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材料试验检测计算题1
材料试验计算题 1、某沥青混合料的视密度为 2.35g/cm3，理论密度为 2.48g/cm3，油石比 为 5.0%，沥青的相对密度为 1.00。 求该沥青混合料的空隙率、矿料间 隙率及沥青混合料的饱和度。 解： ：VV=（1-2.35／2.48）=5.24％； b．沥青体积百分率 VA：VA=100 ×5.0×2.35／（100+5.0）×1×1=11.19％ c．矿料间隙率 VMA：VMA=VV+VA=5.25％+11.19％=16.43％； d．饱和度 VFA ：VFA=VA／VMA=11.19／16.43％。 2、 混凝土计算配合比为 1： 2.13： 4.31， 水灰比为 0.58， 在试拌调整时， 增加了 10%的水泥浆用量。试求：?该混凝土的基准配合比（不能用假 定密度法） ；?若已知以实验室配合比配制的混凝土，每 m3 需用水泥 320kg，求 1m3 混凝土中其它材料的用量；?如施工工地砂、石含水率 分别为 5%、1%，试求现场拌制 400L 混凝土各种材料的实际用量（计 算结果精确至 1kg） 。 解：①计算基准配合比基准配合比应为：1.1：2.13：4.31=1：1.94：3.92 W／C=0.58； ②水泥=320kg （已知） 水=320×0.58=186kg 砂子=320 ×1.94=621kg 石子=320×3.92=1254kg ③水泥=320kg 砂子=621(1+5%)=652kg 石子=1254 （1+1%） = 1267kg 水=186（621×5%+1254×1%） =142k； 400L 混凝土材料用量 ： 水=142 ×0.4=57kg 水泥=128kg 砂子=652×0.4=261kg 石子=1267× 0.4=507kg 3、 若试验室配合比单位用水量为 200kg， 水灰比为 0.6， 粗骨料为碎石， 水泥实测强度为 42.5MPa， 试验室强度恰好达到试配强度值 （28.2MPa） ， 若每方混凝土多加 10kg 水，混凝土强度降低率为多少？（注=0.4 =0.52） 。 解；①由已知条件：每方混凝土单位水泥用量为 200／0.6=333Kg，若 每方混凝土多加 10kg 水， 则单位用水量为 210kg。②由 fcu,0 =Afce(C／ W-B)计算多加水后混凝土的强度值，fcu0=0.48×42.5(333／ 210-0.52)=21.74MPa ③强度下降率=28.2-21.74／28.2=22.9％。 4、在沥青路面施工中，通过降低压实温度和减少压实遍数来提高平整 度的作法是否可取，为什么？ 解：不可取。因这样做的结果使路面未达到应有的压实度、应有的结构 和强度，通车后会引发一系列质量问题。①由于压实不足，通车后行车 荷载作用会使路面压实度迅速增加， 但因受车辆渠化运行限制及行车的 非匀速性，压实度的增加是不均匀的，会产生车辙、推挤等病害。若下 层平整度 水泥砼 砼甲 砼乙 本身也差， # 整个平整 水泥品种、水泥标号 硅酸盐水泥 625 275 度会很快 350 水泥用量（kg） 变差。由于 195 170 用水量（kg） ②压实不 560 560 砂用量（kg） 足，沥青路 1340 碎石（dmax=40mm） 1340 面的空隙 用量（kg） 率增大，除 沥青易老化外，还增大了路面的透水性，假如下层为沥青碎 石和开级 配沥青混凝土，会因雨水渗透，殃及基层。 ③由于压实不足，混合料未达到预期的嵌挤结构和强度，在车辆荷载作 用下，路面将过早出现松散、剥落、坑槽等病 害，尤其通车后气温较低时，更易产生病害。 5、若计算配合比每方混凝土材料用量为水=195kg，水泥=390kg 、砂 =588kg、石子=1176kg/m3，经试拌坍落度大于设计要求。①按每方混凝 土减少 5kg 水，计算调整后每方混凝土材料用量；②若实测密度为 2425kg/m3，计算密度调整后每方混凝土材料用量；③若现场每盘混凝 土用两袋水泥，请计算每盘混凝土材料用量。④若现场砂的含水量为 4%，石子含水量为 1.5%，计算每盘混凝土材料用量。 解：①水灰比=195/390=0.5 SP=588／588+1176=33％； 每方混凝 土材料用量为： ρ=195+390+588+Kg／m3 水=190kg 水泥 190／0.5=380kg 砂=[0)]×33%=587kg 石 =-380=1192kg ② k==1.032354 水=190K=196kg 水泥=380k=392kg 砂=587k=660kg 石=kg ③配合比例：1：1.55：3.14：0.5 ④考虑砂石含水量后每盘混凝土 材料用量： 水泥=100kg 砂=155(1+4%)=161k 石 =314(1+1.5%)=319kg 水=50-(155×4%+3.14×1.5%)=39kg 6、某砂样经筛析试验，结果列于下表，请计算细度模数，并画级配曲 线；筛孔（mm） ：10.0、50、2.5、12.5、0.63、0.315、0.16、＜0.16 筛余质量(g)：0 、35、 25、 70、 160、 105、 80、 25 解：筛孔（mm） ：10.0、 50、2.5、 1.25、 0.63、0.315、0.16、＜0.16 筛余质量(g)： 0、 35、25、 70、 160、 105、 80、 25 分计筛余百分率： 0、 7、 5、 14、 32、 21、 16、 5 累计筛分百分率： 0、 7、 12、 26、 58、 79、 95、 100 通 过 量： 0、 93、 88、 74、 42、 31、 5、 0 12+26+58+79+95 ?5×7 Mｆ＝ = 2.53 级配曲线略。100 ?77、 已知油石比为 5%， 混合料表观密度为 2.25g/cm3， 沥青密度 1.028g/cm3， 5×2.25 水的密度取 1g/cm3，则沥青体积百分率 VA= = 10.94％，此计算 结果对吗？若不对请表示出正确结果。 解：计算有误：一是未把油石比换算为沥青含量，二是未把沥青密度换 100×5×2.25 算为相对密度，正确计算为：VA= = 10.46％(100+5)×1.028×0.996×1 1.028×18、施工中常发现混凝土浇筑体顶面产生横向裂纹（多发生在高温干旱 季节） ，拆模后侧表面有砂或石子露头等缺陷，除去浇捣原因，请分析 其产生的原因。 解：可以从两方面说明：一是配合比设计本身不尽合理，包括骨料级配 差，配合比例不佳，如砂率过小，水灰比过大，导致拌和混凝土粘聚性 和保水性差，甚至有离析现象，经浇捣后石子下移，砂浆上浮，遇到蒸 发量大时，水份损失过多过快，因砂浆收缩表面出现裂纹。侧面则因混 凝土保水性差，水泥浆从模板缝隙外流，洗刷了包裹砂粒或石子的水泥 浆使砂粒与石子露头，此种情况多发生在模板接缝处及其附近，使混凝 土外观质量变差。 另一种情况是施工中未严格执行配合比例， 材料未按配合比例严格计量， 尤其是用水量控制不好时，致使混凝土拌和物粘聚性和保水性变差，严 重时出现离析、同样会引发上述缺陷。 9、 某工地用水泥混凝土经试拌调整后， 得配合比 1： 1.5： 3.0， W/C=0.50。 砂、石的表观密度分别为 2.65g/cm3、2.70g/cm3，未使用任何外加剂。 试计算每立方米混凝土中各材料的用量；如施工工地砂、石含水率分别 为 5%、1%，试求现场拌制 400L 混凝土所需各种材料的实际用量。 （计 算结果精确至 1kg） 。 x 1.5 3 解：?设水泥用量为 x 0.5x+ + x + x + 10 = 10003.1 2.65 2.702.4 x=396 每方混凝土材料用量为 ：水泥=396kg 水=198kg 砂子=594kg 石子=1188kg ?施工每方混凝土材料用 量：水泥=396kg 砂子=594（1+0.05）=624kg 石子=.01） =1200kg 水=198-594×0.05-=156.4kg ?400L 混凝土材料用量：水=156.4×0.4=62.56kg 水泥=396×0.4=158.4kg 砂=624×0.4=250kg 石==480kg 10、规范规定，在进行沥青混合料马歇尔稳定度数据处理时，当一组测 定值中某个数据与平均值之差大于标准差的 k 倍时， 该测定值应予舍弃， 并以其余测定值的平均值作为试验结果。今有一人进行马歇尔试验，一 组 4 个试件，测得的稳定度 8.2KN、8.5KN、9.6KN、14.0KN，请你详 细计算该组马歇尔试件的最后平均稳定度（试验数目为 4 时，其 k 值取 1.46） 。 解：?测值由小到大排序：8.2kg 8.5KN 9.6KN, 14.0KN ?计算特征值：χ＝10.075KN S=5.685KN ?计算统计值：g(1)=x ?x (1) S=10.075 ?8.2 2.685= 0.698g(4)=x (4) ?x S=14 ?10.075 2.685=1.462 ?判别 g4g(0) ∴x(4)=14.0KN 为异常值。 8.2+8.5+9.6 ?平均稳定度为 = 87.6KN311、分析下列两种水泥砼的新拌工作性和硬化后的强度及耐久性。 答：①从影响砼强度因素入手：W/C、砂率、外加剂、水泥品种及标号 进行分析砼甲的强度&砼乙的强度。 ②工作性： a： 由于砼甲 W/C&砼乙， 而 W/C 也是影响和易性的因素(水泥浆的稠度)。b：水泥浆的数量：从 单位用水量可看出砼甲为 170，砼乙为 195，所以，砼乙的水泥浆数量 多，稠度稀，因此砼乙的流动性比砼甲要好。③耐久性:耐久性的控制 指标为最大 W/C 和最小水泥用量（这两个指标都未超过但可以从这 2 个指标来进行评价） 。可以这样认为：W/C 越大对耐久性不利，最小水 泥用量越小， 对耐久性不利， 砼甲 W/C 较小， 水泥用量较多， 砼乙 W/C 较大，水泥用量较少，所以；砼甲的耐久性比砼乙好。 12、沥青路面施工压实度检测中，标准密度采用每天的马歇尔试件实测 密度值，这种作法是否合理，出现这种现象的原因是什么，有何解决措 施。 答：是否合理有两面性，合理是因为这种作法较好地解决了压实超密或 压实度达不到要求的问题。不合理是因为同样材料，同样配合比例，同 样施工机械和抽检方法，而且配合比要经过三个阶段的试验论证，怎么 会出现标准密度有那么大差异呢？