资源描述
主题：土工试验检测作业指导书名称：土工试验检测方法编号：YNHS-WC2-ZD20第1页共28页一 试样制备1.1.1 本试验方法适用于颗粒粒径小于60mm的原状土和扰动土。1.1.2 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0.03g/cm3；扰动土样同一组试样的密度与要求的密度之差不得大于0.01 g/cm3；一组试样的含水率与要求的含水率之差不得大于1%。1.1.3 试样制备需的主要仪器设备，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 其他：包括切土刀、钢丝锯、碎土工具、烘箱、保湿缸、喷水设备等。1.1.4 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，秤环刀和土的总质量。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1.1.5条2款步骤的规定进行。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。1.1.5 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。主题：土工试验检测作业指导书名称：土工试验检测方法编号：YNHS-WC2-ZD20第2页共28页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 将风干或烘干的土样放在橡皮板上用橡皮锤碾散。4 对分散后的粗粒土和细粒土，应按本标准表B.1.1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。二 含水率试验2.1.1 本试验方法适用于粗粒土、细粒土、有机质土和冻土。2.1.2 本试验所用的主要仪器设备，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。2.1.3 含水率试验，应按下列步骤进行：1 取具有代表性试样1530g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。烘干时间对粘土、粉土不得小于8h，对砂土不得小于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。2.1.4 试样的含水率，应按下式计算，准确至0.1%。0=（m0/md-1）100% (2.1.4)式中 md干土质量（g）m0湿土质量（g）2.1.5 对层状和网状构造的冻土含水率试验应按下列步骤进行：用四分法切取200主题：土工试验检测作业指导书名称：土工试验检测方法编号：YNHS-WC2-ZD20第3页共28页500g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，称试样质量m1，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），称土糊质量m2，准确至0.1g，从糊状土中取样测定含水率h，其试验步骤和计算按本标准第2.1.3、2.1.4条进行。2.1.6 层状和网状冻土的含水率，应按下式计算，准确至0.1%。=m1/m2（1+0.01h）-1100% (2.1.6)式中 含水率（%）m1冻土试样质量（g）m2糊状试样质量（g）h糊状试样的含水率（%）2.1.7 本试验必须对两试样进行平行测定，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%，取两测值的平均值，以百分数表示。2.1.8 含水率试验的记录格式见书SL237-1999附录D表D1。三 土粒比重试验3.1.1 本试验方法适用于粒径小于5 mm的各类土。3.1.2 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：准确度应为1。3 砂浴：应能调节温度。4 天平：称量200g，最小分度值为0.5。5 温度计：刻度为0-50，最小分度值为0.5。3.1.3 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。主题：土工试验检测作业指导书名称：土工试验检测方法编号：YNHS-WC2-ZD20第4页共28页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SL237-1999图6.2.3。3.1.4 比重瓶法试验的试样制备，应按SL237-1999标准第3.1.5第1、2款的步骤进行。3.1.5 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，粘土、粉土不得小于1h。沸腾后应调节砂浴温度，比重瓶内悬液不得溢出。对砂土宜用真空抽气法，对含有溶盐、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，抽气时间不得小于1h。