液塑限试验

液塑限试验(一)概述含水量对粘性土的工程性质(如强度、压缩性等)有极大的影响。当土从很湿逐渐变干时，会表现出几个不同的物理状态，土也就有不同的工程性质。当粘性土含水量极高时，土成泥浆，呈粘滞流动的液体。当施加剪力时，泥浆将连续地变形，土的抗剪强度极低。当含水量逐渐降低到某一值，土会显示出一定的抗剪强度，并且在外力作用下，可以塑成任何形状，并不发生裂缝，解除外力后，土仍保持已有的变形而不恢复原状。这些特征与液体完全不同，它表现为塑性体的特征。土从液体状态向塑性体状态过渡的界限含水量称为液限wL。当含水量继续降低时，土能承受较大的剪切应力，在外力作用下不再具有塑性体特征，而呈现具有脆性的固体特征。土由塑性体状态向脆性固体状态过渡的界限含水量称为塑限wP。液限和塑限，在国际上称为阿太堡界限(AtterbergLimit)，它们是粘性土的重要物理性质指标。液塑限试验粘性土的塑性大小，可用土处于塑性状态的含水量变化范围来衡量。此范围即液限与塑限之差值，称为塑性指数IP。IP=WL--Wp塑性指数一般在习惯上用不带百分数符号的数值表示。塑性指数越大，表示土越具有高塑性。土的天然含水量在一定程度上反映土中水量的多少。但仅仅天然含水量并不能说明土处于什么物理状态，因此还需要一个能够表示天然含水量与界限含水量关系的指标，即液性指标IL：式中：w——天然含水量；wL——液限；wp——塑限。pLpL液塑限试验当IL=1.0，即w=wL时土处于液限；当IL=0，即w=wp时土处于塑限。故按IL可区分土的各种状态，在《公路桥涵地基与基础设计规范》中规定：液塑限联合测定法1．仪器设备LP-100型液塑限联合测定仪；锥体质量100g锥角为30°，读数显示形式宜采用光电式、游标式、百分表式。2．试验主要步骤取有代表性的天然含水量或风干土样进行试验。过0．5mm的筛。取代表性土样200g，分开放入三个盛土皿中，加不同数量的蒸馏水，使土样的含水量分别控制在液限(a点)、略大于塑限(c点)和二者的中间状态(b点)附近。用调土刀调匀，密封放置18h以上。将制备好的土样充分搅拌均匀，分层装入盛土杯中，试杯装满后，刮成与杯边齐平。给圆锥仪锥尖涂少许凡士林，将装好土样的试杯放在联合测定仪上，使锥尖与土样表面刚好接触，然后按动落锥开关，测记经过5s锥的人土深度h。测盛土杯中土的含水量w。，重复以上步骤，对已制备的其他两个含水量的土样进行测试。液塑限联合测定法3．结果整理在二级双对数坐标纸上，以含水量w为横坐标，锥人深度h为纵坐标，点绘a、b、c三点含水量的h-w图，连此三点，应呈一条直线。如三点不在同一直线上，要通过a点与b、c两点连成两条直线，根据液限(a点含水量)在h—wl图上查得hp，，以此hp再在h-wl图上的ab及ac两直线上求出相应的两个含水量，当两个含水量的差值小于2％时，以该两点含水量的平均值与a连成一直线。当两个含水量的差值大于2％时，应重做试验。在h-wl图上，查得纵坐标人土深度h=20mm所对应的横坐标的含水量w即为该土样的液限含水量wl.液塑限联合测定法对于细粒土，用下式计算塑限入土深度hp：对于砂类土，则用下式计算塑限入土深度hp：根据hp值，再查试验结果h-w图，对应hp的含水量即为塑限含水量wp值。无机结合料击实试验(1)本试验方法适用于在规定的试筒内，对无机结合料进行击实试验，以绘制稳定土的含水量一干密度关系曲线，从而确定其最佳含水量和最大干密度。(2)试验集料的最大粒径宜控制在25mm以内，最大不得超过40mm(圆孔筛)。(3)试验方法类别无机结合料击实试验试验方法类别无机结合料击实试验2．仪器设备无机结合料击实试验3．试料准备将具有代表性的风干试料用木锤或木碾捣碎。如试料是细料土过5mm筛备用。如试料中粒径大于25mm的颗粒含量过多，则将试料过40mm的筛备用每次筛分后，均应记录超尺寸颗粒的百分率。