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土工试验方法标准—颗粒分析试验
时间：2020-11-02来源：泰鼎恒业浏览次数：
7 颗粒分析试验
7.1筛析法7.1.1 本试验方法适用于粒径小于、等于60mm，大于0.075mm的土。
7.1.2本试验所用的仪器设备应符合下列规定∶
1分析筛∶
1）粗筛，孔径为60、40、20、10、5、2mm。
2）细筛，孔径为2.0、1.0、0.5、0.25、0.075mm。
2 天平∶称量5000g，最小分度值1g;称量1000g，最小分度值0.1g;称量200g，最小分度值0.01g。
3振筛机，筛析过程中应能上下震动。
4 其他：烘箱、研钵、瓷盘、毛刷等。
7.1.3 筛析法的取样数量，应符合表7.1.3的规定∶
表7.1.3取样数量
7.1.4 筛析法试验，应按下列步骤进行;
1 按本标准表7.1.3的规定称取试样质量，应准确至0.1g，试样数量超过500g时，应准确至1g。
2将试样过2mm筛，称筛上和筛下的试样质量。当筛下的试样质量小于试样总质量的10%时，不作细筛分析;筛上的试样质量小于试样总质量的10%时，不作粗筛分析。
3取筛上的试样倒入依次叠好的粗筛中，筛下的试样倒入依次叠好的细筛中，进行筛析。细筛宜置于振筛机上震筛，振筛时间宜为10～15min。再按由上而下的顺序将各筛取下，称各级筛上及底盘内试样的质量，应准确至0.1g
4 筛后各级筛上和筛底上试样质量的总和与筛前试样总质量的差值，不得大于试样总质量的1%。
注∶根据土的性质和工程要求可适当增减不同筛径的分析筛。
7.1.5 含有细粒土颗粒的砂土的筛析法试验，应按下列步骤进行∶
1 按本标准表7.1.3的规定称取代表性试样，置于盛水容器中充分搅拌，使试样的粗细颗粒完全分离。
2 将容器中的试样悬液通过2mm筛，取筛上的试样烘至恒量，称烘干试样质量，应准确到0.1g，并按本标准第7.1.4条3、4 款的步骤进行粗筛分析，取筛下的试样悬液，用带橡皮头的研杆研磨，再过0.075mm筛，并将筛上试样烘至恒量，称烘干试样质量，应准确至0.1g，然后按本标准第7.1.4条3、4款的步骤进行细筛分析。
3 当粒径小于0.075mm的试样质量大于试样总质量的10%时，应按本标准密度计法或移液管法测定小于0.075mm的颗粒组成。
7.1.5 小于某粒径的试样质量占试样总质量的百分比，应按下式计算∶
（7.1.6）式中X——小于某粒径的试样质量占试样总质量的百分比（%）;
mA——小于某粒径的试样质量（g）;
mB——细筛分析时为所取的试样质量；粗筛分析时为试样总质量（g）;
dx——粒径小于2mm的试样质量占试样总质量的百分比(%)。
7.1.7 以小于某粒径的试样质量占试样总质量的百分比为纵坐标，颗粒粒径为横坐标，在单对数坐标上绘制颗粒大小分布曲线，见图7.1.7。
7.1.8 必要时计算级配指标不均匀系数和曲率系数。
1 不均匀系数按下式计算∶
Cu=d60/d10 (7.1.8-1)
式中Cu——不均系数;
d60——限制粒径，颗粒大小分布曲线上的某粒径，小于该粒径的土含量占总质量的60%;
d10——有效粒径，颗粒大小分布曲线上的某粒径，小于该粒径的土含量占总质量的10%。
2曲率系数按下式计算∶
(7.1.8-2)式中 Cc——曲率系数;
d30——颗粒大小分布曲线上的某粒径，小于该粒径的土含量占总质量的30%。
7.1. 筛析法试验的记录格式见附录D表D—9。
|
卵石或 碎石 |
粗 | 中 | 细 | 粗 | 中 | 细 | 粉粒 | 钻粒 |
| 砾 | 砂粒 | |||||||
|
试 样 编 号 |
粗粒土（＞0.075mm） |
土的分类 |
粗粒土 （＜0.075mm） |
|||||
| >60 (%) | 砾(%) | 砂 （%） | Cu=d60/d10 |
 |
0.075~0.005. . |
＜0.005 | ||
图7.1.7 颗粒大小分布曲线
7.2 密 度 计 法
7.2.1 本试验方法适用于粒径小于0.075mm的试样。
7.2.2 本试验所用的主要仪器设备，应符合下列规定∶
1密度计∶
1）甲种密度计，刻度-5°～50°，最小分度值为0.5°。
2）乙种密度计（20℃/20℃），刻度为0.995～1.020，最小分度值为0.0002。
2 量筒∶内径约60mm，容积1000mL，高约420mm，刻度0～1000mL，准确至10mL。
3洗筛∶孔径0.075mm。
4洗筛漏斗∶上口直径大于洗筛直径，下口直径略小于量筒内径。
5 天平∶称量1000g，最小分度值0.1g；称量200g，最小分度值0.01g.
