2.7-1，根據(jù)飽和度的大小分為稍濕、潮濕、飽和3種，見表X-10。碎石類和砂類土潮濕程度的劃分表X-10分類飽和度Sr(%)稍濕Sr≤50潮濕50＜Sr≤80飽和Sr＞80⑾.粉土潮濕程度的劃分。粉土潮濕程度的劃分標準出自TB10077-2001表4.2.7-2，根據(jù)天然含水率分為稍濕、潮濕、飽和3種，見表X-11。粉土潮濕程度的劃分表X-11分類天然含水率ω(%)稍濕＜20潮濕20≤≤30飽和＞30⑿.粘性土塑性狀態(tài)的劃分。粘性土塑性狀態(tài)的劃分標準出自TB10077-2001表4.2.7-3，根據(jù)液性指數(shù)分為堅硬、硬塑、軟塑、流塑4種，見表X-12。粘性土塑性狀態(tài)的劃分表X-12塑性狀態(tài)液性指數(shù)IL堅硬IL≤0硬塑0＜IL≤0.5軟塑0.5＜IL≤1IL＞1特殊土黃土。第四紀以來，在干旱、半干旱氣候條件下形成的，土顆粒成分以粉粒為主、含碳酸鈣及少量易溶鹽、并具大孔隙和垂直節(jié)理、抗水性能差、易崩解和潛蝕、上部多具濕陷性等工程地質(zhì)特征的土，應(yīng)判定為黃土。黃土按堆積時代、塑性指數(shù)、濕陷系數(shù)分類。黃土按堆積時代的劃分請查閱TB10077-2001表4.3.2-1。黃土按塑性指數(shù)的分類請查閱TB10077-2001表4.3.2-2。黃土濕陷性的劃分標準出自TB10077-2001表4.3.2-3，見表X-13。黃土濕陷性的劃分表X-13名稱濕陷系數(shù)δs非濕陷性黃土δs＜0.015濕陷性黃土δs≥0.015⑵.紅粘土。顏色呈棕紅、褐黃色，覆蓋于碳酸鹽系巖層之上，且液限等于或大于50%的高塑性粘土，應(yīng)判定為紅粘土。紅粘土經(jīng)搬運、沉積后仍保留殘積粘土的基本特征，且液限大于45%，應(yīng)判定為次生紅粘土。紅粘土具有遇水軟化、失水收縮強烈、裂隙發(fā)育、易剝落等工程地質(zhì)特征。紅粘土根據(jù)塑性狀態(tài)、裂隙狀態(tài)、界限液塑比和液塑比關(guān)系分類。紅粘土塑性狀態(tài)的劃分請查閱TB10077-2001表4.3.3-1。紅粘土裂隙狀態(tài)的劃分請查閱TB10077-2001表4.3.3-2。紅粘土按界限液塑比和液塑比關(guān)系的分類請查閱TB10077-2001表4.3.3-3。⑶.膨脹土。土中粘粒成分主要由親水礦物組成，具有吸水顯著膨脹軟化，失水急劇收縮開裂，并能產(chǎn)生往復脹縮變形的粘性土，應(yīng)判定為膨脹土。膨脹土分類首先根據(jù)地貌、土的顏色、結(jié)構(gòu)、土質(zhì)情況、自然地質(zhì)現(xiàn)象和土的自由膨脹率等特征，作初期判定；然后按自由膨脹率、蒙脫石含量、陽離子交換量三項指標可對膨脹土詳細判定。膨脹土的初判條件標準出自TB10077-2001表4.3.4-1，見表X-14。膨脹土的祥判指標標準出自TB10077-2001表4.3.4-2，見表X-15。膨脹土的膨脹潛勢分級標準出自TB10077-2001表4.3.4-3，分為強、中、弱三級，見表X-16。膨脹土的初判條件表X-14地貌具壟崗式地貌景觀,常呈壟崗和溝谷相間；地形平緩開闊,無自然陡坎,坡面溝槽發(fā)育顏色多呈棕、黃、褐色,間夾灰白、灰綠色條帶或薄膜;灰白、灰綠色多呈透鏡體或夾層出現(xiàn)結(jié)構(gòu)具多裂隙結(jié)構(gòu)，方向不規(guī)則。裂面光滑，可見擦痕。裂隙中常充填灰白、灰綠色粘土土質(zhì)土質(zhì)細膩，具滑感，土中常含有鈣質(zhì)或鐵錳質(zhì)結(jié)核或豆石，局部可富集成層自然地質(zhì)現(xiàn)象坡面常見淺色溜塌、滑坡、地面裂縫。當坡面有數(shù)層土時，其中膨脹土層往往形成凹形坡，新開挖的坑壁易發(fā)生坍塌自由膨脹率Fs(%)Fs≥40膨脹土的祥判指標表X-15名稱判定指標自由膨脹率Fs(%)Fs≥40蒙脫石含量M(%)M≥7陽離子交換量CEC(NH4+)(mmol/kg)CEC(NH4+)≥170注：陽離子交換量表示1kg干土中陽離子(NH4+)的交換量膨脹潛勢的分級表X-16名稱弱膨脹土中等膨脹土強膨脹土自由膨脹率Fs(%)40≤Fs＜6060≤Fs＜90Fs≥90蒙脫石含量M(%)7≤M＜1717≤M＜27M≥27陽離子交換量CEC(NH4+)(mmol/kg)170≤CEC(NH4+)＜260260≤CEC(NH4+)＜360CEC(NH4+)≥360注：當有二項指標符合時，即判定為該等級。⑷.軟土。天然孔隙比大于或等于1.0，天然含水率大于或等于液限，壓縮系數(shù)大于或等于0.5，不排水抗剪強度小于30kPa的粘性土，可判定為軟土。軟土一般含有機質(zhì)，具有壓縮性高、強度低、靈敏度高和排水固結(jié)緩慢的特點。軟土的結(jié)構(gòu)受到擾動后，強度會極大地下降。軟土根據(jù)物理力學性質(zhì)、成因類型、無側(cè)限抗壓強度試驗或現(xiàn)場十字板剪切試驗、軟土的靈敏度分類。軟土的分類請查閱TB10077-2001表4.3.5-1軟土的成因類型請查閱TB10077-2001表4.3.5-2軟土靈敏度的劃分標準出自TB10077-2001表4.3.5-3，見表X-17。軟土靈敏度的劃分表X-17靈敏度分類靈敏度St中靈敏性2＜St≤4高靈敏性4＜St≤8極靈敏性8＜St≤16流性St＞16注：靈敏度，其中為原狀土的無側(cè)限抗壓強度或十字板剪切試驗峰值強度（kPa），為重塑土（保持原狀土密度和含水率）的無側(cè)限抗壓強度或十字板剪切試驗峰值強度（kPa）⑸.鹽漬土。易溶鹽含量大于0.5%的土，可判定為鹽漬土。某地區(qū)或場地地表以下1.0m深度內(nèi)易溶鹽的平均含量大于0.5%時，應(yīng)定為鹽漬土地區(qū)或場地。鹽漬土具有較強的吸濕、松漲、溶陷及腐蝕等工程地質(zhì)特性。鹽漬土按含鹽性質(zhì)、鹽漬程度的分類。鹽漬土按含鹽性質(zhì)的分類請查閱TB10077-2001表4.3.6-1。鹽漬土鹽漬程度的分類請查閱TB10077-2001表4.3.6-2。⑹.填土。人為活動堆填的土應(yīng)判定為填土，一般具有成分復雜和固結(jié)時間短等特點。根據(jù)物質(zhì)組成和堆填方式，填土分為雜填土、素填土、沖填土、填筑土4類。填土的分類請查閱TB10077-2001表4.3.8。3、鐵路工程路基填料的分類鐵路路基填料分類標準發(fā)布在《鐵路路基設(shè)計規(guī)范》TB10001-2005中。