1、,土工試驗(yàn)員培訓(xùn),土工試驗(yàn)的現(xiàn)狀與發(fā)展,我國(guó)系統(tǒng)地開展土工試驗(yàn)技術(shù)工作起源于建國(guó)初期，經(jīng)過半個(gè)世紀(jì)的努力，我國(guó)的土工試驗(yàn)技術(shù)達(dá)到了一個(gè)新的水平；但在工程勘察單位的生產(chǎn)性試驗(yàn)方面，無論設(shè)備條件或技術(shù)水平以及人員配備，都存在較大的差距。 現(xiàn)狀： 1土工試驗(yàn)室是勘察單位的一個(gè)部門，與市場(chǎng)沒有直接的溝通渠道；缺乏技術(shù)發(fā)展的市場(chǎng)推動(dòng)力；留不住人才； 2業(yè)務(wù)范圍窄，單一的室內(nèi)常規(guī)土工試驗(yàn)與水質(zhì)分析；一般不從事非常規(guī)的、研究開發(fā)型的試驗(yàn)；一般不從事現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)與原位測(cè)試； 3儀器設(shè)備：大多數(shù)試驗(yàn)室仍沿用上世紀(jì)六、七十年代的土工儀器；80年代初期，先進(jìn)的數(shù)據(jù)采集和處理系統(tǒng)開始研發(fā)，到了80年代的后期，數(shù)據(jù)采集和處

2、理系統(tǒng)自動(dòng)化得到了較大的發(fā)展與普及。進(jìn)入二十一世紀(jì)后，全自動(dòng)氣壓固結(jié)儀在全國(guó)占了一定的市場(chǎng)，試驗(yàn)精度更高了，勞動(dòng)強(qiáng)度降低了，工作效率提升了； 4人員問題：缺乏熟練的試驗(yàn)人員；留不住高學(xué)歷的人才；試驗(yàn)人員的培訓(xùn)機(jī)制不健全；技術(shù)水平與人員素質(zhì)不能適應(yīng)工程的需求； 發(fā)展對(duì)策： 1對(duì)人員進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)，提高試驗(yàn)技術(shù)水平； 2在經(jīng)濟(jì)條件改善的基礎(chǔ)上添置新的設(shè)備； 3逐步擴(kuò)展業(yè)務(wù)范圍，爭(zhēng)取更大的市場(chǎng)份額占有率； 4做好試驗(yàn)室的計(jì)量認(rèn)證工作，為社會(huì)出具更加準(zhǔn)確、可靠、公正、可信的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。,土工試驗(yàn)的作用,1 土工試驗(yàn)在巖土工程中的地位和作用 隨著中國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)事業(yè)的飛速發(fā)展，對(duì)巖土工程測(cè)試技術(shù)提出新的、更高

3、的要求。如重型廠房、高層、超高層建筑、大型水電樞紐、鐵路、公路橋梁與隧道以及民用建筑物的興建是否經(jīng)濟(jì)、合理，大部分取決于巖土的工程 性質(zhì)。要很好地解決一個(gè)巖土工程問題，必須首先進(jìn)行勘察和測(cè)試、試驗(yàn)與分析，并利用土力學(xué)、工程 地質(zhì)學(xué)等的理論與方法，對(duì)各類土建工程進(jìn)行系統(tǒng)性研究。因此，土工試驗(yàn)是巖土工程規(guī)劃設(shè)計(jì)的前期工作，也是地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)工作中不可缺少的中心環(huán)節(jié)。 2 土工試驗(yàn)規(guī)劃： 針對(duì)任務(wù)明確試驗(yàn)?zāi)康模?采取代表性試樣； 試驗(yàn)方法選擇； 試樣組數(shù)應(yīng)滿足規(guī)定要求；,3 土工試驗(yàn)項(xiàng)目 土的物理性試驗(yàn)：包括含水量、密度、土粒相對(duì)密度、界限含水量、 顆粒分析等 砂土相對(duì)密實(shí)度試驗(yàn)：包括砂的最大和最小

4、孔隙比試驗(yàn)。 土的變形試驗(yàn)：包括固結(jié)、壓縮、濕陷和膨脹試驗(yàn)等。 土的強(qiáng)度試驗(yàn)：包括直接剪切、三軸壓縮、無側(cè)限抗壓強(qiáng)度等 土的動(dòng)力試驗(yàn)：包括動(dòng)三軸、動(dòng)單剪、共振柱等試驗(yàn) 土的流變?cè)囼?yàn)：主要研究土的流變特性和規(guī)律，預(yù)估它們的蠕變時(shí)間； 土的礦化試驗(yàn)：包括有機(jī)質(zhì)、易溶鹽等試驗(yàn)以及水、土腐蝕性分析； 凍土試驗(yàn)和巖石試驗(yàn),4土樣的要求和管理,4.1 土樣采取的數(shù)量 應(yīng)滿足要求進(jìn)行的試驗(yàn)項(xiàng)目和試驗(yàn)方法的需要；詳見附表 4.2 土樣的驗(yàn)收與管理 （1）土樣到達(dá)試驗(yàn)室時(shí)，必須附送樣單及試驗(yàn)委托書。 送樣單內(nèi)容包括：工程名稱、鉆孔編號(hào)、取土深度、取土日期、水位埋深以及土樣描述等； 試驗(yàn)委托書包括：工程名稱、試驗(yàn)

5、項(xiàng)目、試驗(yàn)方法及提交成果時(shí)間要求等； （2）試驗(yàn)室接收土樣時(shí)，應(yīng)按委托書進(jìn)行驗(yàn)收。 驗(yàn)收內(nèi)容包括：土樣數(shù)量、編號(hào)是否相符，所送土樣是否滿足試驗(yàn)項(xiàng)目和試驗(yàn)方法的要求，并進(jìn)行登記； 登記內(nèi)容有：工程名稱、委托單位、送樣日期、試驗(yàn)項(xiàng)目以及需要提交報(bào)告的時(shí)間等。 （3）土樣驗(yàn)收登記后，試驗(yàn)室應(yīng)及時(shí)組織試驗(yàn)工作，土樣從取樣之日到試驗(yàn)之時(shí)不得超過3周； （4）試驗(yàn)結(jié)束后，余土應(yīng)做好貯存工作，保持工程名稱及室內(nèi)土樣編號(hào)，以備審核成果時(shí)使用，保管期限不少于3月； （5）處理余土?xí)r應(yīng)做好環(huán)保工作；,土試樣質(zhì)量等級(jí),5 試驗(yàn)方法與儀器設(shè)備,5.1試驗(yàn)方法與主要儀器 含水量試驗(yàn)：烘干法-恒溫烘箱、電子天平等； 土粒

6、相對(duì)密度試驗(yàn)：比重瓶法-比重瓶、恒溫水槽、砂浴、天平等； 密度試驗(yàn)：環(huán)刀法-環(huán)刀、電子天平等 界限含水量試驗(yàn)：液、塑限聯(lián)合測(cè)定法-液塑限聯(lián)合測(cè)定儀； 粘粒含量試驗(yàn)：密度計(jì)法-甲種密度計(jì)； 砂的相對(duì)密實(shí)度試驗(yàn)：量筒法與振動(dòng)錘擊法-長(zhǎng)頸漏斗，量筒，振動(dòng)叉，擊錘等； 擊實(shí)試驗(yàn)：輕型擊實(shí)與重型擊實(shí)-標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)儀； 黃土濕陷性試驗(yàn)：雙線法-固結(jié)儀； 固結(jié)試驗(yàn)：固結(jié)儀、數(shù)據(jù)采集儀等； 三軸壓縮試驗(yàn)：不固結(jié)不排水，固結(jié)不排水，固結(jié)排水-三軸儀； 直接剪切試驗(yàn)：快剪，固結(jié)快剪，慢剪-應(yīng)變控制式直剪儀； 無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)：無側(cè)限壓縮儀； 自由膨脹率試驗(yàn)：量土杯，攪拌器，無頸漏斗等； 滲透試驗(yàn)：變水頭滲透裝置；,

