界限含水率试验ppt课件.ppt
界 限 含 水 率 试 验,河海大学 岩土工程研究所Research Institute of Geotechnical Engineering,Hohai University,稠度：指粘性土的干湿程度或在某一含水率下抵抗外力作用而变形或破坏的能力，是粘性土最主要的物理状态指标。,一、粘性土的稠度状态,粘性土的稠度状态常用流动、软、可塑、硬等描述。,基本知识,VS,基本知识,一、粘性土的稠度状态,粘性土从一种状态过渡到另一种状态，可用某一界限含水率来区分，这种界限含水率称为稠度界限或阿太堡界限。,二、界限含水率,基本知识,液限（WL）从流动状态转变为可塑状态的界限含水率，也就是可塑状态的上限含水率；,塑限（Wp）从可塑状态转变为半固体状态的界限含水率,也就是可塑状态的下限含水率；,缩限（Ws）从半固体状态转变为固体状态的界限含水率,亦即粘性土随着含水率的减小而体积开始不 变时的含水率。,基本知识,二、界限含水率,三、塑性指数,塑性指数：液限和塑限之差的百分数值（去掉百分号）。用Ip表示，取整数。,基本知识,四、液性指数,式中：IL液性指数，以小数表示；w土的天然含水率。,基本知识,粘性土的状态可用液性指数来判别。,IL0，土处于坚硬状态；,0IL0.25，土处于硬塑状态；,IL1.0，土处于流塑状态。,基本知识,四、液性指数,0.25IL0.75，土处于可塑状态；,0.75IL1，土处于软塑状态；,液限试验原理和方法,重塑土处于液态时，在自重作用下发生流动，而处于可塑态时，必须施加外力作用才发生变形。在两种状态的分界处，土从不能承受外力向能承受一定外力过渡。试验时，给予试样一个小的外力作用，在一定的时间内，变形量达到规定值时的含水率叫做液限含水率。规范中给出了两种液限试验方法：锥式液限仪法和碟式液限仪法，并以前者为标准方法。,液限试验原理和方法,1.锥式液限仪法：锥式液限仪法用圆锥角为30o，质量为76g的不锈钢圆锥，在重力作用下，5秒钟内刺入深度为17mm时对应的试样含水率为液限含水率。我国交通部规范规定的锥式液限仪质量为100g，5秒钟内刺入深度为20mm时对应的试样含水率为液限含水率。2.碟式液限仪法：喋式液限仪法是在规定的试样碟中盛土，在土中以特制开槽器开一宽2mm的槽，以一定的能量（落高10mmm）让土样碟与硬橡胶基座碰撞，这一过程中，土向槽内流动。当槽两侧土靠拢长度为13mm，撞击次数恰为25次时，对应的试样含水率定义为液限含水率。,塑限试验原理和方法,塑限试验利用土体处于可塑态时，在外力作用下产生任意变形而不发生断裂；土体处于半固态时，当变形达到一定值（或受力较大）时发生断裂的特点。试验时给予一定外力，使试样变形达到规定值刚好出现裂缝时所对应的含水率作为塑限含水率。国标中据此给出了两种试验方法：搓滚法和液、塑限联合测定仪法，并且以后者为标准。,塑限试验原理和方法,1.搓滚法塑限试验：用手掌在毛玻璃板上搓土条，当土条直径刚好在3mm时出现裂缝，对应的含水率叫塑限含水率，这种方法是国内外大多土工试验方法所采用的方法。2.液、塑限联合测定仪法：采用与锥式液限仪完全相同的仪器，通过与搓条法对比，得到76g圆锥在5秒钟内锥尖入土深度为2mm时对应的含水率与搓条法得到的塑限接近，因此，定义76g圆锥仪在5秒钟内锥尖入土深度为2mm时对应的含水率为塑限含水率。,液塑限试验仪器,1.锥式液限仪；2.光电式液塑限联合测定仪；3.碟式液限仪；4.其他设备：毛玻璃板、调土刀、孔径为0.5mm的分析筛、凡士林、纯水、含水率试验全部设备。,液塑限联合测定法,操作步骤：,.制备试样：可采用天然含水率土样或风干土样制备。采用天然土样时，剔除大于0.5mm土粒，取代表性土样约600g，拌和均匀后分成3份，制成不同含水率的土膏，使它们的圆锥入土深度分别在34mm、79mm和1517mm，静置一段时间即可；对风干土样，过0.5mm筛，取筛下土约400g分成三份后，分别加水制成3种不同含水率的试样，3种土膏的圆锥入土深度与天然含水率土样制成的土膏相同，拌和均匀后密封于保湿缸中静置24小时；,2.将试样用调土刀调匀，密实地填入试杯中，土中不能含封闭气泡，将高出试样杯的余土用调土刀刮平，随即将试样放于仪器底座上；,液塑限联合测定法,操作步骤：,3.