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土的試樣制備和飽和（杭州儀器）
1 試樣制備和飽和
實(shí)驗(yàn)名稱：試樣制備
1.1.1 本試驗(yàn)方法適用于顆粒粒徑小于 60mm 的原狀土和擾動土。
1.1.2 根據(jù)力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)項目要求，原狀土樣同一組試樣間密度的允許差值為0.03g／cm3; 擾動土樣同一組試樣的密度與要求的密度之差不得大于± 0.O1g／cm3 ,一組試樣的含水率與要求的含水率之差不得大于士 1 ％。
1.1.3 試樣制備所需的主要儀器設(shè)備，應(yīng)符合下列規(guī)定：
1 細(xì)篩：孔徑 0.5mm 、2mm
2 洗篩: 孔徑 0.075mm
3 臺秤和天平：稱量 lOkg ，小分度值 5g ；稱量 5000g ，小分度值 1g ；稱量1000g ，小分度值 0.5g ；稱量 500g ，小分度值 0.lg ；稱量 200g ，小分度值 0.01g。
4 環(huán)刀：不銹鋼材料制成，內(nèi)徑 61.8mm 和 79.8mm ，高20mm ; 內(nèi)徑 61.8mm ，高 40mm。
5 擊樣器：如圖 1.1.3-1 所示。
6 壓樣器：如圖 1.1.3-2 所示。
7 抽氣設(shè)備：應(yīng)附真空表和真空缸。
8 其他：包括切土刀、鋼絲鋸、碎土工具、烘箱、保濕缸、噴水設(shè)備等。
1.1.1 本試驗(yàn)方法適用于顆粒粒徑小于 60mm 的原狀土和擾動土。
1.1.2 根據(jù)力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)項目要求，原狀土樣同一組試樣間密度的允許差值為0.03g／cm3; 擾動土樣同一組試樣的密度與要求的密度之差不得大于± 0.O1g／cm3 ,一組試樣的含水率與要求的含水率之差不得大于士 1 ％。
1.1.3 試樣制備所需的主要儀器設(shè)備，應(yīng)符合下列規(guī)定：
1 細(xì)篩：孔徑 0.5mm 、2mm
2 洗篩: 孔徑 0.075mm
3 臺秤和天平：稱量 lOkg ，小分度值 5g ；稱量 5000g ，小分度值 1g ；稱量1000g ，小分度值 0.5g ；稱量 500g ，小分度值 0.lg ；稱量 200g ，小分度值 0.01g。
4 環(huán)刀：不銹鋼材料制成，內(nèi)徑 61.8mm 和 79.8mm ，高20mm ; 內(nèi)徑 61.8mm ，高 40mm。
5 擊樣器：如圖 1.1.3-1 所示。
6 壓樣器：如圖 1.1.3-2 所示。
7 抽氣設(shè)備：應(yīng)附真空表和真空缸。
8 其他：包括切土刀、鋼絲鋸、碎土工具、烘箱、保濕缸、噴水設(shè)備等。
實(shí)驗(yàn)步驟
（1） 原狀土試樣制備，應(yīng)按下列步驟進(jìn)行：
1 將土樣筒按標(biāo)明的上下方向放置，剝?nèi)ハ灧夂湍z帶，開啟土樣筒取出土樣。檢查土樣結(jié)構(gòu)，當(dāng)確定土樣已受擾動或取土質(zhì)量不符合規(guī)定時，不應(yīng)制備力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)的試樣。
圖 1.1.1-1擊樣器
定位環(huán)； 2 導(dǎo)桿； 3 擊錘； 4 擊樣簡；5 環(huán)刀；6 底座； 7 一試樣
