土工物理力學性試驗規(guī)范方案(可編輯)

./1物理力學特性試驗1.1密度試驗密度試驗采用環(huán)刀法進行,該方法適用于細粒土。1.1.1儀器設(shè)備：本試驗所用的主要儀器設(shè)備應(yīng)符合下列規(guī)定：1環(huán)刀：內(nèi)徑61.8mm和79.8mm,高度20mm；2天平：稱量500g,最小分度值0.1g；稱量200g,最小分度值0.01g。1.1.2試驗步驟：1稱量環(huán)刀的質(zhì)量m環(huán)2根據(jù)試驗要求用用環(huán)刀切取試樣時應(yīng)在環(huán)刀內(nèi)壁涂一薄層凡上林刃口向下放在土樣上將環(huán)刀垂直下壓并用切主刀沿環(huán)刀外側(cè)切削土樣邊壓邊削至土樣高出環(huán)刀根據(jù)試樣的軟硬采用鋼絲據(jù)或切土刀整平環(huán)刀兩端土樣擦凈環(huán)刀外壁稱環(huán)刀和土的總質(zhì)量m總3試樣的濕密度,按下式進行計算：ρ式中ρ04試樣的干密度,按下式進行計算；ρ式中ρd5本試驗應(yīng)進行兩次平行測定,兩側(cè)測定的差值不得大于0.03g/cm3,取兩側(cè)測值的平均值。1.2比重試驗1.2.1一般規(guī)定1對于小于等于和大于土顆粒組成的土應(yīng)分別采用比重瓶法、浮稱法和虹吸管法測定比重2土顆粒的平均比重應(yīng)按下式計算：G式中：GsmGs1Gs2P1P23本試驗必須進行兩次平行測定,兩次測定的差值不得大于0.01,取兩次測值的平均值。1.2.2比重瓶法本試驗方法適用于粒徑小于5mm的各類土。1本試驗所用的儀器設(shè)備,應(yīng)符合下列規(guī)定：1比重瓶：容積100mL或50mL,分長頸和短頸兩種。2恒溫水槽：準確度為±1℃。3砂?。簯?yīng)能調(diào)節(jié)溫度。4天平：稱量200g,最小分度值0.001g。5溫度計：刻度為0~50℃,最小分度值為0.5℃。2比重瓶的校準,按下列步驟進行：1將比重瓶洗凈烘干置于干燥器內(nèi)冷卻后稱量準確至0.001g。2將煮沸經(jīng)冷卻的純水注入比重瓶對長頸比重瓶注水至刻度處對短頸比重瓶應(yīng)注滿純水塞緊瓶塞多余水自瓶塞毛細管中溢出將比重瓶放入恒溫水槽直至瓶內(nèi)水溫穩(wěn)定取出比重瓶擦干外壁稱瓶水總質(zhì)量準確至0.001g。測定恒溫水槽內(nèi)水溫準確至0.5℃。3調(diào)節(jié)數(shù)個恒溫水槽內(nèi)的溫度溫度差宜為測定不同溫度下的瓶水總質(zhì)量每個溫度時均應(yīng)進行兩次平行測定兩次測定的差值不得大于0.002g,取兩次測值的平均值繪制溫度與瓶水總質(zhì)量的關(guān)系曲線。試驗步驟將比重瓶烘干。稱烘干試樣15g〔當用50mL比重瓶時,稱烘干試樣10g裝入比重瓶稱試樣和瓶的總質(zhì)量,準確至0.001g。2向比重瓶內(nèi)注入半瓶純水搖動比重瓶并放在砂浴上煮沸,煮沸時間自懸液沸騰起砂土不應(yīng)少于30min,粘土粉土不得少于1h。沸騰后應(yīng)調(diào)節(jié)砂浴溫度比重瓶內(nèi)懸液不得溢出。對砂土宜用真空抽氣法；對含有可溶鹽有機質(zhì)和親水性膠體的土必須用中性液體煤油代替純水,采用真空抽氣法排氣,真空表讀數(shù)宜接近當?shù)匾粋€大氣負壓值,抽氣時間不得少于1h。注：用中性液體,不能用煮沸法。3將煮沸經(jīng)冷卻的純水〔或抽氣后的中性液體注入裝有試樣懸液的比重瓶。當用長頸比重瓶時注純水至刻度處；當用短頸比重瓶時應(yīng)將純水注滿,塞緊瓶塞,多余的水分自瓶塞毛細管中溢出。將比重瓶置于恒溫水槽內(nèi)至溫度穩(wěn)定,且瓶內(nèi)上部懸液澄清。取出比重瓶,擦干瓶外壁,稱比重瓶水試樣總質(zhì)量,準確至0.001g；并應(yīng)測定瓶內(nèi)的水溫,準確至0.5℃。4從溫度與瓶水總質(zhì)量的關(guān)系曲線中查得各試驗溫度下的瓶、水總質(zhì)量。5土粒的比重,應(yīng)按下式計算：〔1.2.2式中：mbwmbwsGiT—T℃時純1.2.3浮稱法本試驗方法適用于粒徑等于、大于5mm的各類土,且其中粒徑大于20mm的土質(zhì)量應(yīng)小于總土質(zhì)量的10%。1儀器設(shè)備鐵絲筐：孔徑小于5mm,邊長為10~15cm,高為10~20cm。盛水容器：尺寸應(yīng)大于鐵絲框浮稱天平：稱量2000g,最小分度值0.5g。2試驗步驟取代表性試樣500~1000g,降試樣表面清洗潔凈,浸入水中一晝夜后取出,放入鐵絲筐,并緩慢地將鐵絲筐浸沒于水中,在水中搖動至試樣中無氣泡冒出。稱鐵絲筐和試樣在水中的質(zhì)量,取出試樣烘干,并稱烘干試樣質(zhì)量。稱鐵絲筐在水中的質(zhì)量,并測定盛水容器內(nèi)水溫,準確至0.5℃。土粒比重,按下式進行計算：〔1.2.3式中：m1sm1GwT—T℃1.2.4虹吸筒法本試驗方法適用于粒徑等于、大于5mm的各類土,且其中粒徑大于20mm的土質(zhì)量等于、大于土總質(zhì)量的10%。1儀器設(shè)備：虹吸筒裝置:由虹吸筒和虹吸管組成。天平：稱量1000g,最小分度值0.1g。量筒：容積應(yīng)大于500mL。