液限塑限联合试验.doc

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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m1。打开盒盖，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m2，用以计算试样在该圆锥下沉深度下的含水率。
5、清除试样杯中的试样，擦净调土刀，重复步骤2～4，测其余两个试样的圆锥下沉深度及相应含水率。
图1-2圆锥下沉深度与含水率关系图
6、当三个试样的含水率，与步骤1中的要求范围相差较大时(可根据圆锥下沉深度判断)，应通过加水或吹干等方法，适当调整试样的含水率，然后重复上述步骤补作试验，直到满足要求为止。
五、试验成果整理：
1、计算：
按下式计算试样的含水率w：

式中：
w含水率，%；
m1盒加湿土质量，g；
m2盒加湿土质量，g；
m0盒质量(查实验室表格)，g。
按下式计算塑性指数IP和液性指数IL：

2、绘图：
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，如图3—2中的A线。当三点不在一直线上时，通过高含水率的一点与其余两点连成两条直线，在圆锥下沉深度为2mm处查得相应的两个含水率，当两个含水率的差值＜2%时，应以两个含水率的平均值与高含水率的点连成一线，如图3—2中的B线。当两个含水率的差值≥2%时，应补做试验。
3、试验成果：
在圆锥下沉深度与含水率关系曲线上，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。
(注：有些行业还沿用10mm作为液限，可在关系曲线上查得下沉深度为10mm所对应的含水率w10作为液限。)
六、试验说明：
1、液限标准的选择：
测定液限可使用碟式仪或圆锥仪。国外多用碟式仪，我国用圆锥仪。经过大量对比试验表明，对测值的精度和重现性来说，圆锥仪较碟式仪为高。但从测值的水平来看，对于中等及高塑性土，76g锥下沉深度10mm的液限比碟式仪液限显著偏低，而其强度则显著偏高。为使液限标准与国际上多数国家相一致，将原液限标准76g锥下沉深度10mm修定为现标准17mm。作为过渡，可在圆锥下沉深度与含水率关系曲线上，查得下沉深度为10mm所对应的含水率w10作为液限。
2、测定含水率温度的控制：
粘性土中水一般分为强结合水、弱结合水与自由水三种。根据研究认为在105～110℃的温度下，可将弱结合水大致蒸发完毕。如果温度过高，就会得出不同的含水率数值，特别是粘性土和含有机质的土差别更大。这主要是由于在高温下土粒内的强结合水不断析出及有机质不断分解损失所致。因此，规定烘干法在105～110℃的温度下烘至恒值作为测定含水率的标准。
烘至恒值的时间因土的性质及土质量不同而异，一般土质量为10～30g时，砂土约需1～2h；粉土及粉质粘土约需6～8h；粘土约需10h。
附：
搓滚法塑限试验
一、定义：搓滚法试验是用手掌在毛玻璃板(也可用橡皮板代替)上搓滚土条，当土条直径达3mm时产生裂