出现这种现象的原因是粗细骨料规 格和品种变化所致，包括材料本身的变异性（客观）及对原材料料源和 规格控制不严（主客） ，当然不排除追求产量，拌料时对配合比控制不 严，以及抽检失真。措施是首先从料源上着手，确保骨料品种、规格基 本不变，其次是采用间歇式拌和楼，严格采用自动计量程序，严格抽检 方式方法，确保各环节矿料配合比例不变。 13、甲乙两种沥青，技术指标：甲的针入度（250C,100g,5S）(1/10mm) 为 100，软化点（R}B）0C 为 45；延度（250C；50C、m/min）,(0C、 m)为 100； 150C,50C、 m/min)； (0C、 m)为 100； 乙的针入度 （250C,100g,5S） 0 0 (1/10mm)为 100， 软化点 （R}B）C 为 58； 延度 （25 C； 50C、 m/min） ,(0C、 m)为 5；150C,50C、m/min)；(0C、m)为 2；试分析评判甲、乙两种沥青 质量的优劣（包括温度感应性、PI 值、胶体结构、变形能力等） 。 解：PI=-0.79 甲沥青为溶凝胶结构，具有较好的路用性能。13、某混凝土计算配合比经调整后各材料的用量为：425R 普通硅酸盐 水泥 4.5kg，水 2.7kg，砂 9.9kg，碎石 18.9kg， 又测得拌和物密度为 2.38kg/L，试求：?每 m3 混凝土的各材料用量；?当施工现场砂子含水 率为 3.5%，石子含水 率为 1%时，求施工配合比；?如果把实验室配 合比直接用于施工现场，则现场混凝土的实际配合比将如何变化？ 对混凝土的强度将产生什么影响？ 解： ?按所给材料用量计算配合比例：4.5： 9.9： 18.9：2.7=1： 2.2： 4.2： 0.6； 设水泥用量为 x：x+2.2x+4.2x+0.6x=2380 x=297.5≈298； 每方混凝土材料用量为：水=178.8kg 水泥=298kg 砂=656kg 石=1252kg ?水泥=298kg 砂=656（1+0.035）=679kg 石子=1252 （1+0.01）=1265kg W=178.8-656×0.035-=143.3kg； 施工配合比：298：679：=1：2.28：4.24：0.48 ?每方混凝土多加水为 656×0.035+=35.48kg； 项 目 测试结果 技术标准 1 稳定度 MS（kN） &7.5 7、7.5、8、6.5、7 2 流值 FL（0.1mm） 26 20-40 3.2 3-6 空隙率 VV（%） 4 饱和度 VFA、 83 70-85 （%） W／C=178.8+35.48／298=0.72 每方混凝土少加砂为： 656× 0.035=22.96kg 石为：=12.5kg 配合比例为：1： 2.12：4.16 W/C=0.72。∴若施工中仍按试验室配比拌料，混凝土强度 将达不到设计要求。 14、规范规定混凝土抗折强度试验以 0.5～0.7MPa/s 的加载速度加载， 某人在试验中按 13500N/S 的速度加载，理由是 0.6MPa× 200N（22500mm2 为试件断面积） ，这种计算对吗？ 解： 计算法不对， 应用抗折强度公式反算， 即： 0.6=450P／1503 P=4500 （N） ； 所以加载速度应为 4500N/S。 15、 某试验室拟设计一 I 型沥青混凝土， 在用马歇尔法确定沥青用量时， 结果在整个沥青用量范围内，混合料最小空隙率为 5%，确定不出共同 沥青用量范围，问题出在那里，如何处理。 （马歇尔试验不存在问题） 。 解：问题出在矿料品种或其配合比例上，从品种讲可能是粗骨料富含棱 角， 细骨料偏细； 从配合比例讲或许是粗骨料用量过大， 矿粉用量偏小， 导致矿料间隙率过大，就是增加沥青用量，混合料空隙率仍偏大，确定 不出共同沥青用量范围，即是有，范围也很窄。修正：若属配合比例问 题可增加 水泥砼 砼甲 砼乙 矿粉用量， # 水泥品种、水泥标号 硅酸盐水泥 625 相应减小 275 350 水泥用量（kg） 粗骨料或 195 170 用水量（kg） 细骨料用 560 量。更换： 560 砂用量（kg） 对本题因 1340 碎石（dmax=40mm） 1340 最小空隙 用量（kg） 率要降低 2% 左右，靠局部修正很难凑效，需更换材料，或是换用较不富含棱角的骨 料，或使用细度模数较大的砂子，并适当增加石粉用量以求问题解决。 16、设计强度为 C30 的水泥混凝土，施工抽检了 10 组试件，其 28 天的 抗压强度（标准尺寸试件、标准养生）如下：30.5、28.4、36.0、35.5、 36.0、 38.0、 35.0、 29.0、 38.0， 33.8， 试评定该结果是否满足设计要求？ （取判定系数 k1=1.7,k2=0.9） 。 解：n=10，R n = R=30MPaki n目的。 19、根据砼计算配比，试拌 12 升，其各材料用量如下：水泥 3.85kg， 水 2.1kg，砂 7.6kg，石子 15.7kg， 调整和易性时增加水泥浆 10%，测得砼湿体积密度为 2400kg/m3， 计算调整后每 M3 砼各种材料的用量。 解：水泥=341kg 水=186kg 砂子=611kg 石子=1262kg 20、试计算某严寒地区大桥下部结构用混凝土的配合比。原始资料：① 要求设计强度 fcu，k=30MPa，坍落度要求 4-5cm； ②此结构的最小断面为 16cm，钢筋最小净距 6cm；③ 原材料有： 普通硅酸盐水泥 525 号（实测 28 天强度 61MPa）、普通硅酸盐水 泥 625 号（实测 28 天强度 68MPa），其表观密度 3.15g/cm3；矿渣 硅酸盐水泥 425 号、325 号，其表观密度 3.10 g／cm3；碎石：表观 密度 2.70 g／cm3；中砂：表观密度 2.65 g／cm3；④根据同类施工 试验资料统计标准差σ =3.0MPa， ⑤A=0.48 B=0.52 SP=30% 计算初步配合比(确定粗集料的最大粒径，并选择水泥的种类)（混 凝土的最大水灰比和最小水泥用量规定值；单位用水量选用表；砂 率选用表见黑板）。 解： dmax=40mm， 普通硅酸盐水泥 525# ； 水泥： 水： 砂子： 石子=300： 170：548：1343 21、现场集中搅拌砼，强度等级为 C30，其砼抗压批强度分别为 36.5、 38.4、33.6、40.2、33.8、37.2、38.2、39.4、40.2、 38.4、 38.6、 32.4、 35.8、 35.6、 40.8、 30.6、 32.4、 38.6、 30.4、 38.8(MPa)， 试评定该批砼是否合格。 解： n=20 Rn=36.5 K1=1.65 K2=0.85 答： 该批砼是合格的。 22、有一沥青混合料配合比采用某一沥青用量，该沥青用量的马歇尔试 验结果如下，试评定该组沥青混合料能否满足技术标准要求。 答：平均值为 7.2 kN，σ n-1=0.57,该组沥青混合料不满足要求。 23、某工程用水泥砼，要求设计强度为 C40，采用 52.5 号普通硅酸盐水 泥，实测该水泥 28 天抗压强度值为 52.95MPa，水泥密度为 3.2g/cm3， 施工要求坍落度为 30~50mm，采用碎石，其最大粒径 20mm，表观密度 为 2.7g/cm3，采用中砂，表观密度为 2.68g/cm3，按我国现行方法计算 初步配合比（单位用水量采用 195Kg，砂率采用 0.33，A=0.46 ， B=0.52 ， σ =5MPa） 。 解：= 33.88MPaSn =(k i ?k n )2 n ?1=3.763MPaRn-K1Sn=33.88-1.7×3.763=31.817MPa 0.9R=30×0.9=27MPa ∴Rn-K1Sn0.9R；Rmin=28.4MPa K2 R=0.9×30=27MPa ∴RminK2R 判定结果是强度满足设计要求。 7 水泥用水洗法试验细度不合格，用负压筛法试验细度合格，其安定性 用试饼法试验为合格，用雷氏夹法试验不合格，就细度和安定性而言， 该水泥应判定为合格产品、不合格产品还是废品，为什么？ 答： 该水泥为不合格产品， 因为 a． 就细度而言， 水筛法结果为不合格， 负压筛法结果为合格，但负压筛法是标准方法，故细度合格。b．就安 定性而言，试饼法结果为合格，雷氏夹法为不合格，但雷氏夹法为标准 方法，故安定性不合格。 按水泥技术标准规定，安定性不合格水泥则 为废品，故该水泥为废品。 18、某试验室在进行沥青混合料配合比设计时，发现空隙率和饱和度均 能满足规范要求，但目测混合料干涩，沥青用量明显偏小，甚至有花白 料。请分析原因，同时应如何进行调整？ 答：原因：问题出在矿料品种或矿料配合比例上，从品种讲骨料为非富 含棱角骨料，或细骨料偏粗；从配合比例讲可能是粗骨料或细砂用量过 小，而矿粉用量过大，导致矿料间隙率小，混合料极易压密，很小的沥 青用量空隙率和饱和度就能满足要求，而沥青用量明显偏小。修正：如 为配合比例所致，可通过增加粗骨料和细骨料用量，相应减小石粉用量 对配合比例进行修正。 更换：如为骨料品种所致，就要考虑换用富含 棱角粗骨料，或添加细砂，以增加矿料间隙率，尽而达到增大空隙率的Rmin=28.4MPa24、分析下列两种水泥砼的新拌工作性和硬化后的强度及耐久性。 答：①从影响砼强度因素入手：W/C、砂率、外加剂、水泥品种及标号 进行分析砼甲的强度&砼乙的强度。 ②工作性： a： 由于砼甲 W/C&砼乙， 而 W/C 也是影响和易性的因素(水泥浆的稠度)。b：水泥浆的数量：从 单位用水量可看出砼甲为 170，砼乙为 195，所以，砼乙的水泥浆数量 多，稠度稀，因此砼乙的流动性比砼甲要好。③耐久性:耐久性的控制 指标为最大 W/C 和最小水泥用量（这两个指标都未超过但可以从这 2 个指标来进行评价） 。可以这样认为：W/C 越大对耐久性不利，最小水 泥用量越小， 对耐久性不利， 砼甲 W/C 较小， 水泥用量较多， 砼乙 W/C 较大，水泥用量较少，所以；砼甲的耐久性比砼乙好。 25、 A-100 乙型沥青试验结果： 针入度 （0.1mm） 为： 80―120； 延度 （cm） 为：60；软化点（0C）为例 22―52；A-60 乙型沥青试验结果：针入 度（0.1mm）为：40―800；延度（cm）为：40；软化点（0C）为例 45―55；试验者确定该沥青标号为 A-60 乙。其理由是延度，软化点， 针入度比都超出了 A-100 乙的规定。你认为对吗？为什么？ 