注：用中性液休，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，当用长颈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，准确于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下的瓶、水总质量。3.1.6 土粒的比重，应按下式计算：主题：土工试验检测作业指导书名称：土工试验检测方法编号：YNHS-WC2-ZD20第5页共28页Gs=md/(mbw+md+mbws)GiT (3.1.6)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。3.1.7 比重瓶法试验的记录格式见SL237-1999附录D表D6。四 界限含水率试验4.1 液、塑限联合测定法4.1.1 本试验方法适用于粒径小于0.5mm以及有机质含量不大于试样总质量5%的土。4.1.2 本试验所用的主要仪器设备，应符合下列规定：1 液、塑限联合测定仪：包括带标尺的圆锥仪、电磁铁、显示屏、控制开关和试样杯。圆锥质量为76g，锥角为30；读数显示宜采用光电式，游标式和百分表式，试样杯内径为40mm，高度为30mm。2 天平：称量200g，最小分度值0.01g。4.1.3 液、塑限联合测定法试验，应按下列步骤进行：1 本试验宜采用天然含水率试样，当土样不均匀时，采用风干试样，当试样中含有粒径大于0.5mm的土粒和杂物时，应过0.5mm筛。2 当采用天然含水率土样时，取代表性土样250g；采用风干试样时，取0.5mm筛下的代表性土样200g，将试样放在橡皮板上用纯水将土样调成均匀膏状，放入调土皿，浸润过夜。3 将制备的试样充分调拌均匀，填入试样杯中，填样时不应留有空隙，对较干的试样应充分搓揉，密实地填入试样杯中，填满后刮平表面。4 将试样杯放在联合测定仪的升降座上，在圆锥上抹一薄层凡士林，接通电源，使电磁铁吸住圆锥。主题：土工试验检测作业指导书名称：土工试验检测方法编号：YNHS-WC2-ZD20第6页共28页5 调节零点，将屏幕上的标尺调在零位，调整升降座，使圆锥尖接触试样表面，批示灯亮时圆锥在自重下沉入试样，经5s后测读圆锥下沉深度（显示在屏幕上），取出试样杯，挖去锥尖入土处的凡士林，取锥体附近的试样不少于10g，放入称量盒内，测定含水率。6 将全部试样再加水或吹干并调匀，重复本条3至5款的步骤分别测定第二点、第三点试样的圆锥下沉深度及相应的含水率，液塑限联合测定应不少于三点。注：圆锥入土深度宜为34mm，79mm，1517mm。4.1.4 试样的含水率应按本标准式（2.1.4）计算。图4.1.54.1.5 以含水率为横坐标，圆锥入土深度为纵坐标在双对数坐标纸上绘制关系曲线（见图4.1.5），三点应在一直线上如图中A线。当三点不在一直线上时，通过高含水率的点和其余两点连成二条直线，在下沉为2mm处查得相应的2个含水率，当两个含水率的差值小于2%时，应以两点含水率的平均值与高含水率的点连一直线如图中B线，当两个含水率的差值大于、等于2%时，应重做试验。4.1.6 在含水率与圆锥下沉深度的关系图（见SL237-1999图8.1.5）上查得下沉深度为17mm所对应的含水率为液限，查得下沉深度为10mm所对应的含水率为10mm液限，查得下沉深度2mm所对应的含水率为塑限，取值以百分数表示，准确至0.1%。4.1.7 塑性指数应按下式计算：Ip=L-P (4.1.7)式中Ip塑性指数L液限（%）P塑限（%）4.1.8 液性指数应按下式计算IL=（0-P）/IP (4.1.8)主题：土工试验检测作业指导书名称：土工试验检测方法编号：YNHS-WC2-ZD20第7页共28页式中IL液性指数，计算至0.01。4.1.9 液、塑限联合测定法试验的记录格式见SL237-1999附录D表D12。4.2 滚搓法塑限试验4.2.1 本试验方法适用于粒径小于0.5mm的土。4.2.2 本试验所用的主要仪器设备，应符合下列规定：1 毛玻璃板：尺寸宜为200mm300mm2 卡尺：分度值为0.02mm4.2.3 滚搓法试验，应按下列步骤进行：1 取0.5mm筛下的代表性试样100g，放在盛土皿中加纯水拌匀，湿润过夜。2 将制备好的试样在手中揉捏至不粘手，捏扁，当出现裂缝时，表示其含水率接近塑限。3 取接近塑限含水率的试样8-10g，用手搓成椭圆形，放在毛玻璃板上用手掌滚搓，滚搓时手掌的压力要均匀地施加在土条上，不得使土条在毛玻璃板上无力滚动，土条不得有空心现象，土条长度不宜大于手掌宽度。4 当土条直径搓成3mm时产生裂缝，并开始断裂，表示试样的含水率达到塑限含水率，当土条直径搓成3mm时不产生裂缝或土条直径大于3mm时开始断裂，表示试样的含水率高于塑限或低于塑限，都就重新取样进行试验。5 取直径3mm有裂缝的土条3-5g，测定土条的含水率。4.2.4 本试验应进行两次平等测定，两次测定的差值应符合本标准2.1.7条的规定，取两次测值的平均值。4.2.5 滚搓法试验的记录格式见SL237-1999附录D表D14。