密度计法测颗粒级配指导书
粗集料颗粒级配作业指导书操作细则
1.目的及适用范围1.1 测定粗集料( 碎石、砾石、矿渣等)的颗粒组成对水泥混凝土用粗集料可采用干筛法筛分，对沥青混合料及基层用粗集料必须采用水洗法试验。
1.2 本方法也适用于同时含有粗集料、细集料、矿粉的集料混合料筛分试验，如未筛碎石、级配碎石、天然砂砾、级配砂砾、无机结合料稳定基层材料、沥青拌和楼的冷料混合料、热料仓材料、沥青混合料经溶剂抽提后的矿料等。
2.执行标准2.1《公路工程集料试验规程》（JTG E42-2005）；3.仪器设备3.1 试验筛：根据需要选用规定的标准筛。
3.2 摇筛机。
3.3 天平或台秤：感量不大于试样质量的 0.1%。
3.4其它：盘子、铲子、毛刷等。
4.试验前的准备工作4.1按规定将来料用分料器或四分法缩分至表1要求的试样所需量，风干后备用。
根据需要可按要求的集料最大粒径的筛孔尺寸过筛，除去超粒径部分颗粒后，再进行筛分。
要求的试样所需量，风干后备用。
据需要可按要求的集料最大粒径的筛孔尺寸过筛，除去超粒径部分颗粒后，再进行筛分。
表1 筛分用的试样质量5.水泥混凝土用粗集料干筛法试验步骤5.1取试样一份置 105 ℃±5 ℃烘箱中烘干至恒重，称取干燥集料试样的总质量 (m0)，准确至，准确至 0.1%。
5.2 用搪瓷盘作筛分容器，按筛孔大小排列顺序逐个将集料过筛。
人工筛分时，需使集料在筛面上同时有水平方向及上下方向的不停顿的运动，使小于筛孔的集料通过筛孔，直至1min 内通过筛孔的质量小于筛上残余量的 0.1％为止；当采用摇筛机筛分时，应在摇筛机筛分后再逐个由人工补筛。
将筛出通过的颗粒并人下一号筛，和下一号筛中的试样一起过筛，顺序进行，直至各号筛全部筛完为止。
应确认1min 内通过筛孔的质量确实小于筛上残余量的 0.1％为止。
注：由于 0.075mm筛干筛几乎小能把沾在粗集料表面的小于 0.075mm部分的石粉筛过去，而且对水泥混凝土用粗集料而言，0.075 mm通过率的意义不大，所以也可以不筛，且把通过0.15mm为筛的筛下部分全部作为 0.075mm的的分计筛余，将粗集料的0.075mm为通过率假设为 0 。
试验一 土的颗粒分析试验
试验一土的颗粒分析试验（一）、试验目的颗粒分析试验是测定干土中各种粒组所占该土总质量的百分数，借以明确颗粒大小分布情况，供土的分类与概略判断土的工程性质及选料之用。
（二）试验方法与适用范围1、筛析法：适用于粒径大于0.075mm的土。
2、密度计法：适用于粒径小于0.075mm的土。
3、移液管法：适用于粒径小于0.075mm的土。
4、若土中粗细兼有，则联合使用筛析法及密度计法或移液管法。
（三）、筛分法实验1、仪器设备：（1）符合GB6003——85的要求的试验筛。
粗筛：圆孔，孔径为60mm、40mm、20mm、10mm、5mm、2mm；细筛：孔径为2.0、1.0、0.5、0.25、0.1、0.075mm。
（2）、天平：称量1000g与称量200g。
（3）、台秤：称量5kg.。
（4）、振筛机：应符合GB9909——88的技术条件。
（5）、其他：烘箱、研钵、瓷盘、毛刷、木碾等。
2、操作步骤（无粘性土的筛分法）（1）从风干、松散的土样中，用四分法按下列规定取出代表性试样：①粒径小于2mm颗粒的土取100g——300g②最大粒径小于10mm的土取300g——1000g③最大粒径小于20mm的土取1000g——2000g④最大粒径小于40mm的土取2000g——4000g⑤最大粒径小于60mm的土取4000g以上。
称量准确至0.1g；当试样质量多于500g时，准确至1g。
（2）将试样过2mm细筛，分别称出筛上和筛下土质量。
（3）取2mm筛上试样倒入依次叠好的粗筛的最上层筛中；取2mm筛下试样倒入依次叠好的最上层筛中，进行筛析。
细筛宜放在振筛机上震摇，震摇时间一般为10——15min。
（3）由最大孔径筛开始，顺序将各筛取下，在白纸上用手轻叩摇晃，如仍有土粒漏下，应继续轻叩摇晃，至无土粒漏下为止。
漏下的土粒应全部放入下级筛内。
并将留在各筛上的试样分别称量，准确至0.1g。
（4）各细筛上及底盘内土质量总和与筛前所取2mm筛下土质量之差不得大于1%；各粗筛上及2mm 筛下的土质量总和与试样质量之差不得大于1%。
密度计法试验步骤
时间
min s
1 60
读 数
落距 L/t
L=a-bR
(L/t)1/2
粒径d=
0.0916(L/t)1/2
悬液中小于 该粒径土百 分含量
总土中小于该 粒径土百分含 量
R
x x´＝Xdx
21 15.4 0.257 0.51 0.046 78.5
54.7
5 300 12 8.7 0.029 0.17 0.016 48.8
筛析法
取样数量
筛析法
试验步骤：
1.按规定称取试样质量，应准确至0.1g;
2.将试样过2mm筛，称筛上和筛下的试样质量。当筛下的试 样质量小于试样总质量的10%时，不作细筛分析；筛上的试 样质量小于试样总质量的10%时，不作粗筛分析；
