试验三 界限含水率试验

试验三界限含水率试验

一、试验目的

掌握界限含水率试验方法和塑性指数、液性指数的计算，并能利用界限含水率指标进行土的分类和定名，判断天然土的状态。

试验要求：由实验室提供试样，学生按照要求测定土样的界限含水率，根据界限含水率和土的天然含水率计算该土的塑性指数、液性指数，进行土的分类和定名。

二、试验原理

细粒土由于含水率的不同，分别处于流动状态、可塑状态、半固体状态和固体状态。

水率(

为30

加纯净水调成均匀浓糊状，将拌和均匀的土样密封于保湿缸中静置24小时；

（2）将试样用调土刀调匀，密实地填入试杯中，土中不能含封闭气泡，将高出试样杯的余土用调土刀刮平，不得在杯口反复涂抹；

（3）将刮平的试杯放在测试杯座上，用布擦净圆锥仪，并在锥体上涂抹一薄层凡士林，提住锥体上端手柄，放在试样表面中部，至锥尖刚好与土面接触时，放松手指，使其锥体在

自重状态下沉入土中；

（4）经15s后观看锥尖入土深度，若锥体入土深度刚好为10mm时，表示土的含水率适为液限，如不符合上述要求应重新调试土膏；

（5）将所测得的合格试样，挖去有凡士林的部分，取锥体附近试样迅速放入铝盒内测定其含水率，此含水率既为液限，含水率试验方法见试验一，液限记录表见4—1；

此试验需进行两次平行试验，当两次测定的液限含水率差值小于2％时，取平均值作为该土样的液限。

四、塑限试验（搓滚法）

1. 仪器设备：

（1）天平：称量200g，最小分度值0.01g；

（2）其它工具：调土刀，调土碗，0.5mm孔筛，毛玻璃；

（3）含水率试验全套设备等。

2.试验步骤：

（1）试样制备：与液限试验基本相同，但制样含水率较低，使其在塑限左右，判断方法为试样在手中捏揉而不粘手；

（2）取试样一小块，先用手搓成椭圆形，然后用手掌在毛玻璃板上轻轻搓滚，搓滚时手掌均匀施加压力于土条上。搓条时注意：不能使土条在毛玻璃板上无力滚动，土条长不宜超过手掌宽度，不能使土条出现中空现象；

（3）当土条搓至直径3mm同时出现横向裂纹时，该土条的含水率定义为塑限。若土条直径达到3mm而未出现裂纹，表明试样含水率高于塑限，若土条直径大于3mm即出现裂纹时，表明该试样的含水率低于塑限，出现上述两种情况需重新试验；

（4）取合格的土条3～5g为一组，迅速放入铝盒内进行含水率试验，含水率试验方法见试验一，塑限记录表见4—2；

平行进行两次塑限试验，当两次测定的含水率差值小于1％时，取平均值为该土的塑限。

五、光电式液限、塑限联合测定Array

1.仪器设备

（1）光电式液限、塑限联合测定仪主要组

成见图4—3所示。

圆锥部分：包括锥体、微分尺、平衡装置，

总质量76g±0.2g(公路标准100g±0.2g)。锥角

30°±0.2°，微分尺刻线距离0.1mm，其顶端

为磨平铁质材料，能被磁铁平稳吸住；

电磁铁部分：磁铁吸力76g锥大于1N，

100g锥大于1.5N；

光学投影部分：包括光源、滤光镜、物镜、

反射镜及读数屏幕，放大10倍；

升降座：使试样杯在一定范围内垂直升降；

时间控制：落锥后延时5秒的显示或提示。

（2）含水率试验全套设备等。

2.试验步骤

（1）制备试样：取0.5mm筛下的代表性土样

200g，预制成三个不同的含水率试样，制样方法

与液限试验相同，但含水率应控制在圆锥入土深度分别3～4mm、7～9mm和15～17mm，

将拌和均匀的土样置于保湿缸中静置24小时；

（2）调节地脚螺丝，使光电式液限、塑限联合测定仪工作面水平； （3）用布擦净圆锥，并在锥体上涂抹一薄层凡士林；

（4）接通电源，使磁铁吸稳圆锥仪，调节屏幕基线，使初始读数于零刻线处，根据测 试需要，选择仪器的自动测试挡或手动测试挡；

（5）将制备的试样用调土刀充分调拌均匀，密实地填入试杯中，土中不能含封闭气泡， 填满后将高出试样杯的余土用调土刀刮平，但不得在杯口反复涂抹；

（6）随即将刮平的试杯放在仪器底座的测试杯座上，调节升降座，使圆锥尖刚好接触 土面。当锥尖接触土面时，如选择自动测试挡，圆锥会自动落入土中； （7）经过5秒钟后测读圆锥仪下沉深度并记录；

（8）取合格的土15～30g 进行含水率试验，含水率试验方法见试验一，记录表见4—3； （9）重复步骤（2）～（8），进行另外两个试样的圆锥入土深度和对应含水率的测试； 3.绘图求土的液、塑限

以含水率为横坐标，圆锥入土深度为纵坐标，在双对数坐标上绘制关系曲线见图4—4，三点应在一条直线上。如图中A 线，当三点不在一条直线上时，通过高含水率的点和其余两点连成二条直线，在下沉为2mm

时，以两点含水率的平均值与高含水率的 点连成一直线，如图中B 线，当2个含水 率的差值大于、等于2%时，应重新试验。

在含水率与圆锥入土深度的关系图上 查得下沉深度为17mm 所对应的含水率为 液限，查得下沉深度为10mm 所对应的含

水率为10mm 液限，下沉深度为2mm 所 对应的含水率为塑限，取值以百分数表示， 准确至0.1%。 4.塑限指数计算： P L p I ωω-= （4—1）

5.液限指数计算： P

P

L I I ωω-=

0 （4—2）

式中：P I —塑限指数；

L ω —液限（%）； P ω —塑限（%）；

P I —液限指数，计算至0.01。

六、说明和注意事项 1.中华人民共和国《土工试验方法标准》(GB ／T50123—1999)和水利部《土工试验规程》(SL237—1999)均将液限、塑限联合测定法作为首选液塑限试验方法；

2.国标(GB ／T50123—1999)中同时保留了两个液限ωLl7和ωL10，公路标准又定义了一个不同的液限100g 圆锥入土深度20mm 对应的ωL20。在土的分类时应注意区分，不同的液限、塑限试验方法有不同的土的分类界线；

3.液限、塑限试验成果据国内不同单位比较试验，即使相同的试验方法，也有较大的分散性，前面讲的平行试验含水率差值是指同单位，同试验者得出，主要为含水率测试误差；