土的密度试验
实验二密度实验
一、土的密度是土的单位体积质量。
二、实验目的：测定土的密度，以便了解土的疏密状态，供换算土的其他物理力学指标和工
程设计之用。
三、实验方法：环刀法、水银排开法、蜡封法、密度湿度计法和灌砂法等。现介绍环刀法。
四、仪器设备
1.环刀：内径61.8mm，高20mm，壁厚1.5mm；
2. 天平：500g（感量0.1g）；
3.其他：修土刀、钢丝锯、玻璃板及圆玻璃片等。
五、操作步骤
1.按工程需要取原状土或人工制备所需状态的扰动土样，其直径和高度应大于环刀的
尺寸，整平其两端放在玻璃板上。
2.将环刀的刀口向下放在土面上，然后将环刀垂直下压，边压边切削，至土样上端伸
出环刀为止。削去两端余土修平，两端盖上平滑的圆玻璃片，以免水分蒸发。
3.擦净环刀外壁，称环刀加土的质量，准确至0.1g。
六、计算密度，准确至0.01 g/cm3。
m
=
v
式中m——湿土质量g ；
v——环刀容积cm3。
七、本实验需进行两次平行测定，取其平均值，其平行差值不得大于0.03%。
八、实验记录
密度实验记录表（环刀法）
工程名称_______________ 实验者_________________
钻孔编号_______________ 计算者_________________
土样说明_______________ 校核者_________________
2
2
确定土壤最佳含水量和最大干密度的试验方法
重庆科技学院学生毕业设计（论文）外文译文 学院建筑工程学院 专业班级土木工程2012-03 学生姓名潘星俊 学号2012444094
译文要求 1.外文翻译必须使用签字笔，手工工整书写，或用A4纸打印。 2.所选的原文不少于10000印刷字符，其内容必须与课题或专业方向紧密相关， 由指导教师提供，并注明详细出处。 3.外文翻译书文本后附原文（或复印件）。
出处:土木工程学报（2015）19（7）：2061-2066 版权?2015韩国土木工程师协会 DOI 10.1007/s12205-015-0163-0 确定土壤最佳含水量和最大干密 度的试验方法 X iao-Chuan Ren*, Yuan-Ming Lai**, Fan-Yu Zhang***, and Kai Hu**** 2014年4月2日收到/2014年6月18日修订/2014年11月11日接受/2015年1月12日在线出版 ·········································································································································································· 摘要 基于物理参数对土的压缩模量进行研究，得出一种能准确确定少量土样土壤最佳含水量的及相应的最大干密度的方法。力压缩模量曲线上的压缩模量峰值被用来确定最佳含水量及最大干密度。对所提出的方法进行了验证，通过使用四种不同类型的土壤：西藏青海粘土，二氧化硅粘土，兰州黄土，西藏青海沙土。结果表明，相对于传统的压实方法，新方法可以准确测定各类型土壤的最佳含水量和最大干密度。此外，对于某些含水量，当土壤的压实度是最大时，粘土和二氧化硅粘土达到理论饱和状态，而砂土和黄土则未达到。 关键词：最佳含水量，最大干密度，压缩模量，粘土，黄土，砂土，改良土 ··········································································································································································1.引言 在施工过程中的许多情况下，将土壤压实到其最大干密度是必要的。压实是指土壤中的孔隙空间减少，其密度增加所造成的土壤颗粒重排对抵抗力的压实能量。