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1、项目6 天然土石料的检测 项目项目6 6 天然土石料的检测天然土石料的检测6.1 6.1 天然土料天然土料6.1.16.1.1土的组成、结构与构造土的组成、结构与构造土是由颗粒（固相）、水溶液（液相）和气（气相）所组成的三相体系，其中，土是由颗粒（固相）、水溶液（液相）和气（气相）所组成的三相体系，其中，固体颗粒固体颗粒土粒是其最主要的组成部分，构成土的骨架。土粒是其最主要的组成部分，构成土的骨架。 土的矿物组成：（土的矿物组成：（1 1）原生矿物（）原生矿物（2 2）不溶于水的次生矿物（）不溶于水的次生矿物（3 3）可溶盐类及易分）可溶盐类及易分解的矿物（解的矿物（4 4）有机质）有机质土中
2、的水及其与土粒的相互作用土中的水及其与土粒的相互作用 ：（：（1 1）结合水（）结合水（2 2）非结合水）非结合水土中的气体及其与土粒的相互作用：土中的气体，主要为空气和水汽。气体在土中的气体及其与土粒的相互作用：土中的气体，主要为空气和水汽。气体在土孔隙中有两种存在形式：游离气体和封闭气体。土孔隙中有两种存在形式：游离气体和封闭气体。 土的结构和构造土的结构和构造项目项目6 6 天然土石料的检测天然土石料的检测6.1.2 6.1.2 土的性质土的性质一、土的物理性质一、土的物理性质 （1 1）土颗粒的相对密度）土颗粒的相对密度（2 2）土的重度）土的重度（3 3）含水性）含水性（4 4）土的
3、孔隙性）土的孔隙性二土的力学性质二土的力学性质（1 1）土的压缩性）土的压缩性（2 2）土的抗剪强度）土的抗剪强度（3 3）土的动力特性）土的动力特性（4 4）粘性土的稠度与塑性）粘性土的稠度与塑性（5 5）粘性土的抗水性）粘性土的抗水性（6 6）土的透水性）土的透水性项目项目6 6 天然土石料的检测天然土石料的检测6.2 6.2 含水率检测试验含水率检测试验6.2.16.2.1试验设备试验设备（1 1）烘箱：能控制温度为）烘箱：能控制温度为105105110110。（2 2）天平：称量）天平：称量200g200g，最小分度值，最小分度值0.01g0.01g。其他：称量盒、干燥器等。其他：称量
4、盒、干燥器等。6.2.26.2.2试验步骤试验步骤（1 1）取具有代表性试样（细粒土）取具有代表性试样（细粒土151530g30g，砂土、有机质土，砂土、有机质土50g50g）放入称量盒内，）放入称量盒内，盖上盒盖，称盒加湿土总质量，精确至盖上盒盖，称盒加湿土总质量，精确至0.01g0.01g。（2 2）揭开盒盖，将盒置于烘箱内，在）揭开盒盖，将盒置于烘箱内，在105105110110的恒温下烘至恒量。烘干时间的恒温下烘至恒量。烘干时间对细粒土不得少于对细粒土不得少于8h8h，对砂土不得少于，对砂土不得少于6h6h。对含有机质超过干土质量。对含有机质超过干土质量5%5%的土，的土，应将温度控制
5、在应将温度控制在65657070的恒温下烘至恒量。的恒温下烘至恒量。（3 3）将称量盒从烘箱中取出，盖上盒盖，放入干燥器内冷却至室温，称盒加干）将称量盒从烘箱中取出，盖上盒盖，放入干燥器内冷却至室温，称盒加干土质量，精确至土质量，精确至0.01g0.01g。 项目项目6 6 天然土石料的检测天然土石料的检测6.2.36.2.3结果计算结果计算试样的含水率试样的含水率w w0 0按下式计算（准确至按下式计算（准确至0.1%0.1%）：）： 式中式中m md d干土质量，干土质量，g g； m m0 0湿土质量，湿土质量，g g。以两次平行测值的平均值作为测定结果，允许平行差值应符合表以两次平行测
6、值的平均值作为测定结果，允许平行差值应符合表6.46.4表表6-4 6-4 含水率测定的允许平行差值含水率测定的允许平行差值项目项目6 6 天然土石料的检测天然土石料的检测6.3 6.3 密度试验（环刀法）密度试验（环刀法）6.3.16.3.1适用范围适用范围本试验方法适用于细粒土。本试验方法适用于细粒土。6.3.26.3.2试验设备试验设备（1 1）环刀：内径）环刀：内径61.8mm61.8mm和和79.8mm79.8mm，高度，高度20mm20mm。（2 2）天平：称量）天平：称量500g500g，最小分度值，最小分度值0.1g0.1g；称量；称量200g200g，最小分度值，最小分度值0