五 固结试验5.1.1 杠杆式固结仪使用前应符合下列规定：1、台面与加压横梁应保持水平，传力拉杆与台面通孔壁应无磨擦。2、加压杠杆应处于水平状态，杠杆摆动应灵活。主题：土工试验检测作业指导书名称：土工试验检测方法编号：YNHS-WC2-ZD20第8页共28页3、固结容器组件应齐全、配套、百分表支架应牢固，百分表表杆应灵活。4、砝码应与试样面积和压力等级相匹配。5.1.2 固结仪应定期校正，校正方法应符合土工试验规程SU14-95杠杆式固结仪校验方法。六 压缩试验6.1.1 本试验应按下列步骤进行：1、在固结容器内，依次放置护环，透水板和滤纸，护环内放入带试样的环刀（刃口向下），套上导环，试样上依次放置滤纸、透水板用传压板，滤纸和透水板的湿度应接近试样的湿度。2、将容器置于加压框架正中，使传压板与加压框架中心对准，施加1-2kPa的接触压力，安装百分表，将其指针调至最大最程的零点。3、根据土的自重压力和软硬程度施加第一级压力25kPa或多或50kPa，对于饱和的试样或工程要求浸水的试样，立即向容器内注入纯水，水面应高出试样顶面，并保持该水面至试验结束。对于非饱和试样，宜用湿棉纱围住传压板四周。4、加压后，每隔1h测记百分表读数一次，直至试样变形稳定为止，变形稳定标准应为百分表读数每小时的变化不大于0.01mm。5、试样在第一级压力下变形稳定后，施加下一级压力，并以此类推。压力等级顺序宜为25、50、100、200、300、400kPa，最后一级压力应大于土的自重压力与附加压力之和。6、测记最后一级压力下的试样变形稳定读数，拆卸百分表，退除压力，取出容器，排除容器内的积水。取出传压板、导环、透水板、滤纸、带试样的环刀及护环等，并推出试样，擦净固结容器。需要时应按土工试验规程第四章的规定，测定试样的含水量。6.1.2 某级压力下试样变形稳定后的孔隙比，应按下式计算：hiei=e0- (1+e0) (5.3.2)h0主题：土工试验检测作业指导书名称：土工试验检测方法编号：YNHS-WC2-ZD20第9页共28页式中 ei某级压力下试样变形稳定后的孔隙比，计算至0.001；hi某级压力下试样变形稳定后的总变形量，等于该压力下百分表的稳定读数减去该压力的仪器变形量（mm）。6.1.3在直角坐标纸上，以孔隙比为纵坐标，压力为横坐标，绘制孔隙比与压力关系曲线，如土工试验规程（YSJ225-92）图6.3.3所示。6.1.4 某一压力范围内的压缩系数应按下式计算：av=(ei-ei+1)/(Pi+1-Pi)103 (5.3.4)式中av压力Pi至Pi+1间的压缩系数（Mpa-1），计算至0.01 Mpa-1；ei+1在压力Pi+1下试样变形稳定后的空隙比；Pi土的自重压力或P=100kPa；Pi+1土的自重压力与附加压力之和或P=200kPa。6.1.5 某一压力范围内的压缩模量应按下列公式计算：Es=(1+e0)/ av (5.3.5)式中Es压缩模量（Mpa），计算至0.1Mpa。七 先期固结压力试验7.1.1 本试验应按下列步骤进行：1、试样安装按本章6.1.1条一至二款的规定进行。2、根据土的自重压力和软硬程度施加第一级压力12.5kPa或25kPa，对于饱和试样，立即向容器内注入纯水，水面应高出试样顶面，并保持该水面至试验结束。对于非饱和试样，宜用湿棉纱围住传压板四周。3、加压后，每隔1h测记百分表读数一次，直至试样变形稳定为止，变形稳定标准应为百分表读数每小时的变化不大于0.005mm或每级压力下固结24h。4、试样在第一级压力下变形稳定后，施加下一级压力，并以此类推，加压时，荷重率宜小于1，一般压力等级顺序为12.5、25、50、75、100、150、200、300、400、800、1200、1600、2400、3200kPa。试验过程中，压力等级可根据土的状态增减，最后一级主题：土工试验检测作业指导书名称：土工试验检测方法编号：YNHS-WC2-ZD20第10页共28页压力应使elgP曲线下段出现不少于三个压力点的直线段。5、对超固结土必须进行回弹试验。退压应从大于先期固结压力的压力等级开始，按加压等级相反的顺序逐级退压至第一级压力，再按加压等级顺序加压至最后一级压力。每次退压后，每隔1h测记百分表读数一次，直至试样回弹变形稳定为止。回弹变形稳定标准与回压变形稳定标准相同。当退压等级次数超过5次时，可每二级退压一次。6、测记最后一次压力下的试样变形稳定读数后，按本章第6.1.1条六款的规定拆卸仪器及试样。 注：荷重率等于(P1-P2)/P1，其中P1、P2为相邻两级荷重，P1为前一级，P2为后一级。7.1.2 各级压力下的孔隙比应按式5.3.2计算，在单对数坐标纸上，以孔隙比为纵坐标、压力为横坐标，绘制孔隙比与压关系曲线，绘图时，纵坐标轴上取e=0.1时的长度与横坐标轴上取一对数周期长度的比值宜为0.4至0.8。7.1.3 先期固结压力的确定方法：在elgP曲线上找出最小曲率半径Rmin点O，过O点作水平线OA、切线OB及角AOB的平分线OD，OD与曲线的直线段C的延长线交于点E，则对应于E点的压力P0值即为先期固结压力。