公路水运试验检测工程师 公共基础 章节知识点总结 完整版

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1、土工试验土是由地壳表面的岩石经过物理风化、化学风化和生物风化作用之后形成的松散的固体颗粒、水和气体的集合体。主要特征是：分散性、复杂性、易变性。在工程建设中有三种不同的功能：用来支承建筑物传来的荷载地基、用作建筑材料、作为建筑物周围的介质或环境。土是由土颗粒（固相）、水（液相）、气体（气相）三种物质组成的集合体。固相：固体物质分为无机矿物颗粒和有机物质。矿物颗粒由原生矿物和次生矿物组成。其中：次生矿物的成分和性质比较复杂，对土的工程性质影响较大。有机质成分对土的工程性质产生不利影响，在公路工程中不应采用。液相：指土孔隙中存在的水。以三种状态存在：固态、液态、气态。气态水在干旱和半干旱地区易引发

2、盐胀。液态水分为矿物颗粒内部水（化学结构水和化学结晶水）和矿物颗粒表面水（结合水和自由水（毛细水和重力水）。石膏在6065时化学结晶水开始逸出。强结合水密度可达成1.51.8g/cm3。仅在105110时才可完全释放。没有溶解能力不能使盐类迁移。减小了土孔隙的体积。弱结合水密度大于1g/cm3。能够由水膜薄处向水膜厚处移动。具有溶解和移动盐分的能力。难以冻结，冻结温度为-70-80。弱结合水可以使土具有塑性。毛细水在浸润引力和表面张力作用下可造成土层的聚冰体膨胀。重力水具有很强的溶解作用，在下行移动过程中逐渐扩散，转变为毛细水和弱结合水。固态水：冰。气相：指土孔隙中充填的空气。分为两类：与大气

3、相连通的自由气体各与大气隔绝的封闭气体。土的基本物理指标：（通过试验直接测定） 1、土的密度：是指土体单位体积的质量。（KN/m3）土的密度一般为1622 KN/m3，或1.572.16g/cm32、土颗粒的比重Gs（或土粒密度s）：是指土的固体颗粒的单位体积的质量与水在4时单位体积之比。 其变化范围一般在26.027.5之间。土的含水量w：是指土中水（结合水和自由水）的质量与固体颗粒质量之比。用百分数表示。 土的换算指标：干密度d：是指土的固体颗粒质量与土的总体积之比。 (KN/m3或g/cm3)干密度常用作土压实的控制指标。饱和密度sat：是指土孔隙中全部被充满水时土的密度。（KN/m3）

4、w是水的密度，=9.81 KN/m3=9.8110-3N/cm3。浮密度（或浸水密度）/：是指土浸在水中受到水的浮力作用时的单位体积的重量。 或 孔隙比e：是土中孔隙的体积与固体颗粒体积之比。用来评价土的紧密程度。孔隙率n：指土中孔隙体积与总体积之比。孔隙比与孔隙率之间存在下述关系：饱和度Sr：是指孔隙中水的体积与孔隙体积之比。饱和度用来描述土中水充满孔隙的程度。Sr=0时土是完全干燥的；Sr=1时土是完全饱和的。砂土按饱和度可划分为三种状态： 0Sr0.5 稍湿的；0.5Sr0.8潮湿的；0.8Sr1.0饱和的。三项指标的换算关系：指标符号物理表达式换算关系式孔隙比e孔隙率n干密度饱和密度浮

5、密度饱和度Sr已知土的三个指标s、w、e,试推算各有关指标。假定Vs=1,根据定义得：孔隙体积Vv=e,土粒质量为s,水的质量为sw,水的体积为sw/w。则： 已知土的试验指标s,w,;试推算各有关指标：假定V=1：则土的质量为；土粒质量为/（1+w）；水的质量为：w/（1+w）;土粒体积为：/s（1+w）;孔隙体积为1-/s（1+w）；水的体积为w/w (1+w)。则可推出各指标：（见上表）土工试验项目可分为：物理性质试验：含水量、密度、比重、颗粒分析、相对密度。水理性质试验：界限含水量、稠度、膨胀、毛细上升速度。力学性质试验：渗透性、击实性、压缩性、黄土湿陷性、直接剪切、三轴剪切、无侧限剪

6、切、土基承载比、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、矿物成份。土的物理性质试验一、含水量试验：有烘干法、酒精燃烧法、比重法、碳化钙气压法。烘干法是含水量测定的标准方法。适用于粘质土、粉质土、砂类土和有机质土类。一般情况下烘箱温度为105110（有机质含量超过5%的土，应控制在6570）细粒土不少于8h，砂类土不少于6h。酒精燃烧法一般现场测试使用较多。适用于无粘性土和一般粘性土；不适用于含有机质土、含盐量较多的土和重粘土。碳化钙气压法适用性强，缺点对电石粉的稳定性要求高。比重法适用于砂类土。针对含石膏土和有机质土，温度控制在6070干革命燥8h以上。对

7、无机结合料宜先将烘箱提前升温到110在放入水泥结合料烘干。二、密度试验：有环刀法、 电动取土器法、蜡封法、灌砂（水）法。环刀法测试路基土压实度的方法：使用设备：人工取土器，其中：环刀：内径（d）68cm，高（h）23cm。天平：感量0.1g（用于取芯头内径小于70mm样品称量）或1.0g（用于取芯头内径100mm样品的称量）。其它：镐、小铁锹、直尺、修土刀、钢丝锯、凡士林等。试验步骤：1、按有关试验方法对检测试样用同种材料进行击实试验，得到最大干密度及最佳含水量。2、（1）擦净环刀，称取环刀重量M2，准确至0.1g。 （2）在试验地点，将面积约30cm30cm的地面清扫干净，并将压实层铲去表面