2 根據(jù)試驗(yàn)要求用環(huán)刀切取試樣時，應(yīng)在環(huán)刀內(nèi)壁涂一薄層凡士林，刃口向下放在土樣上，將環(huán)刀垂直下壓，并用切土刀沿環(huán)刀外側(cè)切削土樣，邊壓邊削至土樣高出環(huán)刀，根據(jù)試樣的軟硬采用鋼絲鋸或切土刀整平環(huán)刀兩端土樣，擦凈環(huán)刀外壁，稱環(huán)刀和土的總質(zhì)量。
3 從余土中取代表性試樣測定含水率。比重、顆粒分析、界限含水率等項試驗(yàn)的取樣，應(yīng)按本標(biāo)準(zhǔn)第115條2款步驟的規(guī)定進(jìn)行。
4 切削試樣時，應(yīng)對土樣的層次、氣味、顏色、夾雜物，裂縫和均勻性進(jìn)行描述，對低塑性和高靈敏度的軟土，制樣時不得擾動。
（2） 擾動土試樣的備樣，應(yīng)按下列步驟進(jìn)行：
1 將土樣從土樣筒或包裝袋中取出，對土樣的顏色、氣昧、夾雜物和土類及均勻程度進(jìn)行描述，并將土樣切成碎塊，拌和均勻，取代表性土樣測定含水率。
2 對均質(zhì)和含有機(jī)質(zhì)的土樣，宜采用天然含水率狀態(tài)下代表性土樣，供顆粒分析、界限含水率試驗(yàn)。對非均質(zhì)土應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)項目取足夠數(shù)量的土樣，置于通風(fēng)處涼干至可碾散為止。對砂土和進(jìn)行比重試驗(yàn)的土樣宜在 105 ～ 110 ℃溫度下烘干，對有機(jī)質(zhì)含量超過 5 ％的土、含石膏和硫酸鹽的土，應(yīng)在 65 ～ 70 ℃溫度下烘干。
3 將風(fēng)干或烘干的土樣放在橡皮板上用木碾碾散，對不含砂和礫的土樣，可用碎土器碾散 （ 碎土器不得將土粒破碎 ）。
4 對分散后的粗粒土和細(xì)粒土，應(yīng)按本標(biāo)準(zhǔn)表 B.0.1的要求過篩。對含細(xì)粒土的礫質(zhì)土，應(yīng)先用水浸泡并充分?jǐn)嚢?，使粗?xì)顆粒分離后按不同試驗(yàn)項目的要求進(jìn)行過篩。
（3） 擾動土試樣的制樣，應(yīng)按下列步驟進(jìn)行：
1 試樣的數(shù)量視試驗(yàn)項目而定，應(yīng)有備用試樣 1 ～ 2 個。
2 將碾散的風(fēng)干土樣通過孔徑 2mm 或 5mm 的篩，取篩下足夠試驗(yàn)用的土樣，充分拌勻，測定風(fēng)干含水率，裝入保濕缸或塑料袋內(nèi)備用。
3 根據(jù)試驗(yàn)所需的土量與含水率，制備試樣所需的加水量應(yīng)按下式計算：
式中 mw —— 制備試樣所需要的加水量 （g）；
m0 —— 濕土 （ 或風(fēng)干土 ） 質(zhì)量 （g） ；
w0 —— 濕土 （ 或風(fēng)干土 ） 含水率 （ ％ ）；
wl —— 制樣要求的含水率 （ ％ ） 。
4 稱取過篩的風(fēng)干土樣平鋪于搪瓷盤內(nèi)，將水均勻噴灑于土樣上，充分拌勻后裝入盛土容器內(nèi)蓋緊，潤濕一晝夜，砂土的潤濕時間可酌減。
5 測定潤濕土樣不同位置處的含水率，不應(yīng)少于兩點(diǎn)．含水率差值應(yīng)符合本標(biāo)準(zhǔn)第 1.1. 2 條的規(guī)定。
6 根據(jù)環(huán)刀窖積及所需的干密度，制樣所需的濕土量應(yīng)按下式計算