3.取筛上的试样倒入依次叠好（从上向下筛孔径依次变小） 的粗筛中，筛下的试样倒入依次叠好的细筛中，进行筛析。 细筛宜置于振筛机上震筛，振筛时间宜为10~15min。再按 由上而下的顺序将各筛取下，称各级筛上及底盘内试样的质 量，应准确至0.1g； 4.筛后各级筛上和筛底上试样质量的总和与筛前试样总质量 的差值，不得大于试样总质量的1%；
于 80 某
粒 70
径 的
60
土 50
粒 含
40
量 30
% 20 10
0 1000
曲线陡缓
100
10 d601=1 0.1 d100.=001 .01 0.001
土粒粒径(mm)
d粒60径=2分布d曲10线=0.25
()
CU
d60 d10
1 100 0.01
()
0
1000
100
10
颗粒分析试验(密度计法)
试验一、颗粒分析试验（密度计法）（一）概述颗粒分析试验的目的是测定土中各种粒组含量占该土总质量的百分数，并据此绘制颗粒大小分配曲线。
密度计法适用于分析粒径小于0.075mm 的土样，若试样中含有大于0.075mm 的粒径时，应联合使用密度计法和筛析法。
（二）试验原理密度计法是将一定质量的试样加入4%浓度的六偏磷酸钠10mL ，混合成1000mL 的悬液，并使悬液中的土粒均匀分布。
此时悬液中不同大小的土粒下沉速度快慢不一。
一方面根据斯笃克（Stokes, G .G , 1845）定律计算悬液中不同大小土粒的直径，另一方面用密度计测定其相应不同大小土粒质量的百分数。
1. 斯笃克定律斯笃克研究了球体颗粒在悬液中下沉问题，认为不同球体颗粒在悬液中的下沉速度υ与它们直径大小d 有关，这种反映悬液中颗粒下沉速度和粒径关系的规律，称为斯笃克定律。
按照这一定律，土颗粒在溶液中下沉时，较大的土粒首先下沉，经过某一时段t ，只有比某一粒径d 小的土粒仍然浮在悬液中，这些土粒在悬液中通过铅直距离L ，在时间t 内下沉速度υ为2w s 1800)(dt L ηρρυ-== 或tLG G d ⋅-=-=wo wT s w s )(1800)(18γηρρηυ（ 1–1）式中 η ——纯水的动力粘滞系数，Pa·s （10-3）； d ——土颗粒粒径，mm ；ρ——土粒的密度，g/cm 3；G s ——土粒的比重；w ρ——水的密度，g/cm 3；wo ρ——温度4℃时水的密度，g/cm 3；wT G ——温度T ℃时水之比重；L ——某一时间t 内土粒的沉降距离，cm ； t ——沉降时间，s 。
为了简化计算，用图 1–1的斯氏列线图，便可求得粒径d 值。
此时，悬液中在L 范围内所有土粒的直径都比算得的d 值小，而大于d 的土粒都下沉到比L 大的深度处。
图1–1 斯笃克列线图2．悬液中土粒质量的百分数设V 为悬液的体积，W s 为该悬液内所含土颗粒总质量。
土的颗粒分析试验
土的颗粒分析试验（一）、试验目的颗粒分析试验是测定干土中各种粒组所占该土总质量的百分数，借以明确颗粒大小分布情况，供土的分类与概略判断土的工程性质及选料之用。
（二）试验方法与适用范围1、筛析法：适用于粒径大于0.075mm的土。
2、密度计法：适用于粒径小于0.075mm的土。
3、移液管法：适用于粒径小于0.075mm的土。
4、若土中粗细兼有，则联合使用筛析法及密度计法或移液管法。
（三）、筛分法实验1、仪器设备：（1）符合GB6003——85的要求的试验筛。
粗筛：圆孔，孔径为60mm、40mm、20mm、10mm、5mm、2mm；细筛：孔径为2.0、1.0、0.5、0.25、0.1、0.075mm。
（2）、天平：称量1000g与称量200g。
（3）、台秤：称量5kg.。
（4）、振筛机：应符合GB9909——88的技术条件。
（5）、其他：烘箱、研钵、瓷盘、毛刷、木碾等。
2、操作步骤（无粘性土的筛分法）（1）从风干、松散的土样中，用四分法按下列规定取出代表性试样：①粒径小于2mm颗粒的土取100g——300g②最大粒径小于10mm的土取300g——1000g③最大粒径小于20mm的土取1000g——2000g④ 最大粒径小于40mm 的土取2000g ——4000g⑤ 最大粒径小于60mm 的土取4000g 以上。
称量准确至0.1g ；当试样质量多于500g 时，准确至1g 。
（2）将试样过2mm 细筛，分别称出筛上和筛下土质量。
（3）取2mm 筛上试样倒入依次叠好的粗筛的最上层筛中；取2mm 筛下试样倒入依次叠好的最上层筛中，进行筛析。
细筛宜放在振筛机上震摇，震摇时间一般为10——15min 。
（3）由最大孔径筛开始，顺序将各筛取下，在白纸上用手轻叩摇晃，如仍有土粒漏下，应继续轻叩摇晃，至无土粒漏下为止。
漏下的土粒应全部放入下级筛内。
并将留在各筛上的试样分别称量，准确至0.1g 。
（4）各细筛上及底盘内土质量总和与筛前所取2mm 筛下土质量之差不得大于1%；各粗筛上及2mm 筛下的土质量总和与试样质量之差不得大于1%。
密度计法测颗粒级配指导书
颗粒级配分析（密度计法）一、目的和适用围通过数据分析，判断土的组成、级配性质。
