9    界限含水率試驗(yàn)

9.1  一 般 規(guī) 定

9.1.1      土的粒徑應(yīng)小于0.5mm  以及有機(jī)質(zhì)含量不大于干土質(zhì)量 的 5 % 。

9.1.2      本試驗(yàn)中含水率的測(cè)定應(yīng)按本標(biāo)準(zhǔn)第5.2節(jié)的烘干法執(zhí)行。

9.2  液塑限聯(lián)合測(cè)定法

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

1  液塑限聯(lián)合測(cè)定儀(圖9.2.1)應(yīng)包括帶標(biāo)尺的圓錐儀、電磁鐵、顯示屏、控制開關(guān)和試樣杯。圓錐儀質(zhì)量為76g, 錐角為 30°;讀數(shù)顯示宜采用光電式、游標(biāo)式和百分表式；

圖9.2.1 光電式液塑限聯(lián)合測(cè)定儀示意圖

1—水平調(diào)節(jié)螺絲；2—控制開關(guān)；3--指示燈；4--零線調(diào)節(jié)螺絲；5一反光鏡調(diào)節(jié)螺絲；

6—屏幕；7-機(jī)殼；8--物鏡調(diào)節(jié)螺絲；9— 電磁裝置；10—光源調(diào)節(jié)螺絲； 11一光源；12一圓錐儀；13一升降臺(tái)；14—水平泡

2    試樣杯：直徑40mm～50mm;  高30mm～40mm;

3    天平：稱量200g, 分度值0.01g;

4    篩：孔徑0.5mm;

5    其他：烘箱、干燥缸、鋁盒、調(diào)土刀、凡士林。

9.2.2      液塑限聯(lián)合測(cè)定法試驗(yàn)應(yīng)按下列步驟進(jìn)行：

1    液塑限聯(lián)合試驗(yàn)宜采用天然含水率的土樣制備試樣，也可用風(fēng)干土制備試樣。

2    當(dāng)采用天然含水率的土樣時(shí)，應(yīng)剔除粒徑大于0.5mm 的 顆粒，再分別按接近液限、塑限和二者的中間狀態(tài)制備不同稠度的 土膏，靜置濕潤(rùn)。靜置時(shí)間可視原含水率的大小而定。

3    當(dāng)采用風(fēng)干土樣時(shí)，取過0 .5mm  篩的代表性土樣約 200g,分成3份，分別放入3個(gè)盛土皿中，加入不同數(shù)量的純水，使 其分別達(dá)到本標(biāo)準(zhǔn)第9.2.2條第2款中所述的含水率，調(diào)成均勻 土膏，放入密封的保濕缸中，靜置24h。

4    將制備好的土膏用調(diào)土刀充分調(diào)拌均勻，密實(shí)地填入試樣 杯中，應(yīng)使空氣逸出。高出試樣杯的余土用刮土刀刮平，將試樣杯 放在儀器底座上。

5    取圓錐儀，在錐體上涂以薄層潤(rùn)滑油脂，接通電源，使電磁 鐵吸穩(wěn)圓錐儀。當(dāng)使用游標(biāo)式或百分表式時(shí)，提起錐桿，用旋鈕 固定。

6    調(diào)節(jié)屏幕準(zhǔn)線，使初讀數(shù)為零。調(diào)節(jié)升降座，使圓錐儀錐 角接觸試樣面，指標(biāo)燈亮?xí)r圓錐在自重下沉入試樣內(nèi)，當(dāng)使用游標(biāo) 式或百分表式時(shí)用手扭動(dòng)旋扭，松開錐桿，經(jīng)5s 后測(cè)讀圓錐下沉 深度。然后取出試樣杯，挖去錐尖入土處的潤(rùn)滑油脂，取錐體附近 的試樣不得少于10g,放入稱量盒內(nèi)，稱量，準(zhǔn)確至0.01g,測(cè)定含 水率。

7    應(yīng)按本標(biāo)準(zhǔn)第9.2.2條第4款～第6款的規(guī)定，測(cè)試其余 2個(gè)試樣的圓錐下沉深度和含水率。

9.2.3    以含水率為橫坐標(biāo)，圓錐下沉深度為縱坐標(biāo)，在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)紙上繪制關(guān)系曲線。三點(diǎn)連一直線(圖9.2.3中的 A 線)。當(dāng) 三點(diǎn)不在一直線上，通過高含水率的一點(diǎn)與其余兩點(diǎn)連成兩條直 線，在圓錐下沉深度為2mm 處查得相應(yīng)的含水率，當(dāng)兩個(gè)含水率 的差值小于2%時(shí)，應(yīng)以該兩點(diǎn)含水率的平均值與高含水率的點(diǎn) 連成一線(圖9.2.3中的B 線)。當(dāng)兩個(gè)含水率的差值不小于2% 時(shí)，應(yīng)補(bǔ)做試驗(yàn)。

9.2.4  通過圓錐下沉深度與含水率關(guān)系圖，查得下沉深度為 17mm  所對(duì)應(yīng)的含水率為液限，下沉深度為10mm  所對(duì)應(yīng)的含水  率為10mm 液限；查得下沉深度為2mm 所對(duì)應(yīng)的含水率為塑限， 以百分?jǐn)?shù)表示，準(zhǔn)確至0.1%。

9.2.5  塑性指數(shù)和液性指數(shù)應(yīng)按下列公式計(jì)算：

I_P    =    w_L-w_P                             (9.2.5-1)

(9.2.5-2)

式中：I_P—— 塑性指數(shù)；

I_L—— 液性指數(shù)，計(jì)算至0.01;

w_L—— 液限(%);

w_P  —— 塑限(%)。

9.2.6  本試驗(yàn)的記錄格式應(yīng)符合本標(biāo)準(zhǔn)附錄D 表 D.12   的規(guī)定。

9.3  碟式儀液限法

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

1    碟式液限儀(圖9.3. 1):由土碟和支架組成專用儀器，并有專用劃刀。其技術(shù)條件應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《土工試驗(yàn)儀器液限儀  第1部分：碟式液限儀》GB/T   21997.1 的規(guī)定；

2    天平：稱量200g, 分度值0 .01g;

3    篩：孔徑為0.5mm;

4    其他：烘箱、干燥缸、鋁盒、調(diào)土刀。

圖9.3.1 碟式液限儀

1一開槽器；2一銷子；3一支架；4—土碟；

5—蝸輪；6一搖柄；7—底座；8—調(diào)整板

9.3.2       碟式儀液限法試驗(yàn)應(yīng)按下列步驟進(jìn)行：

1  取過0.5mm 篩的土樣(天然含水率的土樣或風(fēng)干土樣均可)約100g,放在調(diào)土皿中，按需要加純水，用調(diào)土刀反復(fù)拌勻。

2   取一部分試樣，平鋪于土碟的前半部。鋪土?xí)r應(yīng)防止試樣 中混入氣泡。用調(diào)土刀將試樣面修平，使最厚處為10mm,多余試樣放回調(diào)土皿中。以蝸形輪為中心，用劃刀自后至前沿土碟中央 將試樣劃成槽縫清晰的兩半(圖9.3.2-1)。為避免槽縫邊扯裂或 試樣在土碟中滑動(dòng)，允許從前至后，再?gòu)暮笾燎岸鄤潕状?，將?/span>逐 步加深，以代替一次劃槽，最后一次從后至前的劃槽能明顯的接觸 碟底，但應(yīng)盡量減少劃槽的次數(shù)。

圖9.3.2-1  劃槽狀況

3  以每秒2轉(zhuǎn)的速率轉(zhuǎn)動(dòng)搖柄，使土碟反復(fù)起落，墜擊于底 座上，數(shù)記擊數(shù)，直至試樣兩邊在槽底的合攏長(zhǎng)度為13mm  為止 (圖9.3.2-2),記錄擊數(shù)，并在槽的兩邊采取試樣10g 左右，測(cè)定其 含水率。

圖9.3.2-2 合攏狀況

4      將土碟中的剩余試樣移至調(diào)土皿中，再加水徹底拌和均 勻，應(yīng)按本標(biāo)準(zhǔn)第9.3.2條第2款、第3款的規(guī)定至少再做兩次試 驗(yàn)。這兩次土的稠度應(yīng)使合攏長(zhǎng)度為13mm 時(shí)所需擊數(shù)為15次~ 35次，其中25次以上及以下各1次。然后測(cè)定各擊次下試樣的相 應(yīng)含水率。

9.3.3  各擊次下合攏時(shí)試樣的相應(yīng)含水率應(yīng)按下式計(jì)算：

(9.3.3)

式中：w_N——N擊下試樣的含水率(%);

m_N— N擊下試樣的質(zhì)量(g)。

9.3.4  根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，以含水率為縱坐標(biāo)，擊次為橫坐標(biāo)，在單對(duì) 數(shù)坐標(biāo)上繪制擊次與含水率關(guān)系曲線，查得曲線上擊數(shù)25次所對(duì)應(yīng)的含水率，即為該試樣的液限。

9.3.5  本試驗(yàn)的記錄格式應(yīng)符合本標(biāo)準(zhǔn)附錄 D 表 D.13  的規(guī)定。

9.4  搓滾塑限法

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

1  毛玻璃板：尺寸宜為200mm×300mm;

2  卡尺：分度值0.02mm;

3  天平：稱量200g, 分度值0.01g;

4  篩：孔徑0.5mm;

5  其他：烘箱、干燥缸、鋁盒。

9.4.2  搓滾塑限法試驗(yàn)應(yīng)按下列步驟進(jìn)行：

1  取過0 . 5mm 篩的代表性試樣約100g, 加純水拌和，浸潤(rùn)靜置過夜。

2  將試樣在手中捏揉至不黏手，捏扁，當(dāng)出現(xiàn)裂縫時(shí)，表示含水率已接近塑限。

3  取接近塑限的試樣一小塊，先手用捏成橄欖形，然后再用 手掌在毛玻璃板上輕輕搓滾。搓滾時(shí)手掌均勻施加壓力于土條 上，不得使土條在毛玻璃板上無力滾動(dòng)，土條不得有空心現(xiàn)象，土 條長(zhǎng)度不宜大于手掌寬度。

4  當(dāng)土條搓成3mm 時(shí)，產(chǎn)生裂縫，并開始斷裂，表示試樣達(dá)  到塑限。當(dāng)不產(chǎn)生裂縫及斷裂時(shí)，表示這時(shí)試樣的含水率高于塑  限；當(dāng)土條直徑大于3mm  時(shí)即斷裂，表示試樣含水率小于塑限，應(yīng)棄去，重新取土試驗(yàn)。當(dāng)土條在任何含水率下始終搓不到3mm 即開始斷裂，則該土無塑性。

5 取直徑符合3mm 斷裂土條3g～5g,  放入稱量盒內(nèi)，蓋緊 盒蓋，測(cè)定含水率。此含水率即為塑限。

9.4.3  塑限應(yīng)按下式計(jì)算，計(jì)算至0.1%:

                (9.4.3)

9.4.4  本試驗(yàn)應(yīng)進(jìn)行兩次平行測(cè)定，兩次測(cè)定的最大允許差值應(yīng) 符合本標(biāo)準(zhǔn)第5.2.4條的規(guī)定。

9.4.5  本試驗(yàn)的記錄格式應(yīng)符合本標(biāo)準(zhǔn)附錄 D 表 D.14  的規(guī)定。

9.5 縮 限 試 驗(yàn)

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

1  收縮皿(或環(huán)刀):金屬制成，直徑4.5cm～5.0cm, 高2.0cm~

3.0cm;

2  天平：稱量500g, 分度值0.01g;

3  篩：孔徑0.5mm;

4  蠟，燒杯，細(xì)線，針；

5  其他：烘箱、干燥缸、鋁盒、調(diào)土刀。

9.5.2  縮限試驗(yàn)應(yīng)按下列步驟進(jìn)行：

1 取代表性的土樣，用純水制備成約為液限的試樣；

2  在收縮皿內(nèi)抹一薄層凡士林，將試樣分層裝入收縮皿中，

每次裝入后將皿在試驗(yàn)臺(tái)上拍擊，直至驅(qū)盡氣泡為止；

3  收縮皿裝滿試樣后，用直尺刮去多余試樣，擦凈收縮皿外 部，立即稱收縮皿加濕土總質(zhì)量；

4 將盛裝試樣的收縮皿放在室內(nèi)逐漸晾干，至試樣的顏色變 淡時(shí)，放入烘箱中烘至恒量；

5 稱皿和干土總質(zhì)量，應(yīng)準(zhǔn)確至0.01g;

6 應(yīng)按本標(biāo)準(zhǔn)第6.3節(jié)的規(guī)定測(cè)定干土體積。

9.5.3 縮限應(yīng)按下式計(jì)算，計(jì)算至0.1%:

(9.5.3)

式中：w_s—— 縮限(%);

——土樣所要求的含水率(制備含水率)(%); V₀——濕土體積(即收縮皿或環(huán)刀的容積)(cm3);

V_d—— 烘干后土的體積(cm3);

ρ_w—  水的密度(g/cm3)。

9.5.4 本試驗(yàn)應(yīng)進(jìn)行兩次平行測(cè)定，兩次測(cè)定的最大允許差值應(yīng) 符合本標(biāo)準(zhǔn)第5.2.4條的規(guī)定。

9.5.5 本試驗(yàn)的記錄格式應(yīng)符合本標(biāo)準(zhǔn)附錄 D 表 D.15 的規(guī)定。