土的液塑限试验单点法探索VIP专享VIP免费

一撇第3期5月幕赫6d赢赢赢老Vol.14,May扩No3192土的液塑限试验单点法探索梁允尚(浙江省水甲】水电勘察设计院,杭州)一前言、IJ切卜.门土的液、塑限试验是提供粘性土工程分类和评价工程性质的重要依据,为必不可少的项氏液琅试验国丙外角碟式仅和囱镶仅两杯,塑限试验角援滚法。但用碟式仪和搓滚法的人为影响太大,所得成果的再现性及可比性较差,且很费工时。我国从50年代起多数采用质量为769的圆锥仪,以贯人深度10mm作液限标准。在经过20多年的经验积累及对比试验,又与碟式仪和搓滚法进行相关分析后建立了联合测定法。并确定了等效于碟式仪和搓滚法的贯人深度:液限为17mm,塑限为Zmm。该法有效地提高了测试精度,但需制备估计圆锥贯人深度为4~6,9~n,16~18mm三种稠度状态的土膏,而静置一昼夜后一一测试,亦较费时。又因土膏不易做到相对均匀,及操作上的误差,所得结果在双对数坐标纸上三点往往不成一条直线,误差超过允许范围(乙断>2%)而返工的情况不少,也较大地影响了试验速度。本文试用土的微观结构与液、塑限关系特性的观点,提出一种新的确定方法—单点法,经大量资料分析比较,证明是可行的。二、土的微观结构与液、塑性的关系土的液、塑性是粘粒、胶体颗粒与水互相作用的特性。水在粘土矿物颗粒周围处于不同状态,起着各不相同的重要作用。在进人矿物晶格及由静电吸附在土粒表面的水,处于固体状态。水逐步增加,土粒外层水膜增厚,形成粒间的公共薄膜水层,土体软化,具有塑性,即呈稠塑状态。水继续增加,进人薄膜水层中,使薄膜增厚,可以自由移动而成重力水,便·呈流塑状态。土的稠塑和流塑状态就是液、塑性的上、下限。由此可知,土的塑性与粘粒含量及细度有关,因土粒愈细,比表面积愈大(单位体积比表面s二6/d,d为土粒直径),覆盖土粒表面的水愈多,土的塑性愈高,反之则愈低。对饱和土,可视作二相。假设粘土颗粒呈扁平状平行排列,其间距为Zd,面积为A,厚度为t,比重为乙,则孔隙比2de=了·AZd.tt(l)近似的单位比表面2AA·t·乙·为2t乙为(2)到稿日期:1990一05一04.第3期梁允尚.土的液塑限试验单点法探索用粤一。。斌人式(l)得‘、.声、.夕口口d月任了.、了、式中e=s乙d为为二1glem3;e二8,乙.d以A表示(IA二10一em),s以m,/g表示,化成egs制为dX1002X10一‘二s·乙·dX10一4饱和土的e=乙XO.olw(%)(因G=由式(5)代人式(4)得乙XO.olwe(5)、,尸‘、.了月了只†了.飞叮矛.、乙xo.olw=s(mZlg)·乙·dx10一‘,w=0.015(emZ/g)·d从式(6)可见,土的含水量比表面及粒间距成正比。当土达液限时,水量为w:=0.015·d:由(6)八7)式得w0.015·dd丽二正石I云二d王二不(6)其粒间距为d:,含釜称为含水比。式(8)表明,某一含水量与液限含水量之比,为相应的土粒间距之比。但当土内含有电解质溶液时,金属阳离子会吸附在土粒表面,使粒间距发生变化,从而提高或降低了土的液、塑限。因此式(8)既反映了.上的机械组成特性,也反映了土的化学变化特性。三、用“单点法”确定土的液限含水量拈性土的状态随土中含水量的变化而变化,各种粘性土都有一个处于塑性状态的含水量范围。由土力学原理可知,土在液限含水量时,呈粘滞塑性体,其抗剪强度不因土的外界法向应力大小及土质类型不同而变化。这就是制作液限侧定仪的原理。虽然各国的标准都不相同,但可用等效的办法来统一。国外较多的研究者认为:对各类土,碟式滚限时的抗剪强度约为1.7kPa,该值可作为其它试验方法的等效标准。我国用质量为7肠克锥角30。的圈锥仪,人土深度10~作液限标准,其计算强度值为8.4kPa,这比多数国家要大。为了便于与国际上交流学术资料,水电部在1984年修订部颁土工试验规程时,用不改变圈锥质量及尺寸的前提下,将人土深度定为17~,其抗剪强度值约为1.6kPa,达到了等效t]o试验表明,含水量接近液限时,土的内摩擦角接近零,其抗剪强度主要是凝聚力c值。含水量增大,土粒间距变大,抗剪强度变小,圆锥人土深度h加深。反之含水量减少,抗剪强度增加,圆锥人土深度h变浅。经反复试验分析证明,土在液限状态时的含水量与圈锥人土深度的自然对数成正比:切‘+-玩五百二l云入舀)o因此,可用单点法求得液限含水量,其式为:Inl7(或10)=城Inh‘’岩土工程学报1992年W,卜w乙=1而丽XZ·83(或2·30)(9)这...