土木工程材料實驗課件,建筑工程檢測與實驗中心,實驗簡介,一、混凝土骨料實驗 砂子的表觀密度 砂子的松堆積密度 砂子篩分試驗 石子的表觀密度 二、水泥實驗 水泥密度 測定水泥細度,實驗簡介,水泥標準稠度用水量測定 水泥凝結(jié)時間測定 水泥膠砂強度檢驗 水泥安定性測定 三、普通混凝土試驗 混凝土配合比設(shè)計 混凝土拌和物和易性測定 混凝土強度測定 四、砌筑砂漿試驗 砂漿配合比的設(shè)計 強度檢驗,實驗簡介,試驗五：燒結(jié)普通磚試驗 試驗六：石油瀝青試驗,一、混凝土骨料實驗,一、實驗要求 測定砂子的表觀密度、松堆積密度、篩分曲線及石子的表觀密度。 二、試驗目的 了解檢驗混凝土用砂、石基本性質(zhì)的方法，熟悉國家有關(guān)技術(shù)規(guī)范。 三、試驗過程,混凝土骨料實驗,1、砂子的表觀密度 主要儀器與設(shè)備： 托盤天平、容量瓶、干燥器、電熱鼓風干燥箱、漏斗、移液管、溫度計、料勺、搪瓷盤等。 試驗步驟 1）將潮濕狀態(tài)的原始樣品用四分法縮分至120g左右，在105的烘箱內(nèi)烘至恒重后，放入干燥器中冷卻至室溫備用。 2）往容量瓶中注入適量的水，稱取烘干試樣300g（m0）徐徐裝入容量瓶中，搖轉(zhuǎn)容量瓶使試樣在水中充分攪動以排除氣泡，塞緊瓶塞。 3）靜置24h后打開瓶塞，用滴管添水，使水面與瓶頸刻度線齊平，塞緊瓶塞，擦干瓶外水分稱取質(zhì)量m1g 4）倒出瓶中水和試樣，洗凈瓶內(nèi)外，注入清水至瓶頸刻度線，塞上瓶塞，擦干水分，稱取質(zhì)量為m2g 按表觀密度公式=mo/（m0+m2-m1） 以兩次測定結(jié)果的平均值為試驗結(jié)果，若兩次測定結(jié)果誤差大于0.02g/cm3應重新進行試驗。,混凝土骨料實驗,2、砂子的松堆積密度 試驗步驟： 將經(jīng)烘干處理的試樣裝入漏斗，打開漏斗直管下的活門，使砂樣徐徐流入容積為1L（v0）的容量筒內(nèi)。用直尺從容量筒中心向兩個相反方向?qū)⒃嚇庸纹剑瑢⒃嚇拥谷肱_秤的稱盤內(nèi)稱取砂樣的質(zhì)量m0（g）。試樣的松堆積密度0（Kg/L）=m/v0,混凝土骨料實驗,3、砂子篩分試驗 試驗步驟： 稱取經(jīng)縮分和烘干的試樣500g裝入套篩最上面的篩子里，蓋上蓋子，將套篩裝在搖篩機上并擰緊壓頭，開動機器搖篩10分鐘。取出套篩，將各篩子上的篩余分別盛在若干個搪瓷盤中，用天平逐個稱取出各篩余的質(zhì)量。繪出篩分曲線。,混凝土骨料實驗,石子的表觀密度 試驗步驟： 簡易方法：用5mm圓孔篩篩去試樣中直徑小于5mm的顆粒，洗凈后在清水中浸泡24h。記錄水溫。取浸泡至飽和的試樣放入裝有適量清水的寬口容量瓶中，排除氣泡后添滿水，將玻璃片沿瓶口水面滑行，緊貼水面蓋在瓶口上，擦干瓶外的附著水，稱取總質(zhì)量m1（g）。將瓶內(nèi)的石子和水全部倒出來，洗凈瓶子，重新注滿清水，依前法蓋上玻璃片并擦干瓶外的附著水，稱取質(zhì)量m2（g）。將倒出的石子盛在搪瓷盤內(nèi)，以次試樣作為下面標準方法的試樣。,混凝土骨料實驗,4、石子的表觀密度 試驗步驟： 標準方法：在盛入石子前，裝上空的金屬吊籃和加重盒，在有機玻璃桶中裝滿清水，打開水龍頭直至桶內(nèi)的水停止流出，此時加減加重盒內(nèi)的物件，使天平達到平衡。取出金屬籃吊籃，將前面在簡易試驗中用過的石子倒入金屬籃，將籃裝回天平上，待桶內(nèi)的水停止經(jīng)水龍頭溢出后，在天平的右邊加砝碼，直至兩邊平衡，讀出砝碼的質(zhì)量，此數(shù)據(jù)記為m1。注意天平除打開測試是否平衡外，其它任何操作都要在關(guān)閉天平的狀態(tài)下進行，以免損壞天平。從吊籃中取出試樣，在105的烘箱中烘至恒重，取出放在干燥器中冷卻至室溫，稱取石子的質(zhì)量m0（g） 以上兩種方法的石子表觀密度=m/（m0+m2-m1）其中，對于標準方法，m2為零。,二、水泥試驗,試驗內(nèi)容：測定水泥的密度細度、標準稠度用水量及凈漿凝結(jié)時間；水泥膠砂試件的制作、養(yǎng)護及抗折抗壓強度試驗。,水泥試驗,1、水泥密度 儀器及使用設(shè)備： 李氏瓶（分度值為0.01ml）、天平、溫度計、玻璃器、烘箱。 試驗步驟： 將不與水泥起反應的煤油倒入李氏瓶中，使液面達到01刻度之間。 將李氏瓶放在盛有20水的玻璃容器中，使刻度完全浸入，并用支架夾住，經(jīng)30min使瓶內(nèi)煤油的溫度與水溫一致，讀出李氏瓶內(nèi)液體凹面的刻度值記為v1 用濾紙將液面以上的瓶頸內(nèi)部的煤油吸干，稱取試樣70-80g，記為m1。將水泥粉末通過漏斗漸漸送入李氏瓶內(nèi)，至瓶內(nèi)液面上升至接近20ml為止，裝粉時，須注意用水匙細心的裝，防止撒出或堵塞。 稱出剩余試樣的質(zhì)量m2，將李氏瓶傾斜一定角度并沿軸旋轉(zhuǎn)，使粉末中的空氣逸出。再將李氏瓶放入20水的玻璃容器中，經(jīng)30min使煤油和水溫一致，此時讀出液體凹面刻度v2。 計算水泥的密度：=m/v=（m1-m2）/（v2-v1） 注意：實驗室溫度應為17-25，相對濕度應大于50%，養(yǎng)護箱溫度為20左右相對濕度應大于90%,水泥試驗,2、水泥細度測定 目的：水泥的物理力學性質(zhì)都與細度有關(guān)，因此必須進行細度測定。 主要儀器與設(shè)備： 標準方孔篩、天平、電熱鼓風干燥箱、搪瓷盤、水泥水篩、干燥箱。 水篩法：（現(xiàn)已即將淘汰，新版建材書中已無此種篩分法） 負壓篩分法： 試驗儀器：負壓篩析儀、天平 試驗步驟： 1.篩析試驗前應把負壓篩放在篩座上，蓋上篩蓋，接通電源，檢查控制系統(tǒng)，調(diào)節(jié)負壓至40006000Pa范圍內(nèi)。 2.稱取試樣m=25g置于潔凈的負壓篩中，蓋上篩蓋，放在篩座上，開動篩析儀連續(xù)篩析2min。此期間如有試樣附在篩蓋上，可輕輕敲下，篩畢，用天平稱量篩余物Rs，精確至0.05g。 3.當工作負壓小于4000Pa，應清理吸塵器內(nèi)水泥使之恢復正常使用。 試驗結(jié)果：篩余百分數(shù) F=Rs/m100% （細度指數(shù)）,水泥試驗,3、水泥標準稠度用水量測定 主要儀器設(shè)備： 水泥凈漿攪拌機、標準稠度與凝結(jié)時間測定儀、0.9mm規(guī)格的標準方孔篩、量水器、搪瓷盤、毛刷等。 試驗步驟：（標準稠度用水量可用調(diào)整水量和固定水量兩種方法中的任一種測量，若發(fā)生爭議時，以調(diào)整水量方法為準。） 試驗前應檢查儀器金屬棒能否自由滑動，試錐降至頂面位置時，指針應對準標準零位，攪拌機運轉(zhuǎn)正常等。 