液塑限

EXCEL自动计算液塑限并绘制图表至双

对数坐标系

https://www.wendangku.net/doc/c713201481.html, 期刊门户-中国期刊网2016/12/7来源:《基层建设》2016年24期8月下文/

周常欣

[导读]摘要：用解析法计算液塑限试验数据，并将其编制成EXCEL表格并绘制图表至双对数坐标系，由此确定出的液限、塑限值，较传统方法方便、快捷、准确。

湖南理工职业技术学院湖南湘潭411000

摘要：用解析法计算液塑限试验数据，并将其编制成EXCEL表格并绘制图表至双对数坐标系，由此确定出的液限、塑限值，较传统方法方便、快捷、准确。

关键词：土工试验；EXCEL；液塑限；解析法；双对数；解析法

0 概述

土的液塑限指标是细粒土进行分类和定名的最基本指标，在土工试验中具有很重要的作用。这两个指标一般通过土的液塑限联合测定法进行测定，由其求得的液性指数在一定程度上反映了粘性土的结构特征，可用于评价土的强度和压缩性，也是获取一般粘性土地基承载力值的重要指标。因此，准确确定土壤的液

塑限指标对工程具有很重要的意义。

按照《土工试验规程》SL237-1999 (以下简称《规程》)的规定，该试验数据处理采用绘图——查图的方法。由于图形要绘在对数坐标下，绘制过程相当复杂，且绘图、查图过程中均有误差的产生，因此，

该试验的数据既费时、费力，又难以保证精度。

本文通过解析法代替手工绘图、查图过程的数据处理方法，用EXCEL编写了相应的表格进行自动计算并并绘制图表至双对数坐标系，取得了良好的效果。

1．液塑限自动计算思路

繁琐的查图过程背后，实际上隐藏着一定的数学关系。只要把这种数学关系找出来，就可以在EXCEL

中用简洁的数学运算代替查图操作。

EXCEL具有绘制曲线、折线、散点图等各种图表的功能，只要知道坐标，绘制图表是比较容易的。而液塑限用的是双对数坐标，双对数坐标系通常可以根据测试数据使用origin或matlab来绘制，在这里我选用应用最广泛的Excel完成液塑限试验中双对数坐标的绘制。如何将绘制双对数坐标系和将直线绘制到

双对数坐标系是本文的难题。

算术坐标系：就是普通的笛卡儿坐标系，横纵的刻度都是是等距的。（举例来说：如果每1cm的长度都代表2，则刻度按照顺序1，3，5，7，9，11，13，15……）；但一般情况下，刻度仍然是均匀的，

按照0，1，2，3，4的顺序排列下去。

双对数坐标系，就是图的两个坐标轴的刻度均为对数刻度，这样一来的话，形如y=ax^b的指数曲线，在双对数曲线图中就表现为一条直线，b就是这条直线的斜率(这里的斜率并不是按数轴上的刻度值计算的，而是将坐标轴看成普通坐标轴，按坐标轴的单位长度计算的)。

可以这样来理解，将y=ax^b两边都取对数，得到：ln(y) = ln(a) + bln(x)，令= ln(y), = ln(x), 那么在对数曲线图中，得到的就是一条=+ b的直线，数轴的长度单位用的就是和的单位，但是“对数曲线图”的“对数”指的是刻度取对数，所以数轴上的值标的还是x和y的值，所以相邻长度单位上标的数值随数轴的延伸相差越大，也就是说每次增加1，但是x 增加的幅度却是按= ln(x)越来越大的。

对数坐标有几个特点，在应用时需特别注意：

(1) 标在对数坐标轴上的数值为真数。

(2) 坐标的原点为x=1，y=1，而不是零。因为1ogl=0。

(3) 由于0.01、0.1、1,10、100等的对数，分别为-2、-1、0、1、2等，所以在坐标纸上，每次数量

级的距离是相等的。

(4) 在对数坐标上求斜率的方法，与笛卡儿坐标上的求法有所不同。这一点需要特别注意。在笛卡儿坐标上求斜率可直接由坐标度来度量，如斜率△Y/△X；而在双对数坐标上求斜率则不能直接由坐标度来度量，因为在对数坐标上标度的数值是真数而不是对数。因此双对数坐标纸上直线的斜率需要用对数值来求算，或者直接用尺子在坐标纸上量取线段长度求取。斜率：

x=a/b=(logy2-logy1)/( (logx2-logx1)

式中△h与△1的数值，即为用尺子测量而得的线段长度。

(5) 在双对数坐标上，直线与x=1的纵轴相交处的y值，即为原方程中的值，若所标绘的直线需延长很远才能与x=1的纵轴相交，则可求得斜度x之后，在直线上任取一组数据x和y，代入原方程y=axn