7、5 試驗(yàn)方法與儀器設(shè)備,5.2室內(nèi)土工儀器和要求 （1） 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：所有試驗(yàn)儀器設(shè)備都應(yīng)滿足土工儀器的基本參數(shù)及通用技術(shù)條件 GB/T15406； （2）土工儀器的校準(zhǔn)： a 所有土工儀器在使用前應(yīng)按有關(guān)校驗(yàn)規(guī)程進(jìn)行校準(zhǔn)； b 儀器中配備有計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器具時(shí)，應(yīng)按規(guī)定的校驗(yàn)周期送交有計(jì)量檢定能力的單位檢定； (3)不合格儀器及處理方法： a 不合格儀器：已明顯損壞、工作不正常、過載或誤動(dòng)作以及超過規(guī)定的間隔時(shí)間等； b 處理方法： 凡不合格儀器應(yīng)停止使用，并做出明顯標(biāo)記； 能進(jìn)行調(diào)整或修理的，經(jīng)仔細(xì)檢查檢定或校準(zhǔn)后可重新用； 對(duì)不能調(diào)整或修復(fù)的儀器應(yīng)及時(shí)報(bào)廢； （4） 儀器設(shè)備的管理 建立儀器設(shè)備

8、臺(tái)帳，內(nèi)容包括：儀器名稱、制造廠家、購(gòu)置日期、保管人等； 編制儀器設(shè)備檢定周期表，內(nèi)容包括：儀器設(shè)備名稱、編號(hào)、檢定周期、檢定單位、最近送檢 日期、送檢人等； 所有儀器設(shè)備應(yīng)有統(tǒng)一格式的標(biāo)志： a:標(biāo)志分“合格”“準(zhǔn)用”“停用”三種，分別以綠、黃、紅三種顏色表示； b:標(biāo)志內(nèi)容：儀器編號(hào)、檢定結(jié)論、檢定日期、檢定單位； （5） 儀器說明書應(yīng)妥善保存； （6） 建立儀器檔案 其內(nèi)容有：使用記錄、故障及維修情況記錄。,6計(jì)量認(rèn)證與試驗(yàn)室管理,6.1計(jì)量認(rèn)證 計(jì)量是為實(shí)現(xiàn)單位統(tǒng)一、量值準(zhǔn)確可靠而進(jìn)行的科技、法制和管理活動(dòng)。準(zhǔn)確性、一致性、溯源發(fā)表主法制性是計(jì)量工作的重要特點(diǎn)。 所謂“量值溯源”是指自

9、下而上通過不間斷的校準(zhǔn)而構(gòu)成溯源體系；而“量值傳遞”則是自上而下通過逐級(jí)檢定而構(gòu)成檢定系統(tǒng)。 計(jì)量認(rèn)證是我國(guó)通過計(jì)量立法，對(duì)凡是為社會(huì)出具 公證數(shù)據(jù)的檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)進(jìn)行強(qiáng)制考核的一種手段，也可以說計(jì)量認(rèn)證是具有中國(guó)特點(diǎn)的政府對(duì)實(shí)驗(yàn)室的強(qiáng)制認(rèn)可。 校準(zhǔn)和檢定： 在規(guī)定條件下，為確定測(cè)量?jī)x器或測(cè)量系統(tǒng)所指示的量值，與對(duì)應(yīng)的由標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)所復(fù)現(xiàn)的量值之間關(guān)系的一組操作，稱為校準(zhǔn)； （1） 校準(zhǔn)的含義： 1在規(guī)定的條件下，用一個(gè)可參考的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)包括參考物質(zhì)在內(nèi)的測(cè)量器具的特性賦值，并確定其示值誤差； 2將測(cè)量器具所指示或代表的量值，按照校準(zhǔn)鏈將其溯源到標(biāo)準(zhǔn)所復(fù)現(xiàn)的量值；,計(jì)量認(rèn)證與試驗(yàn)室管理,（2）校準(zhǔn)的目的：

10、 1確定示值誤差，并可確定是否在預(yù)期的允許范圍內(nèi)； 2得出標(biāo)準(zhǔn)值偏差的報(bào)告值，可高速測(cè)量器具或?qū)κ局导右孕拚?3給任何標(biāo)尺標(biāo)記賦值或確定其它特性，或給參考物質(zhì)特性賦值； 4實(shí)現(xiàn)溯源性； （3）檢定：是查明確認(rèn)計(jì)量器具是否符合法定要求的程序，它包括檢查、加標(biāo)記和出具檢定證書。檢定具有法制性由下計(jì)量檢定機(jī)構(gòu)執(zhí)行。 （4）校準(zhǔn)與檢定的主要區(qū)別： 1校準(zhǔn)不具法制性，是企業(yè)自愿行為；檢定具有法制性，屬計(jì)量管理范疇的執(zhí)法行為。 2校準(zhǔn)主要確定測(cè)量器具的示值誤差；檢定是對(duì)測(cè)量器具的計(jì)量特性及技術(shù)要求的全面評(píng)定。 3校準(zhǔn)的依據(jù)是校準(zhǔn)規(guī)范、校準(zhǔn)方法，可統(tǒng)一規(guī)定也可自行制定；檢定的依據(jù)檢定規(guī)程。 4校準(zhǔn)不判斷測(cè)

11、量器具合格與否；檢定要對(duì)所檢的測(cè)量器具作出合格與否的結(jié)論。 5校準(zhǔn)結(jié)果通常是發(fā)校準(zhǔn)證書或校準(zhǔn)報(bào)告；檢定結(jié)果合格的發(fā)檢定證書，不合格的發(fā)不合格通知書。,計(jì)量認(rèn)證與試驗(yàn)室管理,6.2試驗(yàn)室的管理 試驗(yàn)室的管理是通過質(zhì)量管理體系的建立和運(yùn)行來實(shí)現(xiàn)的。質(zhì)量管理體系文件包括：質(zhì)量管理手冊(cè)、程序文件以及質(zhì)量體系運(yùn)行中產(chǎn)生的各種質(zhì)量文件。 質(zhì)量管理手冊(cè)： 是試驗(yàn)室從事各項(xiàng)質(zhì)量活動(dòng)的唯一法規(guī)性文件，是質(zhì)量體系在試驗(yàn)室運(yùn)行的依據(jù)。,質(zhì)量管理手冊(cè)包括以下內(nèi)容： 1 組織與管理 2質(zhì)量體系的建立 3人員 4試驗(yàn)室設(shè)施和環(huán)境 5儀器設(shè)備的管理 6量值溯源和校準(zhǔn) 7試驗(yàn)方法的選用 8試驗(yàn)樣品的管理 9試驗(yàn)記錄管理 10

12、試驗(yàn)報(bào)告 11外部支持服務(wù)和供應(yīng) 12試驗(yàn)的分包 13抱怨的處理,計(jì)量認(rèn)證與試驗(yàn)室管理,程序文件應(yīng)包括下列內(nèi)容： 1質(zhì)量體系文件的控制和維護(hù)程序； 2質(zhì)量體系管理評(píng)審程序 ； 3質(zhì)量體系審核程序； 4保護(hù)委托方的機(jī)密信息和所有權(quán)程序； 5開展新試驗(yàn)項(xiàng)目管理程序； 6允許偏離和糾正程序； 7控制偏離的管理程序； 8試驗(yàn)工作管理程序； 9量值溯源程序； 10儀器設(shè)備控制與管理程序； 11儀器設(shè)備購(gòu)置、驗(yàn)收及流轉(zhuǎn)程序； 12培訓(xùn)與考核程序； 13試驗(yàn)環(huán)境的建立、維護(hù)和管理程序；,14現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)管理程序、 15試驗(yàn)方法管理程序； 16復(fù)驗(yàn)程序； 17抽樣程序； 18保護(hù)數(shù)據(jù)完整和安全性管理程序； 19計(jì)

13、算機(jī)軟件管理程序； 20消耗材料的采購(gòu)、驗(yàn)收和貯存程序； 21樣品管理程序； 22記錄管理程序； 23檔案管理程序； 24試驗(yàn)報(bào)告的編制和管理程序； 25試驗(yàn)工作的分包管理程序； 26外部支持服務(wù)和供應(yīng)管理程序； 27抱怨處理程序；,試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理與分析,土工試驗(yàn)數(shù)據(jù) 試驗(yàn)數(shù)據(jù)誤差 有效數(shù)據(jù)與計(jì)算法則 土工試驗(yàn)中常用單位換算,質(zhì)量：g, kg 長(zhǎng)度：m,1m=100cm 體積：m3 面積：cm2 時(shí)間：s 力 ：kN 壓力：kpa 溫度：t,土工試驗(yàn)中常用單位換算,試驗(yàn)數(shù)據(jù)誤差,觀測(cè)值與真值之差即為誤差； 真值：它是通過完善的或完美無缺的測(cè)量，才能獲得的值。 測(cè)量結(jié)果是由測(cè)量所得到的賦于被測(cè)量的

