标准击实试验干密度和含水率的数值分析方法

标准击实试验干密度和含水率的数值分析方法

发布者：中煤30处王玥明中煤三建试验检测有限责任公司李桂云发布时间：2006-11-17 10:29:00

内容摘要

关键词:击实试验;最大干密度;最佳含水率;数值分析

摘要：在土木工程建设基础回填及公路填方路基工程中，土的最大干密度和最佳含水量是工程施工质量控制的两个重要因素，是回填土压实度的主要判定指标。规范推荐通过绘制- 曲线图的求解方法，实验数据计算而得数据大多是离散的，因而曲线的任意性空间较大，在大多数情况下存在人为误差，不能绘制出合理的标准曲线，本文提出了利用最小二乘法求解拟合方程并绘制逼近曲线，从而理论求解最大干密度和最佳含水量。

正文

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前言

压实度是控制公路工程质量的主要技术指标之一,压实度可靠的一个重要前提就是要求最大干密度准确并

与测点实际干密度相对应.做标准击实试验的目的是为了获取填筑土的最大干密度和相应的最佳含水量, 按照《公路土工试验规程》（JTJ051）的规定，土的最大干密度和最佳含水量是根据击实试验结果，手工绘制- 曲线图，按曲线的峰值点来确定。而此项试验的结果受人为因素影响较大, 往往因不同试验人员的经验、对数据的处理方法、绘制比例等，导致求解的最大干密度和最佳含水量结果差异较大，得出的标准密度往往偏离其真实值，以至于施工中出现压实度总是不合格或压实度大于100%的现象。不能正确指导施工，从而引起质量事故。

笔者结合工程实例, 对上述击实试验数据处理和绘图存在的问题，结合数值分析原理和工科数学求极值的方法，提出了按最小二乘原则确定对应试验数据的拟合曲线，从而为理论求解最大干密度和最佳含水量提供了依据，并给示例进行计算。

1 击实试验数据处理的常规方法分析

1．1《公路土工试验规程》规定

以干密度为纵坐标,含水量为横坐标,绘制干密度及含水率的关系曲线,曲线上的峰值点坐标分别为最大干密度和最优含水率(图#).如果曲线不能绘制出明显的峰值点,应进行补点或重做.但在试验过程中存在两个问题:同一组试验数据,可以绘制出明显的峰值点,也可以绘制不出明显的峰值点,这样将导致不同的人在处理数据时对是否需要重做或补点有不同的判断.同时,同一组试验数据,不同的人会绘制出不同的曲线,导致最大干密度和最优含水率产生偏差,而这些误差正是在处理数据时无法避免的。

1．2目前大多土工实验室对击实试验所得的五个离散数据点，用手工作业，在厘米纸上点取各点，根据经验来绘制曲线，其工作效率低，质量也很难保证。当试验数据存在较大误差时，再利用土工试验规程中的最大干密度、最佳含水量计算公式来求其值，势必造成所得结论与实际情况相差较大。

1．3有相当一部分试验人员直接取五个离散点中干密度的最大值为最大干密度，其对应的含水量为最佳含水量，并依此绘制标准击实图，曲线中的峰值为离散点干密度的最大值，该方法是受《公路土工试验规程》中的例题影响。

1．4有的实验室购买了实验软件，把数据输入电脑，计算和绘图由电脑完成，目前市场上有许多种不同版本的试验计算软件，其质量也是良莠不齐。笔者对几种试验软件的标准击实试验操作中发现，其编程思想同1.3。

2 数值分析原理的选用

在工科数学中，根据已知点求未知点的方法有两中，一种方法是函数插值，另一中是拟合，插值和拟合都是函数逼近或者数值逼近的重要组成部分。

插值是指已知某函数的在若干离散点上的函数值或者导数信息，通过求解该函数中待定形式的插值函数以及待定系数，使得该函数在给定离散点上满足约束。

所谓拟合是指已知某函数的若干离散函数值{f1,f2,…,fn}，通过调整该函数中若干待定系数f(λ1, λ2,…,λ3), 使得该函数与已知点集的差别(最小二乘意义)最小。

2．1插值与拟合的比较

相同点：a、都需要根据已知数据构造函数。b、可使用得到函数计算未知点的函数值。

不同点：a、插值需要构造的函数正好通过各插值点，拟合则不要求，只要均方差最小即可。b、对实验数据进行拟合时，函数形式通常已知，仅需要拟合参数值。

从几何意义上将，拟合是给定了空间中的一些点，找到一个已知形式未知参数的连续曲面来最大限度地逼近这些点；而插值是找到一个( 或几个分片光滑的)连续曲面来穿过这些点。

2.2根据《规范》例题绘制的“含水量与干密度关系图”可以看出，“规范”应用的是函数插值方法求解最大干密度，但在绘图工程中往往将干密度的最大值作为峰值。

2．3拟合和插值的方法都能让我们从已知数据求得未知数据。但插值是建立在所有已知数据都是准确值的基础之上，而拟合的方法则承认数据的误差，从已知数据的整体关系来计算未知值的。从我们实验操作的全工程来看，虽然我们得到的五组数据是实际计算得来的，但我们在击实、烘干，尤其是绘制曲线中的存在的误差是避免不了的。因此，笔者认为求最大干密度和最佳含水量的数值分析方法采用拟合曲线较为合适。

3.1曲线拟合原理

曲线拟合，就是通过实验获得有限对测试数据（xi, yi）,利用这些数据来求取近似函数y= f ( x )。式中x为输出量，y为被测物理量。与插值不同的是，曲线拟合并不要求y= f ( x )的曲线通过所有离散点（xi, yi），只要求y= f ( x )反映这些离散点的一般趋势，不出现局部波动。

