課件：比重試驗(yàn)解析.ppt

比 重 試 驗(yàn),基本知識(shí),土粒比重：土粒的質(zhì)量（或重量）與同體積4時(shí)純水 的質(zhì)量（或重量）之比。為無(wú)量綱單位。,式中：s土粒的密度，即土粒單位體積的質(zhì)量； （w）44時(shí)純水的密度，1g/cm3 （w）44時(shí)純水的重度。,試驗(yàn)原理,土粒比重是土在105110下烘至恒重，當(dāng)土中有機(jī)質(zhì)含量超過(guò)5時(shí)，采用6570的溫度烘干至恒重時(shí)土粒質(zhì)量與同土粒體積相同的4純水質(zhì)量的比值。,土粒比重測(cè)試包括測(cè)量土粒質(zhì)量ms、土粒體積Vs和水溫三個(gè)參數(shù)。因?yàn)橥亮Ｙ|(zhì)量ms和水溫易于測(cè)量，所以本試驗(yàn)集中介紹測(cè)試土粒體積的方法。,試驗(yàn)原理,土粒體積采用排開(kāi)液體體積（一般為純水，對(duì)于有機(jī)質(zhì)土用煤油等中性液體）方法測(cè)試。根據(jù)測(cè)試過(guò)程中使用的手段不同，分為下述三種試驗(yàn)方法：,1.比重瓶法：適用于粒徑小于5mm的土；,2.浮稱法：適用于粒徑大于等于5mm且粒徑大于20mm的土粒含量小于10%的土；,3.虹吸筒法：適用于粒徑大于等于5mm且粒徑大于20mm的土粒含量大于等于10的土；,當(dāng)土體中既含粒徑大于5mm土粒，又有小于5mm土粒時(shí)，先篩析，然后分別測(cè)定。,比重瓶法,儀器設(shè)備：,1.比重瓶：容積100（或50）mL，分長(zhǎng)頸和短頸兩種； 2.天平：稱量200g，感量0.001g； 3.輔助設(shè)備：砂浴，恒溫水槽，真空抽氣設(shè)備，溫度計(jì)（量程050）， 4.烘箱，純水，中性液體 （如煤油等），孔徑2mm 及5mm分析篩，漏斗， 滴管等。,比重瓶法,操作步驟：,1.一般土的比重用純水測(cè)定，當(dāng)土中含有可溶鹽、親水性膠體或有機(jī)質(zhì)時(shí)，須用中性液體（如煤油）測(cè)定；,2.將比重瓶烘干，稱得瓶質(zhì)量m0。裝烘干土約15g放入100mL比重瓶?jī)?nèi)（或約10g土入50mL比重瓶?jī)?nèi)），稱瓶加土粒質(zhì)量m1；,3.為排除土中的空氣，將已裝有干土的比重瓶，注純水至瓶的一半處，搖動(dòng)比重瓶，并將比重瓶放在砂浴上煮沸。煮沸時(shí)間自懸液沸騰時(shí)算起，砂土應(yīng)不少于30分鐘，粘土及粉土不少于1小時(shí)。煮沸時(shí)應(yīng)注意不使懸液溢出瓶外；,4.對(duì)于煮沸時(shí)易跳出的砂土及用中性液體做試驗(yàn)時(shí)不能用煮沸法排氣的情況，可用真空抽氣法代替煮沸法排除土中空氣。抽氣時(shí)真空度須接近一個(gè)大氣壓，從達(dá)到近一個(gè)大氣壓的穩(wěn)定值算起，抽氣時(shí)間一般為12小時(shí)，直至懸液內(nèi)無(wú)氣泡逸出時(shí)為止；,比重瓶法,操作步驟：,5.將煮沸經(jīng)冷卻的純水（或抽氣后的中性液體）注入比重瓶，對(duì)長(zhǎng)頸瓶注水至略低于瓶的刻度處，然后用滴管調(diào)整液面至刻度處。對(duì)短頸比重瓶，加水（或中性液體）至近滿，待瓶上部懸液澄清，塞好瓶塞，使多余水分自瓶塞毛細(xì)管中溢出。擦干瓶外水分后，稱瓶、水、土總質(zhì)量m2，準(zhǔn)確至0.001g。測(cè)量瓶?jī)?nèi)水溫，準(zhǔn)確至0.5 ；,6.根據(jù)測(cè)定的水溫，由已繪制的溫度與瓶水總質(zhì)量關(guān)系曲線中查出瓶、水總質(zhì)量m3。如果無(wú)此曲線，則立即傾去懸液，洗凈比重瓶，注入與試驗(yàn)同溫度的純水至相同刻度處，稱瓶水總質(zhì)量m3；,比重瓶法,操作步驟：,7.按下式計(jì)算土粒比重：,8.本試驗(yàn)須平行測(cè)定兩次，平行差小于0.02時(shí)，取其算術(shù)平均值。,比重瓶法,比重瓶校準(zhǔn)操作步驟：,1.將比重瓶洗凈、烘干，置于干燥器內(nèi)冷卻后稱量比重瓶的質(zhì)量，準(zhǔn)確至0.001g。,2.