7.1.4 压缩指数及回弹指数应按下式计算：C0(Cs)=(ei-ei+1)/(lgPi+1-lgPi) (5.4.4)式中C0压缩指数（elgP曲线直线段的斜率），计算至0.001；Cs回弹指数（elgP曲线滞回圈两端点间直线的斜率），计算至0.001。八 固结系数试验8.1.1 本试验应按下列步骤进行：1、试样安装应按本章第6.1.1条一至二款的规定进行。2、根据土的自重压力和软硬程度施加第一级压力12.5kPa或25kPa，立即向容器内注入纯水，水面就高出试样顶面，并保持该水面至试验结束。3、加压后，每隔1h测记百分表记数一次，直至试样变形稳定为止，变形稳定应符合本章7.1.1条三款的规定。主题：土工试验检测作业指导书名称：土工试验检测方法编号：YNHS-WC2-ZD20第11页共28页4、试样在第一级压力下变形稳定后，施加下一级压力，并以此类推。加压时，荷重率宜等于1，一般压力等级顺次为25,50,100,200,400kPa。5、固结系数测定应在第一级压力下试样变形稳定后，施加下一级压力时6s、15s、1min、2min15s、4min、6min15s、9min、 12min15s、16min、20min15s、25min、30min15s、36min、42min15s、49min、 64min、100min、200min、400min、23h、24h至稳定。6、测记最后一级压力下的试样变形稳定读数后，按本章第5.3.1六款的规定拆卸仪器及试样。8.1.2 时间平方根法应按下列方法确定：对某一级压力，以试样变形为纵坐标，时间平方根为横坐标，绘制变形与时间平方根关系曲线，如土工试验规程（GB/T5012-1999）图14.1.16-1所示。延长曲线开始段的直线，交纵坐标轴于理论零点d，过d0作另一直线，令其横坐标为前一直线横坐标的1.15倍，则后一直线与d-t 曲线交点所对应的 时间的平方即为试样固结度达90%所需的时间t90。8.1.3 某一压力范围内的固结系数应按下式计算：一、时间平方根法：Cv=0.848h2/t90 (5.5.4-1)式中：Cv压力Pi至Pi+1范围内的固结系数（cm3/s）h最长排水距离，即某级压力下试样起始和终了高度的平均值之半（cm）t90试样固结度达90%所需的时间（s）二、时间对数法：对某一级压力，以试样的变形为纵坐标，时间的对数为横坐标，绘制变形与时间对数关系曲线，在关系曲线的开始中段，选任一时间t1，查得相对应的变形值d1，再取时间t2=t1/4，查得相对应的变形值d2，则2 d2- d1即为d01；另取一时间依同法求得d02、d03、 d04等，取其平均值为理论零点ds，处长曲线中部的直线和通过曲线尾部数点切线的交点即为理论终点d100，则d50=(ds+d100)/2,对应于d50的时间即为试样固结度达50%所需的时间t50，某一级压力下的固结系数应按下式计算：0.197h2 Cv= (14.1.16-2)t50主题：土工试验检测作业指导书名称：土工试验检测方法编号：YNHS-WC2-ZD20第12页共28页九 三轴压缩试验9.1 一般规定9.1.1 本试验方法适用于细粒土和粒径小于60mm的粗粒土。9.1.2 本试验应根据工程要求分别采用不固结不排水剪（UU）试验、固结不排水剪试验（CU）、固结排水剪试验（CD）。9.1.3 本试验必须制备3个以上性质相同的试样，在没有周围压力下进行试验周围压力宜根据工程实际荷重确定，对于填土，最大一级周围压力应与最大的实际荷重大致相等。9.2 仪器设备9.2.1 本试验所用的主要仪器设备，应符合下列规定：1 三轴压缩仪集机械、电子、自动控制、微机软硬功夫件及传感器等技术于一体。2 附属设备：包括击样器、饱和器、切土器、原状土分样器、切土盘、承膜筒和对开圆膜，应符合规范要求：1）击样器（SL237-1999），饱和器（SL237-1999）。2）切土盘、切土器和原状土分样器（SL237-1999）。3）承膜筒及对开圆模（SL237-1999）。3 天平：称量200g，最小分度值0.01g；称量1000g，最小分度值0.1g。4 橡皮膜：应具有弹性的乳胶膜，对直径39.1和61.8mm的试样，厚度以0.1-0.2mm为宜，对直径101mm的试样，厚度以0.2-0.3mm为宜。5 透水板：直径与试样直径相等，其渗透系数宜大于试样的渗透系数，使用前在水中煮沸并泡于水中。6 微机：兼容机。9.2.2 试验时的仪器，应符合下列规定：1 周围压力的测量准确度应为全量程的1%，根据试样的强度大小，选择不同量程的测力计，应使最大轴向压力的准确度不低于1%。主题：土工试验检测作业指导书名称：土工试验检测方法编号：YNHS-WC2-ZD20第13页共28页2 孔隙水压力量测。系统内的气泡应完全排除，系统内的气泡可用纯水冲出或施加压力使气泡溶解于水，并从试样底座溢出。整个系统的体积变化因数就小于1.510-5cm3/kPa。3 管路应畅通，各连接处应无漏水，压力室活塞杆在轴套内应能滑动。4 橡皮膜在使用前应作仔细检查，其方法是扎紧两端，向膜内充气，在水中检查，应无气泡溢出，方可使用。