水利工程甲级资质所需要掌握的技能之液限、塑限试验（界限含水率试验）

界限含水率试验

9.1.1土的粒径应小于0.5mm以及有机质含量不大于干土质量的5%。
9.1.2本试验中含水率的测定应按本标准第5.2节的烘干法执行。

9.2.1本试验所用的仪器设备应符合下列规定:
1液塑限联合测定仪(图9.2.1)应包括带标尺的圆锥仪、电磁铁、显示屏、控制开关和试样杯。圆锥仪质量为76g,锥角为30°;读数显示宜采用光电式、游标式和百分表式

2试样杯:直径40mm~50mm;高30mm~40mm
3天平:称量200g,分度值0.01g
4筛:孔径0.5mm;
5其他:烘箱、干燥缸、铝盒、调土刀、凡士林
9.2.2液塑限联合测定法试验应按下列步骤进行:
1液塑限联合试验宜采用天然含水率的土样制备试样,也可用风干土制备试样。
2当采用天然含水率的土样时,应剔除粒径大于0.5mm的颗粒,再分别按接近液限、塑限和二者的中间状态制备不同稠度的土膏,静置湿润。静置时间可视原含水率的大小而定。
3当采用风干土样时,取过0.5mm筛的代表性土样约200g,分成3份,分别放入3个盛土皿中,加入不同数量的纯水,使其分别达到本标准第9.2.2条第2款中所述的含水率,调成均匀土膏,放入密封的保湿缸中,静置24h。
4将制备好的土膏用调土刀充分调拌均匀,密实地填入试样杯中,应使空气逸出。高出试样杯的余土用刮土刀刮平,将试样杯放在仪器底座上。
5取圆锥仪,在锥体上涂以薄层润滑油脂,接通电源,使电磁铁吸稳圆锥仪。当使用游标式或百分表式时,提起锥杆,用旋钮固定。

6调节屏幕准线,使初读数为零。调节升降座,使圆锥仪锥角接触试样面,指标灯亮时圆锥在自重下沉入试样内,当使用游标式或百分表式时用手扭动旋扭,松开锥杆,经5s后测读圆锥下沉深度。然后取出试样杯,挖去锥尖人土处的润滑油脂,取锥体附近的试样不得少于10g,放入称量盒内,称量,准确至0.01g,测定含水率。
7应按本标准第9.2.2条第4款~第6款的规定,测试其余2个试样的圆锥下沉深度和含水率。
9.2.3以含水率为横坐标,圆锥下沉深度为纵坐标,在双对数坐标纸上绘制关系曲线。三点连一直线(图9.2.3中的A线)。当三点不在一直线上,通过高含水率的一点与其余两点连成两条直线,在圆锥下沉深度为2mm处查得相应的含水率,当两个含水率的差值小于2%时,应以该两点含水率的平均值与高含水率的点连成一线(图9.2.3中的B线)。当两个含水率的差值不小于2%时,应补做试验

9.2.4通过圆锥下沉深度与含水率关系图,查得下沉深度为17mm所对应的含水率为液限,下沉深度为10mm所对应的含水率为10mm液限;查得下沉深度为2mm所对应的含水率为塑限,以百分数表示,准确至0.1%。
9.2.5塑性指数和液性指数应按下列公式计算:

9.2.6本试验的记录格式应符合本标准附录D表D.12的规定。

9.3.1本试验所用的仪器设备应符合下列规定:
1碟式液限仪(图9.3.1):由土碟和支架组成专用仪器,并有专用划刀。其技术条件应符合现行国家标准《土工试验仪器液限仪第1部分:碟式液限仪GB/T21997.1的规定;

2天平:称量200g,分度值0.01g;
3筛:孔径为0.5mm;
4其他烘箱、干燥缸、铝盒、调土刀
9.3.2碟式仪液限法试验应按下列步骤进行:
1取过0.5mm筛的土样(天然含水率的土样或风干土样均可)约100,放在调土皿中,按需要加纯水,用调土刀反复拌匀。