7、.01g0.01g。（3 3）其他：切土刀、钢丝锯、凡士林等。）其他：切土刀、钢丝锯、凡士林等。6.3.36.3.3试验步骤试验步骤在环刀内壁涂一薄层凡士林，刃口向下放在土样上，将环刀垂直下压，并用切在环刀内壁涂一薄层凡士林，刃口向下放在土样上，将环刀垂直下压，并用切土刀沿环刀外侧切削土样，边压边削至土样高出环刀，根据试样的软硬采用钢土刀沿环刀外侧切削土样，边压边削至土样高出环刀，根据试样的软硬采用钢丝锯或切土刀整平环刀两端土样，擦净环刀外壁，称环刀和土的总质量。从余丝锯或切土刀整平环刀两端土样，擦净环刀外壁，称环刀和土的总质量。从余土中取代表性试样测定含水率。土中取代表性试样测定含水率。 6
8、.3.46.3.4结果计算结果计算以两次平行测值的平均值作为测定结果，两次测定的差值不得大于以两次平行测值的平均值作为测定结果，两次测定的差值不得大于0.03g0.03gcmcm3 3。项目项目6 6 天然土石料的检测天然土石料的检测6.4 6.4 界限含水率试验（联合测定法）界限含水率试验（联合测定法）6.4.16.4.1适用范围适用范围本试验适用于粒径小于本试验适用于粒径小于0.5mm0.5mm、有机质含量不大于试样总、有机质含量不大于试样总质量质量5%5%的土。的土。6.4.2 6.4.2 试验设备试验设备（1 1）液塑限联合测定仪（见图）液塑限联合测定仪（见图6.66.6）：圆锥质量为
9、）：圆锥质量为76g76g、锥角为锥角为3030，试样杯内径为，试样杯内径为40m40m、高度为、高度为30m30m。（2 2）天平：称量）天平：称量200g200g，最小分度值，最小分度值0.01g0.01g。（3 3）其他：筛（孔径）其他：筛（孔径0.5 m m0.5 m m）、调土刀、调土皿、称）、调土刀、调土皿、称量盒、研钵、干燥器、吸管、凡士林等。量盒、研钵、干燥器、吸管、凡士林等。6.4.3 6.4.3 试样制备试样制备（1 1）取有代表性的天然含水率土样）取有代表性的天然含水率土样250g250g。当土样不均匀。当土样不均匀时，采用风干试样，取时，采用风干试样，取0.5mm0.5
10、mm筛下的代表性土样筛下的代表性土样200g200g。（2 2）将试样放在橡皮板上，用纯水将土样调成均匀膏状，）将试样放在橡皮板上，用纯水将土样调成均匀膏状，放入调土皿，浸润过夜。放入调土皿，浸润过夜。 图6-6 液塑限联合测定仪示意图项目项目6 6 天然土石料的检测天然土石料的检测6.4.4 6.4.4 试验步骤试验步骤（1 1）将制备的试样充分调拌均匀，填入试样杯中，填样时不应留有空隙。对较）将制备的试样充分调拌均匀，填入试样杯中，填样时不应留有空隙。对较干的试样应充分搓揉，密实地填入试样杯中，填满后刮平表面。干的试样应充分搓揉，密实地填入试样杯中，填满后刮平表面。（2 2）将试样杯放在联
11、合测定仪的升降座上，在圆锥上抹一薄层凡士林，接通电）将试样杯放在联合测定仪的升降座上，在圆锥上抹一薄层凡士林，接通电源，使电磁铁吸住圆锥。源，使电磁铁吸住圆锥。注：圆锥入土深度宜为注：圆锥入土深度宜为3 34mm4mm，7 79mm9mm，151517mm17mm（3 3）调节零点，将屏幕上的标尺调在零位，调整升降座，使圆锥尖刚好接触试）调节零点，将屏幕上的标尺调在零位，调整升降座，使圆锥尖刚好接触试样表面。指示灯亮时圆锥在自重下沉入试样，经样表面。指示灯亮时圆锥在自重下沉入试样，经5s5s后测读圆锥下沉深度（显示后测读圆锥下沉深度（显示在屏幕上），取出试样杯，挖去锥尖入土处的凡士林，取锥体附
12、近的试样不少在屏幕上），取出试样杯，挖去锥尖入土处的凡士林，取锥体附近的试样不少于于10g10g，放入称量盒内，测定含水率（见图，放入称量盒内，测定含水率（见图6-76-7）。）。（4 4）将全部试样再加水或吹干并调匀，重复试验步骤（）将全部试样再加水或吹干并调匀，重复试验步骤（1 1）至（）至（3 3），分别测定），分别测定第二点、第三点试样的圆锥下沉深度及相应的含水率。液塑限联合测定应不少第二点、第三点试样的圆锥下沉深度及相应的含水率。液塑限联合测定应不少于三点。于三点。 项目项目6 6 天然土石料的检测天然土石料的检测6.4.5 6.4.5 结果处理结果处理（1 1）以含水率为横坐标，圆