9.3 试样制备和饱和9.3.1 本试验采用的试样最小直径为35mm，最大直径为101mm，试样高度宜为试样直径的2-2.5倍，试样的允许最大粒径应符合SL237-1999表16.3.1的规定，对于有裂缝、软弱面和构造面的试样，试样直径宜大于60mm。9.3.2 原状土试样制备应按本标准第6.3.1条的规定将土样切成圆柱形试样。1 对于较软的土样，先用钢丝锯或切土刀取一稍大于规定尺寸的土柱，放在切土盘上下圆盘之间，用钢丝锯或切土马紧靠侧板，由上往下细心切削，边切削边转动圆盘，直至土样被削成规定的直径为止。试样切削时避免扰动，当试样表面遇有砾石或凹坑时，允许用削下的余土填补。2 对较硬的土样，先用切土刀切取一稍大于规定尺寸的土柱，放在切土架上，用切土器切削土样，边削边压切土器，直到切削到超出试样高度约2cm为止。3 取出试样，按规定的高度将两端削平、称量。并取余土测定试样的的含水率。4 对于直径大于10cm的土样，可用分样器切成3个土柱，按上述方法切取39.1mm的试样。9.3.3 扰动土试样制备应根据预定的干密度和含水率，按本标准第1.0.5条的步骤备样后，在击样器内分层击实，粉土宜为3-5层，粘土宜为5-8层，各层土料数量应相等，各层接触面应刨毛，击完最后一层，将击样器内的试样，应量测其直径和高度。试样的平均直径和高度，试样的平均直径按下式计算：D0=（D1+2D2+D3）/4 (6.3.3)主题：土工试验检测作业指导书名称：土工试验检测方法编号：YNHS-WC2-ZD20第14页共28页式中：D1、D2、D3分别为试样上、中、下部位的直径（mm）9.3.4 砂类土的试样制备应先在压力室底座上依次入上不透水板，橡皮膜和对开圆膜（见SL237-1999图16.2.1-1）。根据砂样的干密度及试样体积，称取所需的砂样质量，分三等分，将每份砂样填入橡皮膜内，填至该层要求的高度，依次第二层、第三层、直到膜内填满为止。当制备饱和试样时，在压力室底座上依次放透水板，橡皮膜和对开圆膜，在膜内注入纯水至试样高度的1/3，将砂样分三等分，在水中煮沸，待冷却后分三层，按预定的干密度填入橡皮膜内，直到膜内填满为止。当要求的干密度较大时，填砂过程中，轻轻敲打对开圆膜，使所称的砂样填满规定的体积，整平砂面，放上不透水板或透水板，试样帽，扎紧橡皮膜，对试样内部施加5kPa负压力使试样能站立，拆除对开圆膜。9.3.5 试样饱和宜选用下列方法：1 抽气饱和：将试样装入饱和器内，按本标准第1.2.4条2-4款的步骤进行。2 水头饱和：将试样按本标准第6.5.1条的步骤安装于压力室内，试样周围不贴滤纸条，施加20kPa周围压力，提高试样底部量管水位，降低试样顶部量管的水位，使两管水位差在1m左右，打开孔隙水压力阀，量管阀和排水管阀，使纯水从底部进入试样，从试样顶部溢出，直到流入水量和溢出水量相等为止，当需要提高试样的饱和度时，宜在水头饱和前，从底部将二氧化碳气体通入试样，置换孔隙中的空气。二氧化碳的压力以5-10kPa为宜，再进行水头饱和。9.4 不固结不排水剪试验9.4.1 试样的安装，应按下列步骤进行：1 在压力室的底座上，依次放上透明帽，直接把土样放在透明帽上，上面放上试样帽，把钢管上已套好的塑料胶膜套在试样上，在把橡皮套套在钢环两端，把膜扎紧，取下钢环，然后，把压力室封闭。2 做UU试验的试验参数的设置按三轴压缩仪的使用说明设置。3 检查试验参数设定准确无误后启动采集器，状态初始化，传感器归零，试验可开始。主题：土工试验检测作业指导书名称：土工试验检测方法编号：YNHS-WC2-ZD20第15页共28页4 试验的数据，微机自动采信和计算。5 试验成果直接由打印机打出。9.5 固结不排水剪试验1 在压力室底座上先放透水石，再放湿滤纸，在滤纸上放土，土的制作过程按前9.3第1、2、3制作，上面再放湿滤纸，再放透水石，土的周围粘7-9条滤纸条，滤纸条紧贴土样上，不要有空气，然后把已套在钢环上面的乳胶膜套在已放好的土样上面底座先用橡皮套把膜扎紧，再在另一个钢环上把橡皮套扎好套在土样上，土样顶端放上试样冒把已放在钢环上的橡皮套扎在试样冒上，把钢环去掉，把压力室固定好。2 CU的试验参数按KTG全自动三轴压缩仪的使用说明设定好，检查无误后，微机进入自控状态表，打开三轴仪器的排水阀排浮水，然后打开仪器后面的进水阀，给压力室注水至刚没试样冒为止，然后按照全自动使用说明书进行操作，先把已设定好的试验参数传入采集器中，启动采集器，状态初始化，传感器归零，开始试验。3数据由采集器自动采集，可在电脑中保存也可直接用打印机打出。4 试验结束，电脑中进入自控状态表，打开围压阀给压力室一定的压力把压力室里的水放回容器中，再关闭排水阀，把围压关闭，可以按上述方法进行下一组试验。 三轴压缩试验是测定土的抗剪强度的一种方法。它通常用3-4个圆柱形试样，分别在不同的恒定周围压力（3）下，施加轴向压力，即主应力差（1-3），进行剪切直到破坏；然后根据摩尔-库伦理论，求得抗剪强度参数。适用于测定细粒土及砂类土的总抗剪强度参数及有效抗剪强度参数。9.6 固结排水剪试验1 在压力室底座上先放透水石，再放湿滤纸，在滤纸上放土，土的制作过程按前9.3第1、2、3制作，上面再放湿滤纸，再放透水石，土的周围粘7-9条滤纸条，滤纸条紧贴土样上，不要有空气，然后把已套在钢环上面的乳胶膜套在已放好的土样上面底座先用橡皮套把膜扎紧，再在另一个钢环上把橡皮套扎好套在土样上，土样顶端放上试样冒把已放在钢环上的橡皮套扎在试样冒上，把钢环去掉，把压力室固定好。