式中 —— 試樣的干密度 （g／cm3） ；
V —— 試樣體積 （ 環(huán)刀容積 ）（cm3） 。
（4） 擾動土制樣可采用擊樣法和壓樣法。
1） 擊樣法：將根據(jù)環(huán)刀容積和要求干密度所需質(zhì)量的濕土倒入裝有環(huán)刀的擊樣器內(nèi)，擊實(shí)到所需密度。
2） 壓樣法：將根據(jù)環(huán)刀容積和要求干密度所需質(zhì)量的濕土倒入裝有環(huán)刀的壓樣器內(nèi)，以靜壓力通過活塞將土樣壓緊到所需密度。
8 取出帶有試樣的環(huán)刀，稱環(huán)刀和試樣總質(zhì)量，對不需要飽和，且不立即進(jìn)行試驗(yàn)的試樣，應(yīng)存放在保濕器內(nèi)備用
（1） 原狀土試樣制備，應(yīng)按下列步驟進(jìn)行：
1 將土樣筒按標(biāo)明的上下方向放置，剝?nèi)ハ灧夂湍z帶，開啟土樣筒取出土樣。檢查土樣結(jié)構(gòu)，當(dāng)確定土樣已受擾動或取土質(zhì)量不符合規(guī)定時，不應(yīng)制備力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)的試樣。
圖 1.1.1-1擊樣器
定位環(huán)； 2 導(dǎo)桿； 3 擊錘； 4 擊樣簡；5 環(huán)刀；6 底座； 7 一試樣
2 根據(jù)試驗(yàn)要求用環(huán)刀切取試樣時，應(yīng)在環(huán)刀內(nèi)壁涂一薄層凡士林，刃口向下放在土樣上，將環(huán)刀垂直下壓，并用切土刀沿環(huán)刀外側(cè)切削土樣，邊壓邊削至土樣高出環(huán)刀，根據(jù)試樣的軟硬采用鋼絲鋸或切土刀整平環(huán)刀兩端土樣，擦凈環(huán)刀外壁，稱環(huán)刀和土的總質(zhì)量。
3 從余土中取代表性試樣測定含水率。比重、顆粒分析、界限含水率等項試驗(yàn)的取樣，應(yīng)按本標(biāo)準(zhǔn)第115條2款步驟的規(guī)定進(jìn)行。
4 切削試樣時，應(yīng)對土樣的層次、氣味、顏色、夾雜物，裂縫和均勻性進(jìn)行描述，對低塑性和高靈敏度的軟土，制樣時不得擾動。
（2） 擾動土試樣的備樣，應(yīng)按下列步驟進(jìn)行：
1 將土樣從土樣筒或包裝袋中取出，對土樣的顏色、氣昧、夾雜物和土類及均勻程度進(jìn)行描述，并將土樣切成碎塊，拌和均勻，取代表性土樣測定含水率。
2 對均質(zhì)和含有機(jī)質(zhì)的土樣，宜采用天然含水率狀態(tài)下代表性土樣，供顆粒分析、界限含水率試驗(yàn)。對非均質(zhì)土應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)項目取足夠數(shù)量的土樣，置于通風(fēng)處涼干至可碾散為止。對砂土和進(jìn)行比重試驗(yàn)的土樣宜在 105 ～ 110 ℃溫度下烘干，對有機(jī)質(zhì)含量超過 5 ％的土、含石膏和硫酸鹽的土，應(yīng)在 65 ～ 70 ℃溫度下烘干。
3 將風(fēng)干或烘干的土樣放在橡皮板上用木碾碾散，對不含砂和礫的土樣，可用碎土器碾散 （ 碎土器不得將土粒破碎 ）。
4 對分散后的粗粒土和細(xì)粒土，應(yīng)按本標(biāo)準(zhǔn)表 B.0.1的要求過篩。對含細(xì)粒土的礫質(zhì)土，應(yīng)先用水浸泡并充分?jǐn)嚢?，使粗?xì)顆粒分離后按不同試驗(yàn)項目的要求進(jìn)行過篩。
