1、1 物理力学特性试验1.1 密度试验密度试验采用环刀法进行，该方法适用于细粒土。1.1.1 仪器设备：本试验所用的主要仪器设备应符合下列规定：1 环刀：内径61.8mm和79.8mm，高度20mm；2 天平：称量500g，最小分度值0.1g；称量200g，最小分度值0.01g。1.1.2 试验步骤：1 称量环刀的质量 。环2 根据试验要求用用环刀切取试样时应在环刀内壁涂一薄层凡上林刃口向下放在土样上将环刀垂直下压并用切主刀沿环刀外侧切削土样边压边削至土样高出环刀根据试样的软硬采用钢丝据或切土刀整平环刀两端土样擦净环刀外壁称环刀和土的总质量 。总3 试样的湿密度，按下式进行计算：0=总 环式中
2、试样的湿密度（g/cm ），准确到0.01g/cm。04 试样的干密度，按下式进行计算；= 01+0.010式中 试样的干密度（g/cm），准确到0.01g/cm 。5 本试验应进行两次平行测定，两侧测定的差值不得大于0.03g/cm，取两侧测值的平均值。1.2 比重试验1.2.1 一般规定1 对于小于等于和大于土颗粒组成的土应分别采用比重瓶法、浮称法和虹吸管法测定比重2 土颗粒的平均比重应按下式计算：= 111+22式中： 土颗粒的平均比重； 粒径大于、等于5mm的土颗粒比重；1 粒径小于5mm的土颗粒比重；2 粒径大于、等于 5mm的土颗粒质量占试样总质量的百分比（%）；1 粒径小于 5m
3、m的土颗粒质量占试样总质量的百分比（%）；23 本试验必须进行两次平行测定，两次测定的差值不得大于0.01，取两次测值的平均值。 1.2.2比重瓶法本试验方法适用于粒径小于5mm的各类土。1 本试验所用的仪器设备，应符合下列规定：1）比重瓶：容积100mL或50mL，分长颈和短颈两种。2）恒温水槽：准确度为1。3）砂浴：应能调节温度。4）天平：称量200g，最小分度值0.001g。5）温度计：刻度为050，最小分度值为0.5。2 比重瓶的校准，按下列步骤进行：1）将比重瓶洗净烘干置于干燥器内冷却后称量准确至0.001g。2）将煮沸经冷却的纯水注入比重瓶对长颈比重瓶注水至刻度处对短颈比重瓶应注满
4、纯水塞紧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外壁称瓶水总质量准确至0.001g。测定恒温水槽内水温准确至0.5。3）调节数个恒温水槽内的温度温度差宜为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差值不得大于0.002g，取两次测值的平均值绘制温度与瓶水总质量的关系曲线。3 试验步骤1） 将比重瓶烘干。称烘干试样15g（当用50mL比重瓶时，称烘干试样10g）装入比重瓶称试样和瓶的总质量,准确至0.001g。2）向比重瓶内注入半瓶纯水摇动比重瓶并放在砂浴上煮沸，煮沸时间自悬液沸腾起砂土不应少于30min，粘土粉土不得少于1h。沸腾后
5、应调节砂浴温度比重瓶内悬液不得溢出。对砂土宜用真空抽气法；对含有可溶盐有机质和亲水性胶体的土必须用中性液体煤油代替纯水，采用真空抽气法排气，真空表读数宜接近当地一个大气负压值，抽气时间不得少于1h。注：用中性液体，不能用煮沸法。3）将煮沸经冷却的纯水（或抽气后的中性液体）注入装有试样悬液的比重瓶。当用长颈比重瓶时注纯水至刻度处；当用短颈比重瓶时应将纯水注满，塞紧瓶塞，多余的水分自瓶塞毛细管中溢出。将比重瓶置于恒温水槽内至温度稳定，且瓶内上部悬液澄清。取出比重瓶，擦干瓶外壁，称比重瓶水试样总质量，准确至0.001g；并应测定瓶内的水温，准确至0.5。4）从温度与瓶水总质量的关系曲线中查得各试验温
