01.3土工(界限含水率-液塑限联合测定法)
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土工试验中的液塑限联合测定法土工试验中的液塑限联合测定法史册光〔路华教研室)l提要l 采用联合测定法浏定液限和塑限、是近年来土工试验的研完课绝之本文着重介绍了联合测定法的两种方法, 并折出各自的发展前芳_ 、一、液限的测定液塑限怂土力学中很玉要的物理性质指标之一。
早在一九一一年瑞典农学家阿太堡( 冬t 枪b e 玛) 研究农用土的物理状态. 认为细粒上随着上中含水量的不同分别处于各种不同的状态, 他提出了土从固态过渡到液态的五个阶段, 从而提出液限与塑限的概念,通称为阿太堡限度。
此后太沙笨( T e r z “ g -hi ) 将其引用于土力学一九三飞年卜萨格兰德( c o s a g r a lld e) 设i十了碟式仪, 建立了较精确的液限测试方法。
一九四二年瓦西里耶夫研究了瑞典园锥试验睐即. 提出了平衡园锥仪法, 以76 克加度锥入土深度1() 毫米时的含水量定义为液限, 于一九四九年被列入苏联国家标准( 「o c T ) 故液限的测定有两种方法, 即碟式仪法和园锥仪法。
目前多数国家仍使用卡氏碟式仪测定液限; 而苏联、东欧、中国、英国、法国、瑞典、印度等国己采用锥式仪, 但各国的锥度. 锥重不尽相同。
碟式仪法为测定液限的经典方法, 其物理意义明确。
但由于仪器制造和操作要求十分严格, 对某些上如砂性上. 因震动作用会出现“ 液化” 现象等问题: 故齐[(1 趋向J: 用锥式仪测定液限, 但仍以碟式仪为从础. 试验结果应与碟式仪幕本一致。
在一般情配卜碟式仪比锥式仪测得的液限大; 从梢度看, 园锥仪的精度比碟式仪高由于园锥仪操作比较简单. 成果比较稳定, 经采用电磁放锥后, 其优点更为显著。
二、·塑限的测定塑限试验一般仍采用搓条法。
其搓条方法各国不尽相同, 但均以搓至3 毫米断裂时的含水量为塑限。
由f 样条法的缺点是众所周知的, 已不能适应当前岩土工程的需要, 在此情况下, 用园锥仪联合i则定液塑限己逐步提到日程上来.J了.三、用园锥仪联合测定液塑限所谓联合测定, 就是用园锥仪同时测定液限和塑限。
1引言液塑限是公路土工试验中的一项基本试验,根据所测的含水率、液限、塑限等界限含水率,计算塑性指数,并根据塑性图利用塑性指数和液限分类对细粒土进行定名[1]。
国内外学者关于液塑限试验的研究取得了很多成果,如蒋佰坤等[2]通过试验说明了利用联合测定法的先进性;曹学禹[3]研究了圆锥入土深度在不同材料土体中液塑限的相关性不同;杨婷等[4]运用将最小二乘数法引入液、塑限计算;薛凯喜等[5]研究了竖向渗透分层取样条件下干密度与液塑限的关系;郑德平[6]基于高液限土界限含水率的测定,掺砂改良了路基填料;陈晋[7]通过全自动水分测定仪研究了取样量对测定结果的影响;陈玉燕等[8]运用数值模拟研究了界限含水率与温度场的相关性;郝志宁[9]将液塑限试验用在了填料选择中,实现了其在工程施工中的应用。
为深入研究液塑限测定方法及含水率、液限、塑限等之间的相关关系,本文以成资渝高速公路TJ2标项目为背景,在液塑限联合测试试验的基础上,对界限含水率的相关性进行研究,拓宽了其在工程领域中的应用。
2试验原理液塑限联合测定法,在我国工程建设领域应用较广泛。
根据极限平衡理论,当土中含水率达到液限时,土体处于从黏滞液体状态过渡到黏滞塑性状态的临界点,试样达到最小抗剪强度[10]。
试锥进入土体深度如图1所示。
【作者简介】高明亮(1984~),男,吉林辽源人,工程师,从事道路与桥梁工程技术研究。
土体液塑限联合测定法及界限含水率相关性分析Correlation Analysis of Soil Boundary Moisture Content Based onLiquid Plastic Limit Joint Measurement Method高明亮1,杨义辉2(1.北京九通衢检测技术股份有限公司,北京100071;2.重庆公共运输职业学院,重庆402247)GAO Ming-liang 1,YANG Yi-hui 2(1.Beijing Jiutongqu Testing Technology Co.Ltd.,Beijing 100071,China ;2.Chongqing Vocational College of Public Transportation,Chongqing 402247,China)【摘要】运用液塑限联合测定法对选取的20组土样进行天然含水率、液限、塑限测定,为进一步研究上述土体界限含水率的关系,运用一次函数和二次函数进行拟合。