普通填料按顆粒粒徑大小可分為三大類別：巨粒土、粗粒土和細粒土。巨粒土、粗粒土填料根據(jù)顆粒組成、顆粒形狀、細粒含量、顆粒級配、抗風化能力等按表X-18分為A、B、C、D組。細粒土填料按表X-19分為粉土、黏性土和有機土。粉土、黏性土應(yīng)采用液限含水率WL進行填料分組：當WL＜40%時，為C組；當WL≥40%時，為D組；有機土為E組。⑴.巨粒土、粗粒土填料分組巨粒土、粗粒土填料分組標準出自TB10001-2005表5.2.2,見X-18。巨粒土、粗粒土填料分組表X-18(第1頁共3頁)一級定名二級定名填料分組類別名稱說明細粒含量顆粒級配名稱巨粒土碎石類土塊石類塊石土硬塊石土粒徑大于200mm的顆粒質(zhì)量超過總質(zhì)量的50%（不易風化，尖棱狀為主）硬塊石A軟塊石土粒徑大于200mm的顆粒質(zhì)量超過總質(zhì)量的50%（易風化，尖棱狀為主）Rc＞15MPa的不易風化的塊石ARc≤15MPa的不易風化的軟塊石B易風化的軟塊石C風化的軟塊石D漂石土粒徑大于200mm的顆粒質(zhì)量超過總質(zhì)量的50%（渾圓或圓棱狀為主）＜5%良好級配好的漂石A不良級配不好的漂石B5%～15%良好級配好的含土漂石A不良級配不好的含土漂石B15%～30%--土質(zhì)漂石B＞30%--土質(zhì)漂石C碎石類卵石土粒徑大于60mm的顆粒質(zhì)量超過總質(zhì)量的50%（渾圓或圓棱狀為主）＜5%良好級配好的卵石A不良級配不好的卵石B5%～15%良好級配好的含土卵石A不良級配不好的含土卵石B15%～30%--土質(zhì)卵石B＞30%--土質(zhì)卵石C碎石土粒徑大于60mm的顆粒質(zhì)量超過總質(zhì)量的50%（尖棱狀為主）＜5%良好級配好的碎石A不良級配不好的碎石B5%～15%良好級配好的含土碎石A不良級配不好的含土碎石B15%～30%--土質(zhì)碎石B＞30%--土質(zhì)碎石C巨粒土、粗粒土填料分組表X-18(第2頁共3頁)一級定名二級定名填料分組類別名稱說明細粒含量顆粒級配名稱粗粒土碎石類土礫石類粗礫土粗圓礫土粒徑大于20mm的顆粒質(zhì)量超過總質(zhì)量的50%（渾圓或圓棱狀為主）＜5%良好級配好的粗圓礫A不良級配不好的粗圓礫B5%～15%良好級配好的含土粗圓礫A不良級配不好的含土粗圓礫B15%～30%--土質(zhì)粗圓礫B＞30%--土質(zhì)粗圓礫C粗角礫土粒徑大于20mm的顆粒質(zhì)量超過總質(zhì)量的50%（尖棱狀為主）＜5%良好級配好的粗角礫A不良級配不好的粗角礫B5%～15%良好級配好的含土粗角礫A不良級配不好的含土粗角礫B15%～30%--土質(zhì)粗角礫B＞30%--土質(zhì)粗角礫C細礫土細圓礫土粒徑大于2mm的顆粒質(zhì)量超過總質(zhì)量的50%（渾圓或圓棱狀為主）＜5%良好級配好的細圓礫A不良級配不好的細圓礫B5%～15%良好級配好的含土細圓礫A不良級配不好的含土細圓礫B15%～30%--土質(zhì)細圓礫B＞30%--土質(zhì)細圓礫C細角礫土粒徑大于2mm的顆粒質(zhì)量超過總質(zhì)量的50%（尖棱狀為主）＜5%良好級配好的細角礫A不良級配不好的細角礫B5%～15%良好級配好的含土細角礫A不良級配不好的含土細角礫B15%～30%--土質(zhì)細角礫B＞30%--土質(zhì)細角礫C巨粒土、粗粒土填料分組表X-18(第3頁共3頁)一級定名二級定名填料分組類別名稱說明細粒含量顆粒級配名稱粗粒土砂類土礫砂粒徑大于2mm的顆粒質(zhì)量超過總質(zhì)量的25%～50%＜5%良好級配好的礫砂A不良級配不好的礫砂B5%～15%良好級配好的含土礫砂A不良級配不好的含土礫砂B＞15%--土質(zhì)礫砂B粗砂粒徑大于0.5mm的顆粒質(zhì)量超過總質(zhì)量的50%＜5%良好級配好的粗砂A不良級配不好的粗砂B5%～15%良好級配好的含土粗砂A不良級配不好的含土粗砂B＞15%--土質(zhì)粗砂B中砂粒徑大于0.25mm的顆粒質(zhì)量超過總質(zhì)量的50%＜5%良好級配好的中砂A不良級配不好的中砂B5%～15%良好級配好的含土中砂A不良級配不好的含土中砂B＞15%--土質(zhì)中砂B細砂粒徑大于0.075mm的顆粒質(zhì)量超過總質(zhì)量的85%＜5%良好級配好的細砂B不良級配不好的細砂C5%～15%--含土細砂C粉砂粒徑大于0.075mm的顆粒質(zhì)量超過總質(zhì)量的50%粉砂C注:①顆粒級配分為良好(Cu≥5,且Cc=1～3)和不良(Cu＜5,或Cc≠1～3)。式中：不均勻系數(shù)Cu=d60/d10；曲率系數(shù)Cc=d302/(d10×d60)，d10、d30、d60分別為顆粒分布曲線上相應(yīng)于10%、30%、60%含量顆粒的粒徑。②.硬塊石為單軸飽和抗壓強度Rc＞30MPa的塊石；軟塊石為單軸飽和抗壓強度Rc≤30MPa的塊石。③.細粒含量指細粒（d≤0.075mm）的質(zhì)量占總質(zhì)量的百分數(shù)。⑵.細粒土填料分組細粒土填料分組標準出自TB10001-2005表5.2.3,見X-19。細粒土填料分組表X-19一級定名二級定名填料分組土名液限含水率WL土名塑性圖細粒土粉土Ip≤10,且粒徑大于0.075mm顆粒的質(zhì)量不超過全部質(zhì)量50%的土WL＜40%低液限粉土（略）CWL≥40%高液限粉土D粘性土粉質(zhì)粘土10＜Ip≤17WL＜40%低液限粉質(zhì)粘土CWL≥40%高液限粉質(zhì)粘土D粘土Ip＞17WL＜40%低液限粘土CWL≥40%高液限粘土D有機土有機質(zhì)含量大于5%E注:①.液限含水率試驗采用圓錐儀法，圓錐儀總質(zhì)量為76g，入土深度10mm；②.A線方程中的WL按去掉%后的數(shù)值進行計算。4、練習題⑴.(問答)鐵路工程土的分類標準，砂粒、粉粒、粘粒的含義是什么？⑵.(問答)鐵鐵路路基填料粗粒土、粉土和粘性土的分類定名，需要做什么試驗？⑶.(問答)路基填料分類中“細粒含量”的含義是什么？⑷.(問答)路基填料分類中顆粒級配“良好”與“不良”是怎樣區(qū)分的？⑸.(問答)細粒土填料分類標準規(guī)定液限含水率試驗采用圓錐儀法，圓錐儀總質(zhì)量多少？入土深度多少？⑹.(單選)濕陷性黃土的判定，濕陷性系數(shù)為：()A、≥0.010；B、≥0.015；C、≥0.020；D、≥0.025⑺.