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土壤顆粒分析試驗方法(篩分法篩析法,密度計法,移液管法)
土的顆粒分析是測定土樣中各粒徑占該土總質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)的試驗方法,顆粒分析的目的是了解土的顆粒級配情況,供土的分類及概略判斷土的工程性質(zhì)之用,顆粒分析試驗應(yīng)根據(jù)土的顆粒大小,分別采用篩析法,密度計法,移液管法。
1)篩分法篩析法大于0.075mm的土;
2)密度計法和移液管法適用于粒徑小于0.075 mm 的土;
3)當(dāng)土中含有粒徑大于和小于0.075 mm的顆粒,各超過總質(zhì)量的10%時,應(yīng)聯(lián)合使用篩析法及密度計法或移液管法。
篩析法試驗部分:
1 篩析法顆粒分析試驗所用的主要儀器設(shè)備
1)分析篩:粗篩:孔徑為60;40;20;10;5;2mm
細(xì)篩:孔徑為2.0;1.0;0.5;0.25;0.075mm
2)天平:稱量5000g,分度值1g; 稱量1000g,分度值0.1g; 稱量200g,分度值0.01g
3)篩析機(jī):搖篩機(jī),振篩機(jī)
4)其他設(shè)備:烘箱,瓷盤,研缽(帶橡皮頭的杵,鋼絲刷)等。
5)純水:試驗用純水的純度應(yīng)符合電導(dǎo)率小于2us /cm或電阻率大于0.5MΩ.cm的要求。
2 取樣數(shù)量
3 試驗操作步驟
3.1 弱粘結(jié)性土質(zhì)的實驗過程
1)在實驗之前,要多土質(zhì)的大致情況做出分析,根據(jù)不同土顆粒的大小來區(qū)分土顆粒的類別,并使用四分法來對于所取的樣本進(jìn)行對角線式的規(guī)范化取樣,準(zhǔn)確的用天平量取圖樣的重量,將樣品中不同集配的土料選出來進(jìn)行風(fēng)干實驗。當(dāng)操作中,如稱取的式樣重量在500g以內(nèi),就需要將土樣重要的估算范圍控制在0.1g;如果稱取的式樣重量在500g以上,則需要將控制的范圍值在1g以內(nèi)即可。
2)在取試樣的過程中,使用直徑為2mm的過濾篩,將式樣通過篩選后,將篩過的土樣進(jìn)行稱重,同時還需將沒有通過篩子的土樣同樣進(jìn)行稱重。并對稱重結(jié)果進(jìn)行分析,如測得篩后式樣的總質(zhì)量少于之前質(zhì)量的十分之一,可以不做細(xì)篩實驗。如測得未過篩后式樣的總質(zhì)量少于之前質(zhì)量的十分之一,可以不做粗篩實驗。
3)將未通過2mm篩的式樣收集起來,將試樣倒入依次疊好的粗篩*上層篩中;篩下的試樣倒入依次疊好的細(xì)篩*上層篩中,進(jìn)行篩析。細(xì)篩宜置于篩析機(jī)上震篩,震篩時間為10-15min。
4)在規(guī)范中規(guī)定,通過篩子后得到的每一層篩后的土樣質(zhì)量和*終在地盤中去的的細(xì)土質(zhì)的總質(zhì)量之和篩后各級篩上和底盤內(nèi)試樣質(zhì)量的總和不得大于總式樣質(zhì)量的百分之一。
3.2 含有黏土粒的砂類土的試驗
1)將預(yù)先稱重好的式樣放置在準(zhǔn)備好的木板上,使用木棍將土塊進(jìn)行碾壓,形成有一定粘結(jié)性的式樣,然后在使用四分法來取得需要的土樣重量。根據(jù)上面的方式取得規(guī)定的土樣之后放置在盛有蒸餾水的容器當(dāng)中,進(jìn)行均勻的攪拌,目的是使得式樣中的土料在水中攪拌后能夠充分的分離開來,以便很方便的獲取粗顆粒和細(xì)顆粒。