水泥凈漿的拌制 拌和前，攪拌鍋和攪拌葉需用濕布擦過，稱取500g水泥試樣倒入攪拌鍋內(nèi)，先將鍋放到攪拌機鍋座上，升至攪拌位置，開機，徐徐加入拌和用水，慢速攪拌120s，停攪拌15s，接著快速攪拌120s后停機。 注意；采用調(diào)整水量法時，拌和水量按經(jīng)驗取值。采用固定水量法時，拌和水量用142.5ml。水量精確至0.5ml。,水泥試驗,標準稠度測定 拌和結(jié)束后，立即將拌好的凈漿裝入錐模內(nèi)，用小刀插搗，刮去多余凈漿并抹平后，迅速放到下面固定位置上，將試錐降至凈漿表面，擰緊螺絲，然后突然放松，讓試錐自由沉入凈漿，到試錐停止下沉時記錄下沉深度，整個操作應在攪拌后1.5min內(nèi)完成。 用調(diào)整水量法測定時，以試錐下沉深度為28mm左右時的凈漿為標準稠度凈漿。如超出，需調(diào)整。 用固定水量法時，根據(jù)測得的試錐下沉深度s（mm），按下式計算得到標準稠度用水量P=33.4-0.185s 當試錐下沉深度小于13mm時，應改用調(diào)整水量法測定。,水泥試驗,4.水泥凝結(jié)時間測定 主要儀器設(shè)備： 凝結(jié)時間測定儀、其他設(shè)備與測定標準稠度時所用相同。 試驗步驟： 測定前，將圓模放在玻璃板上，調(diào)整凝結(jié)時間測定儀，使試針接觸玻璃板時，指針對準標準尺零點。 稱取水泥試樣500g，以標準稠度用水量拌制水泥凈漿，并立即將凈漿一次裝入圓模，振動數(shù)次后刮平，然后放入養(yǎng)護箱內(nèi)，記錄開始加水的時間為凝結(jié)時間的起始時間。 試件在養(yǎng)護箱中養(yǎng)護至加水后30min時進行第一次測定，測定時，從養(yǎng)護箱中取出圓模放到試針下，使試針與凈漿面接觸，擰緊螺絲，1-2s后突然放松，試針自由垂直沉入凈漿，觀察試針停止下沉時指針讀數(shù)。,水泥試驗,結(jié)果與注意事項： 1.整個測試過程中試針貫入位置至少要距圓模內(nèi)壁10mm，臨近初凝時，每隔5min測定一次。 2.到達初凝或終凝狀態(tài)時應立即重復測定一次。 3.每次測定不得讓試針落入原針孔 4.由開始加水至初凝終凝狀態(tài)的時間分別為該水泥的初凝時間和終凝時間。 5.當試件沉至距底版2-3mm時，即水泥達到初凝狀態(tài)，當下沉不超過1-0.5mm時，終凝狀態(tài)。,水泥試驗,5.水泥膠砂強度檢驗 主要儀器設(shè)備 膠砂攪拌機、膠砂振動臺、抗折試驗機、抗壓試驗機、抗壓夾具、下料漏斗、試模、搪瓷盤、刮平刀。 試驗步驟 1.將試模擦凈接觸面上涂黃油，緊密裝配，防漏漿 2.水泥與標準砂的質(zhì)量比為1：3，水灰比為0.5。每成型3條試件需要稱量水泥450g標準砂1350g 3.攪拌時先將水加入鍋具，再加入水泥，固定鍋具，開機攪拌，低速攪拌30s后，在第二個30s開始的同時均勻的將砂子加入。把機器轉(zhuǎn)至高速再拌和30s。停拌90s，在第一個15s內(nèi)用一膠皮刮具將葉和鍋壁上的膠砂刮入鍋中間，高速攪拌60s后，各階段時間誤差應在1s內(nèi)。 4.固定試模和模具于振動臺上，將攪拌鍋里膠砂分兩層裝入試模，裝第一層時，每個槽里約放300g膠砂，用小播料器播平，再振實60次，移走模型，用一金屬直尺接近垂直刮去多余膠砂，再用金屬直尺水平將表面抹平、編號、養(yǎng)護。,水泥試驗,試件養(yǎng)護 1.放入霧室或濕箱的水平架上養(yǎng)護，一直養(yǎng)護到脫模。（對于24h齡期的，應在破型試驗前20min內(nèi)脫模，對于24h以上齡期的應在成型后20-24h之間脫模） 2.將試件水平或豎直放在20左右的水中養(yǎng)護，水平放置時刮平面應朝上。 抗折強度試驗：以三條試件的平均值作為抗折強度的實驗結(jié)果，抗折強度Rf按下式計算 Rf=1.5FfL/b3 式中：Ft破壞荷載； L支撐圓柱中心距； b棱柱正方形截面邊長； 抗壓強度：以一組三個試件得到的六個抗壓強度測定平均值。,水泥試驗,6.水泥安定性測定 主要儀器設(shè)備： 沸煮箱、雷氏夾、雷氏膨脹值測定儀、凈漿攪拌機。 試驗步驟：（測定方法可用試餅法，也可用雷氏法，有爭議時以雷氏法為準。試餅法是觀察水泥凈漿試餅沸煮后的外形變化來檢驗水泥的體積安定性。雷氏法是測定水泥凈漿在雷氏夾中沸煮后的膨脹值）。 1.拌制標準稠度用水量凈漿，將雷氏夾放在已擦油的玻璃上，將凈漿裝滿試模，只約10mm寬的小刀插搗15次左右，抹平，蓋上涂油玻璃板，移入養(yǎng)護箱內(nèi)養(yǎng)護24h。 2.采用試餅法時，將制好的凈漿取出一部分，分成兩等份，使之呈現(xiàn)球形。將其放在預先準備好的玻璃板上，輕輕振動玻璃板，并用濕布擦過的小刀由邊緣向中央抹動，做成直徑70-80mm中心圓約為10mm，邊緣漸薄表面光滑的試餅，接著將試件放入養(yǎng)護箱內(nèi)養(yǎng)護24h。,水泥試驗,沸煮 脫下玻璃板取下試件 采用雷氏法時，先測量試件指尖端間距離（A），精確到0.5mm，接著將試件放入養(yǎng)護箱的水中蓖板上，指針朝上，試件互不交叉，然后在30min內(nèi)加熱至沸，并恒沸3h。 采用試餅法時，先檢查試餅是否完整，然后步驟同上。 試驗結(jié)果 沸煮結(jié)束后，即放掉箱中熱水，打開箱蓋，待箱體冷卻至恒溫，取出判別若為雷氏夾測量試件指針尖端距離C，結(jié)果至小數(shù)點后1位，當兩個試件煮后增加距離（C-A）的平均值不大于5.0mm時即認為該水泥安定性合格，當兩個試件的（C-A）的平均值相差超過4mm時，應用同一樣品立即重做一次試驗，若為試餅，目測未發(fā)現(xiàn)裂縫，用直尺檢查也沒有彎曲的試餅為安定性合格，當兩個試餅判別結(jié)果有矛盾時，該水泥的安定性也不合格。,三、普通混凝土試驗,試驗內(nèi)容 根據(jù)設(shè)計任務書和前面測得的試驗數(shù)據(jù)（水泥膠砂的抗壓、抗折強度，砂石的表觀密度，砂石的含水量等），設(shè)計混凝土的初步配合比，進行和易性試驗和強度試驗，最終確定實驗室配合比。 試驗目的 了解和掌握涉及機混凝土配合比的基本方法和主要過程，熟悉坍落度儀和維勃稠度儀的工作原理、性能和使用方法。在試驗中，要注意掌握混凝土的拌和方法，測定和調(diào)整混凝土和易性的方法，試件脫模與養(yǎng)護方法，以及強度檢驗中三組配合比的確定方法等關(guān)鍵內(nèi)容。還應掌握實驗室配合比與施工配合比的換算。,普通混凝土試驗,混凝土配合比設(shè)計任務書 某樓房采用混凝土樓板，混凝土的設(shè)計強度等級C25，強度保證率為95%，施工時采用機械振搗，要求坍落度3045mm。