土工试验规程物理指标试验讲义(国标、水利、公路--总结

土工试验规程SL237-1999GB/T50123-1999JTGE40-2007土样物理试验项目力学试验项目其它试验项目含水量、湿密度、比重液塑限、颗粒分析、相对密实度、天然坡角压缩系数、压缩模量、抗剪强度、先期固结压力等击实试验、无侧限抗压强度、渗透系数等1、土样和试样制备2、含水率试验3、密度试验4、颗粒分析试验5、界限含水率试验6、相对密度试验7、土的比重试验原状土样试件的制备程序小心开启原状土样包装皮，将土样取出放正，整平两端。在环刀内壁涂一薄层凡士林，刀口向下，放在土样上，无特殊要求时，切土方向应与天然土层层面垂直。切削过程中，应细心观察并记录试件的层次、气味、颜色，有无杂质，土质是否均匀，有无裂缝等。样品编号取土高程取土高度颜色气味结构夹杂物包装与扰动情况其它室内室外原状土样试件的制备程序如连续切取数个试件，应使含水率不发生变化(湿毛巾)。如不立即进行试验或饱和时，则将试件暂存于保湿器内。切取试样后，剩余的原状土样用蜡纸包好置于保湿器内，以备补做试验之用。切削的余土做物理性质试验。开土同时应拍摄照片。扰动土样的制备程序土样描述——烘干——碾碎（木碾或碎土器，勿压碎土颗粒）——取代表性土样测含水率。过筛：1、液塑限过0.5mm筛（集料是过0.6mm筛JTGE42-2005)；2、直剪试样，需过2mm筛；3、击实试验，水利：轻型过5mm筛，重型过20mm筛；国标：轻型过5mm筛，重型过20mm（5层，56击）或40mm筛（3层，94击）|公路：过20mm（小桶）或40mm（大桶）筛过筛后用四分法对角取样法或分砂器。扰动土样试件的制备程序（JTGE40-2007)根据试件高度要求分别选用击实法和压样法，高度小的采用单层击实法，高度大的采用压样法。同一组试件或平行试件的密度、含水率与制备标准之差值，应分别在±0.1g/cm³或±2%范围之内。（SL237-1999)扰动土试样的制备，视工程实际情况，分别采用击样法、击实法和压样法。同一组试件或平行试件的密度、含水率与制备标准之差值，应分别在±0.2g/cm³或±1%范围之内。含水率试验1、烘干法2、酒精燃烧法（简易测定细粒土含水率）3、比重法（砂类土）本讲义未提及烘干法仪器设备烘箱：105~110℃，65~70℃。天平：称量200g，分度值0.01g。其他：干燥器、称量盒（为简化计算手续可用恒质量盒16.05±0.05g，8.25±0.03g）。烘干法（GB/T50123-1999）操作步骤：1、取代表性试样15~30g或用环刀中的试样，有机质土，砂类土50g，放入称量盒内，盖上盒盖，称盒加湿土质量，准确至0.01g。2、打开盒盖，将盒置于烘箱内，在105~110℃的恒温下烘至恒量。烘干时间对粘土、粉土不得少于8h，对砂土不得少于6h，对含有机质超过干土质量5%的土，应将温度控制在65~70℃的恒温下烘至恒量。3、将称量盒从烘箱中取出，盖上盒盖，放入干燥容器内冷却至室温，称盒加干土质量，准确至0.01g。烘干法（SL237-1999）操作步骤：1、取代表性试样15~30g，放入称量盒内,立即盖好盒盖，称量。称量时，可在天平一端放上等质量的称量盒或与盒等质量的砝码。称量结果即为湿土质量。2、打开盒盖，将盒置于烘箱内，在105~110℃的恒温下烘至恒量。烘干时间对粘质土不得少于8h，对砂土不得少于6h，对含有机质超过干土质量10%的土，应将温度控制在65~70℃的恒温下烘至恒量。3、将称量盒从烘箱中取出，盖上盒盖，放入干燥容器内冷却至室温，称盒加干土质量，准确至0.01g。烘干法（JTGE40-2007）操作步骤：1、取代表性试样，细粒土15~30g，砂类土、有机质土为50g，砂砾石为1~2kg,放入称量盒内,立即盖好盒盖，称质量。称量时，可在天平一端放上等质量的称量盒或与盒等质量的砝码。称量结果即为湿土质量。2、打开盒盖，将盒置于烘箱内，在105~110℃的恒温下烘至恒量。