试验四 界限含水量试验

《土力学》界限含水率试验（液塑限联合测定试验）土的界限含水量与土的机械组成、矿物成分、活动性、吸附水的表面电荷强度以及颗粒比面积有关，所以根据界限含水量可以反映土的某些物理特性。

一．试验原理用联合测定仪测定土在不同含水量时圆锥入土的深度，根据含水量和对应的入土深度之间的关系在双对数坐标纸上绘出直线。

在直线上查得圆锥入土深度为20mm时的相应含水量为液限ω，然后根据Lω—p h曲线，查出塑限时入土深度p h，L求出塑限ω。

P二．适用范围测定土的液限和塑限是为了划分土类、计算天然稠度、塑性指数、液性指数，以供公路工程设计和施工之用。

本试验适用于粒径不大于0.5mm，有机质含量不大于试样总质量5%的土。

三．仪器设备1．LP-100型液塑限联合测定仪，锥质量100g，锥角30°。

2．盛土杯：直径5cm，深4～5cm。

3．天平：称量200g，感量0.01g。

4．其他：筛（孔径0.5 mm），调土刀，调土皿，铝盒，研钵（附带橡皮头的研杵或橡皮板，木碾），烘箱、干燥器，吸管，凡士林，蒸馏水等。

四．试验步骤1．取具有代表性的天然含水量或风干土样进行试验。

土中若含有大于0.5mm 的土粒或杂物时，应将风干土用带橡皮头的研杵研碎，过0.5mm筛。

2．取0.5mm筛下的代表性土样200g左右，分开放入三个盛土皿中，加入不同数量的蒸馏水，土样的含水量分别控制在液限（a点）、略大于塑限（c点）和二者的中间状态（b点）。

用调土刀调匀，盖上湿布，放置18小时以上。

测定a点的锥入深度应为20（±0.2）mm，测定c点的锥入深度时粘性土应控制在5mm以下，而对于砂类土，测定c点的锥入深度可大于5mm。

3．将制备好的土样充分搅拌均匀，分层装入土杯，用力压密使空气逸出。

对于较干的土样，应先充分揉搓，用调土刀反复压实。

试杯装满后，刮成与杯边齐平。

4．在圆锥仪锥尖上涂少许凡士林，将装好土样的试杯放在联合测定仪的升降座上，转动升降旋钮，待锥尖与土样表面刚好接触时停止升降，然后按动落锥开关，测记经过5s锥的入土深度h1。

试验四 界限含水量试验概述粘性土的状态随着含水量的变化而变化，当含水量不同时，粘性土可分别处于固态、半固态、可塑状态及流动状态，粘性土从一种状态转到另一种状态的分界含水量称为界限含水量。

土从流动状态转到可塑状态的界限含水量称为液限ωL；土从可塑状态转到半固体状态的界限含水量称为塑限ωP；土由半固体状态不断蒸发水分，则体积逐渐缩小，直到体积不再缩小时人界限含水量称为缩限ωS。

土的塑性指数I P是指液限与塑限的差值，由于塑性指数在一定程度上综合反映了影响粘性土特征的各种重要因素，因此粘性土常按塑性指数进行分类。

土的液性指数I L是指粘性土的天然含水量和塑限的差值与塑性指数之比，液性指数可被用来表示粘性土所处的软硬状态，所以土的界限含水量是计算土的塑性指数和液性指数不可缺少的指标，土的界限含水量还是估算地基土承载力待的一个重要依据。

界限含水量试验要求土的颗粒粒径小于0.5mm，且有机质量不超过5%，且宜采用天然含水量的试样，但也可采用风干试样，当试样中含有粒径大于0.5mm 的土粒或杂质时，应过0.5mm的筛。

一、液限试验液限是区分粘性土可塑状态和流动状态的界限含水量，测定土的液限主要有圆锥仪法、碟式仪法待试验方法，也可采用液塑限联合温室法测定土的液限。

(一)圆锥仪液限试验圆锥仪液限试验就是将质量为76g的圆锥仪轻放在试样的表面，使其在自重作用下沉入土中，若圆锥体经过5s恰好沉入10mm深度，此时试样的含水量就是液限。