自变量x与因变量y之间的单值非线性关系可以自变量x的高次多项式来逼近对于n个实验数据对（xi，yi）（i =1，2，…，n），则可得如下n个方程

设拟合高次多项式为+….+ a nxn ,…a n满足方程组。

3.1．1最小二乘法求拟合曲线所谓最小二乘法求拟合曲线，就是按按方程组求出系数,…a n求出系数，就得到拟合曲线。根据离散型的最佳平方逼近的相关原理可知

式中R称为均方误差。由于计算均方误差的最小值的原则容易实现而被广泛采用。按均方误差达到极小构造拟合曲线的方法称为最小二乘法。

3.1．2基函数和阶数的确定

作曲线拟合，选择基函数是至关重要的，根据击实试验和的坐标点分布情况，可选择幂函数作基数，这时，拟合曲线是n次多项式曲线

对于多项式+….+ a nxn，阶数n的取值是关键，多项式的次数越高，拟合结果的精度也就越高，但计算量相应地也增加，取得太低，拟合就粗糙不能满足试验要求，根据击实试验数据一般都是5组数据的实际情况，结合“规范”中的例题，分别对阶数n取2,3,4的三种情况按误差平方和R来进行选定并验证方程的准确性。

本算例采用《公路土工试验规程》(JTJ051-93)中击实试验表16.0.5的试验数据，具体如下

表1：

含水量(%) 8.1 10.2 13.0 15.8 19.0

干密度(g/cm3) 1.67 1.71 1.80 1.83 1.76

A、不同阶数多项式的求解

（1）取n=2时的情况

当n=2时，拟合曲线为

5a0+66.1a1+949.29a2=8.77

66.1a0+949.29a1+14592.961a2=116.723

949.29a0+14592.961a1+236331.1233a2=1683.8783

方程组的解为a0=1.08676，a1 =0.09573，a2 =-0.00315

所求二次多项式为Y=1.08676＋0.09573X－0.00315X2

平均绝对误差SD=0.013326

误差平方和R2=0.001224

根据上述求解的二次多项式，绘制出相应的拟合曲线图（如下图1）。

图1

（2）1）取n=3时的情况

当n=3时，拟合曲线为

5a0+66.1a1+949.29a2+14592.961a3=8.77

66.1a0+949.29a1+14592.961a2+236331.126a3=116.723

66.1a0+14592.961a1+236331.126a2+3977326.029a3=1683.878

14592.961a0+236331.126a1+3977326.029a2+6883880.189a3=25946.703

方程组的解为a0=2.05563，a1 =-0.14072，a2 =0.01509, a3=-0.00045

所求二次多项式为Y=2.05563-0.14072X+0.01509X2-0.00045 X3

平均绝对误差SD=0.00818 ，误差平方和R3=0.000490

根据上述求解的二次多项式，绘制出相应的拟合曲线图（如下图2）。图2

（3）取n=4时的情况

当n=4时，所求得的四次多项式为(方程组及求解过程略)

Y=3.67316-0.67299X＋0.07857X2-0.00370X3＋0.00006X4

误差平方和R4=0

根据上述求解的二次多项式，绘制出相应的拟合曲线图（如下图3）。图3

3.1．3多项式阶数的选定

从上图1可以看出，当n=2时，所拟合的曲线误差较大，误差平方和σ2=0.001224，不宜采用；当n=4时，所拟合的曲线变成了插值曲线，σ4=0，但取四次多项作拟合曲线时，计算工作量很大，求解极值相当麻烦，且对实际运用没有太大的意义；当n=3时，所拟合的曲线误差很小，σ3=0.000490

，足够能满足击实试验的精度需求，且从下面的分析可知，方便解极值，故拟定三次多项式作拟合曲线。

3.1．4 极值的求解

（1）一般地函数在导数有两根且时，在处；在处，对任意都有

（2）从所求的三次多项式和试验曲线图可知，拟合曲线在[8，20 ]区间存在着最大值，并可根据函数极值原理求解出拟合曲线的最大值。

从图2和函数的极值原理可知，试验数据正常情况下，一般只有一个X值满足要求。该值即为最佳含水量，代入所求的三次多项式拟合曲线方程即可求出最大干密度。

（3）按工科数学函数求极值的方法，求解出不同阶次多项式拟合曲线的最大干密度和最佳含水量如下表2。

阶数（n） 2 3 4

最佳含水量(%) 15.2 15.87 15.6

最大干密度(g/cm3) 1.81 1.83 1.83

从上表可以看出，采用三次多项式拟合曲线求解出的最大干密度和最佳含水量与试验规程中作图求解的结果基本一致。

4 结论与建议

准确确定土的最大干密度和最佳含水率在实际工程中特别是研究工作中是非常重要的.本文通过数学方法

处理数据求解击实试验的拟合曲线, 由于图解法易导致曲线峰值出现的主观性和随意性, 采用三次多项式曲线足够能满足试验精度的要求，建议采用理论计算法处理试验数据,并以此确定最大干密度和最佳含水量,更客观,更科学.

本文叙述的仅是一种新的数据处理和图形绘制方法，从实际应用的过程来看，应该注意以下几点：

（1）在使用三次拟合多项式时，其前题条件是试验数据必需准确可靠；

（2）图形绘制时，应根据有意义的含水量取值确定其取值范围，否则影响计算及图形的美观；（3）若击实试验中末能得到最大干密度时，可用此程序计算，以指导试验。

（4）计算及绘图可使用相关软件或借助EXCEL的强大计算绘图功能。

各种土样的最大干密度和最佳含水率大致在什么范围

各种土样的最大干密度和最佳含水率大致在什么范围 一、采用不同的击实方法，其所对应的最大干密度和最佳含水率是有一定差异的，一般而言，重型比轻型击实试验所获得的最大干密度，平均提高约9.9%，而最佳含水量平均降低约3.5%（绝对值）。即击实功能愈大，土的最佳含水量愈小，而最大干密度及强度愈高。另外，采用重型击实标准后，土基压实度至少可增加6%，而处理过后的土层强度可以提高32%以上。 二、一般情况下，采用轻型击实标准时，土的最佳含水量对于黏性土约相当于塑限的含水量；对于非黏性土则约相当于液限含水量的0.65倍。 详细范围值如下： 1、砂土：最佳含水量（按重量计）％为：8～12；最大密度（kN／m3）为：1.8～1.88。 2、亚砂土：最佳含水量（按重量计）％为：9～15；最大密实度（kN ／m3）为：1.85～2.08。 3、粉土：最佳含水量（按重量计）％为：16～22；最大密实度（kN ／m3）为：1.61～1.8。 4、亚粉土：最佳含水量（按重量计）％为：12～20；最大密实度（kN ／m3）为：1.67～1.95。 5、黏土：最佳含水量（按重量计）％为：15～25及以上；最大密实度（kN／m3）为：1.58～1.7。 注：当采用重型击实时，其最大密实度平均要提高10%，最佳含水量

约减少3.5%（绝对值）。 表2-1 土的渗透系数参考值 土的类别渗透系数k cm/s 土的 类别 渗透系数k cm/s 粘土<10-7中砂10-2 粉质粘土10-5～ 10-6粗砂10-2粉土10-4～ 10-5砾砂10-1粉砂10-3～ 10-4砾石>10-1细砂10-3 土的渗透系数参考表2-5 土类k（m/s）土类k(m/s) 土类k(m/s) 粘土粉质粘土粉土 <5×10-9 5×10-9~10-8 5×10-8~10-6 粉砂 细砂 中砂 10-6~10-5 10-5~5×10-5 5×10-5~2×10-4 粗砂 砾石 卵石 2×10-4~5×10-4 5×10-4~10-3 10-3~5×10-3

击实试验过程中最大干密度

击实试验过程中最大干密度 和最优含水率影响因素分析 摘要： 在工程建设中，为了提高填土的强度，增加土的密实度，降低其透水性 和压缩性，常将填土夯实。夯实土样是最简单易行的土质改良方法，土样经 夯实后，土体变得密实又坚硬，对工程很有利，所以工程上利用干密度作为 夯实的质量检验指标。室内击实试验就是模拟工程现场的夯实原理，利用标 准化的击实仪和操作规程，对土料施加一定的冲击荷载使之压实,从而确定 所需的最大干密度和最优含水率，作为选择填土密度、夯实次数等主要依据。 在击实试验的过程中，影响土的最优含水率和最大干密度因素较多，通过对 这些影响因素的分析，提高土的击实效果，达到击实试验的目的。 关键词：击实试验压实最大干密度最优含水率 在工程建设中，经常遇到填土压实的问题，例如修筑道路、堤坝、飞机场、运动场、挡土墙、埋设管道、建筑物地基的回填等。为了提高填土的强度，增加土的密实度，降低其透水性和压缩性，通常用分层压实的办法来处理地基，通过对土的最优含水率和最大干密度的研究来提高土的击实效果。土的最优含水率和最大干密度可用室内击实试验来测得，室内击实试验采用击实仪法，是用锤击实土，使土密度增大，测定土样在一定压实功能作用下达到最大密度时的含水率(最优含水率)和此时的干密度(最大干密度)，借以了解土的压实特性，作为选择填土密度、施工方法、机械碾压或夯实次数以及压实工具等的主要依据。试验时将符合有关标准规范要求的同一种土，配制成若干份不同含水率的试样，用同样的压实能量分别对每一份试样进行击实后，测定各试样击实后的含水率w和干密度ρd，从而绘制含水率与干密度关系曲线，此关系曲线称为压实曲线，如图1所示。在压实曲线上的干密度的峰值，称为最大干密度ρdmax；与之相对应的含

石灰土最佳含水量及最大压实度试验方法

石灰土最佳含水量及最大压实度试验方法 试验室2010-05-08 12:37:16 阅读79 评论0 字号：大中小订阅 （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： 式中ρd——试件干密度（g/cm3）； ρ0——试件湿密度（g/cm3）； ω1——试件含水量（%）。

土的含水率试验

一、土的含水率试验（烘干法） 实验说明与注意事项：（1）含水率试验以烘干法为室内的标准方法，精度高，应用广。 （2）试样烘至恒重所需的时间与取土数量有关。规定细粒土为15-30g，细粒土宜烘8-10h，砂类土因持水性差，颗粒大小相差悬殊，水分变化不大，所以试样应多取一些，取50g，对砂类土宜烘6-8h。对有机质含量超过5%的土，因土质不均匀，采用烘干法时，除注明有机质含量外，亦应取50g。 （3）一般认为土在105-1100C温度下能将土中部分结晶水和自由水蒸发掉，对于石膏土来说，若将土的烘干温度定在1100C左右，对含石膏土会失去结晶水，用此方法测定其含水率有影响。如果土中有石膏，则试样应该在不超过800C的温度下烘干，并要烘12-15h。 （4）有机质土在105-1100C温度下经长时间烘干后，有机质特别是腐殖酸会在烘干过程中逐渐分解而不断损失，使测得的含水率比实际的含水率大，土中有机质含量越高，误差越大。故对有机质含量超过5%的土，规定在60-700C恒温下进行烘干，干燥12-15h为好。 （5）烘干期间烘箱不应频繁开启，以免影响箱内温度。水分较多的土，不应与接近烘干的土在一个烘箱内烘。因烘箱底层温度较高，故试样应距底层有一定的距离。将称量盒校正恒重后，简化了试验过程中反复测量称量盒的手续。但使用一定时间后称量盒的质量常有变化，因此一般半年需要校正一次，以保证试验精度。 二、土的含水率试验（酒精燃烧法） 实验说明与注意事项：（1）本实验法在现场测试规程中用的较多。取代表性试验时，砂类土数量应多于黏质土。酒精纯度要求达95%。 （2）对有机质土其有机成分会燃烧，这样所测含水率会偏大。测定结果将与含水率定义不符。 （3）一般酒精应烧三次，为使酒精在试验中充分混合均匀，可将盒底在桌面上轻轻敲击。 （4）根据经验得知，用酒精燃烧法测量土的含水率的准确度与土类有关。用酒精法测砂的含水量时，所得结果于烘干法的结果相符。用酒精燃烧法测黏性土，特别是重亚黏土和黏土的含水率时，所测结果于烘干法的结果相差很大。酒精燃烧法测得的含水率常小于烘干法的结果。其主要原因是，酒精难于将黏性土烧干。此外，潮湿的黏性土难于粉碎，也使酒精法的准确度降低。对于有机质含量高的土，不能采用酒精燃烧法测含水率。