8、浮动及不平整的部分，达到一定深度，使环刀打下后，能达到要求的取土深度，但不得扰动下层。 （3）将定向筒齿钉固定于铲平的地面上，顺次将环刀、环盖放入定向筒内与地面垂直。 （4）将导杆保持垂直状态，用取土器落锤将环刀打入压实层中，至环盖顶面与定向筒上口齐平为止。 （5）去掉击实锤和定向筒，用镐将环刀及试样挖出。 （6）轻轻取下环盖，用修土刀自边至中削去环刀两端余土，用直尺检测直至修平为止。 （7）擦净环刀外壁，用天平称取出环刀及试样合计质量M1，准确至0.1g。 （8）自环刀中取出试样，取具有代表性的试样，测定其含水量（w）。3、进行两次平行试验，其平行差值不大于0.03g/cm3。求其算术平均值

9、。4、计算：按计算湿密度 按计算干密度 5、按计算测试点的施工压实度（K） 6、报告：分别填写土的鉴定分类、土的含水量、湿密度、干密度、最大干密度、压实度等。简述灌砂法试验中灌砂筒下部圆锥体内砂的质量的标定过程使用设备：灌砂筒、金属标定罐、台称（感量不大于1g）、量砂（粒径0.30.6mm清洁干净的均匀砂）。标定过程：1、在灌砂筒筒口高度上，向灌砂筒内装砂至距筒顶15mm左右为止。称取装入筒内砂的质量m1,准确至1g。2、将开关打开，使灌砂筒筒底的流砂孔、圆锥形漏斗上端开口圆孔及开关铁板中心的圆孔上下对准，让砂自由流出，并使流出砂的体积与工地所挖试坑的体积相当（等于标定罐的容积），然后关上开关

10、。3、不晃动储砂筒的砂，轻轻地将罐砂筒移至玻璃板上，将开关打开，让砂流出，直到筒内砂不再下流时，将开关关上，并细心地取走灌砂筒。4、收集并称量留在玻璃板上的砂，准确至1g。玻璃板上的砂就是填满筒下部圆锥体的砂(m2)重复上述测量三次，取其平均值。比重试验：有：比重瓶法、浮称法、虹吸筒法。颗粒分析试验土粒的大小称为粒度。把大小相近的土粒合并为组，称为粒组。粒组划分有两种方式：1） 任意划分的方式。即按一定的比例递减关系划分粒组的界限值。2） 考虑土粒性质变化的方式。即使划分的粒组界限值与粒组性质的变化相适应。颗粒分析常用两种方法：对大于0.074mm的土粒常用筛分析的方法。对小于0.074mm的

11、土粒则用沉降分析的方法。土的粒度成分是指土中各种不同粒组的相对含量（以干土质量的百分比表示），它可以用来描述土的各种不同粒径土粒的分布特性。表示方法有：表格法、累计曲线法、三角形坐标法。由累计曲线可确定两个土粒的级配指标：不均匀系数：曲率系数（或称级配系数）：当同时同时满足不均匀系数5和曲率系数=13时为级配良好土。否则为级配不良土。粒度成分分析方法：筛分析法、沉降分析法（比重计法、移液管法）沉降分析法是利用司笃克斯定理：（土粒在液体中的沉降速度与粒径的关系成正比）进行。司笃克斯公式得的颗粒直径并不是实际土粒的尺寸，而是水力直径()。相对密度试验砂土的密实状态指标：孔隙比、相对密度、标准贯入击

12、数。孔隙比e没有考虑砂土的级配因素。相对密度：是砂紧密程度的指标。-为砂土以最松散状态时的孔隙比。为砂土天然状态下的孔隙比。为砂土以最紧密状态时的孔隙比标准贯入试验：是用标准的锤重（63.5kg），以一定的落距（76cm）自由下落把一标准贯入器打入土中的（30cm）的锤击数（）。液塑限试验土体从液体状态向塑性状态过渡的界限含水量称为液限wL。土体从塑性状态向固体状态过渡的界限含水量称为塑限wP。土的塑性状态的含水量变化范围即土的塑性大小，为土的塑性指数IP。液性指数：试验方法：液塑限联合测定法、碟式仪液限试验法、锥式仪液限试验法、滚搓法塑限试验法。土的工程分类的依据一般地对粗粒土主要按粒度成分

13、进行分类，粘性土则按塑性指数分类依据：1）土颗粒组成特征。2）土的塑性指标：液限、塑限、塑性指数。3）土中有机质存在情况。土的缩限是扰动的土粘质土在饱和状态下,因干革命燥收缩至体积不变时的含水量。天然稠度：土的液限与天然含水量和塑性指数之比。细粒土有机质O粘质土 CGSMHML粉土 M土的命名：符号：H-高 L-低 W-良好级配 P-不良级配 C-粘土M-粉土 S-砂土Y-黄土 O-有机质土 B-漂石 G砾石 Cb-卵石 E-膨胀土 R-红粘土 St-盐渍土CHO MHOCLO CLO粘土C 粉土CSGMHSMLSCHSCLSMHGMLGCHCLCHGCLG一、含水量试验A.烘干法（一） 定义

14、和适用范围1 土的含水量是在105110C下烘至恒量时所失去的水分质量和达恒量后干土质量的比值，以百分数表示，本法是测定含水量的标准方法。2 本试验方法适用于粘质土、粉质土、砂类土和有机质（二） 仪器设备1 烘箱：可采用电热烘箱或温度能保持105一110的其它能源烘箱，也可用红外线烘箱。2 天平：感量0.01g。3 其它：干燥器、称量盒(为简化计算手续，可将盒质量定期(36个月)调整为恒质量值)等。（三） 试验步骤 1 取具有代表性试样，细粒土1530g，砂类土、有机质土为50g,放人称量盒内，立即盖好盒盖,称质量。称量时，可在天平一端放上与该称量盒等质量的砝码，移动天平游码，平衡后称量结果即

15、为湿土质量。2揭开盒盖，将试样和盒放入烘箱内，在温度105110恒温下烘干。烘干时间对细粒上不得少于8h，对砂类土不得少于6h。对含有机质超过5的土，应将温度控制在6570的 3将烘干后的试样盒取出，放入干澡器内冷却（一般只需0.5h1.0h即可）。冷却后盖好盒盖,称质量,准确至0.01g.(四) 结果整理(五) 精密度和允许差本试验须进行二次平行测定,取其算术平均值,允许平行差值应符合规定 (六) 报告 1 土的鉴别分类和代号。 2 土的含水量。B.酒精燃烧法（一） 目的和适用范围 本试验方法适用于快速简易测定细粒土(含有机质土、含盐量较多的土、重粘土除外)的含水量。（二） 仪器设备 1 称

