土力学含水率试验

岩土工程测试技术授课教师：张福海、张文慧任课教师简介•张福海：讲师•研究方向：软土地基处理及土工测试•联系电话：83787032•E-mail：[e-mail]•张文慧：讲师•研究方向：土工测试•联系电话：83787032教材及参考书目•教材名称：土工测试技术•教材版本：河海大学出版社（王保田）•参考书目：唐贤强、谢瑛、谢树彬、文载•奎主编，《地基工程原位测试技术》；•周志刚、郑健龙著《公路土工合成材料•设计原理及工程应用》；•窦宜、盛树馨、马悔英《土工实验室测•定技术》授课内容•含水率试验：烘干法、酒精燃烧法和微波炉快速烘干法•击实试验：试验原理、干法击实和湿法击实的适用范围•改良土灰剂量测试：检测方法和误差分析•土工合成材料力学特性试验：应用范围、测试指标和检测方法•现场测试技术：静载试验、静力触探试验和圆锥动力触探试验•现场测试技术：现场直剪试验等，地基处理试验段加固效果检测实例分析课时安排周次日期章节内容提要教学环节和方法课内学时第11周含水率试验授课4第12周击实试验授课4第13周改良土灰剂量测试授课4第14周土工合成材料力学特性试验授课4第15周现场测试技术：静载试验授课4第16周现场测试技术授课4试验设计安排•颗粒分析试验（筛析法）•相对密实度试验•击实试验•固结试验•土工织物抗拉试验•三轴剪切试验岩土工程测试技术考试方法及评分标准•考试形式：提交读书报告(手写)占总评成绩的70%；•报告要求及评分标准：阅读4篇以上的有关土工测试技术或土工测试试验成果分析方面的专业文献资料，并在读书报告中列出：30分；•根据所阅读的文献和上课学习的内容，总结一下自己的读书心得和对所读文献中介绍的试验方法或测试方法的认识(要求3000字以上)，内容包括：•包括测试或试验方法的原理(10分)；•希望达到的目的(10分)；•具体的操作方法(20分)•适用的范围(10分)；•和其他能够达到同样测试目的方法相比该方法的优缺点(20分)。岩土工程测试实验考试方法及评分标准•考试形式：提交实验报告(手写)占总评成绩的70%；•每份实验报告内容包括：•实验目的(10分)；•实验方法的原理(20分)；•实验步骤(20分)•实验成果整理(30分)；•实验结论(20分)。•考试成绩权重：颗粒分析试验（0.1）、相对密实度试验（0.1）、击实试验（0.2）、固结试验（0.2）、土工织物抗拉试验（0.2）和三轴剪切试验（0.2）第一讲含水率试验张福海主讲土样含水率的定义W—土样含水率(%)mw—土中水的质量(g)ms—烘干土的质量(g)m—湿土的质量(g)%mmm%mmwsssw100100含水率检测方法•标准方法：含水率试验的室内试验方法以烘干法为标准方法。•其他方法有：•••;•;•5微波炉快速烘干法.试验原理•上述各种试验方法都是利用水在加温后逐渐变成水蒸气的性质。加热一定时间后，在温度不高于110℃时，土中自由水全部变成气体挥发，之后土重不再发生变化，即处于恒重状态。这时挥发掉的水重ｍｗ=ｍ-ｍｓ。土恒重即认为是干土质量。对粘性土，ｍｓ实际上是土粒质量与强结合水质量之和，因强结合水需要温度高于120℃才能析出，故将其作为固体颗粒的一部分。•有机质土、有机土及含石膏和硫酸矿物的土的含水率检测方法：•烘干法，而且烘干的温度要控制在65～70℃之间。结晶水是固体颗粒的一部分！强吸着水是固体颗粒的一部分！烘干法测定含水率•1.仪器设备•恒温烘箱：一般要求在50℃～200℃范围内能在任一点保持一定恒温范围。最常用的恒温范围在105℃～110℃，控制温度的精度高于±２℃•天平：称量200ｇ，感量0.01ｇ。常用天平分机械•附属设备：铝盒、干燥器等。•2.操作步骤•a.取代表性试样15～30ｇ，对于砂类土、有机土为50ｇ试样。放入铝盒内，迅速盖好盒盖，称量ｍ1，准确至0.01ｇ，称量结果减去铝盒质量ｍ0，得到湿土质量ｍ＝ｍ1－ｍ0•b.揭开铝盒盖，将试样和铝盒一起放入恒温烘箱，对无机土在温度105℃～110℃下烘至衡重。在设定温度下烘至恒重所需时间由土类和烘箱构造决定。一般砂土约需1～2小时，粉土和粉质粘土约6～8小时，粘土约10小时，有机质土烘干需48•c.将烘干后的试样和铝盒取出，盖好铝盒盖后，放入干燥器内冷却至室温后，称铝盒加土质量ｍ2，准确至0.01ｇ。计算干土质量ms＝ｍ2－ｍ0试验成果整理•含水率计算：•按前面的步骤进行两次平行试验，当两次测定含水率的差值在允许的范围内时，取其算术平均值作为该土样的含水率。两次测定的差值允许范围为：含水率低于４０％时，不得大于１％；含水率高于４０％时，不得大于２％。本允许范围是对均质土而言，对原状土由于非均质，样筒上下水在重力作用下重新分布使含水率差值增大，可适当放宽平行试验差值允许范围。w%100%100ssswmmmmmw酒精燃烧法•1.仪器设备••天平：称量200ｇ，感量0.01•酒精：纯度高于95•其它：滴管，火柴，调土刀等。试验操作步骤•a.取代表性试样(粘性土5～10ｇ，砂性土20～30ｇ)，放入铝盒内，盖好盒盖，称量ｍ1，准确至0.01ｇ，称量结果减去铝盒质量ｍ0，得到湿土质量ｍ＝ｍ1－ｍ0；•b.用滴管将酒精注入放有试样的铝盒中，至酒精超过试样•c.•d.让试样冷却数分钟，按b至c的步骤再重复燃烧两次。当第三次火焰熄灭后，立即盖好盒盖，称铝盒加土质量ｍ2，准确至0.01ｇ。计算干土质量ms＝ｍ2－ｍ0；•e.与烘干法记录格式一样记录。每个试样平行测定两次。微波加热法•1.仪器设备•微波炉；••天平：称量200ｇ，感量0.01ｇ。试验思路•首先建立微波加热法和烘箱烘干法的对应关系表，见图1；•采用微波炉快速烘干15分钟的方法测定试样用微波加热法得到的含水量；•根据微波加热法和烘箱烘干法的对应关系表确定试样的含水量。图2微波炉测定含水量与烘箱测定含水量对比关系图y=1.03x-2.01y=0.97x-1.591012141618202224262830121314151617181920212223242526272829303132微波炉含水量烘箱含水量灰土素土图1微波加热法步骤•a.取100g左右湿土样放入烧杯，称量烧杯加湿土质量；•b.将装有湿土样的烧杯放入微波炉，在中火条件下烘干，烘干时间为15分钟；•c.待烧杯冷却后，称量烧杯加干土质量；•d.用下式计算快速法土样的含水量：•e.查微波加热法和烘箱烘干法的对应关系表，修正后得到试样的含水量。%100mmmm杯干杯干杯湿杯＝qW湿杯m干杯m