土壤液塑限聯(lián)合測(cè)定儀：液塑限聯(lián)合測(cè)定試驗(yàn)

1 一般規(guī)定

1.1界限含水率試驗(yàn)宜用于粒徑小于0.5mm且有機(jī)質(zhì)含量不大于5%的土。

1.2界限含水率試驗(yàn)可采用液塑限聯(lián)合測(cè)定法、圓錐儀液限法、碟式儀液限法或搓滾塑限法。

1.3 界限含水率試驗(yàn)應(yīng)進(jìn)行平行測(cè)定,取算術(shù)平均值。

1.4 圓錐入土深度測(cè)定的允許平行差值應(yīng)為±0.5mm。

2 液塑限聯(lián)合測(cè)定

2.1 液塑限聯(lián)合測(cè)定法界限含水率試驗(yàn)儀器設(shè)備應(yīng)滿足下列要求:

(1)液塑限聯(lián)合測(cè)定儀(下圖),包括圓錐儀、電磁鐵、顯示屏、控制開(kāi)關(guān)和試樣杯等;圓錐質(zhì)量為76g,錐角為 30°;讀數(shù)顯示采用數(shù)顯式、光電式或游標(biāo)式;

(2)試樣杯,直徑為40mm~50mm,高為30mm~40mm;(3)電子天平,量程200g,最小分度值0.01g;

(4)試驗(yàn)篩,孔徑0.5mm;

(5)其他,包括烘箱、干燥器、鋁盒、調(diào)土皿、調(diào)土刀、刮土刀、凡士林、研砵等。

2.2液塑限聯(lián)合測(cè)定法界限含水率試驗(yàn)操作應(yīng)按下列步驟進(jìn)行:

(1)試驗(yàn)采用天然含水率的土樣制備試樣,允許用風(fēng)干土制備試樣:

(2)采用天然含水率的土樣制備試樣時(shí),剔除土中粒徑大于0.5mm的顆粒,按圓錐下沉深度約8mm~12mm、3mm~5mm及二者的中間狀態(tài)制備3份不同稠度的土膏,靜置燜樣,靜置時(shí)間根據(jù)天然含水率的大小確定;

(3)采用風(fēng)干法制備試樣時(shí),取過(guò)0.5mm篩的代表性土樣約300g,分成3份,放入3個(gè)盛土皿中,加入不同數(shù)量的純水,使其達(dá)到第(2)項(xiàng)中含水率狀態(tài):將制備的土樣調(diào)成均勻土膏,放入密封的保濕缸中,靜置時(shí)間不少于24h;

(4)將制備好的試樣用調(diào)土刀充分調(diào)拌均勻,分層壓實(shí)填入試樣杯中,并使空氣逸出;對(duì)于較干的試樣要充分搓揉,并用調(diào)土刀反復(fù)壓實(shí);試樣杯裝滿后,對(duì)于高出試樣杯的余土用刮土刀刮平;將裝好試樣的試樣杯放在聯(lián)合測(cè)定儀的試樣杯座上,調(diào)整升降旋鈕至適當(dāng)位置;

(5)儀器調(diào)平后,在圓錐儀錐體上涂一薄層凡士林,接通電源,使電磁鐵吸穩(wěn)圓錐儀:使用游標(biāo)式或百分表式液塑限聯(lián)合測(cè)定儀時(shí),提起錐桿,用旋鈕固定;

(6)讀數(shù)歸零后,調(diào)節(jié)升降微調(diào)旋鈕,使圓錐儀錐角接觸試樣面,指標(biāo)燈亮?xí)r圓錐儀在自重下沉入試樣內(nèi):使用游標(biāo)式或百分表式液塑限聯(lián)合測(cè)定儀時(shí)用手扭動(dòng)旋扭,松開(kāi)錐桿;經(jīng)5s后測(cè)讀圓錐儀下沉深度,然后提升圓錐儀,取出試樣杯,挖除錐尖入土處的凡士林,取錐體附近不少于10g的試樣放入鋁盒內(nèi),測(cè)定含水率:

(7)按第(4)項(xiàng)~第(6)項(xiàng)的要求,測(cè)試其余2個(gè)試樣的圓錐下沉深度和含水率。

2.3 圓錐下沉深度與含水率的關(guān)系曲線應(yīng)按下述方法確定:

(1)在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)上,以含水率為橫坐標(biāo)、圓錐下沉深度為縱坐標(biāo),繪出三個(gè)試樣點(diǎn)。三個(gè)點(diǎn)在一直線上時(shí),見(jiàn)下圖中A線,即為圓錐下沉深度與含水率的關(guān)系曲線;

圓錐下沉深度與含水率關(guān)系曲線示意圖

(2)三點(diǎn)不在一直線上時(shí),通過(guò)高含水率的一點(diǎn)與其余兩點(diǎn)分別連成兩條直線,在圓錐下沉深度為2mm處,分別從兩條連線上測(cè)得相應(yīng)的含水率,兩個(gè)含水率的差值小于2%時(shí),以兩個(gè)含水率的平均值與高含水率的點(diǎn)連成一線,見(jiàn)下圖中B線,即為圓錐下沉深度與含水率的關(guān)系曲線:

(3)三點(diǎn)不在一直線上且按第(2)項(xiàng)要求取得的兩個(gè)含水率的差值不小于2%時(shí),重做試驗(yàn)。

2.4試樣的10mm 液限應(yīng)為圓錐下沉深度與含水率的關(guān)系曲線圖中下沉深度為10mm所對(duì)應(yīng)的含水率,塑限應(yīng)為下沉深度為2mm所對(duì)應(yīng)的含水率,以百分?jǐn)?shù)表示,準(zhǔn)確至0.1%。

2.5試樣的塑性指數(shù)和液性指數(shù)應(yīng)按下列公式計(jì)算:

3 圓錐儀液限法

3.1 圓錐儀液限法界限含水率試驗(yàn)儀器設(shè)備應(yīng)滿足下列要求:

(1)圓錐儀,包括錐身、手柄、平衡裝置、試樣杯、底座等,見(jiàn)圖1.圓錐質(zhì)量為 76g錐角為 30°錐身上有距離錐尖10mm的刻度線:

3.2 圓錐儀液限法界限含水率試驗(yàn)操作應(yīng)按下列步驟進(jìn)行:

(1)試驗(yàn)采用天然含水率的土樣制備試樣,允許采用風(fēng)干土制備試樣:

(2)取有代表性的天然含水率的土樣約100g,剔除粒徑大于0.5mm的顆粒;采用風(fēng)干土制樣時(shí),取過(guò)0.5mm 篩的代表性土樣約80g;將土樣加純水調(diào)成糊狀,置保濕器內(nèi)不少于18h,使水分均勻分布;

(3)將制備好的試樣用調(diào)土刀充分調(diào)拌均勻,分層壓實(shí)填入試樣杯中,并使空氣逸出;試樣杯裝滿后,用刮土刀刮平高出試樣杯的余土,使土面與杯沿齊平:將裝好試樣的試樣杯放在圓錐儀底座上;

(4)在圓錐儀錐體部分涂一薄層凡士林,手執(zhí)錐柄,使錐尖與試樣面接觸,保持錐體垂直,松開(kāi)手指,平穩(wěn)放錐,使錐體在其自重作用下沉入土中:

(5)放錐5s后,測(cè)記錐體沉入土中的深度,以試樣表面與錐接觸處為準(zhǔn):入土深度為10mm 時(shí),則含水率即為液限;入土深度大于或小于10mm時(shí),試樣含水率大于或小于液限,要挖除沾有凡士林的土,取出全部試樣放在調(diào)土杯中,使水分散失或加純水,重新調(diào)勻,直至錐體下沉深度恰為10mm時(shí)為止;

(6)采用液塑限聯(lián)合測(cè)定儀測(cè)試液限時(shí),按聯(lián)合測(cè)定儀步驟第(4)項(xiàng)~第(6)項(xiàng)要求進(jìn)行測(cè)試圓錐下沉深度為10mm時(shí)的試樣含水率,即為其液限:

(7)將所測(cè)得的合格試樣,挖除沾有凡士林的土,取錐體附近試樣不少于10g放入鋁盒中測(cè)定其含水率,此含水率即為該試樣的液限。

3.3 液限應(yīng)按下式計(jì)算

4 碟式儀液限法

4.1 碟式儀液限法界限含水率試驗(yàn)儀器設(shè)備應(yīng)滿足下列要求:

(1)碟式液限儀(圖9.4.1),由土碟和支架組成,配備有專用劃刀;其技術(shù)條件符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《土工試驗(yàn)儀器液限儀 第1部分:碟式液限儀》(GB/T 21997.1)的有關(guān)規(guī)定;

(2)電子天平,量程200g,最小分度值0.01g;