答：不对，因为中轻交通量道路沥青的标号是按针入度大小划分的，副 号是按延度大小划分的。该沥青按针入度为 A-100，按延度应为 A-100 乙，但延度未达到标准规定值，只能说延度不合格，不能因此而改变它 的标号，软化点和针入度比也超出了 A-100 乙规定的范围。但都不能因 此而改其标号。 26、甲乙两种沥青，技术指标：甲的针入度（250C,100g,5S）(1/10mm) 为 100，软化点（R}B）0C 为 45；延度（250C；50C、m/min）,(0C、 m)为 100； 150C,50C、 m/min)； (0C、 m)为 100； 乙的针入度 （250C,100g,5S） 0 0 (1/10mm)为 100， 软化点 （R}B）C 为 58； 延度 （25 C； 50C、 m/min） ,(0C、 m)为 5；150C,50C、m/min)；(0C、m)为 2；试分析评判甲、乙两种沥青 质量的优劣（包括温度感应性、PI 值、胶体结构、变形能力等） 。 解：PI=-0.79 甲沥青为溶凝胶结构，具有较好的路用性能。 PI=2.66 乙沥青为凝胶结构，具有较好的路用性能低的感温性， 但低温变形能力差，甲的质量优于乙沥青。材料名称 碎石（1）100% 碎石（2）100% 碎石（3）100% 材料在混 % 合料中级 % % 配 矿质混合料的合成级配 原始材料 级配组成 要求的级配范围 碎石（1）23% 材料在混 合料中级 配 碎石（2）57% 碎（3）20% 矿质混合料的合成级配筛孔尺寸（mm ） 40 30 25 通过率（%） 100 72.9 100 100 29.9 94.7 100 15.8 91.620151052.527、表中给出的砂石材料，采 用修正平衡面积法设计一种混 合料，使其符合表中下栏要求 的级配范围，并效核验算。46.7 4.2 7746.5 0.7 48.346.4 0.2 20.61.1 0.1 1.10 0 1100-95 23 41.6 20 9565-55 23 17.0 18.9 5954-39 23 9.0 18.3 5040-29 10.7 2.4 15.4 2927-14 10.7 0.4 9.7 2115-5 10.7 0.1 4.1 155-0 0.2 0.1 0.2 0.50 0 0 0.2 0.229、某Ⅰ型沥青混合料矿料配合比比例为：碎石 60%，砂子 30%，矿粉 10%，碎石及砂子的表观相对密度分别 为 2.70 及 2.60，矿粉的表观相对 密度为 2.75，沥青相对密度为 1.0，试完成下表的计算（写出计算过程） 。 油石比 （%） 4.5 试件空气 中重（g） 1200 ?705试 件 水 表观相 中重（g） 对密度 705理论最大 相对密度沥青体积 百分率(%)空隙率 (%)矿料间隙 率（%）饱和度 （%）解：⑴表观相对密度：ρS = ?空隙率：VV=(12.242 2.494= 2.424?理论最大相对密：?t ?100 ? 4.5 ? 2.49 60 30 10 4.5 ? ? ? 2.70 2.60 2.75 1= 10.438％10.438 13.25) = 2.81％?沥青体积百分率：VA=100×4.5×2.424(100×4.5)×1×1?矿料间隙 VMA=VA+VV=10.438％+2.81％=13.25％?饱和度：VFA== 78.78％29、两种砂筛分结果（分计存留量）如下（砂样各重 500g） 筛孔（mm） A 砂（g） B 砂（g） 5.0 0 25 2.5 25 150 1.25 25 150 0.63 75 75 0.315 120 50 0.16 245 25 筛底 10 25试用细度模数评价两种砂的粗细程度。 解： 筛孔(mm) 分计筛余量（g） 分计筛余百分率（%） 累计筛余百分率（%） 通过量（%） A样 B样 A样 B样 A样 B样 A样 B样1005 0 50 0 10 0 10 100 902.5 25 150 5 30 5 40 95 60 = 1.871.25 25 150 5 30 10 70 90 30 MｆＢ=0.63 75 75 15 15 25 85 75 15100 ?100.315 120 50 24 10 49 95 51 5 3.780.16 245 25 49 5 98 100 2 0底 10 0 2 0 100 0 0 0计算细度模数 MｆＡ＝5+10+25+49+9840+70+85+95+100 ?5×10由细度模数 A 砂为细砂，B 砂为粗砂，但细度模数已超过工程用砂对细度模数（1.6～3.7）的要求。
第一章 概论1、试验检测的目：施工技术管理，施工质量控制，工程设计参数，新材料、新技术应用，就地取材，施 工的验收评定，公路的养护，管理决策。 2、试验检测意义：提高工程质量、加快工程进度、降低工程造价、推进公路工程施工技术进步。道路质量评定方法与检测项目一、工程质量评定 ㈠一般规定：根据建设任务、施工管理和质量检验评定的需要，应在施工准备阶段按有关标准将建设项目 划分为单位工程、分部工程和分项工程。施工单位、工程监理单位和建设单位应按相同的工程项目划分进 行工程质量的监控和管理。 ①单位工程：在建设项目中，根据签订的合同，具有独立施工条件的工程。 ②分部工程：在单位工程中，应按结构部位、路段长度及施工特点或施工任务划分为若干个分部工程。 ③分项工程：在分部工程中，应按不同的施工方法、材料、工序及路段长度等划分为若干个分项工程。 ㈡工程质量检验评分：以分项工程为单元，采用 100 分制进行。在分项工程评分的基础上，逐级计算各相 应 分部工程、单位工程、合同段和建设项目评分值。 ㈢工程质量评定等级：分为合格与不合格，应按分项、分部、单位工程、合同段和建设项目逐级评定。 ㈣工程施工单位：应对各分项工程按本标准所列基本要求、实测项目和外观鉴定进行自检。按“分项工程 质量检验评定表”及相关施工技术规范提交真实、完整的自检资料，对工程质量进行自我评定。 ㈤工程监理单位：应按规定要求对工程质量进行独立抽检，对施工单位检评资料进行签认，对工程质量进 行评定。 ㈥工程建设单位：根据对工程质量的检查及平时掌握的情况，对监理单位所做的工程质量评分及等级进行 审定。 ㈦工程质量监督部门、质量检测机构：根据《公路工程质量检验评定标准》对公路工程质量进行检测、评 定。 二、工程质量评分 ㈠分项工程质量评分： 分项工程质量检验内容包括基本要求、实测项目、外观鉴定和质量保证资料四个部分。只有在其使用的原 材料、半成品、成品及施工工艺符合基本要求的规定，且无严重外观缺陷和质量保证资料真实并基本齐全 时，才能对分项工程质量进行检验评定。 ①涉及结构安全和使用功能的重要实测项目为关键项目，其合格率不得低于 90%（属于工厂加工制造的桥 梁金属构件不低于 95%，机电工程为 100%） ，且检测值不得超过规定极值，否则必须进行返工处理。 ②实测项目的规定极值是指任一单个检测值都不能突破的极限值，不符合要求时该实测项目为不合格。 ③采用路基、路面压实度评定，水泥砼抗折、抗压强度评定，水泥砂浆强度评定，半刚基层和底基层材料 强 度评定，路面结构层厚度评定，路基、柔性基层、沥青路面弯沉值评定方法进行评定的关键项目， 不符合要求时则该分项工程评为不合格。 ④分项工程的评分值满分为 100 分，按实测项目采用加权平均法计算。存在外观缺陷或资料不全时，应予 减 分。分项工程得分 =[检查项目得分 × 权值] 检查项目权值分项工程评分值=分项工程得分－外观缺陷减分－资料不全减分 ⑤基本要求检查： 分项工程所列基本要求，对施工质量优劣具有关键作用，应按基本要求对工程进行认真检查。经检查不符 合基本要求规定时，不得进行工程质量的检验和评定。 ⑥实测项目计分： 对规定检查项目采用现场抽样方法，按照规定频率和下列计分方法对分项工程的施工质量直接进行检测计 分。 检查项目除按数理统计方法评定的项目以外，均应按单点（组）测定值是否符合标准要求进行评定，并按 合格率计分。 检查项目合格率 = 检查合格的点（组）数 该检查项目的全部检查点（组）数 × 100%检查项目得分=检查项目合格率×100 ⑦外观缺陷减分： 对工程外表状况应逐步项进行全面检查，如发现外观缺陷，应进行减分。对于较严重的外观缺陷，施工单 位须采取措施进行整修处理。 ⑧资料不全减分： 分项工程的施工资料和图表残缺，缺乏最基本的数据，或有伪造涂改者，不予检验和评定。资料不全者应 予减分，减分幅度可按本标准质量保证资料所列各款逐款检查，视资料不全情况，每款减 1~3 分。 ㈡分部工程和单位工程质量评分： ①单位、分部及分项工程的划分所列分项工程和分部工程区分为一般工程和主要（主体）工程，分别给以 1 和 2 的权值。进行分部工程和单位工程评分时，采用加权平均值计算法确定相应的评分值。 分部（单位）工程评分值 = [分项（分部）工程评分值 × 相应权值] 分项（分部）工程权值②合同段和建设项目工程质量评分 全同段和建设项目工程质量评分值按《公路工程竣（交）工验收办法》计算。 ③质量保证资料 施工单位应有完整的施工原始记录、试验数据、分项工程自查数据等质量保证资料，并进行整理分析，负 责提交齐全、真实和系统的施工资料和图表。工程监理单位负责提交齐全、真实和系统的监理资料。质量 保证资料应包括以下六个方面： （1）所用原材料、半成品和成品质量检验结果； （2）材料配比、拌和加工控制检验和试验数据； （3）地基处理、隐蔽工程施工记录和大桥、隧道施工监控资料； （4）各项质量控制指标的试验记录和质量检验汇总图表； （5）施工过程中遇到的非正常情况记录及其对工程质量影响分析； （6）施工过程中如发生质量事故，经处理补后，达到设计要求的认可证明文件。 三、工程质量等级评定 ㈠分项工程质量等级评定： ①分项工程评分值不小于 75 分者为合格，小于 75 分者为不合格；机电工程、属于工厂加工制造的桥梁金 属构件不小于 90 分者为合格，小于 90 分者为不合格。 ②评定为不合格的分项工程，经加固、补强或返工、调测，满足设计要求后，可以重新评定其质量等级，但计算分部工程评分值时按其复评分值的 90%计算。 ㈡分部工程质量等级评定： 所属各分项工程全部合格，则该分部工程评为合格；所属任一分项工程不合格，则该分部工程为不合格。 ㈢单位工程质量等级评定： 所属各分部工程全部合格，则该单位工程评为合格；所属任一分部工程不合格，则该单位工程为不合格。 ㈣合同段和建设项目质量等级评定： 合同段和建设项目所含单位工程全部合格，其工程质量等级为合格；所属任一单位工程不合格，则合同段 和建设项目为不合格。 四、路基土石方工程 ㈠一般规定 土方路基和石方路基的实测项目技术指标的规定值或允许偏差按高速公路、一级公路和其他公路（指二级 及以下公路）两档设定，其中土方路基压实度按高速公路和一级公路、二级公路、三四级公路三档设定。 五、路面工程 ㈠一般规定： ①路面工程的实测项目规定值或允许偏差按高速公路、 一级公路和其他公路(指二级及以下公路)两档设定。 ②路面工程实测项目规定的检查频率为双车道公路每一检查段内的检查频率（按 m2 或 m3 或工作班设定的 检查频率除外） ，多车道公路的路面各结构层均须按其车道数与双车道之比，相应增加检查数量。 ③各类基层和底基层压实度代表值(平均值的下置信界限)不得小于规定代表值，单点不得小于规定极值。 小于规定代表值 2 个百分点的测点，应按其占总检查点数的百分率计算合格率。 ④垫层的质量要求同相同的其他公路的底基层；联结层的质量要求同相应的基层或面层；中级路面的质量 要求同相同材料的其他公路的基层。 ⑤路面表层平整度检查测定以自动或半自动的平整度仪为主，全线每车道连续测定按每 100m 输出结果计 算合格率。采用 3m 直尺测定路面各结构层平整度时，以最大间隙作为指标，按尺数计算合格率。 ⑥路面表层渗水系数宜在路面成型后立即测定。 ⑦路面各结构层厚度按代表值和单点合格值设定允许偏差。当代表值偏差超过规定值时，该分项工程评为 不合格；当代表值偏差满足要求时，按单个检查值的偏差不超过单点合格值的测点数计算合格率。 ⑧材料要求和配比控制列入各节基本要求，可通过检查施工单位、工程监理单位的资料进行评定。 ⑨水泥混凝土上加铺沥青面层的复合式路面，两种结构均须进行检查评定。其中，水泥混凝土路面结构不 检查抗滑构造，平整度可按相应等级公路的标准；沥青面层不检查弯沉。 ⑩a 路面基层完工后应及时浇洒透层油或铺筑下封层，透层油透入深度不小于 5mm，不得使用透入能力差 的材料作透层油。 b 对封层、粘层和透层油的浇撒时应将表面的泥砂及一切杂物清除干净，底层必须坚实、稳定、平整，保 持干燥后才可施工。 c 沥青材料的各项指标和石料的质量、规格、用量应符合设计要求和施工规范的规定。 d 沥青浇洒应均匀，无露白，不得污染其它构筑物。嵌缝料必须趁势撒铺，扫布均匀，不得有重叠现象， 压实平整。 六、水泥混凝土路面 ㈠基本要求： ①基层质量必须符号合规定要求，并应进行弯测定，验算的基层整体模量应满足设计要求。 ②水泥强度、物理性能和化学成分应符合国家标准及有关规范的规定。 ③粗细集料、水、外掺剂及接缝填缝料应符合设计和施工规范要求。 ④施工配合比应根据现场测定水泥的实际强度进行计算，并经试验，选择采用最佳配合比。 ⑤接缝的位置、规格、尺寸及传力杆、拉力杆的设置应符合设计要求。 ⑥路面拉毛或机具压槽等抗滑措施，其构造深度应符合施工规范要求。 ⑦面层与其他构造物相接应平顺，检查井井盖顶面高程应高于周边路面 1~3mm,雨水口标高按设计比路面低 5~8mm，路面边缘无积水现象。 ⑧混凝土路面铺筑后按施工规范要求养生。 ㈡实测项目： 抗弯拉强度、板厚度、平整度、抗滑构造深度、相邻板高差和纵、横缝顺直度、中线平面偏位、路面宽度、 纵断高程、横坡。 ㈢外观鉴定： （略） 七、沥青混凝土面层和沥青碎(砾)石面层 ㈠基本要求： ①严格控制各种矿料和沥青用量及各种材料和沥青混合料的加热温度，沥青材料及混合料的各项指标应符 合设计和施工规范要求。沥青混合料的生产，每日应做抽提试验、马歇尔稳定度试验。矿料级配、沥青含 量、马歇尔稳定度等结果的合格率应不小于 90%。 ②摊铺时应严格控制摊铺厚度和平整度，避免离析，注意控制摊铺和碾压温度，碾压至要求的密实度。 八、水泥稳定粒料(碎石、砂砾或矿渣等)基层和底基层 ㈠基本要求： ①粒料应符合设计和施工规范要求，并应根据当地料源选择质坚干净的粒料，矿渣应分解稳定，未分解渣 块应予剔除。 ②水泥用量和矿料级配按设计控制准确。 ③路拌深度要达到层底。 ④摊铺时要注意消除离析现象。 ⑤混合料处于最佳含水量状况下，用重型压路机碾压至要求的压实度。从加水拌和到碾压终了的时间不应 超过 3～4h，并应短于水泥的终凝时间。 ⑥碾压检查合格后立即覆盖或洒水养生，养生期要符合规范要求。 九、水泥砼抗压强度评定： 1、试件≥１０组时，?应以数理统计方法按下述条件评定： Ｒn－Ｋ1Ｓn≥0.9Ｒ；Ｒmin≥Ｋ2Ｒ(Ｋ1=1.7Ｋ2=0.9) 2、试件＜１０组时，?可用非统计方法按下式条件评定： Ｒn≥1.15Ｒ；Ｒmin≥0.95Ｒ(其中Ｒn 是 n 组强度平均值. Ｒ是混凝土设计强度, Ｒmin 是 n 组试件中强度最 低一组的值) 十、水泥砼弯拉强度评定： 1、试件＞１０组时,平均弯拉强度合格判断为: fcs≥fr+K(fcs 是平均强度，fr 是设计强度值，K 是系数，σ 标准差)，注:当试件组数为 11-19 组时，允许 有一组最小强度小于 0.85fr,但不得小于 0.80fr,当试件组数大于 20 组时,其他公路允许有一组最小强度小 于 0.85fr,但不得小于 0.75fr,高速公路和一级公路均不得小于 0.80fr。 2、试件≤１０组时，fcs≥1.10fr，任一组强度均不得小于 0.85fr。 十一、喷射砼抗压强度评定： 1、同批试件 n≥10 时，抗压强度平均值不低于设计值，任一组试件抗压强度不低于 0.85 设计值。 2、同批试件 n＜10 时，抗压强度平均值不低于 1.05 设计值，任一组试件抗压强度不低于 0.9 设计值。 十二、半刚性基层和底基层材料强度评定： 1、当多次偏差系数 Cv≤10%时，为 6 个试件；Cv=10%-15%时，为 9 个试件； Cv＞15%时，需 13 个试 件。2、试件的平均强度 R≥Rd/（1-ZaCv） 。 （其中 Rd 设计抗压强度，Za 随保证率而变的系数，高速、一 级公 路 Za=1.645，其他公路 Za=1.282） 。 十三、路面结构层厚度评定： 首先计算其平均值 X、S 值、Cv=S/ X 值、代表值：XL=X - ta/√n- ×S；当 XL≥设计厚度值- XL（允许 差值） 时， 按单个检查值的偏差是否超过极值来评定合格率和计算应得的分数。 当 XL＜设计厚度值- XL （允许差值）时，则厚度评定为零分。十四、路基、柔性基层、沥青路面弯沉值评定： （弯沉代表值）Lr=L+ZaS；L 是实测平均值，高速公路 Za=1.645(沥青路面),路基、柔性基层 Za=2.0。其它 公路分别为 1.5 和 1.645。 注：沥青层厚度≤50mm 时，或路表温度在 20℃±2℃范围内，可不进行温度修正。 十五、路基、路面压实度评定： 压实度代表值:K =k Cta/√n-*S≥K0 ， 1、路基、基层及底基层：当 K≥K0，且单点全部大于等于规定值减 2 个百分点时，合格率 100%，当 K≥ K0，单点全部大于等于规定极值时，按测定值不低于规定值减 2 个百分点计算合格率。当 K＜K0 或某一单 点压实度 Ki 小于规定极值时，为不合格。 2、沥青面层：当 K≥K0 且全部测点大于等于规定值减 1 个百分点时，合格率 100%；当 K≥K0 时， 按测定算合格率值不低于规定值减 1 个百分点的测点计。第三章试验检测数据的处理3.工程试验检测原始记录一般不得用铅笔填写。 4.事故发生后五天内，有中心负责人主持；重大或大事故发生后一周内，中心应向上级主管部门补交事故 处理专题报告。 5.有效数字：由数字组成的一个数，除最末一位数是不确切值或可疑值外，其余数字均为可靠性正确值。 6.有效数字规律： 1）整数前面的“0”无意义 2）处于中间位置的“0”是有效数字 3）数后面位置的“0” ：将数字表示为 10 的乘幂，前面所有的数字含“0”有效数字；作为量测结果的数 值等于或大于误差值的所有数字，含“0”皆为有效数字 7.数字修约规则：4 舍 6 入 5 单双 规则： 1）.若被舍去部分的数值大于所保留的末位数的 0.5，则末位数加 1。 2）.若被舍去部分的数值小于所保留的末位数的 0.5，则末位数不变。 3） .若被舍去部分的数值等于所保留的末位数的 0.5， 则末位数为偶数时， 末位数不变， 则末位数为奇数时， 末位数加 1。 8.修约间隔是指修约保留位数的一种方式。 规则：1）拟修约数字按指定字为修约间隔确定修约后的一次修约获的结果，而不得多次按进舍规则连续 修约。 2）报出数值最右非零数字为 5 时，应在数值后面加（+）号表示实际值大于修约值或（-）表示实际值小于 修约值 9.总体：又称母体，是统计分析中所需要研究对象的全体。 10.样本：又称子样，从总体中抽取一部分个体就是样本。 11.中位数：一组数据中，按其大小次序排序，以排在中间的一个数表示总体的平均水平，称之为中位数， 为奇数时， 正中间的数只有一个是中位数； 为偶数时， 正中间的数两个， 则取这两个数的平均值为中位数。 12.极差：在一组数据中最大值与最小值之差，称为极差。 13.标准偏差：衡量样本数据波动性状况的指标。 14.变异系数：相对波动的大小，反映样本数据的波动性。等于标准偏差与算术平均值的比值。 15.计量值数据：是指可以连续取值的数据，如长度 质量 强度 对角线偏差 16.计数值数据：是指不能连续取值，只能用个数计数的数据，如不合格品数，不合格品率和表面缺陷数。 17.标准偏差是正态分布函数的形状参数。正态分布曲线以平均值为中心。曲线与横坐标轴所围成的面积等 于 1。 18.可疑数据的剔除常用的方法有拉依法，肖维纳特法，格拉布斯法 19 测量数据的表达方法有表格法 图示法 经验公式法（回归方程 拟合方程）相关系数 r 是描述回归方程 线性相关的密切程度的指标，其取值范围[-1，1]r 值越接近 1，函数关系越好；其取值等于±1，函数关系 符合直线函数关系，所有数据点均在一条直线上；r 值等于零函数关系可能是曲线相关。 20.抽样检验的类型 非随机抽样 随机抽样 21.路基路面现场随机取样的方法：测定区间或断面确定方法；测点位置确定方法。 22.真值即真实值，是指在一定条件下，被测量客观存在的实际值。 理论真理 规定真值 相对真值 23.