1、 土工试验方法标准Standard for soil test methodGBT 501231999关于发布国家标准土工试验方法标准的通知建标1999148 号根据国家计委一九九四年工程建设标准定额制订修订计划(计综合1994240 号文附件九)的要求，由水利部会同有关部门共同修订的 土工试验方法标准 ，经有关部门会审，批准为推荐性国家标准，编号为 GBT 501231999，自 1999 年 10 月 1 日起施行，原国家标准GBJ 12388 土工试验方法标准 同时废止。本标准由水利部负责管理，南京水利科学研究院负责具体解释工作，建设部标准定额研究所组织中国计划出版社出版发行。中华人民共
2、和国建设部一九九九年六月十日前 言本标准是根据国家计委计综合1994240 号文的精神，由南京水利科学研究院会同有关单位，在 1988 年颁布的国家标准 GBJ 12388土工试验方法标准基础上修订而成。本标准在修订过程中，收集了国内外资料，反复进行研究讨论，并结合国内工程发展需要， 在此基础上提出了讨论稿、征求意见稿，广泛征求意见后，经多次修改提出送审稿，最后通过专家审查定稿。本标准共分三十五章四个附录，对原标准作了补充和修改，较原标准增加七项试验和一个方法，主要内容有：1根据国家法定计量单位的规定，对部分名词和化学性试验的计量单位进行了修改，增列了术语、符号一章。2物理性试验项目中，对部分
3、试验方法作了补充和修改，例如含水率试验中增补了冻土含水率的测定、颗粒分析试验中增加了洗盐步骤等。3力学性试验项目中除对部分试验作了补充外，增加了回弹模量试验、应变控制连续加荷固结试验(GBJ 12388 颁布后的课题研究成果)。对承载比试验、黄土湿陷性试验和土的化学性试验等在方法上作了较大的修改。4增加了冻土试样的物理性试验，包括冻土密度试验、冻结温度试验、未冻含水率试验、导热系数试验、冻胀量试验和冻土融化压缩试验。5每项试验附记录表列入附录 D。在附录中列入了试验资料的整理和试验报告；土样要求和管理；室内土工仪器的通用要求， 以保证试验数据的准确可靠。附录 D 为各项试验记录表，以供参考。本
4、标准由水利部负责管理，南京水利科学研究院负责具体解释工作。希望各单位在使用过程中注意积累经验，并将建议和意见寄往南京水利科学研究院 (地址：南京市广州路 223 号；邮编 210029)，以供今后修订时参考。本标准主编单位、参加单位和主要起草人：主编单位：南京水利科学研究院参加单位：铁道部第一勘测设计院中国科学院兰州冰川冻土研究所水利部东北勘测设计院中国建筑科学研究院交通部公路科学研究所主要起草人：盛树馨 吴连荣 徐 祖 徐伯孟 阎明礼 饶鸿雁 陶秀珍目 次前言1 总则2 术语、符号2.1 术语2.2 符号3 试样制备和饱和3.1 试样制备3.2 试样饱和4 含水率试验5 密度试验5.1 环刀
5、法5.2 蜡封法5.3 灌水法5.4 灌砂法6 土粒比重试验6.1 一般规定6.2 比重瓶法6.3 浮称法6.4 虹吸筒法7 颗粒分析试验7.1 筛析法7.2 密度计法7.3 移液管法8 界限含水率试验8.1 液、塑限联合测定法8.2 碟式仪液限试验8.3 滚搓法塑限试验8.4 收缩皿法缩限试验9 砂的相对密度试验9.1 一般规定9.2 砂的最小干密度试验9.3 砂的最大干密度试验10 击实试验11 承载比试验12 回弹模量试验12.1 杠杆压力仪法12.2 强度仪法13 渗透试验13.1 一般规定13.2 常水头渗透试验13.3 变水头渗透试验14 固结试验14.1 标准固结试验14.2 应
6、变控制连续加荷固结试验15 黄土湿陷试验15.1 一般规定15.2 湿陷系数试验15.3 自重湿陷系数试验15.4 溶滤变形系数试验15.5 湿陷起始压力试验16 三轴压缩试验16.1 一般规定16.2 仪器设备16.3 试样制备和饱和16.4 不固结不排水剪试验16.5 固结不排水剪试验16.6 固结排水剪试验16.7 一个试样多级加荷试验17 无侧限抗压强度试验18 直接剪切试验18.1 慢剪试验18.2 固结快剪试验18.3 快剪试验18.4 砂类土的直剪试验19 反复直剪强度试验20 自由膨胀率试验21 膨胀率试验21.1 有荷载膨胀率试验21.2 无荷载膨胀率试验22 膨胀力试验23
