土工试验大纲及试题_2011检测员考试培训资料(3)

g.本试验称量应准确至0.001 g。 h. 结果处理 用纯水测定时

?s?mpwmd?w?md?mpws3

T（6.2.3－1） 3

式中 ρs——颗粒密度(g/cm),计算至0.01g/cm； mpw——量瓶和水的总质量（g）； mpws——量瓶、水和土的总质量（g）； md——干试样质量(g)； ρ

wT——T℃时水的密度(g/cm

3

)。

⑤．浮称法试验操作步骤

a.取粒径大于5 mm的代表性试样约1000 g，用清水洗净后，将试样浸在15～25 ℃的水中，浸泡24h后取出，将试样放在湿毛巾上滚擦或擦干（以颗粒表面无发亮水膜为准），即得饱和面干试样，称饱和面干试样质量（mb）。

b.将铁丝筐浸入水中，称铁丝筐在水中的质量(m1).

C.将已知质量的饱和面干试样全部放入铁丝筐中，缓缓浸没于水中，并在水中摇晃至无气泡逸出为止，称铁丝筐和试样在水中总质量(m2)，并测定盛水容器内水温，准确至0.5℃。

d. 取出铁丝筐中的全部试样放于瓷盘中，吸去盘中余水，置于105~110℃烘箱中烘4~6h，取出冷却至室温，称烘干试样的质量（md）。

e.本试验称量应准确至0.2 g。 f.试验结果应按下列公式计算：

?s?md??wTmd?(m2?m1)式中 mI——铁丝筐在水中的质量（g）;

m2——铁丝筐和试样在水中总质量（g）。

⑥、允许偏差：平行测定的差值，不得大于0.02 g/cm，取两次的算术平均值。 练习题

1、(问答)检测土的颗粒密度的目的是什么？

答：测定土的颗粒密度，用于计算土的孔隙比、孔隙度、饱和度等指标。 2、(问答)颗粒密度的常规检测方法有哪些？各适用于什么土？ 答：比重瓶法----适用于粒径小于5mm的土；

浮称法：----适用于粒径大于、等于5mm的土，且其中大于20mm的颗粒含量

应小于总土质量的10%。

虹吸法：----适用于粒径大于、等于5mm的土，且其中大于20mm的颗粒含量

应大于总土质量的10%。

3、(问答)当土中既含有小于5mm的土也含有大于5mm的土时，土的颗粒密度应怎

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样测定？

答：小于5mm的土用比重瓶法测定，大于5mm的土用浮称法或虹吸法测定，平均颗粒密度按下式计算：ρ

4、颗粒分析

①．试验目的：测定土的粒径级配，为土的分类定名洪成应用提供依据。 ②．检验标准：《铁路工程土工试验规程》 TB10102-2004 ③．检验方法和适用范围：

筛析法：≤60mm，>0.075mm的土 密度计法或移液管法：<0.075mm的土

当土中含有大于或小于0.074mm的土各超过总质量的10%时，应联合使用筛析法和密度计法或移液管法。

④．筛析法 1). 试验筛：

粗筛：孔径为60、40、20、10、5、2 mm 细筛：孔径为2、1、0.5、0.25、0.075 mm 2）.操作步骤

A..无凝聚性土的试验：

a.视土样颗粒大小，用四分对角线法按表7.2.2的规定取样数量，取代表性风干试样。当称量小于500 g时，应准确至0.1 g；当称量大于500 g时，应准确至1g。

b.将试样过2 mm筛，称筛上或筛下的试样质量，当筛下的试样质量小于试样总质量的10％时，不作细筛分析；当筛上的试样质量小于试样总质量的10％时，不作粗筛分析。

c.取过2 mm筛上的试样倒入依次叠好的粗筛最上层筛中；筛下的试样倒入依次叠好的细筛最上层筛中，进行筛析。细筛宜置于筛析机上震筛，震筛时间为10～15 min。

d.按由上而下的顺序将各筛取下，于白瓷盘上用手拍叩摇晃，检查各筛，直至筛净为止，筛下的试样应收放入下一级筛内，最后称各级筛上及底盘内试样的质量，应准确至0.1 g。