图4-1 锥式液限仪1.仪器设备(1)圆锥液限仪(图4-1)，主要有三个部分：①质量为76g且带有平衡装置的圆锥，锤角30°，高25mm，距锥尖10 mm处有环状刻度；②且金属材料或有机玻璃制成的试样杯，直径不小于40 mm，高度不小于20 mm；③硬木或金属制成的平稳底座；(2)称量200g、最小分度值0.01 g的天平；(3)烘箱、干燥器；(4)铝制称量盒、调土刀、小刀、毛玻璃板、滴管、吹风机、孔径为0.5 mm 的标准筛、研钵等设备。

试验一含水量试验1含水量及常用测定方法1.1含水量含水量是土在100~150 摄氏度下烘干到恒量时所失去的水分质量和达恒量后土的质量的比值，以百分数表示，是描述土的干湿程度的重要指标。

1.2常用测定方法（1）烘干法：室内试验的标准方法；（2）酒精燃烧法：精度要求不高时常使用此方法，所需时间较短；（3）比重法：适用于砂性土；（4）炒干法：适用于含砾较多的土。

1.3试验目的测定土样的含水量。

1.4试验原理首先称量含水土样的质量，然后称量去除水分后干土的质量，将两者的差作为土样中所含水分的质量。

去除水分的方法直接决定测量结果，理论上土样中所含水的质量是指其中自由水的质量，当温度在100~150摄氏度范围时，一般不会破坏结合水，所以要求精确测量时温度应控制在100~150 摄氏度的范围内。

2试验步骤2.1烘干法2.1.1仪器设备（1）烘箱：真空电热烘箱，温度保持100~150 摄氏度；（2）天平：称量500g。

感量0.01g；（3）其它辅助工具，如称量盒等。

2.1.2操作步骤（1）称量装土样的称量盒的质量m'；（2）取适量代表性试样放入称量盒内，迅速盖好盒盖，称量得m z ；（3）去掉盒盖后，将盛有试样的称量盒放入烘箱，在100~150 摄氏度下烘到恒量，（一般土质量为15g~30g 时，砂土约需1h~2h；粉土约需6h~8h；粘土约需10h）；4）烘干后取出试样，盖好盒盖冷却至室温后称量其质量m z'；5）按下式计算含水量：m z m zz 'z'100 ''2.1.3 试验数据整理含水量试验工程名称试验者试验方法计算者试验日期校核者2.2酒精燃烧法2.1.1仪器设备（1）酒精：纯度95%以上；（2）天平：称量200g。

感量0.01g；（3）其它辅助工具，如称量盒、滴管、调土刀、火柴等。

2.1.2操作步骤（1）称量装土样的称量盒的质量m'；（2）取适量代表性试样放入称量盒内，迅速盖好盒盖，称量得m z ；（3）去掉盒盖后，滴入酒精直至出现自由液面为止，点燃酒精完全燃烧（燃烧次数为三次）；（4）盖好盒盖冷却至室温后称量其质量m z'；5）按下式计算含水量：3 思考题（1）测定含水量试验中，烘干温度为什么要控制在 100~150 摄氏度的范围 内？（2）烘干法与酒精燃烧法相比，各自的优缺点是什么？ （3）称量湿土质量时，为什么迅速盖好盒盖？土样编 号土样说 明盒号 盒质量 盒+湿 土质量盒+干 土质量湿土质 量干土质 量含水量 平均值工程名称 试验方法 试验日期试验者 计算者 校核者mz 'mz' 100 m z m2.1.3 试验数据整理含试验（4）测定含水量试验中，同一土样的两个试样含水量差值超过2%，问测量结果是否合理？若合理，请说明理由。

第十一章如何用四階段抽水試驗判斷井體狀況？無論是地下水生產井或是地下水位觀測井都會有抽水。

對於大部份的生產井而言，抽水是獲得地下水唯一的方法，但是在抽水的水位變化與抽水量之間的關係，可以測得含水層重要參數，如導水係數、滲透係數（transmissivity）、井比容量（specific capacity）等。

另外在井使用時間，也可以由抽水試驗判斷井體淤塞狀況，進而判斷是否需要進行洗井，或是洗井後用抽水試驗判斷是否井體已經恢復正常出水，或是判斷井體已經無法恢復使用功能而需要以套管處理或淪為廢井。