7、 收缩试验24 冻土密度试验24.1 一般规定24.2 浮称法24.3 联合测定法24.4 环刀法24.5 充砂法25 冻结温度试验26 未冻含水率试验27 冻土导热系数试验28 冻胀量试验29 冻土融化压缩试验29.1 一般规定29.2 室内冻土融化压缩试验29.3 现场冻土融化压缩试验30 酸碱度试验31 易溶盐试验31.1 浸出液制取31.2 易溶盐总量测定31.3 碳酸根和重碳酸根的测定31.4 氯根的测定31.5 硫酸根的测定EDTA 络合容量法31.6 硫酸根的测定比浊法31.7 钙离子的测定31.8 镁离子的测定31.9 钙离子和镁离子的原子吸收分光光度测定31.10 钠离子和钾
8、离子的测定32 中溶盐(石膏)试验33 难溶盐(碳酸钙)试验34 有机质试验35 土的离心含水当量试验附录 A 试验资料的整理与试验报告附录 B 土样的要求与管理附录 C 室内土工仪器通用要求附录 D 各项试验记录本标准用词说明条文说明1 总 则1.0.1 为了测定土的基本工程性质，统一试验方法，为工程设计和施工提供可靠的参数，特制订本标准。1.0.2 本标准适用于工业和民用建筑、水利、交通等各类工程的地基土及填筑土料的基本工程性质试验。1.0.3 本标准中仅将土分为粗粒土和细粒土两类，土的名称，应根据现行国家标准土的分类标准GBJ 145 确定。1.0.4 土工试验资料的整理，应通过对样本(
9、试验测得的数据)的研究来估计土体单元特征及其变化的规律，使土工试验的成果为工程设计和施工提供准确可靠的土性指标。试验成果的分析整理应按附录 A 进行。1.0.5 土工试验所用的仪器、设备应按现行国家标准土工仪器的基本参数及通用技术条件GBT15406 采用，并定期按现行有关规程进行检定和校准。1.0.6 土工试验方法除应遵守本标准外，尚应符合有关现行强制性国家标准的规定。2 术 语、符 号2.1 术语2.1.1 酸碱度 acidity and alkalinity溶液中氢离子浓度的负对数。2.1.2 校准 calibration在规定条件下，为确定计量仪器或测量系统的示值或实物量具所代表的值与
10、相对应的被测量的已知值之间关系的一组操作。2.1.3 有效应力路径 effective shress path在土体的加压过程中，体内某平面上有效应力变化的轨迹。2.1.4 冻结温度 freezing temperature土中孔隙水发生冻结的最高温度。2.1.5 测力计 load meter强度试验时所用的钢环或负荷传感器。2.1.6 荷载率 load rate某级荷载增量与前一级荷载总量之比。2.1.7 平行测定 parallel measure在相同条件下，采用二个以上试样同时进行试验。2.1.8 抗剪强度参数 parameters of shear streagth表征土体抗剪性能的指
11、标，包括黏聚力和内摩擦角。2.1.9 纯水 pure water脱气水和离子交换水。2.1.10 土试样 soil specimen用于试验的具有代表性的土样。2.1.11 饱和土 saturation soil孔隙体积完全被水充满的土样。2.1.12 悬液 suspension土粒与水的混合液。2.1.13 试验 test按照规定的程序为给定的试样测试一种或多种特性的技术操作。2.1.14 导热系数 thermal conductivity表示土体导热能力的指标。2.1.15 融化压缩系数 thaw compressibility coefficient冻土融化后，在单位压力作用下产生的相对
