楊忠琴

摘 要：為了確保地基基礎(chǔ)施工的質(zhì)量和安全，必須對土的物理性質(zhì)和力學(xué)性能作出判斷，土工試驗的主要目的就是為了得出這兩者的對應(yīng)指標，以便于工程的順利進行。土工試驗包括三十多種試驗方法，其中有試樣制備和飽和、含水率試驗、密度試驗、比重瓶法、浮稱法等。分別從試驗概念和試驗方法兩方面對含水率試驗、土粒比重試驗這兩種方法進行具體說明。

關(guān)鍵詞：土工試驗；含水率；土粒比重；試樣制備

中圖分類號：TU411 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）18-0052-02

1 土工試驗的概述

土工即土料工程性能，土工試驗就是針對土料工程性能而進行的試驗。在建筑工程中，為了使工程質(zhì)量能夠得到保障，就需要對土質(zhì)含水率、土粒比重等一系列參數(shù)進行物理和化學(xué)方面的檢測。土工試驗分原位測試（現(xiàn)場勘察測試）和室內(nèi)試驗兩類。當?shù)鼗寥啦灰撞扇≡嚇踊虿灰俗鍪覂?nèi)試驗時，則進行原位測試。原位測試有直接測試和間接測試之分。直接測試方法有十字板剪切試驗、荷載試驗、旁壓試驗、動彈性模量試驗以及抽水、壓水、注水試驗等；間接測試方法有靜、動力觸探試驗，標準貫入試驗，同位素測定密度和含水量試驗等。室內(nèi)試驗分常規(guī)試驗和專門試驗。常規(guī)試驗包括物理性指標試驗（比如顆粒分析試驗、液限和塑限試驗，含水量、容重、比重試驗等）和力學(xué)性指標試驗（比如壓縮試驗、抗剪強度試驗等）；專門試驗有滲透、固結(jié)系數(shù)、前期固結(jié)壓力、靈敏度、燒灼失重等指標的試驗。一般工程不要求做關(guān)于土的化學(xué)和礦物分析。

2 含水率試驗

2.1 含水率的相關(guān)概念分析

土的含水率是土在105～110 ℃的溫度下烘干至恒量時所失去水的質(zhì)量與恒量后干土質(zhì)量的比值，用百分數(shù)表示。含水率反映的是土的物理狀態(tài)，其變化會使土的物理性質(zhì)、力學(xué)性能隨之發(fā)生變化，土可以因此形成多種形態(tài)——形態(tài)不同，壓縮性和穩(wěn)定性也不同。除此之外，土的孔隙比、干濕密度等都必須以含水率為依據(jù)進行測量，含水率同樣也是衡量許多工程質(zhì)量的重要指標。含水率試驗方法很多，其標準方法為烘干法。

2.2 含水率試驗方法分析

含水率試驗有以下三種方法：①酒精燃燒法。這種方法并適用于不含有機質(zhì)的砂類土、粉土和黏性土。②運用化學(xué)原理，利用過量碳化鈣與土中游離水混合生成乙炔氣體的碳化鈣減量法。以乙炔氣體減少的質(zhì)量，計算出土的含水率。這種試驗方法對于任何土都適用。③測定填料為細粒土和砂類土的含水率方法。這種方法通常用于現(xiàn)場原位。

含水率試驗所需要的儀器包括溫度為105～110 ℃的電熱烘箱和天平。

含水率的推算公式為：

d=g·100/[V·（100+W）]. （1）

式（1）中：d——土壤容重，g/cm3；

g——環(huán)刀內(nèi)濕土重，g；

V——環(huán)刀容積，cm3；

W——樣品含水量，%.

