密度计法测颗粒级配指导书资料.docx

颗粒级配分析(密度计法) 一、目的和适用范围通过数据分析, 判断土的组成、级配性质。本试验方法使用于分析粒径小于 的细粒土,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)。二、试验原理对应于粒径小于 的细粒土,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。比重计法正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 1000cm 3 悬液内所含土粒的质量。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: t LGG d wTg wT s???????)( 10 1800 4。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 H t (称有效深度)处的密度, 并可按上述公式求出下沉至 H t 处的最大粒径 d ;同时,通过计算即可求出 H t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。三、仪器设备与试剂 1仪器设备: 1) 密度计:甲种密度计,刻度- 5~ 50 ,最小分度值为 ℃,本试验室所用密度计规格如下: 密度计(一):浮泡体积(V b): 62cm 3浮泡中心至最低刻度的距离 L 0: 10cm 标尺总长: 14cm 密度计(二):浮泡体积(V b): 66cm 3浮泡中心至最低刻度的距离 L 0: 标尺总长: 2) 量筒:内径约 60mm ,容积 1000mL ,高约 420mm ,刻度 0~ 1000mL , 准确至 10mL 。 3)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内径。 5)天平:称量 1000g ,最小分度值 ;称量 200g ,最小分度值 。 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 ℃。 9)其他:秒表,锥形瓶(容积 500mL) 、研钵、木杵、电导率仪等。 2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。 3)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。当试样中易溶盐含量大于 % 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。 3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?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, m 0=30( 1+ ?) 当易溶盐含量大于、等于 1% 时, m 0= [30 ( 1+ ?) ]/(1- ?) 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 , 通过洗筛漏斗将上部悬液过 筛转移到颗分试验用的量筒中,再加适量水搅拌,静置 1min ,再将上部悬液过 筛,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