中，也可求得值

EXCEL绘制双对数坐标系

3．将算术坐标系统改为双对数坐标系

上图出现的坐标系是算术坐标系，我们需要将其改为双对数坐标系，然后将其它数据在双对数坐标系

上绘制成直线。

右击X轴，出现如图快捷菜单

4．其它直线段的绘制

注意到上图坐标系里只有一条直线（即A线），下面添加一条直线（B线）。点击直线，在出现的

快捷菜单里选“源数据”如下图。

图1 EXCEL绘制的双对数坐标系

EXCEL自动计算液塑限并绘制图表至双对数坐标系

EXCEL自动计算液塑限并绘制图表至双对数坐标系 发表时间：2016-12-07T13:52:32.897Z 来源：《基层建设》2016年24期8月下作者：周常欣[导读] 摘要：用解析法计算液塑限试验数据，并将其编制成EXCEL表格并绘制图表至双对数坐标系，由此确定出的液限、塑限值，较传统方法方便、快捷、准确。 湖南理工职业技术学院湖南湘潭 411000 摘要：用解析法计算液塑限试验数据，并将其编制成EXCEL表格并绘制图表至双对数坐标系，由此确定出的液限、塑限值，较传统方法方便、快捷、准确。 关键词：土工试验；EXCEL；液塑限；解析法；双对数；解析法 0 概述 土的液塑限指标是细粒土进行分类和定名的最基本指标，在土工试验中具有很重要的作用。这两个指标一般通过土的液塑限联合测定法进行测定，由其求得的液性指数在一定程度上反映了粘性土的结构特征，可用于评价土的强度和压缩性，也是获取一般粘性土地基承载力值的重要指标。因此，准确确定土壤的液塑限指标对工程具有很重要的意义。 按照《土工试验规程》SL237-1999 (以下简称《规程》)的规定，该试验数据处理采用绘图——查图的方法。由于图形要绘在对数坐标下，绘制过程相当复杂，且绘图、查图过程中均有误差的产生，因此，该试验的数据既费时、费力，又难以保证精度。 本文通过解析法代替手工绘图、查图过程的数据处理方法，用EXCEL编写了相应的表格进行自动计算并并绘制图表至双对数坐标系，取得了良好的效果。 1．液塑限自动计算思路繁琐的查图过程背后，实际上隐藏着一定的数学关系。只要把这种数学关系找出来，就可以在EXCEL中用简洁的数学运算代替查图操作。 EXCEL具有绘制曲线、折线、散点图等各种图表的功能，只要知道坐标，绘制图表是比较容易的。而液塑限用的是双对数坐标，双对数坐标系通常可以根据测试数据使用origin或matlab来绘制，在这里我选用应用最广泛的Excel完成液塑限试验中双对数坐标的绘制。如何将绘制双对数坐标系和将直线绘制到双对数坐标系是本文的难题。 算术坐标系：就是普通的笛卡儿坐标系，横纵的刻度都是是等距的。（举例来说：如果每1cm的长度都代表2，则刻度按照顺序1，3，5，7，9，11，13，15……）；但一般情况下，刻度仍然是均匀的，按照0，1，2，3，4的顺序排列下去。 双对数坐标系，就是图的两个坐标轴的刻度均为对数刻度，这样一来的话，形如y=ax^b的指数曲线，在双对数曲线图中就表现为一条直线，b就是这条直线的斜率(这里的斜率并不是按数轴上的刻度值计算的，而是将坐标轴看成普通坐标轴，按坐标轴的单位长度计算的)。 可以这样来理解，将y=ax^b两边都取对数，得到：ln(y) = ln(a) + bln(x)，令 = ln(y), = ln(x), 那么在对数曲线图中，得到的就是一条=+ b的直线，数轴的长度单位用的就是和的单位，但是“对数曲线图”的“对数”指的是刻度取对数，所以数轴上的值标的还是x和y的值，所以相邻长度单位上标的数值随数轴的延伸相差越大，也就是说每次增加1，但是x 增加的幅度却是按= ln(x)越来越大的。 对数坐标有几个特点，在应用时需特别注意： (1) 标在对数坐标轴上的数值为真数。 (2) 坐标的原点为x=1，y=1，而不是零。因为1ogl=0。 (3) 由于0.01、0.1、1,10、100等的对数，分别为-2、-1、0、1、2等，所以在坐标纸上，每次数量级的距离是相等的。 (4) 在对数坐标上求斜率的方法，与笛卡儿坐标上的求法有所不同。这一点需要特别注意。在笛卡儿坐标上求斜率可直接由坐标度来度量，如斜率△Y/△X；而在双对数坐标上求斜率则不能直接由坐标度来度量，因为在对数坐标上标度的数值是真数而不是对数。因此双对数坐标纸上直线的斜率需要用对数值来求算，或者直接用尺子在坐标纸上量取线段长度求取。斜率： x=a/b=(logy2-logy1)/( (logx2-logx1) 式中△h与△1的数值，即为用尺子测量而得的线段长度。 (5) 在双对数坐标上，直线与x=1的纵轴相交处的y值，即为原方程中的值，若所标绘的直线需延长很远才能与x=1的纵轴相交，则可求得斜度x之后，在直线上任取一组数据x和y，代入原方程 y=axn中，也可求得值 EXCEL绘制双对数坐标系

液限和塑限试验报告

3 1 2 4 5 图4-1锥式液限仪（单位：mm ） 1-锥身；2-手柄；3-平衡装置；4-试杯；5-底座 实验三 液限和塑限试验 实验人： 学号： 一、概述 粘性土的状态随着含水率的变化而变化，当含水率不同时，粘性土可分别处于固态、半固态、可塑状态及流动状态，粘性土从一种状态转到另一种状态的分界含水率称为界限含水率。土从流动状态转到可塑状态的界限含水率称为液限 L w ；土从可塑状态转到半固体状态的界限含水率称为塑限p w ；土由半固体状态不断蒸发水分，则体积逐渐缩小，直到体积不再缩小时的界限含水率称为缩限 s w 。 土的塑性指数p I 是指液限与塑限的差值，由于塑性指数在一定程度上综合反映了影响粘性土特征的各种重要因素，因此，粘性土常按塑性指数进行分类。 界限含水率试验要求土的颗粒粒径小于0.5mm ，且有机质含量不超过5%，且宜采用天然含水率试样，但也可采用风干试样，当试样含有粒径大于0.5mm 的土粒或杂质时，应过0.5mm 的筛。 二、液限试验 液限是区分粘性土可塑状态和流动状态的界限含水率，测定土的液限主要有圆锥仪法、碟式仪法等试验方法，也可采用液塑限联合测定法测定土的液限。这里介绍圆锥仪液限试验。 圆锥仪液限试验 圆锥仪液限试验就是将质量为76g 圆锥仪轻放在试样的表面，使其在自重作用下沉入土中，若圆锥体经过5s 恰好沉入土中10mm 深度，此时试样的含水率就是液限。 1、仪器设备 （1）圆锥液限仪（图4-1），主要有三个部 分：①质量为76g 且带有平衡装置的圆锥，锤 角30°，高25mm ，距锥尖10mm 处有环状刻度；②用金属材料或有机玻璃制成的试样杯，直径不小于40mm ，高度不小于20mm ；③硬木或金属制成的平稳底座； （2）称量200g 、最小分度值0.01g 的天平； （3）烘箱、干燥器； （4）铝制称量盒、调土刀、小刀、毛玻璃板、滴管、吹风机、孔径为0.5mm 标准筛、研

