土壤液塑限聯合測定儀：液塑限聯合測定試驗

1 一般規定

1.1界限含水率試驗宜用于粒徑小于0.5mm且有機質含量不大于5%的土。

1.2界限含水率試驗可采用液塑限聯合測定法、圓錐儀液限法、碟式儀液限法或搓滾塑限法。

1.3 界限含水率試驗應進行平行測定,取算術平均值。

1.4 圓錐入土深度測定的允許平行差值應為±0.5mm。

2 液塑限聯合測定

2.1 液塑限聯合測定法界限含水率試驗儀器設備應滿足下列要求:

(1)液塑限聯合測定儀(下圖),包括圓錐儀、電磁鐵、顯示屏、控制開關和試樣杯等;圓錐質量為76g,錐角為 30°;讀數顯示采用數顯式、光電式或游標式;

(2)試樣杯,直徑為40mm~50mm,高為30mm~40mm;(3)電子天平,量程200g,最小分度值0.01g;

(4)試驗篩,孔徑0.5mm;

(5)其他,包括烘箱、干燥器、鋁盒、調土皿、調土刀、刮土刀、凡士林、研砵等。

2.2液塑限聯合測定法界限含水率試驗操作應按下列步驟進行:

(1)試驗采用天然含水率的土樣制備試樣,允許用風干土制備試樣:

(2)采用天然含水率的土樣制備試樣時,剔除土中粒徑大于0.5mm的顆粒,按圓錐下沉深度約8mm~12mm、3mm~5mm及二者的中間狀態制備3份不同稠度的土膏,靜置燜樣,靜置時間根據天然含水率的大小確定;

(3)采用風干法制備試樣時,取過0.5mm篩的代表性土樣約300g,分成3份,放入3個盛土皿中,加入不同數量的純水,使其達到第(2)項中含水率狀態:將制備的土樣調成均勻土膏,放入密封的保濕缸中,靜置時間不少于24h;

(4)將制備好的試樣用調土刀充分調拌均勻,分層壓實填入試樣杯中,并使空氣逸出;對于較干的試樣要充分搓揉,并用調土刀反復壓實;試樣杯裝滿后,對于高出試樣杯的余土用刮土刀刮平;將裝好試樣的試樣杯放在聯合測定儀的試樣杯座上,調整升降旋鈕至適當位置;

(5)儀器調平后,在圓錐儀錐體上涂一薄層凡士林,接通電源,使電磁鐵吸穩圓錐儀:使用游標式或百分表式液塑限聯合測定儀時,提起錐桿,用旋鈕固定;

(6)讀數歸零后,調節升降微調旋鈕,使圓錐儀錐角接觸試樣面,指標燈亮時圓錐儀在自重下沉入試樣內:使用游標式或百分表式液塑限聯合測定儀時用手扭動旋扭,松開錐桿;經5s后測讀圓錐儀下沉深度,然后提升圓錐儀,取出試樣杯,挖除錐尖入土處的凡士林,取錐體附近不少于10g的試樣放入鋁盒內,測定含水率:

(7)按第(4)項~第(6)項的要求,測試其余2個試樣的圓錐下沉深度和含水率。

2.3 圓錐下沉深度與含水率的關系曲線應按下述方法確定:

(1)在雙對數坐標上,以含水率為橫坐標、圓錐下沉深度為縱坐標,繪出三個試樣點。三個點在一直線上時,見下圖中A線,即為圓錐下沉深度與含水率的關系曲線;

圓錐下沉深度與含水率關系曲線示意圖

(2)三點不在一直線上時,通過高含水率的一點與其余兩點分別連成兩條直線,在圓錐下沉深度為2mm處,分別從兩條連線上測得相應的含水率,兩個含水率的差值小于2%時,以兩個含水率的平均值與高含水率的點連成一線,見下圖中B線,即為圓錐下沉深度與含水率的關系曲線:

(3)三點不在一直線上且按第(2)項要求取得的兩個含水率的差值不小于2%時,重做試驗。

2.4試樣的10mm 液限應為圓錐下沉深度與含水率的關系曲線圖中下沉深度為10mm所對應的含水率,塑限應為下沉深度為2mm所對應的含水率,以百分數表示,準確至0.1%。

2.5試樣的塑性指數和液性指數應按下列公式計算:

3 圓錐儀液限法

3.1 圓錐儀液限法界限含水率試驗儀器設備應滿足下列要求:

(1)圓錐儀,包括錐身、手柄、平衡裝置、試樣杯、底座等,見圖1.圓錐質量為 76g錐角為 30°錐身上有距離錐尖10mm的刻度線:

3.2 圓錐儀液限法界限含水率試驗操作應按下列步驟進行:

(1)試驗采用天然含水率的土樣制備試樣,允許采用風干土制備試樣:

(2)取有代表性的天然含水率的土樣約100g,剔除粒徑大于0.5mm的顆粒;采用風干土制樣時,取過0.5mm 篩的代表性土樣約80g;將土樣加純水調成糊狀,置保濕器內不少于18h,使水分均勻分布;

