公路土工试验程(JTG-E40-2007)

公路土工试验规程（JTGE40-2007）07规范修订的主要内容增加了“术语、符号”一章。对各章内容及条文说明进行了局部修改和有效性确认土的工程分类中，对塑性图进行了部分调整将“含水量”名称修改为“含水率”,删除了“碳化钙气压法”比重试验增加了浮力法颗粒分析试验增加了对密度计法的“刻度及弯月面的校正”依据标准界限含水率试验增加了76g锥入土17mm的液限试验方法和液限碟式仪试验方法渗透试验修订了变水头渗透试验方法规定了击实试验的土类和击实筒的匹配以及击实功能。增加了标准吸湿含水率试验方法黄土湿陷试验方法中增加了自重湿陷系数试验、溶滤变形系数试验和湿陷起始压力试验增加了冻土密度试验、冻结温度试验、冻土导热系数试验、未冻含水率试验、冻胀率试验和冻土融化压缩试验的冻土类试验方法增加了湿化试验方法在土的直接剪切试验中增加了排水反复直接剪切试验方法在细粒土三轴压缩试验的固结不排水试验中，增加了固结后的土样几何尺寸计算方法；增加了“一个试样多级加荷三轴压缩试验”增加了粗粒土直接剪切试验3.土的工程分类在土分类总体系中，“特殊土”增加了“冻土”一项对粗粒土和细粒土的分类进行了较大修正细化了盐渍土工程分类，新增了冻土工程分类3.2巨粒土分类93规程：在07规程中，将“漂石粒50%”改为“漂石粒卵石粒”，将“漂石粒≤50%”改为“漂石粒≤卵石粒”。3.3粗粒土分类93规程：试样中粗粒组质量多于总质量50%的土称粗粒土。07规程：试样中巨粒组土粒质量少于或等于总质量的15%，且巨粒组土粒与粗粒组土粒质量之和多于总土质量50%的土称粗粒土。93规程：粗粒土中砾粒组质量少于或等于总质量50%的土称砂类土。07规程：粗粒土中砾粒组质量少于或等于砂粒组质量的土称砂类土。3.4细粒土分类细粒土划分规定93规程：（1）细粒土中粗粒组质量少于总质量25%的土称细粒土。（2）细粒土中粗粒组质量为总质量25%~50%的土称含粗粒的细粒土。（3）含有机质的细粒土称有机质土。07规程：（1）细粒土中粗粒组质量少于或等于总质量25%的土称粉质土或黏质土。（2）细粒土中粗粒组质量为总质量25%~50%（含50%）的土称含粗粒的粉质土或含粗粒的黏质土。（3）试样中有机质含量多于或等于总质量的5%，且少于总质量的10%的土称有机质土。试样中有机质含量多于或等于10%的土称有机土。塑性图：93规程塑性图在07规程中，上横虚线为Ip=7，下横虚线为Ip=4.3.特殊土分类07规程对盐渍土的分类进行了细分，并增加了冻土分类标准。盐渍土工程分类土层中平均总cl-/so4-盐量（质量%）比值名称氯盐渍土2.0亚氯盐渍土1.0~2.0亚硫酸盐渍土0.3~1.0硫酸盐渍土0.3弱盐渍土0.3~1.50.3~1.00.3~0.80.3~0.5中盐渍土1.5~5.01.0~4.00.8~2.00.5~1.5强盐渍土5.0~8.04.0~7.02.0~5.01.5~4.0过盐渍土8.07.05.04.0冻土按冻结状态持续时间分类类型持续时间t（年）地面温度（℃）特征冻融特征多年冻土t≥2年平均地面温度≤0季节融化隔年冻土2t≥1最低月平均地面温度≤0季节冻结季节冻土T1最低月平均地面温度≤0季节冻结条文说明鉴于国标《土的分类标准》（GBJ145-90）的最新修订报批稿采用了质量为76g、锥角为30°、入土深度为17mm的液限标准wL和wL10，wL与碟式仪液限时的不排水强度等效，为此，07规程中测定土的液限采用碟式仪或相当于76g锥入土深度17mm的方法。考虑到100g锥入土深度20mm是公路交通系统的研究成果，且该两种方法的试验结果等效，本次修订将两种方法同时列出，均可采用塑性图进行分类。仍将93规程中的原老土名与现分类土名对照表列出，便于大致对照。从表中可以看出，一个老土名可能出现两个新土名，表明老分类法的不合理性。