12、压缩变形量。2.1.16 融化下沉系数 thaw-settelment coefficient冻土融化过程中，在自重压力作用下产生的相对下沉量。2.1.17 未冻含水率 unfrozen-water content在一定负温下，冻土中未冻水的质量与干土质量之比，以百分数表示。2.1.18 检定 verification通过检测，提供证明来确认满足规定的要求。2.2 符号2.2.1 尺寸和时间A试样断面积D试样的平均直径d土颗粒直径h试样高度t时间V试样体积2.2.2 物理性指标Cc曲率系数Cu不均匀系数Dr相对密度e孔隙比Gs土粒比重IL液性指数IP塑性指数Sr饱和度w含水率wL液限wP塑限w
13、n缩限 试样密度2.2.3 力学性指标Af试样破坏时的孔隙水压力系数atc融化压缩系数av压缩系数B孔隙水压力系数Cc压缩指数Cs回弹指数Cv固结系数CBR承载比c黏聚力Ee回弹模量Es压缩模量k渗透系数m试样质量mv体积压缩系数p单位压力pc先期固结压力pe膨胀力Q渗水量qu无侧限抗压强度S抗剪强度Si单位沉降量sr土的残余强度St灵敏度u孔隙水压力 s湿陷系数 e无荷载膨胀率 ef自由膨胀率 ep有荷载膨胀率 wt溶滤湿陷系数 zs自重湿陷系数 a轴向应变 动力黏滞系数 f冻胀率正应力有效应力剪应力内摩擦角 n收缩系数2.2.4 热学指数T温度导热系数2.2.5 化学指标Bb质量摩尔浓度C
14、b浓度Mb摩尔质量n物质的量Om有机质pH酸碱度Vn摩尔体积W易溶盐含量 n质量浓度3 试样制备和饱和3.1 试样制备3.1.1 本试验方法适用于颗粒粒径小于 60mm 的原状土和扰动土。3.1.2 根据力学性质试验项目要求，原状土样同一组试样间密度的允许差值为 0.03gcm 3；扰动土样同一组试样的密度与要求的密度之差不得大于0.01gcm 3，一组试样的含水率与要求的含水率之差不得大于1%。3.1.3 试样制备所需的主要仪器设备，应符合下列规定：1 细筛：孔径 0.5mm、2mm。2 洗筛：孔径 0.075mm。3 台秤和天平：称量 10kg，最小分度值 5g；称量 5000g，最小分度
15、值 1g；称量1000g，最小分度值 0.5g；称量 500g，最小分度值 0.1g；称量 200g，最小分度值 0.01g。4 环刀：不锈钢材料制成，内径 61.8mm 和 79.8mm，高 20mm；内径 61.8mm，高40mm。5 击样器：如图 3.1.3-1 所示。图 3.1.3-1 击样器1定位环；2导杆；3击锤；4击样筒；5环刀；6底座；7试样6 压样器：如图 3.1.3-2 所示。图 3.1.3-2 压样器1活塞；2导筒；3护环；4环刀；5拉杆；6试样1上活塞；2上导筒；3环刀；4下导筒；5下活塞；6试样；7销钉7 抽气设备：应附真空表和真空缸。8 其他：包括切土刀、钢丝锯、碎
16、土工具、烘箱、保湿缸、喷水设备等。3.1.4 原状土试样制备，应按下列步骤进行：1 将土样筒按标明的上下方向放置，剥去蜡封和胶带，开启土样筒取出土样。检查土样结构，当确定土样已受扰动或取土质量不符合规定时，不应制备力学性质试验的试样。2 根据试验要求用环刀切取试样时，应在环刀内壁涂一薄层凡士林，刃口向下放在土样上，将环刀垂直下压，并用切土刀沿环刀外侧切削土样，边压边削至土样高出环刀，根据试样的软硬采用钢丝锯或切土刀整平环刀两端土样，擦净环刀外壁，称环刀和土的总质量。3 从余土中取代表性试样测定含水率。比重、颗粒分析、界限含水率等项试验的取样，应按本标准第 3.1.5 条 2 款步骤的规定进行。
17、4 切削试样时，应对土样的层次、气味、颜色、夹杂物、裂缝和均匀性进行描述，对低塑性和高灵敏度的软土，制样时不得扰动。3.1.5 扰动土试样的备样，应按下列步骤进行：1 将土样从土样筒或包装袋中取出，对土样的颜色、气味、夹杂物和土类及均匀程度进行描述，并将土样切成碎块，拌和均匀，取代表性土样测定含水率。2 对均质和含有机质的土样，宜采用天然含水率状态下代表性土样，供颗粒分析、界限含水率试验。对非均质土应根据试验项目取足够数量的土样，置于通风处凉干至可碾散为止。对砂土和进行比重试验的土样宜在 105110温度下烘干，对有机质含量超过 5%的土、含石膏和硫酸盐的土，应在 6570温度下烘干。3 将风