由抽水試驗判斷井體阻塞程度是為最直接、最傳統判斷井體水力狀況方法。

抽水試驗判斷井體水力狀況最常用的方法是四階段變流量抽水法，或簡稱為四階段洩降法（four step-draw down test）。

這個方法是以一定的抽水流量抽地下水，並且記錄在不同時間的水位，這個抽水階段稱為第一級。

連續抽水一個小時以後，再增加抽水量，也是定時測定地下水位，這一階段抽水為第二段，而又再增加抽水量二次，稱為第三級與第四級抽水。

四級抽水試驗的理論根據當進行抽水時，井中水位的洩降（S w）並不代表含水層中水位的洩降（S l），從圖11-1中可知在抽水時地下水位的變化，尤其是在抽水時地下水位洩降現象進入井體時的情形，也因此可用其關係表示為：S w＝S l＋S t .............................................................................................. (11-1) 其中，S t為抽水時含水層的水流經礫石圈與濾水層時，因著水頭能－103 －－ 104 －圖11-1 抽水時地下水位變化量的損失，所產生的水位洩降者。

S l 的水位洩降是指在流體層流（laminar flow ）的情況下，因水流流經地下孔隙時所耗之能量，因為層流符合傳統流體力學的假設，所以有理論可以推導。

界限含水率试验报告一、试验目的。

本次试验旨在确定土壤的界限含水率，即土壤含水量达到一定值时，土壤呈现塑性状态和非塑性状态的临界含水量。

二、试验原理。

界限含水率是指土壤含水量达到一定数值时，土壤呈现塑性状态和非塑性状态的临界含水量。

在试验中，首先需要将土壤样品加入适量水分，然后进行搅拌和振实，直至土壤呈现塑性状态或非塑性状态。

通过测定土壤的含水量和塑性指数，可以确定土壤的界限含水率。

三、试验方法。

1. 取一定质量的土壤样品，将其加入试验容器中。

2. 逐渐加入适量的水分，搅拌均匀，直至土壤呈现塑性状态或非塑性状态。

3. 测定土壤的含水量，并计算塑性指数。

4. 重复以上步骤，直至得到至少3组数据。

5. 根据试验数据，确定土壤的界限含水率。

四、试验结果。

经过多次试验和数据处理，得出土壤的界限含水率为XX%。

五、试验分析。

通过试验结果分析，可以得出土壤的界限含水率对土壤的工程性质具有重要影响。

当土壤含水量低于界限含水率时，土壤呈现非塑性状态，易产生裂缝和变形；当土壤含水量高于界限含水率时，土壤呈现塑性状态，易发生流变和变形。

因此，合理控制土壤的含水量对工程建设具有重要意义。

六、结论。

本次试验确定了土壤的界限含水率为XX%，为工程建设提供了重要的参考依据。

在工程实践中，应根据土壤的具体特性和工程要求，合理控制土壤的含水量，以确保工程质量和安全。

七、试验总结。

界限含水率试验是土壤工程中重要的试验之一，通过本次试验，加深了对土壤含水特性的认识，为工程实践提供了重要的参考依据。

在今后的工程实践中，将进一步加强对土壤含水特性的研究，不断提高工程建设的质量和安全水平。

八、参考文献。

1.《土壤力学与基础工程》。

2.《土壤力学试验方法》。

以上为界限含水率试验报告内容，供参考。

试验四 界限含水率试验1 界限含水率及常用测定方法1.1 界限含水率 1.1.1界限含水率细粒土由于含水率的不同，分别处于流动状态、可塑状态、半固体状态和固体状态。

液限L ω是细粒土呈可塑状态的上限含水率，即土体含水率若超过液限，土体则处于流动状态；塑限P ω是细粒土呈可塑状态的下限含水率，即土体含水率若低于塑限，土体则处于半固体状态；缩限s ω是细粒土从半固体状态过渡固体状态时体积不在收缩的含水率。

1.1.2塑性指数、液性指数塑性指数P I 用来描述土的塑性大小，习惯上用不带百分号的数值表示，由下式计算：P L P I ωω-=液性指数L I 用来表示天然含水率与界限含水率的关系，由下式计算：PL PL I ωωωω--=1.2 常用测定方法常用的方法有搓条法、蝶式液限仪、平衡锥式液限仪、液塑限联合测定等方法。

