《巖土工程分析評價》課件-9.土的界限含水率試驗

土的界限含水率試驗巖土工程分析評價界限含水率試驗在日常生活中，常常遇到雨天土路泥濘不堪，而久晴后土路異常堅硬。這表明土的工程性質(zhì)與它的含水率密切相關(guān)。工程上根據(jù)含水率的增加使黏性土由硬變軟的過程，將其劃分為堅硬、硬塑、可塑、軟塑和流塑等幾種基本物理狀態(tài)。黏性土由一種狀態(tài)轉(zhuǎn)到另一種狀態(tài)的含水率，稱為界限含水率，它對黏性土的分類及工程性質(zhì)評價有重要意義。界限含水率定義界限含水率試驗的目的是測定細粒土的液限、塑限，用以對黏性土進行分類，判斷土的狀態(tài)，供設(shè)計施工使用。試驗方法有液塑限聯(lián)合測定法、碟式儀液限法、搓滾塑限法、縮限試驗等，這里主要介紹液塑限聯(lián)合測定法。液塑限聯(lián)合測定法是根據(jù)圓錐儀的圓錐入土深度與土的含水率在雙對數(shù)坐標上的線性關(guān)系特性來進行測量的。圓錐質(zhì)量為76g的液塑限聯(lián)合測定儀圓錐下沉深度為17mm所對應(yīng)的含水率即為液限，圓錐下沉深度為2mm所對應(yīng)的含水率即為塑限。可根據(jù)試驗結(jié)果在對數(shù)坐標上繪制的含水率-圓錐入土深度圖查得試樣的液限和塑限。試驗?zāi)康暮头椒〝_動土試樣制備試驗適用范圍土的粒徑小于0.5mm以及有機質(zhì)含量不大于干土質(zhì)量5%的土。（1）將土填入盛土杯中時，應(yīng)使空氣逸出，使土中無氣泡存留。（2）試驗前，應(yīng)在標準錐尖涂薄層凡士林；試驗結(jié)束后，應(yīng)取下標準錐，用衛(wèi)生紙或布擦干，放在干燥處。（3）從杯中取土樣進行含水率測試時，須將沾有凡士林的土棄掉再取樣。（4）每個含水率試樣設(shè)3個測點，取其平均值作為該含水率所對應(yīng)土的圓錐入土深度若3點的入土深度相差太大，則須重新測試。（5）76g錐下沉深度17mm時的含水率為液限，下沉深度10mm時的含水率為10mm液限。當確定土的液限值用于了解土的物理性質(zhì)及塑性土分類時，應(yīng)采用碟式儀法或17m時的含水率確定液限；按現(xiàn)行國家標準《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》（GB50007）確定黏性土承載力標準值時，按10mm液限計算塑性指數(shù)和液性指數(shù)。注意事項（1）工程實踐中，塑性指數(shù)的大小說明了土的什么特性？（2）采用液塑限聯(lián)合測定法測定液限時，如何將試樣緊密地裝入試樣杯？若試樣中存在氣泡，對試驗結(jié)果有何影響？（3）試驗中，為什么要剔除粒徑大于0.5mm的顆粒？若測前，錐體上未涂薄層潤滑油脂，對試驗結(jié)果有何影響？探索和思考1.試驗原理液塑限聯(lián)合測定法是根據(jù)圓錐儀的圓錐入土深度與土的含水率在雙對數(shù)坐標上的線性關(guān)系特性來進行測量的。圓錐質(zhì)量為76g的液塑限聯(lián)合測定儀圓錐下沉深度為17mm所對應(yīng)的含水率即為液限，圓錐下沉深度為4mm所對應(yīng)的含水率即為塑限?？筛鶕?jù)試驗結(jié)果在對數(shù)坐標上繪制的含水率-圓錐入土深度圖查得試樣的液限和塑限。2.儀器設(shè)備1.液塑限聯(lián)合測定儀（圖1.11-1、圖1.11-2）：應(yīng)包括帶標尺的圓錐儀、電磁鐵、顯示屏、控制開關(guān)和試樣杯。圓錐儀質(zhì)量為76g，錐角為30°；讀數(shù)顯示宜采用光電式、游標式和百分表式。2.試樣杯：直徑40~50mm；高30~40mm。3.天平：稱量200g，分度值0.01g。4.篩：孔徑0.5mm。5.其他：烘箱、干燥缸、鋁盒、調(diào)土刀、凡士林。3.操作步驟1.天然含水率土樣制備液塑限聯(lián)合試驗宜采用天然含水率的土樣制備試樣，也可用風(fēng)干土制備試樣。當采用天然含水率的土樣時，剔除粒徑大于0.5mm的顆粒，再分別按接近液限、塑限和二者的中間狀態(tài)制備不同稠度的土膏，靜置濕潤。靜置時間可視原含水率的大小而定。2.風(fēng)干土樣制備當采用風(fēng)干土樣時，取過0.5mm篩的代表性土樣約200g，分成3份，分別放入3個盛土皿中，加入不同數(shù)量的蒸餾水，使其分別達到接近液限、塑限和二者的中間狀態(tài)的含水率，調(diào)成均勻土膏，放入密封的保濕缸中，靜置24h。3.填入試樣杯將制備好的土膏用調(diào)土刀充分調(diào)拌均勻，密實地填入試樣杯中，使空氣逸出。高出試樣杯的余土用刮土刀刮平，將試樣杯放在儀器底座上。3.操作步驟4.測前準備取圓錐儀，在錐體上涂以薄層潤滑油脂，接通電源，使電磁鐵吸穩(wěn)圓錐儀。當使用游標式或百分表式時，提起錐桿，用旋鈕固定。5.測圓錐下沉深度和含水率調(diào)節(jié)屏幕準線，使初讀數(shù)為零。調(diào)節(jié)升降座，使圓錐儀錐角接觸試樣面，指標燈亮?xí)r錐在自重下沉入試樣內(nèi)，當使用游標式或百分表式時用手扭動旋扭，松開錐桿，經(jīng)5s后測讀圓錐下沉深度。然后取出試樣杯，挖去錐尖人土處的潤滑油脂，取錐體附近的試樣不等于10g，放入稱量盒內(nèi)，稱量，準確至0.01g，測定含水率。6.測試其余2個試樣應(yīng)按3~5的測試方法，測試其余2個試樣的圓錐下沉深度和含水率。4.試驗成果整理1.繪制圓錐下沉深度與含水率關(guān)系曲線以含水率為橫坐標，圓錐下沉深度為縱坐標，在雙對數(shù)坐標紙上繪制關(guān)系曲線。三點不在一直線（圖1.11-3中的A線）。當三點不在一直線上，通過高含水率的一點與其余兩點連成一條直線，在圓錐下沉深度為2mm處查得相應(yīng)的含水率，當兩個含水率的差值小于2%時應(yīng)以該兩點含水率的平均值與高含水率的點連成一線（圖1.11-3中的B線）當兩個含水率的差值不小于2%時，應(yīng)補做試驗。4.試驗成果整理2.查圖得液限、塑限通過圓錐下沉深度與含水率關(guān)系圖，查得下沉深度為17mm時所對應(yīng)的含水率為液限，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