2試驗步驟：取代表性試樣700-1000g,試樣應(yīng)清洗潔凈。浸入水中一晝夜后取出晾干,對大顆粒試樣宜用干布擦干表面,并稱量試樣質(zhì)量。將清水注入虹吸筒至虹吸管口有水溢出時關(guān)管夾,試樣緩緩放入虹吸筒中,邊放邊攪拌,至試樣中無氣泡溢出為止,攪動時水不得濺出筒外。當虹吸筒內(nèi)水面平穩(wěn)時開管夾,讓試樣排開的水通過虹吸管流入量筒,稱量筒與水總質(zhì)量,準確至0.5g。并測定量筒內(nèi)水溫,準確到0.5℃。取出試樣烘至恒量,稱烘干試樣質(zhì)量,準確至0.1g。稱量筒質(zhì)量,準確至0.5g。土粒比重的計算,按下式進行：〔1.2.4式中：mcmcwmad—晾干試樣的質(zhì)量1.3顆粒分析進行顆粒分析試樣的方法有篩析法,密度計法和移液管法。其中篩析法適用于粒徑小于、等于60mm,大于0.075mm的土,而密度計法好移液管法適用于粒徑小于0.075mm的細粒土。針對來樣粒徑大小合理選用相應(yīng)的方法。1.3.1篩析法1儀器設(shè)備：分析篩：粗篩〔孔徑為60mm、40mm、20mm、10mm、5mm、2mm和細篩〔孔徑為2.0mm、1.0mm、0.5m、0.25mm、0.075mm。天平：稱量5000g,最小分度值1g；稱量1000g,最小分度值0.1g；稱量200g,最小分度值0.01g。振篩機其他：烘箱、研缽、瓷盤、毛刷等。2篩析法的取樣數(shù)量,應(yīng)符合表1.3.1的規(guī)定：表1.3.1取樣數(shù)量顆粒尺寸〔mm取樣數(shù)量〔g<2100~300<10300~1000<201000~2000<402000~4000<604000以上3試驗步驟：按本標準表1.3.1的規(guī)定稱取試樣質(zhì)量,應(yīng)準確至0.1g,試樣數(shù)量超過500g時,應(yīng)準確至1g將試樣過2mm篩,稱篩上和篩下的試樣質(zhì)量。當篩下的試樣質(zhì)量小于試樣總質(zhì)量的10%時,不作細篩分析；篩上的試樣質(zhì)量小于試樣總質(zhì)量的10%時,不作粗篩分析。取篩上的試樣倒入依次疊好的粗篩中,篩下的試樣倒入依次疊好的細篩中,進行篩析。細篩宜置于振篩機上震篩,振篩時間宜為10~15min。再接由上而下的順序?qū)⒏骱Y取下,稱各級篩上及底盤內(nèi)試樣的質(zhì)量,應(yīng)準確至0.1g。篩后各級篩上和篩底上試樣質(zhì)量的總和與篩前試樣總質(zhì)量的差值,不得大于試樣總質(zhì)量的1%4含有細粒土顆粒的砂土的篩析法試驗應(yīng)按下列步驟進行：按本標準表1.3.1的規(guī)定稱取試樣質(zhì)量,置于盛水容器中充分攪拌,使試樣的粗細顆粒完全分離。將容器中的試樣懸液通過2mm篩,取篩上的試樣烘干至恒量,稱烘干試樣的質(zhì)量,應(yīng)準確到0.01g,并按本方法第3條3、4款的步驟進行粗篩分析,取篩下的試樣懸液,用帶橡皮頭的研桿研磨,再過0.075mm篩,并將篩上試樣烘至恒量,稱烘干試樣質(zhì)量,應(yīng)準確至0.1g,然后按本方法第3條3、4款的步驟進行細篩分析。當粒徑小于0.075mm的試樣質(zhì)量大于試樣總質(zhì)量的10%時,應(yīng)按本標準密度計法或移液管法測定小于0.075mm的顆粒組成。5結(jié)果整理：1小于某粒徑的試樣質(zhì)量占試樣總質(zhì)量的百分比,按下式計算：X=mAmB?式中：X—小于某粒徑的試樣質(zhì)量占試樣總質(zhì)量的百分比〔%；mAmBdx—粒徑小于2mm的試樣質(zhì)量占總質(zhì)量的百分比〔%。以小于某粒徑的試樣質(zhì)量占試樣總質(zhì)量的百分比為縱坐標,顆粒粒徑為橫坐標,在單對數(shù)坐標上繪制顆粒大小分布曲線。必要時計算級配指標：不均與系數(shù)和曲率系數(shù)。不均與系數(shù)按下式計算：Cu=d式中：Cud60的60%；d10曲率系數(shù)按下式計算：Cc=d式中：Ccd301.3.2密度法1主要儀器設(shè)備：密度計：甲種密度計或乙種密度計。量筒：內(nèi)徑約60mm,容積1000mL,高月420mm,刻度0~1000mL,準確至10mL.細篩：孔徑0.075mm。細篩漏斗：上口直徑大于細篩直徑,下口直徑略小于量筒內(nèi)徑。其他：攪拌器,煮沸設(shè)備,溫度計,秒表,錐形瓶等。2本試驗所用試劑,應(yīng)符合下列規(guī)定：4%六偏磷酸鈉：溶解4g六偏磷酸鈉〔NaNO36于100mL水中。5%酸性硝酸銀溶液：溶解5g硝酸銀〔AgNO3于100mL的10%硝酸〔HNO3溶液中。5%酸性氯化鋇溶液：溶解5g氯化鋇〔BaCl2于100mL的10%鹽酸〔HCl溶液中。3密度計法試驗步驟：試驗的試樣,宜采用風干試樣。當試樣中的易溶鹽含量大于0.5%時,應(yīng)洗鹽。易溶鹽含量的檢驗方法可用電導法或目測法〔其具體的方法步驟參見GB50123-1999《土工試驗方法標準》中條第1款。2城區(qū)具有代表性風干試樣200~300g,過2mm篩,求出篩上試樣占試樣總質(zhì)量的百分比。取篩下土測定試樣風干含水率。試樣干質(zhì)量為30g的風干試樣質(zhì)量按下式計算：當易溶鹽含量小于1%時,m0=301+0.01當易溶鹽含量大于、等于1%時,m0=30式中：W—易溶鹽含量〔%。