18、干或烘干的土样放在橡皮板上用木碾碾散，对不含砂和砾的土样，可用碎土器碾散(碎土器不得将土粒破碎)。4 对分散后的粗粒土和细粒土，应按本标准表 B.0.1 的要求过筛。对含细粒土的砾质土，应先用水浸泡并充分搅拌，使粗细颗粒分离后按不同试验项目的要求进行过筛。3.1.6 扰动土试样的制样，应按下列步骤进行：1 试样的数量视试验项目而定，应有备用试样 12 个。2 将碾散的风干土样通过孔径 2mm 或 5mm 的筛，取筛下足够试验用的土样，充分拌匀，测定风干含水率，装入保湿缸或塑料袋内备用。3 根据试验所需的土量与含水率，制备试样所需的加水量应按下式计算：(3.1.6-1)式中 mw制备试样所需要的
19、加水量 (g)；m0湿土(或风干土 )质量(g)；w0湿土(或风干土)含水率(%)；w1制样要求的含水率(%)。4 称取过筛的风干土样平铺于搪瓷盘内，将水均匀喷洒于土样上，充分拌匀后装入盛土容器内盖紧，润湿一昼夜，砂土的润湿时间可酌减。5 测定润湿土样不同位置处的含水率，不应少于两点，含水率差值应符合本标准第3.1.2 条的规定。6 根据环刀容积及所需的干密度，制样所需的湿土量应按下式计算：m0(1 0.01 w0) dV (3.1.6-2)式中 d试样的干密度(gcm 3)；V试样体积(环刀容积)(cm 3)。7 扰动土制样可采用击样法和压样法。1) 击样法：将根据环刀容积和要求干密度所需质
20、量的湿土倒入装有环刀的击样器内，击实到所需密度。2) 压样法：将根据环刀容积和要求干密度所需质量的湿土倒入装有环刀的压样器内，以静压力通过活塞将土样压紧到所需密度。8 取出带有试样的环刀，称环刀和试样总质量，对不需要饱和，且不立即进行试验的试样，应存放在保湿器内备用。3.2 试样饱和3.2.1 试样饱和宜根据土样的透水性能，分别采用下列方法：1 粗粒土采用浸水饱和法。2 渗透系数大于 104 cms 的细粒土，采用毛细管饱和法；渗透系数小于、等于104 cms 的细粒土，采用抽气饱和法。3.2.2 毛细管饱和法，应按下列步骤进行：1 选用框式饱和器(图 3.2.4-1b)，试样上、下面放滤纸和
21、透水板，装入饱和器内，并旋紧螺母。图 3.2.4-1 饱和器1夹板；2透水板；3环刀；4拉杆2 将装好的饱和器放入水箱内，注入清水，水面不宜将试样淹没，关箱盖，浸水时间不得少于两昼夜，使试样充分饱和。3 取出饱和器，松开螺母，取出环刀，擦干外壁，称环刀和试样的总质量，并计算试样的饱和度。当饱和度低于 95%时，应继续饱和。3.2.3 试样的饱和度应按下式计算： (3.2.3-1)或(3.2.3-2)式中 Sr试样的饱和度(%)；wsr试样饱和后的含水率(%)； sr试样饱和后的密度(gcm 3)；Gs土粒比重；e试样的孔隙比。3.2.4 抽气饱和法，应按下列步骤进行：1 选用叠式或框式饱和器(
22、图 3.2.4-1)和真空饱和装置(图 3.2.4-2)。在叠式饱和器下夹板的正中，依次放置透水板、滤纸、带试样的环刀、滤纸、透水板，如此顺序重复，由下向上重叠到拉杆高度，将饱和器上夹板盖好后，拧紧拉杆上端的螺母，将各个环刀在上、下夹板间夹紧。图 3.2.4-2 真空饱和装置1饱和器；2真空缸；3橡皮塞；4二通阀；5排气管；6管夹；7引水管；8盛水器；9接抽气机2 将装有试样的饱和器放入真空缸内，真空缸和盖之间涂一薄层凡士林，盖紧。将真空缸与抽气机接通，启动抽气机，当真空压力表读数接近当地一个大气压力值时 (抽气时间不少于 1h)，微开管夹，使清水徐徐注入真空缸，在注水过程中，真空压力表读数宜
23、保持不变。3 待水淹没饱和器后停止抽气。开管夹使空气进入真空缸，静止一段时间，细粒土宜为 10h，使试样充分饱和。4 打开真空缸，从饱和器内取出带环刀的试样，称环刀和试样总质量，并按本标准式(3.2.3)计算饱和度。当饱和度低于 95%时，应继续抽气饱和。4 含 水 率 试 验4.0.1 本试验方法适用于粗粒土、细粒土、有机质土和冻土。4.0.2 本试验所用的主要仪器设备，应符合下列规定：1 电热烘箱：应能控制温度为 105110。2 天平：称量 200g，最小分度值 0.01g；称量 1000g，最小分度值 0.1g。4.0.3 含水率试验，应按下列步骤进行：1 取具有代表性试样 1530g