（3） 擾動土試樣的制樣，應(yīng)按下列步驟進(jìn)行：
1 試樣的數(shù)量視試驗(yàn)項目而定，應(yīng)有備用試樣 1 ～ 2 個。
2 將碾散的風(fēng)干土樣通過孔徑 2mm 或 5mm 的篩，取篩下足夠試驗(yàn)用的土樣，充分拌勻，測定風(fēng)干含水率，裝入保濕缸或塑料袋內(nèi)備用。
3 根據(jù)試驗(yàn)所需的土量與含水率，制備試樣所需的加水量應(yīng)按下式計算：
式中 mw —— 制備試樣所需要的加水量 （g）；
m0 —— 濕土 （ 或風(fēng)干土 ） 質(zhì)量 （g） ；
w0 —— 濕土 （ 或風(fēng)干土 ） 含水率 （ ％ ）；
wl —— 制樣要求的含水率 （ ％ ） 。
4 稱取過篩的風(fēng)干土樣平鋪于搪瓷盤內(nèi)，將水均勻噴灑于土樣上，充分拌勻后裝入盛土容器內(nèi)蓋緊，潤濕一晝夜，砂土的潤濕時間可酌減。
5 測定潤濕土樣不同位置處的含水率，不應(yīng)少于兩點(diǎn)．含水率差值應(yīng)符合本標(biāo)準(zhǔn)第 1.1. 2 條的規(guī)定。
6 根據(jù)環(huán)刀窖積及所需的干密度，制樣所需的濕土量應(yīng)按下式計算
式中 —— 試樣的干密度 （g／cm3） ；
V —— 試樣體積 （ 環(huán)刀容積 ）（cm3） 。
（4） 擾動土制樣可采用擊樣法和壓樣法。
1） 擊樣法：將根據(jù)環(huán)刀容積和要求干密度所需質(zhì)量的濕土倒入裝有環(huán)刀的擊樣器內(nèi)，擊實(shí)到所需密度。
2） 壓樣法：將根據(jù)環(huán)刀容積和要求干密度所需質(zhì)量的濕土倒入裝有環(huán)刀的壓樣器內(nèi)，以靜壓力通過活塞將土樣壓緊到所需密度。
8 取出帶有試樣的環(huán)刀，稱環(huán)刀和試樣總質(zhì)量，對不需要飽和，且不立即進(jìn)行試驗(yàn)的試樣，應(yīng)存放在保濕器內(nèi)備用
實(shí)驗(yàn)名稱：試樣飽和
1.2.1 試樣飽和宜根據(jù)土樣的透水性能，分別采用下列方法：
1 粗粒土采用浸水飽和法。
2 滲透系數(shù)大于10-4 cm／s 的細(xì)粒土，采用毛細(xì)管飽和法；滲透系數(shù)小于、等于10-4cm／s 的細(xì)粒土，采用抽氣飽和法。
實(shí)驗(yàn)步驟：
１.2.2 毛細(xì)管飽和法，應(yīng)按下列步驟進(jìn)行：
1 選用框式飽和器 （ 圖 1.2.4—1b） ，試樣上、下面放濾紙和透水板，裝入飽和器內(nèi)，并旋緊螺母。
2 將裝好的飽和器放入水箱內(nèi)，注入清水，水面不宜將試樣淹沒，關(guān)箱蓋，浸水時間不得少于兩晝夜，使試樣充分飽和。
3 取出飽和器，松開螺母, 取出環(huán)刀，擦干外壁，稱環(huán)刀和試祥的總質(zhì)量，并計算試樣的飽和度。當(dāng)飽和度低于 95 ％時, 應(yīng)繼續(xù)飽和。
1.2.3 試樣的飽和度應(yīng)按下式計算
或
式中 Sr —— 試樣的飽和度 （ ％ ）
—— 試樣飽和后的含水率 （ ％ ）
—— 試樣飽和后的密度 （g／cm3）
—— 土粒比重
e —— 試樣的孔隙比
1.2.4 抽氣飽和法，應(yīng)按下列步驟進(jìn)行：