主题：土工试验检测作业指导书名称：土工试验检测方法编号：YNHS-WC2-ZD20第16页共28页2 CD的试验参数按三轴压缩仪的使用说明设定好，检查无误后，微机进入自控状态表，打开三轴仪器的排水阀排浮水，然后打开仪器后面的进水阀，给压力室注水至刚没试样冒为止，然后按照全自动使用说明书进行操作，先把已设定好的试验参数传入采集器中，启动采集器，状态初始化，传感器归零，开始试验。3数据由采集器自动采集，可在电脑中保存也可直接用打印机打出。4 试验结束，电脑中进入自控状态表，打开围压阀给压力室一定的压力把压力室里的水放回容器中，再关闭排水阀，把围压关闭，可以按上述方法进行下一组试验。 三轴压缩试验是测定土的抗剪强度的一种方法。它通常用3-4个圆柱形试样，分别在不同的恒定周围压力（3）下，施加轴向压力，即主应力差（1-3），进行剪切直到破坏；然后根据摩尔-库伦理论，求得抗剪强度参数。适用于测定细粒土及砂类土的总抗剪强度参数及有效抗剪强度参数。9.7 结果整理9.7.1 不固结不排水试验（1）轴向应变应按下式计算。式中轴向应变值（）；hi剪力过程中的高度变化（mm）；h0试样起始高度（mm）。（2）试样面积的校正，应按下式计算：式中Aa试样的校正断面积（cm2）；A0试样的初始断面积（cm2）。主题：土工试验检测作业指导书名称：土工试验检测方法编号：YNHS-WC2-ZD20第17页共28页（3）主应力差应按下式计算：式中1大主应力(KPa）；3小主应力(KPa)；C测力计率定系数（ N0.0lmm或NmV）；R测力计读数（0.01mm或mV）；10单位换算系数。（4）以（13）的峰值为破坏点，无峰值时，取15轴向应变时的主应力差值作为破坏点。以法向应力为横坐标，剪应力为纵座标，在横坐标上以（1f+3f）/2为圆心，（1f3f）/2为半径（f注脚表示破坏），在t应力平面图上绘制破损应力图，并绘制不同周围压力下破损应力圆的包线，由破损应力圆的包线求出不排水强度参数c、j，下图所示。 不固结不排水剪强度包线9.7.2 固结不排水试验 （1）按下式计算试样固结后的高度： 式中hc试样固结后的高度（cm）； V试样固结后与固结前的体积变化（cm3）。 主题：土工试验检测作业指导书名称：土工试验检测方法编号：YNHS-WC2-ZD20第18页共28页（2）试样固结后的面积，按下式计算： 式中Ac试样固结后的断面积(cm2)。 （3）剪切时试样的校正面积，按下式计算。 （4）主应力差与不固结不排水试验计算方法相同。 （5）孔隙水压力系数，按下列公式计算： 初始孔隙水压力系数 式中B初始孔隙水压力系数； u0施加周围压力产生的孔隙水压力（KPa）。 破坏时孔隙水压力系数 式中Af破坏时的孔隙水压力系数； uf试样破坏时，主应力差产生的孔隙水压力（kPa）。 （6）绘制破损应力圆并确定摩擦角和粘聚力，如下图所示。 固结不排水剪强度包线 主题：土工试验检测作业指导书名称：土工试验检测方法编号：YNHS-WC2-ZD20第19页共28页9.7.3 固结排水试验 剪切时试样的校正面积，应按下式计算。 式中：Vi 剪切过程中试样的体积变化（cm3） hi剪切过程中试样的高度变化（cm） 其余如试样固结后的高度、面积，主应力差等按固结不排水试验的相应公式计算。 绘制破损应力圆并确定摩擦角和粘聚力，如下图所示。 固结排水剪强度包线十 渗透试验10.1 一般规定10.1.1 常水头渗透试验适用于粗粒土，变水头渗透试验适用于细粒土。10.1.2 本试验采用的纯水，应在试验前用抽气法或煮沸法脱气，试验时的水温宜高于试验温度3-4。10.1.3 本试验以水温20标准温度，标准温度下的渗透系数应按下式计算：k20=kTT/20 (7.1.3)式中：k20标准温度时试样的渗透系数（cm/s）TT时水的动力粘滞系数（kPas）2020时水的动力粘滞系数（kPas）粘滞系数比查书SL237-1999主题：土工试验检测作业指导书名称：土工试验检测方法编号：YNHS-WC2-ZD20第20页共28页10.1.4 根据计算的渗透系数，应取3-4个在允许差值范围内的数据的平均值，作为试样在该孔隙比下的渗透系数（允许差值不大于210-n）10.1.5 当进行不同孔隙比下的渗透试验时，应以孔隙比为纵坐标，渗透系数的对数为横坐标，绘制关系曲线。10.2 常水头渗透试验10.2.1 本试验所用的主要仪器设备，应符合下列规定：常水头渗透装置：由金属封底圆筒，金属孔板，滤网，测压管和供水瓶组成SL237-1999。金属圆筒内径为10cm，高40cm。当使用其他尺寸的圆筒时，圆筒内径应大于试样最大粒径的10倍。10.2.2 常水头渗透试验，应按下列步骤进行：1 按本标准SL237-1999装好仪器，量测滤网至筒顶的高度，将调节管和供水管相连，从渗水孔向圆筒充水至高出滤网顶面。