13、锥入土深度为纵坐标，在双对数坐标纸上绘制关系）以含水率为横坐标，圆锥入土深度为纵坐标，在双对数坐标纸上绘制关系曲线（图曲线（图6-86-8），三点应在一直线上，如图中），三点应在一直线上，如图中A A线。当三点不在一直线上时，通线。当三点不在一直线上时，通过高含水率的点和其余两点连成两条直线，在下沉量为过高含水率的点和其余两点连成两条直线，在下沉量为2mm2mm处查得相应的两个含处查得相应的两个含水率。当两个含水率的差值小于水率。当两个含水率的差值小于2%2%时，应以两点含水率的平均值与高含水率的时，应以两点含水率的平均值与高含水率的点连一直线，如图中点连一直线，如图中B B线。当两个含水率的
14、差值大于或等于线。当两个含水率的差值大于或等于2%2%时，应重做试验。时，应重做试验。（2 2）在含水率与圆锥下沉深度的关系图（图）在含水率与圆锥下沉深度的关系图（图6-86-8）上查得下沉深度为）上查得下沉深度为17mm17mm所对所对应的含水率为液限，查得下沉深度为应的含水率为液限，查得下沉深度为10mm10mm所对应的含水率为所对应的含水率为10mm10mm液限，查得下液限，查得下沉深度为沉深度为2mm2mm所对应的含水率为塑限，取值以百分数表示，准确至所对应的含水率为塑限，取值以百分数表示，准确至0.01%0.01%项目项目6 6 天然土石料的检测天然土石料的检测6.5 6.5 击实试
15、验（轻型）击实试验（轻型）6.5.16.5.1适用范围适用范围本试验适用于粒径小于本试验适用于粒径小于5mm5mm的粘性土。的粘性土。6.5.26.5.2试验设备试验设备（1 1）轻型击实仪（参见图）轻型击实仪（参见图6.96.9和图和图6.106.10）：筒内径）：筒内径102mm102mm，筒高度，筒高度116mm116mm，护筒高度，护筒高度50mm50mm；锤底直径锤底直径51mm51mm，锤质量，锤质量2.5kg2.5kg，锤落高，锤落高305mm305mm。 （2 2）天平：称量）天平：称量200g200g，最小分度值，最小分度值0.01g0.01g。（3 3）台秤：称量）台秤：称
16、量10kg10kg，最小分度值，最小分度值5g5g。（4 4）标准筛：孔径为）标准筛：孔径为5mm5mm。（5 5）其他：烘箱、干燥器、拌和工具、喷水设备、碾土器、盛土盘、量筒、推土器、铝盒、）其他：烘箱、干燥器、拌和工具、喷水设备、碾土器、盛土盘、量筒、推土器、铝盒、修土刀、平直尺等。修土刀、平直尺等。 图6-9 击实筒图6-10 击实锤项目项目6 6 天然土石料的检测天然土石料的检测6.5.36.5.3试样制备试样制备（1 1）干法）干法用四分法取代表性土样用四分法取代表性土样20kg20kg，风干碾碎，过，风干碾碎，过5mm5mm筛，将筛下土样拌匀，并测定土筛，将筛下土样拌匀，并测定土样
17、的风干含水率。确定样的风干含水率。确定5 5个不同含水率用于制备个不同含水率用于制备5 5个试样，其中个试样，其中1 1个含水率接近塑个含水率接近塑限、限、2 2个大于塑限、个大于塑限、2 2个小于塑限，相邻个小于塑限，相邻2 2个含水率的差值宜为个含水率的差值宜为2%2%。称取土样，将。称取土样，将其平铺于搪瓷盘内，按照上述含水率计算出相应的加水量，将水均匀喷洒于土其平铺于搪瓷盘内，按照上述含水率计算出相应的加水量，将水均匀喷洒于土样上，充分拌匀后装入盛土容器内盖紧，润湿样上，充分拌匀后装入盛土容器内盖紧，润湿1d1d。（2 2）湿法）湿法取天然含水率的代表性土样取天然含水率的代表性土样20