1 選用疊式或框式飽和器 （ 圖 1.2.4—1） 和真空飽和裝置 （ 圖 1.2.4—2） 。在疊式飽和器下夾板的正中，依次放置透水板、濾紙、帶試樣的環(huán)刀、濾紙、透水板，如此順序重復(fù)，由下向上重疊到拉桿高度，將飽和器上夾板蓋好后，擰緊拉桿上端的螺母，將各個環(huán)刀在上、下夾板間夾緊。
2 將裝有試樣的飽和器放入真空缸內(nèi)，真空缸和蓋之間涂一薄層凡士林，蓋緊。將真空缸與抽氣機(jī)接通，啟動抽氣機(jī)，當(dāng)真空壓力表讀數(shù)接近當(dāng)?shù)匾粋€大氣壓力值時 （ 抽氣時間不少于 1h） ，微開管夾，使清水徐徐注入真空缸，在注水過程中，真空壓力表讀數(shù)宜保持不變。
3 待水淹沒飽和器后停止抽氣。開管夾使空氣進(jìn)入真空缸，靜止一段時間，細(xì)粒土宜為 10h ，使試樣充分飽和。
4 打開真空缸，從飽和器內(nèi)取出帶環(huán)刀的試樣，稱環(huán)刀和試樣總質(zhì)量，并按本標(biāo)準(zhǔn) （ 1.2.3 ） 計算飽和度。當(dāng)飽和度低于 95 ％時，應(yīng)繼續(xù)抽氣飽和。
1 粗粒土采用浸水飽和法。
2 滲透系數(shù)大于10-4 cm／s 的細(xì)粒土，采用毛細(xì)管飽和法；滲透系數(shù)小于、等于10-4cm／s 的細(xì)粒土，采用抽氣飽和法。
實(shí)驗(yàn)步驟：
１.2.2 毛細(xì)管飽和法，應(yīng)按下列步驟進(jìn)行：
1 選用框式飽和器 （ 圖 1.2.4—1b） ，試樣上、下面放濾紙和透水板，裝入飽和器內(nèi)，并旋緊螺母。
2 將裝好的飽和器放入水箱內(nèi)，注入清水，水面不宜將試樣淹沒，關(guān)箱蓋，浸水時間不得少于兩晝夜，使試樣充分飽和。
3 取出飽和器，松開螺母, 取出環(huán)刀，擦干外壁，稱環(huán)刀和試祥的總質(zhì)量，并計算試樣的飽和度。當(dāng)飽和度低于 95 ％時, 應(yīng)繼續(xù)飽和。
1.2.3 試樣的飽和度應(yīng)按下式計算
或
式中 Sr —— 試樣的飽和度 （ ％ ）
—— 試樣飽和后的含水率 （ ％ ）
—— 試樣飽和后的密度 （g／cm3）
—— 土粒比重
e —— 試樣的孔隙比
1.2.4 抽氣飽和法，應(yīng)按下列步驟進(jìn)行：
1 選用疊式或框式飽和器 （ 圖 1.2.4—1） 和真空飽和裝置 （ 圖 1.2.4—2） 。在疊式飽和器下夾板的正中，依次放置透水板、濾紙、帶試樣的環(huán)刀、濾紙、透水板，如此順序重復(fù)，由下向上重疊到拉桿高度，將飽和器上夾板蓋好后，擰緊拉桿上端的螺母，將各個環(huán)刀在上、下夾板間夾緊。
2 將裝有試樣的飽和器放入真空缸內(nèi)，真空缸和蓋之間涂一薄層凡士林，蓋緊。將真空缸與抽氣機(jī)接通，啟動抽氣機(jī)，當(dāng)真空壓力表讀數(shù)接近當(dāng)?shù)匾粋€大氣壓力值時 （ 抽氣時間不少于 1h） ，微開管夾，使清水徐徐注入真空缸，在注水過程中，真空壓力表讀數(shù)宜保持不變。
3 待水淹沒飽和器后停止抽氣。開管夾使空氣進(jìn)入真空缸，靜止一段時間，細(xì)粒土宜為 10h ，使試樣充分飽和。
4 打開真空缸，從飽和器內(nèi)取出帶環(huán)刀的試樣，稱環(huán)刀和試樣總質(zhì)量，并按本標(biāo)準(zhǔn) （ 1.2.3 ） 計算飽和度。當(dāng)飽和度低于 95 ％時，應(yīng)繼續(xù)抽氣飽和。
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