误差 绝对误差＝实测值-被测之量的真值相对误差＝绝对误差于被测真值的比值 误差的来源： 装置误差 环境误差 人员误差 方法误差 误差的分类：系统误差 随机误差 过失误差第四章土工试验检测方法第一节 概述： 工程概念上的土是由固体颗粒（固相） 、水（液相）和气体（气相）三部分所组成的三相体系。固体部分 一般由矿物质所组成,有时含有有机质，由它构成土的骨架。土骨架间布满相互贯通的孔隙，这些孔隙有时 完全被水充满，称为饱和土；有时一部分被水占据，另一部分被气体占据，称为非饱和土；有时也可能完 全充满气体，称为干土。 一、土的物理性质指标： 1、土的密度：是指土体单位体积的质量。 2、 土颗粒的比重 （或土粒密度 ） ： 是指土的固体颗粒的单位体积的质量与水在 4℃时单位体积的质量之比。 3、土的含水量：是指土中水的质量与固体颗粒质量之比，通常以百分数表示。 以上三项指标是通过试验直接测定的指标，称之为基本物理指标。 4、干密度：是指土的固体颗粒质量与土的总体积之比。 5、饱和密度：是指土空隙中全部被水充满时土的密度。 6、浮密度（或称浸水密度） ：是指土浸在水中受到水的浮力作用时的单位体积的质量。 7、孔隙比：是土中孔隙体积与固体颗粒体积之比。 8、孔隙率：是指土中孔隙体积与总体积之比。 9、饱和度：是指孔隙中水的体积与孔隙体积之比。 二、土工试验项目： 1、物理性质试验：含水量、密度、比重、颗粒分析和相对密度。 2、水理性质试验：界限含水量、稠度、膨胀、收缩和毛细管水上升高度。 3、力学性质试验：渗透性、击实性、压缩性、黄土湿陷性、直接剪切、三轴剪切、无侧限抗压、土基承 载比及回弹模量。 4、化学性质试验：酸碱度、烧失量、有机质含量、可溶盐含量、阳离子交换量和矿物成分等。 第二节 土的物理性质试验检测方法： 一、含水量试验方法： ㈠含水量的基本概念 土中的水分为强结合水、弱结合水及自由水。工程上含水量定义为土中自由水的质量与土粒质量之比的百 分数，一般认为在 100℃-110℃温度下能将土中自由水蒸发掉。 ㈡烘干法：烘干法是测定含水量的标准方法，适用于粘质土、粉质土、砂类土和有机质土类。 1、仪器设备： ①烘箱：可采用电热烘箱或温度能保持 105℃-110℃的其他能源烘箱，也可用红外线烘箱。 ②天平：感量 0.01g。 （3）其他：干燥器、称量盒等。 2、试验步骤： ①取具有代表性试样，细粒土 15-30g，砂类土、有机土为 50g，放人称量盒内，立即盖好盒盖，称质量。 称量时，可在天平一端放上与该称量盒等质量的砝码，移动天平游码，平衡后称量结果即为湿土质量。 ②揭开盒盖，将试样和盒放入烘箱内，在温度 105℃-110℃恒温下烘干。烘干时间对细粒上不得少于 8h， 对砂类土不得少于 6h。对含有机质超过 5％的土，应将温度控制在 65℃-70℃的恒温下烘干。 将烘干后的试样和盒取出，放人干燥器内冷却（一般只需 0.5-1h 即可。冷却后盖好盒盖，称质量，准确 至 0.01g。 3、结果整理含水量=（湿土质量―干土质量）÷ 干土质量× 100% 4、精密度和允许差 本试验须进二次平行测定，取其算术平均值，允许平行差值应符合要求。 含水量（%） 允许平行差值（%） 含水量（%） 5 以下 0.3 40 以上 允许平行差值（%） ≤240 以下≤1对于粗粒土，称量盒可采用铝制饭盒、瓷盆，相应的土样也应多些。 ㈢酒精燃烧法：在土样中加入酒精，利用酒精能在土上燃烧，使土中水分蒸发，将土样烘干。一般应烧三 次，本法是快速测定法中较准确的一种，现场测试中用的较多。 1、仪器设备：①称量盒。②天平：感量 0，01g③酒精：纯度 95％。④滴管、火柴、调土刀等。 2、试验步骤： ①取代表性试样（粘质土 5-10g，砂类土 20-30g）放人称量盒内，称湿土质量。 ②用滴管将酒精注入放有试样的称量盒中， 直至盒中出现自由液面为止。 为使酒精在试样中充分混合均匀， 可将盒底在桌面上轻轻敲击。 ③点燃盒中酒精，燃至火焰熄灭。 ④将试样冷却数分钟，按第 2、3 步的方法重新燃烧两次。 ⑤待第三次火焰熄灭后，盖好盒盖，立即称干土质量，准确至 0.1。其余同烘干法。 ㈣含水量的其他测试方法： ①红外线照射法： 红外线照射法系将上样置于红外线灯光之下烘千， 通常将土样放于距光源 5-15 咖距离内 照射约 1h 左右即可干燥。试验证明，用此法所得结果较烘干含水量略大 1％左右。 ②炒干法用锅将试样炒干：适用于砂上及含砾较多的土。 ③实容积法：通过测定土中固相、液相的体积，按土的经验比重值换算出土的含水量，适用于粘性土。 ④微波加热法：微波加热器可用商业产品家用微波炉，一批土样一般儿分钟就可烘干。经试验对比多数土 的测试结果与标准烘干法相对误差小于 1.5%。 ⑤碳化钙气压法：碳化钙为吸水剂。将一定量的湿土样和碳化钙置于体积一定的密封容器中，吸水剂与土 中的水发生化学反应，产生乙炔气体，乙炔气体在密封容器中产生的压强与土中水分子质量成。 ㈤特殊土的含水量测试方法： ①含石膏土和有机质土的含水量测试法 ②无机结合料稳定土的含水量测试法 二、密度试验方法： ㈠概述： 测定密度常用的方法有环刀法、电动取土器法、蜡封法、灌砂法、灌水法等。环刀法操作简便而准确，在 室内和野外普遍采用；不能用环刀削的坚硬、易碎、含有粗粒、形状不规则的土，可用蜡封法；灌砂法、 灌水法一般在野外应用。土的天然密度定义为：ρ = m/V ㈡环刀法：根据已知环刀的体积就可按定义计算土的密度。有不同型号的环刀可供选用。 1、仪器设备：①环刀：内径 6-8cm，高 2-3m，壁厚 1.5-2mm。②天平：感量 0.1g。③其他：修土刀、钢 丝锯、凡士林。 2、试验步骤： ①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，环刀内壁涂一薄层凡士林，刀口向下放在 土样上。正比。通过测气体压强就可换算出相应的含水量。 ②用修土刀或钢丝锯将土样上部削成略大子环刀直径的土柱，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，使与环刀口面齐平，并用剩余土样测定含水量。 ③擦净环刀外壁，称环刀与土合质量叫，准确至 0.1g。 3．结果整理 4．精密度和允许差：本试验须进行二次平行测定，取其算术平均值，其平行差值不得大于 0.03g/cm3。 ㈢蜡封法： 此法系将不规则的土样（体积不小于 5cm3）称其自然质量后，浸人熔化的石蜡中，使土样被石蜡所包裹， 而后称其在空气中重与在水中重，并按公式计算土样密度。 此法所得密度值恒较其方法大，这是因为在任何情况下难以避免熔蜡浸人土内孔隙中的缘故。 1、仪器设备：①天平：感量 0．01 克②烧杯、细线、石蜡、针、削土刀等。2、试验步骤： ①用削土刀切取体积大于 30” 试件， 削除试件表面的松、 浮土以及尖锐棱角， 在天平上称量， 准确至 0.01g。 取代表性上样进行含水量测定。 ②将石蜡加热至刚过熔点，用细线系住试件侵入石蜡中，使试件表面覆盖一薄层严密的石蜡，若试件蜡膜 上有气泡，需用热针刺破气泡，再用石蜡填充针孔，涂平孔口。 ③待冷却后，将蜡封试件在天平上称量，准确至 0.01g。 ④利用细线将蜡封试件置于天平一端，使其浸浮在盛有蒸馏水的烧杯中，注意试件不要接触烧杯壁，称蜡 封试件的水下质量，准确至 0.01g，并测量蒸馏水的温度。 ⑤将蜡封试件从水中取出，擦干石蜡表面水分，在空气中称其质量，将其与③）中所称质量相比，若质量 增加，表示水分进入试件中；若浸入水分质量超过 0.03g，应重做。 3、结果整理： 其余同环刀法。 ㈣现场坑试法： 对含有碎砾石的上层或人工填上层无法用环刀取样，则可在现场测点挖一测坑，挖的同时测其挖出土石的 质量和含水量，挖出的土质量一般不少于 300kg 对不规则的试坑体积测、量，可用不透水的薄膜袋放在坑 内，然后向袋中灌水并测所灌水的体积，并按定义计算土的密度。也可按灌砂法测定体积（详见第六章） 。 三、液塑限试验方法： 1、概述 有实用意义的主要是土的液限、塑限和缩限。液限是土可塑状态的上限含水量，塑限是土可塑状态的下限 含水量。含水量低于缩限，水分蒸发时土体积不再缩小。 事实上，上从粘滞流动状态到可塑状态、从可塑状态到半固体状态的性质和直观变化都是渐变的。圆锥仪 法、搓条法以及联合测定法来区分和测定土的界限含水量。我国通用圆锥仪法测土的液限含水量，搓条法 测土的塑限含水量，或联合法测土的液限和塑限含水量。 2、液限塑限联合测定法： ㈠仪器设备：LP-100 型液塑限联合测定仪；锥质量为 100g 锥角为 300，读数显示形式宜采用光电式、游 标式、百分表式。 ㈡试验步骤： ①（试样制备）取风干土样（大于 0.5mm 的土粒先研碎）过 0.5mm 筛，取 0.5mm 筛下土样 200g，分开放 入三个盛土皿中，加不同数量的蒸馏水，一份控制在液限 a 点,一份略大于塑限 b 点,一份控制在二者之 间 c 点.用调土刀调均，盖上湿布放置 18h 以上。 ②调平仪器，提起锥杆（百分表读数为零） ，锥头上涂少许凡土林。将装土样的试杯放在联合测定仪的升 降座上，使锥尖与土样表面刚好接触，经 5S 后松开旋钮，锥体停止下落，此时游标读数为锥入深度 h1。 ③改变锥尖与土接触位置（锥尖两次锥入位置距离不小于 1cm） ，重复上述步骤，取平均值作该点的锥入 深 度 h。 ④去掉锥尖入土处的凡土林，取 10g 以上的土样两个分别测定其含水量（计算到 0.1%）,取平均值。 ⑤重复上述步骤对其它两个含水量土样进行试验，测其锥入深度和含水量。 ⑥结果整理： A、在二级双对数坐标纸上，以含水量 w 为横坐标，锥入深度 h 为纵坐标，点绘 a、b、c 三点含水量的 h-w 图，连接三点，应成一条直线。 B、 在 h-w 图上， 查得纵坐标入土深度 h=20mm 所对应的横坐标的含水量 w 即为该土样的液限含水量 wL。 3、塑限含水量的搓条试验法： 搓条法测土的含水量的基本方法。试验按联合测定法备土料，然后取含水量接近塑限的试样一小块，先用 手搓成椭圆形， 然后用手掌在毛玻璃板上轻轻滚搓。 当土条搓至直径为 3mm 时， 其产生裂缝并开始断裂， 则这时土条的含水量即为土的塑限含水量，收集 3-5g 滚搓后合格的土条测其含水量。 四、相对密度试验方法： ㈠概述：土的密实程度通常指单位体积中固体颗粒的含量。土颗粒含量多，土就密实；土颗粒含量少，土就疏松。 工程上为了更好地表明粗粒土所处的密实状态，采用将现场土的孔隙比。与该种土所能达到最密实时的孔 隙比 emin 和最松时的孔隙比 emax 相对比的办法来表示现场土孔隙比为 e 时的密实度。