提高液塑限联合测定试验精度的方法

提高液塑限联合测定试验精度的方法 作者：彭意， 李铀， 彭强， PENG Yi， LI You， PENG Qiang 作者单位：彭意,李铀,PENG Yi,LI You(中南大学土木建筑学院,长沙,410075)， 彭强,PENG Qiang(华容县榕城工程建设监理有限公司,湖南岳阳,414200) 刊名： 土工基础 英文刊名：SOIL ENGINEERING AND FOUNDATION 年，卷(期)：2007,21(4) 被引用次数：4次 参考文献(3条) 1.GB/T 50123-1999.土工试验方法标准 1999 2.刘成宇土力学 2000 3.李广信高等土力学 2005 本文读者也读过(10条) 1.贺涛.杜勇立液塑限试验精度分析及其数据处理新方法[期刊论文]-公路与汽运2009(3) 2.彭意.张家生.李铀粘性土的液、塑限联合测定试验程序的改进与实践[期刊论文]-长沙铁道学院学报（社会科学版）2006,7(2) 3.界限含水率试验的若干问题的探讨[期刊论文]-甘肃科技纵横2006,35(4) 4.赵秀绍.莫林利.ZHAO Xiu-shao.MO Lin-li界限含水率试验数据计算方法与试验优化研究[期刊论文]-路基工程2010(1) 5.殷春娟.崔永高.郑大龙.YIN Chunjuan.CUI Yonggao.ZHENG Dalong液塑限联合测定法的若干问题探讨[期刊论文]-上海地质2007(1) 6.李建军.Li Jianjun液、塑限联合测定法的研究[期刊论文]-港工技术2010,47(3) 7.杜勇立.黄向京普通粘性土液塑限试验数据处理的分析与研究[期刊论文]-湖南交通科技2010,36(1) 8.赵秀绍.莫林利.Zhao Xiushao.Mo Linli回归分析在界限含水率试验数据处理中的应用[期刊论文]-华东交通大学学报2010,27(3) 9.郭进京.王芳.赵光鹏.Guo Jinjing.Wang Fang.Zhao Guangpeng软土的含水率与界限含水量意义的讨论[期刊论文]-岩土工程技术2009,23(1) 10.王祥液塑限试验中的若干问题探讨[期刊论文]-企业技术开发（下半月）2009,28(7) 引证文献(4条) 1.赵秀绍.莫林利回归分析在界限含水率试验数据处理中的应用[期刊论文]-华东交通大学学报 2010(3) 2.赵秀绍.莫林利界限含水率试验数据计算方法与试验优化研究[期刊论文]-路基工程 2010(1) 3.杜勇立.黄向京普通粘性土液塑限试验数据处理的分析与研究[期刊论文]-湖南交通科技 2010(1) 4.贺涛.杜勇立液塑限试验精度分析及其数据处理新方法[期刊论文]-公路与汽运 2009(3) 本文链接：https://www.wendangku.net/doc/c713201481.html,/Periodical_tgjc200704024.aspx

T 0118-2007液限和塑限联合测定法

T 0118-2007液限和塑限联合测定法 1目的和适用范围 1.1本试验的目的是联合测定土的液限和塑限，用于划分土类、计算天然稠度和塑性 指数，供公路工程设计和施工使用。 1.2本试验适用于粒径不大于O. Smm、有机质含量不大于试样总质量5%的土。 2仪器设备 2.1圆锥仪:锥质量为100g或76g，锥角为300，读数显示形式宜采用光电式、数码式、 游标式、百分表式。 2.2盛土杯:直径SOmm，深度40一SOmmo 2.3天平:称量200g，感量0.Olgo 2.4其他:筛(孔径O. Smm)、调土刀、调土皿、称量盒、研钵(附带橡皮头的研柞或橡皮 板、木棒)、干燥器、吸管、凡士林等。 3试验步骤 3.1取有代表性的天然含水率或风干土样进行试验。如土中含大于0.5~的土粒或 杂物时，应将风干土样用带橡皮头的研柞研碎或用木棒在橡皮板上压碎，过0.5~的筛。 取0.5~筛下的代表性土样2008，分开放人三个盛土皿中，加不同数量的蒸馏水，土 样的含水率分别控制在液限(a点)、略大于塑限(。点)和二者的中间状态(b点)。用调 土刀调匀，盖上湿布，放置18h以上。测定a点的锥人深度，对于100g锥应为20mm 1 0 . 2mm，对于76g锥应为17mm。测定c点的锥人深度，对于100g锥应控制在5~以下，对于76g锥应控制在2~以下。对于砂类土，用100g锥测定c点的锥人深度可大于 5mm，用76g锥测定c点的锥人深度可大于2mmo 3.2将制备的土样充分搅拌均匀，分层装人盛土杯，用力压密，使空气逸出。对于较干 的土样，应先充分搓揉，用调土刀反复压实。试杯装满后，刮成与杯边齐平。 3.3当用游标式或百分表式液限塑限联合测定仪试验时，调平仪器，提起锥杆(此时游 标或百分表读数为零)、锥头上涂少许凡士林。 3.4将装好土样的试杯放在联合测定仪的升降座上，转动升降旋钮，待锥尖与土样表 面刚好接触时停止升降，扭动锥下降旋钮，同时开动秒表，经Ss时，松开旋钮，锥体停止下 落，此时游标读数即为锥人深度h,o 3.5改变锥尖与土接触位置(锥尖两次锥入位置距离不小于lcm)，重复本试验3.3和 3.4步骤，得锥人深度h20 hl, h:允许平行误差为O . Smm，否则，应重做。取hl、h:平均值作为该点的锥人深度ho 3.6去掉锥尖人土处的凡士林，取lOg以上的土样两个，分别装人称量盒内，称质量 (准确至O.OIg)，测定其含水率、1 . w2(计算到0.1%)。计算含水率平均值wo 3.7重复本试验3.2一3.6步骤，对其他两个含水率土样进行试验，测其锥入深度和含 水率。 3.8用光电式或数码式液限塑限联合测定仪测 定时，接通电源，调平机身，打开开关，提上锥体(此时刻度或数码显示应为零)。将装好土样的试杯放在升降座上，转动升降旋钮，试杯徐徐上升，土样表面和锥尖刚好接触，指示灯亮，停止转动旋钮，锥体立刻自行下沉，Ss时，自动停止下落，读数窗上或数码管上显示键人深度。试验完毕，按动复位按钮，锥体复位，读数显示为零。 4结果整理 4.1在双对数坐标上，以含水率w为横坐标，锥入深度h为纵坐标，点绘a,b,。三点含水率的h--、图(图T 0118-1)。连此三点，应呈一条直线。如三点不在同一直线上，要通过a

