第二章密度试验 “土力学”课程中在“土的物理性质和工程分类”一章中“士的物理性质指标”一 节涉及这部分内容，密度也是土体的基本试验指标之一，只能通过试验测定，和土粒比重、 含水率合称为士的直接试验指标。是确定土的其他物理指标的重要基础试验指标。土体天 然状态下为非饱和状态，测定的密度常称为湿密度，在天然状态下为饱和状态，测定的密 度即为物和密度。 密度的定义是土体的质量与土体的体积的比值，即单位土体体积中土的质量，以g/cm 为单位。是描述土体的轻重、松密等物理性质的指标。 密度试验有多种试验方法：环刀法、灌水法和灌砂法是常用的试验方法，这里仅摘录 适用于细粒土的环刀法和适用于野外密度试验的灌水法。 关于密度试验的两种试验方法在“土工试验方法标准”5中做出详细规定。摘录如下。 5密度试验 5.1环刀法 5.1.1本试验方法适用于细粒土。 5.12本试验所用的主要仪器设备，应符合下列规定 1环刀：内径61.8mm和79.8mm,高20mm。 2天平：称量500g,最小分度值0.1g:称量200g,最小分度值0.01g。 5.13环刀法测定密度，应按本标准第3.1.4条2款的步骤进行。 5.1.4试样的湿密度，应按下式计算： A= (5.1.4) 式中pw一试样的湿密度(gcm3),准确到0.01gcm3。 5.15试样的干密度，应按下式计算： D Pa=1+0.01wo (515) 5.1.6本试验应进行两次平行测定，两次测定的差值不得大于0.03gcm3,取两次测值的平 均值。 5.1.7环刀法试验的记录格式见表5.1.7
-3- 第二章 密度试验 “土力学”课程中在“土的物理性质和工程分类”一章中“土的物理性质指标”一 节涉及这部分内容，密度也是土体的基本试验指标之一，只能通过试验测定，和土粒比重、 含水率合称为土的直接试验指标。是确定土的其他物理指标的重要基础试验指标。土体天 然状态下为非饱和状态，测定的密度常称为湿密度，在天然状态下为饱和状态，测定的密 度即为饱和密度。 密度的定义是土体的质量与土体的体积的比值，即单位土体体积中土的质量，以 g/cm3 为单位。是描述土体的轻重、松密等物理性质的指标。 密度试验有多种试验方法：环刀法、灌水法和灌砂法是常用的试验方法，这里仅摘录 适用于细粒土的环刀法和适用于野外密度试验的灌水法。 关于密度试验的两种试验方法在“土工试验方法标准”5 中做出详细规定。摘录如下。 5 密度试验 5.1 环刀法 5.1.1 本试验方法适用于细粒土。 5.1.2 本试验所用的主要仪器设备，应符合下列规定： 1 环刀：内径 61.8mm 和 79.8mm，高 20mm。 2 天平：称量 500g，最小分度值 0.1g；称量 200g，最小分度值 0.01g。 5.1.3 环刀法测定密度，应按本标准第 3.1.4 条 2 款的步骤进行。 5.1.4 试样的湿密度，应按下式计算： 0 0 m V ρ = （5.1.4） 式中 ρ0——试样的湿密度（g/cm3 ），准确到 0.01 g/cm3 。 5.1.5 试样的干密度，应按下式计算： 0 d 0 1 0.01w ρ ρ = + （5.1.5） 5.1.6 本试验应进行两次平行测定，两次测定的差值不得大于 0.03g/cm3 ，取两次测值的平 均值。 5.1.7 环刀法试验的记录格式见表 5.1.7
表5.17密度试验记录（环刀法） 工程名称 试验者 工程编号 计算者」 试验日期 校核者」 试样 试样体积 湿密度 试样含水干密度 编号 环刀号 湿士质量 平均干密度 (g) (cm') (gfem') 率%) (glem') (glem')
-4- 表 5.1.7 密度试验记录（环刀法） 工程名称 试验者 工程编号 计算者 试验日期 校核者 试样 编号 环刀号 湿土质量 (g) 试样体积 (cm3 ) 湿密度 (g/cm3 ) 试样含水 率(%) 干密度 (g/cm3 ) 平均干密度 (g/cm3 )
