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建筑土工---土的颗粒分析土的颗粒分析是建筑土工领域中非常重要的一项工作。
它主要用于评价土质的性质，包括土的组成、粒度、密度、压缩性等等。
通过土的颗粒分析，可以确定土体的力学特性，并为工程设计提供必要的数据支持。
土的颗粒分析需要通过实验室测试来进行，主要涉及到以下几种方法：一、筛分法筛分法是最常用的土的颗粒分析方法。
这种方法就是将土样通过有序的一系列筛网，根据筛孔大小将土颗粒分为不同的粒径级别。
在此过程中，还需要对每个级别的质量进行称量，以便计算出土样的颗粒粒径分布。
筛分法主要有两种方法：振动筛分法和叠筛法。
振动筛分法适用于较细的土颗粒（直径小于2mm），而叠筛法适用于较粗的土颗粒（直径大于2mm）。
筛分法的优点是简单易行，可以得到准确的土颗粒分布结果，但其缺点也很明显，就是时间和人力成本较高。
二、沉降法沉降法也称为重液分析法，是一种比较精确的土颗粒分析方法。
这种方法首先需要将土样中的颗粒分离出来，然后通过不同密度的重液，将颗粒按照其密度大小分为不同级别，最终得到土样的粒径分布数据。
沉降法不仅可以对土颗粒进行分离和分级，还可以用来鉴别土样中存在的特殊颗粒，如膨润土、煤质颗粒等。
这种方法的缺点是需要用到一定的化学试剂，对实验室环境和实验人员的危害较高。
三、显微分析法显微分析法是最精确和详细的土颗粒分析方法，它可以提供关于土颗粒形态、表面形貌和成分的详细信息。
这种方法需要将土样中的微小颗粒取出，然后通过显微镜的放大作用，对单个颗粒进行分析和计数。
显微分析法的优点是精度高、分辨率高，可以提供丰富的颗粒信息。
但其缺点是对实验室设备的要求较高，需要配备显微镜、图像处理软件等设备。
颗粒分析试验第一节 概述颗粒分析试验是测定干土中各粒组含量占该土总质量的百分数。
土的颗料大小、级配和粒组含量是土的工程分类的重要依据。
土粒大小与土的矿物组成、力学性质、形成环境等均有直接联系。
因此，土的颗料大小是土的重要特征。
颗粒分析试验是土工基本试验之一，其成果的准确性常影响土工建筑物设计方案甚至稳定性。
第二节 试验原理土粒的粒径变化范围非常大（粒径由大于60mm 到小于0.002mm ），故对不同的粒组采用不同的试验方法：粗粒组一般用筛析法，细粒组采用密度计法或移液管法。
不同的试验方法其试验原理也不同。
一、粗粒组筛析法试验原理对于粒径大于0.075mm 的粗粒土，一般采用筛析法分析土的颗粒大小。
筛析法是采用不同孔径的分析筛，由上至下孔径自大到小叠在一起。
试验时，取质量为的干土放入最上的筛里，通过筛析后，得到不同孔径筛上土质量，进而计算出粒组含量和累积含量。
二、粗粒组密度计法试验原理司笃克斯（Stocks ）研究微小球体在水中下沉时，发现球体的运动近似满足如下规律； 1．小球体在水中沉降的速率是恒定的；2．小球体沉降速率大小与球体直径的平方成正比。
上述规律可用下式表示：()241800d gG G v C w wt s ηρ-=（4-1）式中：——颗粒直径，mm ；——颗粒沉降速率，cm/s ；——4℃时水的密度，34/0.1cm g C w = ρ； ——水温时水的比重；——水温时水的动力粘滞系数，s kPa ⋅-210； ——土粒比重；——重力加速度，2/81.9s m g =。
由式（4-1）知，颗粒比重一定时，颗粒愈大，在水中沉降的速率愈快。
现将一定质量的土与水搅拌成总体积为的均匀悬液，然后观察悬液中颗粒下沉情况和悬液浓度的变化。
为研究方便，取距悬液表面为的薄层MN 来分析，如图4—1所示。
试验开始时（0=t 时刻），悬液均匀，悬液中自上至下各粒组均匀分布，然后土粒开始下沉，大颗粒下沉比较快，细颗粒下沉比较慢。
