《土工试验演讲》PPT课件.ppt

铁路工程土工试验,一、土工试验有关标准二、土工试验项目三、土的工程分类 四、土的组成及基本物理指标五、土工试验方法 六、路基填料试验和压实质量检测七、高速铁路(客运专线)土工试验 习题114 习题50,一、土工试验有关标准1,1、铁路路基设计规范 TB10001-2005 2、铁路路基施工规范 TB10202-20023、铁路路基工程施工质量验收标准 TB10414-20034、铁路站场工程施工质量验收标准 TB10423-20035、铁路工程地质勘查规范 TB10012-20016、铁路工程物理勘探规程 TB10013-20047、铁路工程地质钻探规则 TB10014-19988、铁路工程地质原位测试规程 TB10018-20039、客运专线铁路路基工程施工质量验收暂行标准 铁建设2005160号10、客运专线基床表层级配碎石暂行技术条件 科技基2005101号,一、土工试验有关标准2,11、客运专线铁路路基工程施工技术指南 TZ212-200512、铁路工程岩土分类标准 TB10077-200113、关于发布铁路工程岩土分类标准和铁路工程地质勘查规范两项标准局部修订条文的通知 铁建设2004148号14、铁路工程土工试验规程 TB10102-200415、铁路工程岩土化学分析方法 TBJ103-198716、变形模量Ev2检测规程(试行)铁建设2005188号17、铁路碎石道碴试验方法 TB/T2328.118-1992,二、土工试验项目,1、室内实验项目、物理性能试验：含水率，密度，颗粒密度，界限含水率，颗粒分析，渗透，击实试验、砂的相对密度：最大干密度，最小干密度、土的变形试验：固结，压缩，湿陷性，膨胀性、土的强度试验：直接剪切，三轴压缩，无侧限抗压强度、土的化学性能试验：矿物鉴定，有机质，易溶盐、级配碎石试验：粒径级配，破碎面，磨耗率，硫酸钠浸泡损失率，液塑限，粘土团及杂质，颗粒密度。、改良土：液塑限，颗粒分析，击实，含灰剂量，无侧限抗压强度。,二、土工试验项目,2、路基压实质量检测项目、压实密度、含水率,用于计算压实系数K、孔隙率n、相对密度Dr。常用环刀法、灌砂法、灌水法、气囊法、核子射线法。、地基系数K30、动态变形模量Evd、静态变形模量Ev2,二、土工试验项目,3、原位测试项目、静力载荷试验、静力触探试验、动力触探试验、标准贯入试验、十字板剪切试验、旁压试验 讲义 PS曲线 直剪图,二、土试验项目 练习题1,1-23.(填空)土的抗剪强度可以用库仑公式(f=tg+C)表达，其中()表示摩擦角，(C)表示凝聚力。1-24.(填空)土直剪试验中剪切方法有(快剪)、(固结快剪)、(慢剪)。1-25.(填空)土压缩试验中常用的压缩试验指标有(压缩系数)、(压缩模量)、(先期固结压力)。1-26.(填空)黄土湿陷性是指黄土在(荷载)、(水)共同作用下产生的变形。,二、土试验项目 练习题2,1-27.(填空)用动力触探确定地基承载力，轻型动力触探的锤重为(10)kg，以贯入深度每(30)cm的锤击数计；重型动力触探的锤重为(63.5)kg，以贯入深度每(10)cm的锤击数计。1-28.(填空)静力触探试验中单桥静力触探头可测得(比贯入阻力)。2-17.(单选)标准贯入试验中，其装置的锤重为(C)A.4.5kg B.2.5kg C.63.5kg D.100g,二、土试验项目 练习题3,2-18.(单选)土的压缩试验中试样体积的变化是：(C)A.空气体积压缩 B.水体积压缩 C.孔隙体积的减小 D.土颗粒体积压缩3-22.(多选)土工原位测试试验有：(CD)A.击实试验 B.压缩试验C.十字板剪切试验 D.标准贯入试验4-1.(判断)一般对粘性土地基用液性指数和天然孔隙比确定地基的容许承载力。(),三、土的工程分类,工程土按用途分主要有两种：一种是作为建筑物地基的原状土；另一种是作为建筑材料的扰动土。1、我国土的工程分类标准2、铁路工程桥涵地基与基础土的分类 3、铁路工程路基填料的分类,1、我国土的工程分类标准有：,.国家标准土的工程分类标准GB 50145-2007；电子文档 土工试验方法标准GB/T50123-1999.水利部土的工程分类 SL237-001-1999；.交通部公路土工试验规程JTG E40-2007；电子文档 公路桥涵地基与基础设计规范JTG D63-2007 电子文档.