16、量盒(定期调整为恒质量)。 2 天平：感量0Olg。3 酒精：纯度95% 4 滴管、火柴、调土刀等。（三） 试验步骤1 取代表性试样(粘质土5log，砂类土2030g)，放人称量盒内，称湿土质量。 2 用滴管将酒精注入放有试样的称量盒中，直至盒中出现自由液面为止。为使酒精在试样中充分混合均匀，可将盒底在桌面上轻轻敲击。3 点燃盒中酒精，燃至火焰熄灭。4 将试样冷却数分钟，按本试验3、4条方法重新燃烧两次。 5 待第三次火焰熄灭后，盖好盒盖，立即称干土质量，准确至o01g。其余同T0103。C比重法（一） 目的和适用范围 本试验方法仅适用于砂类土（二） 仪器设备 1 玻璃瓶：容积500ml-以上

17、。2 天平：称量1 000g，感量0.5g3 其它：漏斗、小勺、吸水球、土样盘及玻璃棒等。（三） 试验步骤1 取代表性砂类土试样200300g，放入土样盘内。 2 向玻璃瓶中注入清水至13左右，然后用漏斗将土样盘中的试样倒人瓶中，井用玻璃棒搅拌l2min，直到所含气体完全排出为止。3 向瓶中加清水至全部充满，静置1min后用吸水球吸去泡沫，再加清水使其充满，盖上玻璃片，擦干瓶外壁，称质量。 4 倒去瓶中混合液，洗净，再向瓶中加清水至全部充满，盖上玻璃片，擦干瓶外壁，称质量，准确至0. 5g（四） 结果整理 1 计算含水量：D碳化钙气压法（一）目的和适用范围 本试验方法适用于路基土和稳定土含水量

18、的快速简易测定。（二）仪器设备1 碳化钙气压含水量测定仪，HKC-200型主要用于粒径小于40mm砂砾含水量的测定，试样取200g，含水量测定范围012(最大14.3%)；用比例法取l00g试样，含水量测定范围o27。HKC30型主要用于路基土和稳定土含水量的测定，试样取30g，含水量测定范围。0一31%；用比例法取15g试样，含水量测定范围0一90。 2 仪器箱：存放仪器和附件，便于随身携带：3 天平：称量200g，感量0.1 g的特种天平，并配有料盘，用作试样称4 手动摇晃架：用于HKC-200型。 5 粉碎球：加速土粒粉碎(球表面要求镀银处理)6 毛刷：用于清扫仪器 7 小勺：用于计量吸

19、水剂（碳化钙） 8 吸水剂： （三） 试验步骤1 备料：对于粗颗粒较多的砂砾材料，用四分法取样，尽可能使试样具有代表性。一些原状的粘质土，在水分较小的情况下，发硬结块，须预先进行碾磨。试验前应了解材料的大概范围。在材料含水量较大、又无把握确定含水量大概范围的情况下，宜先试用比例法，防止过大的含水量超过仪器所规定的测量范围。 2 清扫仪器 必须使盖口干净，橡皮圈、罐盖内无上次测定留下的残渣。3 称取试样 取有代表性的试样。对HKC-200型，称取试样200g；对HKC一30型，称取试样30g。夏天在野外操作时，称样时间要短，往往因气温和光照的影响，大大超过试样多称12g的误差。 4 放入试样 把

20、称好的试样倒入罐内为防止试样倒在外面，应自备一个装料漏斗。同时将两个粉碎球放入主体罐内。 5 放吸水剂 将定量吸水剂放入仪器盖中HKC200型放6平勺，对HKC30型放入2平勺。6 关闭仪器 为了不让试样和吸水剂在仪器关闭之前混合，应使仪器接近水平状态，再横向加盖，然后拧紧螺栓。7 混合(或放在手摇晃架上操作) 双手握住仪器（表向下，仪器倾斜45）摇动，使试样与粉碎球沿罐的侧壁转动。砂砾一般约20次。粘质土视塑性指数的不同，应适当增加次数，有的需100多次。然后再使表盘向上，盖往向来回翻动几次，使吸水剂落入盖中，与盖周壁内所粘水分发生反应。翻动数次后，看表中指针所指的含水量范围，再使表盘向下，

21、静放0.5l.0min，若指针不再转动，即可读数。若指针还未稳定，再重复上述内容进行第二次、第三次混合，直至表针稳定为止。一般砂砾l2次即可，粘质土约需3次。用手摇动手摇晃动架，直至表针稳定为止。 8 读数 读数时，表针必须稳定，并使眼睛水平向对着表盘，指针向上。指针位置不统一，或眼睛向表盘一侧读数，会影响测试精度。记录试样质量和表盘读数。 9 使罐盖背向操作者，缓慢地释放气压。倒空主体罐，检查材料块状。如试样未完全粉碎，应以新试样重作试验。用瓶刷刷净主体罐内腔，用小刷刷净称盘，用绒布擦净两个粉碎球表面上的残留物。10 当材料含水量有可能超出仪器测试范围时，在初测中应先采用比例法.对HKC一2

22、00型，称取试样100g；对HKC30型，称取试样15g。按照上述步骤测定试样的含水量，再按图读数(含水量指示值)换算为实际含水量，例如，示值为12%的含水量，实际含水量为27.3%。(五) 记录 二、密度试验A环刀法（一） 目的和适用范围 本试验方法适用于细粒土：（二） 仪器设备 1 环刀：内径68cm，高23cm，壁厚1.5mm 2 天平：感量0.1 g。3 其它：修土刀、钢丝锯、凡士林等（三） 试验步骤 1 按工程需要取原状土或制备所需状态的扰动土样，整平两端，环刀内壁涂一薄层凡士林，刀口向下放在土样上。2 用修土刀或钢丝锯将土样上部削成略大于环刀直径的土柱，然后将环刀垂直下压，边压边削