6、度下的瓶、水总质量。5）土粒的比重，应按下式计算：（1.2.2）式中： 比重瓶、水总质量（g）；比重瓶、水、试样总质量；T时纯水或中性液体的比重。1.2.3 浮称法本试验方法适用于粒径等于、大于5mm的各类土，且其中粒径大于 20mm的土质量应小于总土质量的10%。1 仪器设备1） 铁丝筐：孔径小于5mm，边长为1015cm，高为1020cm。2） 盛水容器：尺寸应大于铁丝框3） 浮称天平：称量2000g，最小分度值0.5g。2 试验步骤1） 取代表性试样5001000g，降试样表面清洗洁净，浸入水中一昼夜后取出，放入铁丝筐，并缓慢地将铁丝筐浸没于水中，在水中摇动至试样中无气泡冒出。2） 称铁
7、丝筐和试样在水中的质量，取出试样烘干，并称烘干试样质量。3） 称铁丝筐在水中的质量，并测定盛水容器内水温，准确至0.5。4） 土粒比重，按下式进行计算：（1.2.3）式中： 铁丝筐和试样在水中的质量（g）；1铁丝筐在水中的质量（g）；1T时纯水的比重，查有关手册。1.2.4 虹吸筒法本试验方法适用于粒径等于、大于5mm的各类土，且其中粒径大于 20mm的土质量等于、大于土总质量的10%。1 仪器设备：1） 虹吸筒装置:由虹吸筒和虹吸管组成。2） 天平：称量1000g，最小分度值0.1g。3） 量筒：容积应大于500mL。2 试验步骤：1） 取代表性试样700-1000g，试样应清洗洁净。浸入水
8、中一昼夜后取出晾干，对大颗粒试样宜用干布擦干表面，并称量试样质量。2） 将清水注入虹吸筒至虹吸管口有水溢出时关管夹，试样缓缓放入虹吸筒中，边放边搅拌，至试样中无气泡溢出为止，搅动时水不得溅出筒外。3） 当虹吸筒内水面平稳时开管夹，让试样排开的水通过虹吸管流入量筒，称量筒与水总质量，准确至0.5g。并测定量筒内水温，准确到0.5。4） 取出试样烘至恒量，称烘干试样质量，准确至0.1g。称量筒质量，准确至0.5g。5） 土粒比重的计算，按下式进行：（1.2.4）式中： 量筒质量（g）；量筒与水总质量（g）； 晾干试样的质量（g）。1.3 颗粒分析进行颗粒分析试样的方法有筛析法，密度计法和移液管法。
9、其中筛析法适用于粒径小于、等于60mm，大于0.075mm的土，而密度计法好移液管法适用于粒径小于0.075mm的细粒土。针对来样粒径大小合理选用相应的方法。1.3.1 筛析法1 仪器设备：1） 分析筛：粗筛（孔径为60mm、40mm、20mm、10mm、5mm 、2mm ）和细筛（孔径为2.0mm、1.0mm、0.5m、0.25mm 、0.075mm）。2） 天平：称量5000g，最小分度值1g；称量1000g，最小分度值0.1g；称量200g，最小分度值0.01g。3） 振筛机4） 其他：烘箱、研钵、瓷盘、毛刷等。2 筛析法的取样数量，应符合表1.3.1的规定：表1.3.1 取样数量颗粒尺
10、寸（mm） 取样数量（g）2 10030010 300100020 1000200040 2000400060 4000以上3 试验步骤：1） 按本标准表1.3.1的规定称取试样质量，应准确至0.1g，试样数量超过500g时，应准确至1g2） 将试样过2mm筛，称筛上和筛下的试样质量。当筛下的试样质量小于试样总质量的 10%时，不作细筛分析；筛上的试样质量小于试样总质量的10%时，不作粗筛分析。3） 取筛上的试样倒入依次叠好的粗筛中，筛下的试样倒入依次叠好的细筛中，进行筛析。细筛宜置于振筛机上震筛，振筛时间宜为1015min。再接由上而下的顺序将各筛取下，称各级筛上及底盘内试样的质量，应准确至
