土的含水率密度实验

1. 土的含水率、密度实验

实验目的：

通过本试验掌握土体的天然含水率试验方法，了解含水率指标在工程中的应用，并配合其它试验计算土的干密度、孔隙比及饱和度等其它指标。

通过本试验掌握土体的天然密度试验方法，了解天然密度指标在工程中的应用，并配合其它试验计算土的干密度、孔隙比及饱和度等其它指标。并初步了解土体密度大小与土的松紧程度、压缩性、抗剪强度的关系。

基本原理：

土体中的自由水和弱结合水在105℃～110℃的温度下全部变成水蒸气挥发，土体粒质量不再发生变化，此时的土重为土颗粒质量加上强结合水质量，将挥发掉的水份质量与干土质量之比为土体含水率。即土体含水率是指土颗粒在105℃～110℃的温度下烘干至恒重时所失去的水份质量与烘干土质量的比值，用百分数表示。

单位体积土体质量称做土的密度，定义式为：

ρ0=m0/V (1—1)

式中：ρ0－土样湿密度（g/cm3）；

m0－土样质量（g）；

V－土样体积（cm3）。

实验室内直接测量的密度为湿密度(对原状土称作天然密度)。

w0=mw/md （1—2）

式中：ω0 —土样含水率(％)；

mw—土体所失去水分的质量(g)；

md—烘干后土颗粒质量(g)。

仪器设备：

（1）恒温烘箱：恒温范围在105℃～110℃，温度控制精度高于±2℃；

（2）天平：称量200g，最小分度值0.01g；

（3）其它工具：铝盒(称量盒)、开土刀、干燥器、温度计等。

（a）环刀：内径61.8mm和79.8mm，高20mm；

（b）天平：称量500g，最小分度值0.1g的天平；

（c）其它工具：切土刀，玻璃板、钢丝锯，凡士林等。

实验步骤：

（1）用感量0.01g的天平称取铝盒重量，记录铝盒编号和重量；

（2）取具有代表性的试样15～30g放入铝盒内，（有机质土、砂类土和整体状构造冻土为50g），迅速盖好盒盖，称铝盒加湿土质量，准确至0.01g，并记录铝盒号和盒加湿土质量。（3）揭开盒盖，将试样和铝盒一起放入恒温烘箱，在温度105℃～110℃下烘至恒重。烘干时间对粘土、粉土不得少于8小时，对砂土不得少于6小时，对含有机质超过干土质量5%的土，应将温度控制在65℃～70℃的恒温下烘至恒重。

（4）将铝盒从烘箱中取出，盖好铝盒盖，放入干燥器内冷却至室温后，称铝盒加干土质量，准确至0.01g，并记录铝盒号和盒加干土质量。

（a）取原状土或制备的扰动土样，整平两端，将环刀内壁涂一薄层凡士林，刃口向下放在土样上，将环刀垂直向下压至约刃口深处，用切土刀将士样切成略大于环刀直径的土柱后，边压边削，直至土样伸出环刀顶部，将环刀两端余土削平；

（b）用切下的代表性土样测定含水率；

（c）擦净环刀外壁，称环刀加土的质量，准确至0.1g。

注意事项：

烘干法为含水率试验的标准方法，本试验方法适用于有机物含量不超过干土质量的5%，当有机物含量在5%～10%之间，仍用本方法时，应在记录中注明。

当受试验环境限制，不能满足烘焙条件时，可依现场情况选用如下试验方法：

2.酒精燃烧法(适用于砂性土、粘性土)；

3.实容积法(适用于粘性土)；

4.比重法(适用于砂性土)；

5.炒干法(适用于砾质土)。

思考题：

1.烘干法与酒精燃烧法测量砂土和粘性土的含水率时，哪种土含水率差别较大，为什么？

2.为什么有机质土要用较低温度烘干？

3.目前共有几种实验方法测定土的含水率，更好的方法应该是怎样的？

4．环刀法测量砂土的密度有什么困难?

5．式(1—2)的分母两项各代表什么意义?

6．为什么说一般灌水法比灌砂法测量密度的精度高?

实验结果：

土的含水率、密度

实验附件：

1. Test1.swf