作业指导书(土工类)精讲

目录

1、界限含水量试验---------------------------------------------P2~P4

2、击实试验-----------------------------------------------------P5~P13

3、含土粗集料筛分试验------------------------------------P14~P24

界限含水量试验

一、试验依据规程

JTJ051—93《公路土工试验规程》中的T0118—93项，液限塑限联合测定法。

二、试验目的及适用范围

本试验的目的是联合测定土的液限和塑限，为划分土类、计算天然稠度、塑性指数，供公路设计和施工使用。本试验适用于粒径不大于0.5mm，有机质含量不大于试样总质量5%的土。

三、仪器设备

1.TYS—2型电脑土壤液塑限联合测定仪；锥与连杆重：100±0.1g 及76±0.1g两种；锥角为30°±2°；读数显示形式为四位液晶数显。

2.盛土杯：直径5cm，深度4～5cm。

3.天平：称量200g，感量0.01g。

4.其它：筛（孔径0.5mm）、调土刀、调土皿、称量盒、研钵（附带橡皮头的研杵或橡皮板、木棒）、干燥器、吸管、凡士林等。

四、试验步骤

1.取有代表性的天然含水量或风干土样进行试验。如土中含大于0.5mm的土粒或杂物时，应将风干土样用带橡皮头的研杵研碎或用木棒在橡皮板上压碎，过0.5mm的筛。

取0.5mm筛下的代表性土样200g，分开放入三个盛土皿中，加入不同数量的蒸馏水，土样的含水量分别控制在液限（a点）、略大于塑限（c点）和二者的中间状态（b点）。用调土刀调匀，盖上湿布，

放置18h以上。测定a点的锥入深度应为20（±0.2）mm。测定c点的锥入深度应控制在5mm以下。对于砂类土，测定c点的锥入深度可大于5mm。

2.将制备的土样充分搅拌均匀，分层装入盛土杯，用力压密，使空气逸出。对于较干的土样，应先充分揉搓，用调土刀反复压实。试杯装满后，刮成与杯边平齐。

3.接通电源，调平机身，打开开关，装上锥体。

4.将装好土样的试杯放在升降座上，手推升降座上的拨杆，使试杯徐徐上升，土样表面和锥尖刚好接触，蜂鸣器报警，停止转动拨杆，按检测键，传感器清零，同时锥体立刻自行下沉，5s时液晶显示器上显示锥入深度，数据显示停留时间至少为5秒钟。试验完毕，手拿锥体向上，锥体复位（锥体上端有螺纹，可与测杆上

螺纹相配）。

5.改变锥尖与土体接触位置（锥尖两次锥入位置距离不小于1cm），重复第4条步骤，得锥深入度值，允许误差为0.5mm，否则，应重作。

6.去掉锥尖入土处的凡士林，取10g以上的土样两个，分别放入称量盒内，称重（准确至0.01g，测定其含水量ω1，ω2，（计算到0.1%）。计算含水量平均值ω。

7.重复第2条至第6条，对其它两个含水量土样进行试验，测其锥入深度和含水量。

五、结果整理

1.在二级双对数坐标纸上，以含水量ω为横坐标，锥入深度h为纵坐标，点绘a、b、c三点含水量的h—ω图（见规程JTJ051—93中P82图9.1.4-1），连此三点，应呈一条直线。如三点不在同一直线上。要通过a点与b、c两点连接成两条直线，根据液限（a点含水量）在h p—ωL图上查得h p，以此h p再在h—ω图上的ab及ac两直线上求出相应的两个含水量，当两个含水量的差值小于2%时，以该两点含水量的平均值与a点连成一直线。当两个含水量的差值大于2%时，应重做试验。

2.在h—ω图上，查得纵坐标入土深度h=20mm所对应的横坐标的含水量w，即为该土样的液限ωL。

3.根据第2条求出的液限，通过液限ωL与塑限时入土深度h p的关系曲线图（见规程JTJ051—93中P83图9.1.4-2），查得h p再由图9.1.4-1求出入土深度为h p时所对应的含水量，即为该土样的塑限ωp，查ωL—h p图关系图时，须先通过简易鉴别法及筛分法（见M0101—93及T0115—93）把砂类土与细粒土区别开来，再按这两种土分别采用相应的ωL—h p图关系曲线；对于细粒土，用双曲线确定h p值；对于砂类土，则用多项式曲线确定h p值。