11、0.1g。4） 筛后各级筛上和筛底上试样质量的总和与筛前试样总质量的差值，不得大于试样总质量的1%4 含有细粒土颗粒的砂土的筛析法试验应按下列步骤进行：1） 按本标准表1.3.1的规定称取试样质量，置于盛水容器中充分搅拌，使试样的粗细颗粒完全分离。2） 将容器中的试样悬液通过2mm筛，取筛上的试样烘干至恒量，称烘干试样的质量，应准确到0.01g，并按本方法第3条3、4款的步骤进行粗筛分析，取筛下的试样悬液，用带橡皮头的研杆研磨，再过0.075mm筛，并将筛上试样烘至恒量，称烘干试样质量，应准确至0.1g，然后按本方法第3条3、4款的步骤进行细筛分析。3） 当粒径小于0.075mm的试样质量大于
12、试样总质量的10%时，应按本标准密度计法或移液管法测定小于0.075mm的颗粒组成。5 结果整理：1）小于某粒径的试样质量占试样总质量的百分比，按下式计算：(1.3.1-1)=式中： 小于某粒径的试样质量占试样总质量的百分比（% ）；小于某粒径的试样质量（ g）；细筛分析时为所取试样质量；粗筛分析时为试样总质量（g）；粒径小于2mm的试样质量占总质量的百分比（%）。、2） 以小于某粒径的试样质量占试样总质量的百分比为纵坐标，颗粒粒径为横坐标，在单对数坐标上绘制颗粒大小分布曲线。3） 必要时计算级配指标：不均与系数和曲率系数。不均与系数按下式计算：（1.3.1-2）=6010式中： 不均匀系数；
13、限制粒径，颗粒大小分布曲线上的某粒径，小于该粒径的土含量占总质量60的60%；有效粒径，颗粒大小分布曲线上的某粒径，小于该粒径的土含量占总质量10的10%。曲率系数按下式计算：（1.3.1-3）=2301060式中： 曲率系数；颗粒大小分布曲线上的某粒径，小于该粒径的土含量占总质量的 30%。301.3.2 密度法1 主要仪器设备：1） 密度计：甲种密度计或乙种密度计。2） 量筒：内径约 60mm，容积 1000mL，高月 420mm，刻度 01000mL，准确至 10mL.3） 细筛：孔径 0.075mm。4） 细筛漏斗：上口直径大于细筛直径，下口直径略小于量筒内径。5） 其他：搅拌器，煮沸
14、设备，温度计，秒表，锥形瓶等。2 本试验所用试剂，应符合下列规定：1） 4%六偏磷酸钠：溶解 4g 六偏磷酸钠（NaNO 3） 6 于 100mL 水中。2） 5%酸性硝酸银溶液：溶解 5g 硝酸银（AgNO 3）于 100mL 的 10%硝酸（HNO 3）溶液中。3） 5%酸性氯化钡溶液：溶解 5g 氯化钡（BaCl 2）于 100mL 的 10%盐酸（HCl）溶液中。3 密度计法试验步骤：1） 试验的试样，宜采用风干试样。当试样中的易溶盐含量大于 0.5%时，应洗盐。易溶盐含量的检验方法可用电导法或目测法（其具体的方法步骤参见 GB50123-1999土工试验方法标准中 7.2.4 条第
15、1 款） 。2） 2 城区具有代表性风干试样 200300g，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） 试样干质量为 30g 的风干试样质量按下式计算：当易溶盐含量小于 1%时，（1.3.2-1）0=30(1+0.010)当易溶盐含量大于、等于 1%时，（1.3.2-2）0=30(1+0.010)1式中：W易溶盐含量（%） 。4） 将风于试样或洗盐后在滤纸上的试样，倒入 500mL 锥形瓶，注入 L 纯水 200m，浸泡过夜，然后置于煮沸设备上煮沸，煮沸时间宜为 40min。5） 将冷却后的悬液移入烧杯中，静置1min，通过洗筛漏斗将上部悬液过 0.0
