土工试验讲义.

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1、简易土工试验培训 汇通路桥建设集团有限公司 演 示 一、什么是压实填土？压实填土的质 量以什么指标控制？ 压实填土包括分层压实和分层夯实的填土 ，当利用压实填土作为建筑工程的地基持 力层时，在平整场地前，应根据结构类型 、填料性能和现场条件等，对拟压实的填 土提出质量要求。 压实填土的质量以压实系数c控制，并 根据结构类型和压实填土所在部位按下表 确定： 结构类型填土位置 压实系数 c 控制含水率 （%） 砌体承重 结构和框 架类型 在地基主要受 力层范围内 0.97 op2 在地基主要受 力层范围以下 0.95 排架结构 在地基主要受 力层范围内 0.96 在地基主要受 力层范围以下 0.9

2、4 二、土的塑性指标有哪些？如何定义 ？ v塑限（p）：粘性土由固态或半固态状 态过度到可塑状态的界限含水量称为土 的塑限。（简单介绍液塑限试验方法） v液限（L）：粘性土由可塑状态过度到 流动状态的界限含水量称为土的液限。 v塑性指数（Ip）：是指液限和塑限的差 值（Ip=Lp），即土处在可塑状态 的含水量变化范围，反映土的可塑性大 小。 v试验方法：击实试验 v击实试验：用标准的容器、锤击和击实方法， 测定土的含水率和密实度变化曲线，求得最大 干密度时的最佳含水量，是控制填土施工质量 的重要的试验步骤。（在施工现场填土料进场后应送试验室做击实试 验，确定好最佳含水率和最大干密度后在进行施工

3、，通过含水率控制达到最大干密 度以保证满足压实系数要求） v击实试验分为轻型击实和重型击实，区别在于 ： 1、轻型击实试验适用于粒径小于5mm的粘性 土；重型击实试验适用于粒径大于20mm的土 ，采用三层击实时，最大粒径不大于40mm。 三、压实最大干密度和最优含水率如何确定 ？试验如何进行？ 2、轻型击实试验的单位体积击实功约为 592.2kJ/m3，重型击实试验的单位体积击实功约为 2684.9kJ/m3。（由于锤质量和锤落高不同产生不同的击实功） 3、试验所用的击实仪不同。 试验 方法 锤击 直径 （mm） 锤质量 （Kg ） 落高 （mm） 击 实 筒护筒 高度（ mm）内径 （mm）

4、 筒高 （mm） 容积 （cm3） 轻型512.5305102116947.450 重型514.54571521162103.950 v击实试验对所用仪器设备的要求： 1、击实仪的击实筒和击锤尺寸应符合上页表中 的尺寸要求。 2、击实仪的击锤应配导筒，击锤与导筒应有足 够的间隙使锤能自由下落；电动操作的击锤必须 有控制落距的跟踪装置和锤击点按一定角度（轻 型53.5，重型45）均匀分布装置（重型击实 仪中心点每圈要加一击）。 3、天平：称量200g,最小分度值0.01g。 4、台称：称量10Kg，最小分度值5g。 5、标准筛：孔径为20mm、40mm和5mm。 6、试样推出器：宜用螺旋式千斤顶

5、或液压式千 斤顶，如无此类装置，也可用刮刀和修土刀从击 实筒中取出试样。 v试样的制备 1、干法：制备试样应按下列步骤进行：用四分法取代表性 土样20Kg（重型为50Kg），风干碾碎，过5mm（重型过20mm 或40mm）筛，将筛下土样拌匀，并测定土样的风干含水率 。 选择5个含水率，其中2个大于塑限含水率，2个小于塑 限含水率，1个接近塑限含水率，相邻两个含水率的差值宜 为2%。 2、湿法：取天然含水率的代表性土样20Kg（重型为50Kg） ，碾碎，过5mm（重型过20mm或40mm）筛，将筛下土样拌 匀，并测定土样的天然含水率。根据土样的塑限预估最佳 含水率，按本条一的原则至少选择5个含水

6、率的土样，分别 将天然含水率的土样风干或加水进行制备，应使制备好的 土样水分均匀。 v击实试验步骤 1、将击实仪平稳置于刚性基础上，击实筒与底座连接好， 安装好护筒，在击实筒内壁均匀涂刷一层润滑油。 称取一定量的试样，倒入击实筒内，分层击实，轻型击实 试样为2-5Kg，分三层，每层25击；重型击实试样4-10Kg，分五 层，每层56击，若分三层，每层94击。每层试样高度宜相等， 两层交界处的土样要刨毛。击实完成时，超出击实筒顶的试样 高度应小于6mm。 2、卸下护筒，用直刮刀修平击实筒顶部的试样，拆除底板，试 样底部若超出筒外也应修平，擦净筒外壁，称筒与试样的总质 量，准确至1g，并计算试样的

7、湿密度。修平的情况下，筒体积为一定值，还 有试样低于筒顶的情况应计算筒的实测体积。 3、用推土器将试样从击实筒中推出，取2个代表性试样测定含水 率（含水率的试验方法见第五标题），2个含水率的差值应不大于1%。 4、对不同含水率的试样依次击实。 v试样干密度（d ）的计算 公式：d= 0 （1+0.01i） 其中： i：某点试样的含水率（%） 0：试样的湿密度（g/cm3),准确到0.01 g/cm3（ v干密度和含水率的关系曲线，应在直角坐标纸上绘制，应取 曲线峰值点相应的纵坐标为击实试样的最大干密度，相应的 横坐标为击实试样的最优含水率，当关系曲线不能绘出峰值 点时，应进行补点，土样不宜重复

