土工试验步骤及重点

土工试验

土的含水率试验

土中水：影响土的物理，力学性能的主要是自由水、弱结合水。

一、烘干法

适用范围：标准方法，适用于黏质土、粉质土、砂类土、砂砾土、有机土和冻土。

1、试验步骤

（1）取代表性土样，细粒土15g～30g；砂类土、有机土为50g；放入称量盒中，盖好盖，称取质量；

（2）揭开盒盖，将试样放入烘箱中，在温度105℃～110℃下烘干，烘干时间对细粒土不得少于8h～10h；对于砂类土不得少于6h～8h；对于有机质含量超过5%的土或含石膏的土，将温度控制在60℃～70℃以下烘干，以12h～15h为好。

（3）将烘干后的试样和盒子取出，放入干燥器中冷却，冷却后盖好盒盖，称取质量

2、，计算

W=(m-m

s )/m

s

3、精度及允许差

二、酒精燃烧法

适用于快速测定细粒土的含水率

1、取样数量：黏质土5～10g；砂类土20～30g。

2、注意事项：酒精纯度95%；对于黏性土测得的含水率通常小于烘干法。

密度试验

一、环刀法

1、使用范围及目的：适用于测定不含砾石颗粒的细粒土的密度、干密度。

2、环刀规格：环刀（直径6mm～8mm、高2mm～5.4mm、壁厚1.5mm～2.2mm）。径高比一般为1～1.5。

3、精度及允许差：进行两次平行测定，取算术平均值，平行差不得大于0.03g/cm3。

二、蜡封法

适用范围：适用于测定易碎裂的土和形状不规则的坚硬土的密度。

1、试验步骤：

（1）取体积大于30cm3的试件，出去表面松、浮土及尖锐棱角，称其质量m，并取代表性土样进行含水率测定；

（2）将石蜡加热至刚过熔点，用细线系好试件浸入石蜡中，使试件表面覆盖一层石蜡，取出试件，待冷却后称其质量m

1

；

（3）用细线将蜡封试件置于天平一端，时其浸浮在盛有蒸馏水的烧杯中，称蜡封试件水中质量

m

2

；

（4）将蜡封试件从水中取出，擦干净表面，称其质量，与浸水前蜡封试件质量进行比较，若质量差超过0.03g，试验重做。

2、计算

ρ=m/[(m

1-m

2

)/ρ

wt

-(m

1

-m)/ρ

n

) ρ

d

=ρ

w

/(1+0.01w)

三、灌砂法

1、适用范围：适用于现场测定细粒土、砂类土、砾类土的密度。试样最大粒径被不得大于15mm，测定层的厚度为150mm～20mm。

2、试验准备

量砂为粒径为0.25mm～0.5mm清洁干净的均匀砂。

（1）灌砂筒下部锥体内砂的质量

①在灌砂筒高度上，向筒内装砂质距筒定15mm，称其质量m

1

；

②将开关打开，让砂自由流出，并使流出砂体积与工地所挖试坑容积形同当，然后关上开关，

称剩余砂质量m

5

；

③不晃动储砂筒的砂，将灌砂筒移至玻璃板上，将开关打开，让砂流出，直到筒内砂不在下流为止，关上开关，并细心地取走灌砂筒；

④收集并称留在试样板上砂的质量，或称量筒中的质量，求的下部锥体砂的质量m

2

，

⑤重复试验三次，取平均值

（2）量砂标定

①用水确定标定灌得容积V；

②在储砂灌中装入m

1

的砂，并将灌砂筒放在标灌上，将开关打开，让砂流出，直到砂不在下流

为止，称管砂筒中砂质量m

3

。

（3）注意事项：

①标定灌深度减2.5cm，砂质量降低1%。

②灌砂筒中砂面高度降低5cm，砂的密度约降低1%。

四、灌水法

本试验现场测定粗粒土和巨粒土的密度，测试试样的最大粒径为200mm。

土地比重试验

一、定义

土颗粒在100℃～105℃，烘干至恒重时的重量与同体积4℃的蒸馏水重量的比重

二、试验方法及适用范围：

(1)比重瓶法：适用于测定粒径小于5mm的土的比重。

(2)浮称法、浮力法：适用于粒径大于或等于5mm的土，且粒径大于等于20mm的土质量小于总质量的10%的土粒的比重；

(3)虹吸筒法：适用于粒径大于或等于5mm的土，且粒径大于等于20mm的土质量大于或等于总质量的10%的土粒的比重；

(4)试验平行差不得大于0.02

三、土的比重试验（比重瓶法）

1、试验步骤：

（1）将比重瓶烘干，将15g烘干土装入比重瓶内，称其质量；

（2）往装有土样的比重瓶内注入蒸馏水至一半，摇动比重瓶，将瓶放在沙浴中煮沸，砂及底液

限土不少于30min，高液限不少于1h；

（3）如用长颈比重瓶，用滴液管调整液面至刻度线，擦干表面，称其重量

（4）根据测得温度，从绘制的温度与瓶、水总质量关系曲线中查得瓶水总质量，如瓶未校正，则倾取悬液，洗净比重瓶，向瓶中注水，至刻度线，称其质量；

（5）如是沙土，煮沸时砂易跳出，允许用真空抽气法代替；

（6）对于有一定可溶盐、不亲性胶体或有机土，必须用中性液体测定；

（7）本试验称重精确到0.001g

2、计算

G

s =m

s

×G

wt

/(m

1

+m

s

-m

2

)

G s ——土比重 m

s

——土干质量 m

1

——瓶、水质量

m 2——瓶、土、水质量 G

wt

——蒸馏水比重

四、土的比重试验（浮力法）

1、试验步骤:

（1）其代表性土样500～1000g（m

s

），彻底冲洗；

（2）称取烧杯及杯中水的质量m

1

，将网篮缓缓浸没于水中，在称烧杯、水、和悬没于水中网篮

总质量，计算出网篮的浮力质量m

2

；

（3）将试样浸在水中一昼夜取出，放入网篮缓缓浸没于水中；

（4）称量烧杯，杯中水、网篮、试样的总质量m

3

；

（5）取出试样烘干，称其质量。

2、计算

G

s =m

s

×G

wt

/(m

3

+m

1

-m

2

)

五、土的比重试验（浮称法）

1、试验步骤：

（1）其代表性土样500～1000g（m

s

），彻底冲洗；

（2）将试样浸在水中一昼夜取出，放入网篮缓缓浸没于水中；（3）称金属网篮及试样在水中的质量m2；

（4）取出试样烘干，称其质量ms；

（5）称金属网篮在水中的质量m1

2、计算

G

s =m

s

×G

wt

/(m

s

+m

2

+m

1

)

土的粒组划分及工程分类

一、土的级配指标

1、不均匀系数：反映粒径分部曲线上土径分部范围

C

u =d

60

/d

10

2、曲率系数：反映粒径分部曲线上的土粒分部状况

C

c =(d

60

)2/d

10

×d

60

注：（1）C

u <5时为均与土，级配不良；C

u

>10时为级配良好的土；

（2）当同时满足C

u >5、C

c

=1～3，级配良好；若不能同时满足，则级配不良。

二、土的工程分类

1、土的分类依据：土的颗粒组成特征、土的塑性指标（液限WL、塑限WP、塑性指数IP）、土的有机质存在情况。