在含水率試驗中經(jīng)常因取土不標準或器材、運輸、存放問題等多種原因造成含水量不穩(wěn)定，這就要求試驗人員在各個環(huán)節(jié)嚴格按要求進行；同時，必須保證所取樣本具有代表性，成分均勻，在運輸和保存過程中要采取應(yīng)有的防范措施。此外，試驗中的土樣盒在多次使用后有可能受到損壞，因而試驗時如果不謹慎確認土樣的質(zhì)量，也會導(dǎo)致試驗的失誤，從而致使結(jié)果出現(xiàn)偏差。試驗中為了確保結(jié)果的準確性，應(yīng)該將同一個試驗進行兩次，并確保最后平均值的公正性。

3 土粒比重試驗

3.1 土粒比重相關(guān)概念

土粒比重是土的基本物理指標之一，它的變化幅度比一般無機物礦物顆粒、有機質(zhì)、泥炭的比重變化幅度小，因此具有相對穩(wěn)定性。基于密度因素，我們通常在試驗中取用同一地區(qū)、同一種類型的土壤作為試驗的樣本。土粒比重值通常在2.5～2.9之間，相對穩(wěn)定，不過，在測土本的比重時也常受礦質(zhì)和土體顆粒大小的影響。土壤中的有機質(zhì)與土體密度呈負相關(guān)——有機質(zhì)越多，土體密度反而越小。測試土粒比重常采用比重瓶法、浮稱法和虹吸筒法。

3.2 土粒比重試驗方法

不同的試驗方法對土的要求標準不同，分界線是由5 mm土顆粒組成的土，小于分界線的土體適合比重瓶法；恰好是由5 mm土顆粒組成的土則應(yīng)用浮稱法；大于分界線的應(yīng)該選擇虹吸筒法。計算公式為：

GS=WS/WS+W2-W1×GW. （2）

式（2）中：GS=土粒比重WS=干土重W2=比重瓶+水重W1=比重瓶+水重+干土GW=查表求溫度T ℃蒸餾水比重。

WS+W2-W1=排開土粒同體積的水重。

采用比重瓶法進行試驗時需要長頸比重瓶和短頸比重瓶各一只，一個準確度在±1 ℃間的恒溫水槽，以及調(diào)節(jié)溫度的砂浴、天平和溫度計。

試驗首先應(yīng)該將比重瓶烘干，這樣才不會影響試樣的質(zhì)量，避免實驗誤差；然后將比重瓶中的半瓶純水用砂浴煮沸，并用真空抽氣法對其抽氣；接著將再次倒入冷卻后純水的比重瓶置于恒溫水槽，測瓶內(nèi)溫度；最后依據(jù)試驗所得數(shù)據(jù)求比重值。

在試驗中采用浮稱法時，要確保粒徑大于20 mm的土質(zhì)量不能達到總質(zhì)量的10%. 在這個試驗中，需要用到鐵絲框、盛水容器和浮稱天平。

虹吸筒法對粒徑大于20 mm的土質(zhì)所占比重要求與浮稱法相反，即要大于或等于總質(zhì)量的10%.在這個試驗中，最主要的裝置就是虹吸筒，虹吸筒是由吸筒、吸管、橡皮管、管夾和量筒這五部分組成。

由于土粒比重試驗過程復(fù)雜，對于儀器的精密度要求也非常高，往往難以得到精確的結(jié)論。因此，對精密度要求較高的試驗，應(yīng)該采取多次試驗取平均值的方法，并對試驗中的儀器進行仔細檢查。在煮沸過程中，液體不能裝得太多，凝結(jié)后的土塊盡量分成小塊，同時確保排氣時水汽徹底排出。

除了含水率試驗、土粒比重試驗這兩種方法外，還有用于判斷土地工程性質(zhì)、土體穩(wěn)定性和地基壓縮沉降量的密度試驗方法。該方法也用于計算土壓力，包含環(huán)刀法、蠟封法、灌水法和灌砂法四種。包含篩析法、密度計法、移液管法的顆粒分析法。分為液、塑限聯(lián)合測定法，碟式儀液限試驗，滾搓法塑限試驗，收縮皿法塑限試驗幾種方法的界限含水率試驗。我們在試驗時應(yīng)該根據(jù)不同的基地、土樣，有針對性地選擇更好的試驗方法，以使試驗結(jié)果更加準確。

摘 要：為了確保地基基礎(chǔ)施工的質(zhì)量和安全，必須對土的物理性質(zhì)和力學(xué)性能作出判斷，土工試驗的主要目的就是為了得出這兩者的對應(yīng)指標，以便于工程的順利進行。土工試驗包括三十多種試驗方法，其中有試樣制備和飽和、含水率試驗、密度試驗、比重瓶法、浮稱法等。分別從試驗概念和試驗方法兩方面對含水率試驗、土粒比重試驗這兩種方法進行具體說明。

關(guān)鍵詞：土工試驗；含水率；土粒比重；試樣制備

中圖分類號：TU411 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）18-0052-02

1 土工試驗的概述

土工即土料工程性能，土工試驗就是針對土料工程性能而進行的試驗。在建筑工程中，為了使工程質(zhì)量能夠得到保障，就需要對土質(zhì)含水率、土粒比重等一系列參數(shù)進行物理和化學(xué)方面的檢測。土工試驗分原位測試（現(xiàn)場勘察測試）和室內(nèi)試驗兩類。當?shù)鼗寥啦灰撞扇≡嚇踊虿灰俗鍪覂?nèi)試驗時，則進行原位測試。原位測試有直接測試和間接測試之分。直接測試方法有十字板剪切試驗、荷載試驗、旁壓試驗、動彈性模量試驗以及抽水、壓水、注水試驗等；間接測試方法有靜、動力觸探試驗，標準貫入試驗，同位素測定密度和含水量試驗等。室內(nèi)試驗分常規(guī)試驗和專門試驗。常規(guī)試驗包括物理性指標試驗（比如顆粒分析試驗、液限和塑限試驗，含水量、容重、比重試驗等）和力學(xué)性指標試驗（比如壓縮試驗、抗剪強度試驗等）；專門試驗有滲透、固結(jié)系數(shù)、前期固結(jié)壓力、靈敏度、燒灼失重等指標的試驗。一般工程不要求做關(guān)于土的化學(xué)和礦物分析。

2 含水率試驗

2.1 含水率的相關(guān)概念分析

土的含水率是土在105～110 ℃的溫度下烘干至恒量時所失去水的質(zhì)量與恒量后干土質(zhì)量的比值，用百分數(shù)表示。含水率反映的是土的物理狀態(tài)，其變化會使土的物理性質(zhì)、力學(xué)性能隨之發(fā)生變化，土可以因此形成多種形態(tài)——形態(tài)不同，壓縮性和穩(wěn)定性也不同。除此之外，土的孔隙比、干濕密度等都必須以含水率為依據(jù)進行測量，含水率同樣也是衡量許多工程質(zhì)量的重要指標。含水率試驗方法很多，其標準方法為烘干法。

2.2 含水率試驗方法分析

含水率試驗有以下三種方法：①酒精燃燒法。這種方法并適用于不含有機質(zhì)的砂類土、粉土和黏性土。②運用化學(xué)原理，利用過量碳化鈣與土中游離水混合生成乙炔氣體的碳化鈣減量法。以乙炔氣體減少的質(zhì)量，計算出土的含水率。這種試驗方法對于任何土都適用。③測定填料為細粒土和砂類土的含水率方法。這種方法通常用于現(xiàn)場原位。

含水率試驗所需要的儀器包括溫度為105～110 ℃的電熱烘箱和天平。

含水率的推算公式為：

d=g·100/[V·（100+W）]. （1）

式（1）中：d——土壤容重，g/cm3；

g——環(huán)刀內(nèi)濕土重，g；

V——環(huán)刀容積，cm3；

W——樣品含水量，%.

在含水率試驗中經(jīng)常因取土不標準或器材、運輸、存放問題等多種原因造成含水量不穩(wěn)定，這就要求試驗人員在各個環(huán)節(jié)嚴格按要求進行；同時，必須保證所取樣本具有代表性，成分均勻，在運輸和保存過程中要采取應(yīng)有的防范措施。此外，試驗中的土樣盒在多次使用后有可能受到損壞，因而試驗時如果不謹慎確認土樣的質(zhì)量，也會導(dǎo)致試驗的失誤，從而致使結(jié)果出現(xiàn)偏差。試驗中為了確保結(jié)果的準確性，應(yīng)該將同一個試驗進行兩次，并確保最后平均值的公正性。

3 土粒比重試驗

3.1 土粒比重相關(guān)概念

土粒比重是土的基本物理指標之一，它的變化幅度比一般無機物礦物顆粒、有機質(zhì)、泥炭的比重變化幅度小，因此具有相對穩(wěn)定性?；诿芏纫蛩?，我們通常在試驗中取用同一地區(qū)、同一種類型的土壤作為試驗的樣本。土粒比重值通常在2.5～2.9之間，相對穩(wěn)定，不過，在測土本的比重時也常受礦質(zhì)和土體顆粒大小的影響。土壤中的有機質(zhì)與土體密度呈負相關(guān)——有機質(zhì)越多，土體密度反而越小。測試土粒比重常采用比重瓶法、浮稱法和虹吸筒法。

3.2 土粒比重試驗方法

不同的試驗方法對土的要求標準不同，分界線是由5 mm土顆粒組成的土，小于分界線的土體適合比重瓶法；恰好是由5 mm土顆粒組成的土則應(yīng)用浮稱法；大于分界線的應(yīng)該選擇虹吸筒法。計算公式為：

GS=WS/WS+W2-W1×GW. （2）

式（2）中：GS=土粒比重WS=干土重W2=比重瓶+水重W1=比重瓶+水重+干土GW=查表求溫度T ℃蒸餾水比重。

WS+W2-W1=排開土粒同體積的水重。

采用比重瓶法進行試驗時需要長頸比重瓶和短頸比重瓶各一只，一個準確度在±1 ℃間的恒溫水槽，以及調(diào)節(jié)溫度的砂浴、天平和溫度計。

試驗首先應(yīng)該將比重瓶烘干，這樣才不會影響試樣的質(zhì)量，避免實驗誤差；然后將比重瓶中的半瓶純水用砂浴煮沸，并用真空抽氣法對其抽氣；接著將再次倒入冷卻后純水的比重瓶置于恒溫水槽，測瓶內(nèi)溫度；最后依據(jù)試驗所得數(shù)據(jù)求比重值。

在試驗中采用浮稱法時，要確保粒徑大于20 mm的土質(zhì)量不能達到總質(zhì)量的10%. 在這個試驗中，需要用到鐵絲框、盛水容器和浮稱天平。

虹吸筒法對粒徑大于20 mm的土質(zhì)所占比重要求與浮稱法相反，即要大于或等于總質(zhì)量的10%.在這個試驗中，最主要的裝置就是虹吸筒，虹吸筒是由吸筒、吸管、橡皮管、管夾和量筒這五部分組成。

由于土粒比重試驗過程復(fù)雜，對于儀器的精密度要求也非常高，往往難以得到精確的結(jié)論。因此，對精密度要求較高的試驗，應(yīng)該采取多次試驗取平均值的方法，并對試驗中的儀器進行仔細檢查。在煮沸過程中，液體不能裝得太多，凝結(jié)后的土塊盡量分成小塊，同時確保排氣時水汽徹底排出。

除了含水率試驗、土粒比重試驗這兩種方法外，還有用于判斷土地工程性質(zhì)、土體穩(wěn)定性和地基壓縮沉降量的密度試驗方法。該方法也用于計算土壓力，包含環(huán)刀法、蠟封法、灌水法和灌砂法四種。包含篩析法、密度計法、移液管法的顆粒分析法。分為液、塑限聯(lián)合測定法，碟式儀液限試驗，滾搓法塑限試驗，收縮皿法塑限試驗幾種方法的界限含水率試驗。我們在試驗時應(yīng)該根據(jù)不同的基地、土樣，有針對性地選擇更好的試驗方法，以使試驗結(jié)果更加準確。

摘 要：為了確保地基基礎(chǔ)施工的質(zhì)量和安全，必須對土的物理性質(zhì)和力學(xué)性能作出判斷，土工試驗的主要目的就是為了得出這兩者的對應(yīng)指標，以便于工程的順利進行。土工試驗包括三十多種試驗方法，其中有試樣制備和飽和、含水率試驗、密度試驗、比重瓶法、浮稱法等。分別從試驗概念和試驗方法兩方面對含水率試驗、土粒比重試驗這兩種方法進行具體說明。

關(guān)鍵詞：土工試驗；含水率；土粒比重；試樣制備

中圖分類號：TU411 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）18-0052-02

1 土工試驗的概述

土工即土料工程性能，土工試驗就是針對土料工程性能而進行的試驗。在建筑工程中，為了使工程質(zhì)量能夠得到保障，就需要對土質(zhì)含水率、土粒比重等一系列參數(shù)進行物理和化學(xué)方面的檢測。土工試驗分原位測試（現(xiàn)場勘察測試）和室內(nèi)試驗兩類。當?shù)鼗寥啦灰撞扇≡嚇踊虿灰俗鍪覂?nèi)試驗時，則進行原位測試。原位測試有直接測試和間接測試之分。直接測試方法有十字板剪切試驗、荷載試驗、旁壓試驗、動彈性模量試驗以及抽水、壓水、注水試驗等；間接測試方法有靜、動力觸探試驗，標準貫入試驗，同位素測定密度和含水量試驗等。室內(nèi)試驗分常規(guī)試驗和專門試驗。常規(guī)試驗包括物理性指標試驗（比如顆粒分析試驗、液限和塑限試驗，含水量、容重、比重試驗等）和力學(xué)性指標試驗（比如壓縮試驗、抗剪強度試驗等）；專門試驗有滲透、固結(jié)系數(shù)、前期固結(jié)壓力、靈敏度、燒灼失重等指標的試驗。一般工程不要求做關(guān)于土的化學(xué)和礦物分析。

2 含水率試驗

2.1 含水率的相關(guān)概念分析

土的含水率是土在105～110 ℃的溫度下烘干至恒量時所失去水的質(zhì)量與恒量后干土質(zhì)量的比值，用百分數(shù)表示。含水率反映的是土的物理狀態(tài)，其變化會使土的物理性質(zhì)、力學(xué)性能隨之發(fā)生變化，土可以因此形成多種形態(tài)——形態(tài)不同，壓縮性和穩(wěn)定性也不同。除此之外，土的孔隙比、干濕密度等都必須以含水率為依據(jù)進行測量，含水率同樣也是衡量許多工程質(zhì)量的重要指標。含水率試驗方法很多，其標準方法為烘干法。

2.2 含水率試驗方法分析

含水率試驗有以下三種方法：①酒精燃燒法。這種方法并適用于不含有機質(zhì)的砂類土、粉土和黏性土。②運用化學(xué)原理，利用過量碳化鈣與土中游離水混合生成乙炔氣體的碳化鈣減量法。以乙炔氣體減少的質(zhì)量，計算出土的含水率。這種試驗方法對于任何土都適用。③測定填料為細粒土和砂類土的含水率方法。這種方法通常用于現(xiàn)場原位。

含水率試驗所需要的儀器包括溫度為105～110 ℃的電熱烘箱和天平。

含水率的推算公式為：

d=g·100/[V·（100+W）]. （1）

式（1）中：d——土壤容重，g/cm3；

g——環(huán)刀內(nèi)濕土重，g；

V——環(huán)刀容積，cm3；

W——樣品含水量，%.

在含水率試驗中經(jīng)常因取土不標準或器材、運輸、存放問題等多種原因造成含水量不穩(wěn)定，這就要求試驗人員在各個環(huán)節(jié)嚴格按要求進行；同時，必須保證所取樣本具有代表性，成分均勻，在運輸和保存過程中要采取應(yīng)有的防范措施。此外，試驗中的土樣盒在多次使用后有可能受到損壞，因而試驗時如果不謹慎確認土樣的質(zhì)量，也會導(dǎo)致試驗的失誤，從而致使結(jié)果出現(xiàn)偏差。試驗中為了確保結(jié)果的準確性，應(yīng)該將同一個試驗進行兩次，并確保最后平均值的公正性。

3 土粒比重試驗

3.1 土粒比重相關(guān)概念

土粒比重是土的基本物理指標之一，它的變化幅度比一般無機物礦物顆粒、有機質(zhì)、泥炭的比重變化幅度小，因此具有相對穩(wěn)定性。基于密度因素，我們通常在試驗中取用同一地區(qū)、同一種類型的土壤作為試驗的樣本。土粒比重值通常在2.5～2.9之間，相對穩(wěn)定，不過，在測土本的比重時也常受礦質(zhì)和土體顆粒大小的影響。土壤中的有機質(zhì)與土體密度呈負相關(guān)——有機質(zhì)越多，土體密度反而越小。測試土粒比重常采用比重瓶法、浮稱法和虹吸筒法。

3.2 土粒比重試驗方法

不同的試驗方法對土的要求標準不同，分界線是由5 mm土顆粒組成的土，小于分界線的土體適合比重瓶法；恰好是由5 mm土顆粒組成的土則應(yīng)用浮稱法；大于分界線的應(yīng)該選擇虹吸筒法。計算公式為：

GS=WS/WS+W2-W1×GW. （2）

式（2）中：GS=土粒比重WS=干土重W2=比重瓶+水重W1=比重瓶+水重+干土GW=查表求溫度T ℃蒸餾水比重。

WS+W2-W1=排開土粒同體積的水重。

采用比重瓶法進行試驗時需要長頸比重瓶和短頸比重瓶各一只，一個準確度在±1 ℃間的恒溫水槽，以及調(diào)節(jié)溫度的砂浴、天平和溫度計。

試驗首先應(yīng)該將比重瓶烘干，這樣才不會影響試樣的質(zhì)量，避免實驗誤差；然后將比重瓶中的半瓶純水用砂浴煮沸，并用真空抽氣法對其抽氣；接著將再次倒入冷卻后純水的比重瓶置于恒溫水槽，測瓶內(nèi)溫度；最后依據(jù)試驗所得數(shù)據(jù)求比重值。

在試驗中采用浮稱法時，要確保粒徑大于20 mm的土質(zhì)量不能達到總質(zhì)量的10%. 在這個試驗中，需要用到鐵絲框、盛水容器和浮稱天平。

虹吸筒法對粒徑大于20 mm的土質(zhì)所占比重要求與浮稱法相反，即要大于或等于總質(zhì)量的10%.在這個試驗中，最主要的裝置就是虹吸筒，虹吸筒是由吸筒、吸管、橡皮管、管夾和量筒這五部分組成。

由于土粒比重試驗過程復(fù)雜，對于儀器的精密度要求也非常高，往往難以得到精確的結(jié)論。因此，對精密度要求較高的試驗，應(yīng)該采取多次試驗取平均值的方法，并對試驗中的儀器進行仔細檢查。在煮沸過程中，液體不能裝得太多，凝結(jié)后的土塊盡量分成小塊，同時確保排氣時水汽徹底排出。

除了含水率試驗、土粒比重試驗這兩種方法外，還有用于判斷土地工程性質(zhì)、土體穩(wěn)定性和地基壓縮沉降量的密度試驗方法。該方法也用于計算土壓力，包含環(huán)刀法、蠟封法、灌水法和灌砂法四種。包含篩析法、密度計法、移液管法的顆粒分析法。分為液、塑限聯(lián)合測定法，碟式儀液限試驗，滾搓法塑限試驗，收縮皿法塑限試驗幾種方法的界限含水率試驗。我們在試驗時應(yīng)該根據(jù)不同的基地、土樣，有針對性地選擇更好的試驗方法，以使試驗結(jié)果更加準確。