14、值，是客觀存在的量的實(shí)際表現(xiàn)，不知道的，需要測(cè)定的值； 誤差一般分為三類： 1 系統(tǒng)誤差 2 偶然誤差 3 過失誤差,試驗(yàn)數(shù)據(jù)誤差,系統(tǒng)誤差 儀器不良，如刻度不準(zhǔn)、砝碼未校正 ； 試驗(yàn)環(huán)境的變化，如溫度、壓力、濕度的變化； 操作人員的習(xí)慣，如從側(cè)面讀數(shù)； 可以用校正儀器、控制環(huán)境和改正不良習(xí)慣來消除系統(tǒng)誤差。 偶然誤差 已消除系統(tǒng)誤差，但所測(cè)的數(shù)據(jù)仍在末一位或末二位數(shù)字上有差別，稱為偶然誤差； 偶然誤差時(shí)大時(shí)小，時(shí)正時(shí)負(fù)，方向不一定； 偶然誤差產(chǎn)生的原因不清楚，也無法控制； 用同一精度的儀器，在同一條件下，對(duì)同一物理量作多次測(cè)量，若測(cè)量的次數(shù)足夠多，則可發(fā)現(xiàn)偶然誤差完全服從統(tǒng)計(jì)規(guī)律，偶然誤差的

15、算術(shù)平均值將逐漸接近于零。 人為（過失）誤差 完全人為因素造成，如粗枝大葉、過度疲勞或操作不正確； 消除過失誤差的方法是提高工作人員的責(zé)任感，健全工作制度，加強(qiáng)對(duì)數(shù)據(jù)的審核；,有效數(shù)據(jù)與計(jì)算法則,一、有效數(shù)據(jù)的概念 對(duì)于任何數(shù)，包括無限不循環(huán)小數(shù)和循環(huán)小數(shù)，截取一定位數(shù)后所得的值即是近似數(shù)，根據(jù)誤差公理，測(cè)量總是存在誤差，測(cè)量結(jié)果只能是一個(gè)接近于真值的估計(jì)值，其數(shù)字也是近似值。 近似數(shù)有效數(shù)字的概念就是：當(dāng)該按近似數(shù)從左邊的第一個(gè)非零數(shù)字?jǐn)?shù)字算起，直到最末一位數(shù)字為止的所有數(shù)字都是有效數(shù)字；測(cè)量結(jié)果的數(shù)字，其有效位數(shù)代表結(jié)果的不確定度。有效位數(shù)的不同，它們的測(cè)量不確定度也不同，有效位數(shù)越多，其

16、不確定度越?。?二、計(jì)算法則： 1 記錄測(cè)量數(shù)據(jù)時(shí)，只保留一位可疑數(shù)字； 2 當(dāng)有效數(shù)字位數(shù)確定后，其余數(shù)字應(yīng)一律舍去。舍去辦法：凡末位有效數(shù)字后的第一位數(shù)字大于5，在前一位增加1 ，小于5則舍去，等于5 時(shí)，如前一位為奇數(shù)，則增加1 ，如前一位為偶數(shù)則舍去不計(jì)。（奇進(jìn)偶不進(jìn)） 3 不能連續(xù)修約（12.51-15.25-12.2），因?yàn)槎啻芜B續(xù)修約會(huì)產(chǎn)生累計(jì)不確定度。,土的基本特性及其指標(biāo),1 物理性指標(biāo)： 天然密度、含水量、土粒比重、孔隙比、液性指數(shù)、塑性指數(shù)、液限、塑限、曲率系數(shù)、不均勻系數(shù)、相對(duì)密度、飽和度、粘粒含量； 2 力學(xué)性指標(biāo)： 2. 1 變形指標(biāo)： 壓縮系數(shù)、壓縮模量、滲透系數(shù)

17、、先期固結(jié)壓力、壓縮指數(shù)、回彈指數(shù)、回彈模量、濕陷系數(shù)、自重濕陷系數(shù)、濕陷起始?jí)毫?、自由膨脹率、收縮系數(shù)； 2. 2 強(qiáng)度指標(biāo)；內(nèi)摩擦角、粘聚力、無側(cè)限抗壓強(qiáng)度、靈敏度 3滲透性指標(biāo)：滲透系數(shù)、固結(jié)系數(shù)； 4壓實(shí)性指標(biāo)：最優(yōu)含水量、最大干密度； 5化學(xué)性指標(biāo)： 腐蝕性分析,1.1土的三相特征土是由固體顆粒、空氣和水組成的三相體系，基本概念有： 含 水 量：土中水的質(zhì)量與土顆粒質(zhì)量比； 土顆粒密度：土粒質(zhì)量與同體積的4時(shí)水的質(zhì)量之比； 質(zhì) 量 密 度：土的總質(zhì)量與其體積之比即單位體積的質(zhì)量 干 密 度: 土粒質(zhì)量與土的總體積之比； 重 度：土所受的重力與土的總體積之比； 孔 隙 比：土中孔隙體積

18、與土粒體積之比； 孔 隙 率：土中孔隙體積與土的總體積之比； 飽 和 度：土中水的體積與土中孔隙體積之比；前三項(xiàng)指標(biāo)是試驗(yàn)室直接測(cè)定的。其余各指標(biāo)間的換算公式如下： 干密度： d=/(1+0.01w) 孔隙比： e= ( ds(1+0.01w)/ )-1 飽和度： Sr= w ds/e 孔隙率：=(e/(1+e)100 重 度：=g 飽和密度：sr= (ds+0.85e)w/(1+e),1土的物理性指標(biāo),1土的物理性指標(biāo),1.2 土的可塑性指標(biāo) 土從一種狀態(tài)轉(zhuǎn)入到另一種狀態(tài)時(shí)的含水量稱為界限含水量，流動(dòng)狀態(tài)與可塑狀態(tài)之間的分界含水量定義為液限WL；從可塑狀態(tài)轉(zhuǎn)入到半固體狀態(tài)的分界含水量稱為塑限

19、WP； 液限與塑限是試驗(yàn)室直接測(cè)定的，由此可計(jì)算求得其它指標(biāo)如下； 塑性指數(shù)IP：土呈可塑狀態(tài)時(shí)含水量變化的范圍，代表土的可塑程度；IP=WL-WP 液性指數(shù)IL：土抵抗外力的量度，其值越大，抵抗外力的能力越??； IL= (W- WP)/( WL- WP) 含水比u：土的天然含水量與液限含水量之比；u= W/WL 活動(dòng)度A：土的含水量變化時(shí)，土的體積相應(yīng)變化的程度，其值越大，變化程度越大；A=IP/P0.002 根據(jù)塑性指數(shù)的大小可將粘性土分類如下： 3 0.075mm的粒徑含量不超過50%） 10 17 粘土 當(dāng)天然含水量大于液限，天然孔隙比大于1.0的粉質(zhì)粘土或天然孔隙比大于1.3的粘土稱

20、為淤泥質(zhì)土。,1土的物理性指標(biāo),1.3顆粒組成及砂土的密度指標(biāo) 在自然界所存在的土，都是由大小不同的土粒（礦物、巖石）組成，土粒的粒徑由粗到細(xì)逐漸變化時(shí)，土的性質(zhì)相應(yīng)地出發(fā)生變化。 土的固體顆粒（土粒）大小通常是以直徑尺寸表示，簡(jiǎn)稱“粒徑”，單位為毫米；劃分粒徑的分界尺寸稱為界限粒徑，主要有200，20，5，0.5，0.075mm， （1） 直接測(cè)定的指標(biāo)有； 顆粒組成；土顆粒按粒徑大小分組所占的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)； 最大干密度；土在最緊密狀態(tài)時(shí)的干密度； 最小干密度；土在最松散狀態(tài)時(shí)的干密度； （2） 計(jì)算求得的指標(biāo)有； 界限粒徑；小于該粒徑的顆粒占總質(zhì)量的60%； 平均粒徑：小于該粒徑的顆粒占總質(zhì)