铁道部铁路工程岩土分类标准TB10077-2001；铁路工程土工试验规程 TB10102-2004 电子文档 铁路路基设计规范TB10001-2005 电子文档.铁建设2004148号文,2、铁路工程桥涵地基与基础土的分类,1）.一般土.按颗粒形状、级配、塑性指数分类.按密实程度分类.按潮湿程度分类 2）.特殊土.黄土.红粘土.膨胀土.软土.盐渍土.填土,3、铁路工程路基填料的分类,铁路路基填料分类是根据原铁路路基设计规范 TB10001-99中的“填料分类”为基础，进行了局部的修订，在“一级定名”上与铁路工程岩土分类标准 TB10077-2001进行了统一，并以铁建设2004148号文发布。.巨粒土、粗粒土(包括砂类土)：按P500表17.27进行定名和分组.细粒土：按 P503表17.28进行定名和分组讲义,三、土分类 练习题1,5-1.(问答)铁路工程土的分类标准，砂粒、粉粒、粘粒的含义是什么？答：砂粒：粒径0.075mmd2mm的颗粒；粉粒：粒径0.005mmd0.075mm的颗粒；粘粒：粒径d0.005mm的颗粒。,三、土分类 练习题2,5-2.(问答)铁路路基填料巨粒土、粗粒土和砂类土，他们是怎样分类的？需要做什么试验？答：粒径大于60mm颗粒的质量超过总质量的50%的土称为巨粒土；粒径大于0.075mm颗粒的质量超过总质量的50%的土称为粗粒土；砂类土是粗粒土的一种，其大于2mm颗粒的质量不超过总质量的50%。巨粒土、粗粒土(包括砂类土)的分类定名，需做颗粒分析试验，然后根据颗粒形状、细粒含量、颗粒级配、抗风化能力等确定。对于块石土必要时要做岩石抗压强度试验。,三、土分类 练习题3,5-3.(问答)铁路路基填料细粒土是怎样分类的？需要做那些试验？答：细粒土包括粉土、粘性土和有机土。粉土是塑性指数Ip10,且粒径大于0.075mm颗粒的质量不超过50%的土。需通过颗粒分析试验和液塑限试验确定。粘性土根据土的塑性指数和液限含水率分类定名，需做液塑限试验确定。有机土需做有机质含量试验，当有机质含量大于5%时定名为有机土。,三、土分类 练习题4,5-4.(问答)路基填料分类中“细粒含量”的含义是什么？答：细粒含量是指d0.075mm的质量占总质量的百分数。,三、土分类 练习题5,5-5.(问答)路基填料分类中颗粒级配“良好”与“不良”是怎样区分的?？答：良好：Cu5且Cc=13 不良：Cu5且Cc13 其中：Cu-不均匀系数，Cu=d60/d10；Cc-曲率系数，Cc=d230/(d10d60)式中：d60、d30、d10分别为颗粒级配曲线上相应于60%、30%、10%含量颗粒的粒径。,三、土分类 练习题6,5-6.(问答)路基填料分类中硬块石与软块石是怎样区分的？答：硬块石：单轴饱和抗压强度Rc30MPa的块石；软块石：单轴饱和抗压强度Rc 30MPa的块石。,三、土分类 练习题7,5-7.(问答)细粒土填料分类标准规定液限含水率试验采用圆锥仪法，圆锥仪总质量多少？入土深度多少？答：圆锥仪总质量为76g,入土深度10mm。,三、土分类 练习题8,5-8.(问答)土样定名时，如果同时符合2个或2个以上名称时，怎样处理？答：应根据粒径分组，由大到小，以最先符合者确定。,四、土的组成及基本物理指标,1、土的三相体概念2、土的基本物理指标及换算关系讲义,1、土的三相体概念,土是由固体颗粒、水分和空气三相组成。其中每种成分的质量、体积的相对比例有所增减，都会引起土的物理力学性质的变化。下图是土的三相图。当土中的水分为零时，土中有固体颗粒和空气两相组成。当土处于水下或土吸水饱和时，土中有固体颗粒和水两相组成。土中不可能既没有空气，也没有水，而成为一相体。,土的三相图,空气,水,土粒,体积,质量,Vv,V,Vw,Vs,Va,m,ms,ma,mw,mv,2、土的基本物理指标及换算关系,土的基本物理指标有九项,他们是：.密度；.颗粒密度；.含水率；.孔隙比；.孔隙率；.饱和度；.干密度；.饱和密度；.浮密度。其中前三项是直接检测出来的，后六项是计算出来的。,.密度,单位体积土的质量（包括孔隙中水的质量在内）称为土的密度（g/cm3）。,.颗粒密度s,土体内的固体颗粒质量与颗粒体积之比值，称为颗粒密度（g/cm3）。,.含水率w,土中水的质量与土固体颗粒质量的比值称为土的含水率，以百分数计。,.孔隙比e,土中的孔隙体积与土固体颗粒体积的比值称为孔隙比。,.孔隙率n,土中的孔隙体积与全部体积之比称为孔隙率。,.饱和度Sr,土中水分所占体积与全部孔隙所占体积之比，称为饱和度（%）。