土工试验作业指导书执行标准:《公路土工试验规程》JTJ051-93《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》JTJ057-94土粒的分类:(一)巨粒土分类:试样中巨粒组质量多于总质量50%的土称巨粒土1、巨粒组质量多于总质量75%的土称漂(卵)石。
漂石粒多于50%称漂石(B);漂石粒小于等于50%称卵石(Cb)。
2、巨粒组质量为总质量75%~50%的土称漂石(卵)石夹土。
漂石粒多于50%称漂石夹土(BSl);漂石粒小于等于50%称卵石夹土(CbSl)。
3、巨粒组质量为总质量50%~15%的土称漂石(卵)石质土。
漂石粒多于50%称漂石质土(SlB);漂石粒小于等于50%称卵石质土(SlCb)。
4、巨粒组质量少于总质量15%的土,可扣除巨粒,按粗粒土或细粒土的相应规定定名。
(二)粗粒土分类:试样中粗粒组质量多于总质量50%的土称粗粒土1、粗粒土中砾粒组质量多于总质量50%的土称砾类土(1)砾类土中细粒组质量少于总质量5%的土称砾(G)。
当C u≥5,C c=1~3时,称级配良好砾(GW),否则称级配不良砾(GP)。
(2)砾类土中细粒组质量为总质量5%~15%的土称含细粒土砾(GF)。
(3)砾类土中细粒组质量大于总质量的15%,并小于或等于总质量的50%时,按细粒土在塑性图中的位置定名。
当细粒土位于塑性图A线以下时,称粉土质砾(GM);当细粒土位于塑性图A线以上时,称粘土质砾(GC)2、粗粒土中砾粒组质量少于总质量50%的土称砂类土,(1)砂类土中细粒组质量少于总质量5%的土称砂(S)。
当C u≥5,C c=1~3时,称级配良好砂(SW),否则称级配不良砂(SP)。
(2)砂类土中细粒组质量为总质量5%~15%的土称含细粒土砂(SF)。
(3)砂类土中细粒组质量大于总质量的15%,并小于或等于总质量的50%时,按细粒土在塑性图中的位置定名。
当细粒土位于塑性图A线以下时,称粉土质砂(SM);当细粒土位于塑性图A线以上时,称粘土质砂(SC)(三)细粒土分类:试样中细粒组质量多于总质量50%的土称细粒土1、细粒土中粗粒组质量少于总质量25%的土称为细粒土(F)。
当液限大于等于50%、位于A线以上称为高液限粘土(CH),A线以下称为高液限粉土(MH);当液限小50%、位于A线(Ip=10)以上称为低液限粘土(CL),A线(Ip=10)以下称为低液限粉土(ML)。
2、细粒土中粗粒组质量为总质量25%~50%的土称含粗粒的细粒土(FSl)3、含有机质的细粒土称有机土。
位于A线以上,B线以右称有机质高液限粘土(CHO),B线以左,Ip=10线以上称有机质低液限粘土(CLO);位于A线以下,B线以右称有机质高液限粉土(MHO),B线以左,Ip=10线以上称有机质低液限粉土(MLO)。
天然含水量试验(烘干法)定义:土的含水量是在105~110℃下烘至恒量时所失去的水分质量和达恒量后干土质量的比值,以百分数表示,本法是测定含水量的标准方法。
适用范围:适用于粘质土、粉质土、砂类土和有机质土类。
仪器设备:烘箱,天平(感重0.01g ),铝盒等。
试验步骤: 1、对现场送取的土样,应于接收后立即着手做天含水量试验。
从样品袋里取样品中部具有代表性的试样,细粒土约15~30g ,砂类土、有机土约50g ,放入铝盒内,立即盖好盒盖,用天平称量,即为盒加湿土质量m 1,准确至0.01g ,作好记录。
2、揭开盒盖,将试样和盒放入烘箱内温度105~110℃恒温下烘干。
