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
（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-ms)/ms
3、精度及允许差
本试验必须平行试验两次
含水率% | 允许平行差% | 含水率% | 允许平行差% |
5以下 | 0.3 | 40以上 | <=2 |
40以下 | <=1 | 层状和网状结构的冻土 | <3 |
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30cm
3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m1；
（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m2；
（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/[(m1-m2)/ρwt-(m1-m)/ρn) ρd=ρw/(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m1；
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m5；
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m2，
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m1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m3。
（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
Gs=ms×Gwt/(m1+ms-m2)
Gs——土比重 ms——土干质量 m1——瓶、水质量
m2——瓶、土、水质量 Gwt——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（ms），彻底冲洗；
（2）称取烧杯及杯中水的质量m1，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m2；
（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m3；
（5）取出试样烘干，称其质量。
2、计算
2、计算
Gs=ms×Gwt/(m3+m1-m2)
五、土的比重试验（浮称法）
1、试验步骤：
（1）其代表性土样500～1000g（ms），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
Gs=ms×Gwt/(ms+m2+m1)
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
Cu=d60/d10
2、曲率系数：反映粒径分部曲线上的土粒分部状况
Cc=(d60)2/d10×d60
注：（1）Cu<5时为均与土，级配不良；Cu>10时为级配良好的土；
（2）当同时满足Cu>5、Cc=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。
粒 组 划 分
200 60 20 5 2 0.5 0.25 0.075 0.002（mm) | |||||||||
巨粒组 | 粗 粒 组 | 细粒组 | |||||||
漂石 | 卵石 | 砾（角砾） | 一个土一个于砂 | 粉粒 | 黏粒 | ||||
粗 | 中 | 细 | 粗 | 中 | 细 | ||||
1、巨粒土分类：
试样中巨粒组质量大于总质量50%的土称巨粒土
（1）巨粒组质量大于总质量75%的土称漂（卵）石；
（2）巨粒组质量为总质量50%～75%的土称漂（卵）石夹土；
（3）巨粒组质量为总质量15%～50%（含50%）的土称漂（卵）石质土；
（4）巨粒组质量小于总质量15%的土，可扣除巨粒，按粗粒土或细粒土分类
2、粗粒土分类：
试样中巨粒土质量小于或等于15%，且巨粒组与粗粒组土质量之和大于总质量的50%的土称为粗粒土。
（1）砾类土：粗粒组中，砾粒组质量大于砂砾组质量的称砾类土；
①砾类土中，细粒组质量小于或等于总质量5%的土称砾（级配良好计作GW，级配不良计作
GP)；
②砾类土中，细粒组质量为5%～15%（含15%）的土称为含细粒土砾；
③砾类土中,细粒组质量大于15%，并小于或等于50%的土称为细粒土质砾；
注：当细粒土位于塑性图A线以下时，称粉土质砾，计作GM；当细粒土位于塑性图A线或A线以上时，称黏土质砾，计作GC。
（2）砂类土：粗粒组中，砾粒组质量小于或等于砂粒组质量的称砾类土；
①砂类土中，细粒组质量小于或等于总质量5%的土称砂；（级配良好计作SW，级配不良计作SP)；
注：粗砂：粒径大于0.5mm颗粒大于总质量50%；
中砂：粒径大于0.25mm颗粒大于总质量50%；
细砂：粒径大于0.075mm颗粒大于总质量75%；
②砂类土中，细粒组质量为5%～15%（含15%）的土称为含细粒土砂；记为SF。
③砂类土中,细粒组质量大于15%，并小于或等于50%时按细粒土在塑性图上的位置命名：
a当细粒土位于塑性图A线以下时，称粉土质砂，计作SM；
b当细粒土位于塑性图A线或A线以上时，称黏土质砂，计作SC。
3、细粒土分类
试样中细粒组质量大于总质量的50%的土称为细粒土。
（1）细粒土中，粗粒组质量小于或等于总质量25%的土称为粉质土或黏质土；
（2）细粒土中，粗粒组质量为总质量25%～50%的土称为含粗粒的粉质土或含粗粒的黏质土；
（3）试样中有机质含量大于或等于总质量的5%，且少于总质量的10%的土称含有机质的土；有机质含量大于10%的土称为有机质土。
（4）
4、细粒土应按塑性图分类
（1）B线左侧为底液限，右侧为高液限(包括B线上）；
（2）A线上侧为黏土（黏土），下侧为粉；
土颗粒分析方法
一、颗粒分析试验（筛分法）
1、适用范围
筛分法适用于分析粒径大于0.075mm的土的土粒组成。对于粒径大于60mm，本方法不适用。
2、仪器设备
（1）标准筛：粗筛（圆孔）：60mm、40mm、20mm、10mm、5mm、2mm；
细筛：2mm、0.5mm、0.25mm、0.075mm。
（2）天平、摇筛机、烘箱等。
3、试样数量
（1）小于2mm颗粒的土100～300g；
（2）最大粒径小于10mm颗粒的土300～900g；
（3）最大粒径小于20mm颗粒的土1000～2000g；
（4）最大粒径小于40mm颗粒的土2000～4000g；
（5）最大粒径大于40mm颗粒的土4000g以上。
4、试验步骤
（1）对于无黏聚性土
①按规定称取试样，过2mm筛。
②将大于2mm的试样按次序过大于2mm的筛，并称量留在筛上土的质量；
③如果2mm筛下土较多，用四分法缩分至100g～800g。再过小于2mm的各级筛；
④再从上自下，分别用手筛至每分钟筛下质量不大于筛余质量的1%为止，再分别称取筛余质量
⑤如果2mm以上的质量小于总质量的10%，可省略粗筛；如果2mm以下的质量小于总质量
的10%，可省略细筛。
（2）对于有黏性土粒的砂砾石
①用木碾将土充分碾散，拌匀、烘干、称重；
②将试样置于盛有清水的搪瓷盘中，浸泡，并搅拌；
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