水利工程甲级资质所需要掌握的技能之岩土工程类知识（4）

1.一般规定
1.1本试验方法分为筛析法、密度计法、移液管法
1.2本试验根据土的颗粒大小及级配情况,可分别采用下列4种方法
1筛析法:适用于粒径为0.075mm60mm的土;
2密度计法:适用于粒径小于0.075mm的土
3移液管法:适用于粒径小于0.075mm的土
4当土中粗细兼有时应联合使用筛析法和密度计法或筛析法和移液管法。

2筛析法
2.1本试验所用的仪器设备应符合下列规定
1试验筛:应符合现行国家标准《试验筛技术要求和检验第1部分:金属丝编织网试验筛》GB/T6003.1的规定;
2粗筛:孔径为60mm、40mm、20mm、10mm、5mm、2mm;3细筛:孔径为2.0mm、1.0mm、0.5mm、0.25mm、0.1mm、0.075mm;
4天平:称量1000g,分度值0.1g;称量200g,分度值0.01g;

5台秤:称量5kg,分度值1g;
6振筛机:应符合现行行业标准《实验室用标准筛振荡机技术条件》DZ/T0118的规定
7其他:烘箱、量筒、漏斗、瓷杯、附带橡皮头研柞的研钵、瓷盘、毛刷、匙、木碾。
2.2筛析法试验应按下列步骤进行
1从风干、松散的土样中,用四分法按下列规定取出代表性
试样:
1)粒径小于2mm的土取100g ~ 300g;
2)最大粒径小于10mm的土取300g~1000g;
3)最大粒径小于20mm的土取1000g~2000g;
4)最大粒径小于40mm的土取2000g~4000g;
5)最大粒径小于60mm的土取4000g以上
2砂砾土筛析法应按下列步骤进行
1)应按本标准第8.2.2条第1款规定的数量取出试样,称量应准确至0.1g;当试样质量大于500g时,应准确至1g
2)将试样过2mm细筛,分别称出筛上和筛下土质量;
3)若2mm筛下的土小于试样总质量的10%,则可省略细筛筛析。若2mm筛上的土小于试样总质量的10%,则可省略粗筛筛析
4)取2mm筛上试样倒入依次叠好的粗筛的最上层筛中;取2mm筛下试样倒入依次选好的细筛最上层筛中,进行筛析。细筛宜放在振筛机上震摇,震摇时间应为 10min- 15min
5)由最大孔径筛开始,顺序将各筛取下,在白纸上用手轻叩摇晃筛,当仍有土粒漏下时,应继续轻叩摇晃筛,至无土粒漏下为止。漏下的土粒应全部放入下级筛内。并将留在各筛上的试样分别称量,当试样质量小于500g时,准确至0.1g
6)筛前试样总质量与筛后各级筛上和筛底试样质量的总和的差值不得大于试样总质量的1%。
3含有黏土粒的砂砾土应按下列步骤进行
1)将土样放在橡皮板上用土碾将黏结的土团充分碾散,用四分法取样,取样时应按本标准第8.2.2条第1款的规定称取代表性试样,置于盛有清水的瓷盆中,用搅棒搅拌,使试样充分浸润和粗细颗粒分离
2)将浸润后的混合液过2mm细筛,搅拌边冲洗边过筛,直至筛上仅留大于2mm的土粒为止。然后将筛上的土烘干称量,准确至0.1g。应按本标准第8.2.2条第2款第3项、第4项的规定进行粗筛筛析;
3)用带橡皮头的研杵研磨粒径小于2mm的混合液,待稍沉淀,将上部悬液过0.075mm筛再向瓷盆加清水研磨,静置过筛。如此反复,直至盆内悬液澄清。最后将全部土料倒在0.075mm筛上,用水冲洗,直至筛上仅留粒径大于0.075mm的净砂为止
4)将粒径大于0.075mm的净砂烘干称量,准确至0.01g并应按本标准第8.2.2条第2款第3项第4项的规定进行细筛筛析
5将粒径大于2mm的土和粒径为2mm~0.075m的土的质量从原取土总质量中减去,即得粒径小于0.075mm的土的质量
6)当粒径小于0.075mm的试样质量大于总质量的10%时,应按密度计法或移液管法测定粒径小于0.075mm的颗粒组成
2.3小于某粒径的试样质量占试样总质量百分数应按下式计算:

总质量的百分数(%)
2.4以小于某粒径的试样质量占试样总质量的百分数为纵坐标,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。
2.5级配指标不均匀系数和曲率系数C、C应按下列公式计算
不均匀系数

2.6本试验的记录格式应符合本标附录D表D.9的规定。

3密度计法
3.1本试验所用的仪器设备应符合下列规定
1密度计应符合下列规定:
1)甲种:刻度单位以20℃时每1000mL悬液内所含土质量的克数表示,刻度为-5~50,分度值为0.5
2)乙种:刻度单位以20℃时悬液的比重表示,刻度为0.995 ~ 1.020,分度值为0.0002。
2量筒:高约45cm,直径约6cm,容积1000mL。刻度为0mL~1000mL,分度值为10mL
3试验筛应符合下列规定
1)细筛:孔径2mm、1mm、0.5mm、0.25mm、0.15mm;
2)洗筛:孔径0.075mm。
4天平:称量200g,分度值0.01g。
5温度计:刻度0℃~50℃,分度值0.5
6洗筛漏斗:直径略大于洗筛直径,使洗筛恰可套入漏斗中。7搅拌器:轮径50mm,孔径约3mm;杆长约400mm,带旋转叶
8煮沸设备:附冷凝管
9其他:秒表、锥形瓶、研钵、木杵、电导率仪。
3.2试剂应符合下列规定
1分散剂:浓度4%六偏磷酸钠,6%双氧水,1%硅酸钠;
2水溶盐检验试剂10%盐酸,5%氯化钡,10%硝酸,5%硝
酸银。
3.3密度计法试验应按下列步骤进行
宜采用风干土试样,并应按下式计算试样干质量为30g时所需的风干土质量

2试样中易溶盐含量大于总质量的0.%时,应洗盐。易溶盐含量检验可用电导法或目测法
1)电导法应按电导率仪使用说明书操作,测定温度T℃时试样溶液(土水比1:5)的电导率,20℃时的电导率应按下式计算:

2)目测法应取风干试样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,当出现凝聚现象时应洗盐
3洗盐应按下列步骤进行:
1)将分析用的试样放入调土杯内,注入少量蒸馏水,拌和均匀。迅速倒入贴有滤纸的漏斗中,并注入蒸馏水冲洗过滤。附在调土杯上的土粒全部洗入漏斗。发现滤液浑浊时,应重新过滤
2)应经常使漏斗内的液面保持高出土面约5cm。每次加水后,应用表面皿盖住漏斗
3)检查易溶盐清洗程度,可用2个试管各取刚滤下的滤液3mL 管加入3滴~5滴10%盐酸和5%氯化钡;另一管加入3滴~5滴10%硝酸和5%硝酸银。当发现管中有白色沉淀时,试样中的易溶盐未洗净,应继续清洗,直至检查时试管中均不再发现白色沉淀为止
4)洗盐后将漏斗中的土样仔细洗下,风干试样。

4称干质量为30g的风干试样倒入锥形瓶中,勿使土粒丢失。注入水200mL,浸泡约12h。
5将锥形瓶放在煮沸设备上,连接冷凝管进行煮沸。煮沸时间约为1h
6将冷却后的悬液倒入瓷杯中,静置约1min,将上部悬液倒入量筒。杯底沉淀物用带橡皮头研柞细心研散,加水,经搅拌后,静置约1min,再将上部悬液倒入量筒。如此反复操作,直至杯内悬液澄清为止。当土中粒径大于0.05mm的颗粒大致超过试样总质量的15%时,应将其全部倒至0.07mm筛上冲洗,直至筛上仅留大于0.075mm的颗粒为止。
7将留在洗筛上的颗粒洗入蒸发皿内,倾去上部清水,烘干称量,应按本标准第8.2.2条第2款的规定进行细筛筛析

