土工试验中若干问题探讨

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土样的采集运输和保管

公路土工试验中土样的采集运输和保管及相关的试验中应注意的事项对试验数据有较大的直接影响,土样的采集运输和保管是完成土工试验极其重要的环节.尤其是对特殊土的采集和运输应特别注意,如对原状冻土在采集和运输过程中应保持原土样温度和土样的结构以及含水率不变等.如果送到试验室的 土样不符合要求,没有代表性,那么,任何精密的仪器和审慎的操作都将毫无意义.故根据公路工程专业的特点和不同的工程性质,分别规定出采样的土体状态采样方法土样数量及”土样记录”.并对包装运输与管理给出具体规定.每项实验所需土样的多少和土样的工程分类土样状态及土的最大粒径有关,应参照相应试验项目采取.原则上扰动土按质量计,原状土按体积计。

土的含水率

土的含水率是土的基本物理指标之一，反映土的状态，其变化将使土的一系列力学性质随之而异；它又是计算土的干密度、孔隙比、饱和度等项指标的依据，因此，现标准改为含水率。含水率试验的烘干法精度高，应用广。

烘干法一般采用能控制恒温的电热烘箱。鉴于目前国内外主要土工试验标准多数以105～110℃为标准，故规定烘干温度为105～110℃。

试样烘至恒量所需的时间与土类及取土数量有关。试验规定土量为15～30G，对砂类土宜烘6～8小时,黏质土烘8～10小时.砂类土 因持水性差,颗粒大小相差悬殊,水分变化大,所以试样应多取一些,规程规定取50G.对有机质含量超过5%的 土,因土质不均匀,采用烘干法时,除注明有机质含量外,亦应取50G。

有机质土在 105～110C温度下经长时间烘干后,有机质特别是腐殖酸会在烘干过程中逐渐分解而不断损失,使测得的含水率比实际的饿含水率大,土中有机质含量越高,误差越大.故对有机质含量超过5%的土,应在60～70℃的 恒温下进行烘干。

土的密度

土的 密度是土的基本物理指标之一，用来表示，反映土的状态，其变化将使土的一系列力学性质随之而异，用它可以换算土的干密度、孔隙比、孔隙率、饱和度等指标。是检测土工构筑物施工质量的重要指标。无论在室内试验或野外勘察以及施工质量控制中，均须测定密度。环刀法只能用于测定不含砾石颗粒的细粒土的密度。环刀法操作简便而准确，在室内和野外普遍采用。

在室内做密度试验，考虑到与剪切、固结等项试验所用环刀配合，规定室内环刀容积为60～150cm。施工现场检查填土压实密度时，由于每层土压实度上下不均匀，为提高试验结果的精度，可增大环刀容积，一般采用的环刀容积为200～500 cm3。环刀高度与直径之比，对试验结果是由影响的。根据钻探机具、取土器的筒高和直径的大小，确定室内试验使用的环刀直径为6～8cm，高2～3cm,野外采用的环刀规格尚不统一，径高比一般以1～1.5为宜。环刀壁越厚，压入时土样扰动程度也越大，所以环刀壁越薄越好。但环刀压入土时，须承受相当的压力，壁过薄，环刀容易破损和变形。因此，建议壁厚一般用1.5～2MM。根据工程实际需要，采用原状土或制备所需状态的扰动土。

土的比重

土粒的比重是土的基本物理指标之一，是计算孔隙比和评价土类的主要指标。关于比重的定义，以往国内《土工试验规程》和常见教科书上一般将比重定义为：土粒在温度100～105℃，烘至恒重时的重量与同体积4℃时蒸馏水重量的比值。进年来，国外某书刊中给出这样的定义：给定体积材料的质量（或密度）与等体积的质量（或密度）的比值。

颗粒小于5m2的土用比重瓶法测定。根据土的分散程度、矿物成分、水溶盐和有机质的含量又分别规定用纯水和中性液体测定。排气方法也根据介质的不同分别采用煮沸法和真空抽气法。

目前各单位多用100ml的比重瓶，也有采用50ml的。比较试验表明，瓶的大小对比重结果影响不大，但因100ml的比重瓶可以多取些试样，使试样的代表性和试验的精度提高，所以本规程建议采用100ml的比重瓶，但也允许采用50ml的比重瓶。

比重瓶校正一般有两种方法：称量校正法和计算校正法。

五 无机结合料中水泥或石灰剂量的测定

无机结合料稳定材料常用作路面基层材料，是在粉碎或原状的土（或砂砾）中掺入一定量的无机胶结材料和适量的水，经拌和、压实与养生后，得到的具有较高后期强度，整体性和水稳定性均较好的材料。

根据基层材料的不同无机结合料稳定材料分为稳定土和稳定砂砾。由于采用不同的无机胶结材料，其又可分为水泥稳定类、石灰稳定类、综合稳定类、工业废渣稳定类(主要是石灰粉煤灰稳定类)。

稳定类材料组成设计，也称混合料设计，即根据对某种稳定材料规定的技术要求，选择合适的原材料、掺配用料（需要时），确定结合料的种类和剂量及混合料的最佳含水量。稳定类材料组成设计是路面结构设计的重要组成部分。

混合料组成设计所要求达到的目标是：满足设计强度要求，抗裂性达到最优，且便于施工。混合料组成设计的基本原则是：结合料剂量合理、尽可能采用综合稳定以及集料应有一定级配。结合料剂量太低不能形成半刚性材料，剂量太高则刚度太大，容易脆裂。采用综合稳定时，水泥可提高早期强度，石灰可使刚度不太大，掺入一定的粉煤灰可以降低收缩系数。集料的级配以集料靠拢而不紧密为原则，其空隙让无机结合料填充，形成各自发挥优势的稳定结构。

（1）EDTA滴定法适用于在工地快速测定水泥和石灰稳定土中水泥和石灰的剂量，并可以用检查拌和的均匀性。用于稳定的土可以是细粒土，也可以是中粒土和粗粒土。本法不受水泥和石灰稳定土龄期（7d以内）的影响。工地水泥和石灰稳定土含水量的少量变化（?%），实际上不影响测定结果。用本法进行一次剂量测定，只需10min左右。

（2）此法 也可以用来测定水泥和石灰综合稳定土中结合料的剂量。

（作者单位：武汉铁路桥梁学校）