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1、2007年试验检测工程师考试大纲及解答（材料）1 土工试验（1）土的三相组成及物理性质指标换算了解： 土的形成过程 。土是由地壳表面的岩石经过物力风化 化学风化和生物风化作用之后的产物。岩石暴露在大气中，受到 温度变化的影响，体积经常发生膨胀和收缩，不均匀的膨胀和收缩使之产生裂缝，同时长期经受风 霜 雨和 雪的侵蚀以及动植物的破坏，逐渐由整块岩石崩解成大小不等和形状不同的碎块，这个过程叫物理风化。物 理风化只改变岩石颗粒的大小和形状， 不改变颗粒的成分。 物理风化后形成的碎块与氧气 二氧化碳和水接触， 经过化学变化，变成更细的颗粒并且成分也发生改变，产生与原来岩石成分不同的矿物，这个过程叫做化
2、学 风化。在此基础上，加之生物活动的参与，从而产生有机质的积聚，经过这些风化作用所形成的矿物颗粒堆 积在一起，其间贯穿着孔隙，孔隙间存在着水和空气。这种松散的固体颗粒（有时还会含有有机质） 水和气 体的集合体即是土。熟悉： 土的三相组成；土的物理性质指标及指标换算。土是由土颗粒（固相）水（液相）及气体（气相）三种物质组成的集合体。土的密度 土颗粒的比重（或土粒密度） 土的含水量 干密度 饱和密度 浮密度 孔隙比 孔 隙率 饱和度指标换算：上述土的三相比例指标中，土粒比重G、含水量3和重度Y三个指标是通过试验测定的。在测定这三个基本指标后，可以导得其余各个指标常用图 2-21 所示三相图进行各指
3、标间关系的推导，令 Y w=1gf/cm3，令 Vs=e, V = 1+ e, Ws=VsG=G , Ww = 3 Ws= 3 G,W=G（1+ 3 ）。常用图 2-21 所示三 相图进行各指标间关系土的三相比例指标换算公式如下：掌握： 含水量试验；密度试验；相对密度试验含水量试验 （烘干法） 一、定义以百分数表计算至 0.1 %土的含水量是在105-110 C下烘至恒量时所失去的水分质量和达恒量后干土质量的比值，示，本法是测定含水量的标准方法。二、适用范围粘质土、粉质土、砂类土和有机质土类。三、主要仪器设备烘箱：可采用电热烘箱或温度能保持105-110 C的其他能源烘箱，也可用红外线烘箱天平
4、：感量 0.01g 。称量盒（定期调整为恒质量）四、 计算公式含水量=（湿土质量干土质量）/干土质量 X 100%注:五、允许差值本试验须进行二次平行测定，取其平均算术平均值，允许平行差值应符合如下规定 含水量（%）允许平行差值（%）5 以下 0.340以下 140以上 2密度试验(灌砂法)一、目的与使用范围 本试验适用于在现场测定基层(或底基层)、砂石路面土路基土的各种材料的压实层的密度和压实度， 也使用于路清表面处治、沥青贯入式路面层的密度和压实度检测，但不适用于填石路堤等有大孔洞或大孔隙 材料的压实度检测。用挖坑灌砂法测定密度和压实度时，应符合下列规定：(1) 、当基料的最大粒径小于15
5、mm测定层的厚度不超过150mr时，宜采用直径100mnB勺小型灌砂筒测试。(2) 、当最大粒径等于或大于 15mm但不大于40mm测定层的厚度超过150mm但不超过200mr时，应用直径 150mr的大型灌砂筒测试。二、仪器与材料灌砂筒、金属标定罐、基板、量砂(粒径0.300.60mm或 0.250.50mnf青洁干燥均匀砂2040g)三、方法与试验步骤1、标定灌砂筒下部圆锥体内砂的质量。2、标标定量砂的单位质量丫( g/cmA3)3、将盛有量砂(M5的灌砂筒放在基板中间的圆孔上，将灌砂筒的开关打开，让砂流入基板的中空内，直到砂不在流。取下灌砂筒，称取量筒内砂的质量(M6，准确至1go4、