18、kg20kg，碾碎，过，碾碎，过5mm5mm筛，将筛下土样拌匀，并测定土筛，将筛下土样拌匀，并测定土样的天然含水率。按上述原则选择至少样的天然含水率。按上述原则选择至少5 5个含水率的土样，分别将天然含水率的个含水率的土样，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分布。土样风干或加水进行制备，应使制备好的土样水分均匀分布。6.5.46.5.4试验步骤试验步骤（1 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）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一薄层润滑油。称取实筒内壁均匀涂一薄层润滑油。称取2 2，5
19、kg5kg试样，倒入击实筒内，分试样，倒入击实筒内，分3 3层击实，层击实，每层每层2525击。每层试样高度宜相等，两层交界处的土面应刨毛。击实完成时，超击。每层试样高度宜相等，两层交界处的土面应刨毛。击实完成时，超出击实筒顶的试样高度应小于出击实筒顶的试样高度应小于6 m m6 m m。（2 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）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，准确至筒外，也应修平。擦净筒外壁，称筒与试样的总质量，准确至1g1g，并计算试样，并计算试样的湿密度。的湿密度。（3 3）
20、用推土器推出击实筒内试样，取）用推土器推出击实筒内试样，取2 2个代表性试样测含水率，个代表性试样测含水率，2 2个含水率的差个含水率的差值不应大于值不应大于1%1%。（4 4）对不同含水率的试样依次击实。）对不同含水率的试样依次击实。 项目项目6 6 天然土石料的检测天然土石料的检测6.5.56.5.5结果处理结果处理 以干密度为纵坐标，含水率为横坐标，绘制干密度与含水率的关系曲线（如图以干密度为纵坐标，含水率为横坐标，绘制干密度与含水率的关系曲线（如图6.116.11）。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）。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
21、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，土样不宜重复使用。不宜重复使用。项目项目6 6 天然土石料的检测天然土石料的检测6.6 6.6 石石 材材 6.6.16.6.1加工石材的原料加工石材的原料岩石岩石岩石一般按其成因分为岩浆岩、沉积岩和变质岩三大类。岩石一般按其成因分为岩浆岩、沉积岩和变质岩三大类。 6.6.2 6.6.2 石材的技术性质石材的技术性质（一）物理性质（一）物理性质（二）水理性质（二）水理性质（三）力学性质（三）力学性质6.6.3 6.6.3 石材的加工类型、选用原则与防护石材的加
22、工类型、选用原则与防护（一）砌筑石材（一）砌筑石材（二）装饰石材（二）装饰石材（三）颗粒状石材（三）颗粒状石材（四）防护石材（四）防护石材（五）用作填料的石材（五）用作填料的石材（六）石材的选用原则（六）石材的选用原则（七）天然石材的破坏及其防护（七）天然石材的破坏及其防护项目项目6 6 天然土石料的检测天然土石料的检测6.6.4 6.6.4 常用岩石与石材常用岩石与石材（一）花岗岩（一）花岗岩（二）砂岩（二）砂岩（三）石灰岩（三）石灰岩（四）大理岩（四）大理岩项目项目6 6 天然土石料的检测天然土石料的检测6.7 6.7 天然饰面石材试验方法天然饰面石材试验方法干燥、水饱和弯曲强度试验方法干
23、燥、水饱和弯曲强度试验方法6.7.16.7.1设备及量具设备及量具（1 1）试验机：示值相对误差不超过）试验机：示值相对误差不超过1 1。试验破坏载荷应在设备示值的。试验破坏载荷应在设备示值的20209090范围内。范围内。（2 2）游标卡尺：读数值为）游标卡尺：读数值为0.10mm0.10mm。（3 3）万能角度尺：精度为）万能角度尺：精度为2 2。（4 4）干燥箱：温度可控制在）干燥箱：温度可控制在10510522范围内。范围内。6.7.26.7.2试样试样（1 1）试样厚度（）试样厚度（H H）可按实际情况确定。当试样厚度（）可按实际情况确定。当试样厚度（H H）68mm68mm时宽度为