試設(shè)計該混凝土的配合比。所用原材料的種類與性質(zhì)為： 水泥品種：普通水泥， 膠砂強度：52.5MPa，密度：3.10g/3。 砂種類：中砂， 細度模數(shù)： 表觀密度： 石子種類：碎石 最大粒徑：20mm 表觀密 度： 自來水,普通混凝土試驗,混凝土配合比設(shè)計的步驟： 1.根據(jù)混凝土上述配合比設(shè)計任務書及所給的原材料，用體積法計算出混凝土的初步配合比，并計算出配置12L混凝土的各材料用量。 2.按初步配合比稱取各料并拌和，測定坍落度，根據(jù)測試和觀察情況調(diào)整和易性，直至滿足和易性要求為止，由此得出基準配合比。在調(diào)整和易性的同時，準備好三個試模，用機油涂抹內(nèi)側(cè)，稱出三個試模的質(zhì)量，待裝模和振動后，再稱一次質(zhì)量，由此計算出混凝土拌和物的實際表觀密度。 3.在基準配合比的基礎(chǔ)上，選擇三個不同的配合比進行強度檢驗，其中一個為基準配合比，另外兩個配合比的水灰比為基準配合比的水灰比左右0.05。按三個配合比配制出三組試件，在標準環(huán)境下養(yǎng)護28d后進行抗壓強度試驗。根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，用作圖法確定與配制強度相應的水灰比，最后確定實驗室配合比。養(yǎng)護時間不足28d的，可用經(jīng)驗公式將測得的強度換成28d的強度。（養(yǎng)護天數(shù)的強度之比等于天數(shù)的對數(shù)之比來近似）,普通混凝土試驗,混凝土拌和物和易性測定 主要儀器設(shè)備：坍落度筒、維勃稠度儀、搗棒、小鏟、木尺、鋼尺、拌板、鏝刀等。 坍落度試驗步驟：本方法適用于骨料最大粒徑不大于40mm、坍落度值不小于10mm的混凝土拌和物稠度測定。測定時需拌和物約15L。 1.潤濕坍落度筒及其它用具，并把筒放在不吸水的剛性水平底版上，然后用腳踩住兩邊的腳踏板，使坍落度筒在裝料時保持位置固定。 2.把按要求取得的混凝土試樣用小鏟分三層均勻地裝入筒內(nèi)，使搗實后每層高度為筒高的1/3左右。每層用搗棒25次，插搗25次，插搗應貫穿整個深度；插搗第二層和頂層時，搗棒應插透本層至下一層的表面。澆灌頂層時，混凝土應灌到高出筒口。插搗過程中，如混凝土沉落到低于筒口，則應隨時添加。頂層插搗完畢，刮去多余的混凝土并用抹刀抹平。 3.垂直平穩(wěn)地提起坍落度筒。提離過程應在510s內(nèi)完成。 4.度差，即為該混凝土拌和物的坍落度值（以mm為單位，精確至5mm） 5.兩種調(diào)整方式：一種是保持水灰比不變，摻入水泥和水進行調(diào)整。第二種Z酌情增加砂石。,普通混凝土試驗,維勃稠度試驗步驟：本方法用于骨料最大粒徑不大于10mm，維勃稠度在510s之間的混凝土拌和物稠度測定。 1.把維勃稠度儀放置在堅實水平的地面上，用濕布將容器、坍落度筒、喂料斗內(nèi)壁及其它用具潤濕。 2.將混凝土拌和物經(jīng)喂料斗分三層裝入坍落度筒，裝料及插搗的方法與坍落度筒試驗相同。 3.小心并垂直地提起坍落度筒，此時應注意不使混凝土試體產(chǎn)生橫向的扭動。 4.再將圓盤轉(zhuǎn)到混凝土圓臺體上方，放松測桿螺絲，降下圓盤，使它輕輕地接觸到混凝土頂面，擰緊定位螺絲。同時開啟振動臺和秒表，當透明圓盤的底面被水泥漿布滿的瞬間，立即關(guān)閉振動臺和秒表，記錄時間（精確至1s）由秒表讀得時間，即為該混凝土拌和物的維勃稠度值。 試模體積：150150150 體積為3.375L,四、砌筑砂漿試驗,一、試驗內(nèi)容 制作建筑砂漿的抗壓試件，測定砂漿的稠度，并對試件進行抗壓強度試驗。 二、試驗目的 通過試驗學會設(shè)計建筑砂漿配合比和檢驗現(xiàn)場砂漿質(zhì)量的基本方法，了解和熟悉有關(guān)儀器的工作原理、性能及使用方法。 三、砂漿試件的制作、養(yǎng)護與強度試驗 主要設(shè)備儀器 砂漿攪拌機 砂漿稠度儀 70.770.770.7三聯(lián)試模、臺秤及量筒 黃油、鋼制搗棒、拌鍋和拌板等,砌筑砂漿試驗,試驗步驟： 1）砂漿配合比的設(shè)計 2）砂漿的拌和：按計算出的初步配合比稱取各料，用1000ml的量筒量取1000ml清水備用。將各料倒入砂漿攪拌機的攪拌桶內(nèi)，開動機器，根據(jù)砂漿的稀稠情況逐步加入清水。其間停下機器，取出一部分砂漿測試稠度，若稠度尚未達到要求，則加清水繼續(xù)攪拌，并再次測定稠度，直至稠度處在要求的范圍之內(nèi)。 3）裝模與脫模：在試模的內(nèi)表面涂上黃油，將試模置于鋪有濕紙的普通磚上。將拌和好的砂漿裝入試模內(nèi)，用鐵條插搗均勻，1530min后抹平并編號。24h后脫模。 4）養(yǎng)護：采用自然養(yǎng)護，注意記錄養(yǎng)護期間的氣溫、濕度、齡期達到28天后進行強度試驗。,砌筑砂漿試驗,強度檢驗 規(guī)范的試驗方法為：在基準配合比的基礎(chǔ)上，至少采用三個不同的配合比其中一個為基準配合比，另外兩個配合比的水泥用量比基準配合比左右10%，在保證稠度、分層度合格的前提下，可適當調(diào)整用水量和各摻合料的用量。按這三組配合比分別成型、養(yǎng)護，測定28d強度，從而確定能達到強度要求而且成本最低的配合比。由于本實驗只要求了解主要實驗過程，故僅用做完和易性試驗后的拌和物進行成型、養(yǎng)護和強度檢驗。試驗完畢后，要根據(jù)該組試件的抗壓強度判斷是否達到了設(shè)計要求（配制強度）。 抗壓強度的確定：若其中的最大值或最小值與六塊均值之差未超過六塊均值的20%，以六塊的均值為抗壓強度；若超過，則以中間四塊的均值為抗壓強度。,試驗五：燒結(jié)普通磚試驗,實驗內(nèi)容 普通磚的抗壓試驗 二、實驗目的 掌握燒結(jié)普通磚力學性能的檢測方法及強度等級的評定方法。,試驗五：燒結(jié)普通磚試驗,實驗過程（試件數(shù)量為10塊，加荷速度為5KN/s+0.5KN/s） 主要儀器設(shè)備 切磚器 壓力機 300500KN 直尺、鏝刀等。,試驗五：燒結(jié)普通磚試驗,試驗步驟 1. 試件制備：用隨即抽樣法選取10塊磚，將試樣切成兩塊半截磚，斷開的半截磚長不得小于100mm。將已斷開的半截磚放置在室溫水中浸泡1020min，并以斷口相反方向疊放，兩者中間抹以厚度不超過5mm普通水泥凈漿（325、425號水泥凈漿）來粘結(jié)，上下兩面抹以不超過3mm的水泥凈漿抹平。制成的試件上下兩面須相互平行，并垂直于側(cè)面。試件應在不低于10的不通風室內(nèi)養(yǎng)護3d，然后進行抗壓強度試驗。 2.