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1、公路土工和公路土工和公路土工和公路土工和无机结合料稳定材料无机结合料稳定材料无机结合料稳定材料无机结合料稳定材料 主要内容主要内容 第一部分第一部分 土工土工一、一、土的概述土的概述二、二、颗粒分析（颗粒级配）试验颗粒分析（颗粒级配）试验三、三、界限含水率试验界限含水率试验四、四、击实击实(最佳含水率、最大干密度最佳含水率、最大干密度)试验试验 五、五、土的承载比（土的承载比（CBR)CBR)试验试验第二部分第二部分 无机结合料稳定材料无机结合料稳定材料一、一、无机结合料稳定材料击实试验无机结合料稳定材料击实试验二、二、无侧限抗压强度试验无侧限抗压强度试验三、三、水泥（石灰）剂量水泥（石灰）剂
2、量第一部分：土工第一部分：土工公路土工试验规程公路土工试验规程（JTG E40-2007)JTG E40-2007)一、土的概述一、土的概述1 1、土的形成土的形成 土土是是由由地地壳壳表表面面的的岩岩石石经经过过物物理理风风化化化化学学风风化化和和生物生物风化风化作用之后的产物。作用之后的产物。岩岩石石暴暴露露在在大大气气中中，受受到到温温度度变变化化的的影影响响，体体积积经经常常发发生生膨膨胀胀和和收收缩缩，不不均均匀匀的的膨膨胀胀和和收收缩缩使使之之产产生生裂裂缝缝，同同时时长长期期经经受受风风霜霜雨雨和和雪雪的的侵侵蚀蚀以以及及动动植植物物的的破破坏坏，逐逐渐渐由由整整块块岩岩石石崩崩
3、解解成成大大小小不不等等和和形形状状不不同同的的碎碎块块，这这个个过过程程叫叫物物理理风风化化。物物理理风风化化只只改改变变岩岩石石颗颗粒粒的的大大小小和和形形状状，不不改改变变颗颗粒粒的的成成分分。物物理理风风化化后后形形成成的的碎碎块块与与氧氧气气二二氧氧化化碳碳和和水水接接触触，经经过过化化学学变变化化，变变成成更更细细的的颗颗粒粒并并且且成成分分也也发发生生改改变变，产产生生与与原原来来岩岩石石成成分分不不同同的矿物，这个过程叫做的矿物，这个过程叫做化学风化化学风化。在在此此基基础础上上，加加之之生生物物活活动动的的参参与与，从从而而产产生生有有机机质质的的积积聚聚，经经过过这这些些风
4、风化化作作用用所所形形成成的的矿矿物物颗颗粒粒堆堆积积在在一一起起，其其间间贯贯穿穿着着孔孔隙隙，孔孔隙隙间间存存在在着着水水和和空空气气。这这种种松松散散的的固固体体颗颗粒粒（有有时时还还会会含含有有有有机质）机质）水水和和气体气体的集合体即是土。的集合体即是土。2 2、土的三相组成、土的三相组成土由固体土粒、液体水和气体三相组成。土由固体土粒、液体水和气体三相组成。3 3、土的工程分类、土的工程分类土分类总体系图土分类总体系图（根据巨粒组、粗粒组和细粒组含量）（根据巨粒组、粗粒组和细粒组含量）3.13.1巨粒土分类巨粒土分类3.2砾类土分类砾类土分类备注：备注：F F为细粒组质量为细粒组质
5、量（0.075mm)0.075mm)3.3 3.3 砂类土分类砂类土分类备注：备注：F F为细粒组质量为细粒组质量（0.075mm)0.075mm)3.43.4、细粒土的分类、细粒土的分类细粒土细粒土粉质土粉质土黏质土黏质土有机质土有机质土高（低）液高（低）液限粉土限粉土粗粗粒组含量粒组含量25%25%含砾（砂）高低含砾（砂）高低液限粉土液限粉土粗粒粗粒组含量组含量25%25%，50%50%高高(低低)液限黏液限黏土土粗粒组含粗粒组含量量25%25%含砾（砂）高含砾（砂）高（低）液限黏（低）液限黏土土粗粒组含粗粒组含量量25%25%，50%50%A A线或线或A A线以线以上有机质高低上有机质