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浅谈土的界限含水率试验 摘要：随着公路事业发展迅速，对于公路试验人员的要求越发要求严格，对其的工作也必须有一定广义的认识。 关键词：土的界限含水率 对于一个试验认识不深，这不是一个合格的试验人员如何做一个合格的试验人员，必须“一知，二懂，六会”。接下来我举例说明。 土的界限含水率 一知：知流程 按a,b,c三点控制含水率 用联合测定仪测锥入 深度h 取样，称量盒加湿土的质量 根据锥入深度来判断是否锥入深度在该范围内 称量盒号并记录盒号

二懂 试验原理：土的液限是土从可塑状态到流动状态的界限含水率。以一定质量的椎沉入土中一定深度时的含水率。试验应用：划分土的类别，计算天然含水率，塑性指数。 六会； 1会抽样 按照试验规程中采取原 烘干，冷却 称量盒加干土的质 量 计算土的含水率 画含水率与锥入深 度的曲线 算出塑限和液限 记录烘干和烘干起始时间 对应记录加干土重 对应记录含水率 读出液限，如果不能修正曲线根据计算得出塑限

状土还是扰动土视工程对象而定，用专门的取样器取土， 将取好的土密封保存，保持原来土洋的状态运输回来，所有过程都记录下来，登记造册。 2会准备 去代表性土样过5mm筛，测出天然含水率，准备一台联合测定仪，电子天平，标准筛，其他物品。查阅《土工试验规程》准备好记录表等 3会操作 会操作联合测定仪 4会记录 记录测定仪的数据，盒号质量，盒加干土的质量，盒加湿土的质量 5会处理 将记录数据记录在表中，画出含水率与锥入深度的图像，如果三点在一条直线上，直接读，如果不在，求两条直线液限时含水率的平均数连接a点再求塑限。 6会统计 试验进行两次平行试验求平均值。以整数表示。最后求出塑性指数。

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

击实试验

击实试验（一）试验目的 在击实方法下测定土的最大干密度和最优含水率，是控制路堤、土坝和填土地基等密实度的重要指标。 （二）试验原理 土的压实程度与含水率、压实功能和压实方法有密切的关系。当压实功能和压实方法不变时，土的干密度随含水率增加而增加，当干密度达到某一最大值后，含水率继续增加反 而使干密度减小，能使土达到最大密度的含水率，称为最优含水率ωop ，与其相应的干密度 称为最大干密度ρdmax。 （三）仪器设备 1．击实仪：如附图6－1所示。锤质量，筒高116mm，体积3。 2．天平：称量200g，分度。 3．台称：称量10kg，分度值5g。 4．筛：孔径5mm。 5．其它：喷水设备、碾土器、盛土器、推土器、修土刀等。 （四）操作步骤 1．制备土样：取代表性风干土样，放在橡皮板上用木碾碾散，过5mm筛，土样量不 少于20kg。 2．加水拌和：预定5个不同含水量，依次相差2％，其中有两个大于和两个小于最优 含水量。 所需加水量按下式计算： 式中：m w—所需加水质量，g； m w o—风干含水率时土样的质量，g； ωo—土样的风干含水率，％； ω—预定达到的含水率，％。 ·10· 按预定含水率制备试样，每个试样取，平铺于不吸水的平板上，用喷水设备向土样均匀喷洒预定的加水量，并均匀拌和。 3．分层击实：取制备好的试样600～800g，倒入筒内，整平表面，击实25次，每层击实后土样约为击实筒容积1/3。击实时，击锤应自由落下，锤迹须均匀分布于土面。重复上述步骤，进行第二、三层的击实。击实后试样略高出击实筒（不得大于6mm）。 4．称土质量：取下套环，齐筒顶细心削平试样，擦净筒外壁，称土质量，准确至。 附图6－1 击实仪示意图 5．测含水率：用推土器推出筒内试样，从试样中心处取2个各约15～30g土测定含水

界限含水率试验

界限含水率试验 液限、塑限联合测定法 （一）试验目的 测定粘性土的液限ωL 和塑限ωp ，并由此计算塑性指数I p 、液性指数I L ，进行粘性土的定名及判别粘性土的软硬程度。 （二）试验原理 液限、塑限联合测定法是根据圆锥仪的圆锥入土深度与其相应的含水率在双对数坐标上具有线性关系的特性来进行的。利用圆锥质量为76g 的液塑限联合测定仪测得土在不同含水率时的圆锥入土深度，并绘制其关系直线图，在图上查得圆锥下沉深度为17mm 所对应得含水率即为液限，查得圆锥下沉深度为2mm 所对应的含水率即为塑限。 （三）试验设备 1．液塑限联合测定仪：如附图5－1，有电磁吸锥、测读装置、升降支座等，圆锥质 量76g ，锥角30°，试样杯等； 2．天平：称量200g ，分度值0.01g ； 3．其它：调土刀、不锈钢杯、凡士林、称量盒、烘箱、干燥器等。 （四）操作步骤 1．土样制备：当采用风干土样时，取通过0.5mm 筛的代表性土样约200g ，分成三份， 分别放入不锈钢杯中，加入不同数量的水，然后按下沉深度约为4～5mm ，9～11mm ，15～17mm 范围制备不同稠度的试样。 2．装土入杯：将制备的试样调拌均匀，填入试样杯中，填满后用刮土刀刮平表面，然 后将试样杯放在联合测定仪的升降座上。 3．接通电源：在圆锥仪锥尖上涂抹一薄层凡士林，接通电源，使电磁铁吸住圆锥。 4．测读深度：调整升降座，使锥尖刚好与试样面接触，切断电源使电磁铁失磁，圆锥 仪在自重下沉入试样，经5秒钟后测读圆锥下沉深度。 5．测含水率：取出试样杯，测定试样的含水率。重复以上步骤，测定另两个试样的圆 锥下沉深度和含水率。 （五）试验注意事项 1．土样分层装杯时，注意土中不能留有空隙。 2．每种含水率设三个测点，取平均值作为这种含水率所对应土的圆锥入土深度，如三 点下沉深度相差太大，则必须重新调试土样。 （六）计算公式 1．计算各试样的含水率： %100%1000 22 1?--=?= m m m m m m s ωω 式中符号意义与含水率试验相同。 2．以含水率为横坐标，圆锥下沉深度为纵坐标，在双对数坐标纸上绘制关系曲线， 三点连一直线（如附图5－2中的A 线）。当三点不在一直线上，可通过高含水率的一点与另两点连成两条直线，在圆锥下沉深度为2mm 处查得相应的含水率。当两个含水率的差值≥2％时，应重做试验。当两个含水率的差值<2％时，用这两个含水率的平均值与高含水率的点连成一条直线（如附图5－2中的B 线）。 3．在圆锥下沉深度与含水率的关系图上，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2mm 所对应的含水率为塑限。

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、直 钢尺、试筒布套等。 试样质量及仪器尺寸（表1.1） 3.试样 3.1采集代表性试料，妥善贮存备用。 3.2 采用标准筛分法（T0115-2007）测定各粒组的颗粒百分数。 3.3 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 ；

最佳含水量及最大干密度的确定方法

最佳含水量及最大干密度 的确定方法 This model paper was revised by the Standardization Office on December 10, 2020

2.土的最佳压实度测定方法 本试验的目的，是用轻型击实方法，或某种击实仪在一定击实次数下，测定土的含水量与密度的关系，从而确定该土的最优含水量与相应的最大干密度。 本试验适用于粒径小于5mm的土料。粗、细、混合料中如粒径大于5mm的土重小于总土重3%时，可以不加校正。在3～30%范围内，则应用计算法对试验结果进行校正。 一、轻型击实法 （1）仪器设备本 试验需用下列仪器设备： ①轻型击实仪：技术性能为：锤质量2.5kg；锤底直径51mm；落高305mm；击实筒：直径102mm，高度116m，容积947.4cm3；单位体积击实功为 591.6kJ/m3（分三层击实，每层25击）。 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其他：喷水设备、碾土器、盛土器、推土器、修土刀及保湿设备等。 （2）操作步骤 ①将代表性的风干或在低于60℃温度下烘烤干的土样放在橡皮板上，用木碾碾散或碾土机械碾散，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，选择5个含水量，依次相差约2%，其中有两个大于和两个小于最优含水量。所需加水量可按下式计算： 式中m——所需的加水量（g）； m ——含水量ω0时土样的质量（g）； ω ——土样已有的含水量（%）； ω ——要求达到的含水量（%）。 1

水利土方工程施工中的实测干密度大于击实试验最大干密度合理吗

水利土方工程施工中的实测干密度大于击实试验最大干密度合理吗 摘要：在水利土方工程施工过程中，最近几年经常会遇到土方填筑的实测干密度大于击实试验最大干密度的情况，为此建设、监理、质检和第三方检测等单位会提出质疑，认为施工干密度不可能大于最大干密度或击实试验成果出了问题。那么实测干密度大于击实试验最大干密度合理吗？这个问题我觉得有必要跟大家一起交流交流。 关键词：水利工程；最大干密度是相对最大值 1、《土工试验规程》SL237-1999中的击实试验分为轻型击实试验和重型击实试验两种方法。轻型击实试验适用于粒径小于5mm的粘性土，击锤质量为2.5kg，落高为305cm，约均分3层击实，每层25击，其单位体积击实功能为592.2kj/m3。重型击实试验适用于粒径小于20mm 的土，击锤质量为4.5kg，落高为475cm，约均分5层击实，每层56击，其单位体积击实功能为2684.9kj/m3。从历次的击实试验成果来看，由于击实条件不同（主要是单位体积击实功能）对于同样的粒径小于5mm的粘性土（由于不同土质差别较大本文仅以粒径小于5mm的粘性土为例），其轻型击实试验的最大干密度要小于重型击实试验的最大干密度；其轻型击实试验的最优含水率要大于重型击实试验的最优含水率。如此看来击实试验的最大干密度只是在一定标准条件下的相对最大值，而不是绝对最大值。 2、水利土方工程施工规范和设计一般采用的是轻型击实试验标准，这个标准比较低，但从以往的经验来看，这个标准能够满足水利土方工程的使用要求和施工质量控制要求。在以往正常的施工条件下多采用轻型碾压工具施工，众所周知土方填筑的实测干密度很难大于击实试验最大干密度；然而随着机械化水平的提高，施工机械的更新换代，现在有的施工单位选用了22t震动突块碾等重型碾压机械，其压实效果和效率都有很大的提高，在土料含水率适中的情况下，土方填筑的实测干密度大于击实试验最大干密度就变成了常态。 3、工程实例：某堤防综合治理工程，全长18.65kM，其中迎水侧加培13.3kM，背水侧加培5.35kM，加高约1.4M，堤顶为二级以下公路，填筑土料为粘性土。堤防部分设计压实度≥0.94，采用轻型击实试验标准，施工时使用的是推土机碾压；路床部位设计压实度≥0.95，采用重型击实试验标准，施工时使用的是22t震动突块碾碾压。随着施工的有序进行，到路床施工时建设、监理单位就发现此部位的取样干密度平均值远大于堤防部位击实试验的最大干密度值。由于水利工程养成的思维定式，刚开始建设、监理等单位感觉难以理解这样的结果，找我交流过几次，总认为同样的土方，路床部位的取样干密度平均值为什么会远大于堤防部位击实试验的最大干密度值呢？那我们通常认为的这个最大干密度值这样小，干嘛还叫最大干密度呢，不是忽悠人吗？我当时把工程施工时的击实试验成果汇总到下面的一张表里（见下表）。 某堤防综合治理工程击实试验成果汇总表：

浅谈无机结合料稳定材料最大干密度获取

浅谈无机结合料稳定材料最大干密度获取 摘要：本文通过对击实和震动压实两种试验方法进行对比试验，并对振动压实试验方法的填筑材料和振动时间进行了调整，证明了震动压实试验最大干密度约为击实试验最大干密度的1.03倍。 关键词：震动压实击实调整 1.03倍 Abstract: this article through to the compaction and vibration compaction two experiment contrast test, and the vibration compaction test methods of filling materials and vibration time for adjustment, and prove the vibration compaction test maximum dry density is about the compaction test maximum dry density of 1.03 times. Keywords: vibration compaction compaction adjusting 1.03 times 无极结合料稳定材料的最大干密度既通过对水泥稳定材料（在水泥水化前）。石灰稳定材料及石灰（或水泥）粉煤灰稳定材料进行击实或振动压实的试验方法进行试验，以绘制稳定材料的含水量与干密度关系曲线，从而确定其最佳含水量和最大干密度。本文将应用击实和振动成型两种试验方法对同一水泥稳定材料进行比对试验对其进行进一步的评价。 本试验源于对高速公路底基层试验，拟采用水泥剂量为3%，底基层压实度为97%，碎石比例为19-31.5:9.5-19：4.75-9.5:2.36-4.75:0-2.36=21：30:19:5:25，水泥各项指标经检测合格。碎石经掺配后筛分结果如下： 预加水2.5%、3.5%、4.5%、5.5%、6.5%，以下为击实和振动成型两种试验方法的过程和结果。 击实试验方法 无极结合料稳定材料击实试验分为甲、乙、丙三种方法，本试验采用丙法。试验用击实仪锤重4.5kg，锤击面直径5cm，落高45cm，试筒容积2177cm3分三层击实，每层锤击次数为98次，平均单位击实功为2.677J。由于集料中超粒径颗粒含量为零所以对最大干密度不需进行校正。操作过程按照《公路工程无极结合料稳定材料试验规程》进行，式样干密度和含水量关系如图1所示，从图1

土的界限含水率试验讲课教案

土的界限含水率试验

第三章土的界限含水率试验 第一节锥式仪液限试验 一、试验目的 测定土的液限，并与塑限试验和含水率试验结合，用以计算土的塑性指数和液性指数，作为粘性土的分类以及判别土的状态之用。 二、基本原理 土的液限是粘性土从可塑状态转到流动状态的界限含水率。圆锥液限仪是根据一定重量和固定角度的平衡锥沉入土中一定深度时的含水率恰为液限这一原理制作的。前苏联A.M.瓦西里耶夫经过多次试验认为锥体重量为0.75N，锥角为30o，锥体沉入深度为10mm时，土的抗剪强度是8.232kPa，此时土的含水率即为液限。 三、仪器设备 1、铝盒、调土杯及调土刀； 2、锥式液限仪(图3-1)； 3、天平：感量为0.01g； 4、筛：孔径为0.5mm； 5、磁钵和橡皮头研棒； 6、烘箱：应能控制温度105～110oC； 7、干燥器。 图3-1 锥式液限仪 1-锥身；2-手柄；3-平衡装置；4-试杯； 5-底座 四、操作步骤 1、制备土样 取天然含水率的土样约50g，捏碎过筛；若天然土样己风干，则取样80g 研碎，并过0.5mm筛；加纯水调成糊状，盖上湿布或置保湿器内12h以上，使水分均匀分布。 2、装土样于调土杯中 将备好的土样再仔细拌匀一次，然后分层装入试杯中；用手掌轻拍试杯，使杯中空气逸出；待土样填满后，用调土刀抹平土面，使土面与杯缘齐平。 3、放锥 (1) 在平衡锥尖部分涂上一薄层凡士林，以拇指和食指执锥柄，使锥尖与试样面接触，并保持锥体垂直，轻轻松开手指，使锥体在其自重作用下沉入土中；注意放锥时要平稳，避免产生冲击力。

(2) 放锥15s后，观察锥体入土中的深度，以土样表面与锥接触处为准；若恰为10mm(锥上有刻度标志), 则认为这时的含水率就为液限。若锥体入土深度大于或小于10mm时，表示试样含水率大于或小于液限，此时，应挖去沾有凡士林的土，取出全部试样放在调土杯中，使水分蒸发或加纯水重新调匀，直至锥体下沉深度恰为10mm时为止。 4、测液限含水率 将所测得的合格试样，挖去沾有凡士林的部分，取锥体附近试样少许(约15～20g)放入铝盒中测定其含水率，此含水率即为液限。 五、成果整理 1、计算土的液限，方法参见第二章含水率的计算方法。 2、本试验须做两次平行测定, 其平行测定差值不得大于2%，取两个测值的平均值。 3、填写试验报告。 六、注意事项 1、若调制的土样含水率过大，只许在空气中晾干或用吹风机吹干，也可用调土刀搅拌或用手搓捏散发水量，切不能加干土或用电炉烘烤。 2、放锥时要平稳，避免产生冲击力。 3、从调土杯中取出土样时，必须将沾有凡士林的土弃掉，方能重新调制或者取样测含水率。 七、思考题 l、为何不能随意将平衡锥放入土中？ 2、放锥后土面发生什么样的变化？ 注：测定粘性土液限的另一种方法是蝶式仪法, 美国、加拿大等国广为采用。两种方法测同一土样的液限时, 所得结果是不同的。研究表明, 蝶式仪所测液限值（w LC）大于锥式仪所测液限值(w Lv), 锥入土深度为17mm时的土的含水量相当于蝶式仪所测土的液限值。两者之间关系一般可表示为w Lc=(w Lv- 0.5)/0.7。蝶式仪测定粘性土液限法可参阅我国土工试验标准及规程。 第二节滚搓法塑限试验 一、试验目的 测定土的塑限，并与液限试验和含水率试验结合，用来计算土的塑性指数和液性指数，为粘性土的分类以和估算地基承载力提供依据。 二、基本原理 土的塑限是区分粘性土可塑状态与半固体状态的界限含水率。塑限的测定方法主要根据土处于塑态时可塑成任意形状也不产生裂纹, 处于固态时很难搓成任意形状, 若勉强搓成时, 土面要发生裂纹或断折等现象, 这两种物理状态特征作

标准击实实验

击实试验 一、试验目的 在标准击实方法下测定土的最大干密度和最优含水率，为控制路堤、土坝或填土地基等的密实度及质量评价，提供重要依据。 二、基本原理 击实仪法是用锤击，使土密度增大，目的是在室内利用击实仪，测定土样在一定击实功能作用下达到最大密度时的含水率（最优含水率）和此时的干密度（最大干密度），借以了解土的压实特性。 目前国内常用的击实方法有两种： （1）轻型击实：适用于粒径小于5mm的细粒土，锤底直径为51mm，击锤质量为2.5kg，落距为305mm，单位体积击实功为591.6kJ/m3；分3层夯实，每层25击。 （2）重型击实：适用于粒径不大于40mm的土。击实筒内径为152mm，筒高116mm，击锤质量为4.5kg，落距为457mm，单位体积击实功为2682.7kJ/3m（其他与轻型击实 相同）；分5层击实，每层56击。 三、仪器设备 （1）击实仪（图6-1）：主要由击实筒和击锤组成。 （2）天平：称量为200g，感量为0.01g；称量为2kg，感量 为1g； （3）台秤：称量为l0kg，感量为5g； （4）推土器； （5）筛：孔径为5mm； （6）其它：喷水设备、碾土设备、修土刀、小量筒、盛土 盘、测含水率设备及保温设备等。 图6-1 击实仪 四、操作步骤 1、取一定量的代表性风干土样，对于轻型击实试验为20kg，对于重型击实试验为50kg。 2、将风干土样碾碎后过5mm的筛（轻型击实试验）或过20mm的筛（重型击实 试验），将筛下的土样搅匀，并测定土样的风干含水率。 3、根据土的塑限预估最优含水率，加水湿润制备不少于5个含水率的试样，含水率一次相差为2%，且其中有两个含水率大于塑限，两个含水率小于塑限，一个含水率 接近塑限。 按式(6-1)计算制备试样所需的加水量：

最佳含水量及最大干密度的确定方法

2.土的最佳压实度测定方法 本试验的目的，是用轻型击实方法，或某种击实仪在一定击实次数下，测定土的含水量与密度的关系，从而确定该土的最优含水量与相应的最大干密度。 本试验适用于粒径小于5mm的土料。粗、细、混合料中如粒径大于5mm的土重小于总土重3%时，可以不加校正。在3～30%范围内，则应用计算法对试验结果进行校正。 一、轻型击实法 （1）仪器设备本 试验需用下列仪器设备： ①轻型击实仪：技术性能为：锤质量2.5kg；锤底直径51mm；落高305mm；击实筒：直径102mm，高度116m，容积947.4c m3；单位体积击实功为591.6kJ/m3（分三层击实，每层25击）。 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其他：喷水设备、碾土器、盛土器、推土器、修土刀及保湿设备等。 （2）操作步骤 ①将代表性的风干或在低于60℃温度下烘烤干的土样放在橡皮板上，用木碾碾散或碾土机械碾散，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，选择5个含水量，依次相差约2%，其中有两个大于和两个小于最优含水量。所需加水量可按下式计算： 式中m——所需的加水量（g）； m0——含水量ω0时土样的质量（g）； ω0——土样已有的含水量（%）； ω1——要求达到的含水量（%）。

③按预定含水量制备试样。称取土样，每个约2.5kg，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，稍静置一段时间装入塑料袋内或密封盛样器内浸润备用。浸润时间对高塑性粘土（CH）不得少于一昼夜，低塑性粘土（CL）可酌情缩短，但不应少于12h。 ④将击实仪放在坚实底面上，取制备好的试样600～800g（其量应使击实后试样略大于筒高的1/3）倒入筒内，整平其表面。并用圆木板稍加压紧，然后按25击击数进行击实。击实时击锤应自由铅直落下，落高为305mm，锤迹必须均匀分于土面，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。 ⑤用修土刀沿套环内壁削挖后扭动并取下套环，齐筒顶细心削平试样，拆除底板，如试样底面超出筒外亦应削平。擦净筒外壁，称质量，准确至1g。 ⑥用推土器推出击实筒内试样，从试样中心处取2个各约15～30g土测定其含水量。计算至0.1%，其平行误差不得超过1%。 ⑦按④～⑥步骤进行其它不同含水量试样的击实试验。 计算及制图 （1）按下式计算击实后各点的干密度： 式中ρd——干密度（g/cm3）； ρ0——湿密度（g/cm3）； ω1——含水量（%）。 计算至0.01g/cm3。 （2）以干密度为纵座标，含水量为横座标，绘制干密度与含水量的关系曲线，曲线上峰值点的纵横座标分别表示土的最大干密度和最优含水量，如附图4.1。如果曲线不能绘出准确峰值点，应进行补点。

界限含水率试验

二、界限含水率实验（液限、塑限联合测定法） （一）实验目的 测定粘性土的液限L ω和塑限P ω，并由此计算塑性指数Ip 。 （二）实验原理 液限、塑限联合测定法是根据圆锥仪的圆锥入土深度与其相应的含水率在双对数坐标上具有线性关系的特性来进行的。利用圆锥质量为76g 的液塑限联合测定仪测得土在不同含水率时的圆锥入土深度，并绘制其关系直线图，在图上查得圆锥下沉深度为10mm 所对应得含水率即为液限，查得圆锥下沉深度2mm 所对应的含水率即为塑限。 （三）实验设备 1．液塑限联合测定仪：（如附图1）有电磁吸锥、测读装置、升降支座等，圆锥质量76g ，锥角30°，试样杯等； 2．天平：称量200g ，分度值0.01g ； 3．其它：调土刀、不锈钢杯、凡士林、称量盒、烘箱等。 （四）操作步骤 1．土样制备：当采用风干土样时，取通过0.5mm 筛的代表性土样约200g ，分成三份，分别放入不锈钢杯中，加入不同数量的水，然后按下沉深度约为4～5mm ，9～11mm ，15～17mm 范围制备不同稠度的试样（对于高岭土，含水率分别约为50%，75％，90％）。 2．装土入杯：将制备的试样调拌均匀，填入试样杯中，填满后用刮土刀刮平表面，然后将试样杯放在联合测定仪的升降座上。 3．接通电源：在圆锥仪锥尖上涂抹一薄层凡士林，接通电源，使电磁铁吸住圆锥。 4．测读深度：调整升降座，使锥尖刚好与试样面接触，切断电源使电磁铁失磁，圆锥仪在自重下沉入试样，经5秒钟后测读圆锥下沉深度。 5．测含水率：取出试样杯，测定试样的含水率。重复以上步骤，测定另两个试样的圆锥下沉深度和含水率。 （五）实验注意事项 1．土样分层装杯时，注意土中不能留有空隙。 2．每种含水率设三个测点，取平均值作为这种含水率所对应土的圆锥入土深度，如三点下沉深度相差太大，则必须重新调试土样。 （六）计算公式 1．计算各试样的含水率： 100w s m m ω= ? 式中符号意义与含水率实验相同。 2．以含水率为横坐标，圆锥下沉深度为纵坐标，在双对数坐标纸上绘制关系曲线，三点连一直线。当三点不在一直线上，可通过高含水率的一点与另两点连成两条直线，在圆锥下沉深度为2mm 处查得相应的含水率。当两个含水率的差值≥2％时，应重做实验。当两个含水率的差值<2％时，用这两个含水率的平均值与高含水率的点连成一条直线。 3．在圆锥下沉深度与含水率的关系图上，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2mm 所对应的含水率为塑限。 4．根据实验结果计算塑性指数 （七）讨论

无塑性细粒土最大干密度试验方法

无塑性细粒土最大干密度试验方法及试验步骤 1）试验方法：最理想的方法是饱水振动密实法 2）实验仪器及工具 2-1、振动台一个 2-2、台秤（30kg感量1g）一个, 2-3、电子天平（1kg感量0.01g）一个 2-4、恒温电热鼓风干燥箱一台 2-5方盘400*600mm4个，直径100mm小圆盘10个 2-6直径1520mm体积2177cm3的大击实筒一个 2-7其他小铲，捣棒，抹布，水桶等 3)试样 3-1、本试验采用湿法试样重复使用 3-2、准备50kg洁净无杂质的无塑性细粒土过1.18mm方孔筛放入方盘中并加水适量（使土样含水量控制在11左右）备用 4）、试验步骤 4-1、根据工程要求和原材料的特性我们采用试样饱水振动法制备3个不同时间段的试样并分别测定其含水量来计算试件的干密度。 4-2、根据振动击实原理我们先将击实筒放在坚硬平整的水泥地板上将事先准备好的土样一次性将大击实筒装满同时将水灌满直至从击实筒底部渗出水为止，然后将装满土样的击实筒放在已准备好的振动台上同时将击实筒固定在振动台上并启动振动台，第一组选用3min 成型3个试件，每次振动结束后去下套筒，用修土刀整平试件表面并

称重计算其湿密度，取其3个试件的平均值作为试验结果。同理测定6min和9min时间段的湿密度然后测定其各次的含水量，计算出各次对应的干密度，取最大值作为该土样的最大干密度其对应的含水量为最佳含水量。（特别说明：因为该试验结果不可能向其他击实试验结果一样有明显的峰值，但随着振动时间的延长将会在含水量（X轴）与干密度（Y轴）的坐标轴内有一条近视平行于X轴的直线） 4-3、本试验记录格式如下表 无塑性细粒土振动密实试验记录表 校核者计算着试验者 土样编号筒号振动时间 土样来源筒容积(cm3) 2177 试验日期年月日 干密度 试验次数 1 2 3 筒+土质量(g) 筒质量(g) 湿土质量() 湿密度(g/cm3) 干密度(g/cm3) 含水量 合号 1 2 3 合+湿土样质量(g) 合+干土样质量(g) 合质量（g） 水质量（g） 干土质量（g） 含水量（%） 平均含水量（%） 最佳含水量= 最大干密度=

土的界限含水率试验

第三章 土的界限含水率试验 第一节 锥式仪液限试验 一、试验目的 测定土的液限，并与塑限试验和含水率试验结合，用以计算土的塑性指数和液性指数，作为粘性土的分类以及判别土的状态之用。 二、基本原理 土的液限是粘性土从可塑状态转到流动状态的界限含水率。 圆锥液限仪是根据一定重量和固定角度的平衡锥沉入土中一定深度时的含水率恰为液限这一原理制作的。前苏联 A .M .瓦西里耶夫经过多次试验认为锥体重量为0.75N ，锥角为30o，锥体沉入深度为10mm 时，土的抗剪强度是8.232kPa ，此时土的含水率即为液限。 三、 仪器设备 1、铝盒、调土杯及调土刀； 2、锥式液限仪(图3-1)； 3、天平：感量为0.01g ； 4、筛：孔径为0.5mm ； 5、磁钵和橡皮头研棒； 6、烘箱：应能控制温度105～110oC ； 7、干燥器。 四、 操作步骤 1、制备土样 取天然含水率的土样约50g ，捏碎过筛；若天然土样己风干，则取样80g 研碎，并过0.5mm 筛；加纯水调成糊状，盖上湿布或置保湿器内12h 以上，使水分均匀分布。 2、装土样于调土杯中 将备好的土样再仔细拌匀一次，然后分层装入试杯中；用手掌轻拍试杯，使杯中空气逸出；待土样填满后，用调土刀抹平土面，使土面与杯缘齐平。 3、放锥 (1) 在平衡锥尖部分涂上一薄层凡士林，以拇指和食指执锥柄，使锥尖与试样面接触，并保持锥体垂直，轻轻松开手指，使锥体在其自重作用下沉入土中；注意放锥时要平稳，避免产生冲击力。 (2) 放锥15s 后，观察锥体入土中的深度，以土样表面与锥接触处为准；若恰为10mm (锥上有刻度标志), 则认为这时的含水率就为液限。若锥体入土深度大于或小于10mm 时，表示试样含水率大于或小于液限，此时，应挖去沾有凡士林的土， 取出全部试样放在调土杯中，图3-1 锥式液限仪 1-锥身；2-手柄；3-平衡装置；4-试杯； 5-底座