16、75mm筛，遗留杯底沉淀物用带橡皮头研杵研散，再加适量水搅拌，静置1min ，再将上部悬液过0.075mm 筛，如此重复清洗直至杯底砂砾洗净，将筛上和杯中砂砾合并洗入蒸发皿中，倾去清水，烘干，称量并按本标准1.3.1第3条第3、4款进行细筛分析，并计算各级颗粒占试样总质量的百分比。6） 将过筛悬液倒入量筒，加入4%六偏磷酸钠10mL ，在注入纯水至1000mL。注：对加入六偏磷酸钠后仍产生凝聚的试样应选用其他分散剂。7） 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，测计0.5、1、2、5、15、30、60、120和1440min 时的密度计读书
17、。每次读书均应在预定时间前10-20s，将密度计放入悬液中。且接近读数的深度，保持密度计浮泡处在量筒中心，不得贴近量筒内壁。8） 密度计读数均已弯液面上缘为准。甲种密度计应准确至0.5，乙种密度计应准确至0.0002。每次读书后，应取出密度计放入盛有纯水的量筒中，并应测定相应悬液的温度，准确至0.5，放入或取出密度计时，应小心轻放，不得扰动悬液。9） 小于某粒径的试样质量占总质量的百分比及试样颗粒粒径的计算参见GB50123-1999土工试验方法标准7.2.5及7.2.6。1.3.3 移液管法1 仪器设备：1） 移液管：容积25mL；2） 烧杯：容积50mL；3） 天平：称量200g，最小分度
18、值0.001g。4） 其他。2 试验步骤：5） 取代表性试样，粘土1015g；砂土20g，准确至0.001g，并按1.3.2中15款的步骤制备悬液。6） 将装置悬液的量筒置于恒温水槽中，侧记悬液温度，准确至0.5，试验过程中悬液温度变化范围为0.5。并按GB50123-1999 土工试验方法标准公式7.2.6计算小于0.5、0.01、0.005、0.002mm和其他粒径下沉一定深度所需的静置时间（或查GB/T50123土工试验方法标准 中表7.3.3。7） 用搅拌器沿悬液深度上下搅拌1min，取出搅拌器，开动秒表，将移液管的二通阀置于关闭位置、三通阀置于移液管和吸球相同的位置，根据各粒径所需的
19、静置时间，提前10s将移液管放入悬液中，浸入深度为10cm，用吸球吸取悬液。吸取量应不少于25mL。8） 旋转三通阀，使吸球与放液口相通，将多余的悬液从放液口流出，手机后导入原悬液中。9） 将移液管下口放入烧杯内，旋转三通阀，使吸球和移液管想通，用吸球将悬液挤入烧杯中，从上口导入少量纯水，旋转二通阀，使上下口连通，水则通过移液管将悬液吸入烧杯中。10）将烧杯内的悬液蒸干，在105110温度下烘至恒量，称烧杯内试样质量，准确至0.001g。11）小于某粒径的试样质量占试样总质量的百分比，应按下式计算：（1.3.3）=100式中： 悬液总体积（1000mL） ；吸取悬液的体积（=25mL ） ；修
20、25mL悬液中的试样干质量；12）绘制颗粒大小分布曲线。1.4 渗透试验1.4.1 一般规定1）常水头渗透试验适用于粗粒土，变水头渗透试验适用于细粒土。2）本试验采用的纯水，应在试验前用抽气法或者非法脱气。试验时的水温宜高于实验室温度34。3）本试验以水温20为标准温度，标准温度下的渗透系数应按下式计算：(1.4.1-1)20=20式中： 标准温度时试样的渗透系数（cm/s） ；20T时水的动力粘滞系数（kPas ） ；20时水的动力粘滞系数（ kPas） 。20粘滞系数比 查表1.4.1。204） 根据计算的渗透系数，应取34个在允许差值范围内的数值平均值，作为试样在该孔隙比下的渗透系数（允许差值不大于2X10 -n） 。1.4.2 常水头渗透试验1 仪器设备：常水头渗透仪装置：由金属封底圆筒、金属孔板、滤网、测压管和供水瓶组成（图1.4.2） 。金属圆通内径为10cm，高40cm。当使用其他尺寸的圆筒时，圆通内径应大于试样最大粒径的10倍。