(3)將制備好的試樣用調土刀充分調拌均勻,分層壓實填入試樣杯中,并使空氣逸出;試樣杯裝滿后,用刮土刀刮平高出試樣杯的余土,使土面與杯沿齊平:將裝好試樣的試樣杯放在圓錐儀底座上;

(4)在圓錐儀錐體部分涂一薄層凡士林,手執錐柄,使錐尖與試樣面接觸,保持錐體垂直,松開手指,平穩放錐,使錐體在其自重作用下沉入土中:

(5)放錐5s后,測記錐體沉入土中的深度,以試樣表面與錐接觸處為準:入土深度為10mm 時,則含水率即為液限;入土深度大于或小于10mm時,試樣含水率大于或小于液限,要挖除沾有凡士林的土,取出全部試樣放在調土杯中,使水分散失或加純水,重新調勻,直至錐體下沉深度恰為10mm時為止;

(6)采用液塑限聯合測定儀測試液限時,按聯合測定儀步驟第(4)項~第(6)項要求進行測試圓錐下沉深度為10mm時的試樣含水率,即為其液限:

(7)將所測得的合格試樣,挖除沾有凡士林的土,取錐體附近試樣不少于10g放入鋁盒中測定其含水率,此含水率即為該試樣的液限。

3.3 液限應按下式計算

4 碟式儀液限法

4.1 碟式儀液限法界限含水率試驗儀器設備應滿足下列要求:

(1)碟式液限儀(圖9.4.1),由土碟和支架組成,配備有專用劃刀;其技術條件符合現行國家標準《土工試驗儀器液限儀 第1部分:碟式液限儀》(GB/T 21997.1)的有關規定;

(2)電子天平,量程200g,最小分度值0.01g;

(3)篩,孔徑為0.5mm;

(4)其他,包括烘箱、干燥器、鋁盒、調土刀等

4.2碟式儀液限法界限含水率試驗操作應按下列步驟進行:

(1)取過0.5mm篩的天然含水率土樣或風干土樣約100g,放在調土皿中,按需要加純水.用調土刀反復拌勻:

(2)取一部分試樣,平鋪于土碟的前半部:鋪土時避免試樣中混入氣泡:用調土刀將試樣面修平,使最厚處為10mm,多余試樣放回調土皿中;

(3)以蝸形輪為中心,用劃刀自后至前沿土碟中央將試樣劃成槽縫清晰的兩半,見圖9.4.2-1:允許從前至后,再從后至前多劃幾次,將槽逐步加深,以代替一次劃槽:盡量減少劃槽次數,避免槽縫邊扯裂或試樣在土碟中滑動:最后一次從后至前的劃槽能明顯接觸碟底:

(4)以 2r/s的速率轉動搖柄,使土碟反復起落,墜擊于底座上,數記擊數,直至試樣兩邊在槽底的合攏長度為13mm為止,見圖9.4.2-2.記錄擊數,并在槽的兩邊取不少于10g試樣,測定其含水率;

(5)將土碟中的剩余試樣移至調土皿中,再加水拌和均勻,按第(2)項~第(4)項的要求至少做兩次試驗,每次試驗中土的稠度使合攏長度為13mm 時所需擊數為15擊~35 擊,其中25 擊以上及以下各1次,然后測定各擊數下試樣的相應含水率。

4.3 各擊數下合攏時試樣的相應含水率應按下式計算:

4.4 試樣的液限應在單對數坐標的含水率與擊數關系曲線上,擊數為25擊所對應的含水率,即為該試樣的液限,見下圖。

含水率與擊數關系曲線示意圖

5 搓滾塑限法

5.1 搓滾塑限法界限含水率試驗儀器設備應滿足下列要求:

(1)毛玻璃板,采用磨砂毛玻璃板,尺寸不小于 200mm x300mm;

(2)卡尺,最小分度值0.02mm;

(3)電子天平,量程200g,最小分度值0.01g;

(4)篩,孔徑0.5mm;

(5)其他,包括烘箱、干燥器、鋁盒等。

5.2 搓滾塑限法界限含水率試驗操作應按下列步驟進行:(1)取過0.5mm篩的代表性試樣約80g,加純水拌和,浸潤 24h;

(2)將試樣在手中捏揉至不黏手,捏扁,出現裂縫時,表示含水率已接近塑限;

(3)取接近塑限的試樣一小塊,先用手捏成橄欖形,然后用手掌在毛玻璃板上搓滾:搓滾時手掌均勻施加壓力于土條上,勿使土條在毛玻璃板上無力滾動,土條不要有空心現象,土條長度不大于手掌寬度;

(4)土條搓成直徑3mm時,產生裂縫,并開始斷裂,表示試樣達到塑限:不產生裂縫及斷裂時,表示試樣的含水率高于塑限;土條直徑大于3mm 時即斷裂,表示試樣的含水率小于塑限,棄去土條,重新取土試驗;土條在任何含水率下始終搓不到3mm 即開始斷裂則該土無塑性;

(5)取直徑符合3mm的斷裂土條3g~5g,放入稱量盒內,蓋緊盒蓋,測定含水率,此含水率即為塑限。

5.3 塑限應按下式計算,精確至 0.1%: