比重试验解析ppt课件.ppt

比 重 试 验,基本知识,土粒比重：土粒的质量（或重量）与同体积4时纯水 的质量（或重量）之比。为无量纲单位。,式中：s土粒的密度，即土粒单位体积的质量；（w）44时纯水的密度，1g/cm3（w）44时纯水的重度。,试验原理,土粒比重是土在105110下烘至恒重，当土中有机质含量超过5时，采用6570的温度烘干至恒重时土粒质量与同土粒体积相同的4纯水质量的比值。,土粒比重测试包括测量土粒质量ms、土粒体积Vs和水温三个参数。因为土粒质量ms和水温易于测量，所以本试验集中介绍测试土粒体积的方法。,试验原理,土粒体积采用排开液体体积（一般为纯水，对于有机质土用煤油等中性液体）方法测试。根据测试过程中使用的手段不同，分为下述三种试验方法：,1.比重瓶法：适用于粒径小于5mm的土；,2.浮称法：适用于粒径大于等于5mm且粒径大于20mm的土粒含量小于10%的土；,3.虹吸筒法：适用于粒径大于等于5mm且粒径大于20mm的土粒含量大于等于10的土；,当土体中既含粒径大于5mm土粒，又有小于5mm土粒时，先筛析，然后分别测定。,比重瓶法,仪器设备：,1.比重瓶：容积100（或50）mL，分长颈和短颈两种；2.天平：称量200g，感量0.001g；3.辅助设备：砂浴，恒温水槽，真空抽气设备，温度计（量程050），4.烘箱，纯水，中性液体（如煤油等），孔径2mm及5mm分析筛，漏斗，滴管等。,比重瓶法,操作步骤：,1.一般土的比重用纯水测定，当土中含有可溶盐、亲水性胶体或有机质时，须用中性液体（如煤油）测定；,2.将比重瓶烘干，称得瓶质量m0。装烘干土约15g放入100mL比重瓶内（或约10g土入50mL比重瓶内），称瓶加土粒质量m1；,3.为排除土中的空气，将已装有干土的比重瓶，注纯水至瓶的一半处，摇动比重瓶，并将比重瓶放在砂浴上煮沸。煮沸时间自悬液沸腾时算起，砂土应不少于30分钟，粘土及粉土不少于1小时。煮沸时应注意不使悬液溢出瓶外；,4.对于煮沸时易跳出的砂土及用中性液体做试验时不能用煮沸法排气的情况，可用真空抽气法代替煮沸法排除土中空气。抽气时真空度须接近一个大气压，从达到近一个大气压的稳定值算起，抽气时间一般为12小时，直至悬液内无气泡逸出时为止；,比重瓶法,操作步骤：,5.将煮沸经冷却的纯水（或抽气后的中性液体）注入比重瓶，对长颈瓶注水至略低于瓶的刻度处，然后用滴管调整液面至刻度处。对短颈比重瓶，加水（或中性液体）至近满，待瓶上部悬液澄清，塞好瓶塞，使多余水分自瓶塞毛细管中溢出。擦干瓶外水分后，称瓶、水、土总质量m2，准确至0.001g。测量瓶内水温，准确至0.5；,6.根据测定的水温，由已绘制的温度与瓶水总质量关系曲线中查出瓶、水总质量m3。如果无此曲线，则立即倾去悬液，洗净比重瓶，注入与试验同温度的纯水至相同刻度处，称瓶水总质量m3；,比重瓶法,操作步骤：,7.按下式计算土粒比重：,8.本试验须平行测定两次，平行差小于0.02时，取其算术平均值。,比重瓶法,比重瓶校准操作步骤：,1.将比重瓶洗净、烘干，置于干燥器内冷却后称量比重瓶的质量，准确至0.001g。,2.将煮沸经冷却的纯水（或抽气后的中性液体）注入比重瓶，对长颈比重瓶注水至略低于瓶的刻度处，然后用滴管调整液面至刻度处。对短颈比重瓶，加水（或中性液体）至满，塞好瓶塞，多余水自瓶塞毛细管中溢出。将比重瓶放入恒温水槽直至瓶内水温稳定。取出比重瓶，擦干瓶外水后，称瓶、水总质量，准确至0.001g。测量恒温水槽内水温，准确至0.5；,3.调节恒温水槽内的温度，温度差宜为5，测定不同温度下的瓶、水总质量。每个温度时均应进行两次平行测定，两次测定的瓶、水总质量的差值不得大于0.002g，取两次测定的平均值做为该温度下的瓶、水总质量，绘制温度与瓶、水总质量的关系曲线；,比重瓶法,比重瓶校准操作步骤：,温度（）,浮称法,仪器设备：,1.孔径小于5mm的铁丝筐，直径约1015cm，高约1020cm；2.盛水容器：尺寸应大于铁丝筐；3.浮称天平：称量2000g，感量0.5g；4.辅助设备：烘箱、温度计、孔径5mm及20mm的分析筛等。,浮称法,操作步骤：,1.取代表性土样5001000g，彻底冲洗，使表面无尘土和其它污物；,2.将试样浸在水中一昼夜后取出，立即放入铁丝筐，缓缓浸没于水中，并在水中摇晃，直至无气泡溢出为止；,3.称铁丝筐和试样在水中总质量，得到m2；,4.取出试样烘干、称量，得到干土质量ms；,5.称铁丝筐在水中质量，得到m1，并立即测量容器中水的温度，精确至0.5；,浮称法,操作步骤：,6.按下式计算土粒比重：,7.本试验须平行测定两次，平行差小于0.02时，取其算术平均值。,虹吸筒法,仪器设备：,1.虹吸筒：2.天平：称量1000g，感量0.1g；3.量筒：容积应大于500mL；4.辅助设备：烘箱、温度计、孔径5mm及20mm的分析筛等。,虹吸筒法,操作步骤：,1.取代表性土样7001000g，彻底冲洗，使表面无尘土和其它污物；,2.将试样浸在水中一昼夜后取出，晾干（或用布擦干）表面水分，称量得到晾干试样质量m1，称量筒质量m0；,3.注清水入虹吸筒，至管口有水溢出时停止注水。待管口不再有水流出后，关闭管夹，将试样缓缓放入虹吸筒中，边放边搅，至无气泡溢出时为止，搅动时勿使水溅出筒外；,4.待虹吸筒中水面平静后，开管夹，让试样排开的水通过虹吸管流入量筒中。称量筒加水质量m2，量测筒内水温，准确至0.5；,虹吸筒法,操作步骤：,5.取出虹吸筒内试样，烘干、称量得到土粒质量ms；,6.按下式计算土粒比重：,7.本试验须平行测定两次，平行差小于0.02时，取其算术平均值。,注意事项,1.注意三种比重试验方法的不同适用范围。当土体存在大于20mm到小于5mm粒径均匀分布时，将土过5mm筛，分成大于5mm和小于5mm的两个粒组，采用其中两个方法联合测定，然后按下式计算土粒比重：,2.规范中规定粒径大于5mm的土，当粒径大于20mm的颗粒超过10%时，用虹吸筒法。这是基于机械天平的精度和量程，现在已有称量10kg，感量0.1g的电子天平。因此，建议使用浮称法测试粒径大于5mm土的土粒比重，摒弃操作复杂、精度较低的虹吸筒法。,3.比重测试过程中各测量数字要有四位有效数字。水的比重取小数点后三位，它可以看作四位有效数字。,注意事项,4.土粒比重测试误差主要由以下因素引起：试样的代表性，试样的排气，液体比重，水温量测，质量测试几个方面引起，在试验前和操作过程中应加以注意。特别是浮称法和虹吸法测量时，由于需将细粒土洗净，因此，只适合于测量不含细粒土的粗粒土比重。实际操作表明，虹吸法不易掌握，测试的随机误差较大，建议尽量少使用或者摒弃不用。,结束,