將風于試樣或洗鹽后在濾紙上的試樣,倒入500mL錐形瓶,注入L純水200m,浸泡過夜,然后置于煮沸設(shè)備上煮沸,煮沸時間宜為40min。將冷卻后的懸液移入燒杯中,靜置1min,通過洗篩漏斗將上部懸液過0.075mm篩,遺留杯底沉淀物用帶橡皮頭研杵研散,再加適量水攪拌,靜置1min,再將上部懸液過0.075mm篩,如此重復清洗直至杯底砂礫洗凈,將篩上和杯中砂礫合并洗入蒸發(fā)皿中,傾去清水,烘干,稱量并按本標準1.3.1第3條第3、4款進行細篩分析,并計算各級顆粒占試樣總質(zhì)量的百分比。將過篩懸液倒入量筒,加入4%六偏磷酸鈉10mL,在注入純水至1000mL。注：對加入六偏磷酸鈉后仍產(chǎn)生凝聚的試樣應(yīng)選用其他分散劑。將攪拌器放入量筒中,沿懸液深度上下攪拌1min,取出攪拌器,立即開動秒表,將密度計放入懸液中,測計0.5、1、2、5、15、30、60、120和1440min時的密度計讀書。每次讀書均應(yīng)在預定時間前10-20s,將密度計放入懸液中。且接近讀數(shù)的深度,保持密度計浮泡處在量筒中心,不得貼近量筒內(nèi)壁。密度計讀數(shù)均已彎液面上緣為準。甲種密度計應(yīng)準確至0.5,乙種密度計應(yīng)準確至0.0002。每次讀書后,應(yīng)取出密度計放入盛有純水的量筒中,并應(yīng)測定相應(yīng)懸液的溫度,準確至0.5℃,放入或取出密度計時,應(yīng)小心輕放,不得擾動懸液。小于某粒徑的試樣質(zhì)量占總質(zhì)量的百分比及試樣顆粒粒徑的計算參見GB50123-1999《土工試驗方法標準》及。1.3.3移液管法1儀器設(shè)備：移液管：容積25mL；燒杯：容積50mL；天平：稱量200g,最小分度值0.001g。其他。2試驗步驟：取代表性試樣,粘土10~15g；砂土20g,準確至0.001g,并按1.3.2中1~5款的步驟制備懸液。將裝置懸液的量筒置于恒溫水槽中,側(cè)記懸液溫度,準確至0.5℃,試驗過程中懸液溫度變化范圍為±0.5℃。并按GB50123-1999《土工試驗方法標準》公式計算小于0.5、0.01、0.005、0.002mm和其他粒徑下沉一定深度所需的靜置時間〔或查GB/T50123《土工試驗方法標準》中表。用攪拌器沿懸液深度上下攪拌1min,取出攪拌器,開動秒表,將移液管的二通閥置于關(guān)閉位置、三通閥置于移液管和吸球相同的位置,根據(jù)各粒徑所需的靜置時間,提前10s將移液管放入懸液中,浸入深度為10cm,用吸球吸取懸液。吸取量應(yīng)不少于25mL。旋轉(zhuǎn)三通閥,使吸球與放液口相通,將多余的懸液從放液口流出,手機后導入原懸液中。將移液管下口放入燒杯內(nèi),旋轉(zhuǎn)三通閥,使吸球和移液管想通,用吸球?qū)乙簲D入燒杯中,從上口導入少量純水,旋轉(zhuǎn)二通閥,使上下口連通,水則通過移液管將懸液吸入燒杯中。10將燒杯內(nèi)的懸液蒸干,在105~110℃溫度下烘至恒量,稱燒杯內(nèi)試樣質(zhì)量,準確至0.001g。11小于某粒徑的試樣質(zhì)量占試樣總質(zhì)量的百分比,應(yīng)按下式計算：X=mx?式中：VxVxmd12繪制顆粒大小分布曲線。1.4滲透試驗1.4.1一般規(guī)定1常水頭滲透試驗適用于粗粒土,變水頭滲透試驗適用于細粒土。2本試驗采用的純水,應(yīng)在試驗前用抽氣法或者非法脫氣。試驗時的水溫宜高于實驗室溫度3~4℃。3本試驗以水溫20℃為標準溫度,標準溫度下的滲透系數(shù)應(yīng)按下式計算：k20=kTη式中：k20ηT—T℃η20—20℃粘滯系數(shù)比ηTη20根據(jù)計算的滲透系數(shù),應(yīng)取3~4個在允許差值范圍內(nèi)的數(shù)值平均值,作為試樣在該孔隙比下的滲透系數(shù)〔允許差值不大于2X10-n。1.4.2常水頭滲透試驗1儀器設(shè)備：常水頭滲透儀裝置：由金屬封底圓筒、金屬孔板、濾網(wǎng)、測壓管和供水瓶組成〔圖1.4.2。金屬圓通內(nèi)徑為10cm,高40cm。當使用其他尺寸的圓筒時,圓通內(nèi)徑應(yīng)大于試樣最大粒徑的10倍。圖1.4.1常水頭滲透裝置1-金屬圓管；2-金屬孔板；3-測壓孔；4-測壓管；5-溢水孔；6-滲水孔；7-調(diào)節(jié)管；8-滑動架；9-供水瓶；10-供水管；11-止水夾；12-量杯；13-溫度計；14-試樣；15-礫石層2試驗步驟：按圖1.4.1裝好儀器,量測濾網(wǎng)至筒頂?shù)母叨?將調(diào)節(jié)管和供水管相連,從滲水孔向圓筒充水至高出濾網(wǎng)頂面。取代表性的風干試樣3~4kg,測定其風干含水率。將風干土樣分層裝入圓筒內(nèi),每層2~3cm,根據(jù)要求的孔隙比,控制試樣的厚度。當試樣中含粘粒時,應(yīng)在濾網(wǎng)上鋪2cm厚的粗砂作為過濾層,防止細粒流失。每層試樣裝完后從滲水孔向圓筒充水至試樣頂面,最后一層試樣應(yīng)高出測壓管3~4cm,并在試樣頂面鋪2cm的礫石作為緩沖層。當水面高出試樣頂面時,應(yīng)繼續(xù)充水至溢水孔有水溢出。量試樣頂面至筒頂高度,計算試樣高度,稱剩余土樣質(zhì)量,計算試樣質(zhì)量。