在预定做击实试验的前一天，取有代表性的试料测定其风干含水量。对于细粒土，试样应不少于100g；对于中粒土(粒径小于25mm的各种集料)，试样应不少于1000g；对于粗料土的各种集料，试样应不少于2000g。无机结合料击实试验4．试验步骤甲法(适合于细粒土）1)将已筛分的试样用四分法逐次分小，至最后取出约10—15kg试料。再用四分法将已取出的试料分成5-6份，每份试料的干质量为2.0kg。2)预定5—6个不同含水量，依次相差1％—2％。3)按预定含水量制备试样并浸润。无机结合料击实试验4)试筒套环与击实底板应紧密连接。将击实筒放在坚实地面上，取制备好的试样(仍用四分法)400-500g倒人筒内，整平其表面并稍加压紧，然后按所需击数进行击实。最后一层试样击实后，试样超出试筒顶的高度不得大6mm，超出高度过大的试件应该作废。5)取下套环。对齐筒顶细心刮平试样，拆除底板。如试样底面略突出筒外或有孔洞，则应细心刮平或修补。擦净试筒的外壁，称取其质量并准确至5g。6)自试样内部从上到下取2个有代表性的样品，测定其含水量，计算至0．1％。2个试样含水量的差值不得大于1％。7)进行其余含水量下稳定土的击实和测定工作。凡已用过的试样，一律不再重复使用。无机结合料击实试验2丙法1)将已过筛的试料用四分法逐次分小，至最后取出约33kg试料。再用四分法将取出的试判分成6份／至少要5份)，每份重约5.5个(风于质量)2)预定5-6个不同含水量，依次相差1％—2％。3)按预定含水量制备试样，与甲法相同。4)将混合料拌和均匀，与甲法相同。5)将试筒、套环与夯击底板紧密地连接在一起，并将垫块放在筒内底板上。击实筒应放在坚实(最好是水泥混凝土)地面上，取制备好的试样1.8kg左右放入筒内，整平其表面，并稍加压紧。分3层，每层击98次。试样击实后，试样超出试筒顶的高度不得大于6mm，超出高度过大的试件应该作废。无机结合料击实试验6)扭动并取下套环。对齐筒顶细心刮平试样。并拆除底扳，取走垫块。擦净试筒的外壁，称重，准确至5g。7)自试样内部从上到下取2个有代表性的样品测定其含水量，计算至0．1％。2个试样含水量的差值不得大于1％。8）进行其余含水量下稳定土的击实和测定。凡已用过的试料，一律不再用。无机结合料击实试验5.计算及制图(1)计算每次击实后稳定土的湿密度和干密度：(2)以干密度为纵坐标，以含水量为横坐标，在普通直角坐标纸上绘制干密度与含水量的关系曲线，驼峰形曲线顶点的纵、横坐标分别为稳定土的最大干密度和最佳含水量。最大干密度用2位小数表示。如最佳含水量的值在12％以上，则用整数表示(即精确到1％)；如最佳含水量的值在6％-12％，则用一位小数“0”或“5”表示(即精确到0．5％)；如最佳含水量的值小于6％，则取1位小数，并用偶数表示(即精确到0．2％)。如试验点不足以连成完整的驼峰形曲线，则应该进行补充试验。无机结合料击实试验(3)超尺寸颗粒的校正当试样中大于规定最大粒径的超尺寸颗粒的含量为5％-30％时，按要求对试验所得最大于密度和最佳含水量进行校正。无机结合料击实试验6.精确度或允许误差2次试验最大密度的差值不应超0.05g/cm3(稳定细粒土)或0.08g/cm3(稳定中粒土和粗土)，最佳含水量的差值不应超过0.5％(最佳含水量小于10％)或1.0％(最佳含水量大于10％)。理论法确定石灰土、二灰稳定粒料最大干密度和最佳含水量根据室内试验测得结合料的最大干密度ρ1和集料的相对密度ρ2把已确定的结合料与集料的质量比换算为体积比V1：V2，则混合料的最大干密度ρ0为：确定混合料的最佳含水量石灰稳定工业废渣混合料组成设计1．一般规定(1)石灰工业废渣稳定类材料的7d浸水抗压强度应符合规定。(2)石灰工业废渣稳定类材料组成设计应根据强度标准，通过试验选取最宜于稳定的材料，确定石灰与粉煤灰或石灰与煤渣的比例，确定石灰粉煤灰或石灰煤渣与土的质量比例，确定混合料的最佳含水量。