烘干时间对细粒土不得少于8h ,对砂类土不得少于6h 。
对含有机质超过5%的土,应将温度控制在65~70℃的恒温下烘干。
3、将烘干后的试样和盒取出,放入干燥器内冷却,冷却后盖好盒盖,称量,即为盒加干土质量m 2,准确至0.01g 。
4、 按下式计算含水量:式中:ω——含水量,%;m 1——盒+湿土质量,g ;m 2——盒+干土质量,g ;m 3——盒质量,g 。
计算至0.1%。
精密度和允许差:试验须进行二次平行测定,取其算术平均值,允许平行差值应符合下表规定。
ω= m 1-m 2 m 2-m 3×100报告见附表(试表04)液塑限含水量试验(液限塑限联合测定法)本试验的目的是联合测定土的液限和塑限,为划分土类、计算天然稠度、塑性指数,以供施工使用需要。
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。
仪器设备:光电式液塑限联合测定仪,天平(感重0.01g),盛土杯,烘箱,调土刀等。
试验步骤:1、取有代表性的风干土样进行试验,将大于0.5mm筛出,取筛下代表性土样约200g,分开三个盛土小瓷碗中,加不同数量的蒸馏水,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18h以上。
测定期a点的锥入深度应为20(±0.2mm)。
测定c点的锥入深度应控制在5mm以下。
对于砂类土,测定c点的锥入深度可大于5mm 。
2、仪器准备:按仪器的操作规程进行仪器使用前的检查、调平机身,打开开关,提上锥体,使读数窗刻度显示为零,试用仪器的灵敏度,认真检查仪器的正常情况。
3、将制备的土样充分搅拌均匀,分层装入盛土杯,用力压密,使空气逸出。
对于较干的土样,应先充分搓揉,用调土刀反复压实。
试杯装满后,刮成与杯边齐平。
4、将装好土样的试杯放在联合测定仪的升降座上,选择仪器为自动(或手动)按钮,徐徐转动升降旋钮,待锥尖与土样表面刚好接触时,指示灯亮,停止转动旋钮,锥体立刻自行下沉,5s后,警示铃开始发出信号,立刻开始读数,读数窗标尺显示的刻度即为锥入深度,作好记录。
读数完毕,转动旋钮,使盛土杯下降,并取下盛土杯,按“吸”按钮,擦净锥尖泥土,提上锥体。
5、如锥入深度满足对应锥入深度要求,立刻刮去表面和锥尖接触的土样,取上、中和底部约30g两份测其含水量。
6、其它各点土样以同样的方法,测其锥入深度和对应的含水量。
7、结果整理:在二级双对数坐标纸上,以含水量W为横坐标,锥入深度h为纵坐标,点绘三a、b、c三点含水量的h—W图,连接三点,应呈一条直线。
如三点不在同一条直线上,要通过a点与b、c两点连成两条直线,根据液限(a点含水量)在h p—W L图上查得h p,以此h p在h—W 图上的ab及ac两直线上求出相应的两个含水量,当两个含水量的差值小于2%时,以该两点含水量平均值与a点连成一直线。
当两个含水量的差值大于2%时,应重做试验。
在h—W图上,查得纵坐标入土深度h=20mm所对应的横坐标的含水量W,即为该土样的液限W L。
根据液限W L与塑限时入土深度h p的关系曲线,查得h p,再由h —W求出入土深度为h p时所对应的含水量,即为该土样的塑限W P。
在查h p—W L关系图时,须先通过简易鉴别法及筛分法把砂类土与细粒土区别开来,再按这两种土分别打用相应的h p—W L关系曲线;对细粒土,用双曲线确定h p值;对于砂类土,则采用项式曲线确定h p值。
(见JTJ051-93,P=83)报告见附表(试表05)击实试验本试验为重型击实试验,小试筒适用于粒径不大于25mm的土,大试筒适用于粒径不大于38mm的土。
