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1、项目六液限和塑限试验一、概述粘性土的状态随着含水率的变化而变化，当含水率不同时，粘性土可分别处于 固态、半固态、可塑状态及流动状态，粘性土从一种状态转到另一种状态的分界含 水率称为界限含水率。土从流动状态转到可塑状态的界限含水率称为液限气；土从 可塑状态转到半固体状态的界限含水率称为塑限七；土由半固体状态不断蒸发水分， 则体积逐渐缩小，直到体积不再缩小时的界限含水率称为缩限七。土的塑性指数p是指液限与塑限的差值，由于塑性指数在一定程度上综合反映 了影响粘性土特征的各种重要因素，因此，粘性土常按塑性指数进行分类。界限含水率试验要求土的颗粒粒径小于0.5mm，且有机质含量不超过5%，且宜 采用天然
2、含水率试样，但也可采用风干试样，当试样含有粒径大于0.5mm的土粒或 杂质时，应过0.5mm的筛。二、液限试验液限是区分粘性土可塑状态和流动状态的界限含水率，测定土的液限主要有圆 锥仪法、碟式仪法等试验方法，也可采用液塑限联合测定法测定土的液限。这里介绍圆锥仪液限试验。图4-1锥式液限仪（单位：mm）1-锥身;2-手柄;3-平衡装置;4-试杯;5-底座圆锥仪液限试验圆锥仪液限试验就是将质量为76g圆锥仪轻放在试 样的表面，使其在自重作用下沉入土中，若圆锥体经过 5s恰好沉入土中10mm深度，此时试样的含水率就是液 限。1、仪器设备（1）圆锥液限仪（图4-1），主要有三个部分： 质量为76g且带
3、有平衡装置的圆锥，锤角30，高25mm， 距锥尖10mm处有环状刻度；用金属材料或有机玻璃制 成的试样杯，直径不小于40mm，高度不小于20mm；硬木或金属制成的平稳底座;（2）称量200g、最小分度值0.01g的天平；（3）烘箱、干燥器；（4）铝制称量盒、调土刀、小刀、毛玻璃板、滴管、吹风机、孔径为0.5mm标 准筛、研体等设备。2、操作步骤（1）选取具有代表性的天然含水率土样或风干土样，若土中含有较多大于0.5mm 的颗粒或夹有多量的杂物时，应将土样风干后用带橡皮头的研杵研碎或用木棒在橡 皮板上压碎，然后再过0.5mm的筛。（2）当采用天然含水率土样时，取代表性土样250g，将试样放在橡皮
4、板上用纯 水将土样调成均匀膏状，然后放入调土皿中，盖上湿布，浸润过夜。（3）将土样用调土刀充分调拌均匀后，分层装入试样杯中，并注意土中不能留 有空隙，装满试杯后刮去余土使土样与杯口齐平，并将试样放在底座上。（4）将圆锥仪擦拭干净，并在锥尖上抹一薄层凡士林，两指捏住圆锥仪手柄， 保持锥体垂直，当圆锥仪锥尖与试样表面正好接触时，轻轻松手让锥体自由沉入土 中。（5）放锥后约经5s，锥体入土深度恰好为10mm的圆锥环状刻度线处，此时土 的含水率即为液限。（6）若锥体入土深度超过或小于10mm时，表示试样的含水率高于或低于液限， 应该用小刀挖去粘有凡士林的土，然后将试样全部取出，放在橡皮板或毛玻璃板上，
5、 根据试样的干、湿情况，适当加纯水或边调边风干重新拌和，然后重复（3）（5） 试验步骤。（7）取出锥体，用小刀挖去粘有凡士林的土，然后取锥孔附近土样约1015g， 放入称量盒内，测定其含水率。3、成果整理按式（4-1）计算液限：W = m - mi x 100%（4-1）L m - m式中 一液限（%），精确至0.1%；m 1干土加称量盒质量（g）；m2 一湿土加称量盒质量（g）；m0一称量盒质量（g）。液限试验需进行两次平行测定，并取其算术平均值，其平行差值不得大于2%。4、试验记录圆锥仪液限试验记录表工程名称试验者工程编号计算者试验日期校核者试样编号盒 号盒加 湿土 质量 (g)盒加 干土