抗壓強度試驗：試驗前測量每個試件連接面或受壓面的長、寬尺寸各兩個，分別取平均值，精確至1.0mm。將試件平方在加壓板的中央，垂直于受壓面加荷，加荷應均勻平穩(wěn)，不得發(fā)生沖擊和震動。加荷速度為5KN/s+0.5KN/s為宜，直至試件破壞為止，記錄最大破壞荷載。,試驗五：燒結(jié)普通磚試驗,試驗結(jié)果：每塊試件的抗壓強度按下式計算（精確至0.1MPa）：fcu,i=p/Lb 兩種方法評定；（1）平均值標準值方法評定（0.21） 是按抗壓強度平均值、強度標準值指標評定磚的強度等級。 （2）平均值最小值方法評定（0.21） 是抗壓強度平均值、單塊最小抗壓強度值來評定磚的強度等級。 有關(guān)計算公式 抗壓強度平均值： f 卡呀強度標準差S：S= 變異系數(shù)： =S/f 抗壓強度標準值：,試驗六：石油瀝青試驗,試驗內(nèi)容 測定瀝青的軟化點、針入度和延度。 二、試驗目的 了解石油瀝青軟化點、針入度和延度的測試方法及相關(guān)儀器的工作原理、性能和使用方法。,試驗六：石油瀝青試驗,三、試驗過程 軟化點 主要儀器設(shè)備：瀝青軟化點測試儀、可變電爐、石棉板、篩子、金屬皿、溫度計等。 試驗步驟：主要是將規(guī)定質(zhì)量的鋼球放在內(nèi)盛規(guī)定尺寸金屬環(huán)的試樣盤上，以恒定的加熱速度加熱此組件，當試樣軟到足以使被包在瀝青中的鋼球下落達25.4mm時的溫度，作為石油瀝青的軟化點，以溫度（）表示。,試驗六：石油瀝青試驗,針入度 主要儀器設(shè)備：針入度儀、標準恒溫水浴、溫度計、篩子等。 試驗步驟：石油瀝青的針入度以標準針在一定的荷重、時間及溫度條件下，垂直穿入瀝青試樣的深度來表示，單位為1/10mm。如未另行規(guī)定，標準針、針連桿與附加砝碼的總重量為100，溫度位25，時間為5s。,試驗六：石油瀝青試驗,延度 主要儀器設(shè)備：延度儀、篩子、金屬皿、溫度計、恒溫水浴等。 試驗步驟：主要是用規(guī)定的試件在一定溫度下以一定速度拉伸至斷裂時的長度，稱為石油瀝青的延度，以cm表示。非特殊情況，試驗溫度為25，延度速度為5cm/min。,土 質(zhì) 學 、巖土力學 實驗課件,建筑工程檢測與實驗中心,試驗一 目測法鑒定各種類型土類,基本原理 自然界中的土具有各種不同的類型，它們之間的差異可相應地反映在它們的外表特征和內(nèi)在性質(zhì)上的差異，如顆粒粗細、結(jié)構(gòu)構(gòu)造及某些物理特性（干濕現(xiàn)象，加水后性質(zhì)的變化等）。以此做依據(jù)，憑借肉眼或放大鏡及手指的觸覺等，對土進行鑒定，初步定出土的名稱。 儀器設(shè)備 1土樣標本盒一套； 2放大鏡（110）； 3撥針； 4切土刀； 5切土板； 6厘米紙、直尺； 7玻璃燒杯（容量250或500毫升）； 8小勺； 9塑料盤（或白紙）。,試驗一 目測法鑒定各種類型土類,實驗步驟 1典型粒組的觀察 1)從標本盒內(nèi)取出典型粒粗，觀察碎石組（或卵石組）。角礫組（或礫石組），粗砂粒組、中砂粒組、細砂粒組。建立對上述粒組之感性認識。 直尺測量碎石組（或卵石組）、角礫組（或礫石組），最長量度作為其直徑，并觀察顆粒的形狀。 2）小勺取25 g砂粒置于毫米方格紙上，用放大鏡觀察其粒徑（一般毫米方格紙上線條本身寬度約0.20 mm，空白格約0.80 mm）。按表1-1鑒別各種砂粒組。,表1-1巨粒組與及粗粒組分類,（mm） 200 60 40 2 0.5 0.25 0.075,試驗一 目測法鑒定各種類型土類,2卵礫類及砂類土的鑒別： 將土樣盒內(nèi)之土樣置于盤中拌勻，取有代表性的土樣，卵礫類土約1020克左右，砂類土約25 g，放在毫米方格紙上。 2)用撥針將土樣中不同大小的顆粒按表1-1分類。首先將粒徑2 mm之土粒撥在一起憑知覺大致估計粒組在土中所占的重量百分含量（可按粒組的體積占土樣總體積的百分率來估計）。 3)若粒徑2 mm土粒的重量百分含量超過50%，屬卵礫類土 ，按表1-2定土名。,表1-2卵礫類土的分類,試驗一 目測法鑒定各種類型土類,若粒徑2mm土粒的重量百分含量不超過50%，而是2550%，則按表1-3定名為礫砂土。 若粒徑2mm的重量百分含量小于25%，則繼續(xù)將大于0.5 mm的土粒撥出，估計大于0.5 mm土粒的重量百分含量，若超過50%，定名為粗砂土，余下的土樣不再細分粒粗，若不及50%，則依次由粗到細順次撥大于0.25 mm，大于0.1mm，并估計其重量百分含量，按表1-3粒徑有粗到細，以最先符合者命名。,表1-3砂類土的分類,試驗一 目測法鑒定各種類型土類,3粘性土的鑒定： 目測一般有以下幾種試驗方法進行鑒定： 1)濕土搓條法：取土若干研成粉末于手掌中，加水數(shù)滴，調(diào)成既粘手而又不太粘手的可塑形態(tài)，搓揉之，然后在手掌上搓條，應盡可能搓得細，把搓的最細的土條放在毫米方格紙上，用放大鏡觀測其直徑，再觀察其他特征鑒定粘性土的類別。 2)搖動試驗：將濕土一塊，約4050g，放在手掌上壓扁，而后將手左右較快地往返搖動，觀察土表面有無水分，是否發(fā)亮或整個土塊變稀甚至可以流動，這樣可以間接地了解土的透水性，以此鑒別土類。 3)干強度試驗：將風干的土塊用手指捏碎、掰斷及捻碎，以用力大小來區(qū)分強度，判斷粘粒含量多少，鑒別土類。,試驗一 目測法鑒定各種類型土類,4土樣描述內(nèi)容： 土名及其依據(jù)、顏色、礦物成分、膠結(jié)程度、結(jié)構(gòu)構(gòu)造，有無夾雜物如結(jié)核、腐殖質(zhì)，碳酸鹽等。對卵石類土必須描述其充填的特征。,試驗二 顆粒分析試驗（篩析法）,一、基本原理 天然土是由大小不同的顆粒所組成的，從大到幾十厘米的漂石至小到幾微米的膠粒，土顆粒的大小相差懸殊，同時由于土粒的形狀往往是不規(guī)則的，因此很難直接測量土粒的大小，只能用間接的方法來定量地描述土粒的大小及各種顆粒的相對含量。常用的方法有兩種，對粒徑大于 0.075mm 的土粒常用篩分析的方法，而對小于 0.075mm 的土粒則用沉降分析的方法。 篩析法是利用一套孔徑不同的標準篩（圖一）來分離一定量的砂土中與孔徑相應的粒組，而后稱量、計算各粒組的相對含量，確定砂土的粒度成分。由于篩孔徑過小時在制造和分離技術(shù)上有困難，故此法只使用于分離粒徑大于0.075、小于60mm的粒組。,試驗二 顆粒分析試驗（篩析法）,二、儀器設(shè)備 標準篩一套：粗篩，孔徑為60、40、20、10、5、2mm ；細篩(圖2-1)，孔徑為2、1、0.5、0.25、0.075mm； 普通天平：感量0.1g，稱量500g；感量1 g，稱量5000 g； 其它：瓷缽及橡皮頭研棒，毛刷、白紙、直尺等。