(3)对于CaO含量为2％—6％的硅铝粉煤灰，采用石灰粉煤灰作基层或底基层时，石灰与粉煤灰的比例可以是1：2-1：9。(4)采用二灰土作基层或底基层时，石灰与粉煤灰的比例可为1：2-1：4(对于粉土，以1：2为宜)，石灰粉煤灰与细粒土的比例可以是30：70~-90：10。(5)采用二灰级配集料作基层时，石灰与粉煤灰的比例可为1：2—1：4，石灰粉煤灰与集料的比例应是20：80—15：85。石灰稳定工业废渣混合料组成设计(6)采用石灰煤渣作基层或底基层时，石灰与煤渣的比例可为20：80-15：85。(7)采用石灰煤渣土作基层或底基层时，石灰与煤渣的比例可为1：1—1：4，石灰煤渣与细粒土的比例可以是1：1-1：4。混合料中石灰不应少于10％，或通过试验选取强度较高的配合比。(8)采用石灰煤渣集料作基层或底基层时，石灰：煤渣：集料可为(7—9)：(26—33)：(67-58)。(9)为提高石灰工业废渣的早期强度，可外加1％-2％的水泥。(10)各种混合料的各项试验应按《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》(JTJ057---94)进行。石灰稳定工业废渣混合料组成设计2．原材料的试验（1）石灰（3级）（2）粉煤灰（有效成分，烧失量，比表面积）（3）土（塑性指数，有机质、易溶盐含量）（4）碎石或砂粒（压碎值，级配）3．混合料的设计步骤（1）原材料试验（2）制备不同比例的石灰粉煤灰混合料，确定其各自的最佳含水量和最大干密度。（3）以工地施工压实度（或规定压实度）和最佳含水量成型无侧限抗压强度试件（试件成型时应考虑材料自身含水量）石灰稳定工业废渣混合料组成设计成型试件最少数量项目10％10％—15％15％—20％细粒土69中粒土6913粗粒土913石灰稳定工业废渣混合料组成设计（4）养生（5）测定无侧限抗压强度（6）计算试验结果的平均值和标准差要求无侧限抗压强度试验方法1．目的和适用范围本试验方法适用于测定无机结合料稳定土(包括稳定细粒土、中粒土和粗粒土)试件的无侧限抗压强度，室内配合比设计试验及现场检测。2．取样频率在现场按规定频率取样，按工地预定达到的压实度制备试件。3．仪器设备4．试件制备(1)试料准备将具有代表性的风干试料用木锤和木碾捣碎，如试料为粗粒土，则除去大于40mm的颗粒备用；如试料为中粒土，则除去大于25mm或20mm的颗粒备用；如试料为细粒土，则除去大于10mm的颗粒备用。取有代表性的试料测定其风干含水量。无侧限抗压强度试验方法(2)确定无机结合料混合料的最佳含水量和最大干密度。(3)配制混合料1）对于无机结合料稳定细粒土，至少应该制备6个试件；对于无机结合料稳定细粒土，至少应该制备6个试件；对于无机结合料稳定中粒土和粗粒土，至少分别应该制备9个和13个试件。2）对于细粒土，可以一次称取6个试件的土；对于中粒土，可以一次称取3个试件的土；对于粗粒土，一次只称取1个试件的土。3)向称好混合料中加水，浸润备用。(4)按预定的干密度制件5．养生6．无侧限抗压强度试验无侧限抗压强度试验方法7．计算(1)试件的无侧限抗压强度RC用下列相应的公式计算。对于小试件：对于中试件：对于大试件：无侧限抗压强度试验方法(2)精密度或允许误差’若干次平行试验的偏差系数C，(％)应符合下列规定。对于小试件，不大于10％；对于中试件，不大于15％；对于大试件，不大于20％。8．强度评定(1)评定路段试样的平均强度R应满足下式的要求承载比(CBR)试验方法所谓CBR值，是指试料贯人量达2.5mm或5.0mm时，单位压力与标准碎石压入相同贯人量时标准荷载强度的比值。贯入量为2.5mm时的CBR值贯入量为5.0mm时的CBR值1．目的和适用范围本试验方法只适用于在规定的试筒内制件后，对各种土和路面基层、底基层材料进行承载比试验。试样的最大粒径宜控制在25mm以内，最大不得超过38mm。2．仪器设备(