土工液塑限试验成果确定方法

土工液塑限试验成果确定方法刍议 摘要：通过选取具有一定代表性剖面的不同稠度状态的不同细粒土为研究对象，已获取准确可靠的野外样品及实验、测试数据，并结合前人的研究成果，采用解析几何的直线方程建立其数学表达式对试验数据进行计算，综合利用解析法、Excel 对传统液塑限联合试验作图法进行改进，以直接消除人工计算和绘图产生的误差。在改进作图法的基础上更进一步利用QBASIC编程，可方便快捷地运算、作图，提高数据处理的速度和精度，使试验更加准确直观确定细粒土的液塑限指标。 1 概述液限、塑限是指细粒土处于可塑性状态的上限含水量和下限含水量。它是细粒土的两个重要物理指标，用以划分土类、计算天然稠度、塑性指数，提供参数供工程之用。因此，正确地确定细粒土的液限、塑限指标对工程建设具有重要的意义。 液限和塑限的测定属于室内土工常规试验项目，其目的主要是测定细粒土的液限和塑限，并根据试验结果计算塑性指数和液性指数，因此研究内容属于土力学的试验研究领域。 根据我国国家标准《土工试验方法标准》 ( GB/ T50123- 1999)，行业标准《公路土工试验规程》(JTG E40-2007)、《水电水利工程土工试验规程》 ( DL/T5355-2006 )、《铁路工程土工试验规程》( TB 10102-2004)，对小于0.5mm 的土试样的液塑限的确定方法有液塑限联合测定法、碟式仪液限法及滚搓法。滚搓法具有标准不易掌握，人为因素影响较大等缺点；碟式仪液限法主要用于美国，我国应用较少，而液塑限联合测定法具有操作简单，所测数据比较稳定，标准易于统一等优点，因此应用越来越广泛。

联合测定法采用光电式液塑限联合测定仪等，用100g （或76g） 圆锥仪测定在5s 时土在不同含水量时的圆锥下沉深度。在双对数坐标纸上绘制圆锥下沉深度和含水量的关系直线，公路土工试验规程规定，在直线上查得圆锥下沉深度为20mm处的相应含水量为液限（水电土工试验规程、铁路和国标为圆锥下沉深度为17mn或10mn处的相应含水量为液限）。然后再将液限带入公式计算出下沉深度hP，hP 对应的含水量为塑限wp （而水电土工试验规程圆锥下沉深度为2mm处的相应含水量为塑限，显然，公路土工试验规程按变数hP 确定含水量更为合理，因为hP值随土质而异）。 关于液塑限联合试验的数据分析整理，公路土工试验规程、水利电力土工试验规程等都已做了比较明确的规定，但这些土工试验规程之规定较为繁琐，特别是对每一土样均在双对数坐标纸上绘制lgw - lgh 直线，不仅工作量大，极易造成人为的误差，而且在试验过程中可能造成厶wP >2%使试验拖延一个周期。 目前对于液塑限试验数据处理的常用方法有：回归分析法、最小二乘法和解析法。回归分析法对应于搓条法，通过相关系数和显著性检验来控制试验精度；液限由仪器控制，精度高，直接按照公式由液限计算出塑限。但此法相关性有地方性，可信度较低，局限性大。最小二乘法的原理是根据下沉深度与含水率的线性关系，求得待定系数，在双对数坐标中绘出直线，从而得到土样液塑限值。由于其通过相关系数r 来控制精度，导致其精度相对较低。 为此，采用解析几何的直线方程建立其数学表达式对试验数据进行计算，并综合利用Excel 强大的数据处理功能和Autocad 强大的绘图功能，提出一种方便快捷准确处理数据的新方法，且采用Autolisp 、QBASIC进行编程，可极大地提高数据处理的速度和精度。在此基础上提出控制锥沉量偏差的基于试验过程的

液限塑限联合试验

试验一液限塑限联合试验 一、试验目的： 测定细粒土(粒经小于0.5mm，并且有机质含量不超过试样总质量5%的土)的液限和塑限含水率，用于计算塑性指数和液性指数，为粘性土的分类定名和状态确定等提供依据。 二、试验方法： 目前标准试验方法为液限塑限联合测定法。作为过渡可沿用液限用圆锥式液限仪测定，塑限用搓滚法测定。后者的操作方法附后。 三、试验设备： 1、液塑限联合测定仪：锥质量76g，锥角30°，读数显示形式有光电式、游标式和百分表式。学生试验采用游标式液塑限仪。 2、铝盒、天平、烘箱、调土刀、凡士林等。 图1-1 游标式液塑限仪