第三章界限含水率试验 “土力学”课程中在“土的物理性质和工程分类”一章中“土的物理状态指标” 节涉及这部分内容。土体是三相介质，由固体颗粒、水和气所组成，尽管决定土体性质的 是固体颗粒，但是水对土体特别是细颗粒土产生很大的影响。随着含水率的变化土体可能 呈现固态、半固态、可塑态和流态，其中的分界含水率即为界限含水率，其中区别半固态 与可塑态的界限含水率称为塑限，区别可塑态与流态的界限含水率称为液限，塑限和液限 能够通过试验方法测定。 由液限和塑限能觞确定塑性指数，讲而讲行细粒十的分类定名。根据天然含水率和液 限、塑限能够确定土体的液性指数，进而能够判定粘性土的稠度状态，即软硬程度，因此 液限和塑限是进行粘性土的分类定名和物理状态评价的重要指标。 界限含水率试验一般采用液、塑限联合测定法，此外也可以采用碟式仪测定液限，配 套采用搓条法测定塑限，前者目前应用得更加普遍。 关于界限含水率试验在“土工试验方法标准”8中做出详细规定。摘录如下。 8界限含水率试验 8.1液、塑限联合测定法 8.1.1本试验方法适用于粒径小于0.5mm以及有机质含量不大于试样总质量5%的土。 8.12本试验所用的主要仪器设备，应符合下列规定： 1液、塑限联合测定仪（图8.12）：包括带标尺的圆锥仪、电磁铁、显示屏、控制开 关和试样杯。圆锥仪质量为76g,锥角为30°：读数 显示宜采用光电式、游标式和百分表式：试样杯内 径为40mm,高度为30mm。 2天平：称量200g,最小分度值0.01g。 8.13液、塑限联合测定法试验，应按下列步骤进行： 1本试验宜采用天然含水率试样，当土样不均 匀时，采用风干试样，当试样中含有粒径大于0.5mm 的土粒和杂物时，应过0.5mm筛。 2当采用天然含水率土样时，取代表性士样 250g:采用风干试样时，取0.5mm筛下的代表性士 样200g,将试样放在橡皮板上用纯水将土样调成均 匀膏状，放入调土皿，浸润过夜。 图8.12液、塑限联合测定仪示意图 3将制备的试样充分调拌均匀，填入试样杯中， 1一显示屏：2一电藏铁：3带标尺的圆锥仪 填样时不应留有空隙，对较干的试样应充分搓揉， 4一试样杯：5控制开关：6开降座 密实地填入试样杯中，填满后刮平表面。 父
-5- 第三章 界限含水率试验 “土力学”课程中在“土的物理性质和工程分类”一章中“土的物理状态指标”一 节涉及这部分内容。土体是三相介质，由固体颗粒、水和气所组成，尽管决定土体性质的 是固体颗粒，但是水对土体特别是细颗粒土产生很大的影响。随着含水率的变化土体可能 呈现固态、半固态、可塑态和流态，其中的分界含水率即为界限含水率，其中区别半固态 与可塑态的界限含水率称为塑限，区别可塑态与流态的界限含水率称为液限，塑限和液限 能够通过试验方法测定。 由液限和塑限能够确定塑性指数，进而进行细粒土的分类定名。根据天然含水率和液 限、塑限能够确定土体的液性指数，进而能够判定粘性土的稠度状态，即软硬程度，因此 液限和塑限是进行粘性土的分类定名和物理状态评价的重要指标。 界限含水率试验一般采用液、塑限联合测定法，此外也可以采用碟式仪测定液限，配 套采用搓条法测定塑限，前者目前应用得更加普遍。 关于界限含水率试验在“土工试验方法标准”8 中做出详细规定。摘录如下。 8 界限含水率试验 8.1 液、塑限联合测定法 8.1.1 本试验方法适用于粒径小于 0.5mm 以及有机质含量不大于试样总质量 5%的土。 8.1.2 本试验所用的主要仪器设备，应符合下列规定： 1 液、塑限联合测定仪（图 8.1.2）：包括带标尺的圆锥仪、电磁铁、显示屏、控制开 关和试样杯。圆锥仪质量为 76g，锥角为 30o ；读数 显示宜采用光电式、游标式和百分表式；试样杯内 径为 40mm，高度为 30mm。 2 天平：称量 200g，最小分度值 0.01g。 8.1.3 液、塑限联合测定法试验，应按下列步骤进行： 1 本试验宜采用天然含水率试样，当土样不均 匀时，采用风干试样，当试样中含有粒径大于 0.5mm 的土粒和杂物时，应过 0.5mm 筛。 2 当采用天然含水率土样时，取代表性土样 250g；采用风干试样时，取 0.5mm 筛下的代表性土 样 200g，将试样放在橡皮板上用纯水将土样调成均 匀膏状，放入调土皿，浸润过夜。 3 将制备的试样充分调拌均匀，填入试样杯中， 填样时不应留有空隙，对较干的试样应充分搓揉， 密实地填入试样杯中，填满后刮平表面。 图 8.1.2 液、塑限联合测定仪示意图 1—显示屏；2—电磁铁；3—带标尺的圆锥仪； 4—试样杯；5—控制开关；6—升降座