23、，至土样伸出环刀上部为止，削去两端余土，使与环刀口面齐平，并用剩余土样测定含水量。3 擦净环刀外壁，称环刀与土合质量（四） 结果整理计算湿密度及干密度（五） 精密度和允许差 本试验须进行二次平行测定，取其算术平均值，其平行差值不得大于0.03g/cm3(六) 报告B蜡封法（一） 目的和适用范围 本试验方法适用于易破裂土和形态不规则的坚硬土（二） 仪器设备1 天平：感量0.01g。 2 烧杯：细线、石蜡、针、削土刀等。（三） 试验步骤 1 用削土刀切取体积大于30cm3试件，削除试件表面的松、浮土以及尖锐棱角，在天平上称量，准确至0.01g。取代表性土样进行含水量测定。 2 将石蜡加热至刚过熔点

24、，用细线系住试件浸入石蜡中，使试件表面覆盖一薄层严密的石蜡，若试件蜡膜上有气泡，需用热针刺破气泡，再用石蜡填充针孔，涂平孔口。3 待冷却后，将蜡封试件在天平上称量，准确至0.01g。4 用细线将蜡封试件置于天平一端，使其浸浮在盛有蒸馏水的烧杯中，注意试件不要接触烧杯壁，称蜡封试件的水下质量，准确至0.01g，并测量蒸馏水的温度。5 将蜡封试件从水中取出，擦于石蜡表面水分，在空气中称其质量，将其与3中所称质量相比，若质量增加，表示水分进入试件中；若浸入水分质量超过0.03g，应重作。（四） 结果整理 计算湿密度及干密度：C灌水法（一） 目的和适用范围 本试验方法适用于现场测定粗粒土和巨粒土的密度

25、。（二） 仪器设备 1 座板：座板为中部开有圆孔，外沿呈方形或圆形的铁板，圆孔处设有环套，套孔的直径为土中所含最大石块粒径的3倍，环套的高度为其粒径的52 薄膜：聚乙烯塑料薄膜。 3 储水简：直径应均匀，并附有刻度4 台称：称量50kg，感量5 g。5 其它：铁镐、铁铲、水准仪等（三） 试验步骤 1 根据试样最大粒径确定试坑尺寸2 按确定的试坑直径划出坑口轮廓线。将测点处的地表整平，地表的浮土、石块、杂物等应予清除，坑凹不平处用砂铺整。用水准仪检查地表是否水平。3 在整于后的地表，将座板固定。将聚乙烯塑料膜沿环套内壁及地表紧贴铺好。记录储水筒初始水位高度，拧开储水筒的注水开关，从环套上方将水缓

26、缓注入，至刚满不外溢为止。记录储水筒水位高度，计算座板部分的体积。在保持座板原固定状态下，将薄膜盛装的水排至对该试验不产生影响的场所然后将薄膜揭离底板。 4 在轮廓线内下挖至要求深度，将落于坑内的试样装入盛土容器内，并测定含水量。 5 用挖掘工具沿座板上的孔挖试坑，为了使坑壁与塑料薄膜易于紧贴，对坑壁需加以整修。 将塑料薄膜沿坑底、坑壁紧密相贴地铺好。 在往薄膜形成的袋内注水时，牵住薄膜的某一部位，一边拉、松，一边注水，以使薄膜与坑壁间的空气得以排出，从而提高薄膜与坑壁的密贴程度。 6 记录储水筒内初始水位高度，拧开储水筒的注水开关，将水缓缓注入塑料薄膜中。当水面接近环套的上边缘时，将水流调小

27、，直至水面与环套上边缘齐平时关闭注水管，持续35min，记录储水筒内水位高度。（四） 结果整理 1 细粒与行料应分开测定含水量，按下式求出整体的含水量： 2 计算座板部分的容积 3 计算试坑容积（五） 精密度和允许差 灌水法密度试验应进行两次平行测定，两次测定的差值不得大于0.03g/cm3。取两次测值的平均值。（六） 报告D灌砂法（一） 目的和适用范围 本试验法适用于现场测定细粒土、砂类土和砾类土的密度。试样的最大粒径不得超过15mm，测定密度层的厚度为150200nmi。 注：在测定细粒土的密度时，可以采用直径100的小型灌砂筒。 如最大粒径超过15mm，则应相应地增大灌砂筒和标定罐的尺寸

28、，例如，粒径达4060mm的粗粒上，灌砂筒和现场试洞的直径应为150200m。（二） 仪器设备 1 灌砂筒： 2 金属标定罐：内径l00mm，高150nmi和200mm的金属罐各一个，上端周围有一罐缘。 注：如由于某种原因，试坑不是150mm或200mm时，标定罐的深度应该与拟挖试坑深度相同。3 基板：一个边长350mm，深40mm的金属方盘，盘中心有一直径l00mm的圆孔。4 打洞及从洞中取料的合适工具，如凿子、铁锤、长把勺、长把小簸箕、毛刷等。 5 玻璃板：边长约500mm的方形板。 6 饭盒(存放挖出的试样)若干。7 台秤：称量015kg，感量5g。 8 其它：铝盒、天平、烘箱等。(三)

29、 量砂 粒径0.250.5mm、清洁干燥的均匀砂，约2040kg，应先烘干，并放置足够时间，使其与空气的湿度达到平衡。（四） 仪器标定 确定灌砂筒下部圆锥体内砂的质量，其步骤如下： 1 在储砂筒内装满砂。筒内砂的高度与筒顶的距离不超过15mm。称筒内砂的质量，准确至1g,每次标定及而后的试验都维持这个质量不变。 2 将开关打开，让砂流出，并使流出砂的体积与工地所挖试洞的体积相当(或等于标定罐的容积)。然后关上开关，并称量筒内砂的质量，准确至lg。3 将灌砂筒放在玻璃板上。打开开关，让砂流出，直到筒内砂不再下流时。关上开关，并细心地取走罐砂筒。 4 收集并称量留在玻璃板上的砂或称量筒内的砂，准确