24、 或用环刀中的试样，有机质土、砂类土和整体状构造冻土为 50g，放入称量盒内，盖上盒盖，称盒加湿土质量，准确至 0.01g。2 打开盒盖，将盒置于烘箱内，在 105110的恒温下烘至恒量。烘干时间对黏土、粉土不得少于 8h，对砂土不得少于 6h，对含有机质超过干土质量 5%的土，应将温度控制在6570的恒温下烘至恒量。3 将称量盒从烘箱中取出，盖上盒盖，放入干燥容器内冷却至室温，称盒加干土质量，准确至 0.01g。4.0.4 试样的含水率，应按下式计算，准确至 0.1%。 (4.0.4)式中 md干土质量(g)；m0湿土质量(g) 。4.0.5 对层状和网状构造的冻土含水率试验应按下列步骤进行
25、：用四分法切取 200500g 试样(视冻土结构均匀程度而定，结构均匀少取，反之多取) 放入搪瓷盘中，称盘和试样质量，准确至0.1g。待冻土试样融化后，调成均匀糊状(土太湿时，多余的水分让其自然蒸发或用吸球吸出，但不得将土粒带出；土太干时，可适当加水)，称土糊和盘质量，准确至 0.1g。从糊状土中取样测定含水率，其试验步骤和计算按本标准第 4.0.3、4.0.4 条进行。4.0.6 层状和网状冻土的含水率，应按下式计算，准确至 0.1%。 (4.0.6)式中 w含水率(%)；m1冻土试样质量(g) ；m2糊状试样质量(g) ；wh糊状试样的含水率(%)。4.0.7 本试验必须对两个试样进行平行
26、测定，测定的差值：当含水率小于 40%时为 1%；当含水率等于、大于 40%时为 2%，对层状和网状构造的冻土不大于 3%。取两个测值的平均值，以百分数表示。4.0.8 含水率试验的记录格式见附录 D 表 D-1。5 密 度 试 验5.1 环刀法5.1.1 本试验方法适用于细粒土。5.1.2 本试验所用的主要仪器设备，应符合下列规定：1 环刀：内径 61.8mm 和 79.8mm，高度 20mm。2 天平：称量 500g，最小分度值 0.1g；称量 200g，最小分度值 0.01g。5.1.3 环刀法测定密度，应按本标准第 3.1.4 条 2 款的步骤进行。5.1.4 试样的湿密度，应按下式计
27、算：(5.1.4)式中 0试样的湿密度(gcm 3)，准确到 0.01gcm 3。5.1.5 试样的干密度，应按下式计算： (5.1.5)5.1.6 本试验应进行两次平行测定，两次测定的差值不得大于 0.03gcm 3，取两次测值的平均值。5.1.7 环刀法试验的记录格式见附录 D 表 D-2。5.2 蜡封法5.2.1 本试验方法适用于易破裂土和形状不规则的坚硬土。5.2.2 本试验所用的主要仪器设备，应符合下列规定：1 蜡封设备：应附熔蜡加热器。2 天平：应符合本标准第 5.1.2 条 2 款的规定。5.2.3 蜡封法试验，应按下列步骤进行：1 从原状土样中，切取体积不小于 30cm3 的代
28、表性试样，清除表面浮土及尖锐棱角，系上细线，称试样质量，准确至 0.01g。2 持线将试样缓缓浸入刚过熔点的蜡液中，浸没后立即提出，检查试样周围的蜡膜，当有气泡时应用针刺破，再用蜡液补平，冷却后称蜡封试样质量。3 将蜡封试样挂在天平的一端，浸没于盛有纯水的烧杯中，称蜡封试样在纯水中的质量，并测定纯水的温度。4 取出试样，擦干蜡面上的水分，再称蜡封试样质量。当浸水后试样质量增加时，应另取试样重做试验。5.2.4 试样的密度，应按下式计算：(5.2.4)式中 mn蜡封试样质量(g) ；mnw蜡封试样在纯水中的质量 (g)； wT纯水在 T 时的密度(gcm 3)； n蜡的密度(gcm 3)。5.2