2取一部分试样,平铺于土碟的前半部。铺土时应防止试样中混入气泡。用调土刀将试样面修平,使最厚处为10mm,多余试样放回调土皿中。以蜗形轮为中心,用划刀自后至前沿土碟中央将试样划成槽缝清晰的两半(图9.3.2-1)。为避免槽缝边扯裂或试样在土碟中滑动,允许从前至后,再从后至前多划几次,将槽逐步加深,以代替一次划槽,最后一次从后至前的划槽能明显的接触碟底,但应尽量减少划槽的次数

3以每秒2转的速率转动摇柄,使土碟反复起落,坠击于底座上,数记击数,直至试样两边在槽底的合拢长度为13mm为止(图9.3.2-2),记录击数,并在槽的两边采取试样10g左右,测定其含水率。

4将土碟中的剩余试样移至调土皿中,再加水彻底拌和均匀,应按本标准第9.3.2条第2款第3款的规定至少再做两次试验。这两次土的稠度应使合拢长度为13mm时所需击数为15次~35次,其中25次以上及以下各1次。然后测定各击次下试样的相应含水率

9.3.3各击次下合拢时试样的相应含水率应按下式计算:

9.3.4根据试验结果,以含水率为纵坐标,击次为横坐标,在单对数坐标上绘制击次与含水率关系曲线,查得曲线上击数25次所对应的含水率,即为该试样的液限。
9.3.5本试验的记录格式应符合本标准附录D表D.13的规定。

9.4.1本试验所用的仪器设备应符合下列规定:
1毛玻璃板:尺寸宜为200mm×300mm;
2卡尺:分度值0.02mm;
3天平:称量200g,分度值0.01g;
4筛:孔径0.5mm;
5其他:烘箱、干燥缸、铝盒
9.4.2搓滚塑限法试验应按下列步骤进行:
1取过0.5mm筛的代表性试样约100g,加纯水拌和,浸润静置过夜。
2将试样在手中捏揉至不黏手,捏扁,当出现裂缝时,表示含水率已接近塑限。
3取接近塑限的试样一小块,先手用捏成橄榄形,然后再用手掌在毛玻璃板上轻轻搓滚。搓滚时手掌均匀施加压力于土条上,不得使土条在毛玻璃板上无力滚动,土条不得有空心现象,土条长度不宜大于手掌宽度。
4当土条搓成3mm时,产生裂缝,并开始断裂,表示试样达到塑限。当不产生裂缝及断裂时,表示这时试样的含水率高于塑限;当土条直径大于3mm时即断裂,表示试样含水率小于塑限,应弃去,重新取土试验。当土条在任何含水率下始终搓不到3mm即开始断裂,则该土无塑性。
5取直径符合3mm断裂土条3g~5g,放入称量盒内,盖紧盒盖,测定含水率。此含水率即为塑限。
9.4.3塑限应按下式计算,计算至0.1%:

9.4.4本试验应进行两次平行测定,两次测定的最大允许差值应符合本标准第5.2.4条的规定。
9.4.5本试验的记录格式应符合本标准附录D表D.14的规定。

9.5.1本试验所用的仪器设备应符合下列规定:
1收缩皿(或环刀):金属制成,直径4.5cm~5.0cm,高2.0cm ~ 3.0cm;
2天平:称量500g,分度值0.01g;
3筛:孔径0.5mm;
4蜡,烧杯,细线,针
5其他:烘箱、干燥缸、铝盒、调土刀。
9.5.2缩限试验应按下列步骤进行:
1取代表性的土样,用纯水制备成约为液限的试样;
2在收缩皿内抹一薄层凡士林,将试样分层装入收缩皿中,每次装入后将皿在试验台上拍击,直至驱尽气泡为止;
3收缩皿装满试样后,用直尺刮去多余试样,擦净收缩皿外部,立即称收缩皿加湿土总质量;
4将盛装试样的收缩皿放在室内逐渐晾干,至试样的颜色变淡时,放入烘箱中烘至恒量;
5称皿和干土总质量,应准确至0.01g;
6应按本标准第6.3节的规定测定干土体积。
9.5.3缩限应按下式计算,计算至0.1%:

9.5.4本试验应进行两次平行测定,两次测定的最大允许差值应符合本标准第5.2.4条的规定。
9.5.5本试验的记录格式应符合本标准附录D表D.15的规定

本文主要引述自GB/T50123-2019规范