检测员考试教材-土工试验(重点)

根据考试大纲要求，土工试验占总分值的30%，可见土工在工程当中占有重要地位。俗话说，基础决定高层建筑，而土工试验就是公路工程的基础，也是基层。

检测员考试主要以掌握和熟悉为主，因此，我结合考试大纲对检测员考试，对重要的试验以及注意点进行了梳理分析。

土工试验多而繁杂，但重要的也就是土的含水率试验、土的密度试验、土的比重试验、土颗粒分析试验、砂的相对密度试验、界限含水率试验、天然稠度试验、击实试验、固结试验、土的直剪试验、CBR试验、土的收缩试验、毛细管水上升高度试验、渗透试验、酸碱度试验、烧失量试验等诸多试验。下面我将这些试验作用目的、试验方法、注意事项及计算方面的各种事项详细说明。

土的含水率试验

土的含水率是土的基本物理性质指标，含水率的变化会影响地基的稳定性，含水量太小，路基压不实，承载力差，含水量太大无法承受太大重力，也会影响路基的稳定及承载力的能力。所以按照标准，选择土的最佳含水量对公路工程建设尤为重要。由此可见土的含水率试验的重要性和所起的作用。这里我只讲解土的含水率标准试验方法（烘干法）。

1.烘干法的使用范围：是测定含水率的标准方法，也是最接近于土的真实值。本试验方法适用于粘质土，粉质土、砂类土、砂砾土、有机质土和冻土。

2.试验设备：烘箱，是用来烘干土中的水分，对烘箱的要求是温度能达到105-110℃。天平是用来称量土的重量，对天平要去是感量为0.01克。其他设备有干燥器、称量盒。

3.试验操作过程：取一定量的具有代表性的试样（土），细粒土15-30g，砂类土、有机质土约为50g，放入称量盒内，盖好盒盖立即称取盒加湿土加盒盖的总重量记作m1，然后放入烘箱中在温度为105-110℃下烘干，细粒土不得少于8h，砂类土不得少于6h,对于有机质含量超过5%的土或含石膏的土，应将温度控制在60-70℃，12-15h为最佳。烘干后，取出试样和盒，一同放入干燥器中冷却，冷却后盖好盒盖称取质量记作m2，清除盒里的土，称取盒和盒盖的总重m。（精确至0.01g）

4.计算整理按照计算含水率的基本公式可以得到以下公式： 基本公式：w=

m-msms×100

演变公式：w=

m1-m2m1-m×100

5.精密度和允许差：本次试验需进行两次平行试验测定，取其算术平均值，允许平行差值相见附表

含水率测定的允许差值(附表) 含水率 5以下 40以下

土的密度试验

土的密度是土的物理性指标之一，土的密度随着路基的压实情况变化，在同类土当中，土的密度越大，压实情况越好，越不容易出现沉降，是承载力的一种体现形式。土的密度小，说明压实程度不够，当遇到大的承载力时就会沉降，地基不稳定，就会在公路使用过程中出现裂缝，沉降等病害。因此对土体进行土的密度试验依旧重要。

对此公路规程要求，土的密度试验无论用何种方法试验，平行试验误差不得大于0.3g/cm3,，用来控制试验的精密度。

关于土的密度试验我只讲两种方法：环刀法、灌砂法。是最常用的，能够准确计算出土的密度的两个方法试验。环刀法操作简便，快捷。适用于室内和野外工作使用，而灌砂法适用于野外应用。

环刀法

1.环刀法的适用范围：适用于不含砾石颗粒的细粒土。

2.仪具设备：环刀：直径为6-8cm，高2-5.4cm，壁厚1.5-2.2cm。用于切割土。天平：感量为0.1g。其他：修土刀、钢丝锯、凡士林等。

3.试验过程：按工程需要取原状土或制备所需状态的扰动土样，整平两端，环刀内涂一层凡士林，刀口向下放在土样上。然后用修土刀或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，使土样与环刀口齐平，并将剩余土样测含水率。擦净环刀外壁，称环刀与土总质量m1，清除环刀内的土，然后称环刀的重量m2 . 精确至0.1g 。

允许平行差值 0.3 ≤1 含水率 40以上 对层状和网状构造冻土 允许平行差值 ≤2 <3 4.结果整理：首先要先测出土的含水率，具体试验过程看上个试验。计算出含水率w

接着计算出湿土的密度最后计算出干密度

ρw=

4（*m1一m2）π*d2*h

ρd=ρw/（1+0.01w）

精密度盒允许差，试验须进行两次平行测定，取其算术平均值，其平行差值不得大于0.03g/cm3.

5.试验说明与注意事项：（1）采用环刀法取样的方法有四种即：土柱压入式、直接压入式、落锤打入式、手锤打入式。一般来讲，采用土柱压入式最好。但现场粘土切一个土柱费时费力，水分会散失而影响试验的真实性，因此工地推荐直接压入式，不能直接压入的可以用手锤法，或落锤打入法。（2）环刀法与灌砂法相比，优点是快捷，但对路基破坏大得多，因此环刀法只能用于不含沙砾和碎石的纯细粒土的现场湿密度，且不适于松散性材料。（3）环刀高度与直径比对试验结果有影响。直径与高比值宜为1-1.5.（4）环刀壁宜为1.5-2mm。（6）用环刀法测定密度时，若从上面往下取土的所得密度偏大，若取的是底部的土，则计算出的压实度明显偏小。