21、量的50%； 中間粒徑：小于該粒徑的顆粒占總質(zhì)量的30%； 有效粒徑；小于該粒徑的顆粒占總質(zhì)量的10%； 不均勻系數(shù)：界限粒徑與有效粒徑之比，土的不均勻系數(shù)越大，表明土的粒度組成愈分散；Cu=d60/d10 曲率系數(shù)：表示某種中間粒徑的粒組是否缺失的情況； Cs=d302/(d60d10),1土的物理性指標(biāo),（3）指標(biāo)應(yīng)用： Cu值越小，表明土的粒徑分布均勻，曲線較陡，級(jí)配不良；反之，Cu值越大，表明土的粒徑分布不均，曲線平緩，級(jí)配良好，容易壓實(shí)。 工程中分類： Cu5為級(jí)配良好的非均粒土; 1Cs3 的土稱為級(jí)配不良的土。 砂土的相對(duì)密度；砂土最疏松狀態(tài)的孔隙比和天然狀態(tài)的孔隙比之差，與砂土

22、最疏松狀態(tài)的孔隙比和最緊密狀態(tài)的孔隙比之差的比值。即 Dr=(emax-e)/(emax-emin) 天然狀態(tài)下的孔隙比介于最大與最小孔隙比之間，所以，Dr值變化在0-1之間，通常把作為砂土的結(jié)構(gòu)指標(biāo)，分為以下三種狀態(tài)； 0 Dr 0.33 疏松 0.33 Dr 0.67 中密 0.67 Dr 1 密實(shí),1土的物理性指標(biāo),1.4土的分類 （1）碎石土 粒徑大于200的顆粒含量超過全重的50%的土稱為碎石土； 根據(jù)粒組含量及顆粒的形成分為漂石、塊石、卵石、碎石、圓礫和角礫。 土的名稱 顆粒形狀 顆粒級(jí)配 漂石 圓形及亞圓形為主 粒徑大于200mm的顆粒含量超過全重的50% 塊石 棱角形為主 卵石

23、 圓形及亞圓形為主 粒徑大于20mm的顆粒含量超過全重的50% 碎石 棱角形為主 圓礫 圓形及亞圓形為主 粒徑大于2mm的顆粒含量超過全重的50% 角礫 棱角形為主 （2）砂土 粒徑大于2的顆粒含量不超過全重的50%，粒徑大于0075的顆粒超過全重的50%的土稱為砂類土；根據(jù)粒組含量可分為礫砂、粗砂、中砂、細(xì)砂和粉砂。 土的名稱 粒組含量 礫砂 粒徑大于2 mm的顆粒占全重的25-50% 粗砂 粒徑大于0.5mm的顆粒超過全重的50% 中砂 粒徑大于0.25mm的顆粒超過全重的50% 細(xì)砂 粒徑大于0.075mm的顆粒超過全重的85% 粉砂 粒徑大于0.075 mm的顆粒超過全重的50%,1土

24、的物理性指標(biāo),（3）粉土 粒徑大于0.075的顆粒不超過全重50%，且塑性指數(shù)小于等于10的土定名為粉土。 粉土的密實(shí)度和濕度分別根據(jù)孔隙比、含水量分為以下三種： e 0.9 稍密 w 30 很濕 （4）粘性土 當(dāng)塑性指數(shù)大于10，且小于17時(shí)，定名為粉質(zhì)粘土，當(dāng)塑性指數(shù)大于17時(shí)，應(yīng)定名為粘土。根據(jù)液性指數(shù)可以將粘性土的狀態(tài)分為以下幾類： IL0 堅(jiān)硬 01.0 流塑 （5）填土 填土系指由人類活動(dòng)而堆填的土。根據(jù)其物質(zhì)組成和堆填方式，可分為以下三類： a 素填土：由天然土經(jīng)人工擾動(dòng)和搬運(yùn)堆填而成，不含雜質(zhì)或雜質(zhì)很少，由碎石、砂、粉土和粘 性土等一種或幾種材料組成，不含雜質(zhì)或雜質(zhì)很少； b

25、雜填土：含有大量建筑垃圾、工業(yè)廢料或生活垃圾等雜物；按其組成物質(zhì)成分和特征分為：建筑垃圾土、工業(yè)廢料土、生活垃圾土等。 c 沖填土：由水力沖填泥砂組成的；,1土的物理性指標(biāo),填土按堆積時(shí)間可分為三類： a 古填土：堆填時(shí)間在50年以上的； b 老填土：堆填時(shí)間在15-50年的填粘土或填粉質(zhì)粘土； c 新填土：堆填時(shí)間在15年以下的填粘土或填粉質(zhì)粘土； （6）軟土 天然孔隙比大于或等于1.0，且天然含水量大于液限含水量的細(xì)粒土即為軟土；包括淤泥、淤泥質(zhì)土，其壓縮系數(shù)大于0.5MPa，不排水抗剪度宜小于20kpa。分類標(biāo)準(zhǔn)如下： 軟土的工程性質(zhì)：觸變性、流變性、高壓縮性、低強(qiáng)度、低透水性、不均勻性

26、。 （7） 特殊土 是指在特定的地理環(huán)境下形成的具有特殊性質(zhì)的土。主要有：濕陷性黃土、膨脹土、紅粘土、凍土等。 濕陷性土： 指浸水后產(chǎn)生附加沉降，其濕陷系數(shù)大于或等于0.015的土； 膨脹土： 是指土中黏粒成分主要由親水性礦物組成，同時(shí)具有顯著的吸水膨脹和失水收縮特性，其自由膨脹率不小于40%的黏性土。 紅黏土： 是指碳酸鹽系的巖石經(jīng)紅土化作用形成的高塑性黏土。其液限一般大于50；紅黏土經(jīng)搬運(yùn)后仍保留其基本特征，其液限大于45的為次生紅黏土。,21土的力學(xué)性指標(biāo) 1土的壓縮性： 是指土體在荷重作用下產(chǎn)生變形的特性。就室內(nèi)試驗(yàn)而言，就是土體在荷重作用下孔隙體積逐漸變小的特性。試驗(yàn)方法主要就是采用

27、固結(jié)儀在有側(cè)限和兩面排水的條件下進(jìn)行的，測(cè)定的壓縮性指標(biāo)有：壓縮系數(shù)、壓縮模量、體積壓縮系數(shù)、固結(jié)系數(shù)、次固結(jié)系數(shù)、前期固結(jié)壓力、壓縮指數(shù)、回彈指數(shù)、變形模量等； （1）壓縮系數(shù)： 壓縮曲線中某一壓力范圍的割線斜率；通常采用100kpa-200kpa壓力段所得的壓縮系數(shù)來判定土的壓縮性： a1-20.5Mpa-1 屬高壓縮性 計(jì)算公式如下： a1-2=（(ei-ei+1)/(Pi+1-Pi)）1000 ei=e0-(1+e0)hi/h0 hi 表示某一級(jí)壓力下試樣穩(wěn)定后的變形量mm (減去儀器變形量后的值) h0 表示試樣初始高度 mm,2 土的力學(xué)性指標(biāo),（2）壓縮模量： 在無側(cè)向膨脹條件下

28、，壓縮時(shí)垂直壓力增量與垂直應(yīng)變?cè)隽康谋戎捣Q為壓縮模量；壓縮模量越大，表明土在同一壓力變化范圍內(nèi)土的壓縮變形越小，則土的壓縮性越低；計(jì)算公式如下： Es=(1+e0)/av 根據(jù)100-200kpa壓力段的壓縮模量標(biāo)準(zhǔn)判定如下： Es 5 MPa 高壓縮性 5 MPa 15 MPa 低壓縮性 （3）體積壓縮系數(shù)： 土壓縮時(shí)單位體積垂直應(yīng)變與垂直壓力增量之比，即壓縮模量的倒數(shù)稱為體積壓縮系數(shù)；體積壓縮系數(shù)越大，表明土的壓縮越高。計(jì)算公式為： mv=1/Es=av/(1+e0) (4) 壓縮指數(shù)：e-p曲線一直線部分的斜率稱為壓縮指數(shù)，壓縮指數(shù)愈大，表明土的壓縮性愈高。對(duì)于同一個(gè)試樣，壓縮指數(shù)是個(gè)定