29、.5 试样的干密度，应按式(5.1.5)计算。5.2.6 本试验应进行两次平行测定，两次测定的差值不得大于 0.03gcm 3，取两次测值的平均值。5.2.7 蜡封法试验的记录格式见附录 D 表 D-3。5.3 灌水法5.3.1 本试验方法适用于现场测定粗粒土的密度。5.3.2 本试验所用的主要仪器设备，应符合下列规定：1 储水筒：直径应均匀，并附有刻度及出水管。2 台秤：称量 50kg，最小分度值 10g。5.3.3 灌水法试验，应按下列步骤进行：1 根据试样最大粒径，确定试坑尺寸见表 5.3.3。表 5.3.3 试坑尺寸(mm)试 坑 尺 寸试样最大粒径直 径 深 度5(20)406015
30、02002502002503002 将选定试验处的试坑地面整平，除去表面松散的土层。3 按确定的试坑直径划出坑口轮廓线，在轮廓线内下挖至要求深度，边挖边将坑内的试样装入盛土容器内，称试样质量，准确到 10g，并应测定试样的含水率。4 试坑挖好后，放上相应尺寸的套环，用水准尺找平，将大于试坑容积的塑料薄膜袋平铺于坑内，翻过套环压住薄膜四周。5 记录储水筒内初始水位高度，拧开储水筒出水管开关，将水缓慢注入塑料薄膜袋中。当袋内水面接近套环边缘时，将水流调小，直至袋内水面与套环边缘齐平时关闭出水管，持续35min，记录储水筒内水位高度。当袋内出现水面下降时，应另取塑料薄膜袋重做试验。5.3.4 试坑的
31、体积，应按下式计算：Vp(H 1H 2)AwV 0 (5.3.4)式中 Vp试坑体积(cm 3)；H1储水筒内初始水位高度(cm)；H2储水筒内注水终了时水位高度(cm)；Aw储水筒断面积 (cm2)；V0套环体积(cm 3)。5.3.5 试样的密度，应按下式计算：(5.3.5)式中 mp取自试坑内的试样质量(g) 。5.3.6 灌水法试验的记录格式见附录 D 表 D-4。5.4 灌砂法5.4.1 本试验方法适用于现场测定粗粒土的密度。5.4.2 本试验所用的主要仪器设备，应符合下列规定：1 密度测定器：由容砂瓶、灌砂漏斗和底盘组成(图 5.4.2)。灌砂漏斗高 135mm、直径165mm，尾
32、部有孔径为 13mm 的圆柱形阀门；容砂瓶容积为 4L，容砂瓶和灌砂漏斗之间用螺纹接头联接。底盘承托灌砂漏斗和容砂瓶。图 5.4.2 密度测定器1底盘；2灌砂漏斗；3螺纹接头；4容砂瓶；5阀门2 天平：称量 10kg，最小分度值 5g，称量 500g，最小分度值 0.1g。5.4.3 标准砂密度的测定，应按下列步骤进行：1 标准砂应清洗洁净，粒径宜选用 0.250.50mm，密度宜选用 1.471.61gcm 3。2 组装容砂瓶与灌砂漏斗，螺纹联接处应旋紧，称其质量。3 将密度测定器竖立，灌砂漏斗口向上，关阀门，向灌砂漏斗中注满标准砂，打开阀门使灌砂漏斗内的标准砂漏入容砂瓶内，继续向漏斗内注砂
33、漏入瓶内，当砂停止流动时迅速关闭阀门，倒掉漏斗内多余的砂，称容砂瓶、灌砂漏斗和标准砂的总质量，准确至 5g。试验中应避免震动。4 倒出容砂瓶内的标准砂，通过漏斗向容砂瓶内注水至水面高出阀门，关阀门，倒掉漏斗中多余的水，称容砂瓶、漏斗和水的总质量，准确到 5g，并测定水温，准确到 0.5。重复测定 3 次，3 次测值之间的差值不得大于 3mL，取 3 次测值的平均值。5.4.4 容砂瓶的容积，应按下式计算：Vr (mr2m r1) wr (5.4.4)式中 Vr容砂瓶容积 (mL)；mr2容砂瓶、漏斗和水的总质量 (g)；mr1容砂瓶和漏斗的质量 (g)； wr不同水温时水的密度(gcm 3)，
34、查表 5.4.4。表 5.4.4 水的密度温 度()水的密度(gcm 3)温 度()水的密度(gcm 3)温 度()水的密度(gcm 3)4.0 1.0000 15.0 0.9991 26.0 0.99685.0 1.0000 16.0 0.9989 27.0 0.99656.0 0.9999 17.0 0.9988 28.0 0.99627.0 0.9999 18.0 0.9986 29.0 0.99598.0 0.9999 19.0 0.9984 30.0 0.99579.0 0.9998 20.0 0.9982 31.0 0.995310.0 0.9997 21.0 0.9980 32.