本试验方法使用于分析粒径小于0.075mm 的细粒土，具体方法步骤参照《土工试验方法标准》（GBT 50123-1999）、（公路土工试验规程）（JTG E40-2007）及材料（第2版公路工程试验检测人员考试用书）。
二、试验原理对应于粒径小于0.075mm 的细粒土，采用比重计法。
小球体在水中下沉时满足：①小球体在水中沉降的速度是恒定的；②小球体沉降速率与球体直径d 的平方成正比。
比重计是利用这一原理来进行颗粒分析的。
密度计是测定液体密度的仪器。
它的主体是个玻璃浮泡，浮泡下端有固定的重物，使密度计能直立地浮于液体中；浮泡上为细长的刻度杆，其上有刻度数和读数。
目前，使用的有甲种密度计和乙各密度计两种型号，本试验采用甲种密度计。
甲种密度计刻度杆上的刻度单位表示20℃时每1000cm 3悬液所含土粒的质量。
由于受实验室多种因素的影响，若悬液温度不是20℃时悬液的密度（或土粒质量），必须将初读数经温度校正；此外，还需进行弯液面校正、刻度校正、分散剂校正。
本试验采用斯托可斯公式来求土粒在静水中沉降速度；密度计法是通过测定土粒直沉降速度后求相应的土粒直径，如下式所示：tL G G d wTg wT s ⨯-⋅⨯=ρη)(1018004。
各符号见操作步骤中说明。
已知密度的均匀悬液在静置过程中，由于不同粒径土粒的下沉速度不同，粗、细颗粒发生分异现象。
随粗颗粒不断沉至容器底部，悬液密度逐渐减小。
密度计在悬液中之沉浮决定于悬液之密度变化。
密度大时浮得高，读数大；密度小时浮得低，读数小。
若悬液静置一定时间t 后，将密度计放入盛有悬液的量筒中，可根据密度计刻度杆与液面指示的读数测得某深度H t（称有效深度）处的密度，并可按上述公式求出下沉至H t处的最大粒径d；同时，通过计算即可求出H t处单位体积悬液中直径小于d的土粒含量，以及这种土粒在全部土样中所占的百分含量。
颗粒分析试验记录(密度计法)
距离L（cm）
-5
15.4
0
14.0
5
12.6
10
11.2
15
9.8
20
8.4
25
7.0
30
5.6
35
4.2
40
2.8
45
1.4
50
0
浮泡中心到干管最低刻度距离10.9cm
乙种密度计，浮泡中心到干管最低刻度的距离：
刻
度
值
距
离
L
刻
度
值
距
离
L
颗粒分析试验记录（密度计法）
工程编号：土样编号：实验日期：风干土质量：30g干土总质量：
试验者：计算者：校核者：
小于0.075mm颗粒土质量百分数：密度计号：量筒号：湿土质量：
含水率：干土质量：含盐量：试样处理说明：
土粒比重：比重校正值：弯液面校正值：n=-1.0
试验时间
下沉
时间
t(Leabharlann in)悬液温度T
(℃)
密度计
读数
R
温度校
正值
m
分散剂校正值
CD
Rm=R+
m+n- CD
Rh=Rm*
CG
土粒落距L(cm)
粒径
d(mm)
小于某粒径的土质量百分数
(%)
小于某粒径的总土质量百分数(%)
0.5
0.5
1
0.5
2
0.5
5
0.5
15
0.5
30
0.5
60
0.5
120
0.5
1440
0.5
自最低刻度值（50）至各刻度值的距离
土的颗粒分析
实验二 颗粒分析试验学 时：2学时 实验性质：操作型实验一、目的要求：掌握土颗分和相对密度实验操作方法，实验数据分析与整理，利用试验数据判断土的组成，级配性质。
二、试验原理：（一）、筛析法颗粒分析试验原理：对应于粒径大于0.075mm 的粗粒土，一般用筛析法分析土颗粒大小。
筛析法是采用不同孔径的分析筛，由上至下孔径自大到小叠在一起。
通过筛析后，得到不同孔径筛上土质量，进而计算出粒组含量和累积含量。
（二）、比重计法颗粒分析试验原理：对应于粒径小于0.075mm 的细粒土，采用比重计法。
小球体在水中下沉时满足：①小球体在水中沉降的速度是恒定的；②小球体沉降速率与球体直径d 的平方成正比。
比重计法正是利用这一原理来进行颗粒分析的。
密度计是测定液体密度的仪器。
它的主体是个玻璃浮泡，浮泡下端有固定的重物，使密度计能直立地浮于液体中；浮泡上为细长的刻度杆，其上有刻度数和读数。
目前，使用的有甲种密度计和乙各密度计两种型号，本试验采用甲种密度计。
甲种密度计刻度杆上的刻度单位表示20℃时每1000cm 3悬液内所含土粒的质量。
由于受实验室多种因素的影响，若悬液温度不是20℃时悬液的密度（或土粒质量），必须将初读数经温度校正；此外，还需进行弯液面校正、刻度校正、分散剂校正。
本试验采用斯托可斯公式来求土粒在静水中沉降速度；密度计法是通过测定土粒直沉降速度后求相应的土粒直径，如下式所示：tLG G d wTg wT s ⨯-⋅⨯=ρη)(1018004。
各符号见操作步骤中说明。
已知密度的均匀悬液在静置过程中，由于不同粒径土粒的下沉速度不同，粗、细颗粒发生分异现象。
随粗颗粒不断沉至容器底部，悬液密度逐渐减小。
密度计在悬液中之沉浮决定于悬液之密度变化。
密度大时浮得高，读数大；密度小时浮得低，读数小。
