土颗粒分析试验的研究(3)

、分度值 0.01 g；台秤：称量 5 kg、分度值 1 g；振筛机；烘箱、磁钵、橡皮头研棒、毛刷、尺子等。2.1.4 操作步骤 制备试样：将土样摊成薄层，并在空气当中放置1～2 d，让土中的水分充分蒸发。如果土的内部水分较少，则可以直接进行下一个环节。如果土样当中存在结块，可以将土样导入到磁钵当中，并采用橡皮头研棒研磨，让结块成为单独颗粒即可。在此过程中需要注意：研磨的力度要控制好，不可将颗粒磨碎，否则会影响试验精度。在选择土样过程中，需要取代表性试样，数量为最大的颗粒粒径不超过2mm，并取出100～300 g；最大粒径在2～10mm，取样300～1 000 g；最大粒径在10～20mm，取试样1 000～2 000 g；最大粒径在20～40mm，取试样2 000～4 000 g；最大粒径在40mm以上，取试样在4 000 g以上。取代表性试样主要采用四分法，要将土样搅拌均匀，并堆成圆锥形，将土样划分为4个等份，选走其中的2份，将留下的2份土样搅拌均匀，不断重复上述的步骤，直到所剩下的土样与所需量相同为止。过筛与称量：将风干、松散的土样以四分法按规定取出的代表性试样分别进行粗、细筛分，检查试验筛叠放顺序是否正确，细筛宜放在振筛机上震摇，时间为10～15min。筛分结束后从最大孔径筛开始，按顺序取下各筛，在白纸上用手轻扣筛盘，慢慢的摇晃，直到筛子净了为止。将漏在白纸上的土粒倒入下层筛盘当中，依此类推，直到最小粒径的筛盘筛净为止。称量在白纸上的土粒质量，精准度要控制在0.1 g以下。具体分布如图2所示。图2 颗粒大小分布曲线2.1.5 试验效果 通过不同粒径试样占据总质量的百分比、粒径试样质量；取样总质量等，要求筛盘中的土粒质量与筛选前所称试样质量之差要控制在1%以内，否则要重新开展试验。如果差值小于1%，也要分析产生误差的原因，并分配给部分粒组，最终各粒组百分含量相加等于100%，将实验数据填写到记录表当中。如果试验的0.075mm粒径含量大于50%，则表明试样土不是砂土，而是细粒土，可以将这部分用密度计法进行深度分析（见2.2）。在白纸上绘制颗粒大小分布曲线图，算出不均匀系数和曲率系数，得出试样土的均一性，标注该试样土的名称，并填写试验报告。2.1.6 注意事项 采用筛析法过程中，特别是将试样从一个器皿导入第二器皿时，需要避免产生微小颗粒飞扬，影响最终的测试标准性；过筛过程中，要重点检查筛孔处是否留有颗粒，如果存在颗粒，采用刷子将颗粒轻轻刷下，并放入筛盘当中，一起进行称量。2.2 密度计法2.2.1 试验目的 密度计法主要是用于测定≤0.075 mm土中某粒径颗粒占据总质量的百分数，从而掌握土体的组成情况，供土的分类及概略判断土的工程性质及选料之用。2.2.2 基本原理 密度计法是结合斯托克斯定律进行检测的，土颗粒在液体中出现下沉时，由于较大的颗粒质量高，所以下沉较快；反之，小颗粒的下沉相对较慢。通常情况下，对于粒径在0.002～0.2mm的颗粒，如果体液中产生自重下沉情况时，作等速运动，这也符合斯托克斯定律。密度计法是静水沉降分析法的一个分支，通常只适用于粒径小于0.075mm的土样。在实施过程中，需要将一定量的土样放入到量筒当中，之后加入蒸馏水，通过均匀搅拌，让土样的大小颗粒在水中均匀分布，并制作成一定量均匀浓度的土悬液，通常为1 000mL。将悬液静止搁置，这时土粒会自然沉降，在此过程中，采用密度计测量悬液中不同时间的悬液密度，结合密度计读数和土粒下沉时间，即可计算出粒径小于某一粒径的颗粒占据样土的百分数。2.2.3 仪器设备 密度计常见的有甲、乙两种，两种密度计的制造原理基本相同，读数含义有着一定差别，甲密度计是测量悬液中的干土质量，刻度为-5-50，分度值为0.5；乙密度计是测量悬液比重，刻度为0.995-1.020，分度值为0.0002。除了密度计之外，还需要准备量筒（1000mL；刻度为0～1000mL）、漏洞式洗筛（孔径为 0.075mm）、细筛（2mm、1mm、0.5mm、0.25mm、0.1mm）、搅拌器、煮沸设备、分散剂、温度计等。2.2.4 操作步骤 由于密度计在制造过程中不一定规范，造成浮泡体积、刻度不准确，并且密度计刻度是以20℃的纯水作为标准。受实验室多种负面因素影响，密度计对应的刻度、弯液面、温度、分散剂等需要给予校正。目前国内已有单位生产准确度符合国际标准的密度计，甲种密度计最小分度值为0.5，乙种密度计为0.000 2，无需进行刻度、沉降距离和弯液面校准。将一定量的风干土样倒入锥形瓶，并注蒸馏水至200mL浸泡过夜，煮沸1 h，冷却后将悬液倒入瓷杯中，静置后将上部悬液倒入量筒，经研散、加水、搅拌、静置等过程，反复操作，直至瓷杯中悬液澄清为止。当土中大于0.075mm的颗粒估计超过试样总质量

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