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1、大连大学材料破坏力学中心,专业：土木工程主讲：樊 成,岩土工程测试技术,试验三、比重试验,一、概述1.目的：测定土粒在 105 110 下烘至恒重的质量与体积 4 时纯水的质量的比值。土粒比重是计算土的换算指标的一个必不可少的物理量。2基本原理：土的比重是土中各矿物的比重之平均值即组成土的矿物颗粒密度的平均值，其值大小常与组成土矿物的种类及其含量有关。,3一般规定：a小于 5mm 的各类土采用比重瓶法、b粒径等于、大于 5mm 的各类土，且其中粒径大于 20mm 的土质量应小于总土质量的 10 的用浮称法 c粒径等于、大于 5mm 的各类土，且其中粒径大于 20mm 的土质量等于、大于总土质量
2、的 10。虹吸管法测定比重。取其加权平均值作为土粒比重。4.一般土粒的比重用纯水测定，对含有可溶盐、亲水性胶体或有机质的土，需用中性液体（煤油）测定。,土颗粒平均比重计算公式,1、比重瓶法-适用于粒径小于 5mm 的各类土,二、实验仪器设备1 比重瓶：容积 l00mL 或 50mL，分长颈和短颈两种2 恒温水槽：准确度应为士 1 3 砂浴：应能调节温度4 天平；称量 200g，最小分度值 0.001g。5 温度计；刻度为 0 50，最小分度值为 0.5。,1861 比重瓶 Gay-Lussac甘氏：该产品适用于实验室测定各类液体的比重;1862 固体比重瓶(原李氏)：适应测定砂，石及其它细粒的
3、非沥青质公路材料的比重;1863 比重瓶(Hubbaru广口)：该产品适用于实验室测定粘度较大液体及固体产品的密度,1864 比重瓶(Reischauer吕氏)：该产品适用于实验室测定各类液体的比重，符合ISO350776E 比重瓶型式4标准。也符合GB2540-81石油产品密度测定法中规定的要求。1867 比重管(lipkin 李勃氏)：该产品适用于实验室采用悬挂式测定液体的比重，符合ISO3507-76E比重管型式1国际标准要求。1869 比重管(Sprengel斯氏)：本产品适用于实验室(采用悬挂式)测定易挥发性液体的比重。符合ISO3507-76E型式2比重管国际标准要求。,恒温水槽,
4、电砂浴,天平，称量200g，感量0.001g,三、比重瓶的校准，应按下列步骤进行：1、将比重瓶洗净，烘干，置于干燥器内，冷却后称量，准确至 0.001g。2、将煮沸经冷却的纯水注入比重瓶。对长颈比重瓶注水至刻度处，对短颈比重瓶应注满纯水，塞紧瓶塞，多余水自瓶塞毛细管中溢出，将比重瓶放入恒温水槽直至瓶内水温稳定。取出比重瓶，擦干外壁，称瓶、水总质量，准确至 0.001g。测定恒温水槽内水温，准确至 0.5。,3、调节数个恒温水槽内的温度，温度差宜为 5，测定不同温度下的瓶、水总质量。每个温度时均应进行两次平行测定，两次测定的差值不得大于 0.002g，取两次测值的平均值。4、绘制温度与瓶、水总质
5、量的关系曲线。,1 将土样从土样筒或包装袋中取出，对土样的颜色、气味、夹杂物和土类及均匀程度进行描述，并将土样切成碎块，拌和均匀，取代表性土样测定含水率。2 对均质和含有机质的土样，宜采用天然含水率状态下代表性土样，供颗粒分析、界限含水率试验。对非均质土应根据试验项目取足够数量的土样，置于通风处凉干至可碾散为止。对砂土和进行比重试验的土样宜在105110C温度下烘干，对有机质含量超过5%的土、含石膏和硫酸盐的土，应在6570C温度下烘干。,3 将风干或烘干的土样放在橡皮板上用木碾碾散，对不含砂和砾的土样，可用碎土器碾散（碎土器不得将土粒破碎）。4 对分散后的粗粒土和细粒土，应按本标准表B.0.
6、1的要求过筛。对含细粒土的砾质土，应先用水浸泡并充分搅拌，使粗细颗粒分离后按不同试验项目的要求进行过筛。,比重瓶法实验步骤,1 将比重瓶烘干。称烘干试样15g（当用50mL的比重瓶时，称烘干试样10g）装入比重瓶，称试样和瓶的总质量m1，准确至0.001g。2向比重瓶内注入半瓶纯水，摇动比重瓶，并放在砂浴上煮沸，煮沸时间自悬液沸腾起砂土不应少于30min，粘土、粉土不得少于1h。沸腾后应调节砂浴温度，比重瓶内悬液不得溢出。对砂土宜用真空抽气法；对含有可溶盐、有机质和亲水性胶体的土必须用中性液体（煤油）代替纯水，采用真空抽气法排气，真空表读数宜接近当地一个大气负压值，抽气时间不得少于1h。,注：
7、用中性液体，不能用煮沸法。,3 将煮沸经冷却的纯水（或抽气后的中性液体）注入装有试样悬液的比重瓶。当用长颈比重瓶时注纯水至刻度处；当用短颈比重瓶时应将纯水注满，塞紧瓶塞，多余的水分自瓶塞毛细管中溢出。将比重瓶置于恒温水槽内至温度稳定，且瓶内上部悬液澄清。取出比重瓶，擦干瓶外壁，称比重瓶、水、试样总质量m2，准确至0.001g；并应测定瓶内的水温，准确至0.5C。4 从温度与瓶、水总质量的关系曲线中查得各试验温度下的瓶、水总质量m3。,比重瓶法土粒比重计算公式：,比重瓶法试验记录,本试验须平行测定两次，平行差小于0.02时，取其算术平均值,浮称法-适用于粒径等于、大于5mm的各类土，且其中粒径大
8、于20mm的土质量应小于总土质量的10%,本试验所用的主要仪器设备，应符合下列规定：1 铁丝筐：孔径小于5mm，边长为1015cm，高为1020cm。2 盛水容器：尺寸应大于铁丝筐。3 浮秤天平：称量2000g，最小分度值0.5g,1、平衡法码盘；2、盛水容器；3、盛土铁丝框,浮称法实验步骤,1 且取代表性试样5001000g，将试样表面清洗洁净，浸入水中一昼夜后取出，放入铁丝筐，并缓慢地将铁丝筐浸没于水中，在水中摇动至试样中无气泡逸出。2 称铁丝筐和试样在水中的质量，取出试样烘干，并称烘干试样质量。3 称铁丝筐在水中的质量，并测定盛水容器内水温，准确至0.5C。,浮称法土粒比重计算 计算公式
9、,本试验须平行测定两次，平行差小于0.02时，取其算术平均值,浮称法试验记录,本试验所用的主要仪器设备，应符合下列规定：1 虹吸筒装置：由虹吸筒和虹吸管组成。2 天平：称量10kg，感量5g。3 量简：容积2000ml。4 附属设备：烘箱、温度计、孔径5mm和20mm分析筛等。,虹吸筒法-适用于粒径等于、大于5mm的各类土，且其中粒径大于20mm的土质量等于、大于总土质量的10%,1、虹吸筒；2、虹吸管；3、橡皮管；4、管夹；5、量筒,机械天平,虹吸筒法实验步骤,1 取代表性试样7001000g，试样应清洗洁净。浸入水中一昼夜后取出晾干，对大颗粒试样宜用干布擦干表面，并称晾干试样质量m1，称量
10、筒质量m0。2 将清水注入虹吸筒至虹吸管口有水溢出时关管夹，试样缓缓放入虹吸筒中，边放边搅拌，至试样中无气泡逸出为止，搅动时水不得溅出筒外。,3 当虹吸筒内水面平稳时开管夹，让试样排开的水通过虹吸管流入量筒，称量筒与水总质量m2，准确至0.5g。并测定量筒内水温，准确到0.5。4 取出试样烘至恒量、称烘干试样质量ms，准确至0.1g。称量筒质量，准确至0.5g。,虹吸筒法土粒比重计算公式：,虹吸筒法试验记录,本试验须平行测定两次，平行差小于0.02时，取其算术平均值,注意事项！,一、注意三种比重试验方法的不同适用范围 当土体存在大于20mm到小于5mm粒径均匀分布时，将土过5mm筛，分成大于5mm和小于5mm的两个粒组，采用其中两种方法联合测定，然后按下式计算土粒比重：,二、Gwt是试验中土粒排开的液体在试验温度下的比重,三、注意有效数字四、土粒比重测试误差,
