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土工试验方法标准—试样制备和饱和
时间：2020-10-29来源：泰鼎恒业浏览次数：
3试样制备和饱和
3.1试样制备3.1.1本试验方法适用于颗粒粒径小于 60mm 的原状土和扰动土。
3.1.2 根据力学性质试验项目要求，原状土样同一组试样间密度的允许差值为0.03g/cm3;扰动样同一组试样的密度与要求的密度之差不得大于±0.01g/cm3，一组试样的含水率与要求的含水率之差不得大于±1%。
3.1.3 试样制备所需的主要仪器设备，应符合下列规定∶
1细筛∶孔径0.5mm、2mm。
2洗筛∶孔径0.075mm。
3 台秤和天平∶称量10kg，最小分度值5g;称量5000g，最小分度值1g;称量1000g，最小分度值0.5;称量500g，最小分度值0.1g;称量200g，最小分度值0.01g。
4环刀∶不锈钢材料制成，内径61.8mm和79.8mm，高20mm;内径61.8mm，高40mm。
5击样器∶如图3.1.3-1所示。
6压样器∶如图3.1.3-2所示。
7抽气设备：应附真空表和真空缸。
8其他∶包括切土刀、钢丝锯、碎土工具、烘箱、保湿缸、喷水设备等。
3.1.4 原状土试样制备，应按下列步骤进行∶
1 将土样筒按标明的上下方向放置，剥去蜡封和胶带，开启土样筒取出土样。检查土样结构，当确定土样已受扰动或取土质量不符合规定时，不应制备力学性质试验的试样。
图 3.1.3-1 击样器
1-定位环；2- 导杆；3- 击锤；4- 击样筒；
5-环刀；6- 底座；7- 试样
5-环刀；6- 底座；7- 试样
a 单向
1-活塞 ；2-导筒；3-护环 ；
4-环刀；5-拉杆；6-试样
1-活塞 ；2-导筒；3-护环 ；
4-环刀；5-拉杆；6-试样
b 双 向
1-上活塞 ；2-上导筒；3-环刀 ；
4-下导筒；5-下活塞；6-试样；7-销钉
2根据试验要求用环刀切取试样时，应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。
3从余土中取代表性试样测定含水率。比重、颗粒分析、界限含水率等项试验的取样，应按本标准第3.1.5条2款步骤的规定进行。
4 切削试样时，应对土样的层次、气味、颜色、夹杂物、裂缝和均匀性进行描述，对低塑性和高灵敏度的软土，制样时不得扰动。
3.1.5 扰动土试样的备样，应按下列步骤进行∶
1 将土样从土样筒或包装袋中取出，对土样的颜色、气味、夹杂物和土类及均匀程度进行描述，并将土样切成碎块，拌和均匀，取代表性土样测定含水率。
2 对均质和含有机质的土样，宜采用天然含水率状态下代表性土样，供颗粒分析、界限含水率试验。对非均质土应根据试验项目取足够数量的土样，置于通风处凉干至可碾散为止。对砂土和进行比重试验的土样宜在105～110℃温度下烘干，对有机质含量超过5%的、含石膏和硫酸盐的土，应在65～70℃温度下烘干。
3将风干或烘干的土样放在橡皮板上用木碾碾散，对不含砂和砾的土样，可用碎土器碾散（碎土器不得将土粒破碎）。
4对分散后的粗粒土和细粒土，应按本标准表B.0.1的要求过筛。对含细粒土的砾质土，应先用水浸泡并充分搅拌，使粗细颗粒分离后按不同试验项目的要求进行过筛。
3.1.6 扰动土试样的制样，应按下列步骤进行;
1 试样的数量视试验项目而定，应有备用试样1～2个。
2将碾散的风干土样通过孔径2mm或5mm的筛，取筛下足够试验用的土样，充分拌匀，测定风干含水率，装入保湿缸或塑料袋内备用。
3根据试验所需的土量与含水率，制备试样所需的加水量应按下式计算∶