檢查測壓管水位,當測壓管與溢水孔水位不平時,用吸球調(diào)整測壓管水位,直至兩者水位水平。將調(diào)節(jié)管提高至溢水孔以上,將供水管放入圓筒內(nèi),開止水夾,使水由頂部注入圓筒,降低調(diào)節(jié)管至試樣上不1/3高度處,形成水位差使水滲入試樣,經(jīng)過調(diào)解管流出。調(diào)節(jié)供水管止水夾,使浸入圓筒的水量多于溢出的水量,溢水孔始終有水溢出,保持圓筒內(nèi)水位不變,試樣處于常水頭下滲透。當測壓管水位穩(wěn)定后,測記水位。并計算各測壓管之間的水位差。按規(guī)定時間記錄滲出水量,接取滲出水量時,調(diào)節(jié)關(guān)口不得浸入水中,測量進水和出水處的水溫,取平均值。降低調(diào)節(jié)管至試樣的中部和下部1/3處,按本條5、6款的步驟重復測定滲出水量和水溫,當不同水力坡降下測定的數(shù)據(jù)接近時,結(jié)束試驗。常水頭滲透系數(shù)按下式計算：kT=QL式中：kT—水溫為T℃Q—時間t秒內(nèi)的滲出水量〔cm3；L—兩測壓管中心間的距離〔cm;A—試樣的斷面積〔c㎡；H—平均水位差〔cm；t—時間〔s。1.4.3變水頭滲透試驗1儀器設(shè)備：滲透容器：由環(huán)刀、透水石、套環(huán)、上蓋和下蓋組成。環(huán)刀內(nèi)徑61.8mm,高40mm；透水石的滲透系數(shù)應(yīng)大于10-3cm/s。變水頭裝置：由滲透容器、變水頭管、供水瓶、進水管等組成〔如圖1.4.3。變水頭管的內(nèi)徑應(yīng)均勻,管徑不大于1cm,管外壁應(yīng)有最小分度為1.0mm的刻度,長度宜為2m左右。圖1.4.3變水頭滲透裝置1-變水頭管；2-滲透容器；3-供水瓶；4-接水源管；5-進水管夾；6-排氣管；7-出水管2試驗步驟：將裝有試樣的環(huán)刀裝入滲透容器,用螺母旋緊,要求密封至不漏水不漏氣。對不易透水的試樣,進行抽氣飽和；對飽和試樣和教易透水的試樣,直接用變水頭裝置的水頭進行試樣飽和。將滲透容器的進水口與變水頭管連接,利用供水瓶中的純水向進水管注滿水,并滲入滲透容器,開排氣閥,排除滲透容器底部的空氣,排除滲透容器地步的空氣,直至溢出水中無氣泡,關(guān)排水閥,放平滲透容器,關(guān)進水管夾。向變水頭管注純水。使水升至預定高度,水頭高度根據(jù)試樣結(jié)構(gòu)的疏松程度確定,一般不應(yīng)大于2m,待水位穩(wěn)定后切斷水源,開進水管夾,使水通過試樣,當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,按預定時間間隔測記水頭和時間的變化,并測記出水口的水溫。將變水頭管中的水位變換高度,待水位穩(wěn)定再進行測記水頭和時間的變化,重復試驗5~6次。當不同開始水頭下測定的滲透系數(shù)在允許誤差范圍內(nèi)時,結(jié)束試驗。變水頭滲透系數(shù)按下式進行計算：kT=2.3aL式中：a—變水頭管的斷面積〔cm22.3—ln和log的變換因數(shù)；L——滲透路徑,即試樣的高度〔cm；t1、tH1、H1.5界限含水率試驗本試驗的目的是為了測定細粒土的液限、塑限和縮限以便計算塑性指數(shù)、劃分土類,供設(shè)計、施工使用。以下測定液限、塑限和縮限的試驗方法均只適用于粒徑小于0.5mm以及有機質(zhì)含量不大于試樣總質(zhì)量5%的土。1.5.1液、塑限聯(lián)合測定法1試驗設(shè)備1液塑限聯(lián)合測定儀：包括帶標尺的圓錐儀、電磁鐵、顯示屏、控制開關(guān)。圓錐質(zhì)量76g,錐角30°；讀數(shù)顯示宜采用光電式、游標式和百分表示。2試樣杯：內(nèi)徑為40mm,高度30mm。3天平：稱量200g,最小分度值0.1g。4其他：烘箱,干燥缸,鋁盒,調(diào)土刀,篩〔孔徑0.5mm,凡士林等。AABCDFEA、顯示屏；B、電磁鐵；C、帶標尺的圓錐儀；D、試樣杯；E、升降座；F、控制開關(guān)圖1.5.1-1液塑限聯(lián)合測定儀示意圖2試驗步驟1本試驗宜采用天然含水率試樣。當土樣不均勻時,采用風干試樣。當試樣中含有粒徑大于0.5mm的土粒和雜物時,應(yīng)過0.5mm的篩。2取代表性土樣約250g,將試樣放在盛土皿中,然后加純水,將土樣調(diào)成均勻膏狀,浸潤過夜。3將制備的試樣充分調(diào)拌均勻,密實地填入試樣杯中,應(yīng)使空氣逸出。對較干的試樣應(yīng)充分揉搓。高出試樣杯的余土用刮土刀刮平。4將試樣杯放在聯(lián)合測定儀的升降座上,在圓錐上抹醫(yī)保曾凡士林,接通電源,使電磁鐵吸住圓錐。5調(diào)節(jié)零點,將屏幕上的標尺調(diào)在零位,調(diào)整升降座、使圓錐尖接觸試樣表面,指示燈亮時圓錐在自重作用下沉入試樣,經(jīng)5s后測讀圓錐下沉的深度〔顯示在屏幕上,取出試樣杯,挖去錐尖入土處的凡士林,取錐體附近的試樣不少于10g,放入稱量盒內(nèi),測定含水率。6將全部試樣再加水或吹干并調(diào)勻,重復3~5的步驟分別測定第二點、第三點試樣的圓錐下沉深度及相應(yīng)含水率。液塑限聯(lián)合測定不應(yīng)少于3點。