6、高低液限黏土液限黏土A A线以下有线以下有机质高低液机质高低液限粉土限粉土MHMHMLML砾粒砾粒砂粒砂粒砾粒砾粒砂粒砂粒CHCHCLCL砾粒砾粒砂粒砂粒砾粒砾粒砂粒砂粒CHOCHOCLOCLOMHOMHOMLOMLOMHGMHGMLGMLGMHSMHSMLSMLSCHGCHGCLGCLGCHSCHSCLSCLS3.53.5、土工试验项目、土工试验项目 1、物理性质试验：含水率含水率、密度密度、比重、颗颗粒分析粒分析、相对密度。2、水理性质试验：界限含水率界限含水率、稠度、膨胀、毛细上升速度。3、力学性质试验：渗透性、击实性击实性、压缩性、黄土湿陷性、直接剪切、三轴剪切、无侧限剪切、土基承载比
7、土基承载比、回弹模量。4、化学性质试验：酸碱度、烧失量、有机质含量、可溶盐含量、阳离子交换量、矿物成份。二、土的颗粒分析二、土的颗粒分析1、概述粒度：土粒的大小。粒组：大小相近的土粒合并为组。土的粒度成分（颗粒级配）：指土中各种不同粒组的相对含量（以干土质量的百分数表示），它可用来描述土的各种不同粒径土粒的分布特性。粒组的划分粒径(mm)200 60 20 5 2 0.5 0.25 0.075 0.002 巨粒组粗粒组细粒组漂石 (块石)卵石 (小块石)砾(角砾)砂粉粒粘粒粗中细粗中细1.11.1粒度成分的分析方法：粒度成分的分析方法：1 1）筛析法）筛析法（适用于粒径大于（适用于粒径大于0.
8、075mm0.075mm的土）的土）粗筛（圆孔筛）：孔径为60mm、40mm、20mm、10mm、5mm、2mm；细筛：孔径为2mm、1.0mm、0.5mm、0.25mm、0.075mm2 2）沉降分析法：密度计法和移液管法）沉降分析法：密度计法和移液管法（适用于粒（适用于粒径小于径小于0.075mm0.075mm的土）的土）1.21.2粒度成分的表示方法粒度成分的表示方法1 1）表格法）表格法以列表形式直接表达各粒组的相对含以列表形式直接表达各粒组的相对含量量2 2）累积曲线法）累积曲线法用一条曲线表示一种土的粒度成分，在用一条曲线表示一种土的粒度成分，在一张图上能同时表示许多种土的级配成分
9、。一张图上能同时表示许多种土的级配成分。不均匀系数不均匀系数 C Cu u=d=d6060/d/d10 10 5 5曲率系数曲率系数 C Cc c=（d d3030）2 2/（d d6060d d1010）1 13 33 3）三角坐标法）三角坐标法用一点表示土的粒度成分，用一点表示土的粒度成分，在一张图上能同时表示几种土的粒度成分。在一张图上能同时表示几种土的粒度成分。等边三角形等边三角形2、试验步骤（一）筛析法（粒径（一）筛析法（粒径d d0.075mm0.075mm的土）的土）1）试验原理试验原理 筛析法是将土样通过逐级减小孔径的一组标准筛子。对于通过某一筛孔的土粒，可以认为其粒径恒小于该
10、筛的孔径，反之，遗留在筛上的颗粒，可以认为其粒径恒大于该筛的孔径。这样即可把土样的大小颗粒粒按筛孔径大小逐级加以分组和分析。2 2）方法概述）方法概述（无粘聚性的土（无粘聚性的土-干筛法干筛法）将土样放在橡皮板上风干，用木碾将粘结的土团充分碾散拌匀，用四分法取代表性土样备用。将四分法取出的代表性土样按表2.1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。表表2.1 2.1 取样数量取样数量颗粒尺寸(mm)2102040200）/卵石（20060）/粗粒组砾（角砾）粗（6020）3.9中（205）17.1细（52）15.6砂粗（20.5）40.6中（0.50.25）
11、11.0细（0.250.075）4.8细粒组粉粒（0.0750.002）7.0黏粒（0.002）不均匀系数Cu/曲率系数Cc/土的命名：含细粒土砂，记SF.由曲线可确定两个土粒的级配指标:不均匀系数C Cu u=d=d6060/d/d1010曲率系数C CC C=d=d30302 2/（d d1010*d*d6060 ）d60、d30、d10 有效粒径，即土中小于该粒径的颗粒质量为60、30%、10%的粒径，mm；三、界限含水率试验三、界限含水率试验（一）概述（一）概述界限含水率定义：粘性土的状态随着土中含水率的变化而变化，各种粘性土有一个处于塑性状态的含水率范围，界限含水率就是这个范围的度量
