公路土工试验规程》宣贯释义

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1、1,公路土工试验规程 JTG E402007 宣贯理解,王 园 研究员 交通部公路科学研究院 2007.10.15,2,联系：,联 系 人：王 园 博士 联系地址：北京市海淀区西土城路8号 交通部公路科学研究院 邮政编码：100088 电 话：010-62078519 传 真：010-62079556 电子信箱： 或 ,3,宣贯理解材料,公路土工试验规程（JTG E402007） 公路土工试验规程释义手册,4,讲解形式,结合释义手册，讲解试验规程的修订内容，以及在理解和应用中应注意的问题。,5,修订的主要内容：,1、增加了 “术语、符号”一章。对各章内容及条文说明进行了局部修改和有效性确认。

2、2、土的工程分类中，对塑性图进行了部分调整。 3、将“含水量”名称修改为“含水率”。删除了“碳化钙气压法”。 4、比重试验增加了浮力法。 5、颗粒分析试验增加了对密度计法的“刻度及弯液面的校正”依据标准。 6、界限含水率试验增加了76g锥入土17mm的液限试验方法和液限碟式仪试验方法。 7、渗透试验修订了变水头渗透试验方法。 8、规定了击实试验的土类和击实筒的匹配以及击实功能等。 9、增加了标准吸湿含水率试验方法。 10、黄土湿陷试验方法中增加了自重湿陷系数试验、溶滤变形系数试验和湿陷起始压 力试验。同时还明确了黄土指标试验的“单线法”和“双线法”的试验操作步骤。 11、增加了冻土密度试验、冻

3、结温度试验、冻土导热系数试验、未冻含水率试验、冻 胀率试验和冻土融化压缩试验的冻土类试验方法。 12、增加了湿化试验方法。 13、在土的直接剪切试验中增加了排水反复直接剪切试验方法。 14、在细粒土三轴压缩试验的固结不排水试验中，增加了固结后的土样几何尺寸计算 方法；增加了“一个试样多级加荷三轴压缩试验。” 15、增加了粗粒土直接剪切试验方法。,6,1 总则,规程P1 手册P1P3 目录P5 规程总体包含： 31个大类 总则和术语、符号 土的分类标准 87个试验方法 手册中的附录C和附录D在数据整理时不可缺少 几乎含盖了目前土工试验的所有内容。,7,应当注意的是：手册P2,1. 对于粗粒土和巨

4、粒土必须进行颗粒分析试验。提供土样的颗粒级配粒组数据和级配特征曲线。 2. 对于细粒土除应进行颗粒分析试验，提供土样的颗粒级配粒组数据和级配特征曲线外，还应进行界限含水率试验，提供土样的液限、塑限和塑性指数等。 3. 对于特殊土还应提供描述特殊土基本特征的试验测试指标。 这是可重复再现土工试验结果的基本条件，也是科学实验的基本要求。,8,规程在修订中的参考文献：,见手册P538546 在“文献”列表中可以查到各种与本规程 有关的国家和行业标准以及著作等。 便于同行对相关文献的了解和研读。,9,2 术语、符号,规程P25 手册P413 解释术语21个。 本章“术语”为新增加内容， “符号”增列了

5、新内容。,10,应注意的几个名词,（1）土粒比重。手册P5 目前定义相对密度 （2）渗透系数。手册P7 断面平均渗透系数 （3）固结与压缩。 手册P6 含义不同，侧限条件相同。饱和非饱和 （4）直剪与三轴。手册P7 快剪、固结快剪、慢剪库仑强度理论 不固结不排水剪、固结不排水剪、固结排水剪摩尔库仑强度理论 总应力强度指标、有效应力强度指标 （5）砂的相对密度 与 压实度、目前定义相对密度,11,3 土的工程分类,(1)粗粒与细粒的分界粒径 规程P6，P16 原0.074mm，现0.075mm (2)粉粒与黏粒的分界粒径 手册P15-P16 国标0.005mm，交通0.002mm (3)塑性图