这种度量密实度的指 标称为相对密度 Dr ㈡仪器设备： ①量筒：容积为 500cm3 及 100cm3 两种，后者内径应大子 6cm，②长颈漏斗：颈管内径约 1.2cm,颈口磨平 ③锥形塞：直径约 1.5cm 的圆锥体镶于铁杆上。 ④砂面拂平器。 ⑤电动最小孔隙比仪：如元此种仪器，可有下列(6)-(8）的设备。⑥金属容器：有以下两种： a 容积 250cm3，内径 5cm，高度 12.7cm。 b 容积 1000cm3，内径 10cm，高度 12.7cm。 ⑦振动仪：⑧击锤：锤重 1.25kg 高度：150mm，锤座直径 50mm。 ㈢试验步骤： 1．最大孔隙比的测定： ①取代表性试样约 1.5kg，充分风干（或烘于） ，用手搓揉或用圆木棉在橡皮板上碾散，并拌和均匀。 ②将锥形塞杆自漏斗下口穿人，并向上提起，使锥体堵住漏斗管口：一并放人体积 1000cm3 量筒中，使其 下端与量筒底相接。 ③称取试样 700g，准确至 1g，均匀倒人漏斗中，将漏斗与塞杆同时提高，移动塞杆使锥体略离开管口， 管口应经常保持高出砂面约 1-2cm，使试样缓缓且均匀分布地落人量筒中。 ④试样全部落人量筒后取出漏斗与锥形塞， 用砂面拂平器将砂面拂平， 勿使量筒振动， 然后测读砂样体积， 3 估读至 5cm 。 ⑤以手掌或橡皮塞堵住量筒口， 将量筒倒转， 缓慢地转动量筒内的试样， 并回到原来位置， 如此重复几次， 3 记下体积的最大值，估读至 5cm 。 ⑥ 取上述两种方法测得较大体积值，计算最大孔隙比。 2．最小孔隙比的测定： ①取代表性试样约 4kg，按最大孔隙比测定的步骤处理。 ②分三次倒入容器振击，先取上述试样 600-800（其数量应使振击后的体积略大于容器容积的 1/3）倒 入 1000cm3 容器内，用振动仪以各(150-200）次／min 的速度敲打容器两侧，并在同一时间内，用击锤 于试样表面锤击 30-60）次／min，直至砂样体积不变为止（一般约 5-10min 时） 。敲打时要用足够的力 量使试样处于振动状态。振击时，粗砂可用较少击数，细砂应用较多击数。 ③如用电动最小孔隙比试验仪时、当试样同上法装人睿器后，开动电机，进行振击试验。 ④按上述方法进行后两次加上的振动和锤击，第三次加上时应先在容器口上安装套环。 ⑤最后一次振毕，取下套环，用修上刀齐容器顶面削去多余试样，称量，准确至 1g，计算其最小孔隙比。 ㈣结果整理：①计算最小与最大于密度；②计算最大与最小孔隙比③计算相对密度，计算至 0.01 ㈤精密度和允许差：最小与最大干密度，均须进行两次平行测定，取其算术平均值，其平行差值不得超 过 0.03g/cm3。上述方法适用于颗粒直径小于 5mm 的土，且粒径 2-5m 的试样质量不大于试样总质量的 15％。 五、颗粒分析试验方法： ㈠概述：分析的方法有直接法和间接法，对于粒径大于 0.074mm 的土用筛析法直接测试；对于粒径为 0.002-0.074mm 的土一般用水析法间接测试。 ㈡筛析法： ①试验原理：筛析法是将土样通过逐级减小孔径的一组标准筛子。对于通过某一筛孔的土粒，可以认为其 粒径恒小于该筛的孔径，反之，遗留在筛上的颗粒，可以认为其粒径恒大于该筛的孔径。这样即可把土 样的大小颖粒按筛孔径大小逐级加以分组和分析。 ②适用范围：粒径 d＞0.074mm 的土。 ③仪器设备：细筛：孔径为 2mm、0.5mm、0.25mm、0.074mm。 ④试验步骤： a 将土样放在橡皮板上风干，用木碾将粘结的土团充分碾散拌匀，用四分法取代表性土样备用。b 将四分法取出的代表性土样称取 100-4000g(土样的粒径越大称取的数量越多） 。 c 将试样过孔径为 2mm 的细筛，分别称出筛上和筛下土的质量。 d 取 2mm 筛上试样倒人依次叠好的粗筛（孔径为 60mm、40mm、20mm、10mm、5mm）的最上层筛中； 取 2mm 筛下的土样倒人依次叠好的细筛（孔径为 2mm、0.5mm、0.25mm、0.074mm）的最上层筛中进 行筛析，若 2mm 筛下的土不超过试样总质量的 10%，则可省略细筛分析。同样，2mm 筛上的土如不 超 过试样总质量的 10 ％，则可省略粗筛分析，筛析时细筛可放在摇筛机上振摇，振摇时间、般为 10-15min。 e 依次将留在各筛上的土称重。 要求备细筛及底盘内土质量总和与原来所取 2mm 筛下试样质量之差不得 大于 1％，同样各粗筛及 2mm 筛下的土质量和与试样质量之差不得大于 1%。 ⑤计算及绘图：以小于某粒径的土质量百分数为纵坐标，颗粒直径的对数值为横坐标，绘制颗粒大小分配 曲线。 ㈢比重计法和移液管法： 1、试验原理： 比重计法和移液管法分析是水析法的一种， 实质为静水沉降法， 其基本原理认为 0.002-0.2mm 粒径的土 粒在水或液体中靠自重下沉时应作等速运动，运动的规律符合斯托克斯定律。定律认为土粒越大，在 静水中沉降速度越快。反之，土粒越小、沉降速度越慢。 2、适用范围：斯托克斯公式只适用于直径为 0.2-0.002mm 的颗粒。 3、方法概述： ①对于比重计法，首先将一定体积液体中的土加以搅拌，使其均匀分散于整个悬液内。自此时算起， 在其后某一时间（t）将比重计放入悬液中，观测液面所达到的比重计刻度。这样，可以利用已知的 t 及 L 算得相应的等值粒径 d 和推求在全部悬液中所含等于和小于 d 的颗粒密度及其所占质量百分比。 以此两项结果，在半对数纸上绘制颗粒大小分配曲线。 ②移液管法根据斯托克斯定律计算出某一粒径的颗粒沉降至某一深度所需要的时间，在此时刻内用吸 管在该深度处吸取一定体积的悬液。将吸出的悬液烘干称重；就可把不同粒级的质量测定出来以确 定土的颗粒组成。 六、承载比（CBR）试验： ㈠目的和范围：对各种土和路面基层、底基层材料进行承载比试验，最大粒径宜在 25mm 以内，最大不得 超过 38mm。 ㈡仪器设备：圆孔筛 38mm、25mm、20mm、5mm 各一个，试筒、夯锤和导管、贯入杆、路面材料强度仪、 百分表、荷载板、水槽、台称。 ㈢试验步骤： 1、试样制备：将风干试样 50kg 过 38mm 筛，将已过筛的试料四分法取 25kg，再用四分法取试料 6kg，取 一份试样按规定击实，求出最大干密度和最佳含水量。将其余 3 个试料按最佳含水量制备 3 个试件， 拌均后装入密闭容器浸润备用。 （重粘土大于 24h，轻粘土 12h，砂土 1h，砂砾 2h） 2、按规定的层数和每层击数对试样进行击实，完毕，卸下套环，用直刮刀沿试筒顶修平击实试件，称试 筒和试件的质量 m2。 3、将试筒与多孔板一起放入槽内（先不放水） ，将模具拉紧，安装百分表，读取初读数。 4、向水槽内放水，槽内水面保持在试件顶面以上 25cm，泡水 4 昼夜，泡水终了，读取百分表的终读数， 取出试件，倒出顶面的水，静置 15min。 5、将泡水试验终了的试件放到路面材料强度试验仪上，使贯入杆与试件顶面全面接触，在贯入杆周围放 置 4 块荷载板。 6、先在贯入杆上施加 45N 荷载，将百分表调整至零点。加荷使贯入杆以 1～1.25mm/min 的速度压入试件, 记录测力计内百分表某些整读数。 7、整理结果； ①绘制以单位压力（P）为横坐标，贯入量（L）为纵坐标的 P-L 的关系曲线。 ②一般采用贯入量 2.5mm 时的单位压力与标准压力之比作为材料的承载比：CBR=P/式中：p―单位压力（Kpa） ；CBR―承载比（%） ③贯入量 5mm 时的承载比：CBR=P／1， ④膨胀量=（泡水后试件高度变化）／120mm×100， （%） ⑤湿密度=（m2-m1）／2177（kg/cm3） ⑥干密度=湿密度／(1+0.01×w)（kg/cm3） 。 ⑦吸水量=m3-m2（g） 8、精度要求： ①如根据 3 个平行试验结果计算得的承载比变异系数 CV 大于 12%，则去掉一个偏离大值，取其余 2 个 结果的平均值。如 CV 小于 12%，且 3 个平行试验结果计算的干密度偏差小于 0.03g/cm3，取 3 个结 果的平均值。如 3 个平行试验结果计算的干密度偏差超过 0.03g/cm3，则去掉一个偏离大值，取 2 个 结果的平均值。 ②材料的承载比小于 100，准确至 5%；承载比大于 100，准确至 10%；注意：如果贯入量 5mm 时的承 载比大于 2.5mm 时的承载比，试验重作，如结果仍然如此，则采用 5mm 时的承载比。 第二节 土的力学性质试验检测方法： 一、土工试验（击实试验） ： ㈠目的和适用范围：确定土的最大干密度和最佳含水量（小试筒适用于粒径不大于 25mm 的土，大试筒用 于粒径不大于 38mm 的土） 。 ㈡仪器设备：标准击实仪、烘箱、干燥器、圆孔筛、台秤、天平、喷水器、推土器、修土刀等。 ㈢试验步骤： ①根据要求制备试样，将击实筒放在坚实的地面上，取制备好的土样分层（小筒按三层、大筒按五层）倒 入筒内，整平表面，稍加压紧，按规定的击数进行击实，击实时击锤自由垂直落下，锤迹必须均匀分布 于土样面，第一层击实完后，将试样层面“拉毛”再装入套筒，重复上述方法进行其余各层土的击实。 击实后，小筒试样不应高出筒顶面 5mm，大筒试样不应高出筒顶面 6mm。 ②用修土刀沿套筒内壁削刮，使试样与套筒脱离后，扭动并取下套筒，齐筒顶细心削平试样，拆除底板， 擦净筒外劈，称量，准确至 1g。 ③用推土器推出筒内试样，从试样中心处按规定数量取样测其含水量，计算至 0.1%。 ㈣结果整理： ①计算各点的干密度，绘制干密度与含水量的关系曲线。确定最大干密度和最佳含水量。 ③计算空气体积等于零的等值线。 ④当试样有大于 38mm 颗粒含量小于 30%时，先取出大于 38mm 颗粒并算其百分率，把小于 38mm 颗粒作 击实。 ⑤最大干密度校正：Pdm=1／（1-0.01p）／Pdm+0.01p／Gs′ ⑥最佳含水量校正：W0=W0(1-0.01p）+0.01PW2 ㈤土的击实特性： ①击实曲线有一个峰点； ②当含水量偏干时，含水量的变动对干密度的影响要比含水量偏湿式的影响更为明显。 ㈥影响压实的因素： ①含水量对整个压实过程的影响。②击实功对最佳含水量和最大干密度的影响。③不同压实机械对压实的 影响。④土粒级配的影响。⑤摊铺厚度的影响。⑥碾压速度和碾压技术的影响。 二、无机结合料稳定土的击实试验方法 １、概述： 无机结合料在国外常称水硬性结合料，它主要指水泥、石灰、粉煤灰和石灰或水泥粉煤灰。所用术语 水泥稳定土、石灰稳定土、石灰粉煤灰稳定土等都是总称。