,試驗二 顆粒分析試驗（篩析法）,三、操作步驟 1稱取風干土樣 從松散的或研散的土樣中取代表性試樣，其數(shù)量如下： 最大粒徑小于2mm者，取100300g。 最大粒徑在210mm之間，取300900g。 最大粒徑在1020mm之間，取10002000g。 最大粒徑在2040mm之間，取20004000g。 最大粒徑4060mm者，取4000 g以上。,試驗二 顆粒分析試驗（篩析法）,用四分法來選取試樣，方法如下： 1、將土樣拌勻，倒在紙上成圓錐形。然后用直尺以圓錐頂點為中心，向一定方向旋轉(zhuǎn)，使圓錐成12cm厚的圓餅狀。繼而用直尺劃兩條相互垂直的直線，使土樣分四等份，取走相對的兩分，將留下的兩分拌勻，重復上述步驟，直到剩下的土樣約等于需要的量為止。 2將土樣過2mm篩，稱篩上和篩下的試樣質(zhì)量。當篩下的試樣質(zhì)量小于試樣總質(zhì)量的10%，不作細篩分析；當篩上的試樣質(zhì)量小于試樣總質(zhì)量的10%，不作粗篩分析。,試驗二 顆粒分析試驗（篩析法）,3取篩上的試樣倒入依次疊好的粗篩中，篩下的試樣倒入依次疊好的細篩中，進行篩析。細篩宜置于振篩機上振篩，振篩時間宜為1015min。再按由上而下的順序?qū)⒏骱Y取下，在白紙上用手將篩盤輕扣，搖晃，直到篩凈為止。將漏在白紙上的土粒倒入下層篩盤內(nèi)，如此順序，直到最末一層篩盤篩凈為止。稱各級篩上及底盤內(nèi)試樣的質(zhì)量，應準確至0.1g。 4篩后的各級篩上和篩底盤上的試樣質(zhì)量的總和與篩前試樣總質(zhì)量的差值，不得大于試樣總質(zhì)量的1%，若兩者差值小于1，可按實驗過程中誤差產(chǎn)生的原因分配給某些粒組，最終，各粒組百分含量之和應等于100。 注：當粒徑小于0.075mm的試樣質(zhì)量大于試樣總質(zhì)量的10%時，應按密度計法或移液管法測定小于0.075mm的顆粒組成。,試驗二 顆粒分析試驗（篩析法）,四、計算與制圖 1、小于某粒組的試樣質(zhì)量占試樣總質(zhì)量的百分比，按下式計算： 式中，X：小于某粒徑的試樣質(zhì)量占試樣總質(zhì)量的百分比（%）； mA：小于某粒徑的試驗質(zhì)量（g）； mB：細篩分析時為所取的試樣質(zhì)量（g）,粗篩分析時為試樣總質(zhì)量（g）； dx：粒徑小于2mm的試樣占試樣總質(zhì)量的百分比（%）。 2、制圖 以小于某粒徑的試樣質(zhì)量占試樣總質(zhì)量的百分比為縱坐標，顆粒粒徑為橫坐標，在半對數(shù)坐標上繪制顆粒大小分布曲線（也叫粒徑級配曲線）。,試驗二 顆粒分析試驗（篩析法）,3、不均勻系數(shù) 式中，Cu：不均勻系數(shù) d60：限制粒徑，顆粒大小分布曲線上的某粒徑，小于該粒徑的土粒質(zhì)含量占總質(zhì)量的60%； d10：有效粒徑，顆粒大小分布曲線上的某粒徑，小于該粒徑的土粒質(zhì)含量占總質(zhì)量的10%。 4、曲率系數(shù) 式中，Cc：曲率系數(shù)； d30：顆粒大小分布曲線上的某粒徑，小于該粒徑的土粒質(zhì)含量占總質(zhì)量的30%。,試驗二 顆粒分析試驗（篩析法）,五、注意事項 1在進行篩析過程中，尤其是將試樣由一器皿倒入另一器皿時，要避免或盡量減少微小顆粒的飛揚。 2過篩后，要檢查篩孔中是否夾有顆粒，若夾有顆粒時應將顆粒輕刷下，放入該篩盤上的土樣中。 3將留在各篩盤上的土粒稱量，準確到0.1g，并測量試樣中最大顆粒直徑。若2mm的顆粒超過全重50，則應再進行粗篩。,試驗三 土粒比重試驗（比重瓶法）,一、基本原理 土粒比重是指土粒在105110溫度下烘至恒量時的質(zhì)量與同體積4時純水質(zhì)量的比值，無量綱。也有用“土粒密度”這一概念，指土的固體部分的單位體積質(zhì)量。兩者在數(shù)量上相等。土的固體部分的質(zhì)量ms用精密天平測得。土粒體積一般用測量排出與土粒同體積之液體的體積的方法測得，通常用比重瓶法測定土粒體積。此法實用于粒徑小于5mm的顆粒土。 在用比重瓶法測定固體體積時，必須注意所排除的液體體積確能代表固體顆粒的真實體積。土中含有氣體，實驗時必須把它排盡，否則會影響測試精度。一般可用煮沸法或抽氣法排除土內(nèi)氣體。所用的液體一般為純水。砂土宜用真空排氣法，對含有大量的可溶鹽類，有機質(zhì)，親水性膠體的土必須用中性液體，如煤油，汽油，甲苯和二甲苯代替純水，此時必須用抽氣法排氣，真空表讀數(shù)宜接近當?shù)匾粋€大氣壓值，抽氣時間不得少于1小時。,試驗三 土粒比重試驗（比重瓶法）,二、儀器設(shè)備 圖3-1 比重瓶a毛細式；b長頸式比重瓶：容量100ml或50ml，分長頸和短頸兩種，短頸也叫毛細式比重瓶； 分析天平：稱量200g，感量0.001g； 砂?。ɑ蚩烧{(diào)電加熱器）：應能調(diào)節(jié)溫度； 恒溫水槽：準確度應為1； 溫度計：測溫范圍050，精確至0.5； 其它：純水、小漏斗、磁缽及研棒等。,試驗三 土粒比重試驗（比重瓶法）,三、操作步驟 1比重瓶校準 1）將比重瓶洗凈，烘干，置于干燥器內(nèi)，冷卻后稱量，準確至0.001 g； 2）將煮沸經(jīng)冷卻的純水注入比重瓶。對長頸比重瓶注水至刻度處，對短頸比重瓶應注滿純水，塞緊瓶塞，多余水自瓶塞毛細管中溢出，將比重瓶放入恒溫水槽內(nèi)至瓶內(nèi)水溫穩(wěn)定。取出比重瓶，擦干外壁，稱瓶、水總質(zhì)量，準確至0.001 g，測定恒溫水槽內(nèi)水溫，準確至0.5。 圖3-2 溫度和瓶、水質(zhì)量關(guān)系曲線3）調(diào)節(jié)數(shù)個恒溫水槽內(nèi)的溫度，溫度差宜為5，測定不同溫度下的瓶水總質(zhì)量。每個溫度下均應進行兩次平行測定，兩次測定的差值不得大于0.002 g，取兩次測值的平均值，繪制溫度和瓶、水(t-mbw)的關(guān)系曲線。,試驗三 土粒比重試驗（比重瓶法）,2土樣制備：取有代表性的風干土樣約100g，充分研散，并全部過2mm的篩。將過篩干土及洗凈的比重瓶在105110下烘干，然后放入干燥器中冷卻至室溫。 3稱烘干試樣15g（當用50ml的比重瓶時，稱烘干試樣10 g）裝入比重瓶，稱試樣和瓶的總質(zhì)量，準確至0.001 g。裝土時可用漏斗細心倒入比重瓶內(nèi)，并將漏斗上的土刷凈入瓶，勿使土粒飛揚或遺失。 4向比重瓶內(nèi)注入半瓶純水，擺動比重瓶，使土粒松散。然后將比重瓶放在砂浴上煮沸。煮沸時要避免瓶內(nèi)懸液濺出。煮沸時間從沸騰起算粘土及粉土不少于1小時。,試驗三 土粒比重試驗（比重瓶法）,5將煮沸過的純水或已抽氣的中性液體注入裝有試樣懸液的比重瓶。