巧用excel绘制颗粒级配曲线与自动计算粒组特征参数摘要：颗粒分析试验为基础土工试验之一，其成果对土样定名及物理力学性质的判断都有着重要意义。
由于试验原始数据繁多，处理步骤繁杂，而以往试验室对颗分数据多为人工处理，导致颗粒分析数据处理工作量大，且结果易出错。
利用excel的函数和图表功能，可实现颗粒分析试验从原始数据计算、颗粒级配曲线绘制到粒组特征参数计算的数据自动处理，减少人为影响，提高工作效率及计算准确度。
关键字：颗粒级配曲线；粒组特征参数；自动计算1.颗粒分析试验数据处理的基本流程颗粒分析是通过测定干土中各粒组所占该土总质量的百分数的方法，借以明了颗粒大小分布情况，供分类土性、判断土的工程性质及选料之用[1]，其基本原理参见文献[1]、[2]。
本文仅讨论筛析法联合密度计法的颗粒分析自动化数据处理。
其数据处理分为五个基本步骤：①筛析法计算0.075mm以上颗粒大小及含量②密度计法计算0.075mm以下颗粒大小及含量③绘制颗粒级配曲线④从颗粒级配曲线上读取粒组特征参数和粒径含量的辅助数据（粒径0.05mm,0.005mm,0.002mm所对应的含量百分比）⑤计算粒径含量表。
试验成果包括颗粒级配曲线，粒组特征参数（d10，d30，d50，d60，不均匀系数Cu，曲率系数Cc）及粒径含量表。
2.目前颗粒分析电化处理数据的状况随着计算机的普及，目前很多试验室已经开始用软件来完成颗粒分析数据的电化处理，常见的主要是办公软件Excel[3][4]和绘图软件AutoCAD[5]。
据笔者了解，目前试验室用Excel处理颗粒分析数据的方式还主要局限于常规计算和绘制颗分曲线[3][4]，而粒组特征参数及粒径含量的辅助数据仍采用人工读取，这样的做法导致数据精度因人而异，且结果易发生量级错误；用AutoCAD处理颗粒分析数据，虽已通过编制AtuoLISP程序自动计算出粒组特征参数，但由于AutoCAD的优势在于图形处理而非数据处理，因此还要利用Excel表格进行数据前期准备，然后用AtuoLISP在AutoCAD中进行绘图和简单计算[5]。
土的颗粒分析试验土的颗粒分析试验筛析法第一节一、试验目的测定小于某粒径的颗粒或粒组占砂土质量并作为砂土的百分数，以便了解土的粒度成分，分类及土工建筑选料的依据。
二、基本原理筛析法是利用一套孔径不同的标准筛来分而后称离一定量的砂土中与筛孔径相应的粒组，确定砂土的粒度成量，计算各粒组的相对含量，0.075mm 的粒组。
分。
此法适用于分离粒径大于三、仪器设备)；1-11、标准筛一套(图；，最小分度值0.1g2、普通天平：称量500g 、磁钵及橡皮头研棒；3 、毛刷、白纸、尺等。
4顶盖212mm1mm0.5mm 0.25mm 0.1mm 4 取走3 0.075mm底盘取走四分法图解1图－2 图1－标准筛1四、操作步骤、制备土样1在空气中1) 风干土样，将土样摊成薄层，(则使土中水分蒸发。
～放12天, 若土样已干，可直接使用。
可将试样倒入磁钵2) 若试样中有结块时，(使结块成为单独颗粒为用橡皮头研棒研磨，中，止。
但须注意，研磨力度要合适，不能把颗粒研碎。
2(3) 从准备好的土样中取代表性试样，数量如下：最大粒径小于2mm者，取100～300g；最大粒径为2～10mm之间的，取300～1000g；最大粒径为10～20mm之间的，取1000～2000g；最大粒径为20～40mm之间的，取2000～4000g；最大粒径大于40mm 者，取4000g以上。
用四分法来选取试样，方法如下：将土样拌匀，倒在纸上成圆锥形(图1-2.1), 然后用尺以圆锥顶点为中心，向一定方向旋转(图1-2.2), 使圆锥成为1～2cm厚的圆饼状。
继而用尺划两条相互垂直的直线，把土样分成四等份，取走相同的两份(图1-2.3、图1-2.4), 将留下的两份土样拌匀；重复上述步骤，直到剩下的土样约等于需要量为止。