29、量，不隨壓力增大而變化。計(jì)算方法如下： Cc=(ei-ei+1)/(Pi+1-Pi),2 土的力學(xué)性指標(biāo),(5) 回彈指數(shù)： e-p曲線回彈圈中虛線的斜率稱為回彈指數(shù)?；貜椫笖?shù)愈大，表明土的回彈變形量愈大。計(jì)算方法如下：Cs=(ei-ei+1)/(Pi+1-Pi) (6) 先期固結(jié)壓力： 是指該土層在地質(zhì)歷史上所曾經(jīng)承受過的上履土層自重壓力或其他作用力，并在該力作用下，己固結(jié)穩(wěn)定的最大壓力。先期固結(jié)壓力與目前上履土層自重壓力的比值稱為超固結(jié)比，用OCR表示。根據(jù)OCR值可以判斷該土層的應(yīng)力狀態(tài)和壓密狀態(tài)，見下表： 根據(jù)先期固結(jié)壓力判斷土的壓密狀態(tài) 土的狀態(tài) Pc與P0的比較 OCR值 典型土類

30、 超壓密土 PcP0 OCR1 老黏性土 正常壓密土 Pc=P0 OCR=1 一般黏性土 欠壓密土 PcP0 OCR1 新近沉積土，新近堆積黃土,2 土的力學(xué)性指標(biāo),2 土的力學(xué)性指標(biāo),（7）變形模量： 通常采用現(xiàn)場(chǎng)載荷試驗(yàn)來測(cè)定地基土的變形性質(zhì)和地基的承載能力。 載荷試驗(yàn)與室內(nèi)壓縮試驗(yàn)兩者之間有很大差異；室內(nèi)壓縮試驗(yàn)土樣側(cè)向不容許有變形發(fā)生，所以它是單向壓縮變形，而載荷試驗(yàn)地基土的豎向變形是在有側(cè)向變形情況下發(fā)生的。根據(jù)載荷試驗(yàn)，就可以從p-s曲線求得地基的變形模量: E0=(1-2)d/s 變形模量與壓縮模量之間的關(guān)系： E0=Es =1-22/(1-),2.2土的強(qiáng)度指標(biāo) （1）抗剪強(qiáng)度

31、：土在外力作用下在剪切面單位面積上所承受的最大剪應(yīng)力稱為土的抗剪強(qiáng)度。土的抗剪強(qiáng)度是由顆粒間的內(nèi)摩擦力以及由膠結(jié)物和水膜的分子引力所產(chǎn)生的黏聚力組成。 （2）試驗(yàn)方法： 1 按排水條件分： 快剪（不排水剪）：加荷速率快，排水條件差，適用于斜坡的穩(wěn)定性，厚度較大的飽和粘性土等； 固結(jié)快剪（固結(jié)不排水剪）：具有一定的固結(jié)作用，適用于一般建筑物地基的穩(wěn)定性； 慢剪（排水剪）：加荷速率慢，排水條件好，施工期長(zhǎng)，適用于透水性好的低塑性土以及在軟弱飽和土層上的高填方分層控制填筑等；,2 土的力學(xué)性指標(biāo),2 按試驗(yàn)儀器分： 直接剪切試驗(yàn) 試驗(yàn)原理：將環(huán)刀切取的土試樣置入剪切盒中厚待剪切，通過不同垂直壓力作用

32、下的剪切試驗(yàn)所得的抗剪強(qiáng)度，求取土的粘聚力和內(nèi)摩擦角。 計(jì)算方法：用同一土樣切取不少于4個(gè)試樣進(jìn)行不同垂直壓力作用下的剪切試驗(yàn)后，用相同的比例尺在坐標(biāo)紙上繪制抗剪強(qiáng)度S與垂直壓力p的相關(guān)曲線。直線交S軸的截距即為土的粘聚力c，直線傾斜角即為土的內(nèi)摩擦角。 在法向應(yīng)力變化不大時(shí)，抗剪強(qiáng)度與法向應(yīng)力的關(guān)系近似為一條直線，這就是抗剪強(qiáng)度的庫(kù)侖定律。 S= C+tan 優(yōu)點(diǎn)：試驗(yàn)儀器簡(jiǎn)單，操作方便； 缺點(diǎn)：1剪切面不一定是試樣抗剪能力最弱的面； 2剪切面上的應(yīng)力分布不均勻，而且受剪切面積越來越小； 3不能嚴(yán)格控制排水條件，測(cè)不出剪切過程中孔隙水壓力的變化。,2 土的力學(xué)性指標(biāo),2 土的力學(xué)性指標(biāo),三軸

33、剪切試驗(yàn) 試驗(yàn)原理：是在圓柱形試樣上施加最大主應(yīng)力和最小主應(yīng)力，保持其中之一不變，改變另一主應(yīng)力，使試樣中的剪應(yīng)力逐漸增大，直到達(dá)到極限平衡而剪切，由此求得土的抗強(qiáng)度。 常用的試驗(yàn)方法有： 不固結(jié)不排水剪（UU）：試樣在完全不排水下施加周圍壓力后，快速增大軸向壓力到試樣破壞； 固結(jié)不排水剪（CU）：試樣先在周圍壓力下進(jìn)行固結(jié)，然后在不排水條件下快速增大軸向壓力到試樣破壞； 固結(jié)排水剪（CD）：試樣先在周圍壓力下進(jìn)行固結(jié)，然后繼續(xù)在排水條件下緩慢增大軸向壓力到試樣破壞。 優(yōu)點(diǎn)： 1試驗(yàn)中能嚴(yán)格控制試樣排水及孔隙水壓力的變化； 2剪切面不固定； 3應(yīng)力狀態(tài)比較明確 4除抗剪強(qiáng)度外，尚能測(cè)定其他指標(biāo)

34、； 缺點(diǎn)： 1操作復(fù)雜； 2所需試樣多； 3主應(yīng)力方向固定不變，而且是在令的軸對(duì)稱情況下進(jìn)行的，與實(shí)際情況不能完全符合。,2 土的力學(xué)性指標(biāo),（3）無側(cè)限抗壓強(qiáng)度和靈敏度 土在側(cè)面不受限制的條件下，抵抗垂直壓力的極限強(qiáng)度稱為土的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度。 靈敏度是指原狀土的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度與其重塑土（密度與含水量與原狀土相同）的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度之比。靈敏度越大，表明土的結(jié)構(gòu)擾動(dòng)影響越明顯。計(jì)算公式如下： qu=（10Pu(1-u)）/A0 u：試驗(yàn)破壞時(shí)的總應(yīng)變； A0：試驗(yàn)前試樣的橫截面積cm2 對(duì)于飽和粘性土，=0時(shí)，土的抗剪強(qiáng)度S= qu/2,粘性土軟硬程度按無側(cè)限抗壓強(qiáng)度分為； qu240kpa 很

35、硬 240kpaqu120kpa 硬 120kpaqu60kpa 中等 60kpaqu30kpa 軟 qu16 極靈敏,3土的滲透性指標(biāo),3.1土的滲透性 土的透水性指標(biāo)以滲透系數(shù)來表示，其物理意義為當(dāng)水力梯度等于1時(shí)的滲透速度。 1室內(nèi)測(cè)定方法有： 南55型滲透儀（變水頭滲透儀），適用于粘性土的滲透試驗(yàn)。 試驗(yàn)原理：在某一初始水頭差h0作用下，水流過試樣，由于水流動(dòng)，量管內(nèi)水頭不斷下降，在時(shí)間 t終了時(shí)的水頭差為h1，由量管測(cè)得的水量為Q，量管的內(nèi)截面積為a，因?yàn)檎麄€(gè)試驗(yàn)時(shí)間內(nèi)水頭都在變化，所以達(dá)西定律用微分方程來表示，經(jīng)過積分便得到滲透系數(shù)的計(jì)算公式. 變水頭滲透試驗(yàn)方法： （1）將裝有試

36、樣的環(huán)刀（直徑61.8mm, 高度40mm）裝入滲透容器，密封至不漏水不漏氣； （2）將滲透容器的進(jìn)水口與變水頭管連接，利用供不瓶中的純水向進(jìn)水管注滿水，并滲入滲透容器，開排氣閥，排除滲透容器底部的空氣，直至溢出水中無氣泡，關(guān)排氣閥，放平滲透容器，關(guān)進(jìn)水管夾。 （3）向變水頭管注純水，水頭不高度一般不應(yīng)大于2m，待水位穩(wěn)定后切斷水源，開進(jìn)水管夾，使水通過試樣，當(dāng)出水口有水溢出時(shí)開始測(cè)記變水頭管中起始水頭高度和起始時(shí)間，按預(yù)定時(shí)間間隔測(cè)記水頭和時(shí)間的變化，并測(cè)記出水口 的水溫。,3土的滲透性指標(biāo),（4）將水頭管中的水位變換高度，待水位穩(wěn)定再進(jìn)行測(cè)記水頭和時(shí)間變化，重復(fù)5-6次，取其平均值。當(dāng)不同