6、称取试坑中全部材料的总质量Mw。5、 从挖出的全部材料中取有代表性的样品，测定其含水量(3, %)。用小灌砂筒测定时，细粒土不小于100g， 中粒土不小于500g;用大砂筒，相应的细粒土不小于 200g，中粒土不小于1000g，粗粒土或无机结合料稳定材 料，不少于2000g，称其质量(Md o6、将基板放在试坑上， 灌砂筒放在基板中间， 打开灌砂筒开关， 直至砂不再流动， 称取量筒内砂的质量 (M4)o7、 如青扫干净的平坦表面的粗糙不大可省去3的操作，试洞挖好后直接对准放在试坑上，不需要放基板，打开筒的开关，最后称取剩余砂的质量(M4)o四、计算1、 填满试坑所用砂的质量：灌砂时试坑上放基板
7、时：Mb=M1 M4-(M5-M6)灌砂时试坑上不放基板时：Mb=M1 M4-M2Mb-填满试坑的砂的质量( g)M1-灌砂前灌砂筒内的砂的质量( g)M2-灌砂筒下部圆锥体内砂的质量(g)2、试坑材料的湿密度：p w= Mw*y s/MbMw-试坑中取出的全部材料质量，(g)Y s-量砂的单位质量，(g/cmA3 )3、试坑材料的干密度p d:p d=p w/( 1+0.01 3)3 -试坑材料的含水量， %当为无机结合料稳定土时：p d=Md*Y s/Mb五、报告各种材料的干密度均准确至 0.1g/cmA3 o 相对密度：试验步骤1、取试样一份装入干净的搪瓷盘中，注入洁净的水，水面至少高出
8、试样2cm轻轻搅动土样，使附着在土样上的气泡逸出2、将吊篮挂在天平的吊钩上，浸入溢流水槽中，向溢流水槽中注水，水面高度至水槽的溢流孔为止，将 天平调零。3、调节水温在15C - 25C范围内。将试样移入吊篮中。溢流水槽中的水面高度由水槽的溢流孔控制，维 持不变。称取土样的水中质量（ mw）。4、提起吊篮，稍稍滴水后，将试样倒入浅搪瓷盘中，或直接将土样倒在拧干的湿毛巾上。5、 立即在保持表干状态下，和负温取土样的表干质量（mf）。6 、将土样置于浅盘中，放入105C 5 C的烘箱中烘干至恒重。 取出浅盘，放在带盖的容器中冷却至室温， 称取土样的烘干质量（ ma）。7、对同一规格的土样应平行试验两
9、次，取平均值作为试验结果。计算Y b=ma/（mf-mw）Y b-土样的毛体积相对密度mf-试样的表干质量mw-试样的水中质量ma-试样的烘干质量p b= y b* p T或 p b=（ y b- a T）* p wp b土样的毛体积密度（g/cmA3 ）p T-试验温度T时水的密度a T-度验温度T时的温度修正系数（ 2）土的粒组划分及工程分类了解： 粒度 粒度成分及其表示方法 ； 司笃克斯定律 。土粒的大小称为粒度。土的粒度成分是指土中各种不同粒组的相对含量 （以干土质量的百分比表示） ，它可用来描述土的各种 不同粒径土粒的分布特性。 表示方法有：表格法 累计曲线法 三角形坐标法熟悉：土粒
10、级配指标：Cu Cc； 土粒大小及粒组划分。不均匀系数Cu = dio/d6o曲率系数（或称级配系数）Cc= d302/d10X d60土粒大小及粒组划分于 P1o8 图4-11粒组划分图 掌握：土的工程分类及命名（现行公路土工试验规程 ）；颗粒分析试验。（ 1 ）公路桥涵地基与基础设计规范（ JTJ 024-85） 建设地基基础设计规范 （ GB-50007-2002 ）和岩土工程勘察规范 （GB 50021-2001 ）的土的工程分类。（ 2）公路路基设计规范 （ JTJ 013-95）公路路基土的分类。（ 3）水利电力部土工试验规程 （SL 237-1999）的土的工程分类。（4）交通部
