土工类实验(双面打印)

公路土工试验培训

前言

本课件主要介绍了在公路工程中土的分类方法，以及实际工作中常用试验方法。

一般来说，根据土的性质和工作场地要求，所做试验项目的试验方法也各有差别。比如测土的含水率，有烘干法、酒精燃烧法、密度法等，每种试验方法所适用的范围是不同的。

由于时间所限，只能介绍常做的试验，如在实际工作中遇到特殊情况，希望大家参考资料和规程，按要求进行试验。

土的三相组成

*土是由土颗粒（固相）、水（液相）及气体（气相）三种物质组成的集合体。

*固相：土的固相物质分为无机矿物颗粒和有机质，成为土体的骨架。

*液相：土的液相是指土空隙中存在的水。水在土中以三种状态存在：固态、液态和气态。

*气相：土中气相主要指土空隙中充填的空气。

土的物理性质指标

*土是由固体颗粒、水和气体三相组成的集合体，这三种物质在体积上和质量上的比例关系不同，则会反映出土的物理状态上的变化。

*表述土的物理性质指标：

土的密度、土颗粒的比重、含水率。

干密度、饱和密度、浮密度（或称浸水密度）、孔隙比、饱和度。

前三项指标是通过试验直接测定，为基本物理性质指标。

土工试验项目

*物理性质试验

含水率、密度、比重、颗粒分析和相对密实度

*水理性质试验

界限含水率、稠度、膨胀、收缩和毛细上升高度

*力学性质试验

渗透性、击实性、压缩性、直接剪切、三轴剪切、无侧限剪切、承载比、回弹模量

*化学性质试验

酸碱度、烧失量、有机质含量、可溶盐含量、阳离子交换量、矿物成分

土的工程分类

*土的分类依据：

（1）土颗粒组成特性。

（2）土的塑性指标：液限、塑限和塑性指数。

（3）土中有机质存在情况。

土的工程分类

*土的粒度、粒径、粒组：

土颗粒的大小称为粒度。

土颗粒的形状、大小各异，但都可以将土颗粒的体积化作一个当量的小球体，据此可算得当量小球体的直径，称为当量粒径，简称粒径。

工程经验表明，颗粒粒径相近时，其工程性质也相近，所以工程上把土颗粒按粒径大小划分为若干组，称为粒组。

土的工程分类

*土颗粒组成特征：以不均匀系数和曲率系数表示：

不均匀系数C u反映粒径分布曲线上的土粒分布范围。

曲率系数C c反映粒径分布曲线上的土粒分布形状。

d10、d30、d60——土的特征粒径，在土的粒径分布曲线上，小于该粒径的土粒质量分别为总土质量的10%、30%、60%。

1、当由两个基本代号构成时，第一个代号表示土的主成分，第二个代号表示副成分（土液限或土的级配）

2、当由三个基本代号构成时，第一个代号表示土的主成分，第二个代号表示液限的高低（或级配的好坏），第三个代号表示土中所含次要成分。

土的工程分类

*土的代号：

土的工程分类（巨粒土）

*巨粒土：巨粒组质量多于总质量15%的土。

土的工程分类（粗粒土）

*粗粒土：

试样中巨粒组质量少于或等于总质量15%，且巨粒组土粒与粗粒组土粒质量之和多于总土质量50%的土。

*砾类土：粗粒土中砾粒组质量多于砂粒组质量的土。

*砂类土：粗粒土中砾粒组质量少于或等于砂粒组质量的土。

土的工程分类（细粒土）

*细粒土：试样中细粒组土粒质量多于或等于总质量50%的土。

土的简易鉴别方法

*土的简易鉴别方法：是指用目测法代替筛分法确定土粒组成及其特征的方法；用干强度、手捻、韧性和摇振反应等定性方法代替用液限仪测定细粒土塑性的方法。

土的简易鉴别方法

*确定土粒组含量时，可将研散的风干试样摊成一薄层，凭目测估计土中巨、粗、细粒组所占的比例，再按有关规定确定其为巨粒土、粗粒土或细粒土。

土的简易鉴别方法

*干强度试验：将一小块土捏成土团，风干后用手指捏碎、掰断及捻碎，根据用力大小区分为：

*(1)很难或用力才能捏碎或掰断者为干强度高。

*(2)稍用力即可捏碎或掰断者为干强度中等。

*(3)易于捏碎和捻成粉末者为干强度低。

土的简易鉴别方法

*搓条试验：将含水率略大于塑限的湿土块在手中揉捏均匀，再在手掌上搓成土条，根据土条不断裂而能达到的最小直径可区分为：

*(1)能搓成小于1mm土条者为塑性高。

*(2)能搓成1-3mm土条而不断者为塑性中等。

*(3)能搓成直径大于3mm的土条即断裂者为塑性低。

土的简易鉴别方法

*摇振反应试验：将软塑至流动的小土块，捏成土球，放在手掌上反复摇晃，并以另一手掌击此手掌，土中自由水渗出，球面呈现光泽；用两手指捏土球，放松后水又被吸入，光泽消失。根据上述渗水和吸水反应快慢可区分为：