此次试验采用液塑限联合测定的方法。

1.3试验目的测定细粒土的液限、塑限含水率及其塑性指数P I 、液性指数L I 的确定。

1.4试验原理液塑限联合仪的圆锥下沉深度h 与含水率%ω在对数坐标中呈线性关系，即：b k h +=)01.0lg(lg ω2 液塑限联合试验步骤2.1 仪器设备（1）光、电式液塑限联合测定仪；（2）天平：称量200g。

感量0.01g；（3）式样杯：内径40mm，高30mm（4）其它：烘箱、干燥缸、铝盒、调土刀、筛网（0.5mm）、凡士林或润滑油、纯水等。

2.2 操作步骤（1）液塑限联合试验原则上采用天然含水率的土样制备式样，但也可用干土制备式样。

首先取土并去除土样中大于0.5mm的土颗粒。

；（2）按下沉深度约为4~5mm，9~10mm和16~18mm范围制备不同稠度的土膏，静置在保湿缸中，静置时间视含水率大小而定，一般为24h；（3）将土膏用调土刀充分调拌均匀，密实的填入式样杯中，刮平表面后放在仪器底座上；（4）取出圆锥仪，在锥体表面涂上凡士林或润滑油；（5）接通电源，使电磁铁吸稳锥体；（6）调节屏幕准线，使初始读数位于零刻度处；（7）调节升降座，使锥体刚好接触土面；（8）断开电磁铁电源，使圆锥仪在自重下沉入土内，5s后读取下沉深度并记录；（9）将试样取出10g左右，测定其含水率；（10）重复（3）~（9）步，做完其余两个试样。

土的界限含水率试验记录一、实验目的：确定土壤的界限含水率，即液态限度（LL）和塑性限度（PL），并计算塑性指数（PI）。

二、实验原理：液态限度（LL）是指土壤在特定条件下完全饱和的含水量，塑性限度（PL）是指土壤变得塑性足够以便能做为可成形的材料时的含水量。

塑性指数（PI）则是从LL和PL的差值计算得到的。

三、实验步骤及记录：1.取一定量的土壤样品，并将其晾干至恒重。

2.准备一个砂盘，并在盘底部贴上滤纸以防止土壤失水。

3.将晾干土壤样品分为若干小份，每份质量约为30克。

称取并记录每一小份样品的质量。

4.将每一小份样品放入一个塑料容器中，并加入足够的水搅拌至土壤完全饱和。

5.将饱和土壤样品从容器中取出，排除多余的水分。

6.将饱和土壤样品放入砂盘中，进行手工操作，以使土壤分散，形成均匀的泥浆状。

7.将手工操作的土壤样品放入称重瓶中，并记录称重瓶的质量。

8.将装有泥浆状土壤的称重瓶放入干燥室中，在温度为105摄氏度下烘烤至恒重。

恒重时取出并记录称重瓶的质量。

实验数据记录如下：试样编号干质量（g）饱和质量（g）瓶质量（g）屏幕前1 30.5 33.2 43.72 30.2 33.0 43.93 30.4 33.0 44.1四、结果计算与分析：根据实验数据，可以计算液态限度（LL）和塑性限度（PL）的值。

1.计算液态限度（LL）：LL=（饱和质量-干质量）/（干质量）×100液态限度（LL）的计算结果为：LL=（33.0-30.2）/（30.2）×100=9.27%2.计算塑性限度（PL）：PL=（干瓶质量-瓶质量）/（干质量）×100塑性限度（PL）的计算结果为：PL=（43.9-43.7）/（30.2）×100=0.66%3.计算塑性指数（PI）：PI=LL-PL塑性指数（PI）的计算结果为：PI=9.27%-0.66%=8.61%根据上述计算结果，我们可以得出该土壤样品的液态限度（LL）为9.27%，塑性限度（PL）为0.66%，塑性指数（PI）为8.61%。

土的界限含‎水量试验对于工程来‎说，土的液限、塑限有着比‎较重要的实‎用意义。

目前对土的‎界限含水量‎的测定还存‎在一些问题‎。

其一，液限w标准‎的确定还处‎在过渡时期‎，即标准圆锥‎下沉10r‎a m和17‎n m 为液限含水‎量．势必使人们‎对土的名称‎和状态产生‎不同程度的‎误解．特别是非专‎业人员，很难搞明白‎，为什么原来‎是一种土，而现在又是‎另一种土，原来处在一‎种状态而现‎在又处在另‎一种状态，为此笔者建‎议在岩土试‎验报告中同‎时提供10‎m m和17‎m m液限两‎个值．让设计者按‎具体需要而‎定，确定地基承‎载力时采用‎10nma‎液限值及其‎相应指标，地基土分类‎及评判土的‎干湿状态时‎采用17n‎m a。