2 取具有代表性的风干土样3-4kg，测定其风干含水率，将风干样分层装入圆筒内，每层2-3cm，根据要求的孔隙比，控制试样厚度，当试样中含粘粒时，应在滤网上铺2cm厚的粗砂作为过滤层，防止细粒流失，每层试样装完后从渗水孔向圆筒充水至试样顶面，最后一层试样应高出测压管3-4cm，并在试样顶面铺2cm砾石作为缓冲层。当水面高出试样顶面时，应继续充水至溢水孔有水溢出。3 量试样顶面至筒顶高度，计算试样高度，称剩余土样的质量，计算试样质量。4 检查测压管水位，当测压管与溢水孔水位不平时，用吸球调整测压管水位，直至两者水位齐平。5 将调节管提高至溢水孔以上，将供水管放入圆筒内，开止水夹，使水由顶部注入圆筒，降低调节管至试样上部1/3高度处，形成水位差使水渗入试样，经过调节管流出，调节供水管止水夹，使进入圆筒的水量多于溢出的水量，溢水孔始终有水溢出，保持圆筒内水位不变，试样处于常水头下渗透。6 当测压管水位稳定后，测记水位。并计算各测压管之间的水位差，按规定时间记录主题：土工试验检测作业指导书名称：土工试验检测方法编号：YNHS-WC2-ZD20第21页共28页渗出水量，接取渗出水时时，调节管口不得浸入水中，测量进水和出水处的水温，取平均值。7 降低调节管至试样的中部和下部1/3处，按本条5、6款的步骤重复测定渗出水量和水温，当不同水力坡降下测定的数据接近时，结束试验。8 根据工程需要，改变试样的孔隙比，继续试验。10.2.3 常水头渗透系数应按下式计算：kT=QL/AHt (7.2.3)式中：kT水温为T时试样的渗透系数（cm/s） Q时间为t秒内的渗出水量（cm3）L两测压管中心间的距离（cm）A试样的断面积（cm2）H平均水位差（cm）t时间(s)注：平均水位差H可按（H1+H2）/2公式计算10.2.4 标准温度下的渗透系数应按式（7.1.3）计算。10.3 变水头渗透试验10.3.1 本试验所用的主要仪器设备，应符合下列规定：1 渗透容器：由环刀、透水石、套环、上盖和下盖组成，环刀内径61.8mm，高40mm，透水石的渗透系数应大于10cm3/s。2 变水头装置：由渗透容器，变水头管，供水瓶，进水管等组成SL237-1999。变水头管的内径应均匀，管径不大于1cm，管外壁应有最小分度为1mm的刻度，长度宜为2m左右。10.3.2 试样制备应按本标准第1.1.4条或1.1.5条的规定进行，并应测定试样的含水率和密度。10.3.3 变水头渗透试验，应按下列步骤进行：主题：土工试验检测作业指导书名称：土工试验检测方法编号：YNHS-WC2-ZD20第22页共28页1 将装有试样的环刀装入渗透容器，用螺母旋紧，要求密封至不漏水不漏气。对不易透水的试样按本标准第1.1.4条规定进行抽气饱和，对饱和试样和较易透水的试样，直接用变水头装置的水进行试样饱和。2 将渗透容器的进水口与变水头管连接，利用供水瓶中的纯水向进水管注满水，并渗入渗透容器，开排气阀，排除渗透容器底部的空气，直到溢出水中无气泡，关排水阀，放平渗透容器，关进水管夹。3 向变水头管注纯水，使水升至预定高度，水头高度根据试样结构的疏松程度确定，一般不应大于2m，待水位稳定后切断水源，开进水管夹，使水通过试样，当出水口有水溢出时开始测记变水头管中起始水头高度和起始时间，按预定时间间隔测记水头和时间的变化，并测记出水口的水温。4 将变水头管中的水位变换高度，待水位稳定再进行测记水头和时间变化，重复试验5-6次，当不同开始水头下测定的渗透系数在允许差值范围内时，结束试验。10.3.4 变水头渗透系数应按下式计算：aL H1kT=2.3 log （7.3.4）A(t2-t1) H2式中：a变水头管的断面积（cm2）2.3ln和log的变换因数L渗径，即试样高度（cm）t2、t1分别为测读水头的起始和终止时间(s)H1、H2起始和终止水头十一 颗粒分析试验11.1筛析法11.1.1 本试验方法适用于粒径小于、等于60mm，大于0.075mm的土。11.1.2 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。主题：土工试验检测作业指导书名称：土工试验检测方法编号：YNHS-WC2-ZD20第23页共28页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。11.1.3 筛板法试验，应按下列步骤进行：1 按SL237-1999的规定称取样质量，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；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10-15min，再按由上而下的顺序将各筛取下，称各级筛上及底盘内试样的质量，应准确至0.1g。4 筛后各级筛上和筛底上试样质量的总和与筛前试样总质量的差值，不得大于试样总质量的1%。 注：根据土的性质和工程要求，可适当增减不同筛径的分析筛。11.2 移夜管法11.2.1 本试验方法适用于粒径小于0.075mm的试样。11.2.2 本试验所用的主要仪器设备应符合下列要求：1 移液管SL237-1999，容积25ml。2 烧杯：容积50ml。3 天平：称量200g，最小分度值0.001g。4 其他与密度计法相同。