24、时宽度为100mm100mm；当试样厚度；当试样厚度68mm68mm时宽度为时宽度为1.5H1.5H。试样长度为。试样长度为1010H+50mmH+50mm。长度尺寸偏。长度尺寸偏差差1mm1mm，宽度、厚度尺寸偏差，宽度、厚度尺寸偏差0.3mm0.3mm。（2 2）示例：试样厚度为）示例：试样厚度为30mm30mm时，试样长度为时，试样长度为101030mm+50mm=350mm30mm+50mm=350mm；宽度为；宽度为100mm100mm。（3 3）试样应标明层理方向。）试样应标明层理方向。（4 4）试样两个受力面应平整且平行。下面与侧面夹角应为）试样两个受力面应平整且平行。下面与侧面
25、夹角应为90900.50.5。（5 5）试样上不得有裂纹、缺棱和缺角。）试样上不得有裂纹、缺棱和缺角。（6 6）在试样上下两面分别标记出支点的位置（见图）在试样上下两面分别标记出支点的位置（见图6-126-12）（7 7）每种试验条件下的试样取五个为一组。如对干燥、水饱和条件下的垂直和）每种试验条件下的试样取五个为一组。如对干燥、水饱和条件下的垂直和平行层理的弯曲强度试验应制备平行层理的弯曲强度试验应制备2020个试样。个试样。项目项目6 6 天然土石料的检测天然土石料的检测6.7.36.7.3试验步骤试验步骤（1 1）干燥状态弯曲强度）干燥状态弯曲强度在在10510522的干燥箱内将试样干燥
26、的干燥箱内将试样干燥24h24h后，放入干燥器中冷却至室温。后，放入干燥器中冷却至室温。调节支架下支座之间的距离（调节支架下支座之间的距离（L=10L=10H H）和上支座之间的距离（）和上支座之间的距离（L/2L/2），误差在），误差在1.0mm1.0mm内。内。按照试样上标记的支点位置将其放在上下支架之间。一般情况下应使试样装饰面处于弯曲按照试样上标记的支点位置将其放在上下支架之间。一般情况下应使试样装饰面处于弯曲拉伸状态，即装饰面朝下放在下支架支座上（见图拉伸状态，即装饰面朝下放在下支架支座上（见图6-126-12）。）。以每分钟以每分钟1800N1800N50N50N的速率对试样施加载
27、荷至试样破坏。记录试样破坏载荷值（的速率对试样施加载荷至试样破坏。记录试样破坏载荷值（F F）。精）。精确到确到10N10N。用游标卡尺测量试样断裂面的宽度（用游标卡尺测量试样断裂面的宽度（K K）和厚度（）和厚度（H H），精确至），精确至0.1mm0.1mm。（2 2）水饱和状态弯曲强度）水饱和状态弯曲强度试样处理：将试样放置于试样处理：将试样放置于202022的清水中浸泡的清水中浸泡48h48h后取出，用拧干的湿毛巾擦去试样后取出，用拧干的湿毛巾擦去试样表面水分。表面水分。调节支架下支座之间的距离（调节支架下支座之间的距离（L=10L=10H H）和上支座之间的距离（）和上支座之间的距离
28、（L/2L/2），误差在），误差在1.0mm1.0mm内。内。以每分钟以每分钟1800N1800N50N50N的速率对试样施加载荷至试样破坏。记录试样破坏载荷值（的速率对试样施加载荷至试样破坏。记录试样破坏载荷值（F F）。精）。精确到确到10N10N。用游标卡尺测量试样断裂面的宽度（用游标卡尺测量试样断裂面的宽度（K K）和厚度（）和厚度（H H），精确至），精确至0.1mm0.1mm。 图6-12 支点位置示意图项目项目6 6 天然土石料的检测天然土石料的检测6.7.46.7.4结果计算结果计算以每组试样弯曲强度的算术平均值作为弯曲强度，数值修约到以每组试样弯曲强度的算术平均值作为弯曲强度
29、，数值修约到1MPa1MPa。6.7.5 6.7.5 试验报告试验报告试验报告应包含以下内容：试验报告应包含以下内容：（1 1）该组试样压缩强度的平均值和标准偏差。）该组试样压缩强度的平均值和标准偏差。（2 2）试样名称、品种、编号及数量。）试样名称、品种、编号及数量。（3 3）试样层理方向、状态等。）试样层理方向、状态等。思考题1 结合土粒粒组的划分，阐明土的分类方法和分类。2简述岩浆岩的形成过程，结合深成岩的一般特点分析花岗岩类石材的性能特征和应用领域。3简述沉积岩的形成过程，结合沉积岩的一般特点分析石灰岩类石材的性能特征和应用领域。4简述变质岩的形成过程，结合变质岩的一般特点分析大理岩类石材的性能特征和应用领域。