烘干时间对细粒土不得少于8h，对砂土不得少于6h，对含有机质超过干土质量5%的土，应将温度控制在60~70℃的恒温下烘至恒量。干燥12~15h为好。3、将称量盒从烘箱中取出（一般只需0.5~1h即可），盖上盒盖，放入干燥容器内冷却至室温，称盒加干土质量，准确至0.01g。酒精燃烧法仪器设备：1、称量盒（定期校正为恒值）。2、天平：称量200g，分度值0.01g。3、酒精：纯度95%。4、其他：滴管、火柴、调土刀等。酒精燃烧法操作步骤：1、取代表性试样（粘质土5~10g，砂质土20~30g），放入称量盒内，称湿土质量。2、用滴管将酒精注入放有试样的质量盒中，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，烧至火焰熄灭。4、将试样冷却数分钟，重复2,3步骤再重复燃烧2次。当第3次火焰熄灭后，立即盖好盒盖，称干土质量准确至0.01g。含水率测定的允许平行差值规范含水率（%）允许平行差值（%）GB/T50123-1999＜101.0＞402.0SL237-1999＜100.510~401.0＞402.0TJGE40-2007＜50.35~401.0＞402.0密度试验1、环刀法（适用于细粒土）2、蜡封法（适用于易破裂土和形状不规则的坚硬土）3、灌水法、灌砂法（适用于现场测定粗粒土的密度）环刀法仪器设备：1、环刀：内径6~8cm，高2~5.4cm。6.18cm,2cm,4cm,；2、天平：感量0.1g。（J）;天平：称量500g，最小分度值0.1g；称量200g，最小分度值0.01g。（S,G)3、其他:切土刀、钢丝锯、凡士林等。环刀法试验步骤：1、用钢丝锯将土样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，至土样伸出环刀为止。将两端余土削去修平，取剩余的代表性土样测定含水率。2、擦净环刀外壁称量。一般用固结试样称密度，因为固结试验结果处理需要含水率和密度两个参数。3、本试验需进行2次平行测定，其平行差值不得大于0.03g/cm³。取其算术平均值。颗粒分析试验1、筛析法（适用于粒径大于0.075mm、小于60mm的土）2、密度计法（适用于粒径小于0.075mm的土）3、移液管法（适用于粒径小于0.075mm的土）未提及筛析法仪器设备1、试验筛：1）粗筛，孔径为60、40、20、10、5、2mm。2）细筛，孔径为2.0、1.0、0.5、0.25、0.075mm。2、天平：称量5000g，最小分度值1g；称量1000g，最小分度值0.1g；称量200g，最小分度值0.01g。3、振筛机：筛析过程中应能上下震动。4、其他：烘箱、毛刷、木碾等。筛析法取样质量：规范最大粒径取土质量（g）GB/T50123-1999SL237-19992mm100-300（细砂）10mm300-1000（中粗砂）20mm1000-200040mm2000-4000（击实）60mm＞4000TJGE40-20072mm100-30010mm300-90020mm1000-200040mm2000-4000大于40mm＞4000筛析法操作步骤（砂性土）1、将试样过2mm筛，称筛上和筛下的试样质量。当筛下的试样质量小于试样总质量的10%时，不作细筛分析：筛上的试样质量小于试样总质量的10%时，不作粗筛分析（粗筛60、40、20、10、5、2mm）。2、取筛上的试样倒入依次叠好的粗筛中，筛下的试样倒入依次叠好的细筛中，进行筛析。细筛宜置于振筛机振筛，振筛时间宜为10~15min。再按由上而下的顺序将各筛取下，称各级筛上及底盘内试样的质量，应准确至0.1g。3、筛后各级筛上和筛底上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%（筛失量＜1%，300g——297g）。筛析法操作步骤（含粘土粒的砂砾土）1、风干—碾碎—四分法取样—加水浸泡使粗细颗粒分离。