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1、颗粒分析试验一、试验范围掌握土颗分和相对密度实验操作方法,实验数据分析与整理,利用试验数据判断土的组成,级配性质。技术标准土工试验规程土工试验方法标准二、试验原理:(一)、筛析法颗粒分析试验原理:对应于粒径大于0.075mm的粗粒土,一般用筛析法分析土颗粒大小。筛析法是采用不同孔径的分析筛,由上至下孔径口大到小叠在一起。通过筛析后,得到不同孔径筛上土质量,进而计算出粒组含量和累积含量。(二)、比重计法颗粒分析试验原理:对应于粒径小于0.075mm的细粒土,采用比重计法。小球体在水屮下沉时满足:①小球
2、体在水中沉降的速度是恒定的;②小球体沉降速率与球体直径d的平方成正比。比重计法正是利用这一原理来进行颗粒分析的。密度计是测定液体密度的仪器。它的主体是个玻璃浮泡,浮泡卜-端有固定的重物,使密度计能直立地浮于液体中;浮泡上为细长的刻度杆,其上冇刻度数和读数。目前,使用的有甲种密度计和乙各密度计两种型号,木试验采用甲种密度计。甲种密度计刻度杆上的刻度单位表示20°C时451000cm3悬液内所含土粒的质量。由于受实验室多种因素的影响,若悬液温度不是20°C时悬液的密度(或土粒质量),必须将初读数经温度校
3、正;此外,还需进行弯液面校正、刻度校正、分散剂校止。本试验采用斯托可斯公式来求土粒在静水中沉降速度;密度计法是通过测定土粒直沉降速度后求相应的土粒直径,如下式所示:dJ1800x104•“丄。各符号见操作步骤屮说明。Y(G$-G“7)屜r已知密度的均匀悬液在静置过程屮,由于不同粒径土粒的下沉速度不同,粗、细颗粒发生分异现象。随粗颗粒不断沉至容器底部,悬液密度逐渐减小。密度计在悬液中之沉浮决定于悬液之密度变化。密度大时浮得高,读数大;密度小吋浮得低,读数小。若悬液静置一定时间t后,将密度计放入盛有悬液
4、的量筒中,可根拯密度计刻度杆与液面指示的读数测得某深度Ht(称有效深度)处的密度,并可按式上述公式求出下沉至Ht处的最大粒径d;同时,通过计算即可求出旦处单位体积悬液中直径小于d的土粒含量,以及这种土粒在全部土样中所占的百分含量。由于悬液在静置过程中密度逐渐减小,相隔一段时间测定一次读数,就可以求出不同粒径在土屮之相对含量。(三)、相对密实度试验原理:土的相对密度试验是进行土的最大于密度和最小干密度试验。最小干密度Pdmin(对应最大孔隙比怖^)为土样处于最松弛状态时的干密度(或孔隙比)。试验时,将
5、烘干试样轻轻地倒入一定容积V的容器中,装满后称出试验质量ms即可得到几罰二叫N,再计算出emaxo最大干密度Pdmax(对应最大孔隙比emin)为土样处于最密实状态时的干密度(或孔隙比)。试验时,将烘干试样倒入容器屮,在竖向用击锤锤击,侧向水平震动,使试样达到不变的体积V时,称出试样质量加:,即可得到最大干密度Pw工叫N,然后计算出怖in。三、试验方法:土的最小干密度试验宜采用漏斗法和量筒法,土的最大干密度试验采用振动锤击法。四、仪器设备:(一)、筛析法仪器设备:1.分析筛:1)粗筛,孔径为60、4
6、0、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lg;称量1000g,最小分度值0.lg;称量200g,最小分度值0.Olgo3•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。(二)、比重计法仪器设备:1.密度计:甲种密度计,刻度一5°C〜50°C,最小分度值为0.5°C。2•量筒:内径约60mm,容积1000mL,高约420mm,刻度0〜1000mL,准确至10mLo3.洗筛:孔径0.075mm
7、。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.lg;称量200g,最小分度值0.Olgo6.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°C,最小分度值0.5°Co9.其他:秒表,锥形瓶(容积500mL)、研钵、木杵、电导率仪等。五、试验步骤:(一)、筛析法试验步骤:1按表2.1的规定称取试样质量,应准确至0.lg,试样数量超过500g时,应准确至lgo表2・1取样数量颗粒尺
8、寸(mm)<2<10<20<40<60取样数量(g)100〜300300〜10001000〜20002000〜40004000以上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10〜15mino再按曲上而下的顺序将各筛取下,称各级筛上及底盘内试样的质