6搅拌器∶轮径50mm，孔径3mm，杆长约450mm，带螺旋叶。
7 煮沸设备：附冷凝管装置。
8 温度计：刻度0～50℃，最小分度值0.5℃。
9其他∶秒表，锥形瓶（容积500mL）、研钵、木杵、电导率仪等。
7.2.3 本试验所用试剂，应符合下列规定∶
1 4%六偏磷酸钠溶液：溶解4g六偏磷酸钠(NaPO3)6于100mL水中。
2 5%酸性硝酸银溶液∶溶解5g硝酸银（AgNO3）于100mL的10%硝酸（HNO3）溶液中。
3 5%酸性氯化钡溶液∶溶解5g氯化钡（BaCl2）于100mL的10%盐酸（HCl）溶液中。
7.2.4密度计法试验，应按下列步骤进行∶
1试验的试样，宜采用风干试样。当试样中易溶盐含量大于0.5%时，应洗盐。易溶盐含量的检验方法可用电导法或目测法。
1）电导法∶按电导率仪使用说明书操作测定 T℃时，试样溶液（土水比为1：5）的电导率，并按下式计算20℃时的电导率∶
(7.2.4-1)式中K20——20℃时悬液的电导率（μS/cm）;
KT——T℃时悬液的电导率（/em）;
T——测定时悬液的温度（℃）。
当K大于1000μS/cm时洗盐。
注∶若大于2000μS/cm应按本标准第31.2节各步骤测定易溶盐含量。
2）目测法：取风干试样3g于烧杯中，加适量纯水调成糊状研散，再加纯水25mL，煮沸10min，冷却后移入试管中，放置过夜，观察试管，出现凝聚现象应洗盐。易溶盐含量测定按本标进第31.2节各步骤进行。
3）洗盐方法：按式（7.2.4-3）计算，称取干土质量为30g的风干试样质量，准确至0.01g，倒入500mL的锥形瓶中，加纯水20mL，搅拌后用滤纸过滤或抽气过滤，并用纯水洗滤到滤液的电导率K20小于1000μS/cm（或对5%酸性硝酸银溶液和5%酸性氯化钡溶液无白色沉淀反应）为止，滤纸上的试样按第4款步骤进行操作。
2 称取具有代表性风干试样200～300g，过2mm筛，求出筛上试样占试样总质量的百分比。取筛下土测定试样风干含水率。
3试样干质量为30g的风干试样质量按下式计算∶
当易溶盐含量小于1%时，
m0=30（1+0.01w0） (7.2.4-2)
当易溶盐含量大于、等于1%时，
(7.2.43)式中 W——易溶盐含量（%）。
4 将风干试样或洗盐后在滤纸上的试样，倒入500mL锥形瓶，注入纯水200mL，浸泡过夜，然后置于煮沸设备上煮沸，煮沸时间宜为40min。
5 将冷却后的悬液移入烧杯中，静置1min，通过洗筛漏斗将上部悬液过0.075mm筛，遗留杯底沉淀物用带橡皮头研杵研散，再加适量水搅拌，静置lmin，再将上部悬液过0.075mm筛，如此重复倾洗（每次倾洗，最后所得悬液不得超过1000mL）直至杯底砂粒洗净，将筛上和杯中砂粒合并洗入蒸发皿中，倾去清水，烘干，称量并按本标准第7.1.4条3、4款的步骤进行细筛分析，并计算各级颗粒占试样总质量的百分比。
B 将过筛悬液倒入量筒加入4%六偏磷酸钠10mL，再注入纯水至1000mL。
注∶对加入六偏磷酸钠后仍产生凝聚的试样应选用其他分散剂。
7将搅拌器放入量筒中，沿悬液深度上下搅拌lmin，取出搅拌器，立即开动秒表，将密度计放入悬液中，测记0.5、1、2、5、15、30、60、120和1440min时的密度计读数。每次读数均应在预定时间前10～20s，将密度计放入悬液中。且接近读数的深度，保持密度计浮泡处在量筒中心，不得贴近量筒内壁。
8密度计读数均以弯液面上缘为准。甲种密度计应准确至0.5，乙种密度计应准确至0.0002。每次读数后，应取出密度计放入盛有纯水的量筒中，并应测定相应的悬液温度，准确至0.5℃，放入或取出密度计时，应小心轻放，不得扰动悬液。
7.2.5 小于某粒径的试样质量占试样总质量的百分比应按下式计算∶
1 甲种密度计∶
(7.2.5-1)式中 X——小于某粒径的试样质量百分比（%）;
md——试样干质量（g）;
CG——土粒比重校正值，查表7.2.5-1;
mT——悬液温度校正值，查表7.2.5-2;
n——弯月面校正值;
CD——分散剂校正值;
R——甲种密度计读数。
2 乙种密度计∶
(7.2.5-2)式中
——土粒比重校退值，查表7.2.5-1;
——悬液温度校正值，查表7.2.5-2;n′——弯月面校正值;
——分散剂校正值;R′——乙种密度计读数;
Vx——悬液体积（=1000mL）;
ρw20——20℃时纯水的密度（=0.998232g/m3）。
表7.2.5-1 土粒比重校正表
  |
表7.2.5-2 温度校正值表
| 悬液温度℃ | 甲种密度计温度校正值mT |
乙种密度计温度校正值 |
悬液 温度℃ |
甲种密度计温度校正值mT |