四、试验步骤： 1、备样： 取天然含水率土样或风干土样约400g(当土样中含有粒经大于0.5mm的土粒和杂物时，应剔除或过0.5mm的筛)，分成三份，分别放入三个盛土皿中，加不同数量的纯水，制成不同稠度的试样，试样的含水率宜分别接近液限、塑限和二者中间的状态(使试样的圆锥下沉深度宜为3～5mm，8～10mm，16～18mm的范围)。将试样调匀后放入密封的保湿缸中，静置24h。 2、装样： 将制备好的试样用调土刀充分调拌均匀，密实地填入试样杯中，填满后刮平表面。注意装样时避免试样中存留空隙或气泡，刮土时不得用调土刀在土面上反复涂抹，以免影响试验结果。 3、放锥： ①旋转游标式液塑限仪上的水平调节螺丝，使仪器水平泡居中。 ②将带有游标的圆锥提起，顺时针旋转控制旋钮将其固定(使游标下刻度对零)。擦净试锥，在锥体上涂以薄层凡士林。 ③将盛有试样的是试样杯放在升降座上，调节升降座至锥尖刚好接触土面。 ④顺时针旋转控制旋钮，使圆锥自由下落，经5s后立即松开控制旋钮，测读圆锥下沉深度。 4、取样测含水率： 取出试锥，用调土刀挖除带有凡士林部分的土，然后在试样中心附近取10g以上的土两盒，在天平上称盒加湿土质量m 。打开盒盖， 1 将试样带盒放入烘箱，在105～110℃的温度下烘至恒量后称盒加干土质量m ，用以计算试样在该圆锥下沉深度下的含水率。 2

液塑限试验报告

土的液塑限联合测定试验 一、实验预备 （1）土膏的制备 土膏应充分调匀,不调匀会影响测试数据的准确性。为使土样更具代表性,应尽量只使用一个盛土容器。 （2）试验点的选取 国标对三点的选取有如下建议:锥尖入土深度宜采用3-4 mm,7-9 mm,15-17 mm。 二、实验设备 （1）液塑限联合测定仪如图一所示，包括带标尺的圆锥仪、电磁铁、显示屏、控制开关和试样杯。圆锥质量为76g，锥角为30度；读数显示宜采用光电式；游标式和百分表式试样杯内径为40-50mm，高度为30-40mm。 （2）最小分度值为0.01g的天平。 （3）烘箱。 （4）铝制称量盒、调土刀、0.5mm筛、凡士林等。 三、试样的制备 本实验采用天然含水率土样，取代表性土样250g，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。 四、操作步骤 （l）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，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，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。 （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，

液塑限联合测定法

液塑限联合测定法 一．目的和适用范围 1．本试验的目的是联合测定土的液限和塑限，为划分土类、计算天然稠度、塑性指数，供公路工程设计和施工使用。 2．本试验适用于粒径不大于0.5mm、有机质含量不大于试样总质量5%的土。 二．仪器设备 1．液塑限联合测定仪：锥质量为100克。 2．盛土杯：直径5cm，深度4～5cm。 3．天平：称量1000g，感量0.01g。 4．其它：筛（孔径㎜）、调土刀、调土皿、称量盒、干燥器、吸管、凡士林等。 三．试验步骤 1．取有代表性的天然含水量或风干土样进行试验。过0.5mm的筛。 2．每个盛土皿中放大约200g土样，加入不同数量蒸馏水，土样的含水量分别控制在液限（a点），略大于塑限（c点）。和二者的中间状态（b点）。用调土刀调匀，盖上湿布，放置18h以上。测定a点的锥入深度应为20（±）mm。测定c点的锥入深度应控制在5mm 以下。对于砂类土，测定c点的锥入深度可大于5mm。 3．将制备的土样充分搅拌均匀，分层装入盛土杯中，用力压密，使空气逸出。用调土刀反复压实。试杯装满后，刮成与杯边齐平。 4．调平仪器，接通电源，打开开关，提起锥体，锥头上涂少许凡士林。 5．将装好土样的试杯放在联合测定仪升降座上，转动升降旋钮，待锥尖刚与土样表面接触时停止升降，锥体立刻自行下沉，经5秒时，试锥自动停止下沉，读数窗显示锥入深度h1。 6．改变锥尖与土接触位置（锥尖两次锥入位置距离不小于1cm），重复3、4 步骤，得锥入深度h2，要求h1、h2允许误差为0.5mm，否则应重作。取h1、h2平均值作为该点的锥入深度h。 7．去掉锥尖入土处的凡士林，取10克以上土样两个，分别装入称量盒内，称质量（准确至0.01g），测定其含水量w1、w2 （计算到%）。计算含水量平均值w。 8．重复2、3、4、5、6步骤，对其它两者个含水量进行试验，测其锥入深度和含水量。 四．结果整理 1．在二级双对数坐标纸上，以含水量w为横坐标，锥入深度h为纵坐标，点绘a、b、c三点含水量的h-w图，连接此三点，应呈一条直线。如三点不在同一条直线上，要通过a点与b、c两点连成两条直线，根据液限（a点含水量）在 h-L w图上查得P h,以此h P再 P 在h-w图上的ab及ac直线上求出相应的两个含水量,当两个含水量的差值小于2％时,以该两点的平均值与a点连成一条直线.当两个含水量的差值大于2％时,应重做试验。