取圆锥仪，在锥尖涂以极薄凡士林，接通电源，使磁铁吸稳圆锥仪；,4.调节屏幕基线，使初始读数于零刻线处。调节升降座，使圆锥尖刚好接触土面，放开圆锥仪，圆锥仪在自重作用下插入土中，经过秒钟后测读圆锥仪下沉深度，取出试样杯，挖去锥尖入土处有凡士林的土，取锥体附近的试样不少于10g放入铝盒内测定含水率（取两个铝盒的试样）；,5.重复步骤2、3、4，进行另外两个试样的圆锥入土深度h和对应含水率的测试；,6.以含水率为横坐标（对数坐标）入土深度h为纵坐标（对数坐标），绘制h 关系线，并用直线拟和。在图上查得入土深度为2mm对应得含水率即为塑限，入土深度为17mm（或10mm）对应得含水率即为液限。,锥式液塑仪法液限试验,操作步骤：,.制备试样：可采用天然含水率土样或风干土样制备。采用天然土样时，剔除大于0.5mm土粒，取代表性土样约200g拌和均匀；对风干土样，过0.5mm筛，取筛下土约200g加水至液限附近，拌和均匀后密封于保湿缸中静置24小时；,2.将试样用调土刀调匀，密实地填入试杯中，土中不能含封闭气泡，将高出试样杯的余土用调土刀括平，随即将试样放于仪器底座上；,3.用手拿稳液限仪，锥尖刚好接触土面，松手后5秒时观看锥尖入土深度h，若76g锥入土深度h刚好为17mm时，自试杯中取土进行含水率试验，测定的含水率为液限L；,4.进行两次平行试验，当两次测定的液限含水率差值小于2%时，取平均值作为该土样的液限。,碟式仪法液限试验,操作步骤：,1.制备试样：同联合测定仪法，制成35份不同含水率的土膏，要求击数N在1520击、2327击、3035击范围内各有一点；,2.将一份试样用调土刀调匀后，平铺于土碟的前半部，使最厚处土样厚10mm；,3.用划刀自后至前沿土碟中央将试样划成槽缝清晰的两半。以每秒钟两转的速率转动手柄，使土碟反复起落，坠于底座上，数记击数，直到试样两侧在槽底的合拢长度为13mm为止。记录这时的击数，并在槽的两边各取一土样，测定其含水率；,操作步骤：,4.取另外不同含水率试样，重复步骤2、3，得到3至5组合拢长度为13mm对应的击数Ni和对应的含水率i，作N关系曲线自图上得到击数N=25对应的含水率即为液限；,碟式仪法液限试验,搓滚法塑限试验,操作步骤：,1.制备试样：试样要求基本同液限试验，但制样含水率较低，使其在塑限左右，判断方法为：试样在手中捏揉而不粘手，或用吹风机稍稍吹干时，用手捏扁即出现裂缝，则表示该试样含水率在塑限附近；,2.取试样一小块，先用手搓成椭圆形，然后用手掌在毛玻璃板上轻轻搓滚，搓滚时手掌均匀施加压力于土条上。搓条时注意：不能使土条在毛玻璃板上无力滚动，土条长不宜超过手掌宽度，不能使土条出现中空现象；,搓滚法塑限试验,操作步骤：,3.若土条刚好搓至直径3mm时出现裂缝时，该土条的含水率定义为塑限。若土条直径达到3mm而未出现裂缝，表明试样含水率高于塑限，这时，将土条捏成土团后按步骤继续搓条。若土条直径大于3mm即出现裂缝时，表明该试样的含水率低于塑限，换其它试样按步骤2继续搓条（可向试样加少量的水）。取合格的土条35g为一组，进行含水率试验；,4.平行进行两次塑限试验，当两次测定的含水率差值小于1%时，取平均值作为该土的塑限。,液塑限试验注意事项,1.土工试验方法标准（GB/T501231999）和水利部土工试验规程（SL2371999）均将液限、塑限联合测定法作为首选液塑限试验方法；,2.土工试验方法标准（GB/T501231999）中同时保留了两个液限L17和L10，公路标准又定义了一个不同的液限100g圆锥入土深度20mm对应的L20。在土的分类时应注意区分，不同的液限、塑限试验方法有不同的土的分类界线；,3液限、塑限试验成果据国内不同单位比较试验，即使相同的试验方法，也有较大的分散性，前面讲的平行试验含水率差值是指同单位，同试验者得出，主要为含水率测试误差；,4国际上，不同国家的液限、塑限试验方法和规定标准有差异，参考成果时，一定要先熟悉其试验标准。,液塑限的应用,1粘性土的分类2划分粘性土的状态3评价土的承载力4估计土的最优含水量5估算土的力学性质,结束,联合测定仪,锥式液限仪,碟式仪,