*(1)立即渗水和吸水者为反应快。

*(2)渗水和吸水中等者为反应中等。

*(3)渗水吸水慢及不渗不吸者为无反应。

土工常用试验（JTG E40-2007)

*土样采集和试样制备

*土的含水率试验

*土的密度试验

*颗粒分析试验

*界限含水率试验

*土的击实试验

*土的承载比（CBR）试验

土样的采集、运输和保管

*土样的采集、运输和保管，时完成土工试验极其重要的环节，尤其是对特殊土的采集和运输应特别注意，如对原状土在采集和运输的过程中应保持原土样温度和土样的结构以及含水率不变等。如果送到试验室的土样不符合要求，没有代表性，那么，任何精密的仪器和审慎的操作都将毫无意义。

土样的采集、运输和保管

*土样要求

*采用原状土或扰动土视工程对象而定。凡属桥梁、涵洞、隧道、挡土墙、房屋建筑物的天然地基以及挖方边坡、渠道等，应采用原状土样；如为填土路基、堤坝、取土坑（场）或只要求土的分类试验者，可采用扰动土样。冻土采用原状土样时，应保持原土样温度，保持土样结构和含水率不变。

*土样可在试坑、平洞、竖井、天然地面及钻孔中采取。

*土样数量按相应试样项目规定采取。

*取土记录和编号。

土样的采集、运输和保管

*土样包装和运输

*原状土或需要保持天然含水率的扰动土，在取样之后，应立即密封取土筒，即先用胶布贴封取土筒上的所有缝隙，在两端盖上用红油漆写明―上、下‖字样，以示土样层位。在筒壁贴上―取样记录薄‖中扯下的标签，然后用纱布包裹，再浇注融蜡，以防水分散失。原状土样应保持土样结构不变；对于冻土，原状土样还应保持温度不变。

*密封后的原状土在装箱之前应放于阴凉处，冻土土样应保持温度不变。

*土样装箱时，应与―取样记录薄‖对照清点，无误后再装入，并在记录薄存根上注明装入箱号。

*盐渍土的扰动土样宜用塑料袋装。

土样的采集、运输和保管

*土样的接受与管理

*土样运到试验单位，应主动附送―试验委托书‖，委托书内各栏根据―取样记录薄‖的存根填写清楚，若还有其他试验要求，可在委托书内注明。

*试验单位在接到土样之后，即按照―试验委托书‖清点土样，核对编号并检查所送土样是否满足试验项目的需要等。

*土样清点验收后，即根据―试验委托书‖登记于―土样收发登记薄‖内，并将土样交试验负责人员妥善保存，按要求逐项进行试验。

T0102-2007

土样和试样制备

土样和试样制备

土样的制备，包括风干、碾散、过筛、匀土、分样和贮存等预备程序以及制备试样程序。

扰动土样的制备，视实际情况，分别按击实试验规程中标准击实方法制样，对中小型填方工程可按击样法或压样法进行。一般情况下，当试样的总厚度不大于50mm时，可采用压样法。

土样和试样制备

*细粒土扰动土样的制备程序

*对扰动土样进行土样描述；如有需要，将扰动土样充分拌匀，取代表性土样进行含水率测定。

*将块状扰动土放在橡皮板上用木碾或粉碎机碾散，但切勿压碎颗粒。

*根据试验所需土样数量，将碾散后的土样过筛。取出足够数量的代表性试样，然后分别装入容器内，标以标签。

*为配制一定含水率的试样，取过2mm筛的足够试验用的风干土1-5kg，计算所需的加水量；然后将所取土样平铺于不吸水的盘内，用喷雾设备喷洒预计的加水量，并充分拌和；装入容器内盖紧，润湿一昼夜备用。

*测定湿润土样不同位置的含水率，要求差值满足含水率测定的允许平行差值。

*对不同土层的土样制备混合试样时，应根据各土层厚度，按比例计算相应质量配合，然后进行扰动土的制备工序。

土样和试样制备