各类土工试验的操作步骤

土工试验的操作步骤

实验一、含水量试验

一、概述

1．土的含水量是指土在105～110℃下烘至恒量时所失去的水质量和干土质量的比值，用百分数表示。

2．测定土的含水量，用作计算孔隙比、饱和度和干密度等指标。测定风干土含水量，用作各项试验由风干土质量换算为烘干土质量的指标。3．本试验规定采用烘干法为测定土的含水量的标准方法。在野外如无烘箱设备或求快速测定含水量时，可采用酒精燃烧或炒干法等。本试验介绍烘干法。

二、实验仪器设备

1．烘箱：可采用电热烘箱或能控制温度105～110℃的其他能源烘箱；2．天平：称量200g，感量0.01g；

3．其他：干燥器，称量盒（为简化计算手续，可将盒重定期（3～6个月）调整为恒重值）等。

三、操作步骤

1．取其代表性试样：粘性土为15～20g；砂类土，有机土为50g以上，放入称量盒内，盖上盒盖，称量。称量时可在天平的一端放上与盒等量的砝码或称量盒，可直接称得土的质量。准确至0.01g。

2．打开盒盖，将盒置于烘箱内，在105～110℃的恒温下烘至试样质量不变为止，对含有有机质超过5%的土，应在65～75℃的恒温下烘至试样质量不变为止。

3．将称量盒从烘箱中取出，盖上盒盖，放入干燥器内冷却至室温，称干土质量，准确至0.01g。

四、计算及记录

1．按下式计算含水量

式中——含水量，%；

m——湿土质量，g；

m s——干土质量，g。

计算至0.1%。

2．本试验需进行两次平行测定，其平行差值，含水量小于40%为1%，大于40%为2%，记录并举例如下：

含水量试验（烘干法）工程名称试验者

试验方法计算者

试验日期校核者

实验二、密度试验

一、概述

1．土的密度是指土的单位体积质量。本试验目的是测定土的密度，用以计算孔隙比、干密度等指标，从而了解土体结构密实情况。

2．试验根据土的特性、结构及取样难易规定分别采用环刀法（适用于粘性土）、蜡封法（适用于易破裂或坚硬难以切削的土）、灌水法和灌砂法（适用于现场采用的难以取成原状的砂、砾质土）本试验介绍环刀法。二、仪器设备

1．环刀内径61.8mm（面积30cm2）或79.8mm（面积50cm2），高度为20mm。

2．天平：称量500g，感量0.1g；称量200g，感量0.01g。

3．其他：削土刀、钢丝锯、玻璃板等。

三、操作步骤

1．将原状土样或根据需要制备成重塑土样，两端修平，在环刀内壁涂一薄层凡土林，刃口向下放在土样上。

2．用削土刀或钢丝锯将土样上部削成略大于环刀直径的土柱，然后将环刀垂直下压，边压边削，当环刀全部压入土中，细心削去环刀两端余土，

削土时要从环刀边缘开始，不得在试样表面来回压抹，对软的土样宜先用钢丝锯将土样截成段，再用环刀切取。

3．擦净环刀外壁附土，称环刀与土总质量。若有与环刀等量的砝码，称量时将其放在天平另一端可直接称得土的质量，称量准确至0.1g。

四、计算及记录

1．按下式计算土的密度及干密度

其中——土的湿密度，g/cm3；

——土的干密度，g/cm3；

m——湿土质量，g；

V——试样体积，cm3；

——含水量，%。

计算至0.01。

2．本试验需要进行两次平行测定，平均差值不得大于0.03 g/cm3，取算术平均值，

本试验记录格式如下：

密度试验（环刀法）工程名称8705 试验者

钻孔编号ZK7 计算者

土样说明原状土校核者试验日期

实验三、液限和塑限试验

一、概述

1．细粒土由于含水量不同，分别处于流动状态、可塑状态、半固态和固体状态，液限（流限）是细粒土呈可塑态的上限含水量，塑限是细粒土呈可塑态的下限含水量。

2．本试验的目的是测定土的液限和塑限，为划分土类，计算液性指数（天然稠度）。塑性指数，供工程设计和施工之用。

3．本试验适用于粒径小于0.5mm，有机质含量小于5%的土。

4．液限用圆锥仪测定，塑限用滚搓法测定。

二、仪器设置

1．园锥仪：如图3-1所示。锥体、手柄和平衡球的总质量76g，锥角30°，包括试杯、底座，见图3-1。

2．天平：称量200g，感量0.01g。

3．称量盒（土盒）。

4．毛玻璃板。

5．其他：烘箱、干燥器、秒表、调土皿、凡士林、润滑油、蒸镏水、滴管、擦布等。

图3-1 锥式液限仪

三、操作步骤

1．液限试验

（1）原则上应采用天然含水量的土样制备试样，若土样相当干燥时，允许用风干土样进行制备。

（2）取有代表性且具有天然含水量的土样约180g，放在调土皿中，加蒸镏水调成均匀土膏，若土中含有大于0.5mm颗粒时，应将土膏过0.5mm 筛。如用过0.5mm筛的风干土，可取约150g。放在调土皿中，加蒸馏水调成均匀浓糊状，用玻璃板盖住，静置一昼液，天然含水量土样的静置时间，可按其原含水量大小而定，含水量较高时可不静置（本步骤可由试验室完成）。

（3）取已制备好的试样的一大半（另一小半留作塑限试验用）加少许水调拌均匀，分层装入试杯中，填装时勿使土内留有空隙或气泡，然后齐杯口刮去多余的土。刮去余土时，不得用刀在土面上反复涂抹，把杯放在杯座上。

（4）用擦布擦净锥体并涂以薄层凡士林或润滑油，提住锥体上端手柄对准试样表面的中部，至锥尖与试样接触时，松开手指，使锥体在自重下沉入土中，放锥时要平稳，避免冲击，同时亦防止台面受震动，有条件宜采用电磁放锥。

（5）当锥体约经15秒沉入土中深度恰为10mm（以土与锥体实际接触线为准）时，表示土的含水量即为液限。若锥体入土深度大于或小于10mm，表示该试样含水量高于或低于液限，这时，应挖去有凡士林或润滑油的部分，取出全部试样放回调士皿中，重新吹干或加蒸馏水调制，再按本试验（3）、（4）条步骤操作，至锥体下沉深度恰为10mm为止。

（6）将测得的合格试样，挖去有凡士林或润滑油部分，取锥体附近试样测定其含水量，此含水量即为液限。本试验需进行两次平行测定取算术平均值，精确至0.1%，平行差不得大于2%。

2．塑限试验

（1）取代表性土样100g，按液限试验制备样方法制备试样，或从液限试验制备好的试样中取约30g备用。

（2）将制备好的试样，在手中捏揉至不粘手，或用吹风机稍微吹干，然后将试样捏扁，如出现裂缝，表示含水量接近塑限。

（3）取接近塑限含水量的试样一小块，用手搓成椭圆形，然后用手掌在毛玻璃上搓滚，搓液时手掌的压力要均匀地施加在土条上，不得使土条在毛玻璃板上无力滚动，土条长度不宜超过手掌宽度，土条不得有空心现象。（4）土条搓成直径3mm时未产生裂缝及断裂，表示试样含水量高于塑限含水量。应将土条揉捏、搓滚，直至土条直径3mm时产生裂缝并开始断裂为止。若干条过早断裂，表示试样含水量低于塑限含水量，则应弃去，