8将过筛悬液倒入量筒,加4%浓度的六偏磷酸钠约10mL于量筒溶液中,再注入纯水,使筒内悬液达1000mL。当加入六偏磷酸钠后土样产生凝聚时,应选用其他分散剂。
9用搅拌器在量筒内沿整个悬液深度上下搅拌约1min,往复各约30次,搅拌时勿使悬液溅出筒外。使悬液内土粒均匀分布
10取出搅拌器,将密度计放入悬液中同时开动秒表。可测经0.5min、1min、2min、5min、15min、30min、60min、120min、180min和1440min时的密度计读数。
11每次读数均应在预定时间前10s~20s将密度计小心地
放入悬液接近读数的深度,并应将密度计浮泡保持在量筒中部位置,不得贴近筒壁
12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,乙种密度应准确至0.0002。每次读数完毕立即取出密度计放入盛有纯水的量筒中。并测定各相应的悬液温度,准确至0.5℃。放入或取出密度计时,应尽量减少悬液的扰动。
13当试样在分析前未过0.075mm洗筛,在密度计第1个读数时,发现下沉的土粒已超过试样总质量的15%时,则应于试验结束后,将量筒中土粒过0.075mm筛,应按本标准第8.3.3条第7款的规定进行筛析,并应计算各颗粒占试样总质量的百分比
3.4小于某粒径的试样质量占试样总质量百分数应按下列公式计算
1甲种密度计

3.6用小于某粒径的土质量百分数为纵坐标,粒径为横坐标,在单对数横坐标上绘制颗粒大小分布曲线。当与筛析法联合分析时,应将两段曲线绘成一平滑曲线。
3.7本试验记录格式应符合本标准附录D表D.10的规定

4移液管法

4.1本试验所用的仪器设备应符合下列规定

1移液管(图8.4.1):容积25mL;

2小烧杯:容积50mL;
3天平:称量200g,分度值0.001g
4其他:应符合本标准第8.3.1条第5款~第9款的规定。
4.2移液管法试验应按下列步骤进行
1取代表性试样,黏土为10g~15g,砂土为20g,并应按本标准第8.3.3条第1款~第8款的规定制取悬液;
2将盛试样悬液的量筒放入恒温水槽中,测记悬液温度,准确至0.5℃。试验中悬液温度允许变化范围应为±0.5℃
3可按本标准式(8.3.5-2)推算出粒径小于0.05mm、0.01mm、0.005mm、0.002mm和其他所需粒径下沉一定深度所需的静置时间;
4准备好移液管,将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;
5用搅拌器沿悬液上、下搅拌各30次,时间1min,取出搅拌器;
6开动秒表,根据各粒径的静置时间,提前约10s,将移液管放入悬液中,浸入深度为10cm,用吸球吸取悬液,吸取悬液量不应少25mL
7旋转三通阀,使与放流口相通,将多余的悬液从放流口放出,收集后倒入原量筒内的悬液中
8将移液管下口放入已称量过的小烧杯中,由上口倒入少量纯水,开通阀使水流入移液管,连同移液管内的试样悬液流入小烧杯内;
9每吸取一组粒径的悬液后必须重新拌,再吸取另一组粒径的悬液;10将烧杯内的悬液蒸发浓缩半干,在105℃~110下烘至恒量,称小烧杯连同干土的质量,准确至0.001g。
4.3小于某粒径的试样质量占试总质量的百分数应按下式计算

4.4以小于某粒径的试样质量百分数为纵坐标,粒径为横坐标,在单对数横坐标纸上绘制颗粒大小分布曲线
4.5本试验记录格式应符合本标准附录D表D.11的规定

注：试验方法引自《土工试验方法标准》GB/T50123-2019