注：圓錐入土深度宜為3~4mm,7~9mm,15~17mm。7以含水率為橫坐標,圓錐入土深度為縱坐標在雙對數(shù)坐標紙上繪制關(guān)系曲線〔如圖1.5.3,三點應(yīng)在一直線上如圖中A線。當三點不在一條直線上時,通過高含水率的點分別和其余兩點連成直線,在下沉2mm處查得相應(yīng)的2個含水率,當兩個含水率的差值小于2%時,應(yīng)以兩點含水率的平均值與高含水率的一點連成一條直線〔如圖中B線；當兩個含水率的差值大于、等于2%時,應(yīng)重做試驗。8在含水率與圓錐下沉深度的關(guān)系曲線上查得下沉深度為17mm所對應(yīng)的含水率為液限,查得下沉深度為10mm所對應(yīng)的含水率為10mm液限,查得下沉深度為2mm所對應(yīng)的含水率為塑限,取值以百分數(shù)表示,準確至0.1%。圖1.5.1-2圓錐下沉深度與含水率的關(guān)系曲線3、塑性指數(shù)和液性指數(shù)分別按下面兩式計算：Ip=wL-wp1.5.1-1IL=<w0-wp>/Ip1.5.1-2式中：Ip——塑性指數(shù)；IL——液限指數(shù),計算至0.01；wL——液限〔%；wp——塑限〔%1.5.2滾搓法1儀器設(shè)備1毛玻璃板：尺寸宜為200mm×300mm。2分度值為0.02mm的卡尺或者縫隙3mm的模板或米格紙。3天平：稱量200g,分度值0.01g。4其他：烘箱,干燥缸,鋁盒,篩〔孔徑0.5mm等。5天平應(yīng)按相應(yīng)的檢定規(guī)程進行檢定。2試驗步驟1取過0.5mm篩的代表性試樣約100g,放在盛土皿中加純水攪拌均勻,加水量應(yīng)使試樣超過塑限,浸潤靜置約24h。2將制備好的試樣放在手中揉捏至不粘手,捏扁試樣,如出現(xiàn)裂縫則表示其含水率已接近塑限。3取接近塑限含水率的試樣一小塊,用手捏成橢圓形,然后再放在毛玻璃板上用手掌滾搓,滾搓時手掌的壓力要均勻地施加在土條上,不得使土條在毛玻璃板上無力滾動。土條不得出現(xiàn)空心現(xiàn)象,土條長度不宜大于手掌寬度。4當土條直徑搓成3mm時產(chǎn)生裂縫,并開始斷裂,表示試樣達到塑限含水率。當土條直徑搓成3mm時不產(chǎn)生裂縫,表示試樣的含水率高于塑限；若土條直徑大于3mm時開始斷裂,則表示試樣的含水率低于塑限。以上兩種情況均應(yīng)重新取樣進行試樣。5取直徑3mm有裂縫的土條3~5g,放入稱量盒內(nèi),隨即蓋緊盒蓋,然后測定土條的含水率。此含水率即為塑限。6滾搓法塑限試驗每組試驗的試樣應(yīng)為兩個,兩個試樣試驗的差值,高液限土不得大于2%,低液限土不得大于1%。取其算術(shù)平均值,精確至0.1%。1.5.3碟式儀液限試驗1儀器設(shè)備：1碟式液限儀：由銅碟、支座及底座組成的專業(yè)儀器,并有專用的,帶量規(guī),具有一定形狀和尺寸的開槽器,如圖1.5.1。銅碟為一球面,球半徑為54mm,中心深27mm；支架應(yīng)有對銅碟起落高度進行微調(diào)的裝置,搖柄沒轉(zhuǎn)動一次,銅碟起落高度應(yīng)為10mm；底座應(yīng)為硬橡膠制成。A、劃刀；B、銷子；C、土碟；D、支架；E、蝸輪；F、搖柄；G、底座；H、調(diào)整板；I、螺絲圖1.5.3-1碟式液限儀2天平：稱量200g,分度值0.01g。3其他：烘箱,干燥缸,鋁盒,調(diào)土刀,篩〔孔徑0.5mm。4天平應(yīng)按相應(yīng)的檢定規(guī)程進行檢定。2碟式儀的校準步驟：1松開調(diào)整板的定位螺釘,將開槽器上的量規(guī)墊在銅碟與底座之間,用調(diào)整螺釘將銅碟提升高度調(diào)整到10mm。2保持量規(guī)位置不變,迅速轉(zhuǎn)動搖柄以檢驗調(diào)整是否正確。當蝸形輪碰擊從動器時,銅碟不動,并能聽到輕微的聲音,表明調(diào)整正確。3擰緊定位螺釘,固定調(diào)整板。3操作步驟：1取過0.5mm篩的土樣〔天然含水率的土樣或風干土樣均可約200g,放在調(diào)土皿中,按需要加純水調(diào)拌均勻,浸潤過夜。2將制備好的試樣充分調(diào)拌均勻,鋪于銅碟前半部,鋪土時應(yīng)防止試樣中混入氣泡。用調(diào)土刀將銅碟前沿試樣刮成水平,使試樣中心厚度為10mm,用開槽器經(jīng)蝸形輪的中心沿銅碟直徑將試樣劃開,形成V形槽。3以每秒2轉(zhuǎn)的速度轉(zhuǎn)動搖柄,使銅碟反復起落,墜擊于底座上,數(shù)記擊數(shù),直至槽底兩邊試樣的合攏長度13mm時,記錄擊數(shù),并在槽的兩邊取試樣10g左右,放入稱量盒內(nèi),測定含水率。4將土碟中的剩余試樣移至調(diào)土皿中,再加水徹底拌和均勻,重復本條2、3款的步驟至少再做2次試驗,兩次試驗試樣的稠度應(yīng)使試樣合攏所需的擊數(shù)分別約為15擊和25擊。然后測定各擊次下試樣相應(yīng)的含水率。5根據(jù)試驗結(jié)果,以含水率為縱坐標,以擊次為橫坐標,在單對數(shù)坐標紙上繪制擊次與含水率關(guān)系曲線,查的曲線上擊次為25所對應(yīng)的含水率,即為該試樣的液限。1.5.4收縮皿法試驗1儀器設(shè)備1收縮皿：金屬制成,直徑45~50mm,高度20~30mm。