在压实过程中，土壤密度的变化取决于土壤颗粒之间的空隙空间的直接压缩，以及从运动中产生的土壤颗粒的位置和方向的空隙空间的减少。水在这个过程中起着润滑剂的作用，当土壤颗粒之间的空隙被水填充时，即为最佳密度。因此，最佳的含水量对应于足够支持滑动运动的土壤颗粒的水膜所需的最小量的水。对于特定的水含量，压缩土壤以达最大的理论密度意味着通过从土壤中的空隙排出所有的气体，从而达到饱和。理论上达到的最大压实曲线，也被称为饱和曲线，通过连接不同的水分含量对应得土壤饱和的相应干密度。一些研究者(Hilf, 1956; Ring et al., 1962; Ramiah etal., 1970; Wang and Huang, 1984)已有了获得最佳含水量和最大干密度的各种方法的讨论。然而，在一个给定的压实工作的前提下压实试验方法已被采纳为标准用以确定最佳的水分含量和相应的最大干密度(ASTM D698, 2012; ASTM D1557, 2012)。确定土壤最佳含水量和最大干密度的重要因素是压实作业的识别。毫无疑问，每一种类型的土壤反应不同的压实工作，这使得不同类型的土壤在使用相同的压实工作和现有的规范情况下，不可能获得水含量和最大干密度。基于Boutwell (1961)的想法，Blotz et al. (1998)研究了压实工作与
灰土干密度含水量试验方法
3.石灰土最佳含水量及最大压实度试验方法 时间：2006-12-04 来源：作者： （1）仪器设备 ①小型击实仪一套（详见附图4.2）； 技术性能为：锤质量2.6kg，锤底直径70mm，落高300mm，击实筒直径50mm，高50mm，其容积为100cm3。单位体积击实功：30击时为2207kJ/m3，35击时为2575kJ/m3，40击时为2943kJ/m3。 ②天平（感量0.001g），③上皿天平（称量500g，感量0.1g），④筛子（筛孔2mm），⑤烘箱及盛土铝盒若干。 （2）材料准备 将土捣碎，通过2mm筛孔，选取1.5～2.0kg的土样，测其含水量，换算成干质量，按照设计的石灰剂量准确掺入熟石灰，并仔细拌匀。加入稍低于按经验估计的最佳含水量（约土样液限的0.65倍），再充分拌匀备用。 （3）实验步骤 将两半圆筒3（见附图4.2）用少许煤油涂抹后，合拢起来放入底座1内，即将垫板9放入，拧紧螺丝2然后上套筒4，将折合干质量约200g的混合料装入套筒内，盖上活塞5，插入导杆7和夯锤6，夯击次数：砂性土的石灰土为30次；粉性土的石灰土为35次；粘性土的石灰土为40次；夯实试验应在坚实的地面（如水泥混凝土或块石）上进行，松软地面会影响测定结果。 试件按规定次数击实后，谨慎地将导杆、活塞及套筒取下，用土刀仔细地沿圆筒边缘将试件多余部分削去，表面与圆筒齐平拆开两半圆筒，或用锤自下向上将试件轻轻顶出，称其湿质量准确至0.1g。同时取样少许，测定其含水量。求该试件的干密度。如此重作数次（一般最好不少于5次），每次增加含水量2～3%一直做到水分增加而试件密度开始降低时为止。注意每次装筒的混合料质量要大致相等，过多或过少都会影响试验结果。 （4）计算 试件干密度按下式计算：
如何测定土的干密度
路基土方最大干质量密度和最优含水量测定方法 本试验的目的是用规定的击实方法(轻型击实法和重型击实法)，测定土的含水量与质量密度的关系，从而确定该土的最优含水量与相应的最大干密度。 击实仪的规格及主要技术性能 附表4.1 类别击实仪 名称锤底直径(mm)锤质量kg落高cm试筒尺寸层数每层 锤击 次数击实 方式试料 用量kg击实功KJ/m 内径cm高cm容积cm 轻型轻锤型5.12.530.510.211.6947325转圈3591.6 重型重锤型5.04.54510.012.71000527转圈32685.2 (一)轻型击实法 1.仪器设备 (1)轻型击实仪：(规格与技术性能见附表4.1) (2)天平：称量200g、感量0.01g;称量2000g、感量1g。 (3)台称：称量10kg，感量5g。 (4)筛：孔径5mm。 (5)其它：铝盒、喷水设备、碾土器、盛土器、推土器、修土刀及保湿设备等。