水泥遇水就要开始水化作用，从加水拌和 到进行击实试验问隔的时间愈长，水泥的水化作用和结硬程度就愈大。水化作用会影响水泥混合料所 能达到的密实度，间隔时间愈长，影响愈大，所以，水泥不参与上与其他混合料的浸润过程，仅在击 实前 1h 内将其和已浸润过的料进行拌和。另外，含水量的测试也应采用无机结合料稳定土的含水量测试法。 ２、试验方法： ①试料的准备可参照常规土击实法进行。 ②试件制备时，先将除水泥以外的设计料按比例称取并充分拌和均匀。 ③给试样配水后将其装人密封容器或塑料口袋内浸润备用。击实前 1h 内将所需要的稳定剂水泥加至 浸润后的试料中并且拌和均匀。 ④击实过程类似于普通土击实过程，击实后含水量应按无机结合料稳定土含水量的要求测定。资料整 理过程也类同于普通土击实方法。 ⑤当试样中大于规定最大粒径的超尺寸颗粒的含量为 5％-30%时，按下式对试验所得最大干密度和最 佳含水量进行校正。 3、注意事项： ①试验集料的最大粒径宜控制在 25mm 以内，最大不得超过 40mm（圆孔筛） 。 ②试料浸润时间：粘性土 12-24h，粉性土 6-8h，砂性土、砂砾土、红土砂砾、级配砂砾等 4h 左右，含 土很少的未筛分碎石、砂砾和砂等 2h。 ③试料浸润后才加水泥，并应在 1h 内完成击实试验，拌和后超过 1h 的试样，应予作废。石灰可与试料 一起拌匀后浸润。但试料不得重复使用。 ④应做两次平行试验，两次试验最大子密度的差不应超过 0.05g/cm3（稳定细粒土）和 0.08/cm3（稳定中 粒土和粗粒土） ，最佳含水量的差不应超过 0.5％（最佳含水量小于 10％）和 1.0％（最佳含水量大于 10%） 。 三、直剪试验方法 ㈠概述； 土的抗剪强度是土的一个重要力学指标。当估算地基承载力、评价地基稳定性、计算边坡稳定性以及支 挡结构物的土压力时都需用土的抗剪强度指标。土的抗剪强度是土体在力系作用下抵抗破坏的极限剪切 应力。 ㈡试验方法 ： 直接对试样施加剪力的设备叫直剪仪，常用的直剪仪分应力控制式和应变控制式两种。应力控制式是分 级施加等量水平剪力于土样使之受剪,应变控制式是等速推动剪切容器使土样等速位移受剪。 目前普遍使用的是应变式直剪仪。为求得土的抗剪强度参数 c、Φ 值，通常至少需要 4 个以上土样，以 同样的方法分别在不同的法向压力 σ1、 σ2、 σ3 作用下测出相应的破坏剪应力 τ1、 τ2、 τ3 的值， 根据这些 σ、 τ 值，即可在直角坐标图中绘出抗剪强度曲线。无论粘性土的抗剪强度试验，还是天然粘性土地基加荷 过程中孔隙水压力的消散，即荷载在土体中产生的应力全部转化为有效应力，均需要一定的固结时间来 完成。因此，土的固结过程实质上也是上土体强度不断增长的过程，对于同一种土，即使是在同一法向 压力下，由于剪切前试样的固结过程和剪切时土样的排水条件不同，其强度指标也不相同。为了近似地 模拟现场土体的剪切条件，即按剪切前的固结程度、剪切时的排水条件即加荷快慢情况，把直剪试验分 为快剪、固结快剪和慢剪三种试验方法。 1、快剪试验：快剪试验就是在对试样施加法向压力和剪力时，都不允许试样产生排水固结，由于在直剪 仪上下盒之问存在缝隙，要严格控制不排出一点水分是不可能的，为了消除这种影响，一般在试样上 下放置不透水有机玻璃圆块代替透水石，并在圆块周边涂抹凡士林以阻止水分从缝隙中逸出。待施加 预定竖向压力后，马上施加水平推力，并用较快的速率在 3-5min 内将试样剪损。对某些渗透性强、含 水量高、密度低的土要求在 30-50s 内剪损。这种方法是用来模拟现场的土体较厚、渗透性较小、施工 速度较快、基本上来不及固结就迅速加载而剪切的情况。 2、固结快剪试验：先使试样在竖向压力作用下达到完全固结后，再施加水平荷载进行剪切，在剪切时不 让孔隙水排出，即不允许试样在剪切过程中发生固结，则剪切时要求与快剪方法相同。这种试验方法 用来模拟现场土体在自重和正常荷载作用下已达到完全固结状态，以后又遇到突然施加的荷载或因上 层较薄、惨透注较小、施工速度较快的情况。 3、慢剪试验：先使试样在竖向压力作用下，让试样排水固结后，按 1-4h 将土样慢速施加水平剪力直至土样被剪损为止，这种试验方法是模拟现场土体已充分固结后才开始逐步缓慢地承受荷载的情况，此法 所测定的强度指标可用于有效应力分析。 ㈢试验的主要技术与要求： 1、剪切速率的影响： 剪切速率对砂土杭剪强度的影响很少，常可忽略不计，但对粘性土抗剪强度的影响则比较明显，粘性 上的抗剪强度一般情况都会随剪切速度加快而增大。较灵敏的土，剪切速率降低十倍时，其抗剪强度 则可降低 5%-8％。 2、破坏标准取值问题： 破坏值的选定常有下述情况：如应力―应变曲线具有明显峰值（紧密砂、硬粘土、超固结土） ，则取峰 值作为抗剪强度破坏值；如曲线无峰值（松砂、饱和软粘土、欠固结土等） ，一般取其剪应变的 15%或 试样直径的１／15~1／10 剪切变形时的剪应力值作为破坏值。 四、压缩试验 ㈠压缩试验的基本原理：压缩试验是研究土体一维变形特性的测试方法，试验系将试样放在限制侧向变形 的压缩容器内，分级施加垂直压力，测记加压后不同时间的压缩变形，直至各级压力下的变形量趋予某 一稳定标准为止。然后将各级压力下最终的变形与相应的压强绘成曲线，从而求得压缩指标值。土的压 缩主要是孔隙体积的减小，所以关于土的压缩变形常以其孔隙比的变化来表示。试验资料整理时，可根 据试样压缩前后的体积变化求出压缩变形和孔隙比的关系，即 e-p 曲线,也可整理成 e-lgp 曲线。 ㈡压缩试验的资料分析： 根据压缩试验所得的 e-p 和 e-lgp 曲线可整理出以下资料： ①压缩系数，②压缩指数，③a 和 cc 的关系，④体积压缩系数，⑤压缩模量，⑥变形模量，⑦先期固结 压力 P，根据 e-lgp 曲线按规范方法确定。 ㈢试验的主要技术问题： 1、荷重等级的影响按固结试验结果估算的沉降量一般与实测的沉降量相差较大，这是由于固结理论和应 力计算与实际情况有所差异，以及土样结构受到不同程度的扰动等原因所致，一般现场建筑物传给地 基内部各部位的压力比较缓慢，而试验室里的固结压力则是很快地传递到试样上。荷重率小，则压缩 作用进行得缓慢，对土的触变破坏较小，且其结构强度得以部分恢复，因而沉降量小；反之快速加荷 或荷重率很大，则会得到较大的沉降量。这种现象对塑性指数较大的粘上或结构强度小、密度低的软 土表现尤为明显，一般情况下可按试验规范确定的荷重率加荷，对特别研究的具体工程也可按自定的 荷重率加荷。 2、稳定标准的影响沉降的稳定时间取决于试样的透水性和流变性质。上样的粘性愈大，达到稳定所需的 时间也愈长。某些软粘土要达到完全稳定，需几天甚至几周时间，这是因为一般粉性土在荷重作用下 产生的体积变化是由两部分组成，一部分是由于有效应力的增加而产生的主固结，另一部分是在不变 的有效应力作用下产生的次固结。 规定不同的稳定时间， 会得出不同的压缩曲线。 《公路土工试验规程》 (JTJ051-93)确定稳定时间为 24h，但多数规程是以某一时间内沉降差为稳定标准，而科研工作则多以主 次固结为稳定标准。 第三节 土工原位测试方法： 应变 条件 小应变 大应变 试验 目的 模量 强度 模量及强度试验类型 波速 直剪 载荷原位测试内容 钻孔波速试验：沿孔法、跨孔法 十字扳剪切试验 标准贯入试验、静力触探试验 平板载荷试验、螺旋压板载荷试验旁压试验：预钻式；自钻式1、钻孔波速试验：这一试验方法属于小应变条件的原位测试方法，在均质的或成层上层中，理论上波速与上层的弹性模量和泊松比有关。因此，如在现场测得了波速，就可计算上的弹性模量和泊松比。为 了测定波速，在震源处引发一次冲击，而在离开震源某一距离处放置一检波器，以测定波通过该指定 距离所需的时间，它是在上的勘察中常用的试验方法。 2、十字板剪力试验：这种方法适用于原位测定饱水软粘土的不排水抗剪强度。由于它避免了钻探时土的 扰动以及取土样的扰动，而直接在原位应力条件下测定土的抗剪强度，所以它是一种有效的原位测试 方法。 十字板剪力试验是在预钻的钻孔孔底，把有 4 个叶片的十字板头插至规定深度，施加扭转力矩，直至 土体破坏；或是不用钻探，直接将十字板压入土中不同深度，测土体破坏抗扭力矩，则不可计算排水 抗剪强度 cu（也即十字板抗剪强度 Sr）为： 3、标准贯人试验：标准贯人试验是利用规定的落锥能量将圆筒形的贯入器打入钻孔底土中，根据贯人的 难易程度来判定土的物理力学性质。标准贯人装置锤重 63.5kg，自由落距 76cm，贯入器外径 51mm， 内径 35mm，长 500mm,为两个半圆管合成，下部有贯人器管靴。贯入器上端连接外径 42mm 钻杆。在 将贯人器打入上层时， 先打入 15cm 不计击数， 续继贯人士中 30cm， 记录其锤击数即标准贯入击数 N。 标准贯人试验对估定砂类土的天然密度是十分有用的，N 与砂类土密实度的经验关系见有关规范。 4、静力触探试验；静力触探试验就是将一金属圆锥形探头，用静力以一定的贯人速度贯人土中，根据测 得的探头贯入阻力可间接地确定土的物理力学性能。静力触探具有明显的优点：连续、快速、灵敏， 简便。因此，已得到广泛地使用，静力触探的不足在于：不能对土进行直接的观察和描述；测试深度 还不能太深（一般小于 50m，个别情况当采取一些辅助手段，可达 70m） 。静力触探头有单桥及双桥两 种。 5、 平板载荷试验； 载荷试验是一种最古老的原位测试方法， 它是在与建筑物基础工作相似的受荷条件下， 对天然条件下的地基土测定加于承载板的压力与沉降的关系，实质上是基础的模拟试验。根据压力与 沉降的关系，可以测定上的变形模量、评定地基土的承载力。对于不能用小尺寸试样试验的填土、含 碎石的土等，最适宜用载荷试验。试验时，可用维持荷载直至沉降稳定，再加下一级荷载直至破坏荷 载；也可以用一定的沉降速率（例如 2.5mm／min 的速度）使载荷板压人土中，测定荷载与沉降关系， 这时所施加的最大荷载相应于不排水抗剪强度所提供的极限荷载。利用荷载-沉降曲线(p-s 曲线）的初 始直线段，可求得土的变形模量 Eo。 6、螺旋压板荷载试验；以螺旋板作为载荷板，旋入地下预定深度，用千斤顶通过传力杆向螺旋压板施加 压力，同时测量载荷板的沉降值。当一个深度试验完毕后，可再旋人到下一个深度进行试验，螺旋压 板载荷试验可用于砂土，也可用于枯性土，但旋人螺旋板时对土有一定的扰动。 