2天平：稱量500g,分度值0.01g。3蠟、燒杯、細線、針。4用于測定收縮皿的直徑和高度,分度值為0.02mm的卡尺。2試驗步驟1制備土樣：取代表性土樣,用純水制備成含水率略大于液限的土膏。2在收縮皿內(nèi)涂一薄層凡士林,將試樣分層填入收縮皿中,每次填入后將收縮皿底拍擊試驗桌,直至驅(qū)盡氣泡位置。3土樣填滿后,用調(diào)土刀刮去多余試樣,擦凈收縮皿外部,立即稱收縮皿和試樣的總質(zhì)量,準確至0.01g。4將填滿試樣的收縮皿放在通風處晾干,當試樣顏色變淡時,放入烘箱內(nèi)烘至恒量,然后取出置于干燥器內(nèi)冷卻至室溫,稱收縮皿和干試樣的總質(zhì)量,準確至0.01g。5用蠟封法測定干試樣的體積。6縮限：含水率達液限的土在105~110℃下水分繼續(xù)蒸發(fā)至體積不變時的含水率,叫做縮限,按下式計算,準確至0.1%。wn=w-V式中wn—土的縮限〔%；W—制備時的含水率〔%；V0—濕試樣的體積〔cm3；Vd—干試樣的體積〔cm3。1.6固結(jié)試驗本試驗適用于飽和粘土。當只進行壓縮時,允許用于非飽和土。1儀器設(shè)備：固結(jié)容器：由環(huán)刀、護環(huán)、透水板、水槽、加壓上蓋組成〔如圖1.6。圖1.6固結(jié)儀示意圖1-水槽；2-護環(huán)；3-環(huán)刀；4-加壓上蓋；5-透水板；6-量表導桿；7-量表架加壓設(shè)備：應(yīng)能垂直地在瞬間施加各級規(guī)定的壓力,且沒有沖擊力,壓力準確度應(yīng)符合現(xiàn)行國家標準《土工儀器的基本參數(shù)及通用技術(shù)條件》GB/T15406的規(guī)定。變形量測設(shè)備：量程10mm,最小分度值0.01mm的百分表或準確度為全量程0.2%的位移傳感器。2試驗步驟：在固結(jié)容器內(nèi)放置護環(huán)、透水板和薄型濾紙,將帶有試樣的環(huán)刀裝入護環(huán)內(nèi),放上導環(huán)、試樣上依次放上薄型濾紙、透水板和加壓上蓋,并將固結(jié)容器置于加壓框架鄭重,使加壓上蓋與加壓框架中心對準,安裝百分表或唯一傳感器。施加1kPa的預壓力使試樣與儀器上下各部件之間接觸,將百分表或傳感器調(diào)整到零位或測初讀數(shù)。確定需要施加的各級壓力,壓力等級宜為12.5、25、50、100、200、400、800、1600、3200kPa。第一級壓力的大小應(yīng)視土的軟硬程度而定,宜用12.5、25kPa或50kPa。最后一級壓力應(yīng)大于土的自重應(yīng)力與附加應(yīng)力之和。只需測定壓縮系數(shù)時,最大壓力不小于400kPa。需要確定原狀土的先期固結(jié)壓力時,初始段的荷重率應(yīng)小于1,可采用0.5或0.25。施加的壓力應(yīng)使測得的e-logp曲線下段出現(xiàn)直線。對超固結(jié)土,應(yīng)進行卸壓、再加壓來評價其再壓縮特性。對于飽和試樣,施加第一級壓力后應(yīng)立即向水槽中注水浸沒試樣。非飽和試樣進行壓縮試驗時,需用濕棉紗圍住加壓板周圍。需要測定沉降速率、固結(jié)系數(shù)時,施加每一級壓力后宜按下列時間順序測記試樣的高度變化。時間為6s、15s、1min、2min15s、4min、6min15s、9min、12min15s、16min、20min15s、25min、30min15s、36min、42min15s、49min、64min、100min、200min、400min、23h、24h,至穩(wěn)定為止。不需要測定沉降速率時,則施加每級壓力后24h測定試樣高度變化作為穩(wěn)定標準,只需要測定壓縮系數(shù)的試樣,施加每級壓力后,每小時變形達0.01mm時,測定試樣高度變化作為穩(wěn)定標準。按此步驟逐級加壓至試驗結(jié)束。注：測定沉降速率僅適用于飽和土。需要進行回彈試驗時,可在某級壓力下固結(jié)穩(wěn)定后退壓直至退到要求的壓力,每次退壓至24h后測定試樣的回彈量。試驗結(jié)束后吸去容器中的水,迅速拆除儀器各部件,取出整塊試樣,測定含水率。試樣的初始孔隙比,應(yīng)按下式進行計算：e0=(1+ω式中：e010各級壓力下試樣固結(jié)穩(wěn)定后的單位沉降量,按下式計算：Si=∑△h式中：Sih0∑△h讀書減去儀器變形量；10311各級壓力下試樣固結(jié)穩(wěn)定后的空隙比,應(yīng)按下式計算：ei=e0式中：ei12某一壓力范圍內(nèi)的壓縮系數(shù),應(yīng)按下式計算：av=ei式中：av—壓縮系數(shù)〔MPa-1pi13某一級范圍內(nèi)的壓縮模量,應(yīng)按下式進行計算：Es=e0+1式中：Es14某一壓力范圍內(nèi)的體積壓縮系數(shù),應(yīng)按下式進行計算：mv=1E式中：mv—某壓力范圍內(nèi)的體積壓縮系數(shù)〔MPa-115壓縮指數(shù)和回彈指數(shù),應(yīng)按下式計算：Cc或Cs式中：CcCs16以孔隙比為縱坐標,壓力為橫坐標繪制孔隙比與壓力的關(guān)系曲線,如圖1.6-2.圖1.6-2e-p關(guān)系曲線17以孔隙比為縱坐標,以壓力的對數(shù)為橫坐標,繪制孔隙比與壓力的對數(shù)關(guān)系曲線,見圖1.6-3。