击实试验方法种类仪器设备:电动击实仪(配有手动击实仪),烘箱,干燥器,天平(感重为0.01g)案秤(10kg,感重5g),土壤筛,金属盘,量筒,脱模器,铝盒,刮刀等。
将具有代表性的风干土样过25mm(或38mm)的筛,按四分法分至5个试样,每个试样3kg(6kg),分别加入不同水分(按2%~3%含水量递增),拌匀后闷料一夜备用。
试验步骤:将击实筒固定在击实仪上,设置好锤击次数,根据击实筒的大小选择好平动卡,插好插销。
将制备好的土样按规定的层数,每次等量的装入筒内,按击实的操作规程进行试验。
各层均击实完毕后,取下击实筒,用修土刀沿套筒内壁削刮,使试样与套筒脱离后,扭动并取下套筒,齐筒顶细心削平试样,拆除底板,擦净筒外壁,称量,准确至1g,(扣除筒重,即为湿土重,除以筒的体积,即得湿土密度)用脱模器推出筒内试样,从试样靠中心处在上、中、下部位取样测其含水量W ,计算至0.1%。
其它各个试样均按上述步骤进行,分别测其湿密度ρ和含水量,在五个试样中,必须使干密度有一个明显的峰值,如果没有应进行补点击实试验。
按下式计算各点的干密度ρd :以干密度为纵坐标,含水量为横坐标,绘制干密度与含水量的关系曲线图,曲线上峰值点的纵、横坐标分别为最大干密度和最佳含水量。
当试样中有大于38mm 颗粒时,应先取出大于38mm 颗粒,并求得其百分率P ,把小于38mm 部分作击实试验,按下面公式分别对试验所得的最大干密度和最佳含水量进行校正(适用于大于38mm 颗粒的含量小于30%时)式中:ρ`dm ——校正后的最大干密度,g/cm 3;ρdm——用粒径小于38mm 的土样试验所得的最大干密度,g/cm 3; P ——试料中粒径大于38mm 颗粒的百分数,%;G `s ——粒径大于38mm 颗粒的毛体积比重,计算至0.01。
最佳含水量按下式校正:W `0=Wo (1-0.01P )+0.01PW 2式中:W `0——校正后的最佳含水量,%;Wo ——用粒径小于38mm 的土样试验所得的最佳含水量,%;ρd = ρ1+0.001Wρ`dm = 10.01P (1-0.01P ) ρdm + `sW2——粒径大于38mm颗粒的吸水量,%。
报告见附表(试表06)承载比(CBR)试验本试验是对各种土和路面基层、底基层材料进行承载比试验,以考查各区填筑材料的力学性能。
试样的最大粒径宜控制在25mm以内,最大不得超过38mm。
仪器设备:土壤筛,试筒,套环,筒内垫块,夯击底板,击实仪,贯入杆,路强仪,百分表,多孔板,多孔底板,支承架,荷载板,水槽,台秤,脱模器等。
试样制备:将具有代表性的风干试样用木锤捣碎,过38mm的筛,并记录超尺寸颗粒含量。
将已过筛的试样按四分法取出约55kg。
再用四分法将取出的试样分成9份,每份质量6kg。
每份试样以最佳含水量加水,用小铲将试样充分拌和到均匀状态,然后装入塑料袋内浸润24h。
制件前先测其含水量,称试筒质量(m1),按标准击实方法以每层击数分别为30、50和98次各制3个试件,使试件的干密度从低于95%到等于100%的最大干密度。
击实完毕后,卸下套环,用直刮刀沿试筒顶修平击实的试件,表面不平整处用细料修补。
取出垫块,称试筒和试件的质量(m2)。
泡水测膨胀量步骤:1、在9个试件全部制成后,取下试件顶面的破残滤纸,放一张好滤纸,并在上安装附有调节杆的多孔板,在多也板上加4块荷载板。
2、将试筒与多孔板一起放入水槽(先不放水),并用拉杆将模具拉紧,安装百分表,并读取初读数。