11、公路土工试验规程 （JTJ 051-93）的土的工程分类。现行公路土工试验规程 土的工程分类（简称“分类” ） 适用于公路工程用土的鉴别 定名和描述， 以便对土的性状作定性评价；应以土颗粒组成特征 土的塑性指标：液限，塑限和塑性指标 土中有机质存在 情况作为土分类依据；本“分类”应按筛分法（ T 0115-93）确定各粒组的含量；按液限塑限联合测定法（T0118-93）确定液限和塑限；按规程中的2.4.8 判别有机质存在情况。颗粒分析试验： 筛分法一、适用范围适用于分析粒径大于0.074mm的 土。二、主要仪器设备标准筛：粗筛（圆孔）：孔径为 60mm 40mm 20mm 10mm 5mm 2
12、mm细筛：孔径 为 2mm、 0.5mm、 0.25mm、 0.074mm。天平：称量5000g，感量5g;称量1000g,感量1g;称量200g，感量0.2g。三、试样 从风干、松散的土样中，用四分法按照下列规定取出具有代表性的试样：小于2mri颗粒的土 100-300g。最大粒径小于10mr的土 300-900g。最大粒径小于20mr的土 1000-2000g。最大粒径小于40mr的土 2000-4000g。最大粒径大于40mr的土 4000g以上。四、计算公式按下式计算小于某粒径颗粒质量百分数：X=(A/B) X 100式中：X小于某粒径颗粒的质量百分数，;A小于某粒径的颗粒质量，g；B
13、试样的总质量， g。当小于2mr的颗粒如用四分法缩分取样时，试样中小于某粒径的颗粒质量占总质量的百分数：X=(a/b) X pX 100式中：a-通过2mr筛的试样中小于某粒径的颗粒质量，g;b通过2mr筛的土样中所取试样的质量，g;p粒径小于2mr的颗粒质量百分数。关于不均匀系数的计算：Cu=d60/d10式中：Cu不均匀系数；60的粒径， rr；d60 限制粒径，即土中小于该粒径的颗粒质量为 比重计法 一、适用范围d10有效粒径，即土中小于该粒径的颗粒质量为10的粒径， rr；本法适用于分析粒径小于 0.074mm勺土。二、主要仪器设备比重计：(1)甲种比重计：刻度单位以摄氏 20C时，每
14、1000 ml悬液内所含土质量的克数表示，刻度为 5 50，最小分度值为0.5。(2)乙种比重计：刻度单位以摄氏 20C时悬液的比重表示，刻度为0.9951.020，最小分度值为 0.0002。量筒：容积为1000ml，内径为60mm高度为350 10mm刻度为0 1000ml。细筛：孔径为 2rr，0.5rr ，0.25rr;洗筛：孔径为 0.074mm。天平：称量100g，感量0.1g ；称量 100g (或 200g)，感量 0.01g。温度计：测量范围050 C，精度0.5 Co 洗筛漏斗：上口径略大于洗筛直径，下口直径略小于量筒直径。 煮沸设备：电热板或电砂浴。搅拌器：底板直径50m
15、m孔径约3mm三、试样比重计分析土样应采用风干土。土样充分碾散，通过2mr筛(土样风干可在烘箱内以不超过 50 C温度鼓风干燥)。求出土样的风干含水量，并按下式计算试样干质量为30g时所需的风干土质量。准确至 0.01g.m=ms(1+0.01w)式中： m-风干土质量， g； ms- 比重计分析所需干土质量， g ；w- 风干土的含水量，。四、计算公式 小于某粒径的试样质量占试样总质量的百分比按下列公式计算：1 甲种比重计2X=100x Cg（Rm+Rt-Cd）/ms式中：X-小于某粒径的土质量百分数，; ms- 试样质量（干土质量）， g；Cg- 比重校正值 Mt 温度校正值;Cd- 分散剂校正值;Rm- 甲种比重计读数。3 乙种比重计4X=100x VX Cg（Rm-1）+mt-Cd Xp w20式中：V-悬液体