4.本试验记录格式见（见规程JTJ051—93中P84图9.1.4）

六、报告

1.土的鉴别分类和代号。

2.土的液限ωL、塑限ωp和塑性指数I p。

击实试验

一、试验依据规程

JTJ051—93《公路土工试验规程》中的T0131—93项。

JTJ057—94《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》中的

T0804—94项。

GB/T50123—1999《土工试验方法标准》中的P52—P56第10项击实试验。

二、试验的目的及适用范围

击实试验分为轻型击实和重型击实两种方法。轻型击实试验系指使用锤重2.5kg，落高30cm，单位击实功为598.2kJ/m3的击实试验方法；重型击实试验是指使用锤重 4.5kg，落高45cm，单位击实功为2677.2kJ/m3左右的击实试验方法。

轻型击实法：本法适用于缺乏重型击实试验条件的低等级道路土壤击实试验，其中大试筒（体积V＝2177cm3）适用于粒径不大于38mm 的土；小试筒（体积V＝997cm3）适用于粒径不大于25mm的土。试验的目的是测定该土样的最佳含水量和最大干密度，为现场密度（压实度）检验提供参照标准；

重型击实法：本法适用于所有等级道路土壤击实试验，其中大试筒（体积V＝2177cm3）适用于粒径不大于38mm的土；小试筒（体积V＝997cm3）适用于粒径不大于25mm的土。试验的目的同轻型击实法。

GB/T50123—1999《土工试验方法标准》中轻型击实试验单位体

积击实功约592.2kJ/m3，重型击实试验的单位击实功约2684.9kJ/m3。

JTJ057—94《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》中甲、乙法单位击实功为2.687J，丙法为2.677J。试验适用于在规定试筒内，对水泥稳定土（在水泥水化前）、石灰稳定土及石灰（或水泥）粉煤灰稳定土进行击实试验，以绘制稳定土的含水量—干密度关系曲线，从而确定其最佳含水量和最大干密度。

三、仪器设备

1.标准击实仪。轻、重型试验试验方法和设备的主要参数应符合JTJ051—93《公路土工试验规程》中的T0131—93项P128表16.0.2的规定。

击实试验方法种类表表16.0.2

JTJ057—94《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》中的

T0804—94项P10表3.0.1

试验方法种类表3.0.1

GB/T50123—1999《土工试验方法标准》中，关于击实仪器的要求略有不同，见GB/T50123—1999《土工试验方法标准》中的P52—P56第10项击实试验P53表10.0.3

击实仪主要部件规格表表10.0.3

注：三部规程中所列重型击实筒内应有直径151mm、高50mm的筒内垫块，做试验时不应忽视。

2.烘箱及干燥器。

3.天平：感量0.01g。

4.台秤：称量10kg，感量5g。

5.圆孔筛：孔径38mm、25mm、19mm和5mm各1个。

6.拌和工具：400mm×600mm、深70mm的金属盘、土铲。

7.其它：喷水设备、碾土器、盛土盘、量筒、推土器、铝盒、修土刀、平直尺等。

四、试样

本试验可采用不同的的方法准备试样。各方法可按下表准备试料。（见JTJ051—93《公路土工试验规程》中的T0131—93项P129表16.0.3）

试料用量表16.0.3

1.干土法（土重复使用）将具有代表性的风干或在50℃温度下烘干的土样放在橡皮板上，用圆木棍碾散，然后过不同孔径的筛（视粒径大小而定）。对于小试筒，按四分法取筛下的土约3kg；对于大试筒，同样按四分法取样约6.5kg。