,.干密度 d,表示单位体积内土粒的质量（g/cm3）。,.饱和密度sr,当土体的孔隙完全为水所充满时，土体的密度（g/cm3）,.浮密度,表示地下水位以下的土体，且它的孔隙完全为水所充满，但又整个受到地下水的浮力作用。因此有：例子 公式 公式推导举例,四、土组成 练习题1,1-1、(填空)一般情况下，土是由（土粒）、（水）、（空气）三相组成。2-1、(单选)土粒比重的定义式为：(A)A、B、C、D、,四、土组成 练习题2,2-2、(单选)干密度的定义为：（B）A、B、C、D、2-3、(单选)土粒比重的单位是：（C）A、kN/m3 B、kg/m3 C、无 D、kPa,四、土组成 练习题3,2-4、(单选)铁路标准规定对于砾石土、碎石土和级配碎石，采用（A）计算孔隙率n。A、颗粒密度 B、毛体积密度 C、表观密度 D、堆积密度 3-1、(多选)土可能由（BC）组成。A、单相体 B、两相体 C、三相体 D、四相体,四、土组成 练习题4,3-2、(多选)在土的三相体比例指标中，可以直接测出的指标有（ACD）A、密度 B、干密度 C、颗粒密度 D、含水率4-2、(判断)孔隙率n是土样中的孔隙体积占土样总体积的百分率。（）4-3、(判断)土中的空气体积为零时，土的密度最大。（）,四、土组成 练习题5,6-1、(计算)已知土样面积30cm2，高2cm，湿土质量128.8g，含水率W13.6%，土的颗粒密度s2.71g/cm3，求该土样的孔隙比e、孔隙率n和饱和度Sr。解：计算体积:总体积=302=60 cm3 干土质量：128.8/(1+0.136)=113.4g 土粒体积：113.4/2.71=41.8cm3 空隙体积：60-41.8=18.2cm3 水的质量：113.413.6%=15.4g 水的体积：15.4cm3 计算参数:孔隙比e=空隙体积/土粒体积=18.2/41.8=0.44 孔隙率n=空隙体积/总体积=18.2/60=0.303=30.3%饱和度Sr=水的体积/空隙体积=15.4/18.2=0.846=84.6%,四、土组成 练习题6,6-5、客运专线路基基床底层用碎石土填筑，室内测定填料的颗粒密度为2.75g/cm3,毛体积密度为2.69g/cm3，现场测定压实后的干密度分别为：2.20、2.15、2.10、2.05、2.00、1.95g/cm3，要求孔隙率n28%不合格,五、土工试验方法,本次培训重点介绍以下检测项目 1、含水率 7、击实 2、密度 8、改良土 3、颗粒密度 9、K30 4、颗粒分析 10、Evd 5、界限含水率 11、Ev2 6、相对密度,5.1、含水率,、试验目的：土的基本物理指标之一，是计算干密度、孔隙比、饱和度、液性指数等指标的基本数据，用于评价土的工程性质。、检测方法及其适用范围：烘干法(适用于各种土)酒精燃烧法（适用于除含有机质和含结晶水的土）碳化钙减量法（适用于细粒土）核子射线法(原位测定细粒土及砂类土),5.1、含水率,、烘干法数据处理：=(m-ms)/ms100%式中：含水率，%；计算至0.1%m湿土质量，g，称量至0.01g ms干土质量，g，称量至0.01g,5.1、含水率,、平行试验允许偏差：砂类土及细粒土：含水率10%为 0.5%；含水率1040%为1%；含水率40%为2%。碎石土：含水率 10%为 1%；含水率1040%为2%；讲义,5.1含水率 练习题1,3-3、(多选)含水率测定的方法有(ABC)A、烘干法 B、酒精燃烧法 C、碳化钙法 D、比重法4-4、(判断)现场平行测定细粒土的含水率为26.5%及27.9%，则含水率的平均值为：27.2%。(),5.1含水率 练习题2,5-9、(问答)常用的测试含水率的方法有哪些？并说明各自的适用范围。答：1、烘干法(适用于各种土)2、酒精燃烧法（适用于除含有机质和含结晶水的土）3、碳化钙法（适用于细粒土）4、核子射线法(原位测定细粒土及砂类土),5.2、密度,、试验目的：测定土的密度，用于计算土的干密度d、压实系数K、孔隙比e、孔隙率n、饱和度Sr等指标。、检测方法及适用范围：a、环刀法：适用于粉土和粘性土。b、蜡封法：适用于环刀难以切削并易碎裂的土。c、灌砂法、气囊法：适用于现场测定最大粒径小于20mm的土密度。d、灌水法：适用于现场测定最大粒径小于60mm的土密度。e、核子射线法：适用于现场测定填料为细粒土、砂类土的压实密度。,5.2、密度,、灌砂法的测试步骤1.选择适宜的灌砂筒；2.标定灌砂筒下部圆锥体内砂的质量；3.标定量砂的单位质量；4.在试验地点选择平坦表面，打扫干净；5.将基板放在干净的表面上，沿中心凿洞，凿出的材料放入塑料袋，该层材料全部取出后，称总质量。6.从材料中取样，放入铝盒，测定其含水率；7.将基板放在试坑上，将灌砂筒安放在基板中央（筒内砂质量已知），打开开关，让砂流入试坑内，不再流时，关闭开关，小心取走灌砂筒，称剩余砂的质8.计算压实度。,5.2、密度,、灌砂法注意事项a.允许偏差：两次平行误差不得超过0.03g/cm3。b、灌砂筒下部圆锥体内砂的质量必须进行标定；标准砂的密度也必须进行标定，并保持干燥状态，受潮或重新进样必须重新标定。c、灌砂法测试表面必须清理干净、平坦；试坑必须垂直，不能鼓肚。讲义,5.密度 练习题1,2-5、(单选)灌砂法测定土的密度之前，要求标定的内容有（C）。A、一项 B、二项 C、三项 D、四项3-4、(多选)密度测定方法有（ABD）A、环刀法 B、腊封法 C、比重法 D、灌砂法4-5、(判断)灌砂法测定密度应进行两次平行测定，两次测定的差值不得大于0.05g/cm3。（）,5.密度 练习题2,6-6、灌砂法测试压实密度，已知灌入的砂重1200g，量砂的单位重为1.35g/cm3，挖出的湿土重1750g，含水率18.0%。请计算和d。解：试坑的体积：1200/1.35=888.9cm3 密度：=1750/888.9=1.97g/cm3 干密度：d=1.97/(1+0.18)=1.67g/cm3,5.3、颗粒密度,、检测目的：测定土的颗粒密度，用于计算土的孔隙比、孔隙度、饱和度等指标。（土体内固体颗粒质量与颗粒体积之比值，即为颗粒密度）、检测方法及适用范围：a、比重瓶法：粒径小于5mm的土；b、浮秤法：粒径大于、等于5mm的土，且其中大于20mm的颗粒含量应小于总土质量的10%。c、虹吸法：粒径大于、等于5mm的土，且其中大于20mm的颗粒含量应大于总土质量的10%。d、当土中含有小于5mm和大于5mm的颗粒时，则分别用比重瓶法、浮秤法或虹吸法测定不同粒径的颗粒密度，然后计算平均颗粒密度。,5.3、颗粒密度,、比重瓶法测定颗粒密度的步骤、比重瓶法测定颗粒密度的注意事项 a.应使用精度不低于0.001g的分析天平称量；b.试验用水应为蒸馏水；c.比重瓶应进行准确的校正，使用Excel绘制温度-瓶水质量关系曲线，并求出回归方程；d.试样在煮沸的过程中应防止悬液溢出；e.如试样中含有可溶盐、亲水性胶体或有机质，应改用中性液体(如煤油)，并用抽气法排气。比重瓶校准,5.3、颗粒密度,、浮秤法测定颗粒密度的步骤讲义,5.3颗粒密度 练习题1,5-10、(问答)检测土的颗粒密度的目的是什么？答：测定土的颗粒密度，用于计算土的孔隙比、孔隙率、饱和度等指标。5-11、(问答)颗粒密度的常规检测方法有哪些？各适用于什么土？答：比重瓶法-适用于粒径小于5mm的土；浮秤法-适用于粒径大于、等于5mm的土，且其中大于20mm的颗粒含量应小于总土质量的10%。虹吸法-适用于粒径大于、等于5mm的土，且其中大于20mm的颗粒含量应大于总土质量的10%。,5.3颗粒密度 练习题2,5-12、(问答)当土中既含有小于5mm的土也含有大于5mm的土时，土的颗粒密度应怎样测定？答：小于5mm的土用比重瓶法测定；大于5mm的土用浮秤法或虹吸法测定；平均颗粒密度按下式计算：sm=1/(P1/s1+P2/s2),5.4、颗粒分析,试验目的：测定土的粒径级配，为土的分类定名以及应用提供依据。检验方法和适用范围：筛析法：60mm，0.075mm的土 密度计法或移液管法：0.075mm的土 当土中含有大于或小于0.075mm的土各超过总质量的10%时，应联合使用筛析法和密度计法或移液管法。重点掌握筛析法和密度计法,5.4、颗粒分析,.筛析法注意事项:a.取样数量依据粒径大小按表17.33确定。b.2mm之上用粗筛，2mm之下用细筛。当其中之一小于10%时，可以省略。c.对于无粘聚性的土可直接用干筛；对于含有黏土粒的砂类土，必要时用水筛。d.当小于0.075 mm试样质量超过10时，应用密度计法测定小于0.075mm的颗粒组成。e.绘制颗粒级配曲线，计算Cu、Cc。,5.4、颗粒分析,.密度计法注意事项 a.密度计应进行温度校正 b.专用1000ml量筒,与密度计配套 c.正确选用分散剂(一般用氨水)pH7.5(NaPO3)6 六偏磷酸钠 d.绘制颗粒级配曲线，计算Cu、Cc。,5.4、颗粒分析,在半对数坐标纸上绘制粒径分布曲线 计算：不均匀系数Cu=d60/d10 曲率系数Cc=d230/(d60*d10)d10、d30、d60分别为颗粒级配曲线上10%、30%、60%含量的粒径。判定级配：级配良好：Cu5，且Cc13；否则为级配不良。讲义 密度计校准,5.4颗粒分析 练习题1,1-2、(填空)土颗粒分析试验常用的方法包括（筛析法）、（密度计法）、（移液管法）。1-3、(填空)评价土的级配指标有（不均匀系数）和（曲率系数），前者的定义式为（Cu=d60/d10），后者的定义式为（Cc=d230/(d60*d10)）。2-6、（单选）以X表示小于某粒径的试样质量占试样总质量的百分数，以d表示土粒直径。土的颗粒分析数据表示在（D）图形上。A、Xd B、lgXd C、lgXlgd D、Xlgd4-6、(判断)土颗粒分析筛析法适用于小于或等于60mm，大于0.075mm的土。（）,5.4颗粒分析 练习题2,6-4、颗粒分析试验中，从级配曲线上求得d60=8.3mm，d30=2.4mm，d10=0.55mm，试判断该土样级配的好坏。解：Cu=8.3/0.55=15.1 Cu5Cc=2.42/（8.3*0.55）=1.26 Cc在13之间级配良好。,5.5、界限含水率,概述 a.液限WL。b.塑限WP。c.塑性指数。Ip=WL-WP,d.液性指数。IL=（W-WP）/（WL-WP）e.缩限。,5.5、界限含水率,试验的目的：根据WL、WP计算Ip、IL，为土的分类、工程设计、施工提供依据。适用范围：粒径0.5mm，有机质5%。检测方法：液限：联合测定法、碟式仪法 塑限：联合测定法、搓条法联合测定法仪器设备：试锥76g,锥角30。,5.5、界限含水率,试验结果整理：以含水率为横坐标，圆锥下沉深度为纵坐标，在双对数坐标纸上绘制如图的关系曲线。三点应连成一条直线，如图中A线所示。当三点不在一条直线上，则通过高含水率这一点与其余二点连成二条直线，在圆锥下沉深度为2 mm处可查得相应的两个含水率。当这两个含水率的差值小于2时，应以这二点的含水率平均值与高含水率的点连成一条直线，如图中B线所示。当这二个含水率之差值大于或等于2时，则应再补作试验。,5.5、界限含水率,下沉深度为17 mm所对应的含水率为液限；下沉深度为10 mm所对应的含水率为10 mm液限；下沉深度为2 mm所对应的含水率为塑限。取值以百分数表示，准确至0.1%。,5.5、界限含水率,注意事项：a.以规程用图解法求得液塑限，所使用的双对数坐标纸一定要足够的准确度和分辨率。否则应采用解析法求得液塑限.b.国标、铁路、公路工程界限含水率的实验方法标准不尽相同，进行界限含水率试验之前，一定要弄清楚需要执行的检验标准。c.铁路、公路标准规定的仪器设备不同，不可混用。讲义 解析法 程序 国标 公路1 公路2 铁路1 铁路2,5.5界限含水率练习题1,1-4、(填空)搓条法塑限试验中，当土条直径搓成（3mm）时产生裂缝，并开始断裂，表示试样的含水率达到塑限含水率。1-5、(填空)液塑限测定，下沉深度为17 mm所对应的含水率为(液限)；下沉深度为10 mm所对应的含水率为(10 mm液限)；下沉深度为2 mm所对应的含水率为(塑限)。取值以百分数表示，准确至0.1%。1-6、(填空)液限是土的可塑状态的(上限)含水率,塑限是土的可塑状态的(下限)含水率。2-7、(单选)液塑限联合测定数据表示在（C）图形上。A、h B、lgh C、lghlg D、hlg,5.5界限含水率练习题2,2-8、(单选)下面关于液塑限的说法错误的是：(C)A、铁路标准试锥质量76g、锥体入土深度17mm的含水率为液限；B、公路标准试锥质量100g、锥体入土深度20mm的含水率为液限；C、铁路工程岩土分类标准（TB10077-2001）是采用76g锥、入土深度17mm的液限计算塑性指数和液性指数的。D、铁路标准与公路标准塑限的取值方法也是不相同的。,5.5界限含水率练习题3,3-5、(多选)液限测试的方法有（ABD）A、联合测定法 B、圆锥仪法 C、搓条法 D、碟式仪法3-6、(多选)塑限测试的方法有（AC）A、联合测定法 B、圆锥仪法 C、搓条法 D、碟式仪法,5.5界限含水率练习题4,5-13、(问答)界限含水率的测定有哪些用途？答：1、明确土的可塑性范围。2、区分土的状态。3、估计土的最佳含水率，在 附近。