6、规程P12，手册P24 原Ip=610， 现Ip=47 推论抗剪强度为零 与碟式仪等效 注意：Ip小于10，液限小于15%区域数据不 可用。原因是该范围液限值不准。,12,(4)特殊土分类 国标删除该内容 分类准则：扰动土、颗粒级配、液塑限 （未考虑特殊土的特性指标） 本规程：仍然列入，并增加冻土。 手册还列出了各种特殊土的分类标准 P2734,13,4 土样采集和试样制备,规程P21-30 手册P38-46 新增对冻土的要求。 规程P21，P22，P26 手册P38，P39，P43 注意：不同土类的饱和方法和效果。,14,5 土的含水率试验,规程P31-37 手册PP47-55 （1）含水率

7、-含水量 手册P47 （2）土中水及其特征 手册P47 （3）删除：碳化钙气压法 可替代的方法：酒精燃烧法 目前也有采用“微波炉法”，但其加热往往不 均匀，有待进一步总结经验。,15,酒精燃烧法应特别注意安全手册P50-51,在使用中应分层次分装酒精。如首先将桶装酒精分装在5001000ml 的大瓶中，使用时在将大瓶中的酒精分装在100ml 以下的小瓶中，从小瓶中将酒精倒入土样，点燃酒精燃烧湿土。再次将酒精倒入土样前，必须确定土样中的火焰已经熄灭，否则将可能造成严重事故。在野外试验确定土样中火焰熄灭的方法是将手从远处慢慢移向燃烧土样的坩埚上部，体会是否有高温燃烧的感觉。如果没有燃烧火焰，则手可

8、以盖在坩埚上；如果有燃烧火焰，则手有烧灼感，应立刻从坩埚上部移开手，反复测试，直至火焰确定燃灭。应当引起注意的是，白天燃烧酒精，当燃烧的火焰较小时，人的肉眼很难观察到，此时应特别注意安全。在现场使用酒精燃烧法时，应做好试验操作安全预案。,16,采用烘干法应注意的问题手册P55,1）烘土期间烘箱不应频繁开启，以免影响箱内温度； 2）水分较多的土，不应与接近烘干的土在一个箱内混烘； 3）因烘箱底层离热源较近，温度较高，故试样应距底层有一定距离； 4）将称量盒校正恒重后，筒化了试验过程中反复测量称量盒质量的手续。但使用一定时间后，称量盒的质量常有变化，因此一般半年需要校正一次，以保正试验精度。,17

9、,6 土的密度试验,规程P38-55 手册P56-76 湿密度、干密度、饱和密度、浮密度 孔隙率、孔隙比、饱和度 土粒的密度、水的密度手册P536 三大试验指标：比重、密度、含水率 关系：饱和密度湿密度干密度浮密度 定义：手册P56-58,18,7 土的比重试验,规程P56-66 手册P77-87 新增：浮力法试验 基础：高精度、大称量、低感量天平技术的发展。 各法适用范围： 比重瓶法小于5mm 浮力法大于5mm 浮称法大于或等于5mm 虹吸筒法粒径大于或等于5mm的土，且其中粒径大于 等于20mm土的含量大于、等于总土质量的10%。,19,需要补充说明的是 手册P87,比重瓶法仅能用作细粒土

10、（小于 5 mm）的比重测定，但天然土常为粗、细颗粒混合而成，尤其是在路堤填料中经常遇到。因此, 大于5毫米的粗粒土用虹吸筒法测定土的比重。由于虹吸筒不能同时测定小于 5毫米颗粒的比重，这样对全粒径土体就需要采用联合测定的方法。即分别采用密度计法和虹吸筒法（或浮力法、浮秤法等）测定比重，然后再求其加权平均值。若用虹吸筒法测定全粒径土时，对于细土粒易悬浮于水中而为虹吸管所吸出，同时在试验的过程中细粒部分易于丢失，此外细粒土过多时会影响排气。在确定采用何种比重试验方法时，应考虑在不影响结果精度的原则下，尽量一次测定。因此，当大于5毫米土粒不多时可以直接用比重瓶法试验。 平行误差与试样的数量问题。,