估计土样风干或天然含水量，如风干含水量低于开始含水量太多时，可将土样铺于一不吸水的盘上，用喷水设备均匀地喷洒适当用量的水，并充分拌和，闷料一夜备用。

2.干土法（土不重复使用）按四分法至少准备5个试样，分别加入不同水分（按2%～3%含水量递增），拌匀后闷料一夜备用。

3.湿土法（土不重复使用）对于高含水量土，可省略过筛步骤，

用手拣除大于38mm的粗石子即可。保持天然含水量的第一个土样，可立即用于击实试验。其余几个试样，将土分成小土块，分别风干，使含水量按2%～3%递减。

五、试验步骤

1.根据工程要求，按规定选择轻型或重型试验方法。根据土的性质（含易击碎风化石数量多少，含水量高低），按规定选用干土法（土重复或不重复使用）或湿土法。

2.将击实筒放在坚硬的地面上，取制备好的土样分3～5次倒入筒内。小筒按三层法时，每次约800～900g（其量应使击实后的试样等于或略高于筒高的1/3）；按5层法时，每次约400～500g（其量应使击实后的试样等于或略高于筒高的1/5）。对于大试筒，先将垫块放入筒内底板上，按5层法时，每层需试样约900g（细粒土）～1100g （粗粒土）；按三层法时，每层需试样1700g左右。整平表面，并稍加压紧，然后按规定的击数进行第一层土的击实，击实时击锤应自由垂直落下，锤迹必须均匀分布于土样面，第一层击实完后，将试样表面“拉毛”，然后再装入套筒，重复上述方法进行其余各层土的击实。小试筒击实后，试样不应高出筒顶面5mm；大试筒击实后，试样不应高出筒顶面6mm。

3.用修土刀沿套筒内壁削刮，使试样与套筒脱离后，扭动并取下套筒，齐筒顶细心削平试样，拆除底板，擦净筒外壁，称量，准确至1g。

4.用推土器推出筒内试样，从试样中心处取样测其含水量，计算

至0.1%。测定含水量用试样的数量按表16.0.4（见JTJ051—93《公路土工试验规程》中的T0131—93项P131表16.0.4）规定取样（取出有代表性的土样）。两个试样含水量的精度应符合本规程5.1.5（见JTJ051—93《公路土工试验规程》中的T0103—93项P33表5.1.5）的规定。

测定含水量用试样的数量 表

含水量测定的允许平行差值 表

5.对于干土法（土重复使用），将试样搓散，然后按第四项方法进行洒水、拌和，但不需闷料，每次约增加2%～3%的含水量，其中有两个大于和两个小于最佳含水量，所需加水量按下式计算：

）

ω（ωω

1

1

01.001.01-?+=i

w

m

m

式中：m w—所需的加水量，g；

m i—含水量ω1时土样的质量，g；

ω1—土样原有含水量，%；

ω—要求达到的含水量，%。

按上述步骤进行其它含水量试样的击实试验。

对于干土法（土不重复使用）和湿土法，按第16.0.3条所备各个试样，分别按上述步骤进行击实试验。

JTJ057—94《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》中的

T0804—94项规定击实法为三种，分别为甲法、乙法、丙法。主要方法与JTJ051—93《公路土工试验规程》中的T0131—93项相同，但试样制备及含水量测定略不一样，现详述如下。

1.预定5～6个不同含水量，依次相差1%～2%①，且其中至少有两个大于和两个小于最佳含水量。对于细粒土，可参照其塑限估计素土的最佳含水量。一般其最佳含水量较塑限约小3％～10％，对于砂性土接近3%，对于粘性土约为6%～10%。天然砂砾土，级配集料等的最佳含水量与集料中细土的含量和塑性指数有关，一般变化在5%～12%之间。对于细土少的，塑性指数为0的未筛分碎石，其最佳含水量接近5%。对于细土偏多的、塑性指数较大的砂砾土，其最佳含水量约在10%左右。水泥稳定土的最佳含水量与素土的接近，石灰稳定土的最佳含水量可能较素土大1%～3%。