若悬液静置一定时间t 后，将密度计放入盛有悬液的量筒中，可根据密度计刻度杆与液面指示的读数测得某深度H t (称有效深度）处的密度，并可按式上述公式求出下沉至H t 处的最大粒径d ；同时，通过计算即可求出H t 处单位体积悬液中直径小于d 的土粒含量，以及这种土粒在全部土样中所占的百分含量。
密度计作业指导书
密度计操作规程材料的密度测试装置主要包括110g的电子天平和密度测定组件，密度测定组件主要有固定支架，烧杯，烧杯支架，下沉固体挂篮，和10ml的下沉锤组成。
一准备工作1 先检查调整电子天平的水平。
2 打开电子天平的O/T键，等显示屏出现0.0000g时，打开电子天平右侧拉门，把固定支架放到已经移去秤盘的天平里，使其下端的中心与天平的中心一致。
3 把烧杯支架放置到固定支架上面，注意不要让烧杯支架的脚碰到固定支架。
关上右侧拉门。
二下沉锤干重、湿重测量1 按电子天平的O/T键，等显示屏出现0.0000g后，从包装盒内小心取出10ml的下沉锤，打开电子天平右侧拉门，把它平放到固定支架的悬臂上，关上右侧拉门。
等电子天平的显示稳定后读数并记录干重m x1。
2 打开电子天平右侧拉门，取出10ml的下沉锤重新放入包装盒内将规定品牌和密度的无水乙醇倒入烧杯，到标示线处停止倒入。
把已经倒好无水乙醇的烧杯放到烧杯支架的中心位置，关上右侧拉门。
3 按电子天平的O/T键，等显示屏出现0.0000g后，提起10ml的下沉锤，把它下端放入烧杯中，上端平放到固定支架的悬臂上，确保锤体不碰到烧杯，此时，锤体应在乙醇液面下10mm。
关上右侧拉门。
等电子天平的显示稳定后读数并记录湿重m x2。
三物料干重、湿重测量1 打开电子天平右侧拉门，取出10ml的下沉锤，放入包装盒内，并放到固定位置。
将下沉固体挂篮上端平放到固定支架的悬臂上，下端放入烧杯中，确保挂篮不碰到烧杯壁。
关上右侧拉门，按电子天平的O/T键，等显示屏出现0.0000g后，把要测定密度的物料2g左右放入固定支架的称量臂或挂篮顶部的称量盘中，等电子天平的显示稳定后读数并记录干重m1。
2 打开电子天平右侧拉门，取下被测物料关闭电子天平右侧拉门，按电子天平的O/T键，等显示屏出现0.0000g后，打开电子天平左、右侧拉门，将被测物料放入到挂篮下部的称量网内，确保挂篮和物料不碰到烧杯壁，关闭电子天平左、右侧拉门，等电子天平的显示稳定后读数并记录湿重m2。
01.1土工(颗粒分析密度计法)
1.引用标准：1.1《公路路基施工技术规范》JTG F10-20061.2《公路土工试验规程》 JTG E40-20072.抽样方法及样本大小：2.1抽样方法。
2.1.1按工程之需在现场采用原状土或扰动土。
2.1.2采用扰动土，须先清除表层，然后分层用四分法取样。
2.2样本大小。
2.2.1现场细粒土扰动取(100-400)g.。
2.2.2室内取干土质量30g 。
5.检测系统框图：6.检测前、后对被测样品、检测仪器、环境要求、设备安装的检查：6.1检测前：6.1.1检查被测样品能否满足试验需要。
6.1.2检测仪具是否在准用期内，并登录使用情况。
6.1.3天平校零，检查筛尺寸及筛孔有否变形锈堵。
6.1.4检查化学试剂是否处于保质期内，有否变质。
6.2检测后：6.2.1检测仪器做好清洁、保养、维修工作。
6.2.2及时放好化学试剂。
7.检测步骤：7.1试样备料：7.1.1应采用风干土。
土样充分碾散，通过2mm筛（土样风干可在烘箱内以不超过50℃鼓风干燥）。
求出土样的风干含水率，按下式计算试样干质量为30g时所需的风干土质量。
准确至0.01g。
m=m s（1+0.01ω）。
式中：m——风干土质量(g)，计算至0.01g；m s——密度计分析所需干土质量(g)；ω——风干土的含水率(%)。
7.2作好下列校正：7.2.1密度计刻度及弯月面校正：按《标准玻璃浮计检定规程》JJG 86-2001进行。
7.2.2土粒沉降距离校正参见JTG E40-2007《公路土工试验规程》中T 0116-2007密度计试验条文说明。
7.2.3温度校正值，详见JTG E40-2007《公路土工试验规程》中表T 0116-1。
7.2.4土粒比重校正值，详见JTG E40-2007《公路土工试验规程》中表T 0116-2。
7.2.5分散剂校正：密度计刻度系以纯水为准，当悬液中加入分散剂时，相对密度增大，故需加以校正。
注纯水入量筒，然后加分散剂，使量筒溶液达1000mL。
级配碎石0.02mm颗粒含量检测方法
级配碎石0.02mm以下颗粒含量检测方法土工试验规程中在土的颗粒分析中指出，当土的粒径小于0.075毫米时，应当采用密度计法或移液管法。
级配碎石中的0.02mm颗粒含量应按照土工试验方法的要求，采用密度计法或移液管法检验其含量。
1、制样将级配碎石过0.075mm筛，并测定0.075mm粒径占试样总质量的百分数，烘干后按规范要求制取样品悬液。
2、密度计法采用密度计法比较繁琐，首先测定密度计在悬液中的下沉时间，然后按照TM-85土壤密度计中给定的检定系数和计算公式计算土粒沉降距离，再按《铁路土工试验规程》式（7.3.4-4）计算土粒粒径，根据测得的数据在半对数坐标上绘制曲线，在曲线中查找0.02mm颗粒含量。