第三章土的界限含水率试验第一节锥式仪液限试验一、试验目的测定土的液限,并与塑限试验和含水率试验结合,用以计算土的塑性指数和液性指数,作为粘性土的分类以及判别土的状态之用。
二、基本原理土的液限是粘性土从可塑状态转到流动状态的界限含水率。
圆锥液限仪是根据一定重量和固定角度的平衡锥沉入土中一定深度时的含水率恰为液限这一原理制作的。
前苏联A.M.瓦西里耶夫经过多次试验认为锥体重量为0.75N,锥角为30º,锥体沉入深度为10mm时,土的抗剪强度是8.232kPa,此时土的含水率即为液限。
三、仪器设备1、铝盒、调土杯及调土刀;2、锥式液限仪(图3-1);3、天平:感量为0.01g;4、筛:孔径为0.5mm;5、磁钵和橡皮头研棒;6、烘箱:应能控制温度105~110ºC;7、干燥器。
图3-1锥式液限仪1-锥身;2-手柄;3-平衡装置;4-试杯;5-底座四、操作步骤1、制备土样取天然含水率的土样约50g,捏碎过筛;若天然土样己风干,则取样80g研碎,并过0.5mm筛;加纯水调成糊状,盖上湿布或置保湿器内12h以上,使水分均匀分布。
2、装土样于调土杯中将备好的土样再仔细拌匀一次,然后分层装入试杯中;用手掌轻拍试杯,使杯中空气逸出;待土样填满后,用调土刀抹平土面,使土面与杯缘齐平。
3、放锥(1)在平衡锥尖部分涂上一薄层凡士林,以拇指和食指执锥柄,使锥尖与试样面接触,并保持锥体垂直,轻轻松开手指,使锥体在其自重作用下沉入土中;注意放锥时要平稳,避免产生冲击力。
(2)放锥15s后,观察锥体入土中的深度,以土样表面与锥接触处为准;若恰为10mm(锥上有刻度标志),则认为这时的含水率就为液限。
若锥体入土深度大于或小于10mm时,表示试样含水率大于或小于液限,此时,应挖去沾有凡士林的土,取出全部试样放在调土杯中,使水分蒸发或加纯水重新调匀,直至锥体下沉深度恰为10mm时为止。
4、测液限含水率将所测得的合格试样,挖去沾有凡士林的部分,取锥体附近试样少许(约15~20g)放入铝盒中测定其含水率,此含水率即为液限。
界限含水率的测定及数据处理方法发布时间:2022-01-11T01:14:45.823Z 来源:《工程管理前沿》2021年第22期作者:张芹1 赵延平2通讯作者[导读] 本文介绍了土体界限含水率常规的测试方法,分别为碟式液限法、搓滚塑限法和收缩皿缩限试验和液塑限联合测定法。
其中,液塑限联合测定法应用最为广泛。
张芹1 赵延平2通讯作者1.广西建筑新能源与节能重点实验室,桂林理工大学(广西桂林 541004)2.桂林航天工业学院 (广西桂林 541004)摘要:本文介绍了土体界限含水率常规的测试方法,分别为碟式液限法、搓滚塑限法和收缩皿缩限试验和液塑限联合测定法。
其中,液塑限联合测定法应用最为广泛。
利用EXCEL表格中函数与数据处理功能,基于液塑限联合测定法,建立了界限含水率的数据处理方法。
关键词:界限含水率,测定方法,数据处理1 前言土的界限含水率又称稠度界限,主要包括缩限WS、塑限WP和液限WL,代表土体从一种状态进入到另一种状态的分界含水量。
界限含水率的测定是最基本的土工试验项目,它与土的大多数工程性质息息相关,如:渗透性、压缩性意见抗剪强度等。
如何准确的测定土的界限含水率对于判断土体的性质显得尤为重要。
2 界限含水率的测定方法根据《土工实验方法标准》(GB/T50123-2019),界限含水率常用的测试方式分为四类,分为碟式液限法、搓滚塑限法和收缩皿缩限试验和液塑限联合测定法。
由于土颗粒的大小对测试结果会产生一定效果的影响,进行试验前均需对土体进行筛分,只取0.5mm筛孔以下的土体使用。
碟式液限法以碟式仪槽底土样合拢所需的击数和含水率之间的关系绘制液限曲线图,取25击次所对应的含水率为液限。
搓滚塑限法又称搓条法,是将土体搓成3mm粗细的土条且表面刚开始出现螺旋状裂纹,则认为其对应的含水率正好为塑限。