6、 质量(g)盒质 量(g)水质量(g)干土质量(g)液限(%)液限 平均值 (%)备注三、塑限试验塑限是区分粘性土可塑状态与半固体状态的界限含水率，测定土的塑限的试验 方法主要是滚搓法。滚搓法塑限试验就是用手在毛玻璃板上滚搓土条，当土条直径 达3mm时产生裂缝并断裂，此时试样的含水率即为塑限。1、仪器设备(1) 200mm X 300mm的毛玻璃板；(2) 分度值0.02mm的卡尺或直径3mm的金属丝；(3) 称量200g、最小分度值0.01g的天平；(4) 烘箱、干燥器；(5) 铝制称量盒、滴管、吹风机、孔径为0.5mm的筛等。2、操作步骤(1) 取代表性天然含水率试样或过0.5mm筛的代表
7、性风干试样100g,放在盛土 皿中加纯水拌匀，盖上湿布，湿润静止过夜。（2）将制备好的试样在手中揉捏至不粘手，然后将试样捏扁，若出现裂缝，则 表示其含水率已接近塑限。（3）取接近塑限含水率的试样810g，先用手捏成手指大小的土团（椭圆形或 球形），然后再放在毛玻璃上用手掌轻轻滚搓，滚搓时应以手掌均匀施压于土条上， 不得使土条在毛玻璃板上无力滚动，在任何情况下土条不得有空心现象，土条长度 不宜大于手掌宽度，在滚搓时不得从手掌下任何一边脱出。（4）当土条搓至3mm直径时，表面产生许多裂缝，并开始断裂，此时试样的含 水率即为塑限。若土条搓至3mm直径时，仍未产生裂缝或断裂，表示试样的含水率 高于塑限
8、；或者土条直径在大于3mm时已开始断裂，表示试样的含水率低于塑限， 都应重新取样进行试验。（5）取直径3mm且有裂缝的土条35g，放入称量盒内，随即盖紧盒盖，测定土 条的含水率。3、成果整理按式（4-2）计算塑限（4-2）式中Wp 一塑限（），精确至0.1%；m 1干土加称量盒质量（g）；m2一湿土加称量盒质量（g）；m0一称量盒质量（g）。塑限试验需进行两次平行测定，并取其算术平均值，其平行差值应W2%。4、试验记录滚搓法塑限试验记录表工程名称试验者工程编号计算者试验日期校核者盒加盒加盒质水质干土质量（g）塑限塑试样盒湿土干土量量限备注编号号质量质量(%)平均(g)(g)(g)(g)值(%)
9、（1）开关（2） PVC膜（3）水平泡（4）机座（5）位移传感器（6）试锥（7）托盘 （8）拨杆（9）键盘（10） LCD显示器 （11）底脚螺丝四、液、塑限联合测定法液、塑限联合测定法是根据圆锥仪的圆锥入土深度与其相应的含水率在双对数 坐标上具有线性关系的特性来进行的。利用圆锥质量为76g的液塑限联合测定仪测 得土在不同含水率时的圆锥入土深度，并绘制其关系直线图，在图上查得圆锥下沉 深度为10mm （或17mm）所对应的含水率即为液限，查得圆锥下沉深度为2mm所对应 的含水率即塑限。1、仪器设备（1）电脑液塑限联合测定仪（2）分度值0.02mm的卡尺；（3）称量200g、最小分度值0.01g