37、開始水頭下測(cè)定的滲透系數(shù)在允許差值范圍內(nèi)時(shí)，試驗(yàn)結(jié)束。 （5）按下式計(jì)算變水頭滲透系數(shù)： kt=2.3aL(H1/H2)/A(t2-t1) a：變水頭管的斷面積（cm2） A：土試樣的截面積（cm2）； L：試驗(yàn)量管長(zhǎng)度（cm）； 70型滲透儀（常水頭滲透儀），適用于砂性土。 2 水平向滲透性 測(cè)定土的水平向滲透系數(shù)比較困難，過去室內(nèi)比較簡(jiǎn)單的辦法就是把土樣轉(zhuǎn)90方向，再按測(cè)定豎向滲透系數(shù)的方法來測(cè)定。 Rowe滲透儀的水流流向是徑向向內(nèi)的，其理論計(jì)算與井的抽水試驗(yàn)情況相似，可以直接寫出水平向滲透系數(shù)的計(jì)算公式。,3土的滲透性指標(biāo),3.2 非均質(zhì)土的滲透性 天然土層是成層的，各土層的系數(shù)分別為

38、k1,k2,k3,厚度分別為上H1，H2，H3，在水力坡降的作用下，水平方向的平均滲透系數(shù)為kx,垂直方向的滲透系數(shù)為中kz,其計(jì)算公式分別為： Kx=(k1H1+k2H2+k3H3+)/H Kz=H/(H1/k1)+(H2/k2)+H3/k3)+) 由上述分析可看出，各層土的滲透系數(shù)相差很大，水平向滲透由最透水的一層控制，豎向滲透由最不透水的土層控制。所以，成層土的水平滲透系數(shù)總是大于它的豎向滲透系數(shù) 4.3固結(jié)系數(shù) 是表示土的固結(jié)速度的一個(gè)特性指標(biāo)，固結(jié)系數(shù)越大，表明土的固結(jié)速度越快，可用來計(jì)算實(shí)際受壓土層不同時(shí)間的固結(jié)度，其值大小取決于土在某一壓力范圍的滲透系數(shù)、孔隙比以及壓縮系數(shù)。,4

39、土的壓實(shí)性指標(biāo),4.1 土的擊實(shí)性 在一定的擊實(shí)功能作用下，能使填筑土達(dá)到最大密度所需的含水量為最優(yōu)含水量，與其相應(yīng)的干密度稱為最大干密度。 擊實(shí)試驗(yàn)的原理是根據(jù)土的三相（顆粒、水、空氣）之間的體積變化理論而來的。土的擊實(shí)程度與含水量、擊實(shí)功能和擊實(shí)方法有著密切關(guān)系，當(dāng)擊實(shí)功能和擊實(shí)方法不變時(shí)，則土的干密度隨含水量的增加而增加。當(dāng)干密度達(dá)到某一最大值后，含水量的繼續(xù)增加反而使干密度減少。此最大值稱為最大干密度，其相應(yīng)的含水量稱為最優(yōu)含水量。 4.2砂土的密實(shí)度 砂土的相對(duì)密度：砂土最疏松狀態(tài)的孔隙比和天然狀態(tài)的孔隙比之差，與砂土最疏松狀態(tài)的孔隙比和最緊密狀態(tài)的孔隙比之差的比值。即 Dr=(em

40、ax-e)/(emax-emin) 天然狀態(tài)下的孔隙比介于最大與最小孔隙比之間，所以，Dr值變化在0-1之間，通常把Dr作為砂土的結(jié)構(gòu)指標(biāo)，按值大小分為以下三種狀態(tài)； 0 Dr 0.33 疏松 0.33 Dr 0.67 中密 0.67 Dr 1 密實(shí),5土的化學(xué)分析試驗(yàn),5.1土的易溶鹽含量分析： 土中的易溶鹽是指易溶于水的鹽類，包括全部氯化物、易溶的硫酸鹽和易溶的碳酸鹽等；易溶鹽試驗(yàn)是測(cè)定土中易溶鹽總量、陰離子（CO32-、HCO3-、SO42-等）和陽(yáng)離子（Ca2+、Mg2+、K+、Na+等） 5.2有機(jī)質(zhì)含量試驗(yàn)： 土中有機(jī)質(zhì)主要是指碳、氫、氮、氧及少量的硫、磷和金屬元素組成的有機(jī)化合物

41、。土中有機(jī)質(zhì)含量在同一剖面中隨深度增加而降低。 5.3場(chǎng)地水化學(xué)分析： 水質(zhì)分析的目的是為了查清場(chǎng)地水，對(duì)建筑材料的腐蝕性，以便在設(shè)計(jì)和施工時(shí)采取必要的防護(hù)措施。水的室內(nèi)化學(xué)分析項(xiàng)目有：PH值、 Ca2+ 、 Mg2+ 、 CO32- 、 HCO3- 、 SO42- 、侵蝕性CO2、NH4+、OH-、總礦化度等。,試驗(yàn)操作規(guī)程,1 界限含水量試驗(yàn) 1.1液限試驗(yàn)： 圓錐液限儀-適用于粒徑小于0 .5mm的細(xì)粒土； 試驗(yàn)方法； 將重76g錐角30的圓錐提起，慢慢放在調(diào)制好的試樣上，使其在自重作用下15s內(nèi)沉入土中，當(dāng)剛好下沉到17mm、10mm刻度時(shí)測(cè)定試樣的含水量，此含水量即為土的液限。 2.

42、2塑限試驗(yàn) 搓條法-適用于粒徑小于0 .5mm的細(xì)粒土； 2.3液塑限聯(lián)合測(cè)定法 試驗(yàn)要點(diǎn)： a：適用于粒徑小于0 .5mm以及有機(jī)質(zhì)含量不大于試樣總質(zhì)量5%的細(xì)粒土； b：將制備好的試樣填滿試樣杯后刮平，放在聯(lián)合測(cè)定儀升降座上； c：電磁鐵吸住圓錐，調(diào)整零點(diǎn)和升降座，使圓錐尖接觸試樣表面。電磁鐵斷電，圓錐靠自重下沉，當(dāng)沉入試樣中5后，觀測(cè)并記錄圓錐入土深度。取出試樣測(cè)定含水量； d：按相同步驟測(cè)定另外兩種不同含水量試樣的圓錐入土深度含水量； e：資料整理： (1) 繪制含水量與圓錐下沉深度曲線； (2) 由含水量與圓錐下沉深度曲線上，查得：下沉深度為17mm所對(duì)應(yīng)的含水量即為17mm液限，下

43、沉深度為10mm所對(duì)應(yīng)的含水量即為10mm液限，下沉深度為2mm所對(duì)應(yīng)的含水量即為塑限。,2土粒相對(duì)密度試驗(yàn) 2.1試驗(yàn)?zāi)康模?土的相對(duì)密度是組成土顆粒礦物成分相對(duì)密度的平均值，其定義為土粒的密度與4時(shí)蒸餾水的密度之比，亦即土粒的干質(zhì)量與其同體積4蒸餾水的質(zhì)量之比； 2.2試驗(yàn)方法： 比重瓶法-適用于粒徑小于5mm的土； 浮稱法 - 適用于粒徑等于或大于5mm的土，且其中粒徑為20土質(zhì)量應(yīng)小于土總質(zhì)量的10%； 虹吸筒法-適用于粒徑等于或大于5mm的土，且其中粒徑為20土質(zhì)量應(yīng)大于、等于土總質(zhì)量的10%； 2.3操作規(guī)程： （1）比重瓶校正： A比重瓶洗凈、烘干 后稱其質(zhì)量（精確至0.001g

