土的密度试验灌砂法作业指导书

土的密度试验灌砂法作业指导书1目的和适用范围本试验法适用于现场测定细粒土、砂类土和砾类土的密度。试样的最大粒径一般不得超过15mm,测定密度层的厚度为150-200mm。注:①在测定细粒土的密度时，可以采用似00~的小型灌砂筒。②如最大粒径超过l5mm，则应相应地增大灌砂筒和标定罐的尺寸，例如，粒径达40-60的粗粒土，灌砂筒和现场试洞的直径应为150-200mm。2仪器设备2.1灌砂筒:金属圆筒(可用白铁皮制作)的内径为100mm，总高360mm。灌砂筒主要分两部分:上部为储砂筒，筒深270mm(容积约2120cm3)，筒底中心有一个直径10~的圆孔;下部装一倒置的圆锥形漏斗，漏斗上端开口直径为lOmm，并焊接在一块直径100mm的铁板上，铁板中心有一直径10~的圆孔与漏斗上开口相接。在储砂筒筒底与漏斗顶端铁板之间设有开关。开关为一薄铁板，一端与筒底及漏斗铁板铰接在一起，另一端伸出筒身外，开关铁板上也有一个直径10~的圆孔。将开关向左移动时，开关铁板上的圆孔恰好与筒底圆孔及漏斗上开口相对，即三个圆孔在平面上重叠在一起，砂就可通过圆孔自由落下。将开关向右移动时，开关将筒底圆孔堵塞，砂即停止下落。灌砂筒的形式和主要尺寸如图T0111-1所示。2.2金属标定罐:内径100mm，高150mm和200mm的金属罐各一个，上端周围有一罐缘。注:如由于某种原因，试坑不是150~或200~时，标定罐的深度应该与拟挖试坑深度相同。2.3基板:一个边长350mm、深40mm的金属方盘，盘中心有一直径100~的圆孔。2.4打洞及从洞中取料的合适工具，如凿子、铁锤、长把勺、长把小簸箕、毛刷等。2.5玻璃板:边长约500~的方形板。2.6饭盒(存放挖出的试样)若干。2.7台秤:称量10~15kg，感量5g。2.8其他:铝盒、天平、烘箱等。2.9量砂:粒径0.25一0.5mm、清洁干燥的均匀砂，约20一40kg。应先烘干，并放置足够时间，使其与空气的湿度达到平衡。3仪器标定3.1确定灌砂筒下部圆锥体内砂的质量3.1.1在储砂筒内装满砂，筒内砂的高度与筒顶的距离不超过15mm，称筒内砂的质量ml，准确至1g。每次标定及而后的试验都维持该质量不变。3.1.2将开关打开，让砂流出，并使流出砂的体积与工地所挖试洞的体积相当(或等于标定罐的容积);然后关上开关，并称量筒内砂的质量m5，准确至lg。3.1.3将灌砂筒放在玻璃板上，打开开关，让砂流出，直到筒内砂不再下流时，关上开关，并小心地取走罐砂筒。3.1.4收集并称量留在玻璃板上的砂或称量筒内的砂，准确至1g。玻璃板上的砂就是填满灌砂筒下部圆锥体的砂。3.1.5重复上述测量，至少三次;最后取其平均值m2，准确至lg。3.2确定量砂的密度3.2.1用水确定标定罐的容积Vo(1)将空罐放在台秤上，使罐的上口处于水平位置，读记罐质量m}，准确至lg。(2)向标定罐中灌水，注意不要将水弄到台秤上或罐的外壁;将一直尺放在罐顶，当罐中水面快要接近直尺时，用滴管往罐中加水，直到水面接触直尺；移去直尺，读记罐和水的总质量mg。(3)重复测量时，仅需用吸管从罐中取出少量水，并用滴管重新将水加满到接触直尺。(4)标定罐的体积V按下式计算:式中:v-标定罐的容积(cm3)，计算至0.01;m7—标定罐质量(g);m8—标定罐和水的总质量(g)；pw—水的密度(g/cm3)。