水利工程甲级资质所需要掌握的技能之岩土工程类知识（2）

本文主要介绍土工指标检测15项（含水率、比重、密度、颗粒级配、相对密度、最大干密度、最优含水率、三轴压缩强度、直剪强度、渗透系数、渗透临界坡降、压缩系数、有机质含量、液限、塑限）中比重项的试验方法

1.一般规定

1.1按照土粒粒径可分别用下列方法进行比重测定:
1粒径小于5mm的土,用比重瓶法进行
2粒径不小于5mm的土,且其中粒径大于20mm的颗粒含量小于10%时,应用浮称法;粒径大子20mm的颗粒含量不小于10%时,应用虹吸筒法。
1.2一般土粒的比重应用纯水测定;对含有易溶盐、亲水性胶体或有机质的土,应用煤油等中性液体替代纯水测定
2.1本试验所用的仪器设备应符合下列规定
1比重瓶:容量100mL或50mL分长 颈 和短颈两种
2天平:称量200g,分度值0.001g;
3恒温水槽:最大允许误差应为±1C;
4砂浴:应能调节温度;
5真空抽气设备:真空度-98kPa;
6温度计:测量范围0℃~50℃,分度值0.5℃;
7筛:孔径5mm;
8其他:烘箱、纯水、中性液体、漏斗、滴管
2.2比重瓶的校准应按下列步骤进行
1将比重瓶洗净,烘干,称量两次,准确至0.001g。取其算术平均值,其最大允许平均差值应为±0.002g。
2将煮沸并冷却的纯水注入比重瓶,对长颈比重瓶,达到刻度为止。对短颈比重瓶,注满水,塞紧瓶塞,多余水自瓶塞毛细管中溢出。移比重瓶入恒温水槽。待瓶内水温稳定后,将瓶取岀,擦干外壁的水,称瓶、水总质量,准确至0.001g。测定两次,取其算术平均值,其最大允许平行差值应为±0.002g。
3将恒温水槽水温以5℃级差调节,逐级测定不同温度下的瓶、水总质量。
4以瓶、水总质量为横坐标,温度为纵坐标,绘制瓶、水总质量与温度的关系曲线。
2.3比重瓶法试验应按下列步骤进行
将比重瓶烘干。当使用100mL比重瓶时,应称粒径小于5mm的烘干土15g装入;当使用50mL比重瓶时,应称粒径小于5mm的烘干土12g装入。
2可采用煮沸法或真空抽气法排除土中的空气。向已装有干土的比重瓶注入纯水至瓶的半处,摇动比重瓶、将瓶放在砂浴上煮沸,煮沸时间自悬液沸腾起砂土不得少于3min,细粒土不得少于1h。煮沸时应注意不使土液溢出瓶外
3将纯水注入比重瓶,当采用长颈比重瓶时,注水至略低于瓶的刻度处;当采用短颈比重瓶时,应注永至近满,有恒温水槽时,可将比重瓶放于恒温水槽内。待瓶内悬液温度稳定及瓶上部悬液澄清。
4当采用长颈比重瓶时,用滴管调整液面恰至刻度处,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;当采用短颈比重瓶时,塞好瓶塞,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。称量后应测定瓶内水的温度。
5根据测得的温度,从已绘制的温度与瓶、水总质量关系中查得瓶、水总质量
6当土粒中含有易溶盐、亲水性胶体或有机质时,测定其土粒比重应用中性液体代替纯水,用真空抽气法代替煮沸法,排除土中空气。抽气时真空度应接近一个大气负压值(-98kPa),抽时间可为1h~2h,直至悬液内无气泡逸出时为止。其余步骤应按本标准第7.2.3条第3款~第5款的规定进行。
7本试验称量应准确至0.001g,温度应准确至0.5℃。
2.4土粒比重应按下列公式计算:
1用纯水测定时:

2用中性液体测定时:

2.5本试验应进行2次平行测定,试验结果取其算术平均值其最大允许平行差值应为士0.02
2.6本试验记录格式应符合本标准附录D表D.6的规定

3.浮称法

3.1本试验所用的仪器设备应符合下列规定:
1铁丝筐:孔径小于5mm,直径为10cm~15cm,高为10cm~20cm;
2盛水容器:适合铁丝筐沉入;
3浮称天平或秤:称量2kg,分度值0.2g;称量10kg,分度值1g;
4筛:孔径为5mm、20mm;
5其他:烘箱、温度计。
3.2浮称法试验应按下列步骤进行:
1取粒径不小于5mm,且其中粒径大于2mm的颗粒含量小于10%的代表性试样500g~1000g,当采用秤称时称取1kg ~ 2kg;
2冲洗试样,直至颗粒表面无尘土和其他污物
3将试样浸在水中24h后取出,将试样放在湿毛巾上擦干表面,即为饱和面干试样,称取饱和面干试样质量后立即放入铁丝筐,缓缓浸没于水中,并在水中摇晃,至无气泡逸出时为止;
4称铁丝筐和试样在水中的总质量(图7.3.2);

5取出试样烘干、称量;
6称铁丝筐在水中质量,并应测量容器內水的温度,准确至0.5℃
7本试验称量应准确至0.2
3.3土粒比重应按下式计算:

3.4干比重应按下式计算:

3.5吸着含水率应按下式计算:

3.6本试验应进行两次平行测定,两次测定最大允许差值应为±0.02,试验结果取其算术平均值
3.7土粒平均比重应按下式计算:

3.8本试验记录格式应符合本标准附录D表D.7的规定

4.虹吸筒法

4.1本试验所用的仪器设备应符合下列规定:
1虹吸筒(图7.4.1);

2台秤:称量10kg,分度值1g
3量筒:容量大于2000mL;
4筛:孔径5mm、20mm;
5其他:烘箱、温度计、搅拌棒。
2虹吸筒法试验应按下列步骤进行
取粒径不小于5mm,且其中粒径不小于20m的颗粒含量大于10%的代表性试样1000g~7000g;
2将试样冲洗,直至颗粒表面无尘土和其他污物;
3再将试样浸在水中24h后取出,晾干(或用布擦干)其表面水分,称量;
4注清水入虹吸筒,至管口有水溢出时停止注水。待管口不再有水流出后,关闭管夹,将试样缓缓放入筒中,边放边使用搅拌棒搅拌,至无气泡逸出时为止,搅动时勿使水溅出筒外;
5待虹吸筒中水面平静后,开管夹,让试样排开的水通过虹吸管流入量筒中;
6称量筒与水总质量。测量筒内水的温度,准确至0.5℃
7取出虹吸筒内试样,烘干、称量;
8本试验称量应准确至1g
7.4.3比重应按下式计算:

4.4本试验应进行两次平行测定,两次测定的最大允许平均差值应为±0.02。取其算术平均值。
4.5平均比重应按本标准式(7.3.7)计算
4.6本试验的记录格式应符合本标准附录D表D.8的规定。

注：试验方法引自《土工试验方法标准》GB/T50123-2019