（3.1.6-1）
式中 mw——制备试样所需要的加水量（g）；
m0——湿土（或风干土）质量（g）;
w0——湿土（或风干土）含水率（%）;
w1——制样要求的含水率（%）。
4称取过筛的风干土样平铺于搪瓷盘内，将水均匀喷洒于土样上，充分拌匀后装入盛土容器内盖紧，润湿一昼夜，砂土的润湿时间可酌减。
5测定润湿土样不同位置处的含水率，不应少于两点，含水率差值应符合本标准第3.1.2条的规定。
6根据环刀容积及所需的干密度，制样所需的湿土量应按下式计算∶
(3.1.6-2)
式中ρd——试释的干密度（g/cm³）;
V——试样体积（环刀容积）（g/cm³）。
7扰动土制样可采用击样法和压样法。
1〕击样法∶将根据环刀容积和要求干密度所需质量的湿土倒入装有环刀的击样器内，击实到所需密度。
2）压样法∶将根据环刀容积和要求干密度所需质量的湿土倒入装有环刀的压样器内，以静压力通过活塞将土样压紧到所需密度。
8 取出带有试样的环刀，称环刀和试样总质量，对不需要饱和，且不立即进行试验的试样，应存放在保湿器内备用。
3.2 试样饱和
3.2.1 试样饱和宜根据土样的透水性能，分别采用下列方法∶
1 粗粒土采用浸水饱和法。
2渗透系数大于10-4cm/s的细粒土，采用毛细管饱和法;渗透系数小于、等于10-4cm/s的细粒土，采用抽气饱和法。
3.2.2 毛细管饱和法，应按下列步骤进行;
1 选用框式饱和器（图3.2.4-1b），试样上、下面放滤纸和透水板，装入饱和器内，并旋紧螺母。
2将装好的饱和器放入水箱内，注入清水，水面不宜将试样淹没，关箱盖，浸水时间不得少于两昼夜，使试样充分饱和。
3取出饱和器，松开螺母，取出环刀，擦干外壁，称环刀和试样的总质量，并计算试样的饱和度。当饱和度低于95%时，应继续饱和。
3.2.3 试样的饱和度应按下式计算∶
式中Sr——样的饱和度（%）；
wsr——试样饱和后的含水率（%）;
ρsr——试样饱和后的密度（g/cm3）;
Gs——土粒比重;
e——试样的孔隙比。
3.2.4 抽气饱和法，应按下列步骤进行∶
1 选用叠式或框式饱和器（图3.2.4-1）和真空饱和装置（图3.2.4-2）。在叠式饱和器下夹板的正中，依次放置透水板、滤纸、带试样的环刀、滤纸、透水板，如此顺序重复，由下向上重叠到拉杆高度，将饱和器上夹板盖好后，拧紧拉杆上端的螺母，将各个环刀在上、下夹板间夹紧。
2 将装有试样的饱和器放入真空缸内，真空缸和盖之间涂一薄层凡士林，盖紧。将真空缸与抽气机接通，启动抽气机，当真空压力表读数接近当地一个大气压力值时（抽气时间不少于1h），微开管夹，使清水徐徐注入真空缸，在注水过程中，真空压力表读数宜保持不变。
4 切削试样时，应对土样的层次、气味、颜色、夹杂物、裂缝和均匀性进行描述，对低塑性和高灵敏度的软土，制样时不得扰动。
3.1.5 扰动土试样的备样，应按下列步骤进行∶
1 将土样从土样筒或包装袋中取出，对土样的颜色、气味、夹杂物和土类及均匀程度进行描述，并将土样切成碎块，拌和均匀，取代表性土样测定含水率。
2 对均质和含有机质的土样，宜采用天然含水率状态下代表性土样，供颗粒分析、界限含水率试验。对非均质土应根据试验项目取足够数量的土样，置于通风处凉干至可碾散为止。对砂土和进行比重试验的土样宜在105～110℃温度下烘干，对有机质含量超过5%的、含石膏和硫酸盐的土，应在65～70℃温度下烘干。
3将风干或烘干的土样放在橡皮板上用木碾碾散，对不含砂和砾的土样，可用碎土器碾散（碎土器不得将土粒破碎）。
4对分散后的粗粒土和细粒土，应按本标准表B.0.1的要求过筛。对含细粒土的砾质土，应先用水浸泡并充分搅拌，使粗细颗粒分离后按不同试验项目的要求进行过筛。