新老土名对照表老土组老土名颗粒组成砂粒黏粒(2~0.074)(0.002)塑性指数Ip液限(%)wl新土名土名代号砂粒含量(%)砂土砂土800~3砂含细粒土砂SSF砂性土粉质砂土粗亚砂土细亚砂土50~8050粗砂0~3多于细砂3~1050细砂3~10多于粗砂细粒土粉土质砂质砂SM粉性土粉质亚砂土粉土粉质轻亚黏土粉质重亚黏土20~500~10200~104510~204020~302210185050含砂低液限粉土粉低液限粉土质含砂低液限粉土土低液限黏土MLSMLMLSCL25黏性土轻亚黏土重亚黏土轻黏土重黏土4510~204020~307030~504550101826505050黏土质砂黏含砂低液限黏土质高液限黏土质砂土含砂高液限黏土高液限黏土SCCLSSCHCHSCH50255025利用塑性图进行细粒土分类时，土类划分界限是按国际上广泛应用的碟式液限仪的试验标准和我国以往长期采用的按塑性指数IP分类的标准确定的。塑性图中IP=7和IP=4两条横虚线之间的区域过渡区，可能由低液限粉土ML过渡为低液限黏土CL。93规程塑性图中采用的IP=10和IP=6两条横虚线是按理论液限值推算出来的。根据国内外各行业通常的习惯，冻土按冻结状态持续时间分类，可分为多年冻土（简称“永冻土”）、隔年冻土和季节冻土（简称“季冻土”）。5.土的含水率试验（修正）T0103-1993烘干法93规程：对含有机质超过5%的土，应将温度控制在65-70℃的恒温下烘干。07规程：对含有机质超过5%的土或含石膏的土，应将温度控制在60-70℃的恒温下，干燥12-15h为好。条文说明某些含有石膏的土在烘干时会损失其结晶水，用此测定其含水率有影响。每1%的石膏对含水率的影响约为0.2%。如果土中有石膏，则试样应该在不超过80℃的温度下烘干，并可能要烘干更长的时间。鉴于碳化钙气压法目前已很少使用，市场上已不多见。过去引用该方法主要是考虑边远地区电力供应困难，现场工作条件较差等问题，无法开展正常的含水率试验等工等。现在用酒精燃烧法完全可以替代该方法，且酒精资源丰富，更具备现场试验条件。因此，此次修订取消了碳化钙气压法作为含水率的试验方法。7.土的比重试验07规程新增了T0169-2007浮力法目的和适用范围目的是测定土颗粒的比重。适用于粒径大于或等于5mm的土，且其中粒径大于或等于20mm的土质量应小于总土质量的10%。试验原理通过测定试样完全浸没在水中时的浮力质量确定其表观体积，进而确定其表观比重（即视比重）。条文说明1.颗粒大于5mm的砾石、碎石等粗粒，颗粒本身有空隙存在。空隙又分封闭的与开敞的两部分。浸水时开敞部分为水所填充，封闭部分水不能进入。因此，粗粒比重的种类通常以视比重、干比重、饱和面干比重和比重四种方法来表示。2.规程中采用视比重，这样比较方便，因为一般指的空隙，实际上是指被水充填的孔隙。3.浮力法所测结果较为稳定。但大于20mm粗粒较多时，采用本方法将增加试验设备，室内使用不便。因此，规定粒径大于5mm的试样中大于或等于20mm颗粒含量小于10%时用浮力法。8.颗粒分析试验T0116-2007密度计法增加了“密度计刻度及弯月面校正”项，可按《标准玻璃浮计检定规程》（JJG86-2001）进行。条文说明由于不同浓度溶液的表面张力不同，弯月面的上升高度也不同，密度计在生产后其刻度与密度计的几何形状、质量等均有关。因此，需要进行刻度、有效沉降距离和弯月面的校正。密度计土粒沉降距离校正测定密度计浮泡体积。在250mL量筒内倒入约130mL纯水，并保持水温为20℃，测定量筒内水面读数（以弯月面上缘为准）后画一标记。将密度计放入量筒中，使水面达密度计最低分度处（以弯月面上缘为准），同时测记水面在量筒上的读数（以弯月面上缘为准）后再画一标记。两者之差，即为密度计浮泡的体积。测定密度计浮泡体积中心。