2)將容器中的試樣懸液通過2mm篩,邊翻動邊沖洗邊過篩,直到篩上僅留大于2mm的試樣為止。取篩上的試樣風(fēng)干后稱量,準(zhǔn)確至0.1g,然后將試樣倒入依次疊好的分析篩中,進(jìn)行粗篩分析,按由上而下的順序?qū)⒏骱Y取下,于白瓷盤上用手拍叩搖晃,檢查各篩,直至篩凈為止,篩下的試樣應(yīng)收放入下**篩內(nèi),*后稱各級篩上及底盤內(nèi)試樣的質(zhì)量,應(yīng)準(zhǔn)確至0.1g。
3)取過2mm篩下的懸液,用帶橡皮頭的研杵研磨,使通過0.075mm的篩,篩上土粒反復(fù)加清水研磨過篩,直至懸液澄清為止,將篩上的試樣烘干稱量,準(zhǔn)確至0.1g。
4 試驗結(jié)果的計算及制圖
1)小于某粒徑的試樣質(zhì)量占試樣總質(zhì)量的百分?jǐn)?shù):
X=mA/mB.dx
X:小于某粒徑的試樣質(zhì)量占試樣總質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)。(%),計算至0.1%mA:小于某粒徑的試樣質(zhì)量(g)
mB:細(xì)篩(或密度計)分析時為所取試樣質(zhì)量;粗篩分析時為所取試樣總質(zhì)量(g).
dx:粒徑小于2mm或粒徑小于0.075mm的試樣質(zhì)量占試樣總質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)。(%)若土中無大于2mm(或無大于0.075mm)的顆粒時,計算細(xì)篩(或密度計)及粗篩分析dx=100%
2)顆粒大小分布曲線應(yīng)在單對數(shù)坐標(biāo)紙上繪制,以小于某粒徑的試樣質(zhì)量占試樣總質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)為縱坐標(biāo),顆粒粒徑為橫坐標(biāo)。
3)篩析法顆粒分析記錄
4)級配指標(biāo)
① 不均勻系數(shù):Cu=d60/d10
Cu:不均勻系數(shù),計算至0.01
d60:限制粒徑,即在分布曲線上小于該粒徑的試樣含量占總試樣質(zhì)量的60%的粒徑。
d10:有效粒徑,即在分布曲線上小于該粒徑的試樣含量占總試樣質(zhì)量的10%的粒徑。
② 曲率系數(shù):Cc=d230/(d10.d60)
Cc:曲率系數(shù),計算至0.01
d30:在分布曲線上,小于該粒徑的試樣含量占總試樣質(zhì)量的30%的粒徑.
5 討論
在實際工作中,水洗法篩分試驗使試驗數(shù)據(jù)更具有可比性,為工程設(shè)計,施工與驗收提供可靠的計算參數(shù)。
1)碎石類土上黏附的<0.075mm的黏土對試樣的定名,級配指標(biāo)影響不大,而對砂類土的定名,級配指標(biāo)影響較大。(附試驗分析記錄表格說明)
2)基巖風(fēng)化對強(qiáng)風(fēng)化成碎塊狀,可捻碎或是可擊碎的情況,影響試驗,使級配指標(biāo)無法反應(yīng)試樣真實狀態(tài),在報告中要進(jìn)行備注。
3)控制篩分損失不能超標(biāo),現(xiàn)實全部沒有損失是不能成立的。(水洗法能避免)
4)分析篩(尤其細(xì)篩)有堵塞,破損時要及時更換及清掃。
5)根據(jù)土的性質(zhì)和工程要求可適當(dāng)增減不同篩徑的分析篩。
參考文獻(xiàn):
[1] 土工試驗方法標(biāo)準(zhǔn)GB/T50123-1999.
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