4、细粒土进行分类的依据。液限和塑性指数。,5.5界限含水率练习题5,6-3、(计算)界限含水量测试时，测得液限L=58.5%，p=28.5%，=25.5%，试判断该土样的状态。解：IL=(25.5-28.5)/(58.5-28.5)=-0.1 该土样为半固态,5.5界限含水率练习题6,7-1、(讨论)比较图解法和解析法确定液塑限检测结果的准确性。答：图解法受双对数图的准确性以及精度的影响，得到的检测结果准确性较低，而解析法则不受以上的影响，准确度较高。,5.6、相对密度,概念。相对密度即无黏性土处于最松散状态孔隙比与天然状态（或给定）孔隙比之差和最松散状态孔隙比与最紧密状态孔隙比之差的比值。Dr=(emax-e0)/(emax-emin)也可用式：试验目的：测定相对密度，用以判定砂类土或碎石类土的密实状态，从而确定其工程特性，为设计和施工提供依据。,5.6、相对密度,适用范围：砂的相对密度试验适用于颗粒粒径小于5 mm、且粒径25 mm的试样质量不大于试样总质量的15%及粒径小于0.075 mm的颗粒质量不大于总土质量的12%；砾和碎石类土的相对密度试验适用于最大粒径为60 mm、且粗颗粒中小于0.075 mm的颗粒含量不得大于12%。,5.6、相对密度,检测方法：a.砂 测定最小干密度采用漏斗法或量筒法（见规程11.2.2），测定最大干密度采用振动锤击法(见规程11.2.3)b.碎石类土 测定最小干密度采用固定体积法(见规程11.3.3),测定最大干密度采用振动台振动加重物法(见规程11.3.4),5.6、相对密度,注意事项：a.相对密度Dr的变化范围在01之间,相对密度越大，越密实。b.砂类土尤其是碎石类土的颗粒级配不稳定，其最大最小干密度也变化很大，在实际应用中应密切关注其变化。讲义 概念,5.6相对密度 练习题1,2-9、(单选)相对密度D的定义为：（C）A、B、C、D、2-10、(单选)相对密度用来评价（B）土的密实状态。A、砾类 B、砂类 C、粘性 D、各种,5.6相对密度 练习题2,7-2、(讨论)某工程填料为砂卵石，但其中所含的卵石比例不稳定，若压实后要求相对密度达到0.70，请问怎样搞好施工控制，才能保证压实质量。答：将填料配制成若干个卵石含量比例的样品，分别测定其最大干密度和最小干密度，然后绘制卵石含量-最大干密度和卵石含量-最小干密度曲线。压实质量检验时，首先测定填料的卵石含量，从曲线上查得最大干密度和最小干密度，以此作为质量检验的标准密度，再根据现场实测干密度，计算压实后达到的相对密度。,5.7、击实,试验目的：求得最大干密度和最佳含水率，用于指导路基填土施工和评价路基压实质量。类型：轻型：Q1、Q2 重型：Z1、Z2、Z3 适用范围：各种粗粒土和细粒土，最大粒径有5mm、20mm、40mm三种仪器设备参数(见规程20.0.3).击实试验方法及注意事项,5.7、击实,.注意事项a.击实仪必须按要求定期进行校验，因为击实所得的最大干密度和最佳含水率，是测定填土压实度的重要参数。b.当试样中粒径大于各方法相应最大粒径的颗粒质量占总质量的5-30%时，其最大干密度和最佳含水率应进行校正。c.所用试样的总质量应使最后的击实面超出击试筒顶不大于6mm（公路小筒不得高于筒顶5mm）。d.含水率精确至0.1%，密度精确至0.01g/cm3。e.无机结合料稳定土击实最大粒径宜控制在25mm以内，最大不得超过40mm；含水率递减宜为0.5%-1.0%；击实曲线不明显时需补点；结合料为水泥时，仅在击时前1h，将其拌入已浸润的混合料中。讲义 实例,5.7击实 练习题1,1-7、(填空)击实试验的目的是求取土的（最大干密度）和（最佳含水率）。2-11、(单选)路基填料击实试验，随着击实功的增加，下述说法正确的是（D）A、最大干密度增大，最优含水率也增大B、最大干密度减小，最优含水率也减小C、最大干密度减小，最优含水率增大D、最大干密度增大，最优含水率减小2-12、(单选)下列关于土的击实试验的说法正确的是：（D）A、轻型击实试验适用于粒径小于5mm的土；B、重型击实试验的锤质量为2.5kg；C、轻型和重型击实试验的落距均是305mm；D、轻型和重型击实试验的锤底直径均是51mm。,5.7击实 练习题2,4-7、(判断)在土质一定的条件下,含水率是影响击实效果的唯一因素。()5-14、(问答)简述铁路路基填料击实试验干法制备样品的步骤。答：、将有代表性的土样风干，碾碎，过5mm、20mm或40mm筛，拌合均匀。