在测定密度计浮泡体积后，将密度计向上缓慢垂直提起，使水面恰落至两标记的正中间，此时水面与浮泡相切，即为浮泡体积中心。将密度计固定于三足架上，用直尺准确量出水面至密度计最低分度的垂直距离。测定1000mL量筒内径（准确至1mm），并量出量筒体积。量出自密度计最低分度至玻璃杆上各分度处的距离，每隔5格或10格量距1次。9.界限含水率试验07规程增加：T0118-2007液限和塑限联合测定法中增加了76g锥入土17mm的液限试验方法增加了T0170-2007液限碟式仪法T0118-2007液限和塑限联合测定法lw采用76g锥做液限试验，则在h-w图上，查得纵坐标入土深度h=17mm所对应的横坐标的含水率w，即为该土样的液限。根据求得的液限，通过76g锥入土深度h与含水率w的关系曲线，查得锥入土深度为2mm所对应的含水率即为该土样的塑限。pw条文说明1950以来，我国一直采用瓦氏76g平衡锥来测定土的液限，相应的入土深度为hL=10mm。其测得的土液限时的抗剪强度比不同基座材料的碟式仪测得的抗剪强度大的多。根据1000多个土样的液限试验，发现76g锥和卡氏碟式仪测得的结果之间有如下关系：(r=0.96，n=1106)我国水电部组织的研究试验结果表明，76g锥以入土深度17mm作为液限和100g锥入土深度20mm作为液限时的抗剪强度与美国ASTMD423碟式仪时的强度一致，说明76g锥17mm和100g锥20mm的液限入土深度均可达到与ASTMD423碟式仪等效的目的。6.50.66LLww影响圆锥入土深度的因素可归结为土质、物理状态（湿度和密度状态）和结构三大方面，对于扰动土，排除了结构的影响。塑限时入土深度与含水率关系不稳定的原因在于湿密状态和土质的影响。最佳含水率约等于或略大于塑限，此时，圆锥和土体将产生剪切和压密的综合作用。为消除试样密度对圆锥入土深度的影响，测得塑限时，必须首先控制试样的密实程度。定义密实度系数K2：——饱水时干密度；——任意含水率下土的干密度；w——含水率；Gs——土粒比重。2ddsatK1sdsatsGGwdsatd当K2=0.95-1.0时，各类细粒土的入土深度与含水率呈对数关系，这就是控制试验密实度对入土深度影响的标准。土的性质对塑限时入土深度有显著影响，一般地，对砂类土影响较大，而对粉质土和黏质土的影响则较小。相应于滚搓法塑限值的100g锥塑限入土深度hP与塑限wL之间的关系曲线如下图：从上图可以看出，液限wL35的点比较集中，hP值基本上在2~3mm范围内波动；而wL35的点则相当分散，hP变化颇大。低塑限黏土和砂类土属于或共存于wL35这个范围内。因此，对不同土类，必须采用变数hP值。对联合测定精度最有影响的是靠近塑限的那个试样。当含水率等于塑限时，对控制曲线走向最为有利，但此时试样很难制备。根据实际经验含水率可略放宽，以入土深度不大于4~5mm为限。T0170-2007液限碟式仪法目的和适用范围用于测定粒径小于0.5mm以及有机质含量不大于试样总质量5%的土的液限。试验方法（1）取过0.5mm筛的土样，按需加水，调匀。（2）取部分试样置于碟之前半部，用调土刀修平，使最厚处为10mm，用槽刀沿中央划出至碟底的槽。（3）转动手柄，使土碟反复坠击于底座，记录试样在槽底合拢13mm时的击数，在槽两边去试样测定含水率。（4）建立含水率-击数对数曲线，击数25次对应的含水率即为液限。建议用美国ASTMD23采用的碟式仪规格。11.土的天然稠度试验（修正）07规程：土体的含水率w和锥入度h为曲线关系，用下式表示：或式中：93规程中：错误。lglghwlglg()LPchwIwlg20lgLwlg20lglglgpLphwwlglglg20lgLppwwh13.土的湿化试验土的湿化试验为新增试验目的和使用范围土的湿化是土体在水中发生崩解的现象。本试验的目的是测定具有结构性的黏质土体在水中的崩解速度，作为湿法填筑路堤选择土料的标