(單選)膨脹土的自由膨脹率Fs（%）()。A、≥10%；B、≥20%；C、≥30%；D、≥40%。⑻、(單選)巨粒土或粗粒土填料二級定名時，需要采用密度計法測定小于0.075mm的顆粒組成的是：（）A、當小于0.075mm的顆粒含量小于或等于總土質(zhì)量的10%時；B、小于0.075mm的顆粒含量大于總土質(zhì)量的10%且小于或等于總土質(zhì)量的15%時(細砂和粉砂除外）；C、小于0.075mm的顆粒含量大于總土質(zhì)量的15%時；D、細砂和粉砂。⑼.(多選)軟土的判定:（）A、e0≥1.0；B、W0≥WL；C、a0.1～0.2≥0.5；D、不排水抗剪強度<30kPa。 ⑽.(多選)滲水土的判定：()A、細粒土含量≤10%；B、細粒土含量<10%；C、滲透系數(shù)<10-3cm/s；D、滲透系數(shù)>10-3cm/s。四、土的組成及基本物理指標1、土的三相體概念土是由固體顆粒、水分和空氣三相組成。其中每種成分的質(zhì)量、體積的相對比例有所增減，都會引起土的物理力學性質(zhì)的變化。土的三相圖如圖X-2。VVVaVwVsVvmaamwmvmsm空氣水土粒圖X-03土的三相圖2、土的基本物理指標及換算關(guān)系土的基本物理指標有九項,他們是：密度、顆粒密度、含水率、孔隙比、孔隙率、飽和度、干密度、飽和密度、浮密度。其中前三項是直接檢測出來的，后六項是計算出來的。①.密度ρ單位體積土的質(zhì)量（包括孔隙中水的質(zhì)量在內(nèi)）稱為土的密度（g/cm3）?！絏-01其中：ρ：密度(g/cm3)m：質(zhì)量(g)V:體積(cm3)②.顆粒密度土體內(nèi)的固體顆粒質(zhì)量與顆粒體積之比值，稱為顆粒密度（g/cm3）。…………式X-02其中：ms：土固體顆粒的質(zhì)量（g）Vs：土固體顆粒的體積（cm3）③.含水率w土中水的質(zhì)量與土固體顆粒質(zhì)量的比值稱為土的含水率，以百分數(shù)計?！絏-03其中：mw：土中水的質(zhì)量（g）ms：土固體顆粒的質(zhì)量（g）④.孔隙比e土中的孔隙體積與土固體顆粒體積的比值稱為孔隙比?！絏-04其中：Vv：孔隙體積（cm3）Vs：土固體顆粒的體積（cm3）孔隙比是土的重要指標之一，它反映了土的松軟和緊密程度。⑤.孔隙率n土中孔隙體積與全部體積之比稱為孔隙率（%）?！絏-05其中：Vv：孔隙體積（cm3）V：土體體積（cm3）注意：由計算孔隙率的基本公式可以推導出計算孔隙率的常用公式：，其中：是干密度，是顆粒密度。最近在有些培訓資料中出現(xiàn)了另外一個計算公式,即:,該公式用(毛體積密度)替換掉了（顆粒密度）。這種計算方法僅僅適用于秦沈客運專線，是一個特例，不能沿用于其它鐵路工程。⑥.飽和度Sr表示土中水分所占體積與全部孔隙所占體積之比，稱為飽和度（%）?！絏-06其中：Vw：土體中水的體積（cm3）Vv：孔隙體積（cm3）注意：飽和度是一個0～100%之間的數(shù)，如果在工作中遇到大于100%的情況，一定要查明原因，予以糾正。⑦.干密度表示單位體積內(nèi)土粒的質(zhì)量（g/cm3）?！絏-07其中：ms：土固體顆粒的質(zhì)量（g）V：土體體積（cm3）注意：由計算干密度的基本公式可以推導出計算干密度的常用公式：，其中：是密度，是含水率。⑧.飽和密度當土體的孔隙完全為水所充滿時，土體的密度（g/cm3）…式X-08其中：ms：土固體顆粒的質(zhì)量（g）Vv：土體孔隙體積（cm3）：水的密度（g/cm3）V：土體體積（cm3）⑨.浮密度表示地下水位以下的土體，且它的孔隙完全為水所充滿，但又整個受到地下水的浮力作用。因此有：………式X-09其中：：飽和密度（g/cm3）：水的密度（g/cm3）注意：1、由土的九項基本物理指標的九個基本公式，可以推導出許多常用的計算公式。土的常用物理指標換算公式見表X-20。2、九項基本物理指標中的前三項指標是直接檢測出來的，后六項指標是計算出來的。特別是前三項指標有內(nèi)在的聯(lián)系，在實際工作中一定要老老實實地按照規(guī)程操作和計算，來不得不得半點的馬虎。3、練習題⑴．(填空)一般情況下，土是由（）、（）、（）三相組成。⑵．(單選)干密度的定義為：（）A、B、C、D、⑶．(單選)土粒比重的單位是：（）A、kN/m3B、kg/m3C、無D、kPa⑷．(單選)對于礫石土、碎石土和級配碎石，應(yīng)采用（）計算孔隙率n。A、顆粒密度B、毛體積密度C、表觀密度D、堆積密度⑸．(多選)土可能由（）組成。A、單相體B、兩相體C、三相體D、四相體⑹．(多選)在土的三相體比例指標中，可以直接測出的指標有（）A、濕密度B、干密度C、顆粒密度D、含水率⑺．(判斷)孔隙率n是土樣中的孔隙體積占土樣總體積的百分率。（）⑻．(判斷)土中的空氣體積為零時，土的密度最大。（）⑼．(計算)已知土樣面積30cm2，高2cm，濕土質(zhì)量126.4g，含水率W＝14.8%，土的顆粒密度ρs＝2.73，求該土樣的孔隙比e、孔隙率n和飽和度Sr。⑽．(計算)普通鐵路路基基床底層用碎石土填筑，室內(nèi)測定填料的顆粒密度為2.73g/cm3,毛體積密度為2.68g/cm3，現(xiàn)場測定壓實后的干密度分別為：2.00、1.95、1.90、1.85、1.80、1.75g/cm3，要求孔隙率n<35%,計算并判斷該六個點的孔隙率n是否合格。土的常用物理指標換算公式表X-20已知指標公式所求指標已知指標公式所求指標五、土工試驗方法1、含水率①、試驗目的：土的基本物理指標之一，是計算干密度、孔隙比、飽和度、液性指數(shù)等指標的基本數(shù)據(jù)，用于評價土的工程性質(zhì)。②．檢驗標準：《鐵路工程土工試驗規(guī)程》TB10102-2010，第4章含水率試驗。③、檢測方法：a.烘干法：適用于各類土。本法為測定含水率的標準方法，粘性土、粉土烘干時間不少于8h，砂類土不少于6h，礫、碎石類土不少于4h。但當土中有機質(zhì)含量超過5%或含石膏或硫酸鹽時，應(yīng)控制溫度在65-70℃,真空干燥像7h或電熱干燥箱18h。b酒精燃燒法：適用于不含有機制的砂類土、粉土和粘性土。c.碳化鈣減量法：適用于各類土。d.核子射線法：適用于現(xiàn)場原位測定填料為細粒土和粗粒土的含水率④、烘干法數(shù)據(jù)處理：ω=(m-ms)/ms×100%…………………式X-10其中：ω—含水率，%；計算至0.1%m—濕土質(zhì)量，g，稱量至0.01gms—干土質(zhì)量，g，稱量至0.01g⑤、平行試驗允許偏差：砂類土、細粒土：含水率10%以下為0.5%；含水率40%以下為≤1%；含水率40%以上為≤2%。