见实例：密度计法颗粒分析试验记录3、移液管法采用移液管法相对比较简单，可以直接测定0.02mm颗粒含量。
3.1根据测得的土粒的颗粒密度和悬液温度查表（7.3.4-4），得粒径计算系数K值。
3.2按《铁路土工试验规程》式（7.3.4-4）计算粒径小于0.02mm所需粒径下沉一定深度需要静置的时间。
3.3如设定0.02mm颗粒下沉深度为10cm，土粒实测密度2.77g/cm3，悬液温度20.5℃，通过内插求得系数K值为0.1018。
t=L/(d/k)2=10/(0.02/0.1018）2=259s 即4分32秒3.4根据所需静置的时间提前10s,将移液管放入悬液中，浸入深度10cm处，用吸水球吸取悬液。
按照规范规定方法及步骤测试，填表并计算小于0.02mm粒径试样质量占0.075mm以下试样质量百分数。
4、计算0.02mm以下粒径质量百分率4.1采用密度计法查图求得的0.02mm粒径试样质量百分数，在表格中计算时已经考虑了0.075mm以下粒径质量占总质量的百分数，无需再进行计算。
4.2采用移液管法求得0.02mm粒径试样质量百分数后，还应按式（7.2.4-1）根据0.075mm占试样总质量百分数，计算0.02mm粒径试样占试样总质量的百分数。
颗粒分析试验密度计法
颗粒分析试验密度计法 Corporation standardization office #QS8QHH-HHGX8Q8-GNHHJ8试验一、颗粒分析试验（密度计法）（一）概述颗粒分析试验的目的是测定土中各种粒组含量占该土总质量的百分数，并据此绘制颗粒大小分配曲线。
密度计法适用于分析粒径小于0.075mm 的土样，若试样中含有大于0.075mm 的粒径时，应联合使用密度计法和筛析法。
（二）试验原理密度计法是将一定质量的试样加入4%浓度的六偏磷酸钠10mL ，混合成1000mL 的悬液，并使悬液中的土粒均匀分布。
此时悬液中不同大小的土粒下沉速度快慢不一。
一方面根据斯笃克（Stokes, , 1845）定律计算悬液中不同大小土粒的直径，另一方面用密度计测定其相应不同大小土粒质量的百分数。
1. 斯笃克定律斯笃克研究了球体颗粒在悬液中下沉问题，认为不同球体颗粒在悬液中的下沉速度υ与它们直径大小d 有关，这种反映悬液中颗粒下沉速度和粒径关系的规律，称为斯笃克定律。
按照这一定律，土颗粒在溶液中下沉时，较大的土粒首先下沉，经过某一时段t ，只有比某一粒径d 小的土粒仍然浮在悬液中，这些土粒在悬液中通过铅直距离L ，在时间t 内下沉速度υ为 或tLG G d ⋅-=-=wo wT s w s )(1800)(18γηρρηυ（ 1–1） 式中η ——纯水的动力粘滞系数，Pa·s （10-3）； d ——土颗粒粒径，mm ； ρ——土粒的密度，g/cm 3；G s ——土粒的比重；w ρ——水的密度，g/cm 3；wo ρ——温度4℃时水的密度，g/cm 3；wT G ——温度T ℃时水之比重；L ——某一时间t 内土粒的沉降距离，cm ； t ——沉降时间，s 。
为了简化计算，用图 1–1的斯氏列线图，便可求得粒径d 值。
此时，悬液中在L 范围内所有土粒的直径都比算得的d 值小，而大于d 的土粒都下沉到比L 大的深度处。
土工试验-密度计法(比重计法)指导书
密度计法（比重计法）一、仪器设备密度计法试验设备包括：1． 密度计 常用密度计分两种：（1）甲种密度计，刻度单位为20℃时每1000cm 3悬液内所含土粒质量的克数，自0~60（或-5~50），最小分度单位为1.0（或0.5）；（2）乙种密度计，刻度单位为20℃时悬液的比重；自0.995~1.050（或0.995~1.020），取小分度为0.001（或0.0002），精度为0.0002（或0.00005），但分度为0.0002的密度计读数比较困难；2． 量筒 有效容积1000cm 3，内径60mm ，高450mm ； 3.分析天平 除与筛析法相同外，需要一台分析天平；称量200g ，感量0.01g ； 4.辅助设备 辅助设备除筛析法的所有辅助设备外，还需要温度计、搅拌器、煮沸设备（砂浴）、分散剂、纯水、秒表等。
二、试验步骤密度计法试验步骤包括：1．密度计法进行颗粒分析试验宜采用天然含水率土样。
也可采用风干（烘干）土样进行；2．对于风干（烘干）土样，取代表性土样100~300g ，放入研钵中，用带橡皮头的研杵碾散。
将研散后的土过2mm 筛，将筛上土研散再过筛，直到筛上仅留下大于2mm 的颗粒为止；3．将粒径小于2mm 的土样拌和均匀，称取土粒质量g m s 30=的土样作为试样。
当采用天然含水率为的土样作为试样时，按下式计算所需湿土质量m :)01.01(ω+=s m m （4-10）4．将制备好的试样倒入三角烧瓶中，注入大约200cm 3的纯水，浸泡18小时以上，用天然含水率土样直接进行颗粒分析试验，可不浸泡或缩短浸泡时间。
稍加摇荡以后，放在砂浴上煮沸。