2、过筛及称量 (1) 用普通天平称取一定量的试样, 准确至0.1g；(2) 检查标准筛叠放顺序是否正确(大孔径在上，小孔径在下)，筛孔是否干净，若夹有土粒，需刷净。
滇藏新通道（西藏境）滇藏界至察隅县竹瓦根公路改建工程土的颗粒大小分析试验记录（一）工程名称：滇藏新通道（西藏境）滇藏界至察隅县竹取样桩k158+450 瓦根公路改建工程第 6合同段号：施工单位：西藏天和工程建设有限公司编JL-2015-T-041号：6合同段监理单位：新疆公路工程咨询公司试验单滇藏新通道（西藏境）第位：工地试验室试验日期：2015/7/23报告日2015/7/25 期：筛析法筛前总质量＝1872.3 g 小于 2mm土质量（ g）691.6小于 2mm土占总土质量% 36.9粗筛分析细筛分析孔径通过质量通过率孔径留筛质量通过质量通过占总土质量留筛质量g% 率% 百分率% mm gmm g g60 2 1180.7 691.6 36.9 63.140 31.3 1841.0 98.3 1 151.4 1299.7 25.9 8.120 320.9 1551.4 82.9 0.5 462.5 837.2 9.9 24.710 554.8 1317.5 70.4 0.25 327.8 509.4 8.1 17.55 903.4 968.9 51.8 0.075 246.8 262.6 2.9 13.22 1180.7 691.6 36.9粒径分配曲线) 100%(90数分80百70量质60土50的40径粒30某20于10小1001010.10.01土粒直径 (mm)试验结果：不均匀系数 Cu= 0.06 曲 2.4 结论：继配不好砾G P率说明试验监理工程师 :试验:计算:复核:。
土力学的常规试验方法一、颗粒分析试验步骤（筛析法）1 . 无凝聚性土的试验（1）根据土的颗粒大小，用四分法按规定取样数量，取代表性风干式样。
（2）将试样过2mm筛，称筛上或筛下的试样质量，筛下的试样质量小于试样总质量的10%时，不做细筛分析；筛上的试样质量小于试样总质量的10%时，不做粗筛分析。
（3）取过2mm筛上的试样倒入依次叠好的粗筛最上层筛中；筛下的试样倒入依次叠好的细筛最上层筛中，进行筛析。
（4）按由上而下的顺序将各筛取下，置于白瓷盘上用手拍叩摇晃，检查各筛，直至筛净为止，筛下的试样应收放入下一级筛内，最后称各级筛上及底盘内试样的质量，应准确至0.1g 。
（5）筛后各级筛上和底盘内试样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%。
2. 试验结果计算公式及制图(1)小于某粒径的试样质量占总质量的百分数计算至0.1%x B A d m •=X mA m 小于某粒径的试样质量( g )B m 细筛分析时所取试样质量；粗筛分析时所取试样质量（g ）x d 粒径小于2mm 或粒径小于0.075mm 的试样质量占试样总质量的百分数3. 在半对数坐标纸上绘制颗粒大小分布曲线图3.1. 级配指标（1）不均匀系数，计算至0.01 C u =d 60/d 10( 2 )曲率系数，计算至0.01 Cc=d230/( d10* d60)二、界限含水率试验步骤（液、塑限联合测定法）1.采用保持天然含水率的土样制备试样。
无法保持土的天然含水率时，可采用风干土制备试样。
2.采用天然含水率的土样时，应剔除大于00.5mm的颗粒，然后按下沉深度3~5mm、9~11mm及16~18mm制备不同稠度的土膏，静置湿润。
3.采用风干土样时，取过0.5mm筛的代表性试样约200g，分3份，分别放入3个盛土皿中，加入不同数量的纯水，使其分别达到条款2中所述的3种稠度状态，然后放在密封的保湿器中，静置24小时。