礫石類、碎石類土：含水率10%以下為1%；含水率40%以下為≤2%；含水率40%以上為≤3%。⑥、練習題⑴.(多選)測定含水率的方法有()A、烘干法B、酒精燃燒法C、碳化鈣法D、比重法⑵.(判斷)現(xiàn)場平行測定細粒土的含水率為26.5%及27.9%，則含水率的平均值為：27.2%。()⑶.(問答)常用的測試含水率的方法有哪些？并說明各自的適用范圍。2、密度①、試驗目的：測定土的密度，用于計算土的干密度、壓實系數(shù)、孔隙比、孔隙率、飽和度等指標。②．檢驗標準：《鐵路工程土工試驗規(guī)程》TB10102-2010，第5章密度試驗。③、檢測方法及適用范圍：a、環(huán)刀法：適用于粉土和粘性土的密度。b、蠟封法：適用于環(huán)刀難以切削并易碎裂的土的密度。c、灌砂法：適用于現(xiàn)場測定最大粒徑小于75mm的土的密度。d、氣囊法：適用于現(xiàn)場測定最大粒徑小于40mm的土的密度。e、灌水法：適用于現(xiàn)場測定最大粒徑小于200mm的土的密度。f、核子射線法：適用于現(xiàn)場測定填料為細粒土、粗粒土的密度。其中環(huán)刀法和蠟封法為室內(nèi)測定土的密度的方法,這兩個方法都要做平行試驗,其平行誤差不得大于0.03g/cm3。④、練習題⑴.(單選)灌砂法測定土的密度之前，要求標定的內(nèi)容有（）。A、一項B、二項C、三項D、四項⑵(判斷)環(huán)刀法、蠟封法測定密度應(yīng)進行兩次平行測定，兩次測定的差值不得大于0.05g/cm3。（）⑶.(單選)灌砂法適用于最大粒徑()的土，灌水法適用于最大粒徑()的土。A.20mm；B.60mm；C.75mm；D.200mm⑷.(計算)灌砂法測試壓實密度，已知灌入的砂重1200g，量砂的單位重為1.35g/cm3，挖出的濕土重1750g，含水率18.0%。請計算ρ和ρd。3、顆粒密度①、檢測目的：測定土的顆粒密度，用于計算土的孔隙比、孔隙度、飽和度等指標。（土體內(nèi)固體顆粒質(zhì)量與顆粒體積之比值，即為顆粒密度）②．檢驗標準：《鐵路工程土工試驗規(guī)程》TB10102-2010，第6章顆粒密度試驗。③、檢測方法及適用范圍：a、量瓶法：粒徑小于5mm的土；b、浮稱法：粒徑大于、等于5mm的土，且其中大于20mm的顆粒含量應(yīng)小于總土質(zhì)量的10%。c、虹吸法：粒徑大于、等于5mm的土，且其中大于20mm的顆粒含量應(yīng)大于總土質(zhì)量的10%。d、當土中含有小于5mm和大于5mm的顆粒時，則分別用量瓶法、浮稱法或虹吸法測定不同粒徑時的顆粒密度，平均顆粒密度按下式計算：………………式X-11其中：為平均顆粒密度（g/cm3）、為大于和小于5mm粒徑的土粒質(zhì)量占總質(zhì)量的質(zhì)量分數(shù)、為大于和小于5mm粒徑的顆粒密度用此公式計算出的顆粒密度是加權(quán)平均顆粒密度。④、量瓶法測定顆粒密度所使用的主要儀器設(shè)備：分析天平：稱量200g，分度值0.001g；量瓶：容積50或100ml；溫度計：0℃～50℃，分度值0.5℃；恒溫水浴和砂浴等b.樣品的制備把土風干、碾碎、過5mm篩，求出大于和小于5mm的百分數(shù)，把小于5mm的土拌合均勻，放入烘干箱烘至恒重，然后從烘干箱取出轉(zhuǎn)移到干燥器冷卻備用。c.量瓶的校準量瓶使用前必須進行量瓶和水總質(zhì)量的校正，其校正方法應(yīng)按TB10102-2010附錄B規(guī)定進行。d.操作步驟取烘干土樣約15g裝入100mL量瓶內(nèi)（50mL量瓶，取約10g），稱量瓶和土的總質(zhì)量，準確至0.001g。向已裝有土樣的量瓶內(nèi)注入蒸餾水至量瓶的一半處，搖動量瓶，然后將量瓶放在砂浴上煮沸。煮沸時間自懸液沸騰時算起，砂土及粉土不少于30min，黏土及粉質(zhì)黏土不少于1h。煮沸完畢，取下量瓶，冷卻至接近室溫，將事先煮沸并冷卻的蒸餾水注入量瓶至近滿，待瓶內(nèi)懸液溫度穩(wěn)定及懸液上部澄清時，塞好瓶塞，將量瓶放入恒溫水浴中恒溫。恒溫水浴的設(shè)定溫度要比室溫稍高一些，使多余水分自瓶塞毛細管中溢出。溫度平衡后將瓶外壁上的水分擦干后，稱量瓶、水和土的總質(zhì)量，準確至0.001g。并測定量瓶內(nèi)水的溫度，準確至0.5℃。根據(jù)測得的溫度，從已繪制的“溫度與量瓶和水的總質(zhì)量關(guān)系曲線”中查得量瓶和水的總質(zhì)量。e.數(shù)據(jù)處理按照式X-12計算土的顆粒密度………式X-12其中：試樣的質(zhì)量（g）試驗溫度下瓶+水的總質(zhì)量（g）試驗溫度下瓶+水+土的總質(zhì)量（g）T溫度下蒸餾水的密度值（g/cm3），該值列于表X-21,供參考。1990年國際溫標純水密表(kg/m3)表X-21t90(℃)0.00.10.20.30.40.50.60.70.80.90999.840999.846999.853999.859999.865999.871999.877999.883999.888999.8931999.898999.904999.908999.913999.917999.921999.925999.929999.933999.9372999.940999.943999.946999.949999.952999.954999.956999.959999.961999.9623999.964999.966999.967999.968999.969999.970999.971999.971999.972999.9724999.972999.972999.972999.971999.971999.970999.969999.968999.967999.9655999.964999.962999.960999.958999.956999.954999.951999.949999.946999.9436999.940999.937999.934999.930999.926999.923999.919999.915999.910999.9067999.901999.897999.892999.887999.882999.877999.871999.866999.880999.8548999.848999.842