液塑限联合测定法试验步骤

风干1液塑限联合测定法试验步骤。（每种试验的温度。湿度整理） 1、锥体质量为100g或76g，锥角为30度。 2、（1）取代表性的天然含水率或风干土样进行试验。（2）使土样的含水率分别控制在液限（a点）、略大于塑限（c点）和二者的中间状态（b点）。用调土刀调匀，焖料18h以上。（3）将备好的图样充分搅拌均匀，分层装入盛土杯中，刮平。（4）测记经过5s锥的入土深度h，两次平行试验误差不得大于0.5毫米。（5）测盛土杯中土的准确含水率w.(6)对其他两个含水率的土样进精品文档，超值下载 行测试。含水率为横坐标，锥入深度为纵坐标，当两个含水率的差值小于2%时以该两点含水率的平均值与a值连成一直线。当两个含水率的差值大于2%时应重做试验。查的纵坐标入土深度H=20mm（对于100g 的锥）或H=17mm（对于76g的锥）对应的横坐标的含水率w，即为土样的液限含水率WL。对于细粒土hp=WL/(0.524wl-7.606) 对于砂类土hp=29.6-1.22wl+0.017Wl3-0.0000744Wl3.液限碟式法：适用于粒径小于0.5毫米以及有机质含量不大于试样总质量5%的土。 滚搓法塑限试验法： 土条直径恰好为3毫米左右时，断为塑限。 土分类的依据：（1）土颗粒的组成特征（2）土的塑性指标：液限、塑限、塑性指数（3）土中有机质存在情况。细粒土应根据塑性图分类。土的塑性图式以液限为横坐标、塑限位纵坐标构成的。土的击实性在工程中的意义，使土变的密实，在短期内提高土的强度。击实试验的原理，使颗粒重新排列紧密，对于粗粒土因颗粒表面摩擦力和颗粒之间嵌挤形成的咬合力。 室内击实试验的步骤：1试样的制备，（1）干法制样，（2）湿法制样。2（1）去制备好的土样按所选击实方法分3或5次倒入筒内。每层按规定的击实次数进行击实，要求击完后余土高度不超过试筒顶面（小筒5毫米，大筒6毫米）。3、用削土刀齐筒顶削平试样，称筒和击实土重，测定击实试样的含水率和测算击实后土样的湿密度。 影响压实度的因素：1含水率对整个压实度过程的影响。一般粉粒和粘粒含量多，土的含水率也愈大，最大干密度愈小。砂性土密度大于粘土。2、击实功对最佳含水率和最大干密度的影响。击实功愈大，土的最大干密度愈大，含水率愈小。3、不同压实机械队压实的影响。4、土粒级配的影响。均匀颗粒的砂，单一尺寸的难压密实，良好级配的能达到要求密实度。 固结试验（压缩试验）：土体的压缩变形主要是由空隙的减小所引起的。土的压缩与空隙中水的挤出是同时发生的；土体某一点的所受的总应力，并测得或算的该点的空隙水压力，就可推算出这点的有效应力，土的变形和强度只随有效应力而变化，因此只有通过有效应力分析才能准确的确定土工建筑物或地基的变形与安全。用压缩仪在无侧胀条件下对土样分级施加竖向压力，测记每级压力下不同时间的土样竖向变形以及压缩稳定时的变形量绘制不同压力时的曲线，孔隙比与压力的关系曲线；比例常数a是割线的斜率，称为土的压缩系数。压缩系数a不是常数，工程上实际常用p=100~200kpa时的压缩系数a1-2作为评价土层压缩性的标准。Es称为土的压缩模量。比例常数Cc是该直线段的斜率，称为压缩指数。Cv是固结系数。先期固结压力盒土层的天然固结状态判断：（1）超固结状态的判断：当PC大于RZ时（R为土的容重）即为超固结状态。（2）正常固结状态RZ=PC。93）欠固结状态；固结状态的土层PC小于RZ,是为欠固结状态。 抗剪强度土的抗剪强度时指土体对于外荷载所产生的剪应力的极限抵抗能力。强度有关的问题：材料的构成稳定问题环境的问题。直剪试验的过程:用环刀度保持同样含水量、密度和相同结构的土切取三到四个试件，然后再施加水平剪力T，使土样在侧限条件下沿认为规定的剪切面受剪，按给定的破坏标准准确定其破坏状态。土剪应力强度表达式（库伦定律）砂性土的粘性土的。 直剪试验三种不同的实验方法：（1）快剪，竖向压力施加后立即施加水平剪力，模拟了“不排水”剪切情况。（2）固结快剪，竖向压力施加后，给以充分时间使土样排水固结，即“剪切时模拟不排水”条件。（3）慢剪一直有充分时间排水和产生体积变形。 三轴试验方法：（1）不固结不排水剪切（UU试验）即在施加周围压力盒剪切力时均不允许土样发生排水固结，相当于饱和软粘土中快速加荷时的应力状况。（2）固结不排水剪切（CU试验）先施加在应力3作用

液限和塑限试验报告

3 1 2 4 5 图4-1锥式液限仪（单位：mm ） 1-锥身；2-手柄；3-平衡装置；4-试杯； 实验三 液限和塑限试验 实验人： 学号： 一、概述 粘性土的状态随着含水率的变化而变化，当含水率不同时，粘性土可分别处于固态、半固态、可塑状态及流动状态，粘性土从一种状态转到另一种状态的分界含水率称为界限含水率。土从流动状态转到可塑状态的界限含水率称为液限 L w ；土从可塑状态转到半固体状态的界限含水率称为塑限p w ；土由半固体状态不断蒸发水分，则体积逐渐缩小，直到体积不再缩小时的界限含水率称为缩限 s w 。 土的塑性指数p I 是指液限与塑限的差值，由于塑性指数在一定程度上综合反映了影响粘性土特征的各种重要因素，因此，粘性土常按塑性指数进行分类。 界限含水率试验要求土的颗粒粒径小于，且有机质含量不超过5%，且宜采用天然含水率试样，但也可采用风干试样，当试样含有粒径大于的土粒或杂质时，应过的筛。 二、液限试验 液限是区分粘性土可塑状态和流动状态的界限含水率，测定土的液限主要有圆锥仪法、碟式仪法等试验方法，也可采用液塑限联合测定法测定土的液限。这里介绍圆锥仪液限试验。 圆锥仪液限试验 圆锥仪液限试验就是将质量为76g 圆锥仪轻放在试样的表面，使其在自重作 用下沉入土中，若圆锥体经过5s 恰好沉入土中 10mm 深度，此时试样的含水率就是液限。 1、仪器设备 （1）圆锥液限仪（图4-1），主要有三个部 分：①质量为76g 且带有平衡装置的圆锥，锤

角30°，高25mm，距锥尖10mm处有环状刻度；②用金属材料或有机玻璃制成的试样杯，直径不小于40mm，高度不小于20mm；③硬木或金属制成的平稳底座； （2）称量200g、最小分度值的天平； （3）烘箱、干燥器； （4）铝制称量盒、调土刀、小刀、毛玻璃板、滴管、吹风机、孔径为标准筛、研体等设备。 2、操作步骤 （1）选取具有代表性的天然含水率土样或风干土样，若土中含有较多大于的颗粒或夹有多量的杂物时，应将土样风干后用带橡皮头的研杵研碎或用木棒在橡皮板上压碎，然后再过的筛。 （2）当采用天然含水率土样时，取代表性土样250g，将试样放在橡皮板上用纯水将土样调成均匀膏状，然后放入调土皿中，盖上湿布，浸润过夜。 （3）将土样用调土刀充分调拌均匀后，分层装入试样杯中，并注意土中不能留有空隙，装满试杯后刮去余土使土样与杯口齐平，并将试样放在底座上。 （4）将圆锥仪擦拭干净，并在锥尖上抹一薄层凡士林，两指捏住圆锥仪手柄，保持锥体垂直，当圆锥仪锥尖与试样表面正好接触时，轻轻松手让锥体自由沉入土中。 （5）放锥后约经5s，锥体入土深度恰好为10mm的圆锥环状刻度线处，此时土的含水率即为液限。 （6）若锥体入土深度超过或小于10mm时，表示试样的含水率高于或低于液限，应该用小刀挖去粘有凡士林的土，然后将试样全部取出，放在橡皮板或毛玻璃板上，根据试样的干、湿情况，适当加纯水或边调边风干重新拌和，然后重复（3）~（5）试验步骤。 （7）取出锥体，用小刀挖去粘有凡士林的土，然后取锥孔附近土样约10~15g，放入称量盒内，测定其含水率。 3、成果整理 按式（4-1）计算液限：

液塑限

EXCEL自动计算液塑限并绘制图表至双 对数坐标系 https://www.wendangku.net/doc/c713201481.html, 期刊门户-中国期刊网2016/12/7来源:《基层建设》2016年24期8月下文/ 周常欣 [导读]摘要：用解析法计算液塑限试验数据，并将其编制成EXCEL表格并绘制图表至双对数坐标系，由此确定出的液限、塑限值，较传统方法方便、快捷、准确。 湖南理工职业技术学院湖南湘潭411000 摘要：用解析法计算液塑限试验数据，并将其编制成EXCEL表格并绘制图表至双对数坐标系，由此确定出的液限、塑限值，较传统方法方便、快捷、准确。 关键词：土工试验；EXCEL；液塑限；解析法；双对数；解析法 0 概述 土的液塑限指标是细粒土进行分类和定名的最基本指标，在土工试验中具有很重要的作用。这两个指标一般通过土的液塑限联合测定法进行测定，由其求得的液性指数在一定程度上反映了粘性土的结构特征，可用于评价土的强度和压缩性，也是获取一般粘性土地基承载力值的重要指标。因此，准确确定土壤的液 塑限指标对工程具有很重要的意义。 按照《土工试验规程》SL237-1999 (以下简称《规程》)的规定，该试验数据处理采用绘图——查图的方法。由于图形要绘在对数坐标下，绘制过程相当复杂，且绘图、查图过程中均有误差的产生，因此， 该试验的数据既费时、费力，又难以保证精度。 本文通过解析法代替手工绘图、查图过程的数据处理方法，用EXCEL编写了相应的表格进行自动计算并并绘制图表至双对数坐标系，取得了良好的效果。 1．液塑限自动计算思路 繁琐的查图过程背后，实际上隐藏着一定的数学关系。只要把这种数学关系找出来，就可以在EXCEL 中用简洁的数学运算代替查图操作。 EXCEL具有绘制曲线、折线、散点图等各种图表的功能，只要知道坐标，绘制图表是比较容易的。而液塑限用的是双对数坐标，双对数坐标系通常可以根据测试数据使用origin或matlab来绘制，在这里我选用应用最广泛的Excel完成液塑限试验中双对数坐标的绘制。如何将绘制双对数坐标系和将直线绘制到 双对数坐标系是本文的难题。 算术坐标系：就是普通的笛卡儿坐标系，横纵的刻度都是是等距的。（举例来说：如果每1cm的长度都代表2，则刻度按照顺序1，3，5，7，9，11，13，15……）；但一般情况下，刻度仍然是均匀的， 按照0，1，2，3，4的顺序排列下去。 双对数坐标系，就是图的两个坐标轴的刻度均为对数刻度，这样一来的话，形如y=ax^b的指数曲线，在双对数曲线图中就表现为一条直线，b就是这条直线的斜率(这里的斜率并不是按数轴上的刻度值计算的，而是将坐标轴看成普通坐标轴，按坐标轴的单位长度计算的)。 可以这样来理解，将y=ax^b两边都取对数，得到：ln(y) = ln(a) + bln(x)，令= ln(y), = ln(x), 那么在对数曲线图中，得到的就是一条=+ b的直线，数轴的长度单位用的就是和的单位，但是“对数曲线图”的“对数”指的是刻度取对数，所以数轴上的值标的还是x和y的值，所以相邻长度单位上标的数值随数轴的延伸相差越大，也就是说每次增加1，但是x 增加的幅度却是按= ln(x)越来越大的。 对数坐标有几个特点，在应用时需特别注意： (1) 标在对数坐标轴上的数值为真数。 (2) 坐标的原点为x=1，y=1，而不是零。因为1ogl=0。 (3) 由于0.01、0.1、1,10、100等的对数，分别为-2、-1、0、1、2等，所以在坐标纸上，每次数量

