1、14土工试验,概述 本章要点:.1土的形成及土工试验的重要性;. 2含水量、密度、颗粒分析、 颗粒密度、界限含水量、击实。,14.1检测评定依据,1铁路工程土工试验规程TB10102-2004 2客运专线铁路路基施工技术指南 （TZ212-2005） 3铁路I程岩土分类标准(TBl00772001) 4铁路路基工程施工质量验收标准（TB 10414-2003） 5铁路路基施工规范（TB 10202-2002） 6客运专线铁路路基工程施工质量验收暂行标准（铁建设2005160号） 7建筑地基基础设计规程（GB 50007-2002） 8建筑地基处理技术规范（JGJ 79-2002） 9 湿陷性黄
2、土地区建筑规范（GB 25-2005）,14.2 土定义,1）由风化作用形成的沉积物或未经固结的松散集合体，在工程上统称为土。,14.3应掌握和了解的试验项目,掌握：含水量、密度、颗粒分析、 颗粒密度、界限含水量、击实等；了解：有机物，湿陷系数、自重湿陷系数、膨胀率、膨胀力，化学分析。,4）土工试验的重要性：,为工程设计或施工提供可靠的技术指标和参数； 如果测试指标失真，不仅使按此设计的工程失稳甚至于破坏，就会造成财力、物力的浪费。 土工试验成果因试验方法和试验技巧的熟练程度不同，会有较大差别。这种差别远大于计算方法所引起的误差。,5）为了使土工试验比较正确地反映实际土的性状，要求试验人员必须
3、了解和掌握以下五方面的情况：,(1)试验目的和所依据的原理。(2)使用仪器设备性能，操作方法。(3)试验应获得哪些数据、分析出什么结论。(4)试验中的注意事项、误差的初步分析。(5)分析试验设计与实际问题的联系。,.6土的主要成因类型有,残积、 坡积、 洪积、 冲积、 湖积、 冰积和风积。,.7根据土粒之间有无黏结性大致可将土分为,砂类土(砾石、砂)和黏性土两大类。,8室内试验项目包括：,1)土的物理性能试验； 2)砂的相对密度试验： 3)土的变形试验： 4)土的强度试验： 5)土的化学性试验：,9现场原位测试,原位测试就是在土原来所处的位置基本保持土的天然结构，天然含水率以及天然应力状态测定
4、土的性能。,(1)原位测试常用的方法包括：,1)静力载荷试验(简称载荷试验，平板载荷试验、螺旋载荷试验、桩基载荷试验、动载荷试验等）。 2)静力触探试验： 3)动力触探试验 4)标准贯人试验： 5)十字板剪切试验：,.10铁路土的工程分类：,巨粒土 粗粒土 细粒土,1411土的组成及基本物理指标,1土有二相和三相之分 2土中水及其性质 土中水是影响工程性质的主要因素，土中水具有以下几种形态： 1）吸附水： 2）薄膜水: 3）孔隙水：,1）吸附水的特点,紧紧吸附在颗粒的表面，它的性质与普通水有很大的差别，由于高岭石、蒙脱石、伊利石颗粒表面一般 带有电荷，对水有很大的静电作用，所以能将约003um
5、厚的水吸附在其表面。吸附不的密度在1220之间，冰点在-78并具有很大的黏滞性、弹性和塑性，这种水在地球引力下不移动，只有在105500温度下烘干方法才能从土颗粒表面逸用出。,1)薄膜水的特点,在吸附水的外层，由于距离粘土颗粒表面较远，故被颗粒吸引的程度要弱些。薄膜水在105500可从土中逸出。,3）孔隙水的特点,远离颗粒表面，不受静电力影响，可以自由移动。有重力水、毛细水，孔隙水在80105时即可从土体中逸出。,14.12 土的基本物理指标及换算关系,土是由固体颗粒、水分和空气三相组成。其中每种成分的质量、体积的相对比例有所增减，都会引起土的物理力学性质的变化。图171是土的三相图。,土的三
6、相图,1）可以直接测定的三个基本物理指标,密度、 颗粒密度、 含水率；,2）通过其他指标经计算求得的指标： 孔隙比、 孔隙率及饱和度；,2) 常用计算公式,1密度：单位体积土的质量(包括孔隙中水的质量在内)称为土的密度(g/cm3)。密度试验结果应按下列公式计算：,式中：,试样的湿密度（g/cm3），计算至0.01 g/cm3；d试样的干密度（g/cm3）； m湿试样质量(g)； V 环刀容积(cm3)； w试样含水率()。,.2 制备试样所需加水量:,.3 制备试样所需湿土质量:,计算：,.4 制备试样应增加的水量:,mw0.01(w1- w0)dVs,.5 试样的饱和度（Sr）计算：,.6
7、含水率按下式计算：,计算：,.7重力密度（重度）计算：,r=g=98110,.8土的孔隙率（n）的计算：,.9土的孔隙率（e ）计算：,.10 塑性指数IP和液性指数,IPwLwP,.11 饱和含水率：,.2细粒土塑性指数与颗粒密度的关系：,.4 含水率试验 4.2 烘干法,1电热干燥箱：应能控制温度为105110。 2 真空干燥箱：应能控制温度为6570。 3 天平：称量200g、分度值0.01g；称量1000g、分度值0.2g。 4 称量盒：直径50mm高30mm；长200mm宽100mm高40mm称量盒。 5 干烘箱：内用硅胶干燥剂。,.2 试验操作步骤：,1.称取代表性试样：细粒土15