30、至1g 。玻璃板上的砂就是填满灌砂筒下部圆锥体的砂。5 重复上述测量，至少三次。最后取其平均值，准确至1g。(五) 确定量砂的密度 1 用水确定标定罐的容积，方法如下： 将空罐放在台秤上，使罐的上口处于水平位置，读记罐质量，准确至lg。向标定罐中灌水，注意不要将水弄到台秤上或罐的外壁。将一直尺放在罐顶，当罐中水面快要接近直尺时，用滴管往罐中加水，直到水面接触直尺。移去直尺，读记罐和水的总质量。重复测量时，仅需用吸管从罐中取出少量水，并用滴管重新将水加满到接触直尺标定罐的体积按下式计算； 2 在储砂筒中装入已知质量的砂，并将罐砂筒放在标定罐上，打开开关，让砂流出，直到储砂筒内的砂不再下流时，关闭

31、开关。取下罐砂筒，称筒内剩余的砂质量，准确至l g. 3 重复上述测量，至少三次，最后取其平均值，准确至1g. 4 计算填满标定罐所需砂的质量： 5 计算量砂的密度（六） 试验步骤 1 在试验地点，选一块约40cm40cm平坦表面，并将其清扫干净，将基板放在此平坦表面上。如此表面的粗糙度较大，则将盛有量砂的灌砂筒放在基扳中间的圆孔上。打开灌砂筒开关，让砂流入基板的中孔内，直到储砂筒内的砂不再下流时关闭开关。取下罐砂筒，并称筒内砂的质量，准确至1g。 2 取走基板，将留在试验地点的量砂收回，重新将表面清扫干净。将基板放在清扫干净的表面上，沿基板中孔凿洞，洞的直径100mm。在凿洞过程中，应注意不

32、使凿出的试样丢失，并随时将凿松的材料取出，放在已知质量的塑料袋内，密封。试洞的深度应等于碾压层厚度。凿洞毕，称此塑料袋中全部试样质量，准确至1g。减去已知塑料袋质量后，即为试样的总质量。3 从挖出的全部试样中取有代表性的样品，放入铝盒测定其含水量。样品数量：对于细粒土，不少于l00g；对于粗粒土，不少于500 g4 将基板安放在试洞上，将灌砂筒安放在基板中间（储砂筒内放满砂至恒量），使灌砂筒的下口对准基板的中孔及试洞。打开灌砂筒开关，让砂流人试洞内关闭开关。仔细取走灌砂筒，称量筒内剩余砂的质量，准确至1g 。5 如清扫干净的平坦的表面上，粗糙度不大，则不需放基板，将罐砂简直接放在已挖好的试洞上

33、。打开筒的开关，让砂流人试洞内。在此期间，应注意勿碰动灌砂筒。直到储砂筒内的砂不再下流时，关闭开关。仔细取走灌砂筒，称量筒内剩余砂的质量，准确至1 g。 6 取出试洞内的量砂，以备下次试验时再用。若量砂的湿度已发生变化或量砂中混有杂质，则应重新烘干，过筛，并放置一段时间，使其与空气的湿度达到平衡后再用。7 如试洞中有较大孔隙，量砂可能进入孔隙时，则应按试洞外形，松弛地放人一层柔软的纱布。然后再进行灌砂工作。（七）结果整理 1 计算填满试洞所需的质量2 计算试验地点土的湿密度3 计算土的干密度三、比重试验比重瓶法（一）目的和适用范围1 土的比重是土在105110下烘至恒量时的质量与同体积4蒸馏水

34、质量的比值。 2 本试验的目的是测定土的颗粒比重，它是土的物理性基本指标之一。3本试验法适用于粒径小于5rcml的土（二） 仪器设备1 比重瓶：容量100(或50)mL。2 天平：称量200g，感量0.001g3 恒温水槽；灵敏度土1。4 砂浴。5 真空抽气设备。6 温度计：刻度为050，分度值为0.5 7 其它：如烘箱、蒸馏水、中性液体(如煤油)、孔径2mm及5mm筛、漏斗、滴管等。（三） 比重瓶校正1 将比重瓶洗净、烘干，称比重瓶质量，准确至0.001g。 2 将煮沸经冷却的纯水注入比重瓶。对长颈比重瓶注至刻度处，对短颈比重瓶应注满纯水，塞紧瓶塞，多余水分自瓶塞毛细管中溢一。调节恒温水槽至

35、5或10，然后将比重瓶放入恒温水槽内，直至瓶内水温稳定取出比重瓶，擦干外壁，称瓶、水总质量m1，准确至0.001g。 3 以5级差，调节恒温水槽的水温，逐级测定不同温度下的比重瓶、水总质量，至达到本地区最高自然气温为止每个温度时均应进行两次平行测定，两次测定的差值不得大于0.002g，取两次测值的平均值。绘制温度与瓶、水总质量的关系曲线。（四）试验步骤 1 将比重瓶烘干，将15g烘干土装入100mL比重瓶内，若用50ml比重瓶，装烘干土约12g)，称量。 2 为排除土中空气，将已装有干土的比重瓶，注蒸馏水至瓶的一半处，摇动比重瓶，并将瓶在砂浴中煮沸，煮沸时间自悬液沸腾时算起，砂及低液限粘土应不

36、少于30min，高液限粘土应十少于1h，使土粒分散。注意沸腾后调节砂浴温度，不使土液，溢出瓶外。3 如系长颈比重瓶，用滴管调整液面恰好至刻度(以弯液面下缘为准)，擦干瓶外及瓶内壁刻度以上部分的水，称瓶、水、土总质量m2。如系短颈比重瓶，将纯水注满，使多余水分自瓶塞毛细管中溢出，将瓶外水分擦干后，称瓶、水、土总质量m2，称量后立即测出瓶内水的温度，准确至0.5。4 根据测得的温度，从已绘制的温度与瓶、水总质量关系曲线中查得瓶水总质量。如比重瓶体积事先未经温度校正，则立即倾去悬液，洗净比重瓶，注入事先煮沸过且与试验时同温度的蒸馏水至同一体积刻度处，短颈比重瓶则注水至满，按本试验3步骤调整液面后，将

