3試樣制備和飽和

3.1試樣制備
3.1.1本試驗方法適用于顆粒粒徑小于 60mm 的原狀土和擾動土。
3.1.2 根據(jù)力學性質(zhì)試驗項目要求，原狀土樣同一組試樣間密度的允許差值為0.03g/cm³;擾動樣同一組試樣的密度與要求的密度之差不得大于±0.01g/cm³，一組試樣的含水率與要求的含水率之差不得大于±1%。
3.1.3 試樣制備所需的主要儀器設備，應符合下列規(guī)定∶
1細篩∶孔徑0.5mm、2mm。
2洗篩∶孔徑0.075mm。
3 臺秤和天平∶稱量10kg，最小分度值5g;稱量5000g，最小分度值1g;稱量1000g，最小分度值0.5;稱量500g，最小分度值0.1g;稱量200g，最小分度值0.01g。
4環(huán)刀∶不銹鋼材料制成，內(nèi)徑61.8mm和79.8mm，高20mm;內(nèi)徑61.8mm，高40mm。
5擊樣器∶如圖3.1.3-1所示。
6壓樣器∶如圖3.1.3-2所示。
7抽氣設備：應附真空表和真空缸。
8其他∶包括切土刀、鋼絲鋸、碎土工具、烘箱、保濕缸、噴水設備等。
3.1.4 原狀土試樣制備，應按下列步驟進行∶
1 將土樣筒按標明的上下方向放置，剝?nèi)ハ灧夂湍z帶，開啟土樣筒取出土樣。檢查土樣結(jié)構(gòu)，當確定土樣已受擾動或取土質(zhì)量不符合規(guī)定時，不應制備力學性質(zhì)試驗的試樣。

圖 3.1.3-1 擊樣器 1-定位環(huán)；2- 導桿；3- 擊錘；4- 擊樣筒；
5-環(huán)刀；6- 底座；7- 試樣

a 單向

1-活塞；2-導筒；3-護環(huán) ；
4-環(huán)刀；5-拉桿；6-試樣

b 雙向

1-上活塞；2-上導筒；3-環(huán)刀；
4-下導筒；5-下活塞；6-試樣；7-銷釘
2根據(jù)試驗要求用環(huán)刀切取試樣時，應在環(huán)刀內(nèi)壁涂一薄層凡士林，刃口向下放在土樣上，將環(huán)刀垂直下壓，并用切土刀沿環(huán)刀外側(cè)切削土樣，邊壓邊削至土樣高出環(huán)刀，根據(jù)試樣的軟硬采用鋼絲鋸或切土刀整平環(huán)刀兩端土樣，擦凈環(huán)刀外壁，稱環(huán)刀和土的總質(zhì)量。 3從余土中取代表性試樣測定含水率。比重、顆粒分析、界限含水率等項試驗的取樣，應按本標準第3.1.5條2款步驟的規(guī)定進行。
4 切削試樣時，應對土樣的層次、氣味、顏色、夾雜物、裂縫和均勻性進行描述，對低塑性和高靈敏度的軟土，制樣時不得擾動。
3.1.5 擾動土試樣的備樣，應按下列步驟進行∶
1 將土樣從土樣筒或包裝袋中取出，對土樣的顏色、氣味、夾雜物和土類及均勻程度進行描述，并將土樣切成碎塊，拌和均勻，取代表性土樣測定含水率。
2 對均質(zhì)和含有機質(zhì)的土樣，宜采用天然含水率狀態(tài)下代表性土樣，供顆粒分析、界限含水率試驗。對非均質(zhì)土應根據(jù)試驗項目取足夠數(shù)量的土樣，置于通風處涼干至可碾散為止。對砂土和進行比重試驗的土樣宜在105～110℃溫度下烘干，對有機質(zhì)含量超過5%的、含石膏和硫酸鹽的土，應在65～70℃溫度下烘干。
3將風干或烘干的土樣放在橡皮板上用木碾碾散，對不含砂和礫的土樣，可用碎土器碾散（碎土器不得將土粒破碎）。
4對分散后的粗粒土和細粒土，應按本標準表B.0.1的要求過篩。對含細粒土的礫質(zhì)土，應先用水浸泡并充分攪拌，使粗細顆粒分離后按不同試驗項目的要求進行過篩。
3.1.6 擾動土試樣的制樣，應按下列步驟進行;
1 試樣的數(shù)量視試驗項目而定，應有備用試樣1～2個。
2將碾散的風干土樣通過孔徑2mm或5mm的篩，取篩下足夠試驗用的土樣，充分拌勻，測定風干含水率，裝入保濕缸或塑料袋內(nèi)備用。
3根據(jù)試驗所需的土量與含水率，制備試樣所需的加水量應按下式計算∶