4.将制备好的土用调土刀拌均匀，密实的填入试样杯中，用调土刀刮平，将试样杯安放在仪器升降坐上。
土工试验颗粒分析试验8 颗粒分析试验8．1 一般规定8．1．1 本试验方法分为筛析法、密度计法、移液管法。
8．1．2 本试验根据土的颗粒大小及级配情况，可分别采用下列4种方法：1 筛析法：适用于粒径为0．075mm～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；4 当土中粗细兼有时，应联合使用筛析法和密度计法或筛析法和移液管法。
8．2 筛析法8．2．1 本试验所用的仪器设备应符合下列规定：1 试验筛：应符合现行国家标准《试验筛技术要求和检验第1部分：金属丝编织网试验筛》GB／T 6003．1的规定；2 粗筛：孔径为60mm、40mm、20mm、10mm、5mm、2mm；3 细筛：孔径为2．0mm、1．0mm、0．5mm、0．25mm、0．1mm、0．075mm；4 天平：称量1000g，分度值0．1g；称量200g，分度值0．01g；5 台秤：称量5kg，分度值1g；6 振筛机：应符合现行行业标准《实验室用标准筛振荡机技术条件》DZ／T 0118的规定；7 其他：烘箱、量筒、漏斗、瓷杯、附带橡皮头研柞的研钵、瓷盘、毛刷、匙、木碾。
8．2．2 筛析法试验应按下列步骤进行：1 从风干、松散的土样中，用四分法按下列规定取出代表性试样：1)粒径小于2mm的土取100g～300g；2)最大粒径小于10mm的土取300g～1000g；3)最大粒径小于20mm的土取1000g～2000g；4)最大粒径小于40mm的土取2000g～4000g；5)最大粒径小于60mm的土取4000g以上。
2 砂砾土筛析法应按下列步骤进行：1)应按本标准第8．2．2条第1款规定的数量取出试样，称量应准确至0．1g；当试样质量大于500g时，应准确至1g；2)将试样过2mm细筛，分别称出筛上和筛下土质量；3)若2mm筛下的土小于试样总质量的10％，则可省略细筛筛析。
若2mm筛上的土小于试样总质量的10％，则可省略粗筛筛析；4)取2mm筛上试样倒入依次叠好的粗筛的最上层筛中；取2mm筛下试样倒入依次选好的细筛最上层筛中，进行筛析。
土的比重试验●土粒比重是土的三大基本物理性指标(比重、密度、含水率)之一●它是换算土的六个基本物理性计算指标和评价土类的重要依据之一●无量纲量。
比重的定义●《现代科学技术词典》将材料的比重定义为：●材料的密度和其标准材料密度之比。
●这一定义更具有科学性和一般性。
●土粒比重是土粒在温度105~110℃下烘至恒量时的质量与同体积4℃时纯水质量的比值●从而有如下土粒比重Gs的表达式●通常所说土的比重就是指土粒的比重。
比重瓶法1目的和适用范围●颗粒小于5mm的土用比重瓶法测定。
●根据土的分散程度、矿物成分、水溶盐和有机质的含量又分别规定用纯水和中性液体测定。
●排气方法也根据介质的不同分别采用煮沸法和真空抽气法。
2仪器设备● 2.1比重瓶：容量100(或50)mL。
●比较试验表明，瓶的大小对比重结果影响不大，但因100mL的比重瓶可以多取些试样，使试样的代表性和试验的精度提高，所以建议采用100mL的比重瓶，但也允许采用50mL的比重瓶。
● 2.2天平：称量200g，感量0.001g。
● 2.3恒温水槽：灵敏度±1℃。
● 2.4砂浴。
● 2.5真空抽气设备。
● 2.6温度计：刻度为0～50℃，分度值为0.5℃。
● 2.7其他：如烘箱、蒸馏水、中性液体(如煤油)、孔径2mm及5mm筛、漏斗、滴管等。
2.8比重瓶校正●比重瓶校正一般有两种方法：●称量校正法和计算校正法。
●前一种方法精度比较高，后一种方法引入了某些假设，但一般认为对比重影响不大。
●本试验以称量校正法为准。
● 1.将比重瓶洗净、烘干，称比重瓶质量，准确至0.001g。