乙种密度计温度校正值 |
|
10.0 10.5 11.0 11.5 12.0 12.5 13.0 13.5 14.0 14.5 15.0 15.5 16.0 16.5 17.0 17.5 18.0 18.5 19.0 19.5 20.0 |
-2.0 -1.9 -1.9 -1.8 -1.8 -1.7 -1.6 -1.5 -1.4 -1.3 -1.2 -1.1 -1.0 -0.9 -0.8 -0.7 -0.5 -0.4 -0.3 -0.1 0.0 |
-0.0012 -0.0012 -0.0012 -0.0011 -0.0011 -0.0010 -0.0010 -0.0009 -0.0009 -0.0008 -0.0008 -0.0007 -0.0006 -0.0006 -0.0005 -0.0004 -0.0003 -0.0003 -0.0002 -0.0001 0.0000 |
20.5 21.0 21.5 22.0 22.5 23.0 23.5 24.0 24.5 25.0 25.5 26.0 26.5 27.0 27.5 28.0 28.5 29.0 29.5 30.0 |
+0.1 +0.3 +0.5 +0.6 +0.8 +0.9 +1.1 +1.3 +1.5 +1.7 +1.9 +2.1 +2.2 +2.5 +2.6 +2.9 +3.1 +3.3 +3.5 +3.7 |
+0.0001 +0.0002 +0.0003 +0.0004 +0.0005 +0.0006 +0.0007 +0.0008 +.0009 +0.0010 +0.0011 +0.0013 +0.0014 +0.0015 +0.0016 +0.0018 +0.0019 +0.0021 +0.0022 +0.0023 |
7.2.6 试样颗粒粒径应按下式计算∶
(7.2.6)式中d——试样颗粒粒径（mm））;
η——水的动力粘滞系数（kPa·s×10-5），查表13.1.3;
GWT——T℃时水的比重;
ρWT——4℃时纯水的密度（g/cm3）;
L——某一时间内的土粒沉降距离（cm）;
t——沉降时间（s）；
g——重力加速度（cm/s2）。
7.2.7颗粒大小分布曲线，应按本标准第7.1.7条的步骤绘制，当密度计法和筛析法联合分析时，应将试样总质量折算后绘制颗粒分布曲线;并应将两段曲线连成一条平滑的曲线见本标准图7.1.7。
7.2.8 密度计法试验的记录格式见附录D表D-10。
7.3 移液管法
7.3.1 本试验方法适用于粒径小于0.075mm的试样。
7.3.2 本试验所用的主要仪器设备应符合下列要求∶
1 移液管（图7.3.2）：容积25mL;
2烧杯∶容积50mL;
3天平∶称量200g，最小分度值0.001g。
4 其他与密度计法相同。
7.3.3移液管法试验，应按下列步骤进行∶
1 取代表性试样，粘土10～15g;砂土20g，准确至0.001g，并按本标准第7.2.4条1～5款的步骤制备悬液。
2将装置悬液的量筒置于恒温水槽中，测记悬液温度，准确至0.5℃，试验过程中悬液温度变化范围为±0.5℃。并按本标准式（7.2.6）计算粒径小于0.05、0.01、0.005、0.002mm和其他所需粒径下沉一定深度所需的静置时间（或查表7.3.3）。
3 用搅拌器沿悬液深度上、下搅拌 1min，取出搅拌器，开动秒表，将移液管的二通阀置于关闭位置、三通阀置于移液管和吸球相通的位置，根据各粒径所需的静置时间，提前10s将移液管放入悬液中，浸入深度为10cm，用吸球吸取悬液。吸取量应不少于25mL。
4 旋转三通阀，使吸球与放液口相通，将多余的悬液从放液口流出，收集后倒入原悬液中。
5将移液管下口放入烧杯内，旋三通阀，使吸球与移液管相通，用吸球将悬液挤入烧杯中，从下口倒入少量纯水，旋转二通阀，使上下口连通，水则通过移液管将悬液洗入烧杯中。
6将烧杯内的悬液蒸干，在105～110℃温度下烘至恒量，称烧杯内试样质量，准确至0.001g。
7.3.4 小于某粒径的试样质量占试样总质量的百分比，应按下式计算∶
(7.3.4)式中 Vx——悬液总体积（1000mL）;
——吸取悬液的体积（=25mL）;mx——吸取25mL悬液中的试样干质量（g）。
7.3.5颗粒大小分布曲线应按本标准第7.1.7条绘制。当移液管法和筛析法联合分析时，应将试样总质量折算后绘制颗粒大小分布曲线，并将两段曲线连成一条平滑的曲线见本标准图7.1.7。
7.3.6 移液管法试验的记录格式见附录D表D-11。
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