11、20,8 颗粒分析试验,规程P67-84 手册P88-111 1）筛分法 粒径大于0.075mm 筛号与筛径关系手册P93 2）密度计法 粒径小于0.075mm 水的密度手册P536 3）移液管法 粒径小于0.075mm,21,9 界限含水率试验,规程P85-99 手册P112-131 1）液限和塑限联合测定法 增加：76g锥入土17mm液限方法。 各种液限值的经验换算。手册P121 2）液限蝶式仪法 3）塑限滚搓法 塑性指数越大黏粒含量越多手册P13 4）缩限试验 稠度界限图手册P13,22,图2-G 土的稠度界限示意图,23,图2-H 土的塑性指数与粘粒含量关系,24,10 土的收缩试验,

12、规程P100-104 手册P132-136 试验指标： 体缩率、线缩率、缩限 该试验无修订内容,25,11 土的天然稠度试验,规程P105-108 手册P137-140 修订：公式（T 0122-3） 和的计算公式 原公式错误。,26,12 砂的相对密度试验,规程P109-114 手册P141-149 无修订内容 砂的相对密度评价 手册P146-149,27,13 土的湿化试验,规程P115-117 手册P150-152 该试验为新增试验内容 土的湿化是指粘性土体在水中发生崩解或强度减弱的现象，属于土体膨胀的另一种形态。土在膨胀过程中，使相邻土粒的距离超过土粒间的引力作用范围时，或使粒间结构连

13、接受到破坏时，都会使土体发生崩解现象。土在水中崩解的难易，表明了土对水的稳定程度。研究土的湿化性具有重要的实际意义，例如路堑边坡、路堤河岸，当受水体浸湿时，就有可能湿化而失稳，发生崩解现象。在路堤的设计与施工中，也需要了解土料湿化崩解的速度，作为取舍料场的依据。土湿化性质的指标有崩解量和崩解速度。,28,14 土中毛细管水上升高度试验,规范P118-122 手册P153-163 该试验无修订内容 评价土的毛细性的指标： 1）毛细管水上升高度手册P160 2）毛细管水上升速度手册P161,29,15 渗透试验,规程P123-131 手册P164-182 “变水头渗透试验”为新修订内容 1）常水头

14、渗透试验 适用于渗透系数大于10-E4 cm/s的土 2）变水头渗透试验原内容有误 适用于渗透系数为10-E4 10-E7 cm/s的土 标准渗透系数换算：土的动力黏滞系数表 手册P526,30,1）土的渗透规律达西定律,水流在中砂流动呈层流状态时，有下式 V=ki q=kiA 断面平均流量 手册P172 黏性土的渗透规律：v=k(i-i0) n 手册P174,31,达西定律的适用范围,由于达西定律只适用于层流的情况，故一般只适用于中砂、细砂、粉砂等。对粗砂、砾石、卵石等粗颗粒土就不适用，因为此时水的渗透流速较大，已不是层流而是紊流。,32,常见土的渗透系数 手册P175,33,影响渗透系数的因素手册P175-177,）土粒的大小和级配 ）土的孔隙比 ）水的动力粘滞系数 ）土中封闭气体含量 ）土的结构构造的影响 ）结合水膜厚度的影响 手册P175-177,34,关于起始渗透坡降,在粘土中，土颗粒周围存在着结合水，结合水因受到分子引力作用而呈现粘滞性。因此，粘土中自由水的渗流受到结合水的粘滞作用(类似毛细水)产生很大阻力，只有克服结合水的粘滞阻力后才能开始渗流。我们把克服此粘滞阻力所需的水头梯度，称为粘土的起始水头梯度。这样，在粘土中应