11.2.3 移液管法试验，应按下列步骤进行：、主题：土工试验检测作业指导书名称：土工试验检测方法编号：YNHS-WC2-ZD20第24页共28页1 取代表性试样，粘土10-15g，砂土20g，准确至0.001g，并按本标准第8.2.4条1-5款的步骤制备悬液。2 将装置悬液的量筒置于恒温水槽中，测记悬液温度准确至0.5，试验过程中悬液温度变化范围为0.5。并按本标准式（8.2.6）计算粒径小于0.05、0.01、0.005、0.002mm和其他所需粒径下沉一定浓度所需的静置时间（或查SL237-1999表7.3.3）。3 用搅拌器沿悬液深度上、下搅拌1min，取出搅拌器，开动表，将移液管的二能阀置于关闭位置，三通阀置于移液管和吸球相通的位置，根据各粒径所需的静置时间，提前10s将移液管放入悬液中，浸入深度为10cm，用吸球吸取悬液。吸取量应不小于25ml。4 旋转三通阀，使吸球与放液口相通，将多余的悬液从放液口流出，收集后倒入原悬液中。5 将移液管下口放入烧杯内，旋转三通阀，使吸球与移液管相通，用吸球将悬液挤入烧杯中，从上口倒入少量纯水，旋转二通阀，使上下口连通，水则通过移液管将悬液洗入烧杯中。6 将烧杯内的悬液蒸干，在105-110温度下烘至恒量，称烧杯内试样质量，准确至 0.001g。11.2.4 小于某粒径的试样质量占试样总质量的百分比，应按下式计算：X=(mxVx)/(Vxmd)100 (8.3.4)式中：Vx悬液总体积（1000ml）Vx吸取悬液的体积（=25ml）md吸取25ml悬液中的试样干质量（g）11.2.5 颗粒大小分布曲线应按本标准第11.1.7绘制。当移液管法和筛析法联合分析时，应将试样总质量折算后绘制颗粒大小分布曲线，并将两段曲线连成一条平滑的曲线见SL237-1999标准图3.4.2。主题：土工试验检测作业指导书名称：土工试验检测方法编号：YNHS-WC2-ZD20第25页共28页十二 直接剪切试验12.1 慢剪试验12.1.1 本试验广泛适用于细粒土。12.1.2 本试验所用的主要仪器设备应符合下列规定：1 应变控制式直剪仪（SL237-1999图18.1.2，由剪切盒、垂直加压设备，剪切传动装置，测力计，位移量测系统组成。2 环刀：内径61.8mm，高度20mm。3 位移量测设备：量程为10mm，分度值为0.01mm的百分表，或准确度为全量程0.2%的传感器。12.1.3 慢剪试验，应按下列步骤进行：1 原状土试样制备，应按本标准第1.1.4条的步骤进行，扰动土试样制备按本标准第1.1.5、1.1.6条的步骤进行，每组试样不得小于4个，当试样需要饱和时，应按本标主题：土工试验检测作业指导书名称：土工试验检测方法编号：YNHS-WC2-ZD20第26页共28页准第1.1.4条的步骤进行。2 对准剪节容器上下盒，插入固定销，在下盒内放透水板和滤纸，将带有试样的环刀刃向上，对准剪切盒口，在试样上放滤纸和透水板，将试样小心地推入剪切盒内。注：透水板和滤纸的湿度接近试样的温度。3 移动传动装置，使土盒前端钢珠刚好与测力计接触，依次放上传压板、加压框架，安装垂直位移和水平位移量测装置，并调至零位或测记初读数。4 根据工程实际和土的软硬程度施加各级垂直压力，对松软试样垂直压力应分级施加，以防土样挤出，施工压力后，向盒内注水，当试样为非饱和试样时，应在加压板周围包以湿棉砂。5 施加垂直压力后，每1h测读垂直变形一次，直到试样固结变形稳定，变形稳定标准为每小时不大于0.005mm。6 拔去固定销，以小0.02mm/min的剪切速度进行剪切，试样每产生剪切位移0.2-0.4mm测记测力计和位移读数，直至测力计读数出现峰值，应继续剪切至剪切位移为4mm时停机，记下破坏值，当剪切过程中测力计读数无峰值时，应剪切至剪切位移6mm时停机。7 当需要估算试样的剪切破坏时间，可按下式计算： tr=50t50 (10.1.3)式中：tr达到破坏所经历的时间(min) t50固结度达50%所需的时间(min)8 剪切结束，吸去盒内积水，退去剪切力和垂直压力，移动加压框架，取出试样，测定试样含水率。12.1.4 剪应力应按下式计算：R=C10 （10.1.4)Ao式中：试样所受的剪应力（kPa） R测力计算表读数（0.01mm）主题：土工试验检测作业指导书名称：土工试验检测方法编号：YNHS-WC2-ZD20第27页共28页12.1.5 以剪应力为纵坐标，剪切横坐标，绘制剪应力与剪切位移关系曲线（、SL237-1999，取曲线上剪应力的峰值为抗剪强度，无峰值时，取剪切位移4mm所对应的剪应力为抗剪强度。12.1.6 以抗剪强度为纵坐标，垂直压力为横坐标，绘制抗剪强度与垂直压力关系曲线SL237-1999，直线的倾角为磨擦角，直线在纵坐标上的截距为粘聚力。12.2 固结快剪试验12.2.1 本试验方法租用于渗透系数小于10-6cm/s的细粒土。12.2.2 本试验所用的主要仪器设备，应于本标准第12.1.2条相同。12.2.3 固结快剪试验，应按下列步骤进行：1 试样制备、安装和固结，应
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