當用長頸比重瓶時注純水至刻度處；當用短頸比重瓶時應將純水注滿，塞緊瓶塞，多余的水分自瓶塞毛細管中溢出。然后放比重瓶于恒溫水槽待瓶內(nèi)懸液溫度穩(wěn)定后，測記其溫度，并準確至0.5。 6從t-mbw關(guān)系曲線中查得各試驗溫度下的瓶、水總質(zhì)量。 7平行測定 本實驗須進行兩次測定，取其結(jié)果的平均值，其平行差值不得大于0.02g/cm。,試驗三 土粒比重試驗（比重瓶法）,四、計算土粒比重 按下式計算土粒比重，準確至0.01。 式中：Gs土粒比重 mbw瓶、水總質(zhì)量（g） mbws瓶、水、試樣的總質(zhì)量（g） GiTt時純水或中性液體的比重，,試驗三 土粒比重試驗（比重瓶法）,五、注意事項 1煮沸排氣時，必須防止懸液濺出瓶外，火力要小，并防止煮干；必須將土中氣體排盡，否則影響試驗成果。 2必須使瓶中懸液與純水的溫度一致。,試驗四 土的含水率試驗,原理 土的含水率是土在溫度100105下烘到恒重時所失去的水分質(zhì)量與達到恒重后干土質(zhì)量的比值，以百分數(shù)表示。土烘干前后的質(zhì)量差即土中失去的水重，水重除以干土重即可求得土的含水率。 使土樣干燥的方法常有烘干法，酒精燃燒法與砂土炒干法，本試驗采用烘干法，試驗方法適用于粗粒土、細粒土、有機質(zhì)土和凍土。,試驗四 土的含水率試驗,儀器設(shè)備 烘箱：保持溫度100105的自動控制電熱恒溫烘箱，還可采用沸水烘箱和紅外線烘箱。 天平：稱量200g，感量0.01g 干燥器：常用附有無水氯化鈣干燥劑的玻璃干燥缸。 其他：鋁盒（或玻璃稱量瓶）、切土刀、玻璃板、盛土容器等。,試驗四 土的含水率試驗,操作步驟 稱量鋁盒，精確至0.01 g，記為m盒； 從原狀或擾動土樣中，選取具有代表性的試樣1530 g（約半鋁盒，砂土應多取些），放在鋁盒中，注意抹去盒外周圍的土，立即蓋好盒蓋，稱量鋁盒與濕土總質(zhì)量m1，精確至0.01 g。 打開盒蓋，放入烘箱，在105110的恒溫下烘至恒量。烘干時間對粘性土、粉土不得少于8h，對砂土不得少于6h，對含有機質(zhì)超過干土質(zhì)量5%的土，應將溫度控制在6570的恒溫下烘干。 將稱量盒從烘箱中取出，蓋上盒蓋，放入干燥容器內(nèi)冷卻至室溫（由試驗室負責），冷卻后取出，立即蓋好并稱量盒加干土質(zhì)量m，精確至0.01 g,試驗四 土的含水率試驗,計算含水率 按下式計算，精確至0.1。 式中，md：干土質(zhì)量（g）， md= m2- m盒； m0：濕土質(zhì)量（g），m0= m1- m盒 注：本試驗必須對兩個試樣進行平行測定，測定的差值：當含水率小于40時為1；當含水率等于、大于40時為2；對層狀和網(wǎng)狀構(gòu)造凍土不大于3。取兩個測值的平均值，以百分數(shù)表示。,試驗四 土的含水率試驗,注意事項 1打開土樣后，應立即取樣稱量濕土重，以免水分蒸發(fā)。 2土樣必須按要求烘至恒重，否則影響測試精度 3試樣烘干后應冷卻后稱量，防止熱土吸收空氣中的水分，并避免天平受熱不均影響稱量精度,試驗五 測定土的液限和塑限（錐式儀法和搓條法）,一、基本原理 在界限含水率中，意義最大的是從粘流狀態(tài)到粘塑狀態(tài)的液限（Wl）和從塑態(tài)過度到半固態(tài)的塑限（WP）。土的塑性指數(shù)是液限與塑限之差（I=W-W），是表示土的塑性強弱的指標。,試驗五 測定土的液限和塑限,從理論上講，液限時，土出現(xiàn)一定的流動阻力，即有最小可量度的抗剪強度。國內(nèi)外測定液限的方法使用兩種不同儀器，即瓦氏錐式儀和卡式蝶式儀。前者是前蘇聯(lián)A.M.瓦西里耶夫研制的。他經(jīng)多次試驗認為，錐角30重0.76N的圓錐體，沉入土體的深度為10mm時的含水率就是限液。后者是美國卡薩格蘭德專門研制的半圓形銅碟。試驗時，將土膏平鋪碟中，用刀劃分成兩半，以每秒2次的速度將碟由10mm的高度落下。當下落擊數(shù)為25次時原來被劃分成兩半的土在碟底的合攏長度恰好達13mm時的含水率就是液限。通過計算，對同一種土，用錐式儀測得液限土的抗剪強度為8.4kpa，用碟式儀測得液限土的抗剪強度為2.7kpa，國內(nèi)外學者多數(shù)認為，碟式儀測定液限土的抗剪強度值符合基本物理意義，但其手續(xù)較繁瑣，強度帶有擾動的性質(zhì)，測試簡易，適當改進可推廣運用。,試驗五 測定土的液限和塑限,研究表明：瓦氏圓錐儀下沉17mm時的含水率，大致相當于用卡氏碟式儀測得的液限，可以等效碟式儀液限。因此，在使用液限時，應標明是用何種儀器測得的。目前，我國測得的液限有三種：錐式儀液限（下沉10mm）；錐式儀液限（下沉17mm）等效碟式儀液限；碟式儀液限。我國一直廣泛使用10mm錐式液限儀，積累了大量資料，沒有特別說明的液限均屬于此種液限。本方法適用于粒徑小于0.5mm以及有機質(zhì)含量不大于試樣總質(zhì)量的5%的土。,試驗五 測定土的液限和塑限,土的塑態(tài)與固態(tài)間的界限含水率稱土的塑限。塑限的測定依據(jù)主要是根據(jù)處于塑態(tài)時可塑成任意形狀而不產(chǎn)生裂紋；處于固態(tài)時則很難搓成任意形狀，若勉強為之，則土面發(fā)生裂紋或斷折等現(xiàn)象。以兩種物理狀態(tài)為特征確定塑態(tài)和固態(tài)的界限。也就是說，當土被搓成3mm粗細的土條且表面恰好開始出現(xiàn)裂紋時的含水率，即為塑限。搓條法測塑限適用于粒徑小于0.5mm的土。 此外，我國還采用圓錐式液限聯(lián)合測定儀測定液限和塑限。,試驗五 測定土的液限和塑限,二、錐式液限儀測液限 （一）儀器設(shè)備 1鋁盒、調(diào)土杯及調(diào)土刀； 2錐式液限儀： 3天平：稱量200 g，感量為0.01g； 4篩：孔徑為0.5mm； 5研缽和橡皮頭研棒； 6烘箱； 7干燥器。,測定土的液限和塑限,（二）、操作步驟 1制備土樣 取天然含水率土樣50g捏碎過篩；若天然土樣已風干，則取樣80g研碎，并過0.5mm篩；加蒸餾水調(diào)成糊狀，蓋上濕布置保濕器內(nèi)12h以上，使水分均勻分布。 裝土樣于調(diào)土杯中 將備好的土樣再仔細拌勻一次，然后分層裝入試杯中；用手掌輕拍試杯，使杯中空氣逸出；待土樣填滿后，用調(diào)試刀抹平土面，使之與杯緣齊平。,測定土的液限和塑限,3放錐 1）在平衡錐尖部分涂上一薄層凡士林，以拇指和食指執(zhí)錐柄，使錐尖與試樣面接觸，并保持錐體垂直，輕輕松開手指，使錐體在其自重作用下沉入土中；注意，放錐時要平穩(wěn)，避免產(chǎn)生沖擊力。 