(3)篩,孔徑為0.5mm;

(4)其他,包括烘箱、干燥器、鋁盒、調(diào)土刀等

4.2碟式儀液限法界限含水率試驗(yàn)操作應(yīng)按下列步驟進(jìn)行:

(1)取過(guò)0.5mm篩的天然含水率土樣或風(fēng)干土樣約100g,放在調(diào)土皿中,按需要加純水.用調(diào)土刀反復(fù)拌勻:

(2)取一部分試樣,平鋪于土碟的前半部:鋪土?xí)r避免試樣中混入氣泡:用調(diào)土刀將試樣面修平,使最厚處為10mm,多余試樣放回調(diào)土皿中;

(3)以蝸形輪為中心,用劃刀自后至前沿土碟中央將試樣劃成槽縫清晰的兩半,見(jiàn)圖9.4.2-1:允許從前至后,再?gòu)暮笾燎岸鄤潕状?將槽逐步加深,以代替一次劃槽:盡量減少劃槽次數(shù),避免槽縫邊扯裂或試樣在土碟中滑動(dòng):最后一次從后至前的劃槽能明顯接觸碟底:

(4)以 2r/s的速率轉(zhuǎn)動(dòng)搖柄,使土碟反復(fù)起落,墜擊于底座上,數(shù)記擊數(shù),直至試樣兩邊在槽底的合攏長(zhǎng)度為13mm為止,見(jiàn)圖9.4.2-2.記錄擊數(shù),并在槽的兩邊取不少于10g試樣,測(cè)定其含水率;

(5)將土碟中的剩余試樣移至調(diào)土皿中,再加水拌和均勻,按第(2)項(xiàng)~第(4)項(xiàng)的要求至少做兩次試驗(yàn),每次試驗(yàn)中土的稠度使合攏長(zhǎng)度為13mm 時(shí)所需擊數(shù)為15擊~(yú)35 擊,其中25 擊以上及以下各1次,然后測(cè)定各擊數(shù)下試樣的相應(yīng)含水率。

4.3 各擊數(shù)下合攏時(shí)試樣的相應(yīng)含水率應(yīng)按下式計(jì)算:

4.4 試樣的液限應(yīng)在單對(duì)數(shù)坐標(biāo)的含水率與擊數(shù)關(guān)系曲線上,擊數(shù)為25擊所對(duì)應(yīng)的含水率,即為該試樣的液限,見(jiàn)下圖。

含水率與擊數(shù)關(guān)系曲線示意圖

5 搓滾塑限法

5.1 搓滾塑限法界限含水率試驗(yàn)儀器設(shè)備應(yīng)滿足下列要求:

(1)毛玻璃板,采用磨砂毛玻璃板,尺寸不小于 200mm x300mm;

(2)卡尺,最小分度值0.02mm;

(3)電子天平,量程200g,最小分度值0.01g;

(4)篩,孔徑0.5mm;

(5)其他,包括烘箱、干燥器、鋁盒等。

5.2 搓滾塑限法界限含水率試驗(yàn)操作應(yīng)按下列步驟進(jìn)行:(1)取過(guò)0.5mm篩的代表性試樣約80g,加純水拌和,浸潤(rùn) 24h;

(2)將試樣在手中捏揉至不黏手,捏扁,出現(xiàn)裂縫時(shí),表示含水率已接近塑限;

(3)取接近塑限的試樣一小塊,先用手捏成橄欖形,然后用手掌在毛玻璃板上搓滾:搓滾時(shí)手掌均勻施加壓力于土條上,勿使土條在毛玻璃板上無(wú)力滾動(dòng),土條不要有空心現(xiàn)象,土條長(zhǎng)度不大于手掌寬度;

(4)土條搓成直徑3mm時(shí),產(chǎn)生裂縫,并開(kāi)始斷裂,表示試樣達(dá)到塑限:不產(chǎn)生裂縫及斷裂時(shí),表示試樣的含水率高于塑限;土條直徑大于3mm 時(shí)即斷裂,表示試樣的含水率小于塑限,棄去土條,重新取土試驗(yàn);土條在任何含水率下始終搓不到3mm 即開(kāi)始斷裂則該土無(wú)塑性;

(5)取直徑符合3mm的斷裂土條3g~5g,放入稱量盒內(nèi),蓋緊盒蓋,測(cè)定含水率,此含水率即為塑限。

5.3 塑限應(yīng)按下式計(jì)算,精確至 0.1%: