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灌砂法量砂密度的试验研究

灌砂法量砂密度的试验研究
灌砂法量砂密度的试验研究

灌砂法量砂密度的试验研究

大家好!我是《土木工程试验检测技术研究》的作者韦汉运,群共享有我专著《土木工程试验检测技术研究》的内容简介及成果对比,如有兴趣,可到群共享下载。

下面我从已出版的《土木工程试验检测技术研究》摘录“灌砂法量砂密度的试验研究”与大家分享,如有欠妥之处,欢迎到“工程试验交流千人群(207135730)”继续交流。

摘要:针对《公路土工试验规程》(JTG E40—2007)T0111-1993“灌砂法”的“条文说明”中与量砂密度有关的问题及公路工程施工过程中实际采用的“灌砂法”,分析影响量砂密度大小的因素。

关键词:公路工程;压实度;灌砂法;量砂密度

压实质量的好坏,直接决定公路的使用寿命以及使用安全,现行《公路土工试验规程》(JTG E40—2007)T0111-1993“灌砂法”﹙备注:以下简称“T0111试验”﹚是公路工程路基、路面施工过程中检测压实度最常用的试验方法。

“灌砂法是利用均匀颗粒的砂,由一定高度下落到一规定容积的筒或洞内,按其单位重不变的原理来测量试洞的容积……用灌砂法测量试洞的容积时,其准确度和精度受下列几个因素的影响”﹙备注:摘自T0111试验的“条文说明”﹚。

1 标定罐的深度对砂的密度有影响

T0111试验的“条文说明”第﹙1﹚条“标定罐的深度对砂的密度有影响。标定罐的深度减2.5cm,砂的密度约降低1%。因此,标定罐的深度应与试洞的深度一致”。

据上推算,如果深度为15cm的标定罐测定量砂的密度为1.408g/cm3,当标定罐的深度为20cm 时,该量砂的密度应为1.436g/cm3(备注:ρ=1.408×(1+0.02)=1.436),即标定罐的深度决定量砂密度的大小。

因此,《公路路基路面现场测试规程》(JTG E60—2008) T0921-2008“挖坑灌砂法测定压实度试验方法”﹙备注:以下简称“T0921试验”﹚第1.2条“用挖坑灌砂法测定密度和压实度时,应符合下列规定: ﹙1﹚当集料的最大粒径小于13.2mm,测定层的厚度不超过150mm时,宜采用100mm的小型灌砂筒测试。﹙2﹚当集料的最大粒径等于或大于13.2mm,但不大于31.5mm,测定层的厚度不超过200mm时,应采用150mm的大型灌砂筒测试”。

2 储砂筒中砂面的高度对砂的密度有影响

T0111试验的“条文说明”第﹙2﹚条“储砂筒中砂面的高度对砂的密度有影响。储砂筒中砂面的高度降低5cm,砂的密度约降低1%。因此,现场测量时,储砂筒中的砂面高度应与标定砂的密度时储砂筒中的砂面高度一致”。

据上推算,内径和深度相同的标定罐,如果储砂筒中砂面的高度为36cm时测定量砂的密度为1.408g/cm3,当储砂筒中砂面的高度为46cm时,该量砂的密度应为1.436g/cm3(备注:计算方法同上),即储砂筒中砂面的高度决定量砂密度的大小。

3 试洞的深度与标定罐深度的关系

由于“标定罐的深度对砂的密度有影响”,因此,T0111试验第4.2条规定“试洞的深度应与标定罐的高度接近或一致”,但是,T0921-2008试验第3.5-﹙4﹚条却规定“试洞的深度应等于测定层厚度”。

众所周知,土方路基各填筑区域及路面各结构层的压实厚度各不相同,即使是同一压实层不同测点的压实厚度也不尽相同,有的测点可能为15cm,有的测点可能达到25cm甚至超过30cm。

然而,即使同时配备内径100mm、150mm、200mm的标定罐,工程实际中也不可能根据规定的压实厚度配备不同的标定罐。

因此,由于受到工程实际配备的标定罐与工程实际的压实厚度各不相同的影响,根本无法同时满足“标定罐的深度应与试洞的深度一致”与“试洞的深度应等于测定层厚度”[备注:摘自T0111试验的“条文说明”第﹙1﹚条]的规定。

4 工程实际采用的检测方法

正是由于受到“标定罐的深度对砂的密度有影响”、“储砂筒中砂面的高度对砂的密度有影响”以及“试洞的深度与标定罐深度的关系”的制约,工程实际中有三种不同的灌砂法检测压实度:一是在压实层顶面直接挖150mm×150mm﹙或200mm×200mm﹚﹙备注:直径×深度,下同﹚的试洞,测定压实层顶面以下150mm﹙或200mm﹚填料的压实度;二是把压实层顶面50mm左右的填料刨去,然后挖150mm×150mm﹙或200mm×200mm﹚的试洞,或挖至压实层底面,测定压实层顶面50mm以下填料的压实度;三是“试洞的深度等于测定层厚度”,测定整个压实层的压实度。

众所周知,“每层土压实度上下不均匀”﹙备注:摘自2007年版《土工试验规程》T0107-1993“环刀法”的“条文说明”第2条﹚,因此,越靠近压实层顶面,压实度越大,越靠近压实层底面,压实度越小。

如果测定压实层顶面以下150mm﹙或200mm﹚的填料,压实度将偏大;如果测定压实层顶面50mm以下的填料,压实度将偏小;即使所挖“试洞的深度等于测定层厚度”,由于受到“标定罐的深度应与试洞的深度一致”与“标定罐的深度对砂的密度有影响”的制约,因而第三种试验方法所测定的压实度也是不准确的。

5 试验研究

据上所述,已经使用几十年的挖坑灌砂法,岂不是错了又错。下面通过试验实例,探

讨“试洞的深度与标定罐深度的关系”、“标定罐的深度对砂的密度有影响”以及“储砂筒中砂面的高度对砂的密度有影响”。

5.1仪器配备

灌砂筒:150mm×360mm﹙备注:1#灌砂筒,直径×高度,下同﹚、150mm×460mm﹙备注:2#灌砂筒﹚、200mm×525mm﹙备注:3#灌砂筒﹚各一个;标定罐:150mm×150mm﹙备注:1#标定罐,直径×深度,下同﹚、150mm×200mm﹙备注:2#标定罐﹚、150mm×250mm﹙备注:3#标定罐﹚、200mm×200mm﹙备注:4#标定罐﹚各一个;电子天平:称量30kg,感量1g;玻璃板;直尺;毛刷等。

备注:150mm×460mm灌砂筒与150mm×200mm、150mm×250mm标定罐均为加工定制,仪器供应商并没有提供这些规格的灌砂筒及标定罐。

5.2 量砂

T0111试验第2.9条采用的量砂为“粒径0.25~0.5mm、清洁干燥的均匀砂,约20~40kg。应先烘干,并放置足够时间,使其与空气的湿度达到平衡”。

根据T0111试验的“条文说明”第55页第3条“使用粒径0.3~0.6mm砂的重现性最好,标定的精度达到0.001kg”,而且2008年版《现场测试规程》T0921试验第2-(8)条采用的量砂即为“粒径0.3~0.6mm清洁干燥的砂”,因此,为使试验更具说服力,本文采用的量砂为“粒径0.25~0.5mm 与0.3~0.6mm白色、清洁、干燥、均匀的福建贝特标准砂各约30kg”,其他与T0111试验第2.9条相同。

5.3 确定标定罐的容积

在标定量砂的密度前,T0111试验第3.2.1条规定须“用水确定标定罐的容积V”,本文根据T0111试验第3.2.1条的操作步骤,用水标定各标定罐的容积见表1(备注:水温18℃;ρT=0.99862g/cm3)。

5.4 标定罐的深度与量砂密度的关系

下面为采用粒径0.3~0.6mm福建砂、不同深度的标定罐,严格按T0111试验第3.1.1条~第3.2.5条的试验步骤进行操作所测定的量砂密度。

a、1#标定罐(150mm×150mm)、1#灌砂筒(150mm×360mm)测定的量砂密度见表2:

表2 直径150mm与深度150mm标定罐测定的量砂密度

b、2#标定罐(150mm×200mm)、1#灌砂筒(150mm×360mm)测定的量砂密度见表3:

表3 直径150mm与深度200mm标定罐测定的量砂密度

c、3#标定罐(150mm×250mm)、2#灌砂筒(150mm×460mm)测定的量砂密度见表4:

表4 直径150mm与深度250mm标定罐测定的量砂密度

d、4#标定罐(200mm×200mm)、3#灌砂筒(200mm×525mm)测定的量砂密度见表5:

表5 直径200mm与深度200mm标定罐测定的量砂密度

如果按照T0111试验的“条文说明”第﹙1﹚条“标定罐的深度减2.5cm,砂的密度约降低1%”进行计算,当深度为150mm的标定罐测定粒径0.3~0.6mm砂的密度为1.419 g/cm3,深度为250mm的标定罐测定粒径0.3~0.6mm砂的密度应为1.476 g/cm3(备注:ρ=1.419×(1+0.04)=1.476),而实际测定的砂密度为1.418 g/cm3。

因此,根据表2~表5的试验结果可以看出,量砂的密度与标定罐的深度并不存在任何关系,既不成正比,也不成反比,只是由于操作原因而产生微小的差异。

5.5 灌砂筒中砂面的高度与量砂密度的关系

表6为1#标定罐、2#灌砂筒及采用粒径0.25~0.5mm白色、清洁、干燥、均匀的福建贝特标准砂,按砂面距离筒顶面高度分别为10mm、60mm、110mm、160mm(备注:即灌砂筒中砂面的高度分别按50m m递减)时所测定的量砂密度。

表6 不同砂面高度测定的量砂密度

如果按照T0111试验的“条文说明”第﹙2﹚条“储砂筒中砂面的高度降低5cm,砂的密度约降低1%”进行计算,当储砂筒中砂面距离筒顶面的高度为10mm时测定的量砂密度为 1.405g/cm3,储砂筒中砂面距离筒顶面的高度为160mm时测定的量砂密度应为1.363g/cm3(ρ=1.405×(1-0.03)=1.363),而实际测定的量砂密度为1.405g/cm3。

因此,根据表6的试验结果可以看出,量砂的密度与灌砂筒中砂面的高度并不存在任何关系,既不成正比,也不成反比,只是由于操作原因而产生微小的差异。

6 结论

挖坑灌砂法使用的量砂的密度,既不受标定罐深度的影响,也不受灌砂筒中砂面高度的影响,量砂密度的大小,取决于量砂的颗粒组成(备注:如本试验粒径为0.25mm~0.5mm福建贝特砂的密度约1.405 g/cm3,粒径为0.3mm~0.6mm福建贝特砂的密度约1.417 g/cm3)。

参考文献

[1]JTG E40-2007,公路土工试验规程[S].

[2]JTG E60-2008,公路路基路面现场测试规程[S].

标准灌砂法密 度试验

标准灌砂法密度试验 执行标准GB/T50123-2019《土工试验方法标准》 1)仪器设备 本试验需用下列仪器设备 灌砂法密度试验仪见附图。包括有:1.漏斗;2.漏斗架;3.防风筒;4.套环;附有三个固定器。 2)台称:称量10kg,感量5g,或称量50kg,感量10g; 3)量砂:粒径0.25~0.5mm干燥,清洁均匀砂10~40kg; 4)其他:量砂容器(有盖),直尺、铲土工具等。

灌砂法密度试验仪(2)操作步骤(用套环) 1)在试验地点,将面积约400c㎡×40c㎡的一块地面铲平。如检查填土压实密度时应将表面未压实土层清除掉,并将压实土层铲去一部分(其深度视需要而定),使试坑底能达到规定的取土深度。 附图4.2 灌砂法质量密度试验仪 2)称盛量砂的容器加量砂的质量,按附图 4.2:将仪器放在整平的地面上,用 固定器将套环位置固定。开漏斗阀,将量砂经漏斗灌入套环内,待套环灌满后, 拿掉漏斗,漏斗架及防风筒(无风可不用防风筒),用直尺刮平套环上砂面,使 与套环边缘齐平。将刮下的量砂细心倒回量砂容器,不得丢失,称量砂容器加*次剩余量砂质量。 3)将套环内的量砂取出,称其质量,倒回量砂容器内,环内量砂允许有少 部分仍留在环内。 4)在套环内挖试坑。其尺寸大致如附表 4.5。 试坑尺寸与相应的zui大粒径 ,附表4.5 挖坑时要特别小心,将已松动的试样全部取出。放入盛试样的容器内,将盖盖好,称容器加试样质量,并取代表性试样,测定其含水量。 灌砂法容重试验仪5)在套环上重新装上防风筒、漏斗架及漏斗。将量砂经 漏斗灌入试坑内。量砂下落速度应大致相等,直至灌满套环。 6)取掉漏斗、漏斗架及防风筒,用直尺刮平套环上的砂面,使与套环边缘 齐平。刮下的量砂全部倒回量砂容器内,不得丢失。称量砂容器加第二次剩余量砂质量。 7)本试验称质量精度:称量小于10kg为5g;大于10kg时为10g。 灌砂法容重试验仪8)按下式计算湿质量密度及干质量密度: 式中po——质量密度(g/cm); pd——干质量密度(g/cm); m1——量砂容器加原有量砂总质量(g); m2——量砂容器加*次剩余量砂质量(g); m3——从套环中取出的量砂质量(g);

挖坑灌砂法测定压实度试验

挖坑灌砂法测定压实度试验 一、目的和适用范围 1 、本试验法适用于在现场测定基层(或底基层)、砂石路面及路基土的各种材料压实层的密度和压实度,也适用于沥青表面处治、沥青贯入式路面层的密度和压实度检测,但不适用于填石路堤等有大孔洞或大孔隙材料的压实度检测。 2 、挖坑灌砂法法测定密度和压实度时,应符合下列规定: (1) 当集料的最大粒径小于 15mm 、测定层的厚度不超过 150 mm 时,宜采用φ 100mm 的小型灌砂筒测试。 (2) 当集料的最大粒径等于或大于 15mm ,但不大于 40mm ,测定层的厚度超过150mm ,但不超过 200mm 时,应用φ 150mm 的大型灌砂筒测试。 二、仪具与材料 本试验需要下列仪具与材料: 1 、灌砂筒:有大小两种,根据需要采用,形式和主要尺寸见图 4-1 及表 4- 2 。当尺寸与表中不一致,但不影响使用时,亦可使用,储砂筒筒底中心有一圆孔,下部装一倒置的圆锥形漏斗,漏斗上端开口,直径与储砂筒的圆孔相同。漏斗焊接在一块铁板上,铁板中心有一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相同直径的圆孔。 2 、金属标定罐:用薄铁板制作的金属罐,上端周围有一罐缘。 3 、基板:用薄铁板制作的金属方盘,盘的中心有一圆孔。 4 、玻璃板:边长约 500~600mm 的方形板。 5 、试样盘:小筒挖出的试样可用饭盒存放,大筒挖出的试样可用300mm × 500mm × 40mm 的搪瓷盘存放。 6 、天平或台秤:称量 10 ~ 15kg ,感量不大于 1g ,用于含水量测定的天平精度,对细粒土、中粒土、粗粒土宜分别为、、。 7 、含水量测定器具:如铝盒、烘箱等。 8 、量砂:粒径~或~清洁干燥的均匀砂,约 20 ~ 40kg ,使用前须洗净、烘干,并放置足够的时间,使其与空气的湿度达到平衡。

灌砂法试验方法

灌砂法 1目的与适用范围: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。 2仪器标定: 2.1确定灌砂筒下部圆锥体内砂的质量 2.1.1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m 1 ,准确至1g。每次标定及以后的试验都维持该质量不变。 2.1.2 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m 5 ,准确至1g。 2.1.3 将灌砂筒放在玻璃板,打开开关,让砂流出,直到筒内砂不再下流 时,关上开关,并小心地取走灌砂筒。 2.1.4 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。 2.1.5 重复上述测量,至少3次;最后取平均值m 2 ,准确至1g。 2.2确定量砂的密度 2.2.1用水确定标定罐的容积V。 (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 7 ,准确至1g。 (2)向标定罐中灌水,注意不要将水弄到台秤上或罐的外壁;将一支持放在罐顶,当罐中水面快要接近直尺时,用滴管往罐中加水,直到水面接近 直尺;移去直尺,读记罐和水的总质量m 8 。 (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)标定罐的体积按下式计算: V=(m 8-m 7 )/ρ W 2.2.2 在储砂筒中装入质量为m 1 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;取下灌砂筒,称筒内剩余的砂质量,准确至1g。 2.2.3 重复上述测量,至少3次,最后取其平均值m 3 ,准确至1g。 2.2.4 按下式计算填满标定罐所需砂的质量m a ; m a =m 1 -m 2 -m 3 m 1 ——罐砂入标定罐前,筒内砂的质量(g); m 2 ——罐砂筒下部圆锥体内砂的平均质量(g); m 3 ——罐砂入标定罐后,筒内剩余砂的质量(g) 2.2.5 按下式计算量砂的密度ρ s : ρ s =m a /V 3试验步骤: 3.1在试验地点,选一块约40cm×40cm的平坦表面,并将其打扫干净;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m 5 的灌砂筒放在基板中间的圆孔上;打开罐砂筒开关,让砂流入基板的中孔内,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m 6 ,准确至1g。 3.2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的罐高度接近或一致,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m t 。 3.3从挖出的全部试样中取有代表性的样品,防入铝盒中,测定其含水率ω。 样品数量:对于细粒土,不少于100g;对于粗粒土,不少于500g。 3.4将基板安放在试洞上,将罐砂筒安放在基板中间,使罐砂筒的下口对准 基板的中孔及试洞。打开罐砂筒开关,让砂流入试洞内。关闭开关。小心取 走罐砂筒,称量筒内剩余砂的质量m 4 ,准确至1g。 3.5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,让砂流入试洞内,在此期间,应注

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2 120cm3 ),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T 0111-1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。

砂的相对密度试验含(公式)

砂的相对密度检测 相对密度是砂土处于最松状态的孔隙比与天然状态孔隙比之差和最松状态的孔隙比与最紧密状态的孔隙比之差的比值。 相对密度是砂性土紧密程度的指标,对于建筑物和地基的稳定性,特别是在抗震稳定性方面具有重要的意义。密实的砂,具有较高的抗剪强度及较低的压缩性,在震动情况下液化的可能性小;而松散的砂,其稳定性差,压缩性高,对于饱和的砂土,在震动情况下,还容易产生液化。 砂土的密实程度在一定程度上可用其孔隙比来反映,但砂土的密实程度并不单独取决于孔隙比,在很大程度上还取决于土的颗粒级配。颗粒级配不同的砂土即使具有相同的孔隙比,但由于土的颗粒大小的不同,颗粒排列不同,所处的密实状态也会不同。为了同时考虑孔隙比和颗粒级配的影响,引入砂土相对密度的概念来反映砂土的密度。 1砂相对密度试验 砂的相对密度涉及到砂土的最大孔隙比、最小孔隙比及天然孔隙比,砂的相对密度试验就是进行砂的最大孔隙比(或最小干密度)试验和最小孔隙比(或最大干密度)试验,适用于粒径不大于5mm,且粒径2~5mm的试样质量不大于试样总质量15%的土。 2仪器设备 1) 500ml量筒及内径600mm的1000ml量筒; 2) 颈管的内径为1.2cm 的长颈漏斗,颈口应磨平; 3) 直径1.5cm 的锥形塞,并焊接在铁杆上; 4) 砂面拂平器所示; 5) 橡皮板; 6) 称量1000g、最小分度值1g的天平; 7) 金属圆筒,有两种:一种容积250ml、内径为5cm;另一种容积1000ml、内径为10cm,高度均为12.7cm,附护筒; 8) 振动叉; 9) 击锤,锤质量1.25kg,落15 cm,锤直径5 cm。 3试验步骤

密度试验(灌砂法)

密度试验(灌砂法) 一、目的与使用范围 本试验适用于在现场测定基层(或底基层)、砂石路面土路基土的各种材料的压实层的密度和压实度,也使用于路清表面处治、沥青贯入式路面层的密度和压实度检测,但不适用于填石路堤等有大孔洞或大孔隙材料的压实度检测。 用挖坑灌砂法测定密度和压实度时,应符合下列规定: (1)、当基料的最大粒径小于15mm,测定层的厚度不超过150mm时,宜采用直径100mm的小型灌砂筒测试。 (2)、当最大粒径等于或大于15mm,但不大于40mm,测定层的厚度超过150mm,但不超过200mm时,应用直径150mm的大型灌砂筒测试。 二、仪器与材料 灌砂筒、金属标定罐、基板、量砂(粒径0.30~0.60mm或0.25~0.50mm清洁干燥均匀砂20~40g) 三、方法与试验步骤 1、标定灌砂筒下部圆锥体内砂的质量。 2、标标定量砂的单位质量γ(g/cm^3) 3、将盛有量砂(M5)的灌砂筒放在基板中间的圆孔上,将灌砂筒的开关打开,让砂流入基板的中空内,直到砂不在流。取下灌砂筒,称取量筒内砂的质量(M6),准确至1g。 4、称取试坑中全部材料的总质量Mw。 5、从挖出的全部材料中取有代表性的样品,测定其含水量(ω,%)。用小灌砂筒测定时,细粒土不小于100g,中粒土不小于500g;用大砂筒,相应的细粒土不小于200g,中粒土不小于1000g,粗粒土或无机结合料稳定材料,不少于2000g,称其质量(Md)。 6、将基板放在试坑上,灌砂筒放在基板中间,打开灌砂筒开关,直至砂不再流动,称取量筒内砂的质量(M4)。 7、如清扫干净的平坦表面的粗糙不大可省去3的操作,试洞挖好后直接对准放在试坑上,不需要放基板,打开筒的开关,最后称取剩余砂的质量(M4')。 四、计算

砂的相对密度试验

实验六砂的相对密度试验 学时:2学时 实验性质:操作型实验 一、目的要求: 掌握砂的相对密度试验方法及实验数据分析与整理,利用试验数据判断砂土的密实度。 二、试验方法 本试验方法适用于粒径不大于5mm的土,且粒径2—5mm的试样质量不大于试样总质量的15%。 砂的相对密度试验是进行砂的最大于密度和最小干密度试验,砂的最小干密度试验宜采用漏斗法和量筒法,砂的最大干密度试验采用振动锤击法。 本试验必须进行两次平行测定两次测定的密度差值不得大于0. 03g/cm,取两次测值的平均值。 四、试验仪器设备 本试验所用的主要仪器设备,应符合下列规定: 1 量筒:容积500mL和1000mL,后者内径应大于60mm。 2 长颈漏斗:颈管的内径为1. 2cm,颈口应磨平。 3 锥形塞:直径为1. 5em的圆锥体,焊接在铁杆上(图4. 2. 1)。 4 砂面拂于器:十字形金属平面焊接在铜杆下端。 图6.1 漏斗及拂平器 l—锥形塞;2—长颈漏斗;3—砂面挑平揣 5 金属圆筒:容积250ral,内径为5cm;容积1000mL,内径为10cm,高度均为12.7cm,附护筒。 6 振动叉(图4. 3. 1—1)。 7 击锤:锤质量1. 25kg,落高15cm,锤直径5cm(图4. 3. 1—2)。

图6.2 振动叉图6.3 击锤 1—击球;2—音叉1—击锤;2—锤座 JDM-2型电动相对密度仪 五、试验步骤: (一)砂的最小干密度测定 1 将锥形塞杆自长颈漏斗下口穿入,并向上提起,使锥底堵住漏斗管口,一并放入1000mL 的量筒内,使其下端与量筒底接触。 2 称取烘干的代表性试样700g,均匀缓慢地倒入漏斗中,将漏斗和锥形塞杆同时提高,移动塞杆,使锥体略离开管口,管口应经常保持高出砂面1~2cm,使试样缓慢且均匀分布地落入量筒中。 3 试样全部落入量筒后,取出漏斗和锥形塞,用砂面拂平器将砂面拂严、测记试样体积,估读至5mL。 注:若试样中不含大于2mm的颗粒时,可取试样400g用500mL的量筒进行试验。 4 用手掌或橡皮板堵住量筒口,将量筒倒转并缓慢地转回到原来位置,重复数次,记下

灌砂法压实度计算公式

公式: 试样的密度(ρо)=试样的质量(MP)÷(所用标准砂的质量(MS)÷标准砂的密度(PS)); 试样的干密度(ρd)={试样的质量(MP)÷(1+0.01ω)} / (标准砂的质量(MS)÷标准砂的密度(PS))。 注:ω—试样含水率,%。 1、按灌水法试验中挖坑的步骤依据尺寸挖好试坑,称试样质量,测定试样的含水率; 2、向容砂瓶内注满砂,关阀门,称容砂瓶,漏斗和砂的总质量,准确至10g;

3、密度测定器倒置于挖好的空口上,打开阀门,使砂注入试坑。在注砂过程中不应震动。当砂注满试坑时关闭阀门,称容砂瓶、漏斗和余砂的总质量,准确至10g,并计算注满试坑所用的标准砂质量; 灌砂法的使用条件: 本试验适用于现场测定细粒土、砂类土、和砾类土的密度。试样最大粒径一般在5mm-60mm之间。测定密度层的厚度为150mm—200mm。(标准方法,但不适用于填石路堤等有大孔洞或大孔隙材料的压实度检测)基本原理是利用粒径0.30~0.60mm或0.25~0.50mm清洁干净的均匀砂,从一定高度自由下落到试洞内,按其单位重不变的原理来测量试洞的容积(即用标准砂来置换试洞中的集料),并结合集料的含水量来推算出试样的实测干密度。 注意: ①在试验地点,选一块平坦表面,并将其清扫干净,其面积不得小于基板面积。 ②将基板放在平坦表面上。当表面的粗糙度较大时,则进行现场锥体填砂的标定。 ③将基板放回清扫干净的表面上,沿基板中孔凿洞(洞的直径与灌砂筒一致)。在凿洞过程中,应注意勿使凿出的材料丢失,并随时将凿出的材料取出装入塑料袋中,不使水分蒸发,也可放在大试样盒内。

试洞的深度应等于测定层厚度,但不得有下层材料混入,最后将洞内的全部凿松材料取出。对土基或基层,为防止试样盘内材料的水分蒸发,可分几次称取材料的质量。全部取出材料的总质量为,准确至1g。

细集料密度及吸水率试验记录

细集料密度及吸水率试验记录 委托单位:路线名称:料场名称:委托编号:工程名称:材料用途:委托日期:材料规格:试验日期:

试验:复核:负责人:单位:依据:JTG E42-2005《公路工程集料试验规程》 T 0330-2005细集料密度及吸水率第88页 精度要求及结果整理 细集料的表观相对密度γa、表干相对密度γs及毛体积相对密度γb计算至小数点后3位。

γa= m0/(m0+m1-m2) γs=m3/(m3+m1-m2) γb= m0/(m3+m1-m2) 式中:γa—集料的表观相对密度,无量纲;γs—集料的表干相对密度,无量纲; γb--砂的毛体积相对密度,无量纲; m0--烘干试样质量,g; m1--水、瓶总质量,g; m2--饱和面干试样、水、瓶总质量,g;

m3--饱和面干试样质量,g。 细集料的表观密度ρa、表干密度ρs及毛体积密度ρb计算至小数点后3位。 ρa=(γa-αT)×ρw ρs=(γs-αT)×ρw ρb=(γb-αT)×ρw 式中:ρs--砂的饱水面干密度,g/cm3; ρb--砂的毛体积密度,g/cm3; ρw--水在4摄氏度时的密度值,g/m3; αt--试验时的水温对水的密度影响的修正系数,按附录B表B-1取用。

细集料吸水率计算,准确至%。 Wx=(m3-m0)/m0×100 式中:Wx—集料的吸水率,%; m3--饱和面干试样质量,g; m0--烘干试样质量,g。 精度与充许差 毛体积密度及饱和面干密度以两次平行试验试验结果的算术平均值为测定值,如两次结果与平均值之差大于0.01g/cm3时,应重新取样进行试验。吸水率以两次平行试验试验结果的算术平均值为测定值,如两次结果与平均值之差大于%时,应重新取样进行试验。

灌砂法检测密度

灌砂法检测土样密度 一. 目的 采用灌砂法检测土样密度,指导检测人员正确操作,确保检测结果科学、准确。 二. 检测参数及执行标准 1.检测参数:土样的湿密度,干密度。 2.执行标准:GB/T50123-1999《土工试验方法标准》 三. 适用范围 本试验方法适用于现场测定粗粒土的密度。 四. 职责 检测人员必须执行国家标准,按照作业指导书操作,随时做好记录,编制检测报告,并对数据负责。 五. 样本大小及抽样方法 根据设计要求每单位工程至少取三个点;对1000m2以上工程,每100m2至少应取一个点。3000m2以上工程,每300m2至少应取一个点。每一独立基础下至少应有1点,基槽每20延米应有1点。 六. 仪器设备 1.灌砂筒(GC431) 2.天平(JYT-10/JC531) 3.取土器 4.电子秤 七. 环境条件 常温,无、雨雪天气的现场环境和室内常温下进行试验。 09.52.8—1

灌水法检测土样密度 09.52.8—2 八. 检测步骤及数据处理: 1.试验步骤: (1) 根据试样最大粒径,确定试坑尺寸见下表。 试 坑 尺 寸(mm ) (2) 将选定试验处的试坑地面整平,除去表面松散的土层。 (3) 按确定的试坑直径划出坑口轮廓线,在轮廓线内下挖至要求深度,边挖边将坑内的试样装入盛土容器内,称试样质量p m ,准确到10g ,并应测定试样的含水率1 。 (4) 向容砂瓶内注满砂,关阀门,称容砂瓶,漏斗和砂的总质量,准确至10g 。 (5) 将密度测定器倒置(容砂瓶向上)于挖好的坑口上,打开阀门,使砂注入试坑。在注砂过程中不应震动。当砂注满试坑时关闭阀门,称容砂瓶、漏斗和余砂的总质量,准确至10g ,并计算注满试坑所用的标准砂质量s m 。 2.数据处理: (1)试样的湿密度,应按下式计算:

挖坑灌砂法测定压实度试验方法

挖坑灌砂法测定压实度试验方法 1 目的和适用范围 1.1本试验法适用于现场测定路基,基层或底基层及砂石路面的各种材料压实层的密度和压实度检测,但不适用于填石路堤等有大孔洞或大孔隙材料的压实度检测。 1.2用挖坑灌砂法测定密度和压实度时,应符合下列规定: 1)当集料的最大粒径小于13.2mm,测定层的厚度不150mm时,宜采用φ100mm的小型灌砂洞测试。 2)当集料的最大粒径大于或等于13.2mm,但不大于31.5mm,测定层的厚度不超过200mm时,应用φ150mm的大型灌砂筒测试。 2 仪器设备 本试验需要下列仪器设备 1)灌砂筒:有大小两种,为一金属圆筒(可用镀锌铁皮制作)有大小两种,上部储砂筒小筒容积为2120cm3,大筒容积为4600cm3,筒底中心有一个圆孔。下部装一倒置的圆锥形漏斗,漏斗上端开口,直径与储砂筒的圆孔相同,漏斗焊接在一块铁板上,铁板中心有一圆孔与漏头上开口相接。自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相同直径的圆孔。 2)金属标准罐:用薄铁板作金属罐,用于小罐砂筒的内径为100mm,高150mm,用于大灌砂筒的直径为150mm,高200mm,上端周围均有一罐缘。 3)基板:用薄铁板制作的金属方盘,盘中心有一圆孔。 4)玻璃板:边长约500mm~600mm的方形板 5)试样盘:小筒挖出的试样可用饭盒存放、大筒挖出的试样可用300mm×500mm×40mm的搪瓷盘存放 6)天平或台称:称量10-15kg,数量不大于1g,用于含水量测定的天平精度,对细粒土、中粒土、粗粒土宜分别为0.01g、0.1g、1.0g。 7)含水量测定器具:如铝盒、烘箱等。 8)量砂:粒径0.30-0.60mm清洁干燥的均匀砂,约20-40kg,使用前须洗净烘干,并放置足够的时间,使其与空气的湿度达到平衡。 9)盛砂的容器:塑料桶等。 10)其它:凿子、改锥、铁锤、长把勺、长把小簸箕、毛刷等。 3 方法步骤 3.1按现行试验方法。对检测对象试样用同种材料进行击实试验,得到最大干密度(P c)及最佳含水量。

土力学实验一 相对密度

实验一 相对密度、密度、含水量测定 A 、实验目的 测定土的相对密度、密度和含水量,以了解土的疏密、干湿状态和含水情供计算土的其它物理指标和设计以及控制施工质量之用。 B 、实验要求 1、由实验室提供一份扰动土样,要求学生测定该上样的含水量、密度和该土 的相对密度; 2、根据实验结果要求学生确定该土的孔隙比(e )、孔隙率(n )、饱和度(r S )、干土密度(d ρ)及饱和土密度(sat ρ)等物理指标; 3、参观原状土样。 C 、实验方法 一、相对密度实验(又称比重实验) 土粒的相对密度是土在100℃—105℃下烘至恒重时土粒的密度与同体积4℃时纯水密度的比值。 (一)实验目的 测定土的相对密度(比重),为计算土的孔隙比、饱和度以及为其它土的物理力学实验(如颗粒分析的比重计法实验、压缩实验等)提供必需的数据。 (二)实验方法 相对密度实验的方法取决于试样的粒度大小和土中是否含有水溶盐,如果水中不含水溶盐时,可采用比重瓶和纯水煮沸排气法。土中含有水溶盐时,要用比重瓶和中性液体真空排气法。粒径都大于5mm 时则可采用缸吸筒法或体积排水法。本实验采用比重瓶和纯水煮沸排气法。 (三)仪器设备

1、比重瓶:容量100毫升: 2、天平:称量200克,感量0.001克; 3、恒量水槽:灵敏度±1℃; 4、电热砂浴(或可调电热器); 5、孔径5mm 土样筛、烘箱、研钵、漏斗、盛土器、纯水、蒸馏水发生器等。 (四)实验步骤 1、试样制备 将风干或烘干之试样约100克放在研钵中研碎,使全部通过孔径为5mm 的筛,如试样中不含大于5mm 的土粒,则不要过筛。将已筛过的试样在100℃—105℃下恒重后放入干燥器内冷却至室温备用。(此项工作由实验室工作人员负责完成) 2、将烘干土约15克,用漏斗装入烘干了的比重瓶内并称其质量,得瓶加上的质量m l ,准确至O.001克。 3、将已装入干土的比重瓶注纯水至瓶的一半处。 4、摇动比重瓶,使土粒初步分散,然后将比重瓶放在电热砂浴上煮沸(注意将瓶塞取下)。煮沸时要注意调节砂浴温度,避免瓶内悬液溅出。煮沸时间从开始沸腾时算起,砂土和粉土不小于30分钟,粉质粘土和粘土不小于1小时。本次实验因时间关系,煮沸时间由教师根据具体情况决定。 5、将比重瓶从砂浴上取下,注入纯水至近满,然后放比重瓶于恒温水槽内,待瓶内悬液温度稳定后(与水槽内的水温相同),测记水温(T),准确至0.5℃(注:本实验室槽内水温控制在20℃)。 6、轻轻插上瓶塞,使多余水分从瓶塞的毛细管上溢出(溢出的水必须是不含土粒的清水)。取出比重瓶,擦干比重瓶外部水分,称瓶加水加土的总质量(4m )准确至0.001克。 (五)计算 按下式计算相对密度: C w wT m m m m ds ??-+= 44300ρρ

灌砂法量砂密度的试验研究

灌砂法量砂密度的试验研究 大家好!我是《土木工程试验检测技术研究》的作者韦汉运,群共享有我专著《土木工程试验检测技术研究》的内容简介及成果对比,如有兴趣,可到群共享下载。 下面我从已出版的《土木工程试验检测技术研究》摘录“灌砂法量砂密度的试验研究”与大家分享,如有欠妥之处,欢迎到“工程试验交流千人群(207135730)”继续交流。 摘要:针对《公路土工试验规程》(JTG E40—2007)T0111-1993“灌砂法”的“条文说明”中与量砂密度有关的问题及公路工程施工过程中实际采用的“灌砂法”,分析影响量砂密度大小的因素。 关键词:公路工程;压实度;灌砂法;量砂密度 压实质量的好坏,直接决定公路的使用寿命以及使用安全,现行《公路土工试验规程》(JTG E40—2007)T0111-1993“灌砂法”﹙备注:以下简称“T0111试验”﹚是公路工程路基、路面施工过程中检测压实度最常用的试验方法。 “灌砂法是利用均匀颗粒的砂,由一定高度下落到一规定容积的筒或洞内,按其单位重不变的原理来测量试洞的容积……用灌砂法测量试洞的容积时,其准确度和精度受下列几个因素的影响”﹙备注:摘自T0111试验的“条文说明”﹚。 1 标定罐的深度对砂的密度有影响 T0111试验的“条文说明”第﹙1﹚条“标定罐的深度对砂的密度有影响。标定罐的深度减2.5cm,砂的密度约降低1%。因此,标定罐的深度应与试洞的深度一致”。 据上推算,如果深度为15cm的标定罐测定量砂的密度为1.408g/cm3,当标定罐的深度为20cm 时,该量砂的密度应为1.436g/cm3(备注:ρ=1.408×(1+0.02)=1.436),即标定罐的深度决定量砂密度的大小。 因此,《公路路基路面现场测试规程》(JTG E60—2008) T0921-2008“挖坑灌砂法测定压实度试验方法”﹙备注:以下简称“T0921试验”﹚第1.2条“用挖坑灌砂法测定密度和压实度时,应符合下列规定: ﹙1﹚当集料的最大粒径小于13.2mm,测定层的厚度不超过150mm时,宜采用100mm的小型灌砂筒测试。﹙2﹚当集料的最大粒径等于或大于13.2mm,但不大于31.5mm,测定层的厚度不超过200mm时,应采用150mm的大型灌砂筒测试”。 2 储砂筒中砂面的高度对砂的密度有影响 T0111试验的“条文说明”第﹙2﹚条“储砂筒中砂面的高度对砂的密度有影响。储砂筒中砂面的高度降低5cm,砂的密度约降低1%。因此,现场测量时,储砂筒中的砂面高度应与标定砂的密度时储砂筒中的砂面高度一致”。

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