999.836999.829999.823999.816999.809999.802999.795999.7889999.781999.773999.765999.758999.750999.742999.734999.725999.717999.70810999.699999.691999.682999.672999.663999.654999.644999.634999.625999.61511999.605999.595999.584999.574999.563999.553999.542999.531999.520999.50812999.497999.486999.474999.462999.450999.439999.426999.414999.402999.38913999.377999.384999.351999.338999.325999.312999.299999.285999.271999.25814999.244999.230999.216999.202999.187999.173999.158999.144999.129999.11415999.099999.084999.069999.053999.038999.022999.006998.991998.975998.95916998.943998.926998.910998.893998.876998.860998.843998.826998.809998.792續(xù)表X-2117998.774998.757998.739998.722998.704998.686998.668998.650998.632998.61318998.595998.576998.557998.539998.520998.501998.482998.463998.443998.42419998.404998.385998.365998.345998.325998.305998.285998.265998.244998.22420998.203998.182998.162998.141998.120998.099998.077998.056998.035998.01321997.991997.970997.948997.926997.904997.882997.859997.837997.815997.79222997.769997.747997.724997.701997.678997.655997.631997.608997.584997.56123997.537997.513997.490997.466997.442997.417997.393997.396997.344997.32024997.295997.270997.246997.221997.195997.170997.145997.120997.094997.06925997.043997.018996.992996.966996.940996.914996.888996.861996.835996.80926996.782996.755996.729996.702996.675996.648996.621996.594996.566996.53927996.511996.484996.456996.428996.401996.373996.344996.316996.288996.26028996.231996.203996.174996.146996.117996.088996.059996.030996.001996.97229995.943995.913995.884995.854995.825995.795995.765995.753995.705995.67530995.645995.615995.584995.554995.523995.493995.462995.431995.401995.37031995.339995.307995.276995.245995.214995.182995.151995.119995.087995.05532995.024994.992994.960994.927994.895994.863994.831994.798994.766994.73333994.700994.667994.635994.602994.569994.535994.502994.469994.436994.40234994.369994.335994.301994.267994.234994.200994.166994.132994.098994.06335994.029993.994993.960993.925993.891993.856993.821993.786993.751993.71636993.681993.646993.610993.575993.540993.504993.469993.433993.397993.36137993.325993.280993.253993.217993.181993.144993.108993.072993.035992.99938992.962992.925992.888992.851992.814992.777992.740992.703992.665992.62839992.591992.553992.516992.478992.440992.402992.364992.326992.288992.25040992.212

t90(℃)012345678940992.212991.826991.432991.031990.623990.208989.786987.358988.922988.47950988.030987.575987.113986.644986.169985.688985.201984.707984.208983.70260983.191982.673982.150981.621981.086980.546979.999979.448978.890978.32770977.759977.185976.606976.022975.432974.837974.237973.632973.021972.40580971.785971.159970.528969.892969.252968.606967.955967.300966.639965.97490965.304964.630963.950963.266962.577961.883961.185960.482959.774959.062100958.345