2.试样准备 (1)将代表性的风干土或在低于60℃温度下烘烤干的土样放在橡皮板上，用木碾碾散，过5mm筛拌匀备用，土量为15～20kg。 (2)测定土样风干含水量，按土的塑限估计其最优含水量(一般较塑限约小3～6%，其中对砂性土约小3%，对粘性土约小6%)依次相差约2%，即其中有两个大于和两个小于最优含水量。准备五个不同含水量的土样，所需加水量可按下式计算： 式中Mw——土样所需的加水量(g); Mo——含水量wo时土样的质量(g); wo——土样已有的含水量(0.01%); w1——要求达到的含水量(0.01%)。 (3)按预定含水量制备试样称取土样。每个约2.5k8，分别平铺于一不吸水的平板上，用喷水设备往土样上均匀喷洒预定的水量，拌和均匀后，密封的盛器内(或塑料袋内)浸润备用。浸润时间对高塑性粘土(CH)不得少于一昼夜，对低塑性土(CL)可酌情缩短，也不应少于12h。 3.操作步骤 (1)将击实仪放在坚实地面上，取制备好的试样600～800g倒入筒内，整平其表面，并用圆木板稍加压紧，然后按附表4.1规定的击实次数进行击实。击实时击锤应自由铅直落下，落高也按附表4.1调试正确，锤迹必须均匀分布于土面。然后安装套环，把土面刨成毛面，重复上述步骤进行第二层及第三层的击实，击实后超出击实筒的余土高度不得大于6mm。
土的干密度、湿密度、含水率、压实系数计算方法
土的干密度、湿密度、含水率、最大干密度、压实系数 1、实际含水率计算公式：称湿土，记录数据，然后把土样烘干，记录数据。湿土质量-干土质量的=水质量，水质量/干土质量*100%=含水率。 2、实际湿密度计算公式：环刀与土总质量-环刀质量=环刀内湿土质量，湿土质量/环刀内体积=湿土密度。环刀体积计算方法：要用尺子测量环刀内径及内高，底面圆的面积*环刀高=环刀内体积。 3、实际干密度计算公式：干密度=湿密度/(1+含水率)。 4、压实度计算公式：压实度=实际干密度/该土样最大干密度*100% 该土样最大干密度是试验室通过对该土样进行击实试验得出的。要想求压实度，首先要做该土样的击实试验。否则，想知道压实情况如何，就只能规定一个最小干密度，小于该最小干密度，为压实不合格。 ①以重量百分数表示土壤含水量 土壤含水量以土壤中所含水分重量占烘干土重的百分数表示，计算公式如下： 土壤含水量（重量％）＝（原土重-烘干土重）/烘干土重×100％＝水重/烘干土重×100％②以容积百分数表示土壤含水量 土壤含水量以土壤水分容积占单位土壤容积的百分数表示，计算公式如下： 土壤含水量（体积％）＝水分容积/土壤容积×100％＝土壤含水量（重量％）×土壤容重 ③以水层厚度表示土壤含水量 将一定深度土层中的含水量换算成水层深度的mm表示，计算公式如下： 水层厚度（mm）＝土层厚度（mm）×土壤含水量（容积％） ④相对含水量
将土壤含水量换算成占田间持水量或全蓄水量的百分数，以表示土壤水的相对含量，计算公式如下： 旱地土壤相对含水量（％)＝土壤含水量/田间持水量×100％ 水田土壤相对含水量（％)＝土壤含水量/全蓄水量×100％
粗粒土和巨粒土最大干密度试验振动台法
1.总则 1.1.本细则采用振动台法测定无粘性自由排水粗粒土和巨粒土（包括堆石料）的最大干 密度。 1.2.本细则适用于通过0.075mm标准筛的干颗粒质量百分数不大于15%的无黏性自由排 水粗粒土和巨粒土。 1.3.本细则对于最大粒径大于60mm的巨粒土，因受试筒允许最大粒径的限制，宜按规定 处理。 2.仪具与材料 2.1振动台：固定于混凝土基础上；振动台面尺寸至少550mm×550mm，且具有足够的刚 度。振动台最大负荷应满足试筒、套筒、试样、加重底板及加重块等质量的要求，不宜小于200kg；其频率20～60Hz可调，双振幅0～2mm可调。 2.2 试筒：圆柱形金属筒，按表1.1规定选用。试筒容积宜用灌水法每年标定一次。 2.3套筒:内径与试筒（见表1.1）配套一致，且与试筒紧密固定后内壁成直线连接。 