土的密度试验灌水法

土的密度试验灌水法

土的密度试验——灌水法操作规程

一、目的与适用范围

灌水法主要用于测定现场筑堤及基坑回填等工程中,压实土的密度。本方法适用于粒径不大于38mm,且其中粒径大于20mm的土质量不超过总土质量的10%,同时最大粒径不应超过试坑直径的五分之二的各类土壤。对于含有大孔隙或易于崩解的土壤,以及多裂缝的坚硬土壤,则不适用本法。

二、仪器设备

  1. 储水筒:应坚固耐用,并附有刻度(以毫升为单位),其容积应不小于全部试坑所需水量。筒底设有一放水开关,其放水流速应能调节,并能在5~30s内将筒内水放净。
  2. 台秤:称量10kg,最小分度值5g。
  3. 其他设备:包括铁锹、环刀、钢丝锯、直尺、修土刀、木板、塑料薄膜、透水石板、三脚架、磅秤(称量100kg,最小分度值50g)等。

三、试验步骤

  1. 在试验场地选择代表性面积作为试验区域,面积为15~30m²。将其表面整平,清除虚土。
  2. 根据要求的试样深度h(一般为20cm),在划定的试验区域内分别画出两个相互平行的边线。在两条边线之间沿纵向均匀布置5个测点,横向布置可根据场地宽度确定点数(一般为3点)。测点位置应避免靠近边界线。
  3. 按确定的测点位置挖坑,坑的直径或边长应为20cm,并将坑底的松土铲除,然后垂直向下挖至要求的深度。每挖一层(约10cm)均应将坑壁修平竖直,直至达到规定的深度为止。
  4. 将储水筒置于坑口上方,并使筒口对准坑的中心。然后开放储水筒的出水开关,让水注入坑中。当水面接近坑口边缘时,应放慢注水速度,以免水溢出坑外。待水面稳定后,关闭开关,并用直尺测量坑内水的深度。计算注入坑内的水量V(精确到1ml)。
  5. 用修土刀取坑内具有代表性的湿土样,放入已知质量的铝盒内,密封并称重。然后将铝盒打开,放在烘箱内在105~110℃温度下烘干至恒重(一般不少于8小时),取出并称量干土的质量ms。
  6. 试坑挖好后,应立即称量试坑内全部土样的质量mw(精确到1g)。若不易取得全部土样,可在同一层内用环刀取样,称取质量,并根据该层土的含水量推算出土样的总质量。
  7. 按上述步骤在同一层上对其他测点进行试验。

四、结果整理

  1. 计算各测点的湿密度和干密度:

    • 湿密度ρw = mw / V' (g/cm³) 其中,V'为试坑体积,可通过试坑尺寸计算得出。
    • 干密度ρd = (1 + w) × ρw / (1 + ws) (g/cm³) 其中,w为试样的天然含水率(%),ws为铝盒内土样的含水率(%)。
  2. 取各测点干密度的平均值作为该层的平均干密度。

五、注意事项

  1. 试验过程中应防止水分蒸发对试验结果的影响。
  2. 修整坑壁时应避免破坏坑底土层结构。
  3. 储水筒应定期清洗以保持清洁。
  4. 烘箱温度应控制在规定范围内以确保烘干效果。