37、瓶外水分擦干，称瓶、水总质量。5 如系砂土，煮沸时砂粒易跳出，允许用真空抽气法代替煮沸法排除土中空气，其余步骤与本规程3至4相同。6 对含有某一定量的可溶盐、不亲性胶体或有机土，必须用中性液体(如煤油)测定，并用真空抽气法排除土中气体。真空压力表读数宜为l00kPa，抽气时间12h(直至悬液内无气泡为止)，其余步骤同本规程3至4，7 本试验称量应准确至0.001g。（五） 结果整理1 用蒸馏水测定时，按下式计算比重2 中性液体测定时，按下式计算比重（六）精密度和允许差 本试验必须进行二次平行测定，取其算术平均值，以两位小数表示，其平行差值不得大于0.02（七） 报告 土的鉴别分类和代号。 土的

38、比重Gs值。四、颗粒分析试验 筛分法（一） 目的和适用范围 本试验方法适用于分析粒径大于0.074mm的土（二） 仪器设备1 标准筛；粗筛(圆孔)：孔径为60m、40mm、20mm、10mm、5mm、2mm；细筛：孔径为2mm、0. 5mm、0.25mm、0.074mm， 2 天平：称量5 000 g 称量1000g，感量1 g； 称量200g，感量 0.2 g 3 摇筛机。4 其它；烘箱、筛刷、（三）、试样从风干、松散的土样中，用四分法按照下列规定取出具有代表性的试样：1 小于2mm颗粒的土100300g 2 最大粒径小于10mm的土300900g3 最大粒径小于20mm的土10002000

39、g 4 最大粒径小于40mm的土2 0004000g5 最大粒径大于40mm的土4000g以上（四） 试验步骤 1 对于无疑聚性的土 (1)按规定称取试样，将试样分批过2mm筛。 (2)将大于2mm的试样从大到小的次序，通过大于2mm的各级粗筛。将留在筛上的土分别称量 (3)2mm筛下的土如数量过多，可用四分法缩分至100一800g。将试样从大到小的次序通过小于2rnm的各级细筛。可用摇筛机进行震摇。震摇时间一般为1015min。 (4)由最大孔径的筛开始，顺序将各筛取下，在白纸上用手轻叩摇晃，至每分钟筛下数量不大于该级筛余质量的l为止。漏下的土粒应全部放入下一级筛内，并将留在各筛上的土样用软

40、毛刷刷净，分别称量。 (5)筛后各级筛上和筛底土总质量与筛前试样质量之差，不应大于1。 (6)如2mm筛下的土不超过试样总质量的10%，可省略细筛分析；如2mm筛上的土不超过试样总质量的10%，可省略粗筛分析。2 对于含有粘土粒的砂砾土 (1) 将土样放在橡皮板上，用木碾将粘结的土团充分碾散，拌匀、烘干、称量如土样过多时，用四分法称取代表性土样。(2) 将试样置于盛有清水的瓷盆中，浸泡并搅拌，使粗细颗粒分散。(3) 将浸润后的混合液过2mm筛，边冲边洗过筛，直至筛上仅留大于2rnm以上的土粒为止然后，将筛上洗净的砂砾风干称量。按以上方法进行粗筛分析(4) 通过2mm筛下的混合液存放在盆中，待稍

41、沉淀，将上部悬液过0.074mm洗筛，用带橡皮头的玻璃棒研磨盆内浆液，再加清水，搅拌、研磨、静置、过筛，反复进行，直至盆内悬液澄清。最后，将全部土粒倒在o074mm筛上，用水冲洗，直到筛上仅留大于0.074 mm净砂为止。 （5） 将大于0.074 mm的净砂烘干称量，并进行细筛分析。（6） 将大于2 mm颗粒及20.074mm的颗粒质量从原称量的总质量中减去，即为小于0.074 mm颗粒质量。(7) 如果小于0.074 mm颗粒质量超过总土质量的10，有必要时，将这部分土烘干、取样，另做比重计或移液管分析。（五）结果整理 1 计算小于某粒径颗粒质量百分数：2当小于2mm的颗粒如用四分法缩分取

42、样时试样中小于某粒径的颗粒质量占总质量的百分数：3 在半对数坐标纸上，以小于某粒径的颗粒质量百分数为纵坐标，以粒径(mm)为横坐标，绘制颗粒大小级配曲线，求出各粒组的颗粒质量百分数，以整数()表示。4 必要时按下式计算不均匀系数（六） 报告五、界限含水量试验液限塑限联合测定法(一) 目的和适用范围l 本试验的目的是联合测定土的液限和塑限，为划分类、计算天然稠度、塑性指数，供公路工程设计和施工使用。2 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。（二） 仪器设备1 LP- 100型液限塑限联合测定仪；锥质量为l00g，锥角为30，读数显示形式宜采用光电式、游标式、百分表式

43、。2 盛土杯：直径5 cm，深度45cm。 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。（三） 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扳上压碎，过0.5mm的筛。 取0.5mm筛下的代表性土样200g，分开放人三个盛土皿中，加不同数量的蒸馏水，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点的锥人深度应为

44、20(0.2) mm测定c点的锥人深应控制在5mm以下。对于砂类土，测定c点的锥入深度可大于5mm2 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，应先充分搓揉，用调土刀反复压实。试杯装满后，刮成与杯边齐干3 当用游标式或百分表式液限塑限联合测定仪试验时，调平仪器，提起锥杆(此时游标或百分表读数为零)，锥头上涂少许凡士林4 将装好土样的试杯放在联合测定仪的升降座上，转动升降旋钮，待锥尖与土样表面刚好接触时停止升降，扭动锥下降旋钮，同时开动秒表，经5s时，松开旋钮，锥体停止下落，此时游标读数即为锥入深度h1。5 改变锥尖与土接触位置(锥尖两次锥人位置距离不小牙l