2、取试样悬液，过0.075mm筛，筛上试样烘干筛分。若2mm以上估计大于10%，按规范操作：试样悬液过2mm筛，烘干称重准确至0.1g，过粗筛，同时保留筛下试样悬液，再过0.075mm筛，并将筛上试样烘至恒量，称烘干试样质量，然后再过细筛。*3、当粒径小于0.075mm的试样质量大于试样总质量的10%时，应采用密度计法或移管法测定小于0.075mm的颗粒组成。如果不是干净的砂，一定过0.075洗筛，含泥量才能准确。密度计法（比重计法）读数时间的问题规范读数时间GB/T50123-19990.5、1、2、5、15、30、60、120、1440min。SL237-19991、5、30、120、1440min。TJGE40-20070.5、1、5、15、30、60、120、240、1440min。实际操作1、5、15、30、60、120、240、1440min。注意：比重计法做颗分和测比重是两个完全不同的试验密度计法TM85甲种比重计比重计编号85分散剂：4%浓度的六偏磷酸钠，配制时标明配制日期，每三个月重新配制一次。每量筒使用10ml。搅拌：1min，往复30次，注意搅拌时不要冲击筒底，勿使液体溅出，且尽量满行程搅拌。放置比重计：比重计应在读书前10-20s放入估计读数的深度，手持比重计一定不能在比重计未稳定时松手。-20s放入估计读数的深度，手持比重计一定不能在比重计未稳定时松手。读数精确至0.5。温度：读数后一定测量悬液温度，温度精确至0.5℃。量筒：内径60±1mm，容积1000ml，刻度高度350±10mm。界限含水率试验本试验方法适用于粒径小于0.5mm以及有机质含量不大于试样总质量的5%的土1、液、塑限联合测定法2、碟式仪液限试验（本讲义未提及）3、滚搓法塑限试验（本讲义未提及）4、缩限试验（本讲义未提及）界限含水率试验1、分别按液限、塑限、中间状态制备土膏，静置浸润备用。2、将土调至指定含水率，使其锥入深度满足以下范围：76g锥，锥入深度（mm）最高点中间点最低点16-189-112-53、调土时一定确保土的含水率非常均匀，距离大于1cm的两个位置分别锥入一次，两次锥入深度之差不得大于0.5。4、土样应密实地填入土杯中。压实但不能击实。填土过程中不能有气体密封在土杯内。5、椎体每次锥入之后均需擦干净并涂少许凡士林，锥入点因含有凡士林，必须去除含有凡士林的试样再做下一点的试验。砂的相对密度试验GB/T50123-1999，JTGE40-2007适用范围：适用于粒径不大于5mm的土，且粒径2~5mm试样质量不大于试样总质量的15%。SL237-1999:适用于颗粒粒径小于5mm而能自由排水的砂砾土。砂的最小干密度试验（最大空隙比试验）试验步骤取代表性试样约1.5kg，风干，碾碎，拌均。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，一并放入容积1000mL量筒中，使其下端与量筒底相接。称取试样700g，准确至1g，均匀倒入漏斗中，将漏斗于塞杆同时提高，移动塞杆使锥体略离开管口，管口应经常保持高出砂面约1~2cm，使试样缓缓且均匀分布地落入量筒中。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，勿使量筒震动，然后测读砂样体积，估读至5mL。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5mL。一般2次即可。取上述两种方法测得的较大体积值，计算最大孔隙比。砂的最大干密度试验（最小空隙比试验）试验步骤取代表性试样约4kg。分三次倒入容器进行振击，先取上述试样600~800g（其数量应使振击后的体积略大于容器容积的1/3）倒入1000cm³容器内，用振动仪以150~200次/min的速度敲打容器两侧，并在同一时间内，用击锤于试样表面锤击30~60次/min，直至砂样体积不变为止（一般约5~10min)。敲打时要用足够的力量使试样处于振动状态；振