圖1.6-3e-logp曲線求pc18原狀土試樣的先期固結(jié)壓力,應(yīng)按下列方法確定。在e-logp曲線上找出最小曲率半斤Rmin的點O〔見上圖1.6-3,過O點做水平線OA,切線OB及∠AOB的平分線OD,OD與曲線下端直線段的延長線交于E點,則對應(yīng)于E點的壓力值即為該原狀土試樣的先期固結(jié)壓力。19固結(jié)系數(shù)應(yīng)按下列方法確定：時間平方根法：對某一級壓力,以試樣的變形為縱坐標,時間平方根為橫坐標,繪制變形與時間平方根關(guān)系曲線〔如圖1.6-4,延長曲線開始段的直線,交縱坐標于ds為理論零點,過ds做另一直線,令其橫坐標為前一直線橫坐標的1.5倍,則后一直線與d-tCv=0.848h式中：Cv—固結(jié)系數(shù)〔cm2/sh—最大排水距離,等于某級壓力下試樣的初始和終了高度的平均值之半〔cm。圖1.6-4時間平方根求t時間對數(shù)法：對某一級壓力,以試樣的變形為縱坐標,時間的對數(shù)為橫坐標,繪制變形與時間對數(shù)關(guān)系曲線〔圖1.6-5,在關(guān)系曲線的開始段,選任一時間t1,查得相對應(yīng)的變形值d1,再取時間t2=t14,查得相對應(yīng)的變形值d2,則2d2—d1即為d01；另取一時間依同法求得d02、d03、Cv=0.197h1.7無側(cè)限抗壓強度本試驗方法適用于飽和粘土1儀器設(shè)備：應(yīng)變控制式無側(cè)限壓縮儀：由測力計、加壓框、升降設(shè)備組成〔圖1.7。圖1.7-1應(yīng)變控制式無側(cè)限壓縮儀1-軸向加荷架；2-軸向測力計；3-試樣；4-上、下傳壓板；5-手輪；6-升降板；7-軸向位移計軸向位移計：量程10mm,分度值0.01mm的百分表或準確度為全量程0.2%的位移傳感器。天平：稱量500g,最小分度值0.1g。2試樣制備本試驗采用的試樣最小直徑為?35mm,最大直徑為?101mm,試樣高度宜為試樣直徑的2~2.5倍,試樣的允許最大粒徑應(yīng)符合表1.7的規(guī)定。對于有裂縫、軟弱面和構(gòu)造面的試樣,試樣直徑宜大于60mm。表1.7試樣的土粒最大粒徑〔mm試樣直徑允許最大粒徑<100試樣直徑的1/10>100試樣直徑的1/5對于較軟的土樣,先用鋼絲鋸或切土刀切取一稍大于規(guī)定尺寸的土柱,放在切土盤上下圓盤之間,用鋼絲鋸或切土刀緊靠側(cè)板,由上往下細心切削,邊切削邊轉(zhuǎn)動圓盤,直至土樣被削成規(guī)定的直徑為止。試樣切削時應(yīng)避免擾動,當試樣表面遇有礫石或凹坑時,允許用削下的余土填補。對較硬的土樣,先用切土刀切取一稍大于規(guī)定尺寸的土柱,放在切土架上,用切土器切削土樣,邊削邊壓切土器,直至切削到超出試樣高度約2cm為止。取出試樣,按規(guī)定的高度將兩端削平,稱量。并取余土測定試樣的含水率。對于直徑大于10cm的土樣,顆用分樣器切成3個土柱,按上述方法切取?39.1mm的試樣。3試驗步驟將試樣兩端抹一薄層凡士林,在氣候干燥時,試樣周圍亦需抹一薄層凡士林,防止水分蒸發(fā)。將試樣放在底座上,轉(zhuǎn)動手輪,使底座緩慢上升,試樣與加壓板剛好接觸,將測力計讀書調(diào)整為零。根據(jù)試樣的軟硬程度選用不同量程的測力計。軸向應(yīng)變速率宜為每分鐘應(yīng)變1%~3%。轉(zhuǎn)動手柄,使升降設(shè)備上升進行試驗,軸向應(yīng)變小于3%時,每隔0.5%應(yīng)變〔或0.4mm讀數(shù)一次；軸向應(yīng)變等于、大于3%時,每隔1%應(yīng)變〔或0.8mm讀數(shù)一次。試驗宜在8~10min內(nèi)完成。當測力計讀數(shù)出現(xiàn)峰值時,繼續(xù)進行3%~5%的應(yīng)變后停止試驗；當讀書無峰值時,試驗應(yīng)進行到應(yīng)變達20%為止。試驗結(jié)束,去下試樣,描述試樣破壞后的形狀。當需要測定靈敏度時,應(yīng)立即將破壞后的試樣除去涂有凡士林的表面,加少許余土,包于塑料薄膜內(nèi)用手搓捏,破壞其結(jié)構(gòu),重塑成圓柱形,放入重塑筒內(nèi),用金屬墊板,將試樣擠成與原狀試樣尺寸、密度相等的試樣,并按本條1~5款的步驟進行試驗。軸向應(yīng)變,應(yīng)按下式計算：ε1=Δ試樣面積的校正,應(yīng)按下式計算：Aa=A試樣所受的軸向應(yīng)力,應(yīng)按下式進行計算：σ=C?RAa式中：σ—軸向應(yīng)力〔kPa；10—單位換算系數(shù)。10以軸向應(yīng)力為縱坐標,軸向應(yīng)變?yōu)闄M坐標,繪制軸向應(yīng)力與軸向應(yīng)變關(guān)系曲線〔圖1.7-2。取曲線上最大軸向應(yīng)力作為無側(cè)限抗壓強度,當曲線上峰值不明顯時,取軸向應(yīng)變15%所對應(yīng)的軸向應(yīng)力作為無側(cè)限抗壓強度。圖1.7-2軸向應(yīng)力與軸向應(yīng)變關(guān)系曲線1-原狀試樣；2-重塑試樣11靈敏度應(yīng)按下式計算：St=q式中：Stququ1.8直接剪切試驗1.8.1一般規(guī)定1試驗方法直接剪切試驗分為快剪〔Q、固結(jié)快剪〔CQ、慢剪〔S3種試驗方法。1快剪試驗〔Q：在試樣上施加垂直壓力后立即快速施加水平剪切力。2固結(jié)快剪試驗〔CQ：在試樣上施加垂直壓力,待排水固結(jié)穩(wěn)定后,快速施加水平剪切力。3慢剪試驗〔S：是在試樣上施加垂直壓力及水平剪切力的過程中,始終處于排水固結(jié)狀態(tài)。2適用范圍直接剪切試驗適用于滲透系數(shù)小于10-6cm/s的細粒土。3試驗設(shè)備1應(yīng)變控制式直剪儀〔圖1.8.1：由剪切盒、垂直加壓設(shè)備、剪切傳動裝置、測力計、位移量測系統(tǒng)組成。2環(huán)刀：內(nèi)徑61.8mm,高度20mm