● 2.将煮沸后冷却的纯水注入比重瓶。
●对长颈比重瓶注水至刻度处●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出。
●调节恒温水槽至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，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。
土的颗粒密度试验记录实验目的：测定土样的颗粒密度。
实验原理：颗粒密度是指土样中固体颗粒的质量与体积之比。
测定土样颗粒密度的方法主要有沉滞性法和气排性法，其中气排性法比较常用。
气排性法是通过浸水排空气的方法，测量土样颗粒骨架的容积，从而获得颗粒密度。
实验步骤：1.将目标土样取出并清洗，将其表面的杂质和湿度尽量去除。
然后用纸巾将其包裹起来，以保持湿润状态。
2.取一个干燥、清洁的容器，先将容器的质量记录下来。
然后将一定量的水倒入容器中，再将包裹土样的纸巾放入水中，直至土样完全沉入水中。
此时应注意纸巾不能漂浮在水面上。
3.排除水中的气泡，可以用玻璃棒轻轻搅拌土样，使其充分与水接触。
4.当水中不再产生气泡时，抽空气。
常用方法是用玻璃棒将水表面上的空气轻轻刮去，并及时进行试验记录。
5.将浸泡土样的容器取出，用纸巾将其表面的水分擦干。
6.将浸泡土样的容器放入称量盘中，并记录下容器和盘的总质量。
7.取出容器，将其中的土样取出，并用纸巾擦干。
8.再次称量空容器和称量盘的质量。
实验数据及计算：容器质量：m1=35.2g容器和湿土样质量：m2=78.6g空容器和称量盘质量：m3=57.8g容器体积：V = m3 - m1 = 57.8 - 35.2 = 22.6 cm³计算土样质量：m土样=m2-m3=78.6-57.8=20.8g计算土样颗粒密度：ρ = m土样/ V = 20.8 / 22.6 = 0.92 g/cm³实验结果与讨论：通过本次实验，我们测得土样的颗粒密度为0.92 g/cm³。
一般来说，土壤的颗粒密度可以反映土壤固体颗粒的紧密程度和质量，对土壤的物理性质分析和工程应用具有重要的参考价值。
需要注意的是，本实验所测得的土样颗粒密度是针对湿土样进行测量的。
如果想要得到更准确的结果，可以对不同湿度的土样进行多次试验，并取平均值作为最终结果。
此外，还需要注意实验过程中排除气泡的操作。
土的颗粒分析试验第一节 筛析法一、试验目的测定小于某粒径的颗粒或粒组占砂土质量的百分数，以便了解土的粒度成分，并作为砂土分类及土工建筑选料的依据。
二、基本原理筛析法是利用一套孔径不同的标准筛来分离一定量的砂土中与筛孔径相应的粒组，而后称量，计算各粒组的相对含量，确定砂土的粒度成分。
此法适用于分离粒径大于0.075mm 的粒组。
三、仪器设备1、标准筛一套(图1-1)；2、普通天平：称量500g ，最小分度值0.1g ；3、磁钵及橡皮头研棒；4、毛刷、白纸、尺等。
四、操作步骤1、制备土样(1) 风干土样，将土样摊成薄层，在空气中放1～2天, 使土中水分蒸发。
若土样已干， 则可直接使用。
(2) 若试样中有结块时，可将试样倒入磁钵中，用橡皮头研棒研磨，使结块成为单独颗粒为止。
但须注意，研磨力度要合适，不能把颗粒研碎。
(3) 从准备好的土样中取代表性试样，数量如下： 最大粒径小于2mm 者，取100～300g ；最大粒径为2～10mm 之间的，取300～1000g ； 最大粒径为10～20mm 之间的，取1000～2000g ； 最大粒径为20～40mm 之间的，取2000～4000g ； 最大粒径大于40mm 者，取4000g 以上。