注：摘自：“最新溫標純水密度表”，周湄生，《計量技術(shù)》2000No.3P.40-42f.注意事項按照TB10102-2010附錄B規(guī)定進行量瓶校正，校正數(shù)據(jù)宜采用Excel進行回歸分析，求出溫度與瓶+水質(zhì)量關(guān)系曲線和回歸方程。如果土中含有可溶鹽、親水性膠體或有機質(zhì)，應(yīng)采用中性液體（如煤油）進行測定。量瓶+水的總質(zhì)量、瓶+水+土的總質(zhì)量和蒸餾水的密度值三者的溫度值應(yīng)該相同。⑤、浮稱法測定顆粒密度，請參閱TB10102-20106.3章節(jié)的規(guī)定進行。⑥．虹吸筒法測定顆粒密度，請參閱TB10102-20106.4章節(jié)的規(guī)定進行。⑦、練習題⑴.(問答)檢測土的顆粒密度的目的是什么？⑵.(問答)顆粒密度的常規(guī)檢測方法有哪些？各適用于什么土？⑶.(問答)當土中既含有小于5mm的土也含有大于5mm的土時，土的顆粒密度應(yīng)怎樣測定？⑷.(計算)土的顆粒密度試驗，大于5mm的顆粒占試樣總質(zhì)量的29.3%，采用浮秤法測得顆粒密度為2.66g/cm3；小于5mm的顆粒占試樣總質(zhì)量的70.7%，采用量瓶法測得顆粒密度為2.74g/cm3。請計算該土樣的平均顆粒密度。4、顆粒分析①．試驗目的：測定土的粒徑級配，為土的分類定名提供依據(jù)。②．檢驗標準：《鐵路工程土工試驗規(guī)程》TB10102-2010第7章顆粒分析試驗③．檢驗方法和適用范圍：篩析法：≤200mm，>0.075mm的土密度計法或移液管法：<0.075mm的土當土中含有大于或小于0.075mm的土各超過總質(zhì)量的10%時，應(yīng)聯(lián)合使用篩析法和密度計法。④．篩析法⑴．主要儀器設(shè)備a.試驗篩：粗篩：孔徑為200、150、100、75、60、40、20、10、5、2mm細篩：孔徑為2、1、0.5、0.25、0.075mmb.臺秤：稱量50kg，分度值50g；案秤：稱量10kg，分度值5g；架盤天平：稱量5kg，分度值1g；天平1kg，分度值0.1g。c.振篩機。d.其他：烘箱、磁盤等。⑵．取樣數(shù)量將土洋風干、碾散、拌勻，用四分法按表X-22取有代表性的試樣。篩析法取樣數(shù)量表X-22土粒粒徑（mm）＜2＜10＜20＜40＜60＜75＜100＜150＜200取樣數(shù)量(g)100-300300-10001000-20002000-4000≥5000≥6000≥8000≥10000≥10000⑶.試驗方法：操作方法、數(shù)據(jù)處理等請參照TB10102-2010第7.2條的有關(guān)規(guī)定辦理。⑷.繪圖對于巨粒土和粗粒土填料，根據(jù)篩分析的試驗結(jié)果，在半對數(shù)坐標紙上，以小于某粒徑的試樣質(zhì)量占試樣總質(zhì)量的百分數(shù)為縱坐標，以土的粒徑為橫坐標，繪制顆粒大小分布曲線。在該曲線上，對應(yīng)于10%的土的粒徑為d10，對應(yīng)于30%的粒徑為d30，對應(yīng)于60%的土的粒徑為d60，按照公式X-13計算不均勻系數(shù)Cu，按照公式X-14計算曲率系數(shù)Cc。最后依據(jù)表X-18判定顆粒級配良好或不良。式X-13…….式X-14其中不均勻系數(shù)曲率系數(shù)顆粒分布曲線上，對應(yīng)于10%的土的粒徑（mm）顆粒分布曲線上，對應(yīng)于30%的土的粒徑（mm）顆粒分布曲線上，對應(yīng)于60%的土的粒徑（mm）⑤.密度計法（本講義只介紹甲種密度計法）⑴.主要儀器設(shè)備a.密度計：甲種密度計的刻度單位以攝氏20℃時每1000ml懸液內(nèi)所含試樣質(zhì)量的克數(shù)表示?？潭茸裕?～50，分度值為0.5。b.量筒：標準量筒1000ml，分度值為10ml，總高度420mm，帶刻度的部分350mm，內(nèi)徑60mm。c.細篩：孔徑為2、0.5、0.25、0.075mmd.洗篩：孔徑為0.075mm。e.其他：洗篩漏斗，攪拌器，天平，烘干箱，秒表，電子鐘等⑵.樣品的制備將土樣風干、碾碎、過2mm篩，求出大于和小于2mm的百分數(shù)。然后把小于2mm的試樣拌合均勻，取樣測定風干含水率。⑶.操作步驟a.取相當于30g干土質(zhì)量的風干土樣倒入500ml三角燒瓶中，加入蒸餾水約200ml，浸泡一個晝夜。然后置于電爐上煮沸40min。b.取一只量筒，上面放漏斗，漏斗上面放0.075mm的洗篩。將錐形瓶中的土和水倒入洗篩中，再取少量的蒸餾水將篩上面的土粒洗干凈。將篩上試樣烘干，稱量，進行細篩分析，并計算各級顆粒占試樣總質(zhì)量的百分數(shù)；移去洗篩和漏斗，往量筒里加入10ml濃度為4%的六偏磷酸鈉溶液，再加蒸餾水至1000ml刻度。c.用攪拌器在量筒里上下插搗1分鐘，取出攪拌器，開動秒表，測記0.5min、1min、5min、30min、120min、1440min時的密度計讀數(shù)(彎液面上沿的讀數(shù))，同時測定每次讀數(shù)時的溫度。⑷.數(shù)據(jù)處理按照式X-15計算小于某粒徑試樣質(zhì)量占試樣質(zhì)量（30g）的百分數(shù)。式X-15其中：試樣質(zhì)量，30g；顆粒密度校正值，見表X-23；甲種密度計的讀數(shù)；懸液溫度校正值，見表X-24；彎液面校正值；--分散劑校正值。 按照式X-16計算試樣顆粒的粒徑。式X-16其中：粒徑計算系數(shù)，見表X-25；某一時間內(nèi)土粒沉降的距離（cm）。由密度計說明書公式計算得到，注意若使用標準量筒則可以直接使用公式計算，若使用非標準量筒則應(yīng)根據(jù)說明書修改公式的系數(shù)；沉降時間（s）應(yīng)用密度計法求出小于0.005mm和小于0.002mm占總土質(zhì)量的百分數(shù)，結(jié)合篩析法的試驗結(jié)果,繪制顆粒大小分布曲線。找出d10、d30、d60，計算Cu和Cc，判斷級配良好與不良。⑸.注意事項a.彎液面校正、分散劑校正的方法請參閱TB10102-2010附錄C。b.分散劑的選擇，一般可以用氨水，也可以根據(jù)pH值的大小選用分散劑。當pH<6.5時可以選用NaOH（氫氧化鈉）做分散劑；當pH6.5～7.5時可以選用NaC204（草酸鈉）做分散劑；當pH>7.5時可以選用(NaPO3)6（六偏磷酸鈉）做分散劑。c.