密度计法测颗粒级配指导书.doc

颗粒级配分析（密度计法）
目的和适用围
通过数据分析，判断土的组成、级配性质。
，具体方法步骤参照《土工试验方法标准》（GBT 50123-1999）、（公路土工试验规程）（JTG E40-2007）及材料（第2版公路工程试验检测人员考试用书）。
试验原理
，采用比重计法。小球体在水中下沉时满足：①小球体在水中沉降的速度是恒定的；②小球体沉降速率与球体直径d的平方成正比。比重计是利用这一原理来进行颗粒分析的。
密度计是测定液体密度的仪器。它的主体是个玻璃浮泡，浮泡下端有固定的重物，使密度计能直立地浮于液体中；浮泡上为细长的刻度杆，其上有刻度数和读数。目前，使用的有甲种密度计和乙各密度计两种型号，本试验采用甲种密度计。甲种密度计刻度杆上的刻度单位表示20℃时每1000cm3悬液所含土粒的质量。由于受实验室多种因素的影响，若悬液温度不是20℃时悬液的密度（或土粒质量），必须将初读数经温度校正；此外，还需进行弯液面校正、刻度校正、分散剂校正。
本试验采用斯托可斯公式来求土粒在静水中沉降速度；密度计法是通过测定土粒直沉降速度后求相应的土粒直径，如下式所示：。各符号见操作步骤中说明。
已知密度的均匀悬液在静置过程中，由于不同粒径土粒的下沉速度不同，粗、细颗粒发生分异现象。随粗颗粒不断沉至容器底部，悬液密度逐渐减小。密度计在悬液中之沉浮决定于悬液之密度变化。密度大时浮得高，读数大；密度小时浮得低，读数小。若悬液静置一定时间t后，将密度计放入盛有悬液的量筒中，可根据密度计刻度杆与液面指示的读数测得某深度
Ht（称有效深度）处的密度，并可按上述公式求出下沉至Ht处的最大粒径d；同时，通过计算即可求出Ht处单位体积悬液中直径小于d的土粒含量，以及这种土粒在全部土样中所占的百分含量。由于悬液在静置过程中密度逐渐减小，相隔一段时间测定一次读数，就可以求出不同粒径在土中之相对含量。
仪器设备与试剂
仪器设备：
1）密度计：甲种密度计，刻度－5～50，最小分度值为0. 5℃，本试验室所用密度计规格如下：
密度计（一）：浮泡体积(Vb)：62cm3
浮泡中心至最低刻度的距离L0：10cm
标尺总长：14cm
密度计（二）：浮泡体积(Vb)：66cm3
浮泡中心至最低刻度的距离L0：
标尺总长：
2）量筒：径约60mm，容积1000mL，高约420mm，刻度0～1000mL，准确至10mL。
洗筛：孔径0. 075mm。
4）洗筛漏斗：上口直径大于洗筛直径，下口直径略小于量筒径。
5）天平：称量1000g，最小分度值0. 1g；称量200g，最小分度值0. 01g。
6）搅拌器：轮径50mm，孔径3mm，杆长约450mm，带螺旋叶。
7）煮沸设备：附冷凝管装置。
8）温度计：刻度0～50℃，最小分度值0. 5℃。
9）其他：秒表，锥形瓶(容积500mL)、研钵、木杵、电导率仪等。
试剂：
1） 4%六偏磷酸钠溶液：溶解4g六偏磷酸钠于100mL水中。
2） 5%酸性***银溶液：溶解5g***银于100mL的10%***溶液中。
5%酸性***化钡溶液：溶解5g***化钡于100mL的10%盐酸溶液中。
2 试验步骤
1 试验的试样，宜采用风干试样。%时，应洗盐。具体方法步骤详见《土工试验方法标准》GBT 50123-1999。
2 称取具有代表性风干试样200—300g，过2mm筛，求出筛上试样占试样总质量的百分比。取筛下土测定试样风干含水率。
将土样拌和均匀，称取30g的风干土样作为试样，当采用天然含水量为w土样作为试样时，按下式计算所需湿土质量：为30g的风干试样质量按下式计算：
当易溶盐含量小于1%时，
m0＝30（1+）
当易溶盐含量大于、等于1%时，
m0＝[30（1+）]/（1-w）
4 将风干试样或洗盐后在滤纸上的试样，倒入500mL锥形瓶，注入纯水200mL，浸泡过夜，然后置于煮沸设备上煮沸，煮沸时间宜为40min。
5 试验冷却后，搅拌，静置1min，，再加适量水搅拌，静置1min，，如此重复清洗（每次清洗，最后所得悬液不得超过1000mL）直至锥形瓶中上部悬液清澈。向量筒中加入4％六偏磷酸钠10mL，再注入纯水至1000mL。
6 将搅拌器放入量筒中，沿悬液深度上下搅拌1min，取出搅拌器，立即开动秒表，将密度计放入悬液中，测记0. 5、1、2、5、15、30、60、120和1440min时的密度计读