注①：对于中粒土，在最佳含水量附近取1%，其余取2%。对于细粒土，取2%，但对于粘土，特别是重粘土，可能需要取3%。

2.按预定含水量制备试样。将一份试料平铺于金属盘内，将事先

计算得的该份试料中应加的水量均匀的喷洒在试料上，用小铲将试料充分拌和到均匀状态（如为石灰稳定土和水泥、石灰综合稳定土，可将石灰和试料一起拌匀），然后装入密闭容器或塑料口袋内浸润备用。

浸润时间：粘性土12～24h ，粉性土6～8h ，砂性土、砂砾土、红土砂砾、级配砂砾等可以缩短到4h 左右，含土很少的未筛分碎石、砂砾和砂可缩短到2h 。

应加水量可按下式计算：

c

c c

n n n c c n n w Q Q Q Q Q ωωωωωωω01.001.0101.001.0101.001.0101.01?+-?+-????

?++ ??+=式中：Q w —混合料中应加的水量（g ）；

Q n —混合料中素土（或集料）的质量（g ），其原始含水量为ωn ，既风干含水量（%）；

Q c —混合料中水泥或石灰的质量（g ），其原始含水量为ωc （%）； ω—要求达到的混合料的含水量（%）。

3.将所需要的稳定剂水泥加到浸润后的试料中，并用小铲、泥刀或其它工具充分拌和到均匀状态。加有水泥的试样拌和后，应在1h 内完成击实试验，拌和后超过1h 的试样，应予作废（石灰稳定土和石灰粉煤灰除外）。

4.其击实各步骤与JTJ051—93《公路土工试验规程》中的T0131—93项相同，但最后测定含水量时，一定要事先调整烘箱温度达到110℃，以使放入的试样能立即在105℃～110℃的温度下烘干。凡已用过的试样，一律不再重复使用。

六、结果整理

1. 按下式计算击实后各点的干密度：

ω

ρ

ρ001.01+=

d

式中：ρd —干密度，g/cm 3；

ρ—湿密度，g/cm 3； ω—含水量，%。

2. 以干密度为纵坐标，含水量为横坐标，绘制干密度与含水量的关系曲线（见JTJ051—93《公路土工试验规程》中的T0131—93项P133图16.0.5），曲线上峰值点的纵、横坐标分别为最大干密度和最佳含水量。如曲线不能绘出明显的峰值点，应进行补点或重做。

七、报告

1. 土的鉴别分类和代号。

2. 土的最佳含水量ω0（%）。

3. 土的最大干密度ρ

dm

（g/cm 3

）。 4. 报告格式见JTJ051—93《公路土工试验规程》中的T0131—93项P134页，图16.0.5。

含土粗集料筛分试验

一、试验依据规程

JTJ058—2000《公路工程集料试验规程》中的T0303—2000项，含土粗集料筛分试验。

二、执行标准

JTJ034—2000《公路路面基层施工技术规范》

三、试验的目的及适用范围

本方法用于测定含粘性土的粗集料的颗粒组成。

注：如天然的砂砾土、碎石土以及中低级路面的材料，粘性土颗粒包覆在砾石（碎石）和砂颗粒上，对这类材料不适用于T0302的方法。

四、仪具与材料

1.试验筛：根据需要选用规定的标准筛。

2.天平或台秤：感量不大于试样质量的0.1%。

3.烘箱：能保持温度105℃±5℃。

4.容器：能在此容器内剧烈搅动试样而不会使试样或水损失。

5.其它：盘子、铲子、毛刷等。

五、试验准备

将来料用分料器或四分法缩分至表1要求的试样所需量，风干后备用。每种试样准备两份，分别供水洗法和干筛法筛分使用。根据需要可按要求的集料最大粒径的筛孔尺寸过筛，除去超粒径部分颗粒后，再进行筛分。