當小于0.075mm的顆粒含量小于或等于總土質(zhì)里10%時，只通過篩析法即能求出d10、d30、d60,求出Cu和Cc，判斷級配良好與不良。所以用不著采用密度計法進行檢測；當小于0.075mm的顆粒含量大于總土質(zhì)量15%時，巨粒土和粗粒土的分類標準對顆粒級配沒要求，所以也用不著采用密度計法進行檢測；只有當小于0.075mm的顆粒含量大于總土質(zhì)量10%且不大于15%時，因為顆粒分布曲線與10%沒有交點，找不到d10，不能計算Cu和Cc，不能判斷級配良好或不良。遇到這種情況就必須采用密度計法求出小于0.005mm和小于0.002mm占總土質(zhì)量的百分數(shù)，結(jié)合篩析法的試驗成果，繪制出完整的顆粒大小分布曲線，才能求出d10、d30、d60，計算Cu和Cc，判斷級配良好或不良。⑥、移液管法⑴.主要儀器設(shè)備a.移液管：容積25ml；b.燒杯：容積50ml；c.分析天平：稱量200g，分度值0.001g；d.其他：與密度計法相同。⑵.樣品及懸液的制備與密度計法相同。⑶.操作步驟a.將裝有懸液的量筒置于恒溫水槽中至懸液溫度穩(wěn)定，測定懸液的溫度。b.由公式得公式，計算某特定粒徑（如0.02mm）下沉一定深度（如10cm）需要靜置的時間。c.用攪拌器在懸液中上下攪拌1分鐘，取出攪拌器開動秒表，按計算的時間在懸液面下10cm深處，用移液管吸取25ml懸液，移入燒杯中，先蒸發(fā)，再烘干，稱取干試樣的質(zhì)量。甲種密度計顆粒密度校正值Cs表X-23顆粒密度ρs（g/cm3）顆粒密度校正值Cs顆粒密度ρs（g/cm3）顆粒密度校正值Cs2.501.0382.700.9892.521.0322.720.9842.541.0272.740.9812.561.0222.760.9762.581.0172.780.9732.601.0122.800.9692.621.0072.820.9642.641.0022.840.9612.660.9972.860.9582.680.9932.880.954甲種密度計溫度校正值mT表X-24懸液溫度(℃)溫度校正值mT懸液溫度(℃)溫度校正值mT10.0-2.020.00.010.5-1.920.5+0.111.0-1.921.0+0.311.5-1.821.5+0.512.0-1.822.0+0.612.5-1.722.5+0.813.0-1.623.0+0.913.5-1.523.5+1.114.0-1.424.0+1.314.5-1.324.5+1.515.0-1.225.0+1.715.5-1.125.5+1.916.0-1.026.0+2.116.5-0.926.5+2.217.0-0.827.0+2.517.5-0.727.5+2.618.0-0.528.0+2.918.5-0.428.5+3.119.0-0.329.0+3.319.5-0.129.5+3.530.0+3.7粒徑計算系數(shù)K值表X-25溫度℃顆粒密度（g/cm3）2.52.552.602.652.702.752.802.852.902.953.005.00.13620.13400.13190.12980.12790.12610.12430.12260.12100.11940.11805.50.13510.13290.13090.12880.12690.12510.12330.12170.12000.11850.11706.00.13420.13200.12990.12790.12600.12420.12250.12080.11920.11770.11626.50.13310.13100.12890.12690.12510.12330.12150.11990.11830.11670.11537.00.13220.13000.12800.12600.12420.12240.12070.11890.11740.11590.11457.50.13120.12900.12700.12510.12320.12140.11970.11810.11650.11500.11368.00.13030.12810.12610.12420.12240.12060.11890.11730.11580.11420.11288.50.12930.12720.12520.12330.12140.11970.11800.11640.11490.11340.11209.00.12840.12630.12430.12240.12060.11880.11720.11560.11410.11260.11129.50.12740.12540.12340.12150.11970.11800.11630.11470.11320.11180.110410.00.12660.12450.12260.12070.11890.11720.11560.11400.11250.11100.109610.50.12570.12370.12170.11980.11820.11650.11470.11320.11170.11020.108811.00.12480.12280.12090.11900.11730.11560.11400.11240.11090.10950.108111.50.12390.12190.12000.11820.11640.11470.11310.11160.11010.10870.107312.00.12310.12110.11920.11740.11560.11400.11240.11080.10940.10800.106612.50.12230.12060.11840.11660.11500.11330.11160.11010.10870.10730.105913.00.12150.11950.11760.11580.11410.11250.11090.10940.10800.10650.105213.50.12070.11870.11680.11510.11340.11180.11020.10870.10720.10580.104514.00.11990.11790.11610.11430.11260.11100.10940.10790.10650.10510.103814.50.11910.11720.11530.11350.11180.11020.10870.10720.10580.10450.103115.00.11830.11640.11460.11280.11120.10960.10800.10650.10520.10380.102515.50.