8、使用。 v轻型击实试验中，当试样中粒径大于5mm的土质量小于或等 于试样总质量的30%时，应对最大干密度和最优含水率进行 校正： dmax=1/(1-P5） dmax P5 其中： dmax：校正后试样的最大干密度（g/cm3） P5:粒径大于5mm土的质量百分数(%) :粒径大于5mm土粒的饱和面干相对密度（ 是指当土粒呈饱和面干状态时的土粒总质量相当于土粒总体 积的纯水4时质量的比值） opt= opt (1-P5）+ P5 ab 其中： opt ：校正后试样的最优含水率（%） opt ：击实试验的最优含水率（%） ab ：粒径大于5mm土粒的吸着含水率（%） 四、如何进行土的含水率试验：

9、 v 标准： 土工试验方法标准GB/T50123-1999 v适用范围：粗粒土、细粒土、有机质土和冻土。 v仪器设备应符合以下规定： 1、电热烘箱：应能控制温度在105-110。 2、天平：称量200g，最小分度值0.01g；称量1000g，最小 分度值0.1g。 3、称量盒（质量为一个定值） v试验步骤： 1、取具有代表性的试样15-30g或用环刀中的试样，有机质 土、砂类土和整体状构造土为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105-110的恒温下烘至 恒量，烘干时间为粘土、粉土不少于8h，对沙土不少于6h ，对含有有机质土超

10、过土质量5%的土，应将温度控制在65 -70 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、试样含水率的计算，准确至0.1% 0=（m0/md-1）*100% 其中：md：干土质量（g） m0 ：湿土质量（g） 5、本试验必须对两个试样进行平行测定，测定的差值：当 含水率小于40%时为1%；当含水率等于或大于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。 五、地基处理工程中回（压实）填土的取样数量如何规定 ？ 在压实填土的过程中，垫层的施工质量检验必须分层进行。 应在每层的压

11、实系数符合设计要求后铺填上一层土。 1、对大基坑每50-100m2不应少于1个检验点； 2、对基槽每10-20m2不应少于1个检验点； 3、每个独立柱基础不应少于1个检验点。采用贯入仪或动力触 探检验垫层的施工质量时，每分层检验点的间距应小于4m。 4、竣工验收采用载荷试验检验垫层承载力时，每个单位工程 不宜少于3个点；对于大型工程则应按单个工程的数量或工程的 面积确定检验点数。 5、对灰土地基、砂和砂石地基、土工合成材料地基、粉煤灰 地基、强夯地基、注浆地基、预压地基，其竣工后的结果（地基 强度或承载力）必须达到设计标准。检验数量：每单位工程不应 少于3点，1000m2以上工程每100m2至

12、少应有1个点， 3000m2以上 工程每300m2至少应有1个点；每一独立柱基础下至少应有1个检 验点，基槽每20延米应有1个检验点。 六、回（压实）填土密度试验方法有哪些？ 灌砂法 1、适用范围：粗粒土的密度测定 2、试验仪器设备及要求 密度测定器：由容砂瓶、灌砂漏斗和底盘组成，灌砂漏斗高 135mm、直径165mm，尾部有孔径为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口连接。底盘承托容 砂瓶和灌砂漏斗。 天平：称量10Kg，最小分度值5g；称量500g，最小分度值 0.1g。 3、标准砂密度测定步骤 a、标准砂应清洗洁净，粒径宜选用0.25-0.50mm，密度

13、宜在 1.47-1.61 g/cm3。 b、组装容砂瓶和灌砂漏斗，螺纹连接处应拧紧，称其质量。 c、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，称容量瓶、灌砂漏斗和标准砂的总质量 ，准确到5g，试验中应避免振动。 d、倒出容砂瓶中的标准砂，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，称容量瓶、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。 e、容砂

14、瓶的容积计算 Vr=(mr1-mr2)/wr 其中： Vr ：容砂瓶容积（mL) mr1 ：容砂瓶、漏斗和水的总质量（g) mr2 ：容砂瓶和漏斗的总量（g) wr ：不同水温时水的密度（ g/cm3） f、标准砂的密度计算 s=（mrs-mrl)/Vr 其中： s ：标准砂的密度（ g/cm3） mrs ：容砂瓶、漏斗和标准砂的总质量（g） 3、灌砂法的试验步骤 a、按灌水法试验中挖坑的步骤依据规定尺寸挖好试坑，称试样 质量mp ，测定试样的含水率1。 b、向容砂瓶内注满砂，关阀门，称容砂瓶、漏斗和砂的总质量 ，准确至10g。 c、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，在注砂过程中不应振动，当砂注满试坑时关闭 阀门，称容量瓶、漏斗和余砂的总质量，准确至10g，并计算注 满试坑所用标准砂质量ms 。 4、试样密度的计算 0 =mp/ms/s 其中:ms :注满试坑所用标准砂的质量(g) mp :取自坑内试样的质量(g) 5、试样干密度的计算，精确到0.01 g/cm3 d =mp/(1+0.011)/ms/ s （ 完 谢 谢 大 家