（3.1.6-1）

式中 m_w——制備試樣所需要的加水量（g）；
m₀——濕土（或風干土）質(zhì)量（g）;
w₀——濕土（或風干土）含水率（%）;
w₁——制樣要求的含水率（%）。
4稱取過篩的風干土樣平鋪于搪瓷盤內(nèi)，將水均勻噴灑于土樣上，充分拌勻后裝入盛土容器內(nèi)蓋緊，潤濕一晝夜，砂土的潤濕時間可酌減。
5測定潤濕土樣不同位置處的含水率，不應少于兩點，含水率差值應符合本標準第3.1.2條的規(guī)定。
6根據(jù)環(huán)刀容積及所需的干密度，制樣所需的濕土量應按下式計算∶

(3.1.6-2)
式中ρ_d——試釋的干密度（g/cm³）;
V——試樣體積（環(huán)刀容積）（g/cm³）。
7擾動土制樣可采用擊樣法和壓樣法。
1〕擊樣法∶將根據(jù)環(huán)刀容積和要求干密度所需質(zhì)量的濕土倒入裝有環(huán)刀的擊樣器內(nèi)，擊實到所需密度。
2）壓樣法∶將根據(jù)環(huán)刀容積和要求干密度所需質(zhì)量的濕土倒入裝有環(huán)刀的壓樣器內(nèi)，以靜壓力通過活塞將土樣壓緊到所需密度。
8 取出帶有試樣的環(huán)刀，稱環(huán)刀和試樣總質(zhì)量，對不需要飽和，且不立即進行試驗的試樣，應存放在保濕器內(nèi)備用。
3.2 試樣飽和
3.2.1 試樣飽和宜根據(jù)土樣的透水性能，分別采用下列方法∶
1 粗粒土采用浸水飽和法。
2滲透系數(shù)大于10^-4cm/s的細粒土，采用毛細管飽和法;滲透系數(shù)小于、等于10^-4cm/s的細粒土，采用抽氣飽和法。
3.2.2 毛細管飽和法，應按下列步驟進行;
1 選用框式飽和器（圖3.2.4-1b），試樣上、下面放濾紙和透水板，裝入飽和器內(nèi)，并旋緊螺母。
2將裝好的飽和器放入水箱內(nèi)，注入清水，水面不宜將試樣淹沒，關(guān)箱蓋，浸水時間不得少于兩晝夜，使試樣充分飽和。
3取出飽和器，松開螺母，取出環(huán)刀，擦干外壁，稱環(huán)刀和試樣的總質(zhì)量，并計算試樣的飽和度。當飽和度低于95%時，應繼續(xù)飽和。
3.2.3 試樣的飽和度應按下式計算∶

式中S_r——樣的飽和度（%）；
w_sr——試樣飽和后的含水率（%）;
ρ_sr——試樣飽和后的密度（g/cm³）;
G_s——土粒比重;
e——試樣的孔隙比。
3.2.4 抽氣飽和法，應按下列步驟進行∶
1 選用疊式或框式飽和器（圖3.2.4-1）和真空飽和裝置（圖3.2.4-2）。在疊式飽和器下夾板的正中，依次放置透水板、濾紙、帶試樣的環(huán)刀、濾紙、透水板，如此順序重復，由下向上重疊到拉桿高度，將飽和器上夾板蓋好后，擰緊拉桿上端的螺母，將各個環(huán)刀在上、下夾板間夾緊。
2 將裝有試樣的飽和器放入真空缸內(nèi)，真空缸和蓋之間涂一薄層凡士林，蓋緊。將真空缸與抽氣機接通，啟動抽氣機，當真空壓力表讀數(shù)接近當?shù)匾粋€大氣壓力值時（抽氣時間不少于1h），微開管夾，使清水徐徐注入真空缸，在注水過程中，真空壓力表讀數(shù)宜保持不變。

（a）疊式

（b）框式 圖 3.2.4-1 飽和器 1-夾板；2- 透水板；3-環(huán)刀；4- 拉桿

圖 3.2.4-2真空飽和裝置
1—飽和器；2— 真空缸；3—橡皮塞；4—二通閥；
5-排氣管； 6一管夾；7—引水管；8—盛水器；9—接抽氣機

來源：滄州泰鼎恒業(yè)試驗儀器有限公司

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