44、）; B 將煮沸、排氣、冷卻后的蒸餾水注滿比重瓶，放入恒溫槽至瓶?jī)?nèi)水溫穩(wěn)定后擦凈外壁，稱瓶、水總質(zhì)量及測(cè)定恒溫水槽溫度； C 按5間隔調(diào)節(jié)恒溫水槽溫度，測(cè)定不同溫度下比重瓶、水質(zhì)量，每級(jí)溫度需進(jìn)行兩次平行測(cè)定，差值不大于0.002g。繪制溫度與瓶水總質(zhì)量關(guān)系曲線；,（2） 試驗(yàn)方法： A在烘干的100ml比重瓶?jī)?nèi)裝入烘干試樣15g稱量瓶、土質(zhì)量后注入半瓶蒸餾水搖動(dòng)并在砂浴上煮沸。砂性土不應(yīng)小于30min,粘性土不應(yīng)小于1h； B 在裝有試樣的比重瓶中注入煮沸冷卻后的蒸餾水（液面高度與比重瓶校正時(shí)相同）放置于恒溫水槽內(nèi)，直到溫度穩(wěn)定、瓶上部懸液澄清，取出比重瓶擦凈外壁，稱量瓶水試樣總質(zhì)量并測(cè)定瓶

45、內(nèi)水溫； C比重瓶法應(yīng)進(jìn)行兩次平行測(cè)定，其平行差值不得大于0 .002； （3）資料整理： 根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果可按下式計(jì)算土粒的相對(duì)密度(ds)： ds=md dIt/(mbw+md-mbws) md -干土質(zhì)量g; mbw -比重瓶、水總質(zhì)量g； mbws-比重瓶、水、土總質(zhì)量g ; dIt -T時(shí)蒸餾水的相對(duì)密度；見下表；,蒸餾水的相對(duì)密度,3 顆粒分析試驗(yàn) 2.1試驗(yàn)?zāi)康模?顆粒分析試驗(yàn)就是將土按顆粒大小不同，分成粒組的過程。因顆粒大小變化范圍較大，試驗(yàn)中不同的粒組方興未艾采用不同的方法測(cè)定，目前常用的有篩分法和重力沉降法； 2.2篩分法： 就是將粗顆粒試樣通過不同孔目的篩進(jìn)行土的粒組分級(jí)，適

46、用于粒徑小于、等于60mm大于0.075的土。 粗篩孔徑為：60、40、20、10、5、2mm； 細(xì)篩孔徑為：2.0、1.0、0.5、0.25、0.1、0.075mm； 2.3密度計(jì)法： 就是利用土壤密度計(jì)通過測(cè)量不同深度處懸液的密度和土粒沉降的距離來計(jì)算不同粒徑所占的百分比。此方法適用于粒徑小于0.075mm的土； 主要試驗(yàn)設(shè)備：土壤密度計(jì)-甲種密度計(jì)； 土壤密度計(jì)的校正： 由于土壤密度計(jì)的刻度是以溫度20、土粒相對(duì)密度2.65為準(zhǔn)設(shè)計(jì)的，試驗(yàn)時(shí)應(yīng)對(duì)土壤密度計(jì)的刻度、土粒沉降距離、溫度、土粒相對(duì)密度等進(jìn)行校正，校正值見有關(guān)附表。,2.4試驗(yàn)規(guī)程： （1）選取代表性土樣200g300g風(fēng)干；

47、（2）稱取試樣30g或40g倒入錐形瓶并注入約200ml蒸餾水浸泡一夜后過0.075篩，篩上試樣沖洗、烘干、稱量篩析，篩下試樣倒回錐形瓶煮沸（40min），冷卻后倒入量筒加入4%濃度的分散劑（六偏磷酸鈉）10ml，再注蒸餾水至1000ml； （3）懸液攪拌1min后取出攪拌器，立即放入密度計(jì)觀測(cè)1、2、5、15、30、60、240和1440min時(shí)的密度計(jì)讀數(shù)及水溫； （4）每次讀數(shù)后取出密度計(jì)； 資料整理： （1）計(jì)算小于某粒徑的試樣占總質(zhì)量的百分比：x=100CG(Rm+T)/md (2)土顆粒的粒徑按下式計(jì)算：d=kL/t (3)繪制顆粒大小級(jí)配曲線,試驗(yàn)操作規(guī)程,4 相對(duì)密實(shí)度試驗(yàn) 相

48、對(duì)密實(shí)度指標(biāo)試驗(yàn)是通過測(cè)求砂礫土最大孔隙比與 最小孔隙比來計(jì)算確定的； 常用的試驗(yàn)方法有： 4.1 最大孔隙比（最小干密度）試驗(yàn)： 采用量筒法、漏斗法或松砂器法等；適宜和于粒徑不大于5mm的土，而且粒徑為2-5mm的試樣質(zhì)量不大于試樣總質(zhì)量的15%。 量筒法試驗(yàn)方法： （1）將錐形塞桿自長(zhǎng)頸漏斗下口穿入，并向上提起，使錐底堵住漏斗管口，一并放入1000ml的量筒內(nèi)，使其下端與 量筒底接觸。 （2）稱取烘干的代表性試樣700g，均勻緩慢地倒入漏斗中，將漏斗和錐形塞桿同時(shí)提高，移動(dòng)塞桿，使錐體略離開管口，管口應(yīng)經(jīng)常保持高出砂面1-2cm，使試樣緩慢且均勻地落入量筒中。 （3）試樣全部落 入量筒后，

49、取出漏斗和錐形塞，用砂面拂平器 將砂面拂平、測(cè)記試樣體積，估讀至5ml。 （4）用手掌或橡皮板堵住量口，將量筒倒轉(zhuǎn)并緩慢地轉(zhuǎn)回到原來位置，重復(fù)數(shù)次，記下試樣在量筒內(nèi)占體積的最大值，估讀至5ml。 （5）取上述兩種方法測(cè)得的較大體積值，計(jì)算最小干密度： dmin=md/Vd 最大孔隙比按下式計(jì)算： emax=(w ds/dmin)-1,試驗(yàn)操作規(guī)程,4.2 最大干密度（最小孔隙比）試驗(yàn)： 與擊實(shí)試驗(yàn)相同，是用一定質(zhì)量的錘擊自適當(dāng)高度擊實(shí)砂土以求得其最小孔隙比。 試驗(yàn)方法有：錘擊法、振動(dòng)法和錘擊振動(dòng)聯(lián)合法。 錘擊振動(dòng)聯(lián)合法的試驗(yàn)規(guī)程是：將試樣2000g分三次倒入金屬圓筒內(nèi)，用振動(dòng)叉敲打振動(dòng)圓筒周圍

50、，150-200次/min，并用錘擊試樣30-60次/min，至試樣體積不變后，刮平圓筒表面試樣，稱量試樣質(zhì)量。 試樣的最大干密度按下式計(jì)算： dmax=md/Vd 試樣的最小孔隙比按下式計(jì)算 emin=(w ds/dmax)-1 砂土的相對(duì)密實(shí)度： Dr=( emax e0)/( emax- emin),試驗(yàn)操作規(guī)程,5 天然坡角試驗(yàn) 5.1試驗(yàn)?zāi)康模?天然坡角是無凝聚性土在自然堆積時(shí)其天然坡面和水平面所形成的最大傾角。 5.2試驗(yàn)方法：圓盤法、抽板法、傾到法等； 適用范圍：不含粘?；蚍哿５募兩巴粒覂?nèi)試驗(yàn)的粒徑一小于5，測(cè)試干燥狀態(tài)的天然坡角，要求試樣充分風(fēng)干； 5.3操作規(guī)程： 圓盤法是

51、在天然坡角儀圓盤上自然、輕輕堆積試樣，然后輕輕提起，記讀錐頂與圓盤中心豎桿接觸處刻度，作平行測(cè)定；水下試驗(yàn)是將堆積的試樣沉入水中，并使氣泡充分逸出，然后輕輕提起，記讀豎桿刻度，計(jì)算由砂土形成的錐體坡面所保持的最大傾角即為天然坡角。水中測(cè)得的天然坡角比干燥狀態(tài)下測(cè)得的天然坡角為小。 4.4按下式計(jì)算天然坡角： tg=2h/d h圓錐的堆積高度，cm d圓錐底面直徑, cm,6黃土濕陷性試驗(yàn) 6.1概述 濕陷性黃土在垂直荷載作用下，有三種變形：壓縮變形、濕陷變形和滲透溶濾變形。 1 壓縮變形試驗(yàn)：黃土的壓縮變形是在垂直荷載作用下，沒有受外部水作用時(shí)產(chǎn)生的垂直變形；這種變形符合一般粘性土的正常壓縮規(guī)