12、值；说明：对实际工程来说，具有实用意义的是液限、塑限和缩限。液限是可塑状态的上限，塑限是可塑状态的下限。含水率低于缩限，水分蒸发时体积不再缩小。液限W WL L（%）：土从液体状态向塑性体状态过渡的界限含水率。塑限W WP P（%）：土由塑性体状态向脆性固体状态 过渡的界限含水率。缩限W WS S（%）：达到某一含水率后，土体积不再收缩的界限含水率。塑性指数 I IP P=W=WL L-W-WP P：液限与塑限之差值。（一般在习惯上用不带百分数符号的数值表示。塑性指数越大，表示土越具有高塑性）液性指标I IL L=(W-W=(W-WP P)/)/（W WL L-W-WP P）（%）：表示天然含
13、水率与界限含水率关系的指标。当I IL L=1.0=1.0，即，即W=WW=WL,L,土处于液限；土处于液限；当当I IL L=0=0，即，即W=WW=WP P,土处于塑限土处于塑限。故按故按I IL L可区分土的各种状态：可区分土的各种状态：I IL L 0 0 为坚硬状态为坚硬状态0I0IL L 0.25 0.25 为硬塑状态为硬塑状态0.25I0.25IL L 0.75 0.75 为可塑状态为可塑状态0.75I0.751.0 1.0 为流塑状态为流塑状态天然稠度：土的液限与天然含水率之差和塑性指数之比。界限含水率试验方法：1、液限塑限联合测定法2、液限碟式仪法（碟式液限仪）3、滚搓塑限试
14、验法4、缩限试验（二）液限塑限联合测定法二）液限塑限联合测定法实验目的：为了确定粘性土由流动状态，可塑状态和半固体为了确定粘性土由流动状态，可塑状态和半固体状态、固体状态相互转化时的分界含水率。状态、固体状态相互转化时的分界含水率。它它是是土土工工试试验验中中的的基基本本指指标标之之一一。为为划划分分土土类类，计计算算天天然然稠稠度度，塑塑性性指指数数I IP P，液液性性指指标标I IL L，供供工工程程设计和施工之用。设计和施工之用。适用范围：本试验适用于粒径不大于0.5mm、有机 质含量不大于5%的土；仪器设备：仪器设备：LP-100LP-100型液塑限联合测定仪型液塑限联合测定仪:锥质
15、量为100g，锥角为30，读数显示形式宜采用光电式、游标式、百分表式。电子天平（称量200g,感量0.01g）、烘箱试验步骤：试验步骤：1）取有代表性的天然含水率或风干土样进行试验。如土中含有大于0.5mm的土粒或杂物时，应将风干土样用带橡皮头的研杵研碎或用木棒在橡皮板上压碎，过0.5mm的筛。取代表性土样200g，分别放入三个盛土皿中，加不同数量的蒸馏水，使土样的含水率分别控制在液限（a点）、略大于塑限（c点）和二者的中间状态（b点）附近。用调土刀调匀，密封放置18h以上。2）利用简易辨别法或颗粒分析法确定土的类别，砂类土还是细粒土。（锥入深度和结果整理需要）3）将制备好的土样充分搅拌均匀，
16、分层装入盛土杯中，试杯装满后，刮成与杯边齐平。4）给圆锥仪锥尖涂少许凡士林，将装好土样的试杯放在联合测定仪上，使锥尖与土样表面刚好接触，然后按动落锥开关，测记经过5s锥的入土深度h。改变锥尖与土接触位置重复本操作。（锥尖两次锥入位置距离不小于1cm)5）去掉锥尖入土处的凡士林，测盛土杯中土的含水率w。重复以上步骤对已准备好的其它两个含水率的土样进行测试。结果整理：以含水率w为横坐标，锥入深度h为纵坐标在双对数坐标纸上绘制关系曲线，如图所示。三点应在一直线上。砂类土细粒土abc当当三点不在一直线上三点不在一直线上时，通过时，通过高含水率的高含水率的a a点和其余两点点和其余两点b b、c c连成二条直线，由液限在连成二条直线，由液限在hp-wlhp-wl图上查的图上查的hp,hp,以此以此hphp再在再在h-wh-w的的abab及及acac两直线上求出相应的两两直线上求出相应的两个含水率，当两个含水率的差个含水率，当两个含水率的差值值小于小于2 2时，应以两点含水率时，应以两点含水率的平均值与高含水率的点连一的平均值与高含水率的点连一直线如图中直线如图中B B线，当两个含水率线，当两个含