小筒备样不少于20kg,大筒备样不少于50kg；、测定风干土的含水率；、按塑限估计土的最优含水率，并以此2%、4%含水率，共制备5份样品，小筒每份2.5kg,大筒每份6.5kg，、将按不同含水率制备的样品装入封闭的容器内闷土，高塑性粘土不小于24h,低塑性粘土不小于12h。,5.7击实 练习题3,5-15、(问答)试述击实试验的目的意义和试验注意事项。答：目的意义：利用标准化的击实试验仪器设备，求取土的最大干密度和最佳含水率，并以此作为评价路基压实质量的一项指标和指导路基填筑压实施工。注意事项：1、击实仪应经过校验合格；2、闷料时预配含水率以23%递增；3、击实筒应放在坚硬的地板上；4、击实筒的土样高出击实筒不应大于6mm；5、击实曲线应是光滑的曲线；6、当含有5%30%超粒径时，其最大干密度和最优含水率应进行校正。,5.8、改良土,.概念。改良土包括物理改良土和化学改良土。物理改良土为：在细粒土中加入砂或碎(砾)石土，改变土的级配(Cu、Cc)特性，提高物理力学和压实性能。化学改良土为：在土中掺入适量的水泥、石灰、粉煤灰等掺合料或其它固化剂，按最优含水率加水拌和，经压实及养生后，抗压强度满足工程要求的混合料。.种类：土粒径小于40mm的水泥改良土、石灰改良土、水泥石灰改良土，水泥粉煤灰改良土、石灰粉煤灰改良土、水泥石灰粉煤灰改良土等。.主要的试验项目：筛分析、击实、无侧限抗压强度和水泥石灰的剂量试验。,5.8、改良土,、改良土试验方法讲义 标准曲线,5.8改良土 练习题1,4-8、(判断)使用EDTA滴定法测定水泥或石灰剂量时，所用的标准曲线是上级发的（）4-9、(判断)含灰剂量测定，当EDTA标准溶液用完后重新配置即可，标准曲线不需要重新绘制。()4-10、（判断）无侧限抗压强度试件尺寸：小试件50 mm50mm、中试件100 mm100mm、大试件150 mm150mm.().4-11、(判断)无侧限抗压强度标准差规定：小试件CV不大于6；中试件CV不大于9；大试件CV不大于13。（）,5.8改良土 练习题2,4-12、(判断)无侧限抗压强度数据，小于等于2.0 MPa时修约到0.01 MPa；大于2.0MPa时修约到0.1 MPa；（）4-13、(判断)改良土击实试验样品必须采用四分法缩分。()4-14、(判断)水泥改良土应在临击实试验前拌和,按配比所需水泥用量加入浸润后的试料中，在1h内完成击实试验全过程，超过1h的试样应予作废。(),5.8改良土 练习题3,2-13、(单选)细粒土、粗粒土、碎石土的改良土，无侧限抗压强度应制做(C)各试件。A.3、5、7；B.6、9、12；C.6、9、13；D.10、15、202-14、(单选)无侧限抗压强度试件通常养生7d，养护温度为：（B）A.202,B.203,C.232,D.235.,5.8改良土 练习题4,5-19、什么叫改良土？答：改良土包括无力改良土和化学改良土。物理改良土为：在细粒土中加入砂或碎(砾)石土，以改变土的级配(Cu、Cc)特性，提高物理力学和压实性能。化学改良土为：在土中掺入适量的水泥、石灰、粉煤灰等掺合料或其它固化剂，按最优含水率加水拌和，经压实及养生后，抗压强度满足工程要求的混合料。,5.9、K30,、检验目的及适用范围：K30平板荷载是采用直径为30cm的荷载板测定下沉量为1.25mm时的地基系数的试验方法；适用于粒径不大于荷载板直径1/4的各类土和土石混合填料，测试有效深度为400-500mm。,5.9、K30,、检测环境要求：a、平板荷载试验应置于扰动带以下进行；b、对于粗、细粒均质土，宜在压实后2-4h内开始进行；c、测试面必须是平整无坑洞的地面；必要时铺2-3mm的干燥中砂或石膏腻子；测试面应远离震源；d、雨天或风力大于6级的天气，不得进行试验。,5.9、K30,、仪器设备：1).荷载板：荷载板为园形钢板,其直径为30cm、板厚为25mm。荷载板上应带有水准泡。2).加载装置：液压千斤顶、手动油泵、压力表、可调节丝杆、球铰等组成。要求加载能力应大于或等于50kN，测压表量程不小于试验荷载的1.25倍且不:低于0.6级。3).反力装置:要求承载能力大于最大试验荷载10kN。4).下沉量测量装置:要求长度大于3m,测表精度为0.01mm,量程应不小于10mm。5).其他。,5.9、K30,、试验仪器的校验应符合下列规定：新仪器进行试验的三个月内，应每月标定一次，以作出相应误差修正。