52、律。 2 濕陷變形試驗(yàn)：濕陷性黃土的濕陷變形是在垂直荷載和浸水的共同作用下，由于土體結(jié)構(gòu)的破壞而產(chǎn)生的垂直變形；這種濕陷變形在其壓縮穩(wěn)定后，一旦浸水仍然發(fā)生。這也是黃土不同于一般粘性土的重要特性。 3 滲透溶濾變形試驗(yàn)：黃土的滲透溶濾變形，也是由于水的作用引起的。從某種程度上講，它是濕陷變形的繼續(xù)，但從其變形的機(jī)理來講，它又不完全與濕陷變形相同，滲透溶濾變形主要是由于土粒之間重力的緩慢塑性變形和黃土長(zhǎng)期受滲透水作用，土中鹽類的溶濾所引起。 滲透溶濾變形的測(cè)定：將測(cè)定濕陷系數(shù)后的試樣，繼續(xù)用水滲透，每隔2h測(cè)記變形一次，24h后每日測(cè)記13次，變形穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)為每三天下沉增量不大于0.01 mm,滲

53、透用水宜用蒸餾水。 按下式計(jì)算滲透溶濾變形系數(shù)： wt=(h2-h3)/h0,試驗(yàn)操作規(guī)程,6.2濕陷系數(shù)的測(cè)定： 6.2.1 環(huán)刀直徑79.8mm，高度20mm，面積50cm2，透水石應(yīng)烘干冷卻； 采取分級(jí)加荷，在0200kpa壓力以內(nèi)，每級(jí)增量為50kpa，在 200kpa以上每級(jí)增量為100kpa； 6.2.2測(cè)定濕陷系數(shù)時(shí)，應(yīng)將環(huán)刀試樣保持在天然濕度下，分級(jí)加荷至規(guī)定壓力，下沉穩(wěn)定后浸水，至濕陷穩(wěn)定為止； 6.2.3測(cè)定自重濕陷系數(shù)時(shí)，應(yīng)將環(huán)刀試樣持在天然濕度下，采取快速分級(jí)加荷，加至試樣的上履土的飽和自重壓力，下沉穩(wěn)定后浸水，至濕陷穩(wěn)定為止； 6.2.4測(cè)定不同壓力下的濕陷系數(shù)或濕陷

54、起始?jí)毫?，可采用以下試?yàn)方法： （1）單線法壓縮試驗(yàn)：在同一取土點(diǎn) 抽深度處，至少取5 個(gè)環(huán)刀試樣，均在天然濕度下分級(jí)加荷，分別壓至不同的規(guī)定壓力，下沉穩(wěn)定后浸水，至濕陷穩(wěn)定為止，計(jì)算出各級(jí)壓力下的濕陷系數(shù)s，并繪制曲線，在曲線上取s =0.015時(shí)所對(duì)應(yīng)的壓力值即為濕陷起始?jí)毫sh值。 （2）雙線法壓縮試驗(yàn)：在同一取土點(diǎn)的同一深度處，取2個(gè)環(huán)刀試樣，一個(gè)在天然濕度下分級(jí)加荷，加至規(guī)定壓力下沉穩(wěn)定后浸水，另一個(gè)環(huán)刀在天然濕度下加第一級(jí)荷重，下沉穩(wěn)定后浸水，至濕陷穩(wěn)定 ，再分級(jí)加荷至規(guī)定壓力，同樣計(jì)算出各級(jí)壓力下的濕陷系數(shù)s，繪制成曲線，并在曲線上取s =0.015時(shí)對(duì)應(yīng)的壓力值為濕陷起始?jí)毫?/p>

55、psh。值,試驗(yàn)操作規(guī)程,6.2.5判穩(wěn)標(biāo)準(zhǔn)： 每級(jí)加荷后的下沉穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)以每1的下沉量不大于0.01mm為準(zhǔn)。 6.2.6濕陷性計(jì)算： 濕陷系數(shù)： s=(h1-h2)/h0 自重濕陷系數(shù)：zs=(hz-hz)/h0 飽和密度：sri=d(1+Sre/ds)， 85i=d+0.85e/(1+e) 飽和自重壓力：P=sriH h1 - 某級(jí)壓力下，試樣變形穩(wěn)定后的高度（mm）； h2 - 某級(jí)壓力下，試樣浸水濕陷變形穩(wěn)定后的高度（mm）； hz - 在飽和自重壓力下試樣變形穩(wěn)定后的高度（mm）； hz- 在飽和自重壓力下試樣浸水濕陷變形穩(wěn)定后的高度（mm）； h0 - 試樣原始高度（mm）； Sr

56、 土的飽和度，可取Sr=85% H- 土的厚度(cm),試驗(yàn)操作規(guī)程,7 膨脹性試驗(yàn) 7.1 膨脹土的特征： 膨脹土多呈堅(jiān)硬-硬塑狀態(tài)，結(jié)構(gòu)致密，成棱形土塊者常具有脹縮性 膨脹土多為細(xì)膩的膠體顆粒，斷口光滑，土內(nèi)常包含鈣質(zhì)結(jié)核和鐵錳結(jié)核，呈零星分布；土內(nèi)有裂隙，斜交剪切裂隙越發(fā)育，脹縮性越強(qiáng)； 膨脹土的礦物成分主要是次生粘土礦物蒙脫石和伊利石，具有較高的親水性，失水時(shí)土體即收縮，甚至出現(xiàn)干裂，遇水即膨脹隆起； 膨脹土的粘粒含量愈高，吸水能力愈強(qiáng)，脹縮性就大；膨脹土的密度越大，孔隙比就越小，浸水膨脹強(qiáng)烈，失水收縮小；反之，浸水膨脹小，失水收縮大； 膨脹土一般我呈灰白、灰綠、灰黃、棕紅和褐紅等顏色

57、； 自由膨脹率大于或等于40%的土，且具有以上特征的土應(yīng)定名為膨脹土。 7. 2膨脹土的特性指標(biāo) 自由膨脹率：是反映膨脹土吸水膨脹特性的指標(biāo)之一，由人工制備的烘干土，在水中增加的體積與原來體積之比； 膨脹率：在一定壓力下，浸水膨脹穩(wěn)定后，土樣增加的高度與原高度之比； 膨脹力：原狀土樣在體積不變時(shí)，由于浸水膨脹產(chǎn)生的最大內(nèi)應(yīng)力； 收縮系數(shù)：在膨脹土中，由于粘土礦物的作用，收縮性往往比一般粘土還會(huì)強(qiáng)烈。土的收縮大致可分為三個(gè)階段：直線收縮段；曲線過渡段；近水平直線段；其直線收縮段的斜率為收縮系數(shù)；,試驗(yàn)操作規(guī)程,7.3 膨脹土的試驗(yàn)方法 a:自由膨脹率試驗(yàn)： 取代表性風(fēng)干土樣100g，碾碎過0.5

58、mm篩；將過篩土樣拌勻，在100105下烘至恒重，在干燥箱內(nèi)冷卻至室溫；將無頸漏斗放在支架上，漏斗中心對(duì)準(zhǔn)量土杯中心，并保持距離10 cm;用取土匙取適量試樣倒入漏斗中，邊倒邊用細(xì)鐵絲輕輕攪動(dòng)，避免漏斗堵塞，使匙中土全部落入量土杯中，刮去多余土樣后進(jìn)行稱量，要求兩次稱量的值不得大于0.1g；在量筒中注入30ml純水，并加入5ml濃度為5%的純氯化鈉溶液。將試樣倒入量筒中，上下攪拌各10次，用純水清洗懸液至50ml；待懸液澄清后，每隔5h測(cè)讀一次土面高度，直到兩次讀數(shù)差值不大于0.2，可認(rèn)為膨脹穩(wěn)定；按下式計(jì)算自由膨脹率： ef=(VW-V0)/V0 *100% VW試樣在量筒中膨脹后的體積 ml V0試樣膨脹前體積 ml 本試驗(yàn)應(yīng)進(jìn)行兩次平行測(cè)定，當(dāng)值小于60%時(shí)其差值不得大于5%；當(dāng)值大于等于60%時(shí)其差值不得大于8%，取其兩次的平均值；,試驗(yàn)操作規(guī)程,注意事項(xiàng)：自由膨脹率試驗(yàn)，其制備試樣是非常重要的，因此在取樣時(shí)應(yīng)充分注意試樣的代表性；其次在制備試樣時(shí)，應(yīng)充分碾細(xì)，使土樣中細(xì)顆粒充分分散。 試樣原始體積的量取、填裝或緊或松，對(duì)試驗(yàn)結(jié)果影響較大，因此保持10cm的距離和防止振動(dòng)是非常嚴(yán)