35、0 0.995011.0 0.9996 22.0 0.9978 33.0 0.994712.0 0.9995 23.0 0.9975 34.0 0.994413.0 0.9994 24.0 0.9973 35.0 0.994014.0 0.9992 25.0 0.9970 36.0 0.99375.4.5 标准砂的密度，应按下式计算：(5.4.5)式中 s标准砂的密度(g cm 3)；mrs容砂瓶、漏斗和标准砂的总质量(g)。5.4.6 灌砂法试验，应按下列步骤进行：1 按本标准第 5.3.3 条 13 款的步骤挖好规定的试坑尺寸，并称试样质量。2 向容砂瓶内注满砂，关阀门，称容砂瓶，漏斗和砂
36、的总质量，准确至 10g。3 将密度测定器倒置 (容砂瓶向上) 于挖好的坑口上，打开阀门，使砂注入试坑。在注砂过程中不应震动。当砂注满试坑时关闭阀门，称容砂瓶、漏斗和余砂的总质量，准确至 10g， 并计算注满试坑所用的标准砂质量。5.4.7 试样的密度，应按下式计算： (5.4.7)式中 ms注满试坑所用标准砂的质量(g)。5.4.8 试样的干密度，应按下式计算，准确至 0.01gcm 3。 (5.4.8)5.4.9 灌砂法试验的记录格式见附录 D 表 D-5。6 土粒比重试验6.1 一般规定6.1.1 对小于、等于和大于 5mm 土颗粒组成的土，应分别采用比重瓶法、浮称法和虹吸管法测定比重。
37、6.1.2 土颗粒的平均比重，应按下式计算：(6.1.2)式中 Gsm土颗粒平均比重；Gs1粒径大于、等于 5mm 的土颗粒比重；Gs2粒径小于 5mm 的土颗粒比重；P1粒径大于、等于 5mm 的土颗粒质量占试样总质量的百分比 (%)； P2粒径小于 5mm 的土颗粒质量占试样总质量的百分比 (%)。6.1.3 本试验必须进行两次平行测定，两次测定的差值不得大于 0.02，取两次测值的平均值。6.2 比重瓶法6.2.1 本试验方法适用于粒径小于 5mm 的各类土。6.2.2 本试验所用的主要仪器设备，应符合下列规定：1 比重瓶：容积 100mL 或 50mL，分长颈和短颈两种。2 恒温水槽：
38、准确度应为1。3 砂浴：应能调节温度。4 天平：称量 200g，最小分度值 0.001g。5 温度计：刻度为 050，最小分度值为 0.5。6.2.3 比重瓶的校准，应按下列步骤进行：1 将比重瓶洗净、烘干，置于干燥器内，冷却后称量，准确至 0.001g。2 将煮沸经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，多余水自瓶塞毛细管中溢出，将比重瓶放入恒温水槽直至瓶内水温稳定。取出比重瓶，擦干外壁，称瓶、水总质量，准确至 0.001g。测定恒温水槽内水温，准确至 0. 5。3 调节数个恒温水槽内的温度，温度差宜为 5，测定不同温度下的瓶、水总质量。每个温度时均
39、应进行两次平行测定，两次测定的差值不得大于 0.002g，取两次测值的平均值。绘制温度与瓶、水总质量的关系曲线，见图 6.2.3。图 6.2.3 温度和瓶、水质量关系曲线6.2.4 比重瓶法试验的试样制备，应按本标准第 3.1.5 条 1、2 款的步骤进行。6.2.5 比重瓶法试验，应按下列步骤进行：1 将比重瓶烘干。称烘干试样 15g(当用 50mL 的比重瓶时，称烘干试样 10g)装入比重瓶，称试样和瓶的总质量，准确至 0.001g。2 向比重瓶内注入半瓶纯水，摇动比重瓶，并放在砂浴上煮沸，煮沸时间自悬液沸腾起砂土不应少于 30min，黏土、粉土不得少于 1h。沸腾后应调节砂浴温度，比重瓶
40、内悬液不得溢出。对砂土宜用真空抽气法；对含有可溶盐、有机质和亲水性胶体的土必须用中性液体(煤油)代替纯水，采用真空抽气法排气，真空表读数宜接近当地一个大气负压值，抽气时间不得少于1h。注：用中性液体，不能用煮沸法。3 将煮沸经冷却的纯水 (或抽气后的中性液体)注入装有试样悬液的比重瓶。当用长劲比重瓶时注纯水至刻度处；当用短颈比重瓶时应将纯水注满，塞紧瓶塞，多余的水分自瓶塞毛细管中溢出。将比重瓶置于恒温水槽内至温度稳定，且瓶内上部悬液澄清。取出比重瓶，擦干瓶外壁，称比重瓶、水、试样总质量，准确至 0.001g；并应测定瓶内的水温，准确至 0.5。4 从温度与瓶、水总质量的关系曲线中查得各试验温度