3.2.2在储砂筒中装人质量为ml的砂，并将罐砂筒放在标定罐上，打开开关，让砂流出，直到储砂筒内的砂不再下流时，关闭开关;取下罐砂筒，称筒内剩余的砂质量，准确至lg。3.2.3重复上述测量，至少三次，最后取其平均值m3，准确至lg。3.2.4按下式计算填满标定罐所需砂的质量m8:式中:ma—砂的质量(g)，计算至l;ml—灌砂人标定罐前，筒内砂的质量(g)。m2—灌砂筒下部圆锥体内砂的平均质量(g)。m3—灌砂人标定罐后，筒内剩余砂的质量(g)。3.2.5按下式计算量砂的密度ps:式中:Pg—砂的密度(g/cm3)，计算至0.01;F一标定罐的体积(cm3);ma—砂的质量(g)。4试验步骤4.1在试验地点，选一块约40cmx40cm的平坦表面，并将其清扫干净;将基板放在此平坦表面上;如此表面的粗糙度较大，则将盛有量砂ms的灌砂筒放在基板中间的圆孔上;打开灌砂筒开关，让砂流人基板的中孔内，直到储砂筒内的砂不再下流时关闭开关;取下罐砂筒，并称筒内砂的质量m6，准确至lg。4.2取走基板，将留在试验地点的量砂收回，重新将表面清扫干净;将基板放在清扫干净的表面上，沿基板中孔凿洞，洞的直径100mm。在凿洞过程中，应注意不使凿出的试样丢失，并随时将凿松的材料取出，放在已知质量的塑料袋内，密封。试洞的深度应与标定罐高度接近或一致。凿洞毕，称此塑料袋中全部试样质量，准确至1g。减去已知塑料袋质量后，即为试样的总质量mt。4.3从挖出的全部试样中取有代表性的样品，放入铝盒中，测定其含水率w。样品数量:对于细粒土，不少于100g;对于粗粒土，不少于SOOgo4.4将基板安放在试洞上，将灌砂筒安放在基板中间(储砂筒内放满砂至恒量城)，使灌砂筒的下口对准基板的中孔及试洞。打开灌砂筒开关，让砂流人试洞内。关闭开关，小心取走灌砂筒，称量筒内剩余砂的质量ma，准确至lg。4.5如清扫干净的平坦的表面上，粗糙度不大，则不需放基板，将罐砂筒直接放在已挖好的试洞上。打开筒的开关，让砂流人试洞内。在此期间，应注意勿碰动灌砂筒。直到储砂筒内的砂不再下流时，关闭开关。仔细取走灌砂筒，称量筒内剩余砂的质量ma，准确至lg。4.6取出试洞内的量砂，以备下次试验时再用。若量砂的湿度已发生变化或量砂中混有杂质，则应重新烘干，过筛，并放置一段时间，使其与空气的湿度达到平衡后再用。4.7如试洞中有较大孔隙，量砂可能进人孔隙时，则应按试洞外形，松弛地放人一层柔软的纱布。然后再进行灌砂工作。5结果整理5.1按下式计算填满试洞所需砂的质量:灌砂时试洞上放有基板的情况灌砂时试洞上不放基板的情况式中:mb—砂的质量(g)}ml—灌砂人试洞前筒内砂的质量(g)；m2—灌砂筒下部圆锥体内砂的平均质量(g)；m4,m'4—灌砂人试洞后，筒内剩余砂的质量(g)；m5-m6—灌砂筒下部圆锥体内及基板和粗糙表面间砂的总质量(g)。5.2按下式计算试验地点土的湿密度:式中:ρ—土的湿密度(g/cm3)，计算至0.01；mt—试洞中取出的全部土样的质量(g)；mb—填满试洞所需砂的质量(g);Ps—量砂的密度(g/cm3)。5.3按下式计算土的干密度:式中:pd—土的干密度(岁c时)，计算至0.01；P—土的湿密度g/cm3w—土的含水率(%)。5.4本试验的记录格式如表T0111-105.5精密度和允许差。本试验须进行二次平行测定，取其算术平均值，其平行差值不得大于0.03g/cm3o6报告6.1土的鉴别分类和状态描述。6.2土的含水率w(%）。6.3土的湿密度（g/cm3)。6.4土的干密度ρd（g/cm3）。