放錐15秒后，觀察錐體沉入土中的深度，以土樣表面與錐接觸處為準；若恰為10mm（錐上刻有標志），則認為這時的含水率就為液限。若錐體入土深度大于或小于10mm時，表示試樣含水率大于或小于液限；此時，應挖去沾有凡士林的土，取出全部試樣放在調(diào)試杯中，使水分蒸發(fā)或加蒸餾水重新調(diào)勻，直至錐體下沉深度恰為10mm時為止。 有些圓錐還刻有17mm的標志，若錐體下沉深度為17mm，此時的含水率即為17mm液限，等效碟式液限。,測定土的液限和塑限,4測液限含水率 將所測得的合格試樣，挖去沾有凡士林的部分，取錐體附近試樣少許（約1520g）放入鋁盒中測定其含水率，此含水率即為液限。 5平行測定 本試驗須做兩次平行測定，計算準確到0.1%，取其結(jié)果的算術(shù)平均值；兩次試驗的平行差值不得大于2%。,測定土的液限和塑限,（三）、注意事項 1若調(diào)制的土樣含水率過大，只許在空氣中晾干或用吹風機吹干，也可用調(diào)土刀攪拌或用手搓捏散發(fā)水量，卻不能加干土或用電爐烘烤。 放錐時要平穩(wěn)，避免產(chǎn)生沖擊力。 從調(diào)試杯中取出土樣時，必須將沾有凡士林的土棄掉，方能重新調(diào)制或者取樣測含水率。,三、搓條法測塑限,（一）儀器設(shè)備 1鋁盒、調(diào)土刀、調(diào)土杯、滴瓶； 2研缽及橡皮頭研棒； 3天平：感量0.01g； 4烘箱、干燥器、電熱吹風器； 5篩：孔徑為0.5mm； 6毛玻璃板：約300mm200mm。,搓條法測塑限,1.制備土樣 取0.5 mm篩下的代表性試樣100 g，放在盛土皿中加純水拌勻，濕潤過夜。 2.搓條 將制備好的試樣取一小塊試樣在手中搓捏不沾手，捏扁，當出現(xiàn)裂縫時，表示其含水率接近塑限。 取接近塑限含水率的試樣810 g，用手指捏成橢球形，放在毛玻璃上，用手掌輕輕搓滾；手掌用力要均勻，不得使土條在毛玻璃板上無力滾動，土條長度不能超過手掌寬度，土條不能出現(xiàn)空心現(xiàn)象。,搓條法測塑限,3當土條被搓至直徑為3mm，且產(chǎn)生裂紋并開始斷裂時，此時的含水率達到塑限含水率。若土條直徑搓成3mm時不產(chǎn)生裂縫或土條直徑大于3 mm開始斷裂，表示其含水率高于塑限或低于塑限，應重新取樣試驗，直至達到標準為止。每搓好一條合格的土條后，應立即將它放在鋁盒里，蓋上盒蓋，避免水分蒸發(fā)，直到土條重達35 g為止。,搓條法測塑限,4、測塑限含水量 將放在鋁盒中的土條稱出濕土重，烘干后再稱干土的質(zhì)量，計算含水量。 5、平行測定 本試驗須做兩次平行測定，取其結(jié)果的算術(shù)平均值，計算準確至0.1%；兩次結(jié)果的差值，粘土、粉質(zhì)粘土不得大于2%；粉土不得大于1%。,搓條法測塑限,注意事項 搓滾土條時，必須用力均勻，以手掌輕壓，不得作無壓滾動；應防止土條產(chǎn)生中空現(xiàn)象，搓滾前土團必須經(jīng)過充分的揉捏。 土條須在數(shù)處同時產(chǎn)生裂紋始達塑限；如僅有一條裂紋，可能是用力不均所致，產(chǎn)生的裂紋必須呈螺紋狀。,試驗六 測定土的密度（環(huán)刀法）,基本原理 土的密度是指土的單位體積的質(zhì)量。用天然狀態(tài)原狀土樣測得的密度稱天然密度。一般常用環(huán)刀法。環(huán)刀法是用已知質(zhì)量和容積的環(huán)刀，切取土樣，使土樣的體積與環(huán)刀的容積一致，稱量后，減去環(huán)刀質(zhì)量得到土的質(zhì)量，然后由土的質(zhì)量與體積計算求得土的密度。本試驗方法適用于細粒土。,試驗六 測定土的密度（環(huán)刀法）,儀器設(shè)備 1環(huán)刀：內(nèi)徑61.8mm，79.8mm，高度20mm。 2天平：稱量500g，感量0.1g，稱量200 g ，感量0.01g。 3其他：切土刀、鋼絲鋸、凡士林、玻璃板、測徑長尺等。,試驗六 測定土的密度（環(huán)刀法）,操作步驟 1測定環(huán)刀的質(zhì)量及體積 用測徑卡尺測量環(huán)刀的內(nèi)徑及高度，計算環(huán)刀的容積V，然后，將環(huán)刀置于天平上稱得環(huán)刀質(zhì)量m環(huán)，準確至0.1g。,試驗六 測定土的密度（環(huán)刀法）,2切取土樣 在環(huán)刀內(nèi)壁涂以薄層凡士林油，將環(huán)刀刃口向下放在土樣表面上，用修土刀把土樣削成略大于環(huán)刀的土樣，然后垂直向下輕壓環(huán)刀，邊壓邊削至土樣高出環(huán)刀為止。先削平環(huán)刀上端之余土，使土面與環(huán)刀邊緣齊平，再置于玻璃板上，然后削刃口一端的余土，使之與環(huán)刀刃口齊平。若兩面上的土有少量剝落，可用切下的碎土輕輕補上。 3測定環(huán)刀和土樣之質(zhì)量 擦凈環(huán)刀外壁，稱量環(huán)刀和土樣的質(zhì)量m1，準確至0.1g。,試驗六 測定土的密度（環(huán)刀法）,四、計算土的密度 3.平行測定 本實驗須進行兩次平行測定，取其結(jié)果的算術(shù)平均值，其平行差值不大于0.03gcm。,試驗六 測定土的密度（環(huán)刀法）,五、注意事項 1用環(huán)刀切取土樣時，環(huán)刀必須嚴格按實驗步驟操作，不得急于求成，用力過猛或圖省事不削成土柱，這樣就易使土樣開裂擾動。 2修環(huán)刀兩端余土時，不得在試樣表面反復壓抹，對于較軟的土，宜先用鋼絲鋸鋸成幾段，然后用環(huán)刀切取。,試驗七 壓縮試驗（杠桿式壓縮儀法）,一、基本原理 土的壓縮性是指土在壓力作用下發(fā)生壓縮變形，土體積逐漸變小的過程。飽水土在壓應力作用下，由于孔隙水的不斷排出而引起的壓縮過程稱為滲透固結(jié)。因此，飽水土的壓縮試驗亦稱固結(jié)試驗。固結(jié)試驗是將土樣放在金屬器內(nèi)，在有側(cè)限的條件下施加壓力，觀察土在不同壓力下的壓縮變形，以測定土的壓縮系數(shù)、壓縮模量、壓縮指數(shù)、固結(jié)系數(shù)、前期固結(jié)壓力等有關(guān)壓縮性指標，作為工程設(shè)計計算的依據(jù)。 杠桿式壓縮儀是用砝碼通過杠桿加壓，壓力只有0.40.6Mpa?；旧夏軡M足一般工程的要求，目前被廣泛采用。,試驗七 壓縮試驗（杠桿式壓縮儀法）,固結(jié)試驗中，后一級壓力的施加均是在前一級壓力下壓縮至穩(wěn)定后施加的。按穩(wěn)定標準的不同，通常將固結(jié)試驗分為三類： （1）穩(wěn)定壓縮：每級壓力下持續(xù)24h為壓縮穩(wěn)定標準；測記試樣高度變化后，即可施加下級壓力。這是各類規(guī)范的常規(guī)標準。 （2）對某些滲透系數(shù)大于105cms的粘性土，允許以1h內(nèi)試樣變形量不大于0.01mm作為相對穩(wěn)定標準，結(jié)果能夠滿足工程要求。 （3）快速壓縮：在各級壓力下，壓縮時間規(guī)定1h，僅在最后一級壓力下，除側(cè)記1h變形量外，還測讀到穩(wěn)定標準（24h）時的變形。在整理資料時，根據(jù)最后一級變形量，校正前幾級壓力下的變形量。當試驗要求精度不高時，可采用快速壓縮法。,試驗七 壓縮試驗（杠桿式壓縮儀法）,二、儀器設(shè)備 1杠桿式固結(jié)儀：包括加壓及測壓裝置、壓縮容器和測微表（見圖8-1）； 2測含水率和密度所需的設(shè)備； 3其它：濾紙、鐘表等。,試驗七 壓縮試驗（杠桿式壓縮儀法）,三、操作步驟 1試樣的制備： 按工程要求取原狀土樣或制備所需狀態(tài)的擾動土樣，按測定土的密度的方法用環(huán)刀切取土樣，測定土的密度，并同時取土測定土的含水率和土粒密度。 2安裝環(huán)刀： 將裝有土樣的環(huán)刀外壁涂上凡士林油后，刃口向下套上護環(huán)，按圖8-2安裝容器；首先將底板放在容器內(nèi)，底板上順次放潔凈濕潤的透水石和濾紙各一；再借提環(huán)螺絲將護環(huán)（內(nèi)有環(huán)刀及試樣）放到容器內(nèi)，然后再在試樣頂上順次放入潔凈濕潤的濾紙和透水石，最后放入加壓導環(huán)和傳壓活塞。,試驗七 壓縮試驗（杠桿式壓縮儀法）,3設(shè)備檢查： 檢查加壓設(shè)備是否靈敏，調(diào)整平衡錘使杠桿水平，然后用下部支撐螺絲頂住。 4裝置容器： 將裝好試樣的壓縮容器放到臺固定位置，再將上部加壓框架放上，裝置測微表。 5施加預壓：為保證試樣與儀器上下部各部件之間接觸良好，應施加1KPa的預壓壓力，調(diào)整測微表讀數(shù)至零點。,試驗七 壓縮試驗,6加壓觀測： 加第一級壓力，其大小視土的軟硬程度分別采用0.0125、0.025和0.05MPa，同時記錄加壓時間；在試驗過程中，應始終保持加壓杠桿水平，加壓時將砝碼輕放在砝碼盤上。 如系飽和試樣，則在施加第一級壓力后，立即向容器中注水至滿；如系非飽和試樣，須以濕紗布圍住上下透水石四周，避免水分蒸發(fā)。 加壓后每隔1h讀測微表一次，以壓縮滿24h為標準或每小時變形量不大于0.01mm時即認為變形穩(wěn)定。測記讀數(shù)后，施加下一級壓力。依次逐級加壓，至試驗終止。,試驗七 壓縮試驗,壓力級增量不宜過大，視土的軟硬程度及工程情況而定，一般順序為0.025、0.05、0.1、0.2、0.3MPa，或按設(shè)計要求，模擬實際加壓情況適當調(diào)整，最后一級壓力應大于土層計算壓力的0.10.2MPa。 快速法：在每小時觀察測微表讀數(shù)后即加下一級荷重；但最后一級壓力，應觀察到壓縮穩(wěn)定時為止。 如需做卸荷膨脹試驗，可于最后一級壓力下變形穩(wěn)定標準后卸荷；每次卸去兩級壓力的荷重，直至卸完為止。每次卸荷后的膨脹變形穩(wěn)定標準與加荷同。并測記每級荷重及最后無荷時的膨脹穩(wěn)定變形量。,試驗七 壓縮試驗,7拆除儀器： 退去荷重后，拆去測微表，排除儀器中水分，按與安裝相反的順序拆除各部件，取出帶環(huán)刀的試樣。必要時，測定試樣的試驗后的含水率，將儀器擦凈、涂油放好。 8儀器變形校正： 考慮壓縮儀本身及濾紙變形影響，應做壓縮量的校正。校正方法按下述步驟進行：以試樣相同大小的金屬塊代替土樣放入容器中。然后與試驗土樣步驟一樣，分別在金屬塊上加同等的壓力，每隔十秒鐘加荷一次，測記各級壓力下測微表讀數(shù)；加至最大壓力，記下測微表讀數(shù)后，按與加荷相反的次序，每10min退荷一次，測記測微表讀數(shù)，至荷重完全卸除為止。 按壓縮試驗步驟拆除儀器，重新安裝，重復以上步驟再進行校正，取其平均值作為各級壓力下儀器的變形量，其平均值不得超過0.01mm。,試驗七 壓縮試驗,五、注意事項 1切削試樣，應十分耐心操作，盡量避免破壞土的結(jié)構(gòu)，不允許直接將環(huán)刀壓入土中。 2在削去環(huán)刀兩端余土時，不允許用刀來回涂抹土面，避免孔隙堵塞。 3不要振碰壓縮臺及振動周圍地面，加卸荷時均應輕放砝碼。,試驗八 直接剪切試驗,基本原理 直接剪切試驗是測定土的抗剪強度的一種常用方法。試驗的原理是根據(jù)庫倫定律，土的內(nèi)摩擦力與剪切面上的法向壓力成正比。將土樣制備成幾個土樣，分別在不同的法向壓力下，沿水平面施加剪力，測得其破壞時的剪應力，即為抗剪強度。然后，根據(jù)庫倫定律測定土的抗剪強度指標c、。,試驗八 直接剪切試驗,按土樣在法向壓力作用下壓縮及受剪時的排水情況不同，試驗方法可分為三種： （1）快剪（或稱不固結(jié)不排水剪）：即在試樣上施加垂直壓力后，立即加水平剪切力。在整個試驗中，不允許試樣的原始含水率有所改變（試樣兩端敷以隔水紙），即在試驗過程中孔隙水壓力保持不變（35min內(nèi)剪壞）。 （2）慢剪（或稱固水排水剪）：即在加垂直壓力后，允許試樣充分排水（兩端加濾水紙以幫助排水），在土樣完全固結(jié)后，再加水平剪力，每一次水平剪力的施加，均需經(jīng)過一段時間，待土樣因剪切引起的孔隙水壓力完全消失后，再續(xù)加下一次水平剪力，直至剪壞為止。 （3）固結(jié)快剪（或稱固結(jié)不排水剪）：在垂直壓力下土樣完全排水固結(jié)穩(wěn)定后，以很快速度施加水平剪力。在剪切過程中不允許排水（規(guī)定在35min內(nèi)剪環(huán)）。,試驗八 直接剪切試驗,由于上述三種實驗方法的受力條件不同，所得抗剪強度值也不同。因此，必須根據(jù)土所處的實際應力情況來選擇試驗方法。 直接剪切試驗不能嚴格控制排水條件，以土樣所受的總應力為計算標準，所得強度為總應力強度。施加某一垂直壓力后，逐漸施加水平剪應力，同時測得相應的剪切位移，直至土樣被剪壞為止。通常以剪應力的最大值（峰值）或穩(wěn)定值作為抗剪強度，如無明顯變化，以剪切位移等于4mm（土樣的直徑為64mm）的剪應力值作為土的抗剪強度。如有明顯變化，以峰值強度作為抗剪強度。,試驗八 直接剪切試驗,儀器設(shè)備 1直接剪切儀：應變式直接剪切儀（圖7-1）； 2環(huán)刀：內(nèi)徑61.8 mm，高度20 mm； 3位移量測設(shè)備：量程為10 mm，分度值為0.01 mm的百分表，或準確度為全量程0.2%的傳感器； 4、其它：天平、修土刀、凡士林、濾紙或隔水紙、秒表、直尺等。,試驗八 直接剪切試驗,三、操作步驟 切取土樣 按工程需要，用已知質(zhì)量、高度和面積的環(huán)刀，取相同試樣45個，并測其密