4将试样杯放在联合测定仪的升降座上，在圆锥上抹一薄层凡士林，接通电源，使电 磁铁吸住圆锥。 5调节零点，将屏幕上的标尺调在零位，调整升降座、使圆锥尖接触试样表面，指示 灯亮时圆锥在自重下沉入试样，经5s后测读圆锥下沉深度（显示在屏幕上），取出试样杯， 挖去锥尖入土处的凡士林，取锥体附近的试样不少于10g,放入称量盒内，测定含水率。 6将全部试样再加水或吹干并调匀，重复本条3至5款的步骤分别测定第二点、第三 点试样的圆锥下沉深度及相应的含水率。液塑限联合测定点应不少于三点。 注：圆推入土深度宜为3-4mm,7-9mm,1517mm。 8.1.4试样的含水率应按本标准式(4.0.4)计算。 8.1.5以含水率为横坐标，圆锥入土深度为纵坐标在双对数坐标纸上绘制关系曲线（图 8.15),三点应在一条直线上，如图中A线。当三点不在一直线上时，通过高含水率的点 和其余两点连成二条直线，在下沉为2mm处查得相应的2个含水率，当两个含水率的差 值小于2%时，应以两点含水率的平均值与高含水率的点连一直线如图B线，当两个含水 率的差值大于、等于2%时，重做试验。 8.1.6在含水率与圆锥下沉深度的关系图（见本标准图8.1.5）上查得下沉深度为17mm所 对应的含水率为液限，查得下沉深度为10mm所 对应的含水率为l0mm液限，查得下沉深度为 2mm所对应的含水率为塑限，取值以百分数表示， 准确至0.1%。 817塑性指数应按下式计算： Ip=WL-Wp (8.1.7) 式中 塑性指数 WI- -液限(%)： 一塑限(%)。 818液性指数应按下式计算： 1-地- (8.1.8) 1。 式中上—液性指数，计算至0.01。 图8.1.5圆惟下沉深度与含水率关系曲线 819液、塑限联合测定法试验的记录格式见表 8.1.9 6
-6- 4 将试样杯放在联合测定仪的升降座上，在圆锥上抹一薄层凡士林，接通电源，使电 磁铁吸住圆锥。 5 调节零点，将屏幕上的标尺调在零位，调整升降座、使圆锥尖接触试样表面，指示 灯亮时圆锥在自重下沉入试样，经 5s 后测读圆锥下沉深度（显示在屏幕上），取出试样杯， 挖去锥尖入土处的凡士林，取锥体附近的试样不少于 10g，放入称量盒内，测定含水率。 6 将全部试样再加水或吹干并调匀，重复本条 3 至 5 款的步骤分别测定第二点、第三 点试样的圆锥下沉深度及相应的含水率。液塑限联合测定点应不少于三点。 注：圆锥入土深度宜为 3～4mm，7～9mm，15～17mm。 8.1.4 试样的含水率应按本标准式（4.0.4）计算。 8.1.5 以含水率为横坐标，圆锥入土深度为纵坐标在双对数坐标纸上绘制关系曲线（图 8.1.5），三点应在一条直线上，如图中 A 线。当三点不在一直线上时，通过高含水率的点 和其余两点连成二条直线，在下沉为 2mm 处查得相应的 2 个含水率，当两个含水率的差 值小于 2%时，应以两点含水率的平均值与高含水率的点连一直线如图 B 线，当两个含水 率的差值大于、等于 2%时，应重做试验。 8.1.6 在含水率与圆锥下沉深度的关系图（见本标准图 8.1.5）上查得下沉深度为 17mm 所 对应的含水率为液限，查得下沉深度为 10mm 所 对应的含水率为 10mm 液限，查得下沉深度为 2mm 所对应的含水率为塑限，取值以百分数表示， 准确至 0.1%。 8.1.7 塑性指数应按下式计算： P LP I ww = − （8.1.7） 式中 IP——塑性指数； wL——液限（%）； wP——塑限（%）。 8.1.8 液性指数应按下式计算： 0 P L P w w I I − = （8.1.8） 式中 IL——液性指数，计算至 0.01。 8.1.9 液、塑限联合测定法试验的记录格式见表 8.1.9。 图 8.1.5 圆锥下沉深度与含水率关系曲线
表8.1.9界限含水率试验记录（液、塑限联合测定法） 工程名称 试验者」 工程编号 计算者 试验日期 校核者 湿土质量 干土质量 含水率 液限 塑限 塑性 调惟下沉深度 % % 9% 指数 (mm) 号 (1) (2) (3=121x (4) (5) (64H5) 100
-7- 表 8.1.9 界限含水率试验记录（液、塑限联合测定法） 工程名称 试验者 工程编号 计算者 试验日期 校核者 试样编号 圆锥下沉深度 (mm) 盒 号 湿土质量 (g) 干土质量 (g) 含水率 (%) 液限 (%) 塑限 (%) 塑性 指数 (1) (2) (3)=[(1)/(2)-1]× 100 (4) (5) (6)=(4)-(5)