11750.11560.11380.11210.11030.10870.10730.10580.10440.10310.101816.00.11680.11490.11310.11140.10970.10820.10660.10520.10380.10240.101216.50.11610.11420.11240.11070.10910.10750.10600.10450.10310.10180.100517.00.11530.11340.11170.11000.10840.10680.10530.10380.10250.10120.099917.50.11460.11270.11090.10920.10770.10620.10460.10320.10180.10050.0992續(xù)表X-25溫度℃顆粒密度（g/cm3）2.52.552.602.652.702.752.802.852.902.953.0018.00.11390.11200.11030.10860.10700.10540.10400.10250.10120.09990.098618.50.11320.11130.10960.10790.10640.10490.10330.10190.10060.09930.098019.00.11250.11060.10890.10720.10570.10410.10270.10130.10000.09860.097419.50.11180.11000.10830.10660.10500.10350.10210.10070.09930.09810.096820.00.11110.10930.10760.10590.10440.10290.10140.10000.09870.09740.096220.50.11040.10860.10690.10530.10390.10240.10080.09940.09810.09690.095621.00.10980.10800.10630.10470.10310.10160.10020.09880.09760.09630.095121.50.10910.10740.10570.10410.10260.10110.09560.09830.09700.09570.094522.00.10850.10670.10500.10340.10190.10040.09900.09770.09640.09510.094022.50.10780.10610.10440.10280.10130.09990.09840.09710.09580.09460.093423.00.10720.10550.10380.10220.10070.09930.09790.09650.09530.09400.092923.50.10660.10480.10320.10160.10020.09880.09730.09600.09470.09350.092324.00.10600.10430.10260.10110.09960.09820.09680.09540.09420.09300.091824.50.10540.10360.10200.10050.09900.09760.09620.09490.09360.09240.091325.00.10480.10310.10150.09990.09840.09700.09570.09440.09310.09190.090825.50.10420.10250.10090.09930.09790.09650.09510.09380.09260.09140.090226.00.10360.10190.10030.09880.09730.09590.09460.09330.09210.09090.089726.50.10300.10130.09970.09820.09680.09540.09400.09270.09150.09030.089227.00.10250.10080.09920.09770.09630.09490.09360.09230.09110.08990.088827.50.10180.10020.09860.09710.09570.09430.09300.09170.09050.08930.088228.00.10130.09970.09810.09660.09520.09380.09250.09120.09000.08890.087828.50.10080.09910.09760.09610.09480.09350.09200.09070.08950.08840.087329.00.10020.09860.09700.09560.09420.09280.09150.09030.08910.08790.086829.50.09970.09800.09650.09500.09390.09260.09100.08970.08860.08740.086330.00.09920.09750.09600.09460.09320.09180.09060.08930.08810.08700.085930.50.09860.09700.09550.09400.09270.09130.09000.08880.08760.08650.0854⑷.數(shù)據(jù)處理按公式X-17計算小于某粒徑（如0.02mm）的試樣質(zhì)量占試樣總質(zhì)量的百分數(shù)。式X-17其中：吸取25ml懸液中的干試樣質(zhì)量（g）懸液的總體積（1000ml）吸取懸液的體積（25ml）干試樣質(zhì)量（30g）⑦注意事項:高速鐵路、客運專線基床表層用級配碎石的技術(shù)條件中有一條：0.02mm以下顆粒不應(yīng)大于3%。檢測0.02mm以下的顆粒含量最適宜的方法就是移液管法。⑧.練習題⑴.(填空)土顆粒分析試驗常用的方法包括（）、（）、（）。⑵.(填空)評價土的級配指標有（）和（），前者的定義式為（），后者的定義式為（）。⑶.（單選）以X表示小于某粒徑的試樣質(zhì)量占試樣總質(zhì)量的百分數(shù)，以d表示土粒直徑。土的顆粒分析數(shù)據(jù)表示在（）圖形上。A、X～dB、lgX～dC、lgX～lgdD、X～lgd⑷.（單選）高速鐵路路基的基床表層用級配碎石填筑，其小于0.02mm的顆粒含量用以下哪個方法檢測較為適宜。()A.篩析法；B.密度計法；C.移液管法⑸.(多選)土的顆粒分析試驗時，當小于0.075mm的顆粒含量小于總土質(zhì)量10%時應(yīng)當采用()檢測；當小于0