从沸腾时开始记时，粘土和不易分散的土，煮1小时左右，其它土不少于0.5小时；5．试样冷却后，倒入进行颗分试验用的量筒中，将烧杯中土洗净并全部倒入量筒中后，加入10cm 3的分散剂（4%的六偏磷酸钠或6%双氧水或1%的硅酸钠），然后加清水至1000cm 3；6．用搅拌器在量筒中沿整个悬液深度上下搅拌大约1min ，往复各30次，使悬液内土粒分布均匀；7．取出搅拌器，同时开动秒表，测经1、2、5、15、30、60、120、1440min 时的密度计读数。
土的颗粒密度试验作业指导书
土的颗粒密度试验作业指导书一、试验目的和方法1．方法概述土的颗粒密度是指土体内固体颗粒的质量与颗粒体积之比值，单位g/cm3。
粒径大于5mm的砾石、碎(卵)石等粗颗粒，因颗粒间存在空隙。
空隙又分封闭的与敞开的两部分，当浸水时，开敞部分为水所填充，封闭部分则不能浸人。
因此，粗颗粒土颗粒密度通常以下列三种方法表示：(1)视密度(也称表观密度)：土粒干质量与土粒实体积(包括固体颗粒和封闭空隙体积)的比值。
它与细粒土的颗粒密度在实用上是一致的，因为一般指的空隙，事实上是指能被水充填的空隙。
通常情况下，粗粒土的颗粒密度就是指视密度。
(2)毛体积密度：土粒干质量与土粒总体积(包括固体颗粒、封闭空隙和开敞空隙全部体积)的比值。
(3)饱和面干密度(简称表干密度)：当土粒呈饱和面干状态时的土粒总质量与土粒总体积的比值。
颗粒密度是计算孔隙比、孔隙率、饱和度等指标的重要数据。
毛体积密度用于击实试验中对超粒径(≥5 mm或≥20mm 或≥40mm,颗粒在5％~30%)土的最大干密度校正及计算粗颗粒填料压实后的孔隙率。
土的颗粒密度试验按土粒的不同粒径可分别采用：(1)量瓶法：适用于粒径小于5mm的土。
(2)浮称法：适用于粒径等于或大于5mm的土，且其中粒径大于20mm的土质量应小于土总体质量的10%。
(3)虹吸管法：适用于粒径等于或大于5mm的土，且其中粒径大于20mm的土质量应等于或大于土总体质量的10%。
(4)如果土含有小于和大于5mm的颗粒．，则应分别用量瓶法和浮称法或虹吸筒法测定不同粒径的颗粒密度，并按加权平均计算土的平均颗粒密度：2．量瓶法（1）试验所需主要仪器设备和器具①量瓶：容积100(或50) mL。
②天平：称量200g，分度值0.001g。
③恒温水槽：准确度士1.0℃。
④砂浴：应能调节温度。
⑤温度计：测量范围0~50 ℃，分度值0.5℃。
⑥真空抽气设备。
⑦其他：烘箱、纯水或中性液体(煤油)等。
（2）量瓶校正①将量瓶洗净，烘干后称其质量，准确至0.001g。
密度计法测颗粒级配指导书
颗粒级配分析（密度计法）一、 目的和适用范围通过数据分析，判断土的组成、级配性质。
本试验方法使用于分析粒径小于0.075mm 的细粒土，具体方法步骤参照《土工试验方法标准》（GBT 50123-1999）、（公路土工试验规程）（JTG E40-2007）及材料（第2版公路工程试验检测人员考试用书）。
二、 试验原理对应于粒径小于0.075mm 的细粒土，采用比重计法。
小球体在水中下沉时满足：①小球体在水中沉降的速度是恒定的；②小球体沉降速率与球体直径d 的平方成正比。
比重计法正是利用这一原理来进行颗粒分析的。
密度计是测定液体密度的仪器。
它的主体是个玻璃浮泡，浮泡下端有固定的重物，使密度计能直立地浮于液体中；浮泡上为细长的刻度杆，其上有刻度数和读数。
目前，使用的有甲种密度计和乙各密度计两种型号，本试验采用甲种密度计。
甲种密度计刻度杆上的刻度单位表示20℃时每1000cm 3悬液内所含土粒的质量。
由于受实验室多种因素的影响，若悬液温度不是20℃时悬液的密度（或土粒质量），必须将初读数经温度校正；此外，还需进行弯液面校正、刻度校正、分散剂校正。
本试验采用斯托可斯公式来求土粒在静水中沉降速度；密度计法是通过测定土粒直沉降速度后求相应的土粒直径，如下式所示：tL G G d wTg wT s ⨯-⋅⨯=ρη)(1018004。
各符号见操作步骤中说明。
已知密度的均匀悬液在静置过程中，由于不同粒径土粒的下沉速度不同，粗、细颗粒发生分异现象。
随粗颗粒不断沉至容器底部，悬液密度逐渐减小。
密度计在悬液中之沉浮决定于悬液之密度变化。
密度大时浮得高，读数大；密度小时浮得低，读数小。
若悬液静置一定时间t 后，将密度计放入盛有悬液的量筒中，可根据密度计刻度杆与液面指示的读数测得某深度H t （称有效深度）处的密度，并可按上述公式求出下沉至H t 处的最大粒径d ；同时，通过计算即可求出H t 处单位体积悬液中直径小于d 的土粒含量，以及这种土粒在全部土样中所占的百分含量。
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颗粒级配分析（密度计法）一、 目的和适用范围通过数据分析，判断土的组成、级配性质。
本试验方法使用于分析粒径小于0.075mm 的细粒土，具体方法步骤参照《土工试验方法标准》（GBT 50123-1999）、（公路土工试验规程）（JTG E40-2007）及材料（第2版公路工程试验检测人员考试用书）。