2.4加重底板：底板为13mm厚的钢板，其直径略小于相应试筒内径，中心应有φ15mm未 穿通的提吊螺孔。 2.5加重块：对于相应采用的试筒，加重块及其加重底板在试样表面产生的静压力应为 18kPa。 2.6百分表及表架：百分表量程至少50mm以上，分度值为0.025mm。表架支杆应能插入 试筒导向瓦套孔中，并使百分表表头杆中心线与试筒中心线或内壁面平行。 2.7台秤:应具有足够测定试筒及试样总质量的量程,且达到所测定土质量0.1%的精度。 所用台秤，对于φ280mm试筒，量程至少50kg，感量6g；对于φ152mm试筒，量程至少30kg，感量2g。 2.8起吊机：起重量至少180kg。 2.9标准筛：60mm、40mm、20mm、10mm、5mm、2mm、0.075mm。 2.10其他工具：如加重底板提手、烘箱、金属盘、小铲、大勺及漏斗、橡皮锤、秒表、
土的最大干密度和最佳含水量试验要点
土的最大干密度和最佳含水量试验要点 （击实试验GB/T 50123-1999） 一、分类和试验范围：本试验分为轻型击实和重型击实。轻型击实试验适用于粒径小于5mm的粘性土。重型击实试验适用于粒径不大于20mm的土。采用三层击实时，最大粒径不大于40mm。 二、击实功率：轻型击实试验的单位体积击实功应为592.2KJ/m3，重型击实试验的单位体积击实功应为2684.9KJ/m3。 三、设备要求： 1.击实仪的击锤应配导筒，击锤与导筒间应有足够的间隙使锤能自由下落；电动操作的击锤必须有控制落距的跟踪装置和锤击点按一定角度（轻型53.5°，重型45°）均匀分布的装置（重型击实仪中心点每圈要加一击）。 2 .天平：称量200g,最小分度值0.01g。 3.台秤:称量10g,最小分度值5g。 4.标准筛：孔径为20mm、40mm和5mm。 5.试样推出器：宜用螺旋式千斤顶或液压式千斤顶，如无此类装置，亦可用刮刀和修土刀从击实筒中取出试样。 四、试样制备方法：试样制备分为干法和湿法两种。 1 干法制备试样应按下列步骤进行，用四分法取代表性土样20g(重型为50kg),风干碾碎,过5mm(重型过20mm或40mm)筛,将筛下土样拌匀,并测定土样的风干含水率。根据土的塑限预估最优含水率,并按本标准第3.1.6条4、5款的步骤制备5个不同含水率的一组试样，相邻2个含水率的差值宜为2%。 注：轻型击实中5个含水率中应有2个大于塑限，2个小于塑限，1个接近塑限。 2 湿法制备试样应按下列步骤进行，取天然含水率的代表性土样20kg(重型为50kg)碾碎,过5mm筛(重型过20mm或40mm),将筛下土样拌匀,并测定土样的天然含水率。根据土样的塑限预估最优含水率，按本条1款注的原则选择至少5个含水率的土样，分别将天然含水率的土样风干或加水进行制备，应使制备好的土样水分均匀分布。 五、试验步骤：击实试验应按下列步骤进行： 1 将击实仪平稳置于刚性基础上，击实筒与底座联接好，安装好护筒，在击实筒内壁均匀涂一薄层润滑油。称取一定量试样，倒入击实筒内，分层击实，轻型击实试样为25kg,分3层,每层25击;重型击实试样为4-10kg,分5层,每层56击,若分3层,每层94击。每层试样高度宜相等，两层交界处的土面应刨毛，击实完成时，超出击实筒顶的试样高度应小于6mm。 2 卸下护筒，用直刮刀修平击实筒顶部的试样，拆除底板，试样底部若超出筒外，也应修平，擦净筒外壁，称筒与试样的总质量，准确至1g，并计算试样的湿密度。 3 用推土器将试样从击实筒中推出，取2个代表性试样测定含水率，2个含水率的差值应不大于1%。 4 对不同含水率的试样依次击实。 六、计算及修正方法： 1.试样的干密度应按公式计算：ρd=ρ0/(1+0.01w1),其中w1为某点试样的含水率（%） 2.干密度和含水率的关系曲线,应在直角坐标纸上绘制。并应取曲线峰值点相应的纵坐标
粗粒土和巨粒土最大干密度试验振动台法