8、30 （g）,砂类土、有机土3050 （g）,圆砾或角砾250500 （g）,碎石类土5001000 （g）。放入量盒内，盖好盒盖，称量。 2.打开盒盖，将试样盒放入烘箱，在105110 温度下烘干。烘干时间： 粉土、黏性土不少于8 h； 砂类土不少于6 h； 砾、碎石类土不少于4 h。 3.对含有机质大于5%的土，烘干温度控制6570，在真空干燥箱中烘7h或在电热干燥箱中烘18h。 4.从烘箱中取出称量盒，盖上盒盖，放入干燥器中冷却至室温，称干土质量。称量精度：小于200g，准确至0.01g；大于200g，准确至0.2g。5.试验结果含水率（），计算至0.1.,核子密度湿度仪操作及 注意事项
9、,.1指定专人使用保管，严防丢失损坏；应有专门保管室，切勿存放于办公、宿舍、食堂内。 .2每次测试记录完毕，探杆应及时收回，并将底部泥土擦拭干净，当上下移动手柄测杆手感不灵活时，拧出底部滑块上的四个螺钉，取下滑块，擦净，并喷少量专用润滑剂。 .3搬运移动时严禁手抱、肩杠。 .4严格按说明书规定操作,定时充电、保养。 .5熟练操作,减少近距离接触时间,操作后应洗手。,颗粒密度试验,6.1 一般规定 定义： 土的颗粒密度是土体内固体颗粒质量与颗粒体积之比值，单位g/cm3。 用途： 本试验的目的是测定土的颗粒密度，用于计算土的孔隙比、孔隙度、饱和度等指标。,颗粒密度试验方法,6.2 量瓶法 适用于
10、粒径小于5 mm的土；6.3 浮称法 适用于粒径等于大于5 mm的土，其中大于20 mm的颗粒含量少于10时用浮称法； 6.4 虹吸筒法：粒径等于大于5 mm的土，大于20 mm的颗粒含量10时用虹吸筒法;,.5液塑试样制备要点,当采用天然含水率土样时，应剔除大于0.5 mm的颗粒，然后分别按下沉深度为35 mm、911 mm及1618 mm（或分别按接近液限、塑限和二者的中间状态）制备不同稠度的土膏，静置湿润。静置时间可根据含水率的大小而定。6-24h。,6液限、塑限取值,下沉深度17 mm对应的含水率为17mm液限; 下沉深度10 mm对应的含水率为10 mm液限； 下沉深度2 mm对应的
11、含水率为塑限。取值以百分数表示，准确至0.1%。,20 击实试验目的和击实功,1击实试验是测定试样在标准击实功作用下含水率与干密度之间的关系，确定试样的最优含水率和最大干密度。 2 本试验分轻型击实和重型击实：轻型击实试验单位体积击实功约为600kJ/m3，重型击实试验单位体积击实功约为2700kJ/m3。,击实试验试样制备分为,干法和湿法两种。 干法：将代表性试样风干或在低于50 温度下烘干。烘干后以不破坏试样的基本颗粒为准。将土碾碎，过5 mm、20 mm或40mm筛，拌和均匀备用。试样数量，小击实筒最少20 kg，大击实筒最少50 kg。 湿法：将天然含水率试样碾碎过5 mm、20 mm
12、或40mm筛，混合均匀后，按选用击实筒容积取5份试样，其中一份保持天然含水率，其余4份分别风干或加水达到所要求的不同含水率。,击实试验操作主要步骤：,1 称取击实筒质量(m1) 。2 安装好击实筒及护筒（大直径击实筒内还要放入垫块），内壁涂少许润滑油。每个试样应根据选用试验类型按表20.0.3规定，分层击实。每层高度应近似，两层交界处层面刨毛，最后击实面超出筒顶不大于6 mm。击锤应沿击实筒周围锤击一遍后，中间再加一击。3 击实完成后拆去护筒，修平击实筒顶部试样，拆除底板，当试样底面超出筒外时，也应修平，擦净筒的外壁，称筒和试样总质量(m2)，准确至5 g。 4 将试样从筒中推出，从其中心取2
13、个代表性试样按规程烘干法测定含水率。,击实结果,击实干密度(g/cm3)，计算至0.01g/cm3； 含水率() ,0.1 。 以五组干密度为纵坐标，含水率为横坐标，绘制干密度与含水率关系曲线。曲线上峰值点的纵横坐标分别表示击实试样的最大干密度和最优含水率。若曲线不能绘出正确的峰值点，应进行补点。,击实结果修正,校正后试样的最大干密度：,.校正后试样的最优含水率：,击实试验标准技术参数,注：1.Q1、Q2、Z1、Z2、Z3分别称：轻1、轻2、重1、重2、重3；2. Q2、Z2、Z3筒高为筒内净高。.3 . 4.5*457*3*94/2103.9=2701kj/m3,20 改良土试验,29.1 一般规定 29.1.1 改良土是在土中掺入适量的水泥、石灰、粉煤灰等掺合料或其它固化剂，按最优含水率加水拌和，经压实及养生后，抗压强度满足工程要求的混合料。,谢谢大家山东铁正交通工程检测有限公司 向守元 电话139531361130531 80672626,