e.筛后各级筛上和底盘内试样质量的总和与筛前试样总质量的差值，不得大于试样总质量的1％。

B.含有黏土粒的砂类土的试验：

a.先将土样放在橡皮板上，用木碾充分碾散黏结的土团块，然后按本条1款要求称取试样，置于盛有清水的容器内充分搅拌，使试样中的粗细颗粒完全分离。

b.将容器中的试样悬液通过2 mm筛，边翻动、边冲洗、边过筛，直到筛上仅留大于2 mm的土粒为止。取筛上的试样风干后称量，准确至0.1 g，然后按本条1款3）～5）项各步骤进行粗筛分析。

c.取过2mm筛下的悬液，用带橡皮头的研杵研磨，使通过0.075 mm筛，筛上土粒反复加清水研磨过筛，直至悬液澄清为止，将筛上的试样烘干称量，准确至0.1 g，然后按本条1款3）～5）项各步骤进行细筛分析。

d.当小于0.075 mm试样质量超过试样总质量的10％时，应按本标准密度计法或移液管法测定小于0.075 mm的颗粒组成。

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sm

=1/(P1/ρ

s1

+P2/ρs2)

3).计算：小于某粒径的土的质量百分率 X=A/B *P ⑤.比重计法 1).仪器设备：

a.密度计：密度计应按本规程附录B校正。

甲种：刻度单位以摄氏20 ℃时每1000 ml悬液内所含试样质量的克数表示。刻度自－5～50，分度值为0.5。

乙种：刻度单位以摄氏20 ℃时悬液的相对密度表示。刻度自0.995～1.020，分度值为0.0002。

b.量筒：高约420mm，内径约60 mm，容积1000 ml，刻度0～1000 ml，分度值为10 ml。

c.细筛：孔径为2、0.5、0.25、0.075 mm。 d.洗筛：孔径为0.075 mm。

e.洗筛漏斗：上口直径略大于洗筛直径，下口直径略小于量筒直径。 f.天平、烘箱等 2). 准备工作

a.试样制备：称取具有代表性风干试样200～300 g，过2 mm筛，求出筛上试样占试样总质量的百分数。取筛下试样测定风干含水率。

b.密度计温度校正 c.分散剂校正

d.分散剂处理(一般用氨水) pH<6.5 NaOH

pH6.5～7.5 NaC204 草酸钠 pH >7.5 (NaPO3)6 六偏磷酸钠 3). 操作步骤

a.将称好的干土倒入锥形烧瓶，注入蒸馏水20ml浸泡一昼夜，加入分散剂。 b.摇荡后的烧瓶放在电炉上煮沸40min后，冷却。 c.倒入1000ml的量筒中，注入蒸馏水至刻度。 d.搅拌，1min往返30次。

e.取出搅拌器，开动秒表，测记0.5、1.0、5、15、30、60、120、240、1440min比重计读数

4）数据处理。按讲义7.3.4.。求出小于某粒径的土的质量百分率 X=A/B *P ⑥．在半对数坐标纸上绘制粒径分布曲线

计算：不均匀系数Cu=d60/d10 曲率系数Cc=d

230

/(d60*d10)

d10、d30、d60分别为颗粒级配曲线上10%、30%、60%含量的粒径。 判定级配：级配良好：Cu≥5，且Cc＝1～3；否则为级配不良。 ⑦．注意事项： a.四分法取样；