1. 总则 1.1. 本细则采用振动台法测定无粘性自由排水粗粒土和巨粒土（包括堆石料）的最大干密 度。 1.2. 本细则适用于通过0.075mm 标准筛的干颗粒质量百分数不大于15%的无黏性自由排 水粗粒土和巨粒土。 1.3. 本细则对于最大粒径大于60mm勺巨粒土，因受试筒允许最大粒径的限制，宜按规定处理。 2. 仪具与材料 2.1振动台：固定于混凝土基础上；振动台面尺寸至少550mm< 550mm且具有足够 的刚度。振动台最大负荷应满足试筒、套筒、试样、加重底板及加重块等质量的要求，不宜小于200kg;其频率20?60Hz可调，双振幅0?2mm可调。 2.2 试筒：圆柱形金属筒，按表1.1 规定选用。试筒容积宜用灌水法每年标定一次。 2.3 套筒:内径与试筒（见表1.1 ）配套一致，且与试筒紧密固定后内壁成直线连接。 2.4加重底板：底板为13mml厚的钢板，其直径略小于相应试筒内径，中心应有? 15mm 未 穿通的提吊螺孔。 2.5 加重块：对于相应采用的试筒，加重块及其加重底板在试样表面产生的静压力
应为18kPa。
2.6百分表及表架：百分表量程至少50mm以上，分度值为0.025mm表架支杆应能 插入试筒导向瓦套孔中，并使百分表表头杆中心线与试筒中心线或内壁面平行。2.7台秤:应具有足够测定试筒及试样总质量的量程，且达到所测定土质量0.1%的精 度。所用台秤，对于? 280mm试筒，量程至少50kg，感量6g;对于? 152mmE式筒，量程至少30kg，感量2g o 2.8起吊机：起重量至少180kg。 2.9 标准筛：60mm 40mm 20mm 10mm 5mm 2mm 0.075mm o 2.10其他工具：如加重底板提手、烘箱、金属盘、小铲、大勺及漏斗、橡皮锤、秒表、直 钢尺、试筒布套等。 试样质量及仪器尺寸（表 1.1 ）
粗粒土和巨粒土最大干密度试验(振动台法)
1.总则 .本细则采用振动台法测定无粘性自由排水粗粒土和巨粒土（包括堆石料）的最大干密度。.本细则适用于通过0.075mm标准筛的干颗粒质量百分数不大于15%的无黏性自由排水粗粒土和巨粒土。 .本细则对于最大粒径大于60mm的巨粒土，因受试筒允许最大粒径的限制，宜按规定处理。 2.仪具与材料 振动台：固定于混凝土基础上；振动台面尺寸至少550mm×550mm，且具有足够的刚度。振动台最大负荷应满足试筒、套筒、试样、加重底板及加重块等质量的要求，不宜小于200kg；其频率20～60Hz可调，双振幅0～2mm可调。 试筒：圆柱形金属筒，按表规定选用。试筒容积宜用灌水法每年标定一次。 套筒:内径与试筒（见表）配套一致，且与试筒紧密固定后内壁成直线连接。 加重底板：底板为13mm厚的钢板，其直径略小于相应试筒内径，中心应有φ15mm未穿通的提吊螺孔。 加重块：对于相应采用的试筒，加重块及其加重底板在试样表面产生的静压力应为18kPa。百分表及表架：百分表量程至少50mm以上，分度值为0.025mm。表架支杆应能插入试筒导向瓦套孔中，并使百分表表头杆中心线与试筒中心线或内壁面平行。 台秤:应具有足够测定试筒及试样总质量的量程,且达到所测定土质量%的精度。所用台秤，对于φ280mm试筒，量程至少50kg，感量6g；对于φ152mm试筒，量程至少30kg，感量2g。 起吊机：起重量至少180kg。 标准筛：60mm、40mm、20mm、10mm、5mm、2mm、0.075mm。 其他工具：如加重底板提手、烘箱、金属盘、小铲、大勺及漏斗、橡皮锤、秒表、直钢尺、试筒布套等。
试样质量及仪器尺寸（表） 3.试样 采集代表性试料，妥善贮存备用。 采用标准筛分法（T0115-2007）测定各粒组的颗粒百分数。 对于粒径大于60mm 的巨粒土，因受试筒允许最大粒径的限制，应按相似级配法制备缩小 粒径的系列模型试料。相似级配法粒径及级配按以下公式计算。 相似级配模型试料粒径： r M D d = 式中：D ——原型试料级配某粒径，mm ； d ——原型试料级配某粒径缩小后的粒径，即模型试料相应粒径，mm ； M r ——粒径缩小倍数，通常称为相似级配模比。 m ax m ax d D M r =