18.4、土工布孔径测定方法(干筛法)试验 (一)、试验目的:用干筛法测定土工布孔径分布
(二)、适用范围:适用于以针刺法、粘合法加工的非织造土工布和针织土工布
(三)、原理:用土工布试样作为筛布,将已知直径的玻璃珠放在土工布上振筛,称量通过土工布的玻璃珠的重量,计算出过筛率,调换不同直径玻璃珠进行试验,由此可给出土工布孔径分布曲线,并求出O90值。 (四)、仪器设备及用具 (1)筛子直径200mm。
(2)标准筛振筛机:摇振次数221次/min,振击次数147次/min,回转半径:12.5mm。 (3)标准颗粒材料的准备:
将洗净烘干的玻璃珠用筛析法制备分档颗粒,分档如下:0.05~0.071,0.071~0.09,0.09~0.125 0.125~0.154,0.154~0.18,0.18~0.25,0.25~0.28,0.28~0.35,0.35~0.45(mm)。 (4)细软刷子。
(5)天平:称量200g,感量0.olg。 (6)秒表。
(五)、试样制备: 距土工布布边10cm及土工布卷装长度方向布端1m以上处裁样,样品上不得有明显的孔洞并避免二个以上的试样处于同一个纵向或横向部位上。裁取试祥5块,试样直径应大于筛子直径。 (注:如果是针刺非织造土工布,试祥数为53n ,n为选取粒径的组数。) (六)、试验步骤:
从已分档的粗粒径玻璃珠中称50g,然后均匀地撒在土工布表面上。 将筛框、试样和接收盘夹紧在振筛机上,开动机器,摇筛试样20min。
关机后,称量通过试样的玻璃珠重量,并记录,然后用刷子将试样表面的玻璃珠刷去。
用下一组较细玻璃珠在同一块试样上重复(1)到(3)规定的程序,直至取得不少于三级连续分级标准颗粒的过筛率,其中有一组玻璃珠在20min振筛时间内,95%左右通过试样。 余下试样重复(1)到(4)规定的程序。 (七)、结果计算:
B?(1)过筛率可按下式计算:
P?100T
式中:B----玻璃珠通过试样的过筛率,%; P----每块试样同组粒径过筛量的平均数,g; T----每次试验玻璃珠用量,g。
计算至小数点后三位,按GB8170修约到小数点后二位。
(2)将每组玻璃珠粒径的下限值画在半对数坐标纸的横坐标(对数坐标)上,相应的过筛率画在纵坐标上,可求得90%玻璃珠留在土工布上的孔径(O90)。如果需求其他\值,在试验报告里注明。
18.5土工布CBR顶破试验
(一)目的:测定土工织物顶破强力、顶破位移和变形率的试验方法。 (二)适用范围:适秀于土工织物、土工膜及其复合产品。
(三)仪器设备:试验机(应具有等速加荷功能,加荷速率可以设定,并能测读加荷边程中的应力、应变量,记录应力-应变曲线)、顶破夹具、顶压杆(直径50 mm、高度为100 mm的圆柱体) (四)试验步骤:
1、 制样:裁取φ300 mm的圆形试样5块,试样上不得有影响试验结构的可见疵点,在每块试样离外圈50mm处均等开6条
8mm宽的槽。
2、 调湿:试样应在标准大气条件下调湿24小时,温度20±2℃、相对湿度65%±5%。
3、 试样夹持:将试样放入环形夹具内,使试样在自然状态下拧紧夹具,以避免试样在顶压过程中滑动或破损。
4、 将夹持好试样的环形夹具对中放于试验机上,设定试验机满量程范围,使试样最大顶破强力在满量程负荷的30%-90%范
围内,设定顶压杆的下降速度为60mm/min± 5 mm/min。
5、启动试验机,直到试样完全顶破为止,观察和记录顶破情况,记录顶破强力(N)和顶破位移值(mm)。如土工织物在夹具中有明显滑动,则应易除此次试验数据,并补做试验至5块。
(五)结果计算:分别计算5块试样的顶破强力(N)、顶破位移的平均值和变异系数CV。顶破强力和顶破位移计算至小数点后上位,结果修约到整数。
??L1?L0?100L0
L1?h2?L20h-----顶压杆位移距离
