19.5土界限含水率试验(液、塑限联合测定法)
(一)适用范围:本试验方法适用于粒径小于0.5mm以及有机质含量不大于试样总质量5%的土。 (二)仪器设备:
液、塑限联合测定仪:带标尺的圆锥仪(质量76g,锥角30°)、电磁铁、显示屏、控制开关和试样杯(内径40mm,高度为30 mm)。 天平:称量200g,最小分度值0.01g。 (三)试验步骤:
本试验宜采用天然含水率试样,当土样不均匀时,采用风干试样,当试样中含有粒径大于0.5 mm的土粒和杂物时,应过0.5 mm筛。 当采用天然含水率土样时,取代表性土样250 g;采用风干试样时,取0.5mm筛下的代表性土样200 g,将试样放在橡皮板上用纯水将土样调成均匀膏状,放入调土皿,浸润过衣。
将制备的试样充份调拌圴匀,填入试样杯中,填满后刮平表面。
将试样杯放在联合测定仪的升降座上,在圆锥上抹一薄层凡士林,按通电源,使电磁铁吸住圆锥。
调节零点,将屏幕上的标尺调在零位,调整升降座、使圆锥尖接触试样表面,指示灯亮时圆锥在自重下沉入试样,经5s后测读圆锥下沉深度(显示在屏幕上),取出试样杯,挖去锥尖入土处的凡士林,取锥体附近的试样不少于10 g,放入称量盒内,测定含水率。
将全部试样再加水或吹干并调匀,重复3至5款的步骤分别测定第二点、第三点试样的圆锥下沉深度及相应的含水率。液塑限联合测定应不少于三点。 (四)结果计算: 算出试样的含水率。
以含水率为横坐标,圆锥入土深度为纵坐标在双对数坐标纸上绘制关系曲线,三点应在一直线上,当三点不在一直线上时,通过高含水率的点和其余两点连成二条真线,在下沉为2mm处查得相应的2个含水率,当两个含水率的差值小于2%,应以两点含水率的平均值与高含水率的点连一直线,当两个含水率的差值大于、等于2%时,应重做试验。
在含水率与圆锥下沉深度的关系图上查得下沉深度为17mm所对应的含水率为液限,查得下沉深度为10mm所对应的含水率为10mm液限,查得下沉深度为2mm所对应的含水率为塑限,取得以百分数表示,准确至0.1%。 塑限指数:
IP??L??P
IP-----塑性指数;
?L----液限(%)
?p-----塑限(%)
液性指数:
IL?
?0??PIP
IL-----液性指数,计算至0.01。
19.6土无侧限抗压强度试验 (一)适用范围:适用于饱和粘土。
(二)仪器设备:应变控制式无侧限压缩仪、轴向位移计(量程100mm,分度值0.01 mm的百分表或准确度为全量程0.2%的位移传感器)、天平(称量500 g,最小分度值0.1 g)
备样:试样直径宜为35-50 mm,高度与直径之比宜采用2.0-2.5。 (三)试验步骤:
将试样两端抹一薄层凡士林,在气候干燥时,试样周围变需抹一层薄层凡士林,防止水分蒸发。
将试样放在底座上,转动手轮,使底座缓慢上升,试样与加压板刚好接触,将测力计读数调为零。根据试样的软硬程度选用不同量程的测力计。
轴向应变速率宜为每分钟应变1%-3%。转动手柄,使升降设备上升进行试验,轴向应变小于30%时,每隔0.5%应变(或0.4 mm)读数一次;轴向应变等于、大于3%时,每隔1%应变(或0.8 mm)读数一次。试验宜在8-10min内完成。 当测力计读数出现峰值时,继续进行3%-5%的应变后停止试验;当读数无峰值时,试验应进行到应变达20%为止。 试验结束,取下试样,描述试样破坏后的形状。
当需要测定灵敏度时,应立即将破坏后的试样除去涂有凡士林的表面,加少许余土,包于塑料薄膜内用手搓捏,破坏其结构,重塑成圆柱形,放入重塑筒内,用金属垫板,将试样挤成与原状试样尺寸、密度相等的试样,并按1-5款的步骤进行试验。 (四)结果计算:
轴向应变、应按下式计算:
?1??hh0
试样面积的校正,应按下式计算:
Aa?A01??1
试样所受的轴向应力,应按下式计算:
??C?R?10Aa
式中б-----轴向应力(kPa) 10-----单位换算系数
以轴向应力为纵坐标,轴向应变为横坐标,绘制轴向应力与轴向应变关系曲线。取轴线上最大轴向应力作为无侧限抗压强度,当曲线上峰值不明显时,取轴向应变15%所对应的轴向应力作为无侧限抗压强度。