41、下的瓶、水总质量。6.2.6 土粒的比重，应按下式计算：(6.2.6)式中 mbw比重瓶、水总质量 (g)；mbws比重瓶、水、试样总质量(g)；GiTT时纯水或中性液体的比重。水的比重可查物理手册；中性液体的比重应实测，称量应准确至 0.001g。6.2.7 比重瓶法试验的记录格式见附录 D 表 D-6。6.3 浮称法6.3.1 本试验方法适用于粒径等于、大于 5mm 的各类土，且其中粒径大于 20mm 的土质量应小于总土质量的 10%。6.3.2 本试验所用的主要仪器设备，应符合下列规定：1 铁丝筐：孔径小于 5mm，边长为 1015cm，高为 1020cm。2 盛水容器：尺寸应大于铁丝筐
42、。3 浮秤天平：称量 2000g，最小分度值 0.5g，(图 6.3.2)。图 6.3.2 浮秤天平1平衡砝码；2盛水容器；3盛粗粒土的铁丝筐6.3.3 浮称法试验，应按下列步骤进行：1 取代表性试样 5001000g，将试样表面清洗洁净，浸入水中一昼夜后取出，放入铁丝筐，并缓慢地将铁丝筐浸没于水中，在水中摇动至试样中无气泡逸出。2 称铁丝筐和试样在水中的质量，取出试样烘干，并称烘干试样质量。3 称铁丝筐在水中的质量，并测定盛水容器内水温，准确至 0.5。6.3.4 土粒比重，应按下式计算：(6.3.4)式中 m1s铁丝筐和试样在水中的质量(g)；m 1铁丝筐在水中的质量(g) ；GwTT时纯
43、水的比重，查有关物理手册。6.3.5 浮称法试验的记录格式见附录 D 表 D-7。6.4 虹吸筒法6.4.1 本试验方法适用于粒径等于、大于 5mm 的各类土，且其中粒径大于 20mm 的土质量等于、大于总土质量的 10%。6.4.2 本试验所用的主要仪器设备，应符合下列规定：1 虹吸筒装置(图 6.4.2)：由虹吸筒和虹吸管组成。图 6.4.2 虹吸筒1虹吸筒；2虹吸管；3橡皮管； 4管夹；5量筒2 天平：称量 1000g，最小分度值 0.1g。3 量筒：容积应大于 500mL。6.4.3 虹吸筒法比重试验，应按下列步骤进行：1 取代表性试样 7001000g，试样应清洗洁净。浸入水中一昼夜
44、后取出晾干，对大颗粒试样宜用干布擦干表面，并称晾干试样质量。2 将清水注入虹吸筒至虹吸管口有水溢出时关管夹，试样缓缓放入虹吸筒中，边放边搅拌，至试样中无气泡逸出为止，搅动时水不得溅出筒外。3 当虹吸筒内水面平稳时开管夹，让试样排开的水通过虹吸管流入量筒， 称量筒与水总质量，准确至 0.5g。并测定量筒内水温，准确到 0.5。4 取出试样烘至恒量、称烘干试样质量，准确至 0.1g。称量筒质量，准确至 0.5g。6.4.4 土粒的比重，应按下式计算：(6.4.4)式中 mc量筒质量(g)；mcw量筒与水总质量(g)；mad晾干试样的质量(g)。6.4.5 虹吸筒法比重试验的记录格式见附录 D 表
45、D-8。7 颗粒分析试验7.1 筛析法7.1.1 本试验方法适用于粒径小于、等于 60mm，大于 0.075mm 的土。7.1.2 本试验所用的仪器设备应符合下列规定：1 分析筛：1) 粗筛，孔径为 60、40、20、10、5 、2mm 。2) 细筛，孔径为 2.0、1.0、0.5、0.25 、0.075mm 。2 天平：称量 5000g，最小分度值 1g；称量 1000g，最小分度值 0.1g；称量 200g，最小分度值 0.01g。3 振筛机：筛析过程中应能上下震动。4 其他：烘箱、研钵、瓷盘、毛刷等。7.1.3 筛析法的取样数量，应符合表 7.1.3 的规定：表 7.1.3 取 样 数
46、量颗粒尺寸(mm) 取样数量(g) 颗粒尺寸(mm) 取样数量(g)2 100300 40 2000400010 3001000 60 4000 以上20 10002000 7.1.4 筛析法试验，应按下列步骤进行：1 按本标准表 7.1.3 的规定称取试样质量，应准确至 0.1g，试样数量超过 500g 时，应准确至 1g。2 将试样过 2mm 筛，称筛上和筛下的试样质量。当筛下的试样质量小于试样总质量的 10%时，不作细筛分析；筛上的试样质量小于试样总质量的 10%时，不作粗筛分析。3 取筛上的试样倒入依次叠好的粗筛中，筛下的试样倒入依次叠好的细筛中，进行筛析。细筛宜置于振筛机上震筛，振筛时间宜为 1015min。再按由上而