L0-----试验前夹具内侧到顶压杆顶端边缘的距离 L1-----试验后夹具内侧到顶压杆顶端边缘的距离 ε-----变形率
十九、土工(含水率、密度、重型击实试验、界限含水、无侧限) 一19.1土含水率试验试验
(一)、试验目的:检测土的含水率
(二)、适用范围:本试验方法适用于粗粒土、细粒土、有机质土 (三)、仪器设备: (1)电热烘箱
(2)天平:称量200g,最小分度值0.01g,称量1000 g,最小分度值0.1 g (四)、试验步骤:
(1)取具有代表性试样15~30 g或用环刀中的试样,有机质土、砂类土为50 g放入称量盒内,盖上盒盖,称盒加湿土质量。准确到0.01 g
(2)打开盒盖,将盒放置于烘箱内,在105~110℃的恒温下烘干至恒重。烘干时间对于粘土、粉土不得少于8h对砂土不得少于6h,对含有机质超过5%的土,应将温度控制在65~70℃的恒温下烘干至恒重。
(3)将称量盒从烘箱中取出,盖上盒盖,放入干燥容器内,冷却至恒温,称盒加干土质量,准确至0.01 g (五)、试验结果计算
w?(1)试样的含水率按下式计算,准确至0.1%:式中:w----含水量% m----湿土质量 ms----干土质量
m?msms?100
(2)试验误差及数据处理本试验须进行2次平行测定,测定的差值:当含水率小于40%时,为1%;当含水率等于、大于40%时为2%,取两个测值的平均值,以百分数表示。
19.2土密度试验(环刀法)试验
(一)、试验目的:检测细粒土密度(湿密度和干密度) (二)、适用范围:本方法适用于细粒土 (三)、仪器设备:
(1)环刀:内径61.8mm和79.8mm,高度20mm
(2)天平:称量500 g,最小分度值0.1 g,称量200 g,最小分度值0.01 g (四)、试验步骤 (1)切取试样前称环刀质量
(2)切取试样:根据试验要求用环刀切取试样时,应在环刀内壁涂一薄层凡士林,刀口向下放在土样上,将环刀垂直下压,用切土刀沿环刀外侧切削土样,边压边削至土样高出环刀。用钢丝锯或修土刀削平环刀两侧土样,擦净环刀外壁。 (3)称重:用天平称环刀和土的总质量 (五)、试验计算结果
(1)试样湿密度按下式:
m?i?iV
式中:ρi----试样的湿密度(g/cm3)精确到0.01g/cm3 mi----湿土质量(g) V----环刀体积(cm3)
?d?(2)试样干密度按下式:
?i1?0.01wi
式中:ρd----试样的干密度(g/cm3) ρi----试样的湿密度(g/cm3)精确到0.01g/cm3 wi----含水量(%)
(3)试验误差及允许差:本试验应进行2次平行测定,两次测定的差值不得大于0.03 g/cm3,取两次测值的平均值。
19.3、土颗粒分析试验试验
(一)、试验目的:测定土的颗粒级配
(二)、适用范围:本方法适用于粒径小于等于60mm,大于0.075mm的土
(三)、仪器设备:(1)分析筛:粗筛,孔径为60,40,20,10,5,2mm;细筛,孔径为2,1.0,0.5,0.25,0.075mm;(2)天平:称量5000 g,感量1g;称量1000 g,感量0.1 g;称量200 g,感量0.01 g;(3)振筛机:筛析过程中能上下振动;(4)其他:烘箱、研钵、瓷盘、毛刷等 (四)、试验步骤
(1)按规定称取试样质量,应精确至0.1 g,试样数量超过500 g时,应准确至1 g。
(2)将试样过2 mm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,不做细筛分析,筛上的试样质量小于试样总质量的10%时,不做粗筛分析
(3)将称好试样倒入依次套好的粗筛中,余下的试样倒入依次套好的细筛中,进行筛分。粗筛宜放在振筛机上震筛,震筛时间宜为10~15分钟,再按自上而下的顺序将各筛取下,称各级筛上及筛底内试样质量,应精确至0.1 g (4)筛后各级筛上和筛底土总质量与筛前试样质量之差不应大于1% (五)、试验结果计算
