土的三个基本物性指标试验.doc

第一节土粒比重试验(比重瓶法)一、试验目的测定土粒比重,为计算土的孔隙比、饱和度以及为土的其他物理力学试验(如颗粒分析的密度计法试验、压缩试验等)提供必要的数据。二、基本原理土粒比重是指土在温度100~105ºC下烘至恒重时的质量与同体积纯水在4ºC时质量的比值。土粒的质量可用精密天秤测得。土粒的体积一般应用排出与土粒同体积之液体的体积方法测得,通常用比重瓶法。此法适用于粒径小于5mm或者含有少量5mm颗粒的土。粒径大于5mm的土,则用虹吸筒法。对于砂土,可用大型的李氏比重瓶法,其原理均与比重瓶法相似。在用比重瓶法测定土粒体积时,必须注意,所排开的液体体积必须能代表固体颗粒的真实体积。土中含有气体,试验时必须把它排尽,否则影响测试精度。可用煮沸法或抽气法排除土内气体。所用的液体一般为纯水。若土中含有大量的可溶盐类、有机质、胶粒时,则可用中性液体,如煤油、汽油、甲苯和二甲苯,此时必须用抽气法排气。三、仪器设备1、比重瓶:容量为100cm3或50cm3,有短颈式与长颈式两种(图2-1);2、分析天秤:称量200g,;3、恒温水槽;准确度应为±1ºC;4、砂浴:能调节温度;5、真空抽气设备(图2-2);6、温度计:测定范围为0~50ºC,ºC;7、其它:烘箱、纯水、中性液体、小漏斗、干毛巾、小洗瓶、磁钵及研棒、孔径为2mm筛等。图2-1比重瓶a-短颈式b-长颈式图2-2抽气装置示意图1-压力表2-真空缸3-比重瓶接真空泵四、操作步骤1、土样的制备取有代表性的风干土样约100g,充分研散,并全部过2mm的筛。将过筛风干土及洗净的比重瓶在100~105ºC下烘干;取出后置于干燥器内,冷却至室温称量后备用。2、测定干土的质量称烘干土15g,通过漏斗装入已知质量的烘干比重瓶中,然后在分析天平上称得瓶加土的质量(),减去瓶的质量即得土粒质量ms。3、煮沸(或抽气)排气(1)煮沸排气:注纯水于盛有土样的比重瓶中至半满;轻摇比重瓶,使土粒分散;将瓶置于沙浴上煮沸,煮沸时间自悬液沸腾起,砂土不应少于30min,粘土、粉土不得少于1h,以排除气体。(2)抽气排气:将盛有土样及半满纯水的比重瓶放在真空抽气缸内,如图2-2所示;接上真空泵,真空度应接近一个大气压,直至摇动时无气泡逸出为止,时间一般不少于1h。4、测定瓶加水加土的质量若用煮沸排气法时,煮沸完毕后,取出比重瓶冷却至室温,注纯水于比重瓶中。当用长径比重瓶,应加纯水于刻度处;当用短颈比重瓶时,应注纯水至瓶口,塞上瓶塞,使多余的水自毛细管中溢出;瓶塞塞好后,瓶内不应留有空气,如有,应再加水重新塞好。然后将比重瓶置于恒温水槽内。待温度稳定和瓶内上部悬液澄清后,取出比重瓶。将瓶外水分擦干后称量,得瓶、水和土之质量mbws。5、测定瓶加水的质量倒掉瓶中悬液,洗净比重瓶,灌满纯水加盖,恒温约15min,使瓶内纯水温度与悬液的温度一致。检查瓶内有无气泡,若有,需排除;然后,擦干瓶外水分称量,得瓶加水的质量mbw。五、成果整理1、计算按下式计算土粒的比重,。(2-1)式中,ms为土粒的质量,g;mbws为瓶加水加土的质量,g;mbw为瓶加水的质量,g;Gwt为tºC时纯水的比重,可由表2-1查得。本试验须进行两次平行测定,