3.1.6 扰动土试样的制样，应按下列步骤进行;
1 试样的数量视试验项目而定，应有备用试样1～2个。
2将碾散的风干土样通过孔径2mm或5mm的筛，取筛下足够试验用的土样，充分拌匀，测定风干含水率，装入保湿缸或塑料袋内备用。
3根据试验所需的土量与含水率，制备试样所需的加水量应按下式计算∶
（3.1.6-1）式中 mw——制备试样所需要的加水量（g）；
m0——湿土（或风干土）质量（g）;
w0——湿土（或风干土）含水率（%）;
w1——制样要求的含水率（%）。
4称取过筛的风干土样平铺于搪瓷盘内，将水均匀喷洒于土样上，充分拌匀后装入盛土容器内盖紧，润湿一昼夜，砂土的润湿时间可酌减。
5测定润湿土样不同位置处的含水率，不应少于两点，含水率差值应符合本标准第3.1.2条的规定。
6根据环刀容积及所需的干密度，制样所需的湿土量应按下式计算∶
(3.1.6-2)式中ρd——试释的干密度（g/cm³）;
V——试样体积（环刀容积）（g/cm³）。
7扰动土制样可采用击样法和压样法。
1〕击样法∶将根据环刀容积和要求干密度所需质量的湿土倒入装有环刀的击样器内，击实到所需密度。
2）压样法∶将根据环刀容积和要求干密度所需质量的湿土倒入装有环刀的压样器内，以静压力通过活塞将土样压紧到所需密度。
8 取出带有试样的环刀，称环刀和试样总质量，对不需要饱和，且不立即进行试验的试样，应存放在保湿器内备用。
3.2 试样饱和
3.2.1 试样饱和宜根据土样的透水性能，分别采用下列方法∶
1 粗粒土采用浸水饱和法。
2渗透系数大于10-4cm/s的细粒土，采用毛细管饱和法;渗透系数小于、等于10-4cm/s的细粒土，采用抽气饱和法。
3.2.2 毛细管饱和法，应按下列步骤进行;
1 选用框式饱和器（图3.2.4-1b），试样上、下面放滤纸和透水板，装入饱和器内，并旋紧螺母。
2将装好的饱和器放入水箱内，注入清水，水面不宜将试样淹没，关箱盖，浸水时间不得少于两昼夜，使试样充分饱和。
3取出饱和器，松开螺母，取出环刀，擦干外壁，称环刀和试样的总质量，并计算试样的饱和度。当饱和度低于95%时，应继续饱和。
3.2.3 试样的饱和度应按下式计算∶
式中Sr——样的饱和度（%）；
wsr——试样饱和后的含水率（%）;
ρsr——试样饱和后的密度（g/cm3）;
Gs——土粒比重;
e——试样的孔隙比。
3.2.4 抽气饱和法，应按下列步骤进行∶
1 选用叠式或框式饱和器（图3.2.4-1）和真空饱和装置（图3.2.4-2）。在叠式饱和器下夹板的正中，依次放置透水板、滤纸、带试样的环刀、滤纸、透水板，如此顺序重复，由下向上重叠到拉杆高度，将饱和器上夹板盖好后，拧紧拉杆上端的螺母，将各个环刀在上、下夹板间夹紧。
2 将装有试样的饱和器放入真空缸内，真空缸和盖之间涂一薄层凡士林，盖紧。将真空缸与抽气机接通，启动抽气机，当真空压力表读数接近当地一个大气压力值时（抽气时间不少于1h），微开管夹，使清水徐徐注入真空缸，在注水过程中，真空压力表读数宜保持不变。
（a）叠式
（b）框式
图 3.2.4-1 饱和器
1-夹板；2- 透水板 ；3-环刀 ；4- 拉杆
图 3.2.4-2真空饱和装置
1—饱和器 ；2— 真空缸；3—橡皮塞；4—二通阀；
5-排气管； 6一管夹；7—引水管；8—盛水器；9—接抽气机
1—饱和器 ；2— 真空缸；3—橡皮塞；4—二通阀；
5-排气管； 6一管夹；7—引水管；8—盛水器；9—接抽气机
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