b.筛析法时，如2mm筛下的土不超过试样总质量的10%，可省略细筛分析；2mm筛上的土不超过试样总质量的10%，可省略粗筛分析。

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c.比重计在使用前必须进行校正。 练习题

1、(填空)土颗粒分析试验常用的方法包括（筛析法）、（密度计法）、（移液管法）。 2、(填空)评价土的级配指标有（不均匀系数）和（曲率系数），前者的定义

式为（Cu=d60/d10 ），后者的定义式为（Cc=d230/(d60*d10)）。

3、（单选）以X表示小于某粒径的试样质量占试样总质量的百分数，以d表示土粒直径。土的颗粒分析数据表示在（D）图形上。

A、X～d B、lgX～d C、lgX～lgd D、X～lgd

4、(判断).土颗粒分析筛析法适用于小于或等于60mm，大于0.075mm的土。 （√ ） 5、界限含水量 ①．概述

“%”表示。

b.塑限。土从半固态向塑态过渡的界限含水量，或土处于可塑状态的下限含水量。以“%”表示

c.塑性指数。Ip=WL-WP,粘性土处于可塑状态时的含水量变化范围。Ip越大，可塑性越高，大压缩性土。

d.液性指数。IL,土的相对稠度。即土的天然含水量与界限含水量的关系。IL=（W-WP）/（WL-WP）

e.缩县。当土达到塑限后继续变干，土的体积随之减小，当收缩达到某一含水量后土的体积不再收缩，此时的含水量为缩限。

②．试验的目的：根据WL、WP计算Ip、IL，为土的分类、工程设计、施工提供依据。 ③．适用范围：粒径<0.5mm，有机质<5%。

④．检验标准：《铁路工程土工试验规程》 TB10102-2004 ⑤．检测方法：液限：联合测定法、碟式仪法 塑限：联合测定法、搓条法 ⑥．联合测定法仪器设备：试锥76g,锥角30°。 ⑦．试验操作应按下列步骤进行：

a.本试验应采用保持天然含水率的土样制备试样。在无法保持土的天然含水率情况下，也可用风干土制备试样。

b.当采用天然含水率的土样时，应剔除大于0.5 mm的颗粒，然后分别按下沉深度为3~5 mm、9~11 mm及16~18 mm（或分别按接近液限、塑限和二者的中间状态）制备不同稠度的土膏，静置湿润。静置时间可根据含水率的大小而定。

c.当采用风干土样时，取过0.5 mm筛的代表性试样约200 g，分成3份，分别放入

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缩限 固态 半固塑限

塑态 液限

W%

液态 土体积不土体积变化

a.液限。土从塑态向流态过渡的界限含水量，或土处于可塑状态的上限含水量。以

3个盛土皿中，加入不同数量的纯水，使分别达到本条第2款中所述的3种稠度状态，调成均匀土膏，然后用玻璃和湿毛巾盖住或放在密封的保湿器中，静置24h。

d.将制备好的土膏用调土刀加以充分调拌均匀，密实地填入试样杯中，尽量使土中空气逸出。高出试样杯的余土用调土刀刮平，将试样杯安放在仪器升降座上。

e.在圆锥仪锥体上涂以薄层凡士林。接通电源，使电磁铁吸稳圆锥仪（对于游标式或百分表式，提起锥杆，用旋钮固定）。

f.调节屏幕准线，使初始读数为零（游标尺或百分表读数调零）。调整升降台，使圆锥仪锥尖刚好接触土面，指示灯亮时圆锥仪在自重作用下沉入试样中（游标式或百分表式用手纽动旋纽，放开锥杆）。约经5 s后立即测读圆锥下沉深度。取出试样杯，取10 g以上的试样2个装入称量盒内，测定其含水率。

g.重复本条第4~6款步骤，测试其余二个试样的圆锥下沉深度和含水率。 ⑧．试验结果整理：

以含水率为横坐标，圆锥下沉深度为纵坐标，在双对数坐标纸上绘制如图的关系曲线。三点应连成一条直线，如图中A线所示。当三点不在一条直线上，则通过高含水率这一点与其余二点连成二条直线，在圆锥下沉深度为2 mm处可查得相应的两个含水率。当这两个含水率的差值小于2％时，应以这二点的含水率平均值与高含水率的点连成一条直线，如图中B线所示。当这二个含水率之差值大于或等于2％时，则应再补作试验。 圆锥下沉深度与含水率关系曲线 下沉深度为17 mm所对应的含水率为液限；下沉深度为10 mm所对应的含水率为10 mm液限；下沉深度为2 mm所对应的含水率为塑限。取值以百分数表示，准确至0.1%。 ⑨．注意事项： a.以规程用图解法求得液塑限，所使用的双对数坐标纸一定要足够的准确度和分辨率。

b.国标、铁路、公路工程界限含水量的实验方法标准不尽相同，进行界限含水量试验之前，一定要弄清楚需要执行的检验标准。

c.铁路、公路标准规定的仪器设备不同，不可混用。 练习题

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