10、的天平；（4）烘箱；（5）铝制称量盒、调土刀、孔径为0.5mm的筛、滴管、吹风机、凡士林等。2、操作步骤（1）取有代表性的天然含水率或风干土样进行试验。如土中含大于0.5mm的颗 粒或夹杂物较多时，可采用风干土样，用带橡皮头的研杵研碎或用木棒在橡皮板上 压碎土块。试样必须反复研碎，过筛，直至将可的土块全部通过0.5mm的筛为止。取筛下土样用三皿法或一皿法进行制样。三皿法：用筛下土样200g左右，分开放入三个盛土皿中，用吸管加入不同 数量的蒸馏水或自来水，土样的含水量分别控制在液限、塑限以上和它们的中间状 态附近。用调土刀调匀，盖上湿布，放置18h以上。 一皿法：取筛下土样100g左右，放入一个
11、盛土皿中，按三皿法加水、调土、 闷土，将土样的含水率控制在塑限以上，按第2条至4条进行第一点入土尝试和含 水率测定。然后依次加水，按上述方法进行第二点和第三点含水率和入土深度测定， 该两点土样的含水率应分别控制在液限、塑限中间状态和液限附近，但加水后要充 分搅拌均匀，闷土时间可适当缩短。（2）将制备好的土样充分搅拌均匀，分层装入土样试杯，用力压密，使空气逸 出。对于较干的土样，应先充分搓揉，用调土刀反复压实。试杯装满后，刮成与杯 边齐平。（3）接通电源，调平机身，打开开关，装上锥体。（4）将装好的土样的试杯放在升降座上，手推升降座上的拨杆，使试杯徐徐上 升，土样表面和锥体刚好接触，蜂鸣器报警，
12、停止转动拨杆，按检测键，传感器清 零，同时锥体立刻自行下沉，5S时液晶显示器上显示锥入深度，数据显示停留时间 至少5S，试验完毕，手拿锥锥体向上，锥体复位（锥体上端有螺纹，可与测杆上螺 纹相配）。（5）改变锥尖与土体接触位置（锥尖两次锥入位置距离不小于1cm），重复4条 步骤，测得锥深入试样深度值，允许误差为0.5mm，否则，应重做。（6）去掉锥尖入土处的凡士林，取10g以上的土样两个，分别放入称量盒内， 称重（准确至0.01g），测定其含水量.、七（计算到0.1%）。计算含水量平均值巧。（7）重复（2）至（4）步骤，对其它两含水率土样进行试验，测其锥入深度和 含水率。3、成果整理（1）按式（
13、4-3）计算含水率：w = mi -m 乂I。m2 -m0（4-3）式中 w 一含水率（），精确至0.1%；m1 一称量盒加湿土质量（g）；m2 称量盒加干土质量（g）；m0 一称量盒质量（g）。（2）按式（4-4）计算塑性指数（4-4）I = w - w式中Ip 一塑性指数，精确至0.1；wL 液限（）；wp 一塑限（）。（3）按式（4-5）计算液性指数（4-5）w - w L I P式中IL 一液性指数，精确至0.01；wo 一天然含水率（）。4、注意事项（1）在试验中，锥连杆下落后，需要重新提起时，只须将测杆轻轻上推到位， 便可自动锁住。（2）试样杯放置到仪器工作平台上时，需轻轻平放，不
14、与台面相互碰撞，更应 避免其他金属等硬物与工作平台碰撞，有助于保持平台的平度。（3）每次试验结束后，都应取下标准锥，用棉花或布擦干，存放干燥处。（4）配生块要在标准锥上面螺纹上拧紧到位，尽可能间隙小。（5）做试验前后，都应该保证测杆清洁。（6）如果电源电压不稳，出现“死机”现象，各功能键失去作用，请将电源关 掉，过了 3S后，再重新启动即可。5、试验记录液塑限联合测定法试验记录表工程名称试验者工程编号计算者一试验日期校核者试样编号圆锥下沉深度（mm）盒 号盒加 湿土 质量 （g）盒加 干土 质量 （g）盒质量（g）水 质 量 （g）干 土 质 量 （g）含 水 率 （%）液 限 (%)塑 限 (%)塑性指数液性指数