该方法受人为因素较大,只适用于工程上粗略且快速的评估土的塑限。
收缩皿缩限试验是通过收缩试验得到线缩率-含水率关系曲线,分别作其线性收缩段和收缩稳定水平段的切线,两条直线交点所对应的含水率即为所求缩限。
试验三 界限含水率试验一、试验目的掌握界限含水率试验方法和塑性指数、液性指数的计算,并能利用界限含水率指标进行土的分类和定名,判断天然土的状态。
试验要求:由实验室提供试样,学生按照要求测定土样的界限含水率,根据界限含水率和土的天然含水率计算该土的塑性指数、液性指数,进行土的分类和定名。
二、试验原理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。
液限是细粒土呈流动状态与可塑状态分界处的含水率(记作ωL ),塑限是细粒土呈可塑态状与半固体状态分界处的含水率(记作ωp ),缩限是细粒土呈半固体状态与固体状态分界处的含水率(为30(1)制备试样:取代表性天然土或风干土过 0.5mm 的孔筛,过筛后取约250g ,放入调土皿中,加纯净水调成均匀浓糊状,将拌和均匀的土样密封于保湿缸中静置24小时;(2)将试样用调土刀调匀,密实地填入试杯中,土中不能含封闭气泡,将高出试样杯的余土用调土刀刮平,不得在杯口反复涂抹;(3)将刮平的试杯放在测试杯座上,用布擦净圆锥仪,并在锥体上涂抹一薄层凡士林,提住锥体上端手柄,放在试样表面中部,至锥尖刚好与土面接触时,放松手指,使其锥体在自重状态下沉入土中;(4)经15s 后观看锥尖入土深度,若锥体入土深度刚好为10mm 时,表示土的含水率适为液限,如不符合上述要求应重新调试土膏;(5)将所测得的合格试样,挖去有凡士林的部分,取锥体附近试样迅速放入铝盒内测定其含水率,此含水率既为液限,含水率试验方法见试验一,液限记录表见4—1;此试验需进行两次平行试验,当两次测定的液限含水率差值小于2%时,取平均值作为该土样的液限。
四、塑限试验(搓滚法)1. 仪器设备:(1)天平:称量200g ,最小分度值0.01g ;(2)其它工具:调土刀,调土碗,0.5mm 孔筛,毛玻璃; (3)含水率试验全套设备等。
2.试验步骤:(1)试样制备:与液限试验基本相同,但制样含水率较低,使其在塑限左右,判断方法为试样在手中捏揉而不粘手;(2)取试样一小块,先用手搓成椭圆形,然后用手掌在毛玻璃板上轻轻搓滚,搓滚时手掌均匀施加压力于土条上。
1.引用标准:1.1《公路土工试验规程》JTG E40-20071.2《公路路基施工技术规范》JTG F10-20062.抽样方法及样本大小:2.1抽样方法:2.1.1 取土粒径小于0.5mm,以及土样有机质含量不大于试样总质量5%的土。
2.1.2 土粒径大于0.5mm及有杂物时,须过0.5mm筛。
2.2 样本大小:2.2.1 采用天然含水率土样:取代表性土样5000g。
2.2.2 采用风干土样:取0.5mm筛下代表性土样200g。
5. 检测系统框图:6. 检测前、后对被测样品、检测仪器、环境要求、设备安装的检查:6.1 检测前:6.1.1检查被测土样粒径是否小于0.5mm,有机质含量是否小于试样总质量的5%。
6.1.2检查仪具是否处于准用期内,是否处于正常工作状态下。
6.2 检测后:6.2.1 做好仪具清洁保养工作。
6.2.2 发现仪具损坏,上报设备管理员,予以及时维修。
7. 检测步骤:7.1依据《公路土工试验规程》JTG E40-2007标准:7.1.1取有代表性的天然含水率或风干土样进行试验。
如土中含大于0.5mm的土粒或杂物时,应将风干土样用带橡皮头的研杵研碎或用木棒在橡皮板上压碎,过0.5mm的筛。
取0.5mm筛下的代表性土样200g,分开放在三个盛土皿中,加不同数量的蒸馏水,土样的含水率分别控制在液限(a点)、略大于塑限(c点)和两者的中间状态(b点)。
用调土刀调匀,盖上湿布,放置18h以上。
测定a点的锥入深度,对于100g锥应为20 mm±0.2mm,对于76g锥应为17mm。
测定的c 点的锥入深度,对于100g 锥应控制在5mm 以下,对于76g 锥应控制在2mm 以下。
对于砂类土,用100g 锥测定c 点的锥入深度可大于5m m ,用76g 锥测定c 点的锥入深度可大于2mm 。