二、 试验原理对应于粒径小于0.075mm 的细粒土，采用比重计法。
小球体在水中下沉时满足：①小球体在水中沉降的速度是恒定的；②小球体沉降速率与球体直径d 的平方成正比。
比重计法正是利用这一原理来进行颗粒分析的。
密度计是测定液体密度的仪器。
它的主体是个玻璃浮泡，浮泡下端有固定的重物，使密度计能直立地浮于液体中；浮泡上为细长的刻度杆，其上有刻度数和读数。
目前，使用的有甲种密度计和乙各密度计两种型号，本试验采用甲种密度计。
甲种密度计刻度杆上的刻度单位表示20℃时每1000cm 3悬液内所含土粒的质量。
由于受实验室多种因素的影响，若悬液温度不是20℃时悬液的密度（或土粒质量），必须将初读数经温度校正；此外，还需进行弯液面校正、刻度校正、分散剂校正。
本试验采用斯托可斯公式来求土粒在静水中沉降速度；密度计法是通过测定土粒直沉降速度后求相应的土粒直径，如下式所示：tL G G d wTg wT s ⨯-⋅⨯=ρη)(1018004。
各符号见操作步骤中说明。
已知密度的均匀悬液在静置过程中，由于不同粒径土粒的下沉速度不同，粗、细颗粒发生分异现象。
随粗颗粒不断沉至容器底部，悬液密度逐渐减小。
密度计在悬液中之沉浮决定于悬液之密度变化。
密度大时浮得高，读数大；密度小时浮得低，读数小。
若悬液静置一定时间t 后，将密度计放入盛有悬液的量筒中，可根据密度计刻度杆与液面指示的读数测得某深度H t （称有效深度）处的密度，并可按上述公式求出下沉至H t 处的最大粒径d ；同时，通过计算即可求出H t 处单位体积悬液中直径小于d 的土粒含量，以及这种土粒在全部土样中所占的百分含量。
由于悬液在静置过程中密度逐渐减小，相隔一段时间测定一次读数，就可以求出不同粒径在土中之相对含量。
三、仪器设备与试剂1仪器设备：1）密度计：甲种密度计，刻度－5～50，最小分度值为0. 5℃，本试验室所用密度计规格如下：密度计（一）：浮泡体积(V b)：62cm3浮泡中心至最低刻度的距离L0：10cm标尺总长：14cm密度计（二）：浮泡体积(V b)：66cm3浮泡中心至最低刻度的距离L0：10.6cm标尺总长：15.2cm2）量筒：内径约60mm，容积1000mL，高约420mm，刻度0～1000mL，准确至10mL。
3）洗筛：孔径0. 075mm。
4）洗筛漏斗：上口直径大于洗筛直径，下口直径略小于量筒内径。
5）天平：称量1000g，最小分度值0. 1g；称量200g，最小分度值0. 01g。
6）搅拌器：轮径50mm，孔径3mm，杆长约450mm，带螺旋叶。
7）煮沸设备：附冷凝管装置。
8）温度计：刻度0～50℃，最小分度值0. 5℃。
9）其他：秒表，锥形瓶(容积500mL)、研钵、木杵、电导率仪等。
2试剂：1）4%六偏磷酸钠溶液：溶解4g六偏磷酸钠于100mL水中。
2）5%酸性硝酸银溶液：溶解5g硝酸银于100mL的10%硝酸溶液中。
3）5%酸性氯化钡溶液：溶解5g氯化钡于100mL的10%盐酸溶液中。
2 试验步骤1 试验的试样，宜采用风干试样。
当试样中易溶盐含量大于0.5%时，应洗盐。
具体方法步骤详见《土工试验方法标准》GBT 50123-1999。
2 称取具有代表性风干试样200—300g，过2mm筛，求出筛上试样占试样总质量的百分比。
取筛下土测定试样风干含水率。
3将土样拌和均匀，称取30g的风干土样作为试样，当采用天然含水量为 土样作为试样时，按下式计算所需湿土质量：为30g的风干试样质量按下式计算：当易溶盐含量小于1%时，m 0＝30（1+0.01ω）当易溶盐含量大于、等于1%时，m 0＝[30（1+0.01ω）]/（1-ω）4 将风干试样或洗盐后在滤纸上的试样，倒入500mL 锥形瓶，注入纯水200mL ，浸泡过夜，然后置于煮沸设备上煮沸，煮沸时间宜为40min 。
5 试验冷却后，搅拌，静置1min ，通过洗筛漏斗将上部悬液过0.075mm 筛转移到颗分试验用的量筒中，再加适量水搅拌，静置1min ，再将上部悬液过0.075mm 筛，如此重复清洗（每次清洗，最后所得悬液不得超过1000mL ）直至锥形瓶中上部悬液清澈。
向量筒中加入4％六偏磷酸钠10mL ，再注入纯水至1000mL 。
6 将搅拌器放入量筒中，沿悬液深度上下搅拌1min ，取出搅拌器，立即开动秒表，将密度计放入悬液中，测记0. 5、1、2、5、15、30、60、120和1440min 时的密度计读数。
每次读数均应在预定时间前10～20s ，将密度计放入悬液中。
且接近读数的深度，保持密度计浮泡处在量筒中心，不得贴近量筒内壁。
7 密度计读数均以弯液面上缘为准，甲种密度计应准确至0.5，乙种密度计应准确至0.0002。
每次读数后，应取出密度计放入盛有纯水的量筒中（0.5、1min 时除外），并应测定相应的悬液温度计准确至5℃，放入或取出密度计时，应小心轻放，不得扰动悬液。
8 小于某粒径的试样质量占试样总质量的百分比应按下式计算：()D T G dC n m m R C m X -+++=100（甲种密度计）。