將煮沸經(jīng)冷卻的純水（或抽氣后的中性液體）注入比重瓶，對(duì)長(zhǎng)頸比重瓶注水至略低于瓶的刻度處，然后用滴管調(diào)整液面至刻度處。對(duì)短頸比重瓶，加水（或中性液體）至滿，塞好瓶塞，多余水自瓶塞毛細(xì)管中溢出。將比重瓶放入恒溫水槽直至瓶?jī)?nèi)水溫穩(wěn)定。取出比重瓶，擦干瓶外水后，稱瓶、水總質(zhì)量，準(zhǔn)確至0.001g。測(cè)量恒溫水槽內(nèi)水溫，準(zhǔn)確至0.5 ；,3.調(diào)節(jié)恒溫水槽內(nèi)的溫度，溫度差宜為5，測(cè)定不同溫度下的瓶、水總質(zhì)量。每個(gè)溫度時(shí)均應(yīng)進(jìn)行兩次平行測(cè)定，兩次測(cè)定的瓶、水總質(zhì)量的差值不得大于0.002g，取兩次測(cè)定的平均值做為該溫度下的瓶、水總質(zhì)量，繪制溫度與瓶、水總質(zhì)量的關(guān)系曲線；,比重瓶法,比重瓶校準(zhǔn)操作步驟：,溫度（）,浮稱法,儀器設(shè)備：,1.孔徑小于5mm的鐵絲筐，直徑約1015cm，高約1020cm； 2. 盛水容器：尺寸應(yīng)大于鐵絲筐； 3.浮稱天平：稱量2000g，感量0.5g； 4.輔助設(shè)備：烘箱、溫度計(jì)、孔徑5mm及20mm的分析篩等。,浮稱法,操作步驟：,1.取代表性土樣5001000g，徹底沖洗，使表面無(wú)塵土和其它污物；,2.將試樣浸在水中一晝夜后取出，立即放入鐵絲筐，緩緩浸沒(méi)于水中，并在水中搖晃，直至無(wú)氣泡溢出為止；,3.稱鐵絲筐和試樣在水中總質(zhì)量，得到m2；,4.取出試樣烘干、稱量，得到干土質(zhì)量ms；,5.稱鐵絲筐在水中質(zhì)量，得到m1，并立即測(cè)量容器中水的溫度，精確至0.5；,浮稱法,操作步驟：,6.按下式計(jì)算土粒比重：,7.本試驗(yàn)須平行測(cè)定兩次，平行差小于0.02時(shí)，取其算術(shù)平均值。,虹吸筒法,儀器設(shè)備：,1.虹吸筒： 2. 天平：稱量1000g，感量0.1g； 3.量筒：容積應(yīng)大于500mL； 4.輔助設(shè)備：烘箱、溫度計(jì)、孔徑5mm及20mm的分析篩等。,虹吸筒法,操作步驟：,1.取代表性土樣7001000g，徹底沖洗，使表面無(wú)塵土和其它污物；,2.將試樣浸在水中一晝夜后取出，晾干（或用布擦干）表面水分，稱量得到晾干試樣質(zhì)量m1，稱量筒質(zhì)量m0；,3.注清水入虹吸筒，至管口有水溢出時(shí)停止注水。待管口不再有水流出后，關(guān)閉管夾，將試樣緩緩放入虹吸筒中，邊放邊攪，至無(wú)氣泡溢出時(shí)為止，攪動(dòng)時(shí)勿使水濺出筒外；,4.待虹吸筒中水面平靜后，開(kāi)管夾，讓試樣排開(kāi)的水通過(guò)虹吸管流入量筒中。稱量筒加水質(zhì)量m2，量測(cè)筒內(nèi)水溫，準(zhǔn)確至0.5；,虹吸筒法,操作步驟：,5.取出虹吸筒內(nèi)試樣，烘干、稱量得到土粒質(zhì)量ms；,6.按下式計(jì)算土粒比重：,7.本試驗(yàn)須平行測(cè)定兩次，平行差小于0.02時(shí)，取其算術(shù)平均值。,注意事項(xiàng),1.注意三種比重試驗(yàn)方法的不同適用范圍。當(dāng)土體存在大于20mm到小于5mm粒徑均勻分布時(shí)，將土過(guò)5mm篩，分成大于5mm和小于5mm的兩個(gè)粒組，采用其中兩個(gè)方法聯(lián)合測(cè)定，然后按下式計(jì)算土粒比重：,2.規(guī)范中規(guī)定粒徑大于5mm的土，當(dāng)粒徑大于20mm的顆粒超過(guò)10%時(shí)，用虹吸筒法。這是基于機(jī)械天平的精度和量程，現(xiàn)在已有稱量10kg，感量0.1g的電子天平。因此，建議使用浮稱法測(cè)試粒徑大于5mm土的土粒比重，摒棄操作復(fù)雜、精度較低的虹吸筒法。,3.比重測(cè)試過(guò)程中各測(cè)量數(shù)字要有四位有效數(shù)字。水的比重取小數(shù)點(diǎn)后三位，它可以看作四位有效數(shù)字。,注意事項(xiàng),4.土粒比重測(cè)試誤差主要由以下因素引