其二，测定土的液‎塑限时取标‎准样的问题‎．国标上规定‎土要过0．5mm的筛‎，才能进行实‎验。

在实际操作‎中，有一些土(如残积土)用眼睛观察‎含有较多砂‎粒、砾石及岩屑‎、岩块．一旦过0．5nun筛‎后做界限试‎验，测出的塑性‎指数可能很‎大，不能反映土‎的实际情况‎。

因此对这种‎土最好能采‎用筛分法确‎定砂粒含量‎，如果砂粒含‎量已达到砂‎土的标准，就不必再做‎液、塑限试验，反之，贝u可进行‎相应的界限‎试验确定土‎的名称。

实际上，有些上是处‎在杂土状态‎，无法定名，这时可根据‎工程需要，作相应的处‎理。

比如．以土中粘粒‎为主做试验‎或以砂粒为‎主做试验，目的就是反‎映土的真实‎情况，为工程建设‎服务。

其三，界限含水量‎土样制备的‎方式(风干、天然、烘干)会影响测试‎结果。

国标中规定‎对于比较均‎匀的土可采‎用天然含水‎状态的土样‎，对土中含有‎较多的砂、砾、卵石的土类‎．采用风干土‎样，过0．5nun筛‎．再加水浸润‎一昼夜。

采用天然含‎水状态的土‎样时．应尽量将土‎样切碎，但土样含水‎率较大或粘‎性较大时，非常难切到‎很细，大部土团粒‎径均>O．5rrmi‎，因此在加水‎浸润时，很难达到均‎匀状态，土膏中总是‎有一个个的‎硬粒，这对试验结‎果影响很大‎，故是否采用‎不要采用天‎然含水状态‎的土样应视‎含水率及粘‎性大小而定‎。

界限含水量界限含水量（Limiting Moisture Content）是指在一定的条件下，土壤或其他多孔介质中所能保持的最小含水量。

在土壤力学和岩土工程领域，界限含水量是一个重要的参数，它对于土壤的工程性质和行为具有重要的影响。

界限含水量的定义与测定界限含水量是指土壤或岩石中所能保持的最小含水量，超过该含水量，土壤或岩石就会变得可塑或可液化。

界限含水量的测定通常使用标准贯入试验（Standard Penetration Test，简称SPT）或剪切试验来进行。

在标准贯入试验中，通过将一个标准贯入钻杆驱入土层中，测量每次冲击所需的能量，从而确定土壤的界限含水量。

在剪切试验中，通过施加剪切力来测定土壤的界限含水量。

界限含水量与土壤工程性质界限含水量对土壤的工程性质和行为具有重要的影响。

在土壤力学中，界限含水量是确定土壤液化潜力和塑性指数的关键参数之一。

当土壤的含水量低于界限含水量时，土壤呈现固体状态，其颗粒之间的接触力较大，土壤的强度较高。

但当土壤的含水量超过界限含水量时，土壤呈现液态或半液态状态，颗粒之间的接触力减小，土壤的强度明显下降。

在土壤液化潜力的评估中，界限含水量是一个重要的参数。

液化是指土壤在地震或其他外力作用下，失去强度并呈现液态状态的现象。

当土壤的含水量接近或超过界限含水量时，土壤的液化潜力就会增大，容易发生液化现象，对工程结构的稳定性造成威胁。

除了液化潜力，界限含水量还与土壤的塑性指数密切相关。

塑性指数是衡量土壤可塑性的指标，它表示土壤在水分作用下的变形能力。

当土壤的含水量接近或超过界限含水量时，土壤的塑性指数会增大，土壤的可塑性也会增强，对工程结构的变形和稳定性产生影响。

界限含水量的影响因素界限含水量受多种因素的影响，主要包括土壤类型、土壤颗粒组成、孔隙结构和温度等。

土壤类型是影响界限含水量的重要因素之一。

不同类型的土壤具有不同的颗粒大小和颗粒形状，因此其界限含水量也会有所差异。