土工及岩石试验仪器、基本步骤

铜汤路土工试验仪器设备： 1.电子天平 2.烘箱 3.液塑限联合测定仪 4.乙种比重计 5.标准筛 6.固结仪 7.应变控制式直剪仪 8.环刀，铝盒等 9.比重瓶，恒温水槽 铜汤路土工试验基本步骤：执行中华人民共和国行业标准JTJ051-93《公路土工试验规程》 1.含水量试验：1）.取有代表性试样15~30克，砂类土、有机质土为 50克，放入称量盒内，盖好盒盖，称量。2）.揭开盒盖将试样放入烘箱内105~1100C烘8小时以上，对有机质含量超过百分之5的土应将温度控制在65~700C恒温烘干。3）.将烘干后的试样放入干燥器冷却一小时，盖好盒盖，称量。4）.结果整理。 2.密度试验：1）取原状土整平两端，环刀内壁涂一薄层凡士林，刀 口向下放在土样上。2）.用修土刀及钢丝锯将土样上部削成略大于环刀直径的土柱，然后将环刀垂直下压，边压边削，至土样伸出环刀上部为止。削去两端余土，使于环刀口面齐平。3）.擦尽环刀外壁，称量。4）.结果整理。

3.颗粒分析试验：1）.从风干松散的土样中用四分法按规定取出具有 代表性的式样2）.对于无凝聚性的土将试样分批过2mm的筛，将大于2mm的试样从大到小的顺序通过大于2mm的各级粗筛，将留筛土分别称量。将小于2mm的试样从大到小的顺序通过小于2mm的各级细筛，将留筛土分别称量。3）.对于含粘土粒的砂砾土，A.将土样放在橡皮板上，用木碾将粘结的土团充分碾散，拌匀、烘干、称量。B.将试样放入清水中分散。C.混合液洗2mm筛，筛上部分进行粗筛分析，D.筛下部分用0.074mm洗筛，D.0.074mm 筛下部分如果超过10%有必要时进行比重计法分析。3）.结果整理。 4.界限含水量试验：1）.土样中含有大于0.5mm的杂物时，风干过 0.5mm筛，取0.5mm以下代表性土样200g左右，分开放三个皿中 加不同数量的蒸馏水，含水量分别控制在A点（液限）、B点（液、塑限中间）、C点（略大于塑限），调匀，盖上湿布，放置18小时以上。测定AA点的锥入深度在20（±0.2）mm，测定C点锥入深度控制在5mm以下。对于砂类土，C点可以大于5mm。 2）.将制备的土样充分调匀，装入盛土杯，压密刮成与杯边平齐。 3）.锥尖涂凡士林，将土杯放在联合测定仪的升降座上，转动升降旋纽，锥尖于土面接触时锥体下落，读数指示灯亮，此时的读数为锥入H1深度，改变锥尖与土面接触点位置，重复上述步骤，得锥入深度H2、H3，两点之间允许误差0.5mm，否则重做。取平均值为H。 4）.去掉锥尖凡士林，取10~15g土样两盒称其质量，测定含水量w1，w2

液塑限试验指导书.

液塑限试验指导书 《土工技术与应用》项目组 2015年3月

一、任务实训名称 液塑限试验（光电式液塑限联合试验法） 二、实训目标 （一）知识目标 1.掌握光电式联合试验法测定液塑限的原理与方法； 2.掌握塑限、液限、塑性指数和液性指数的概念。 （二）能力目标 1.能根据规范要求进行光电式液塑限联合试验； 2.会运用物理状态指标判定土体的天然状态，并能对细粒土进行定名。 （三）素质目标 1.培养学生严谨细致、实事求是的工作态度； 2.培养学生与人协作、善于沟通的团队精神； 3.培养学生勤于思考、善于分析的学习能力； 4.培养学生吃苦耐劳、爱岗敬业的职业精神； 5.培养学生遵规守纪、安全第一的思想意识。 三、实训时间 实训时间为2个课时（100min ），其中任务布置(5min)，讨论分析(20min)，任务活动(75min)；数据整理及项目考核评价等均不占用课内时间。 四、实训场所 土工实训室 五、实训内容 测定粘性土的液限L ω、塑限P ω，以计算土的塑性指数I P 和液性指数I L ，对粘性土 进行分类及判断粘性土的状态，供工程设计和施工使用。 要求学生以团队（小组）形式，每组5-7人，设小组长第1名，完成以下任务： （一）制备试样。当土样均匀时，采用天然含水率的土制备试样；当土样不均匀时，采用风干土制备试样，取过0.5mm 筛下的代表性土样。用纯水分别将土样调成接近液限、塑限和二者中间状态的均匀土膏，放入保湿器，浸润18h 以上。

（二）装土入试样杯。将土膏用调土刀充分调拌均匀，密实填入试样杯中，填满后刮平试样表面。 （三）接通电源。调平联合测定仪（即仪器上的水平泡调至居中），将试样杯放在联合测定仪的升降座上，在圆锥仪上抹一薄层凡士林，接通电源，使电磁铁吸稳圆锥仪。 （四）调节屏幕准线。将屏幕上的标尺调在零位刻线处，调整升降座，使圆锥尖刚好接触试样表面。按动圆锥仪下降按钮，指示灯亮时圆锥在自重下沉入试杯，经5s 后测读圆锥下沉深度。 （五）调节屏幕准线。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，测含水率。 （六）重复以上步骤。重复以上步骤分别测定其余两个试样的圆锥下沉深度及相应的含水率。液塑限联合测定应不少于三个试样。 （七）试验结束。切断电源，清洗装土样的试杯，将仪器归位。 （八）计算与制图 （1）按下式计算试样的含水率： %1001m m s 0?-=ω）（ 式中 ω——含水率，计算精确至0.1%； m 0—— 湿土质量，g ； m s —— 干土质量，g 。 （2）制图 国家和建设部《土工试验方法标准》（GB/T50123-1999）、水利部《土工试验规程》（SL237-1999）规范规定： a ）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三个含水率与相应的圆锥下沉深度关系曲线，三点应在一条直线上，如果当三点不在一条直线上时，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＜2%时，应以两点含水率的平均值与高含水率的点连一条直线 B 线，当两个含水率的差值≥2%时，应重做试验（如图所示）。 b ）在含水率与圆锥下沉深度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，准确至0.1％。 （3）按下式计算塑性指数I P 、液性指数I L p L p I ωω-= P P L I I ωω-=