筛分用的试样质量表1

六、试验步骤

1.用水洗法测定集料中小于0.075mm的细粒部分质量。

1.1取一份试样，将试样置105℃±5℃烘箱中烘干至恒重，称取

干燥集料试样的总质量（m1），准确至0.1%。

注：恒重系指相邻两次称量间隔时间大于3h的情况下，前后两次称量之差小于该项试验所要求的称量精密度（下同），通常不少于6h。

1.2将试样置一洁净容器中，加入足够数量的洁净水，将集料全部盖没。

1.3用搅棒充分搅动集料，使集料表面洗涤干净，使细粉悬浮在水中，但不得破碎集料或有集料从水中溅出。

1.4根据集料粒径大小选择组成一组套筛，其底部为0.075mm标准筛，上部为

2.36mm或4.75mm筛。仔细将容器中混有细粉的悬浮液倒出，经过套筛流入另一容器中，尽量不致将粗集料倒出，损坏标准筛筛面。

注：不可直接倒至0.075mm筛上，以免集料掉出损坏筛面。

1.5重复1.2～1.4步骤，直至倒出的水洁净为止。

1.6将套筛的每个筛子上的集料及容器中的集料全部回收在一个搪瓷盘中，容器上不得有沾附的集料颗粒，将搪瓷盘连同集料一起置105℃±5℃烘箱中烘干至恒重，称取干燥集料试样的总质量（m2），准确至0.1%。

2. 用干筛法测定粗集料各个粒级质量百分率。

2.1取另一份试样置105℃±5℃烘箱中烘干至恒重，称取干燥集料试样的总质量（m 0），准确至0.1%。

2.2用搪瓷盘作筛分容器，按筛孔大小排列顺序逐个将集料过筛，人工筛分时，需使集料在筛面上同时有水平方向及上下方向的不停顿的运动，使小于筛孔的集料通过筛孔，直至1min 内通过筛孔的质量小于筛上残余量的1%为止。采用摇筛机筛分后，应该逐个由人工补筛。将筛出通过的颗粒并入下一号筛，和下一号筛中的试样一起过筛，顺序进行，直至各号筛全部筛完为止。以确认1min 内通过筛孔的质量确实小于筛上残余量的1%。

2.3如果某个筛上的集料过多，影响筛分作业时，可以分两次筛分。当筛余颗粒的粒径大于20mm 时，筛分过程中允许用手指轻轻拨动颗粒，但不得逐颗塞过筛孔。

2.4称取每个筛上的筛余量，准确至总质量的0.1%。各筛分计筛余量及筛底存量的总和与筛分前试样的总质量m 0相比，其相差不得超过0.5%。 七、计算

1.集料中通过0.075mm 的含量按式（1）计算，准确至0.1%

1001

2

1

075

.0?-=m

m

m P （1）

式中：P 0.075——集料中小于0.075mm 的含量（通过率），%； m 1——用于水洗的干燥集料总质量，（g ）；

m 2——集料水洗后的干燥质量，（g ）； 2.分计筛余百分率

各号筛上的分计筛余百分率按式（2）计算，但0.075mm 筛不计算分计筛余，准确至0.1%。

100

100075.00

P m

m P i i

-?= （2）

式中：P i ——各号筛上的分计筛余百分率，%； m 0——用于干筛的干燥集料总质量，（g ）； m i ——各号筛上的分计筛余，（g ）；

i ——依次为0.15mm 、0.3mm 、0.6mm …………至集料

最大粒径。

3.累计筛余百分率

各号筛的累计筛余百分率为该号筛及大于该号筛的各号筛的

分计筛余百分率之和，但0.075mm 筛不计算累计筛余，准确至0.1%。

4.各号筛的质量通过百分

各号筛的质量通过百分率等于100减去该号筛累计筛余百分率，但0.075mm 筛的质量通过百分率即为P 0.075，准确至0.1%。

6. 根据需要，绘制集料筛分曲线。 八、报告

根据JTJ034—2000《公路路面基层施工技术规范》中所列级配表出具报告。列表如下：

高速及一级公路(城市快速路、主干道) 表3.2.2.2 水泥稳定土的颗粒组成范围

0.075mm的颗粒含量不应超过7%.

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二级及二级以下公路(城市次干道、支路) 表3.2.1-2 水泥稳定土的颗粒组成范围

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各级公路（各级城市道路）表5.2.6-1 二灰级配砂砾中集料的颗粒组成范围

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