当三次标定误差小于5%时，仪器进入稳定期。仪器每次投入新工点或每年必须予以校验一次。,5.9、K30,、加载试验步骤 a.为稳固荷载板,预先加0.01MPa荷载，约30秒钟，待稳定后卸除荷载，将百分表读数调至零或读取百分表读数作为下沉量的起始读数。b.以0.04MPa的增量,逐级加载。每增加一级荷载，应在下沉量稳定后，读取荷载强度和下沉量读数。c.当总下沉量超过规定的基准值（1.25mm），或者荷载强度超过估计的现场实际最大接触压力，或者达到地基的屈服点，试验即可终止。,5.9、K30,、绘制荷载强度下沉量S关系曲线（曲线图）、并按下式计算出地基系数：K30=s/ss 式中：K30 由直径30cm的荷载板测得的地基系数（MPa/m），计算取整数。s-S曲线中ss=1.2510-3m相对应的荷载强度(MPa)。ss 下沉量基准值（=1.2510-3m）。,5.9、K30,、注意事项：a、荷载板：为直径30cm圆形钢板，板厚为25mm，荷载板上应带有水准泡；b、仪器每年校验一次。c.由被测土体表面状态影响,所出现的随机误差可通过作图法进行校正。讲义 校验,5.9 K30 练习题1,3-7、(多选)关于K30试验，说法正确的是（ABC）。A、适用于粒径不大于荷载板直径1/4的各类土和土石混合填料；B、荷载板直径为：30cm,板厚25mm；C、下沉量基准值为：1.25mm；D、检测参数名称为：地基系数，计量单位为：MPa。,5.9 K30 练习题2,3-8、（多选）下面关于K30校验的说法正确的是：(ABC)A、新仪器使用的前三个月内，应每月应校验一次；B、上述三次校验的误差小于5%，即认为仪器已进入稳定期；C、正常连续使用的仪器，每年必须予以校验一次；D、只要仪器在校验有效周期以内，投入新工点使用，不必再予以校验。6-2、计算题,5.9 K30 练习题3,5-16、简述K30的测试方法要点。答：1、平整场地。2、安装仪器。3、加载试验。、预先加0.01MPa荷载，约30秒钟，待稳定后卸除荷载，将百分表读数调零。、以0.04MPa的增量,逐级加载。每增加一级荷载，应在下沉量稳定后，记录荷载强度和下沉量读数。、当总下沉量超过规定的基准值（1.25mm），或者荷载强度超过估计的现场实际最大接触压力，或者达到地基的屈服点，试验即可终止。4、绘制-s曲线，求得下沉量为1.25mm所对应的荷载强度s。5、计算K30。K30=s/Ss。,5.10、Evd,、检验目的及适用范围：Evd动态平板荷载是采用动态变形模量测定仪来监控检测土体承载力指标。、检测环境要求：a、测试面宜水平，其倾斜度不大于5；b、测试表面必须平整无坑洞；必要时可用少量细中砂来补平；c、试验时测试点必须远离震源。,5.10、Evd,.仪器设备由加载装置、荷载板和沉陷测定仪三部分组成，见图,5.10、Evd,加载装置主要由挂（脱）钩装置、落锤、导向杆、阻尼装置等部分构成。a.落锤重：10kg。b.最大冲击力：7.07kN。c.冲击持续时间：182 ms。d.导向杆必须保持垂直、光洁。荷载板主要由圆形钢板和传感器等部分构成。a.圆形钢板直径300mm；厚度20mm。b.传感器必须牢固密贴地安装在荷载板的中心位置上沉陷测定仪主要由信号处理、显示、打印机和电源等部分构成。沉陷测试范围：（0.12.0）mm 0.05mm。Evd测试范围：10MPaEvd225MPa。仪器每年必须重新标定一次。,5.10、Evd,测试前的准备工作a.测试面应整平。应使荷载板与地面良好接触。必要时可用少量的细中砂来补平。b.导向杆应保持垂直。c.检查仪器标明的落距。,5.10、Evd,测试步骤a.荷载板放置在平整好的测试面上，安装上导向杆并保持其垂直。b.将落锤提升至挂（脱）钩装置上挂住，然后使落锤脱钩并自由落下，当落锤弹回后将其抓住并挂在挂（脱）钩装置上。按此操作进行三次预冲击。c.正式测试时按上述2）的方式进行三次冲击测试，作为正式测试记录。测试时应避免荷载板的移动和跳跃。d.测试时，应记录每个测点的工程名称、检测部位、试验时间、土的种类、含水率以及相关的参数。,5.10、Evd,.试验结果应按下列平板压力公式计算：Evd=1.5r/s 式中：Evd动态变形模量（MPa），计算至0.1 MPa；r 圆形刚性荷载板的半径（mm），即r=150mm；荷载板下的最大动应力，它是通过在刚性基础上，由最大冲击力Fs=7.07kN且冲击时间ts=18ms时标定得到的，=0.1