。3位移量測設(shè)備：量程為10mm,分度值0.01mm的百分表；或準確度為全量程0.2%的傳感器。1-垂直變形百分表；2-垂直加壓框架；3-推動座；4-剪切盒；5-試樣；6-測力計；7-臺板；8-杠桿；9-砝碼圖1.8.1應(yīng)變控制式直剪儀結(jié)構(gòu)示意圖4試樣制備原狀土試樣以及擾動土試樣的的制備,應(yīng)按本標準前述1.7試樣制備的步驟進行。每組試樣不得少于4個。1.8.2快剪試驗1試驗步驟1對準上下盒,插入固定銷,在下盒內(nèi)放透水板和硬塑料薄膜,將裝有試樣的環(huán)刀平口向下,對準剪切盒口,在試樣頂面放硬塑料薄膜和透水板,然后將試樣徐徐推人剪切盒內(nèi),移去環(huán)刀。2轉(zhuǎn)動手輪,使上盒前端鋼珠剛好與測力計接觸,調(diào)整測力計讀數(shù)為零,順次加上加壓蓋板,加壓框架,安裝垂直位移計,測記起始讀數(shù)。3根據(jù)工程實際情況和土的軟硬程度施加各級垂直壓力,對松軟試樣垂直壓力應(yīng)分級施加,以防土樣擠出。4施加垂直壓力后,拔去固定銷,開動秒表以0.8mm/min的速率剪切,使試樣在3~5min內(nèi)剪損。如測力計的讀數(shù)達到穩(wěn)定或有顯著后退,表示試樣已剪損,但一般宜剪至剪切變形達到4mm。當剪切過程中測力計讀數(shù)無峰值時,應(yīng)剪切至剪切位移為6mm時停機。5剪切結(jié)束,吸去盒內(nèi)積水,退去剪切力和垂直壓力,移動加壓框架,取出試樣,測定試樣含水率。6剪應(yīng)力應(yīng)按下式計算：τ=C?RA0式中：τ—試樣所受的剪應(yīng)力〔kPa；R—測力計量表讀數(shù)〔0.01mm；C—測力計率定系數(shù)〔N/0.01mm；A0—試樣面積〔cm3；10—單位換算系數(shù)。7以剪應(yīng)力為縱坐標,剪切位移為橫坐標,繪制剪應(yīng)力,與剪切位移關(guān)系曲線〔見圖1.8.2-1,取曲線上剪應(yīng)力的峰值為抗剪強度,無峰值時,取剪切位移為4mm對應(yīng)的剪應(yīng)力作為抗剪強度。圖1.8.2-1剪應(yīng)力與剪切位移關(guān)系曲線8以抗剪強度為縱坐標,垂直壓力為橫坐標,繪制抗剪強度與垂直壓力的關(guān)系曲線〔圖1.8.2-2,直線的傾角為土的內(nèi)摩擦角ψ,直線在縱坐標上的截距為土的粘聚力C。圖1.8.2-2抗剪強度與垂直壓力關(guān)系曲線1.8.3固結(jié)快剪試驗1試驗步驟1按本規(guī)程中第1~3條規(guī)定進行試樣的安裝和固定。但試樣上下兩面的硬塑料薄膜改放濾紙。2若為飽和試樣,則在施加壓力后,向盒內(nèi)注水；當試樣為非飽和土時,應(yīng)在加壓板周圍包以濕棉紗以防止水分蒸發(fā)。3施加垂直壓力,每1h測讀垂直變形一次,直至試樣固結(jié)變形穩(wěn)定。變形穩(wěn)定的標準為每小時不大于0.005mm。4試樣達到固結(jié)穩(wěn)定以后,按本規(guī)程中4~5條規(guī)定進行剪切,剪切后取試樣測定剪切面附近試樣的含水率。5試驗結(jié)果的計算及繪圖按本標準1.8.2的規(guī)定進行。1.8.4慢剪試驗1試驗步驟1試樣的安裝和固定按本規(guī)程中第1~3條規(guī)定進行試樣的安裝和固定。但試樣上下兩面的硬塑料薄膜改放濾紙。2若為飽和試樣,則在施加壓力后,向盒內(nèi)注水；當試樣為非飽和土時,應(yīng)在加壓板周圍包以濕棉紗以防止水分蒸發(fā)。3施加垂直壓力,每1h測讀垂直變形一次,直至試樣固結(jié)變形穩(wěn)定。變形穩(wěn)定的標準為每小時不大于0.005mm。4試樣達到固結(jié)穩(wěn)定以后,拔去固定銷,以小于0.02mm/min的剪切速率進行剪切。當需要估算試樣的剪切破壞時間,可按下式進行計算：tf=50t式中：tft505剪損標準按本標準之4規(guī)定選取。6按本標準之5規(guī)定進行拆卸試樣及測定含水率。7試驗結(jié)果的計算及繪圖按本標準.2的規(guī)定進行。引用標準名錄：GB/T50123-1999《土工試樣方法標準》SL237-1999《土工試驗規(guī)程》條文說明：1含水率試驗GB/T50123-1999中含水率的定義是試樣在105~110℃溫度下烘至恒量時所失去的水質(zhì)量與達衡量后干土質(zhì)量的比值,以百分數(shù)表示。此處把此定義也作為底泥含水率的定義。含水率試驗方法有多種,但能確保質(zhì)量,操作簡單又符合含水率定義的試驗方法仍以烘干