式中 X——小于某粒径的试样质量百分比（％）；m d ——试样干质量(g)；C G ——土粒比重校正值（查附录A 表1）； m T ——悬液温度校正值（查附录A 表2）；n——弯月面校正值（查附录A 表3，具体步骤详见“附录B.0.3” ）； C D ——分散剂校正值（具体步骤详见“附录B.0.4”；）； R ——甲种密度计读数。
10 试样颗粒粒径按下式计算：t LKd =式中，d——试样颗粒粒径(mm)；g G G K wT wT s ρη)(1018004-⋅⨯=（查附录A 表4）；η——水的动力粘滞系数(kPa·s×106-)； G wT ——T ℃时水的比重；ρwT ——4℃时纯水的密度(g ／cm 3)； L——某一时间内的土粒沉降距离(cm)； t——沉降时间(s)； g——重力加速度(cm ／s 2)。
11 颗粒大小分布曲线，应按筛析法中规定的步骤绘制，当密度计法和筛析法联合分析时，应将试样总质量折算后绘制颗粒大小分布曲线；并应将两段曲线连成一条平滑的曲线。
附录A 密度计校正表附录B 密度计校正B.0.1 密度计校正包括下列内容：1 土粒沉降距离校正：密度计读数不仅表示悬液密度，同时也由悬液面至密度计浮泡体积中心的距离来表示土粒的沉降深度。
试验时，当密度计放入悬液后，液面随之升高，致使土粒沉降距离较实际为大，故在试验前应对密度计进行土粒沉降距离校正。
2 刻度及弯液面校正：密度计制造时，刻度不易准确，使用前必须进行校正。
另外，密度计的刻度一般以弯液面的下缘为准，而试验时密度计读数是以弯液面的上缘为准，故应进行弯液面校正。
刻度及弯液面校正可合并进行。
3 分散剂校正：密度计刻度是以纯水为标准的，当悬液中加入分散剂后，使悬液密度增大，故必须校正。
B.0.2 土粒沉降距离校正（参照JTG E40-2007）：1 仪器设备：1) 密度计：甲种（刻度为－5°~50°，最小分度值为0.5°）；乙种（20℃/20℃刻度为0.995~1.020，最小分度值为0.0002）。
2) 量筒：容量1L（内径约60mm，刻度精确至10mL）；容积250mL，最小分度值1mL。
3) 直尺：长约（200±1）mm。
4) 恒温水槽：精确为±1℃。
5) 其他设备：密度计固定架，温度计。
2校正步骤：1）测定密度计浮泡体积：在250mL量筒内加入约130mL纯水，并保持水温为20℃，测定量筒内水面读数（以弯月面上缘为准）后画一标记，将密度计放入量筒中，使水面达密度计最低刻度处（以弯月面上缘为准），同时测记水面在量筒上的读数（以弯月面上缘为准）后再画一标记，两者之差即为密度计浮泡体积（V b）读数准确至1mL。
2) 测定密度计浮泡体积中心：在测定浮泡体积V b之后，将密度计向上缓缓垂直提起使水面恰落至两标记的正中间，此时水面与浮泡相切处（以弯月面上缘为准），即为浮泡体积中心。
将密度计固定在支架上，用直尺准确量出水面至密度计最低刻度的垂直距离（L0）。
3) 测定1L 量筒内径，准确至1 mm ，并算出量筒面积。
4) 量出自密度计最低刻度至玻璃杆上各分度处的距离（L 1），每隔5格或10格测量一次，估读至0.1mm 。
3 土粒有效沉降距离按下式计算（见图B.0.2）：)2(b01AV L L L -+= （D.2.2） 式中 L ——土粒有效沉降距离（cm ）；L 1——自最低刻度至玻璃杆上各刻度的距离(cm)； L 0——密度计浮泡中心至最低刻度的距离(cm)； V b ——密度计浮泡体积(cm 3)； A ——1L 量筒的面积(cm 2)。
4 土粒沉降距离校正计算表，应符合表B.0.2-1或表B.0.2-2的要求。
表B.0.2-2 土粒沉降距离校正计算表B.0.3 刻度及弯液面校正：1 仪器设备：1) 量瓶：容积100ml。
2) 烧杯：容量1000ml。
3) 电动拌搅器。
4) 分析天平：称量100g，分度值0.1mg。
5) 无水氯化钠或密度为1.84g/cm3的硫酸。
6) 其他设备同B.0.2。
2 校正步骤：1) 于1L烧杯中加纯水700ml，按附录A表3中第（3）项规定的硫酸数量，用滴定管依次加入密度为1.84 g/cm3的硫酸于烧杯中，用玻棒搅拌均匀；或按表附录A表3中第3项规定称取化学纯氯化钠数量于500ml烧杯中，加纯水约200ml，用玻棒搅拌至完全溶解。
然后倒入1L量筒中并用纯水稀释至刻度，另取一盛纯水的量筒以供清洗、存放密度计之用。
2) 将盛有标准溶液的量筒放入20℃恒温水槽中，用搅拌器搅拌筒内溶液，待筒内温度达20℃时，将擦干净的密度计依次放入各量筒中，以弯液面上缘为准读数，甲种密度计估读至0.1；乙种密度计估读至0.0001，每次读数后，取出密度计放入盛纯水的量筒中清洗。
至少测记读数两次，取其平均值记入附录A 表3第（6）栏中。
3) 从量筒内取出一部分溶液，分别装满两个100ml（或50ml）的量瓶，放入恒温为20℃的水槽内，待恒温后，塞好瓶塞，擦干量瓶，称量，精确至0.0001g。
4) 倾去量瓶内溶液，洗净后装满纯水放入恒温20℃水槽内，待恒温后，盖好瓶塞，擦干后称量，精确至0.0001g。