45、cm)，重复3和4步骤，得锥人深度h2,h1、h2允许误差为0.5mm，否则，应重作。取h1、h2平均值作为该点的锥入深度h。6 去掉锥尖人士处的凡士林，取l0g以上的土样两个，分别装人称量盒内，称质量(准确至0.01g)，测定其含水量w1、w2(计算到0.1%)。计算含水量平均值w. 7 重复本规程2至6步骤，对其它两个含水量土样进行试验，测其锥人深度和含水量8 用光电式或数码式液限塑限联合测定仪测定时，接通电源，调子机身，打开开关，提上锥体(此时刻度或数码显示应为零)。将装好土样的试杯放在升降座上，转动升降旋钮，试杯徐徐上升，土样表面和锥尖刚好接触，指示灯亮，停止转动旋钮，锥体立刻自动下沉

46、，5s时，自动停止下落，读数窗上或数码管上显示锥入深度。试验完毕，按动复位按钮，锥体复位，读数显示为零。（四）结果整理1在二级双对数坐标纸上，以含水量w为横坐标，锥人深度h 为纵坐标，点绘a、b、 c三点含水量的hw图，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b、c两点连成两条直线，根据液限(a点含水量)在hp一wL图上查得hp，以此hp再在hw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hw 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

47、土样的液限wL。3 根据本规程42求出的液限，通过液限wL与塑限时人土深度hp的关系曲线wLhp，查得hp，再由图wlhp求出入土深度为hp时所对应的含水量，即为该土样的塑限wp。查wLhp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wLhp关系曲线；对于细粒土，用双曲线确定hp值；对于砂类土，则用多项式曲线确定hp值。六、收缩试验（一） 目的和适用范围本试验方法适用于原状土和击实粘质土。（二） 仪器设备1 收缩仪： 2 环刀：3 卡尺：4 其它： （三） 试样按本规程步骤制备试样。将试样推出环刀(当试样不紧密

48、时，采用风于脱环法)，置于多孔板上，称试样和多孔板的质量。准确至0.1g（四）试验步骤1 装好百分表，记下初读数。2 在室温不高于30C条件下进行收缩试验。根据试样温度及收缩速度，宜每隔l4h测记百分去读数，并称整套装置和试样质量，准确全0.1g。两天后，每隔624h测记百分表读数，并称质量，至两次百分表读数不变。在收缩曲线的I阶段内应取不得少于4个数据。3 试验结束，取出试样，并在105110烘干。称干土质量，准确至0.1g。4 按本规程蜡封法测定烘干试样体积。（五） 结果整理1 计算起始和收缩过程的含水量.2 按下式计算线缩率：3 计算体缩率:4 以线收缩率为纵坐标，含水量为横坐标，绘制曲

49、线，如图。如阶段和阶段的转折点明显，则与其对应的横坐标值即为原状土的缩限叫，。否则，延长I、阶段的直d两者交点相应的横坐标值即为原状寸的近似缩限。5记录七、天然稠度试验（一） 目的和适用范围1 土的液限与天然含水量之差和塑性指数之比，称为土的天然稠度。2 本试验采用直接法和间接法。直接法是按烘干法测定原状土的天然含水量，用稠度公式计算土的天然稠度。间接法是用LP-i00型液限塑限联合测定仪测定天然结构土体的锥入深度，并用联合测定结果确定土的天然稠度。（二） 仪器设备1 LP-100型液限塑限联合测定仪。 2 环刀：直径56cm，高34cm。3 其它：削土刀、钢丝锯、凡士林、含水量试验设备等。（

50、三） 试验步骤1 按含水量试验中烘干法的试验步骤测定原状土的天然含水量。2 切削具有天然含水量、土质均匀的试件1块，其长度、宽度(或直径)不小于5cm、厚度不小于3cm。整平上下面。对于软粘土，若能用环刀切人土体时，将切入环刀后的土体整平上下面3 将制备好试件置于LP 100型液限塑限联合测定仪的升降座上，按液限塑限联合测定法38步骤测定其锥入深度，填入记录表内。4 改变锥尖在试件表面的位置35处(锥尖之间的距离不小于1cm)。测其锥人深度，并记入记录表内。（四） 结果整理1 计算土的天然稠度 2 土体的天然含水量和锥入深度为曲线关系在联合测定法中，wl wp hp Ip均为已知，测得锥人深度

51、后，由公式或查由该式绘制的诺谟图即可求稠度。 3 由测得的多个锥入深度中取占多数的值或对允许误差范围内的数值求其平均值，作为计算锥人深度。根据联合测定时该土样的塑限入土深度，由图查得相应酬的稠度值。4 本试验记录格式如表（五） 报告八、砂的相对密实度试验（一）目的和适用范围I 相对密度是砂紧密程度的指标，等于其最大孔隙比与天然孔隙比之差和最大孔隙比与量小孔隙比之差的比值。2 本试验的目的是求无凝聚性土的最大与最小孔比，用于计算相对密度，借此了解该土在自然状态或经压实后的松紧情况和土粒结构的稳定性。3 本规程适用于颗粒直径小于5mm的土，且粒径25mm的试样质量不大于试样总质量的15。（二）仪器

52、设备1 量筒： 2 长颈漏斗：3 锥形塞： 4 砂面拂平器 5 电动最小孔隙比仪，如没有，可用下列68设备6 金属容器，有以下两种：(1)容积250cm3，内径5cm，高度12.7cm (2)容积1000cm3，内径lOcm，高度12.7cm7 振动仪8 击锤：锤重1.25kg，高度150 mm，锤座直径50mm9 台秤（三）试验步骤1 最大孔隙比的测定 (1)取代表性试样约1.5kg，充分风下(或烘干)，用手搓揉或用圆木棍在橡皮板上碾散，并拌和均匀。 (2)将锥形塞杆自漏斗下口穿入，并向上提起，使锥体堵住漏斗管口一并放人体积1000cm3量筒中，使其下端与量筒底相接。 (3)称取试样700g