X?(1)小于某粒径的试样质量占试样总质量的百分数应按下式计算: 式中:x----小于某粒径颗粒的质量百分数( %) MA----小于某粒径颗粒的质量(g) MB----试样的总质量(g)
di----粒径小于2mm的试样质量占试样总质量的百分数(%)
MA?di?100MB
(2)以小于某粒径的试样占试样总质量的百分数为纵坐标,颗粒粒径为横坐标,在半对数坐标纸上绘制颗粒大小级配曲线,求出各粒径的颗粒质量百分数,以整数%表示。
19.4、土击实试验试验
(一)、试验目的:检测击实试样的最大干密度和对应得最优含水率。
(二)、适用范围:重型击实适用于粒径不大于20 mm的土,采用三层击实时,最大粒径不大于40 mm (三)、仪器设备:
击实仪:击实筒和击锤尺寸应符合GB/T50123-1999的有关规定。
击实仪的击锤应配导筒,击锤与导筒间应有足够的间隙使锤能自由下落,电动操作的击锤必须有控制落距的跟踪装置和锤击点按一定角度(重型45°)均匀分布的装置(重型击实仪中心点每圈要加一击)。 天平:称量200g,最小分度值0.2g 台秤:称量10kg,最小分度值5g 标准筛:孔径为20 mm,40 mm和5 mm
试样推出器:宜用螺旋式千斤顶,如无此类装置亦可用刮刀和修土刀从击实筒中取出试样。 (四)、 试样制备
(1)干法制样法:用四分法取代表性试样50 kg,风干碾碎,过5 mm 筛(重型过20 mm或40 mm筛),将筛下土样拌匀,并测定土样的风干含水率,根据土的塑限预估最优含水率,并按GB/T50123-1999标准有关规定制备5个不同含水率的一组试样,相邻两个含水率的差值宜为2%。
(2)湿法制备试样:应取天然含水率的代表性土样50 kg,碾碎,过20mm或40mm筛,将筛下土样拌匀,并测定土样的天然含水率。根据土样的塑限预估最优含水率,按含水率中2个大于塑限,2个小于塑限,一个接近塑限的原则选择至少5个含水率土样,分别将天然含水率的土样风干或加水进行制备,应使制备好的土样水分均匀分布。 (五)、试验步骤:
(1)将击实仪平稳置于刚性基础上,击实筒与底座连接好,安装好护筒,在击实筒内均匀涂一薄层润滑油,称取一定量试样倒入击实筒内,分层击实,重型击实试样为4~10 kg,分5层,每层56下。若分三层,每层94击,每层试样高度宜相等,两层交界处的试样应刨毛,击实完成时,超出击实筒顶的试样高度应小于6 mm。
(2)卸下护筒,用直刮刀修平击实筒顶部的试样,拆除底板、试样底部若超出筒外,也应修平,擦净筒外壁,称筒与试样的总质量准确至1 g,并计算试样的湿密度。
(3)用推土器将试样从击实筒中推出,取2个代表性试样测定含水率,2个含水率的差值不应大于1%。 (4)对不同含水率的试样依次击实。 (六)、结果计算:
(1)干密度应按下式计算:
?d??i1?0.01wi
ρd----试样的干密度(g/cm3) ρi----试样的湿密度(g/cm3)
wi----某点试样的含水量(%)
(2)干密度和含水率之关系曲线应在直角坐标纸上绘制,并应取曲线峰值点相应的纵坐标为击实试样的最大干密度,相应的横坐标为击实试样的最优含水率。当关系曲线不能绘出峰值时,应进行补点,土样不能重复使用。
(3)气体体积等于零(即饱和度100%)的等值线应按下式计算,并将计算值绘于干密度与含水率关系曲线上。
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??G??d?式中:wset----试样的饱和含水率(%) ρw----温度4℃时水的密度(g/cm3) ρd ----试样的干密度(g/cm3) G----土颗粒比重