7     比 重 試 驗

                            7.1  一 般 規(guī) 定

7.1.1      按照土粒粒徑可分別用下列方法進行比重測定：

1    粒徑小于5mm 的土，用比重瓶法進行；

2    粒徑不小于5mm 的土，且其中粒徑大于20mm 的顆粒含量小于10%時，應(yīng)用浮稱法；粒徑大于20mm 的顆粒含量不小于 10%時，應(yīng)用虹吸筒法。

7.1.2       一般土粒的比重應(yīng)用純水測定；對含有易溶鹽、親水性膠 體或有機質(zhì)的土，應(yīng)用煤油等中性液體替代純水測定。

7.2  比 重 瓶 法

7.2.1       本試驗所用的儀器設(shè)備應(yīng)符合下列規(guī)定：

1     比重瓶：容量100mL 或50mL, 分長頸和短頸兩種；

2    天平：稱量200g, 分度值0.001g;

3    恒溫水槽：最大允許誤差應(yīng)為±1℃;

4    砂?。簯?yīng)能調(diào)節(jié)溫度；

5    真空抽氣設(shè)備：真空度-98kPa;

6    溫度計：測量范圍0℃~50℃,分度值0.5℃;

7   篩：孔徑5mm;

8   其他：烘箱、純水、中性液體、漏斗、滴管。

7.2.2       比重瓶的校準應(yīng)按下列步驟進行：

1   將比重瓶洗凈，烘干，稱量兩次，準確至0.001g 。取其算術(shù)平均值，其最大允許平均差值應(yīng)為±0.002g。

2   將煮沸并冷卻的純水注入比重瓶，對長頸比重瓶，達到刻 度為止。對短頸比重瓶，注滿水，塞緊瓶塞，多余水自瓶塞毛細管中溢出。移比重瓶入恒溫水槽。待瓶內(nèi)水溫穩(wěn)定后，將瓶取出，擦干外壁的水，稱瓶、水總質(zhì)量，準確至0.001g。 測定兩次，取其算 術(shù)平均值，其最大允許平行差值應(yīng)為±0.002g。

3     將恒溫水槽水溫以5℃級差調(diào)節(jié)，逐級測定不同溫度下的 瓶、水總質(zhì)量。

4    以瓶、水總質(zhì)量為橫坐標，溫度為縱坐標，繪制瓶、水總質(zhì) 量與溫度的關(guān)系曲線。

7.2.3      比重瓶法試驗應(yīng)按下列步驟進行：

1    將比重瓶烘干。當使用100mL   比重瓶時，應(yīng)稱粒徑小于 5mm  的烘干土15g 裝入；當使用50mL  比重瓶時，應(yīng)稱粒徑小于 5mm 的烘干土12g 裝入。

2    可采用煮沸法或真空抽氣法排除土中的空氣。向已裝有 干土的比重瓶注入純水至瓶的一半處，搖動比重瓶，將瓶放在砂浴 上煮沸，煮沸時間自懸液沸騰起砂土不得少于30min, 細粒土不得  少于1h。 煮沸時應(yīng)注意不使土液溢出瓶外。

3    將純水注入比重瓶，當采用長頸比重瓶時，注水至略低于 瓶的刻度處；當采用短頸比重瓶時，應(yīng)注水至近滿，有恒溫水槽時， 可將比重瓶放于恒溫水槽內(nèi)。待瓶內(nèi)懸液溫度穩(wěn)定及瓶上部懸液澄清。

4     當采用長頸比重瓶時，用滴管調(diào)整液面恰至刻度處，以彎 液面下緣為準，擦干瓶外及瓶內(nèi)壁刻度以上部分的水，稱瓶、水、土 總質(zhì)量；當采用短頸比重瓶時，塞好瓶塞，使多余水分自瓶塞毛細 管中溢出，將瓶外水分擦干后，稱瓶、水、土總質(zhì)量。稱量后應(yīng)測定瓶內(nèi)水的溫度。

5    根據(jù)測得的溫度，從已繪制的溫度與瓶、水總質(zhì)量關(guān)系中查得瓶、水總質(zhì)量。

6    當土粒中含有易溶鹽、親水性膠體或有機質(zhì)時，測定其土 粒比重應(yīng)用中性液體代替純水，用真空抽氣法代替煮沸法，排除土中空氣。抽氣時真空度應(yīng)接近一個大氣負壓值(-98kPa), 抽氣時間可為1h～2h, 直至懸液內(nèi)無氣泡逸出時為止。其余步驟應(yīng)按 本標準第7.2.3條第3款～第5款的規(guī)定進行。

7  本試驗稱量應(yīng)準確至0.001g,溫度應(yīng)準確至0.5℃。

7.2.4  土粒比重應(yīng)按下列公式計算：

1  用純水測定時：

                （7.2.4-1)

 式中：m_bw—— 比重瓶、水總質(zhì)量(g);

m_bws——比重瓶、水、干土總質(zhì)量(g);

G_wT——T℃時純水的比重(可查物理手冊),準確至0.001。

2  用中性液體測定時：

                     （7.2.4-2)

 式中：m_bk—— 瓶、中性液體總質(zhì)量(g);

m_bks—— 瓶、中性液體、干土總質(zhì)量(g);

G_kT——T℃時中性液體的比重(實測得),準確至0.001。

7.2.5 本試驗應(yīng)進行2次平行測定，試驗結(jié)果取其算術(shù)平均值， 其最大允許平行差值應(yīng)為±0.02。

7.2.6  本試驗記錄格式應(yīng)符合本標準附錄 D 表 D.6的規(guī)定。

7.3  浮  稱  法

7.3.1  本試驗所用的儀器設(shè)備應(yīng)符合下列規(guī)定：

1  鐵絲筐：孔徑小于5mm,  直徑為10cm～15cm,    高為10cm～20cm;

2  盛水容器：適合鐵絲筐沉入；

3  浮稱天平或秤：稱量2kg,分度值0.2g;稱量10kg,分度值1g;

4  篩：孔徑為5mm,20mm;

5  其他：烘箱、溫度計。

7.3.2  浮稱法試驗應(yīng)按下列步驟進行：

1  取粒徑不小于5mm, 且其中粒徑大于20mm 的顆粒含量小 于10%的代表性試樣500g～1000g,當采用秤稱時，稱取1kg～2kg;

2  沖洗試樣，直至顆粒表面無塵土和其他污物；

3  將試樣浸在水中24h 后取出，將試樣放在濕毛巾上擦干表 面，即為飽和面干試樣，稱取飽和面干試樣質(zhì)量后，立即放入鐵絲 筐，緩緩浸沒于水中，并在水中搖晃，至無氣泡逸出時為止；

4  稱鐵絲筐和試樣在水中的總質(zhì)量(圖7.3.2);

圖7.3.2  浮稱天平

1—調(diào)天平平衡砝碼盤；2一盛水容器；3一盛粗粒土的鐵絲框

5  取出試樣烘干、稱量；

6  稱鐵絲筐在水中質(zhì)量，并應(yīng)測量容器內(nèi)水的溫度，準確至0.5℃;

7  本試驗稱量應(yīng)準確至0.2g。

7.3.3  土粒比重應(yīng)按下式計算：

       (7.3.3)

式中：m_ks——  試樣加鐵絲筐在水中總質(zhì)量(g);

m_k—— 鐵絲筐在水中質(zhì)量(g)。

7.3.4  干比重應(yīng)按下式計算：

     (7.3.4)

式中：m_b—— 飽和面干試樣質(zhì)量(g)。

7.3.5  吸著含水率應(yīng)按下式計算：

         (7.3.5)

 式中：w_ab—— 吸著含水率(%),計算至0. 1%。

7.3.6  本試驗應(yīng)進行兩次平行測定，兩次測定最大允許差值應(yīng)為 ±0.02,試驗結(jié)果取其算術(shù)平均值。

7.3.7  土粒平均比重應(yīng)按下式計算：

            (7.3.7)

式中：P₅—— 粒徑大于5mm 的土粒占總質(zhì)量的含量，以小數(shù)計；

G_s1——  粒徑大于5mm 的土粒的比重；

G_s2—— 粒徑小于5mm 的土粒的比重。

7.3.8  本試驗記錄格式應(yīng)符合本標準附錄D 表 D.7的規(guī)定。

7.4  虹 吸 筒 法

7.4.1  本試驗所用的儀器設(shè)備應(yīng)符合下列規(guī)定：

1  虹吸筒(圖7.4.1);

2  臺秤：稱量10kg, 分度值1g;

3  量筒：容量大于2000mL;

4  篩：孔徑5mm 、20mm;

5  其他：烘箱、溫度計、攪拌棒。

圖7.4.1 虹吸筒(單位：cm)

1-虹吸筒；2—虹吸管；3一橡皮管；4一管夾；5—量筒

7.4.2      虹吸筒法試驗應(yīng)按下列步驟進行：

1    取粒徑不小于5mm,  且其中粒徑不小于20mm 的顆粒含 量大于10%的代表性試樣1000g～7000g;

2   將試樣沖洗，直至顆粒表面無塵土和其他污物；

3    再將試樣浸在水中24h 后取出，晾干(或用布擦干)其表面 水分，稱量；

4    注清水入虹吸筒，至管口有水溢出時停止注水。待管口不 再有水流出后，關(guān)閉管夾，將試樣緩緩放入筒中，邊放邊使用攪拌 棒攪拌，至無氣泡逸出時為止，攪動時勿使水濺出筒外；

5    待虹吸筒中水面平靜后，開管夾，讓試樣排開的水通過虹 吸管流入量筒中；

6  稱量筒與水總質(zhì)量。測量筒內(nèi)水的溫度，準確至0.5℃;

7  取出虹吸筒內(nèi)試樣，烘干、稱量；

8    本試驗稱量應(yīng)準確至1g。

7.4.3  比重應(yīng)按下式計算：

          (7.4.3)

式中：m_cw——  量筒加排開水總質(zhì)量(g);

m_c—— 量筒質(zhì)量(g);

m_ad——晾干試樣質(zhì)量(g)。

7.4.4  本試驗應(yīng)進行兩次平行測定，兩次測定的最大允許平均差值應(yīng)為±0.02。取其算術(shù)平均值。

7.4.5  平均比重應(yīng)按本標準式(7.3.7)計算。

7.4.6  本試驗的記錄格式應(yīng)符合本標準附錄 D 表 D.8  的規(guī)定。