53、，准确至1 g，均匀倒入漏斗中，将漏斗与塞杆同时提高，移动塞杆使锥体略离开管口，管口应经常保高出砂面约12cm，使试样缓缓且均匀分布地落入量筒中。 (4)试样全部落入量筒后取出漏斗与锥形塞，用砂面拂平器将砂面拂平，勿使量筒振动，然后测读砂样体积，估读至5 cm3。并称其质量m (5)以手掌或橡皮塞堵住量筒口，将量筒倒转，缓慢地转动量筒内的试样并回到原来位置，如此重复几次，记下体积的最大值，估读至5 cm3。(6)取上述两种方法测得的较大体积值，计算最大孔隙比。2 最小孔隙比的测定(1)取代表性试样约4kg。按本规程1步骤处理。(2)分三次倒人容器进行振击，先取上述试样600800g(其数量应使

54、振击后的体积略大于容器容积的13)倒人1000 cm3容器内，用振动仪以各150200次min的速度敲打容器两侧，并在同时间内，用击锤于试样表面锤击3060次min，直至砂样体积不变为止(一般约5l0min)。敲打时要用足够的力量使试样处于振动状态；振击时，粗砂可用较少击数细砂应用较多击数。(3)如用电动最小孔隙比试验仪时，当试样同上法装入容器后，开动电机，进行振击试验。(4)按本规程步骤进行后二次加土的振动和锤击，第三次加土时应先在容器口上安装套环。(5)最后次振毕，取下套环，用修土刀齐容器顶面削去多余试样，称量m，准确至1g，计算其最小孔隙比。（四） 结果整理l 计算最小与最大干密度 2

55、计算最大与最小孔隙比 3 计算相对密实度： 4 本试验记录格式(五) 精密度和允许差 最小与最大干密度，均须进行两次平行测定，取其算术平均值，其平行差值不得超过0.03g/cm3。(六) 报告 九 膨胀试验A 自由膨胀率试验（一） 目的和适用范围1 自由膨胀率为松散的烘干十粒在水中和空气中分自由堆积的体积之差与在空气中自山堆积的体积之比，以百分表不，用以判定无结构力的松散土粒在水中的膨胀特性。2 本试验法适宜用于膨胀土。（二） 仪器设备 1 玻璃量简：容积50ml最小刻度1ml。2 量土杯：容积10ml、 内径20mm，高度31.8 mm3 无颈漏斗：上口直径50一60mm，下口直径45mm

56、4 搅拌器：由直杆和带孔圆盘构成(图13 5天平：称量200g，感量0.01g。6其它：烘箱、干u刀、支架、干燥器、0.5mm筛等。（三） 试剂：5%纯氯化钠溶液 （四） 试验步骤1 取代表性风干土样碾碎，使其全部通过0.5mm筛，混合均匀后，取约50g放人盛土盒内，移入烘箱，在105110温度下烘至恒量，取出，放在干燥器内冷却至室温。2 将无颈漏斗装在支架上，漏斗下口对正量土杯中心，并保持距杯口若10mm距离，如图1314所示。 3 从干燥器内取出土样，用匙将土样倒入量土杯中，盛满后沿杯口刮平上面，再将量土杯中土样倒入匙中，把量土杯按图13 14所示仍放在漏斗下口正中处。将匙中土样一次倒入漏

57、斗，用细玻璃棒或铁丝轻轻搅动漏斗中土样，使其全部漏下，然后移扑漏斗，用平口刀垂直于杯口轻轻刮去多余土样(严防震动)称记杯中土质量。4 按本规程3规定。称取第个试样，进行平行测定，两次质量差值不得大于0.1g。 5 将量筒置于试验台上，注入蒸馏水30ml，并加入5ml5%的分析纯氯化钠溶液，然后将量土杯中的土样倒入量筒内。6 用搅拌器搅拌量筒内悬液，搅拌10次(时间约10s)，取出搅拌器，将搅拌器上附着的土粒冲洗入量筒，并冲洗量筒内壁，使量筒内液面约至50mL刻度处。 7 量筒中土样沉积后约每隔5h，记录一次试样体积，体积估读至0.1ml。读数时要求视线与土面在同一平面上，如土面倾斜，取高低面读

58、数的平均值。当两次读数差值不大于0.2ml时，即认为膨胀稳定。用此稳定读数计算自由膨胀率：(五) 结果整理1 计算土样的自由膨胀率2 本试验记录格式（六） 精密度和允许差 本试验应作两次平行测定，取其算术平均值，其平行差值为： Fs60时不大于8% Fs60时不大于5%（七） 报告B无荷载膨胀量试验（一） 目的和适用范围 1 本试验用于测定试样在无荷载有侧限条件下浸水后在高度方向上的单向膨胀与原高度的比值，这一比值称膨胀量，以百分数表示。 2 试验适用于测定原状土和击实土样的无荷载膨胀量，供评价粘质土膨胀势能时参考。（二） 仪群设备1 膨胀仪： 2 同结仪。3 百分表：量程10mm，分度值0.

59、01mm。4 天平：称量200g，感量0.01g。 5 其它烘箱、干燥器、磁钵、修土刀、秒表、表面皿等。（三）试验步骤 1 按工程需要取原状土或制备成所需状态的扰动土样，整平其两端；在环刀内壁涂一薄层凡士林，刃口向下，放在土样上。用修土刀将土样修成略大于环刀直径的土柱，将环刀垂直下压，边压边修，直至土样进入环刀内的厚度超过1cm时不止。 2 齐环刀刃口将土样修平，用顶土块从刃口端顶入，齐环刀钝口将顶出的余土修去，制成厚度适不2cm的试样。取出顶土块，擦净环刀外壁，称环、土总质量，准确至0.01g3 在底座中置湿润的透水石1块，将环刀钝口端旋在底座上，使试样底面与透水石顶面接触，然后一并放到水盆中。 4 将有孔活塞板放在试样顶而上，对准活塞中心，将百分表装好，并记录百分表读数。5 注纯水入盆，盆内水面须经常保持约与试样底面高度齐平。 6 记下开始注水时间。枝5、10、20、30min1、2、3、24h及以后每隔24h,测记百分表读数，直至试样不再膨胀为止。 7 移去百分表，将试