用四分法来选取试样，方法如下：将土样拌匀，倒在纸上成圆锥顶盖2mm 1mm 0.5mm 0.25mm 0.1mm 0.075mm底盘123 取走取走 4图1－1标准筛图1－2 四分法图解形(图1-2.1), 然后用尺以圆锥顶点为中心，向一定方向旋转(图1-2.2), 使圆锥成为1～2cm 厚的圆饼状。
继而用尺划两条相互垂直的直线，把土样分成四等份，取走相同的两份(图1-2.3、图1-2.4), 将留下的两份土样拌匀；重复上述步骤，直到剩下的土样约等于需要量为止。
2、过筛及称量(1) 用普通天平称取一定量的试样, 准确至0.1g ；(2) 检查标准筛叠放顺序是否正确(大孔径在上，小孔径在下)，筛孔是否干净，若夹有土粒，需刷净。
土的颗粒分析试验报告
试验目的：
本次试验旨在对样本土进行颗粒分析，以了解土的物理性质和力学特性。
试验方法：
采用沉降法对样本土进行颗粒分析，主要分为三个步骤：
1. 取0.001g土样并加入盆中；
2. 加入20ml去离子水，并用手指搅拌均匀；
3. 离开搅拌器，让土的颗粒自行沉降，记录每个时间点的颗粒占比。
试验结果：
完成分析后得出以下试验结果：
1. 样本土颗粒比例：沙74.6%，粉砂11.2%，粘土14.2%；
2. 样本土干密度：1.45g/cm³；
3. 样本土示方数：1
4.0%。
试验结论：
通过对样本土进行颗粒分析，得出颗粒比例以及土的物理性质，可以为土的力学特性分析提供依据。
针对此次试验结果，需要更
多的力学试验数据进行支持，方能对土样进行充分的特性分析。
参考值：
以下为标准的颗粒占比参考值：
- 沙 63um 以上颗粒占比 50% 以上；
- 粉砂 2-63um 颗粒占比 20-50% 之间；
- 粘类颗粒（粘土、黏土、粉质颗粒）占比 5-25%。
参考文献：
[1]颗粒分析试验方法，中国化学会，2017。
[2]土工试验方法，中国土木工程学会，2014。
土的颗粒分析试验第一节 筛析法一、试验目的测定小于某粒径的颗粒或粒组占砂土质量的百分数，以便了解土的粒度成分，并作为砂土分类及土工建筑选料的依据。
二、基本原理筛析法是利用一套孔径不同的标准筛来分离一定量的砂土中与筛孔径相应的粒组，而后称量，计算各粒组的相对含量，确定砂土的粒度成分。
此法适用于分离粒径大于0.075mm 的粒组。
三、仪器设备1、标准筛一套(图1-1)；2、普通天平：称量500g ，最小分度值0.1g ；3、磁钵及橡皮头研棒；4、毛刷、白纸、尺等。
四、操作步骤 1、制备土样(1) 风干土样，将土样摊成薄层，在空气中放1～2天, 使土中水分蒸发。
若土样已干， 则可直接使用。
(2) 若试样中有结块时，可将试样倒入磁钵中，用橡皮头研棒研磨，使结块成为单独颗粒为止。
但须注意，研磨力度要合适，不能把颗粒研碎。
(3) 从准备好的土样中取代表性试样，数量如下： 最大粒径小于2mm 者，取100～300g ； 最大粒径为2～10mm 之间的，取300～1000g ； 最大粒径为10～20mm 之间的，取1000～2000g ； 最大粒径为20～40mm 之间的，取2000～4000g ； 最大粒径大于40mm 者，取4000g 以上。
顶盖2mm 1mm 0.5mm 0.25mm 0.1mm 0.075mm 底盘123 取走取走 4图1－1标准筛 图1－2 四分法图解用四分法来选取试样，方法如下：将土样拌匀，倒在纸上成圆锥形(图1-2.1), 然后用尺以圆锥顶点为中心，向一定方向旋转(图1-2.2), 使圆锥成为1～2cm 厚的圆饼状。
继而用尺划两条相互垂直的直线，把土样分成四等份，取走相同的两份(图1-2.3、图1-2.4), 将留下的两份土样拌匀；重复上述步骤，直到剩下的土样约等于需要量为止。
2、过筛及称量(1) 用普通天平称取一定量的试样, 准确至0.1g ；(2) 检查标准筛叠放顺序是否正确(大孔径在上，小孔径在下)，筛孔是否干净，若夹有土粒，需刷净。