7、旁压试验；通过旁压器弹性膜的横向膨胀，对土施加压力，使土体产生相应的横向变形，从而测得压 力与变形的关系曲线，称为旁压曲线，并由此可求得土的变形模量和地基承载力，旁压试验实质上是 横向的载荷试验，故也可尔为横压试验。旁压试验按旁压器的就位方式分为两类： （1）预钻式旁压试 验。 （2）自钻式旁压试验。第五章砂石材料试验检测技术一、粗集料及集料混合料的筛分试验 ㈠目的与范围：测定粗集料（碎石、砾石、矿渣等）的颗粒级配。 ㈡仪器与材料：试验筛、摇筛机、天平或台秤、方盘等。 ㈢方法与步骤： （干筛法） 1、四分法称取集料的质量。 2、将试样放入 105±5℃烘箱中烘干，称重质量 m。 3、依据各技术规范要求，对集料按筛孔大小排列顺序逐个过筛，直至 1min 内通过筛孔的质量小于筛上残 余质量的 1%为止。 4、称取每个筛上的筛余质量，准确至总质量的 0.1%（最后总质量筛前相差不得超过 0.5%） 。5、计算：分计筛余、累计筛余、通过率（精确 0.1%）6、绘制筛分曲线图。 二、沥青混合料及基层用粗集料（水洗法） ： 1、试验方与步骤： ①将试样放入 105±5℃烘箱中烘干至恒重，称取试样的总质量。准确至 0.1％。 ②将试样置于洁净容器中，加水将集料全部淹没，充分搅动集料。 ③仔细将容器中混有细粉的悬浮液倒入一组套筛中（底部为 0.075mm、上部为 2.36mm 或 4.75mm 标准 筛） ，尽量不将粗集料倒出。 ④重复上述步骤，直至倒出的水洁净为止。 ⑤将每个筛上及容器中的集料全部回收在一个搪瓷盘中，置 105℃±5℃烘箱中烘干至恒重,称量。准确 至 0.1％。 ⑥将回收的干燥集料按干筛方法筛分出 0.075mm 筛以上各筛的筛余量。 2、水筛法筛分结果的计算： ①按公式 m0.075=m3-m4；P0.075=m0.075 m3=m3 ?m4 m3× 100,准确至 0.1％。两次试验结果 P0。075 的差值超过 1％时，试验应重新进行。 ②按公式 m5=m3-(∑mi+m0.075)计算各筛分计筛余量及筛底存量的总和与筛分前试样的干燥总质量之差， 作为筛分时的损耗，并计算损耗率记入筛分记录表中。若损耗率大于 0.3％，应重新进行试验。 ③按干筛法计算其它各筛的分计筛余百分率、累计筛余百分率、质量通过百分率。筛分结果以各筛孔 的质量通过百分率表示。 ④绘制集料筛分曲线与矿料级配曲线，其横坐标为筛孔尺寸的 0.45 次方，纵坐标为普通坐标。 ⑤同一种集料平行试验两次，取平均值作为每号筛上筛余量的试验结果。 三、粗集料的压碎值试验 ㈠目的与范围： 本方法适用于衡量石料在逐渐增加的荷载下抵抗压碎的能力， 是衡量石料力学性质的指标， 以评定其在公路工程中的适用性。 ㈡仪器与材料：集料压碎值试验仪、金属棒、天平、压力机 500KN、金属筒、方孔筛（13.2mm、9.5m、 2.36mm） 各一个。 ㈢方法步骤： ①风干试样用 13.2mm 和 9.5mm 标准筛过筛，取 9.5～13.2mm 的试样三组各 3000g 待用， ②将要求质量的试样分 3 次（每次数量大体相同）均匀装入试模中，每层均匀捣实 25 次，每次将试样表 面整平，用金属棒的半球面端从石料表面上均匀捣实 25 次，用金属棒刮平表面，夯击后石料在试筒内 的深度为 100mm，以相同质量的试样进行压碎值的平行试验。 ③将装有试样的试模放在压力机上， 开动压力机， 均匀施加荷载。 在 10min 左右的时间内加荷至 400kN 时。 稳压 5s 后卸载。 ④将筒内试样到出，全部过 2.36mm 的筛，需筛到 1min 内无明显筛出物为止。称取通过 2.36mm 筛孔的颗 粒质量（m1） ，准确至 1g。 ⑤计算： Qa =m 1 ×100′m0精确 0.1%。 以两次平行试验结果为压碎值。 注： 水泥混凝土 Y=0.816X-5 换算。四、水泥混凝土集料针片状含量试验 ㈠目的范围：适用于水泥砼所用的 4.75mm 以上的粗集料，来评价其形状、及工程中的适用性。 ㈡仪器与材料：水泥砼集料片状、针状规准仪、天平、标准筛 ㈢方法与步骤： ①按下表规定用四份法称取试样 m。 ②采用标准套筛将试样分成不同的粒级，具体粒级划分界限及对应的规准仪孔宽和间距满足相关要求。 ③不同粒级的颗粒首先通过目测，将不可能是针状或片状的颗粒挑出，对怀疑为针、片状的颗粒逐一对应于规准仪相应的位置进行鉴定。凡长度大于针状水准仪上相应间距者，判定为针状颗粒，颗粒厚度小于 片状规准仪上相应孔宽者，判定为片状颗粒。 ④称量由各粒级挑出的针状和片状颗粒的总质量 m1。 ⑤计算：针、片状含量 Q=m1／m×100。精确 0.1%。 针、片状试验所需的试样最小质量。 公 称 最 大 9.5 粒径（mm） 0.3 试样最小 用量（kg） 16 1 19 2 26.5 3 31.5 5 37.5 10五、沥青路面用粗集料针片状含量试验（游标卡尺法） ： ㈠目的范围：本方法适用于测定粗集料的针、片状颗粒含量。用于评价集料的形状和抗压碎的能力，评定 石料生产水平及其在工程中的适用性。 ㈡仪器：标准筛、游标卡尺、天平。 ㈢试验步骤： ①四分法选取 1kg 试样，过 4.75 筛 mm，称取试样的总质量 m0，准确至 1g，取筛上部分 800g，并不少于 100 颗。 ②将试样平摊于桌面上，首先目测挑出接近立方体的符合要求的颗粒，剩下的用卡尺逐颗测量石料的长度 L、厚度 T，宽度Ｗ（T&
& ） ，将 L/T≥3 的颗粒（即长度方向与厚度方向的尺寸之比大于等于 3 的 颗粒）分别挑出作为针片状颗粒。称取针片状颗粒的质量 m1，准确至 1g。 ③计算：按公式 Qe=m1 × 100 计算针片状颗粒的含量。0m④试验要求平行测定两次，计算两次结果的平均值，两次的差值小于平均值的 20%，取平均值；若大于等 于 20%，再追加测定一次，取三次结果的平均值为测定值。 六、粗集料磨耗试验（洛杉矾法） ： ㈠目的与适用范围：测定标准条件下粗集料抵抗摩擦、撞击的能力，以磨耗损失（％）表示。适用于各种 等级规格集料的磨耗试验。 ㈡仪器：洛杉矾磨耗机、钢球、台称、标准筛、烘箱等。 ㈢试验步骤： ①将不同规格的集料用水冲洗干净，置烘箱中烘干至恒重。 ②对所使用的集料，根据实际情况按要求选择最接近的粒级类别，确定相应的试验条件，按规定的粒级 组成备料、筛分。 ③分级称量（准确至 5g） ，称取总质量（m1）,装入磨耗机圆筒中。 ④选择钢球的数量及总质量要符合规定，将钢球加入钢筒中，盖好筒盖，紧固密封。 ⑤将计数器调整到零位，设定要求的回转次数，开动磨耗机，以 30r／mim~33r／mim 转速转动至要求的 回转次数为止。 ⑥取出钢球将试样从投料口倒入洁净的容器中。 ⑦将试样过 1.7mm 的方孔筛，筛去试样中被撞击磨碎的细屑。用水冲洗干净留在筛上的碎石，置 1050C ±50C 烘箱中烘干至恒重，准确称量(m2)。 ㈣计算：按公式 Q=m 1 ?m 2 m1× 100。取两次平行试验结果的算术平均值为测定值，两次试验结果的差值不大于 2％，否则须重做试验。 七、粗集料含泥量与泥块含量试验： ㈠目的与范围：测定碎石或砾石小于 0.075mm 的尘屑、淤泥、粘土的总含量，及 4.75mm 以上泥块颗粒含 量。 ㈡仪器与材料：烘箱、天平、标准筛 (含泥量用 1.18mm、0.075mm 方孔筛；泥块含量用 2.36mm 及 4.75mm圆孔筛)。 ㈢含泥量试验步骤： ①用四分法称取试样一份装入容器中。 ②在容器内加水，浸泡 24h,用手在水中淘洗颗粒，使尘屑、粘土与较粗颗粒分开，并使之悬浮与水中；缓 缓将浑浊液倒入 1.18mm 及 0.075mm 的套筛上，滤去小于 0.075mm 的颗粒；试验前筛子用水湿润，注 意避免大于 0.075mm 颗粒丢失。反复清洗直到水清为止。 ③用水冲洗余留筛上的颗粒，将 0.075 筛放入水中来回摇动，然后将两筛上余物装入浅盘，放入烘箱烘干 冷却称取质量 M。计算：Qn=(M-m)/M X100(精确 0.1%)。 ④要求平行做两次，取两次平均值，两次差值不应大于 0.2%，否则重做试验。 ㈣泥块含量试验步骤： ①取试样一份过 4.75mm 筛，称出筛去 4.75mm 以下颗粒后的试样质量 m2。 ②将试样在加水容器中铺平浸泡 24h，放掉水，用手捻压泥块，放在 2.36mm 筛上用水冲洗，直至洗出水 清为止。 ③称取 2.36mm 筛上试样， 置于烘箱中烘干， 冷却后称取质量 m1。 计算： Qn=(m1―m2)/m1x100 （精确 0.1%） 。 ④要求平行做两次，取两次平均值，两次差值不应大于 0.1%，否则重做试验。 第二节 细集料部分 一、细集料 1、细集料筛分试验： ㈠目的与范围：测定细集料（天然砂、机制砂、石屑）的颗粒级配及粗细程度。对水泥砼用细集料可采用 干筛法，也可采用水洗法；对沥青混合料及基层细集料必须用水洗法筛分。 ㈡仪器与材料：标准筛、天平（称量 1000g，感量小于 0.5g） 、摇筛机、烘箱（控温 1050C±50C）等。 ㈢准备工作：根据样品中最大粒径的大小，选用适宜的标准筛，水泥砼用砂用 9.5mm 筛、沥青路面及基层 用砂（天然砂、机制砂、石屑等）用 4,75mm 筛筛除超粒径材料。在潮湿状态下将样品充分拌勺，用分 料器法或四分法缩分至每份不少于 550g 的试样两份，烘干至恒重，冷却后备用。 ㈣干筛法试验步骤： ①称取烘干试样 500g （m1） ， 准确至 0.5g， 置于 4.75mm 套筛上， 将套筛装入摇筛机并扣紧， 摇筛约 10mim， 然后取出套筛，再按筛孔大小顺序逐个进行手筛，直到每分钟的筛余量不大于筛上剩余量的 0.1％时为 止，将筛出通过的颗粒并入下一号筛的试样中一起过筛，以此顺序进行至各号筛全部筛完为止。 ㈤水洗法试验步骤： ①称取烘干试样 500g（m1） ，准确至 0.5g ②将试样置于洁净容器中，加水将集料全部淹没，充分搅动集料。 ③仔细将容器中混有细粉的悬浮液倒入一组套筛中（底部为 0.075mm、上部为 1.18mm 标准筛） ，尽量 不将粗集料倒出。 ④重复上述步骤，直至倒出的水洁净且小于 0.075mm 的颗粒全部倒出为止。 ⑤将每个筛上及容器中的集料全部回收在一个搪瓷盘中，置 105℃±5℃烘箱中烘干至恒重,称量(m2)。 准确至 0.1％。 ⑥将回收的干燥集料按干筛方法筛分出 0.075mm 筛以上各筛的筛余量。 ⑦称量各筛筛余质量，精确至 0.5g。筛分后的试样总量与筛分前的试样总量相差不得大于 1％。 ㈥计算分计筛余百分率：各号筛的分计筛余百分率为各号筛上的筛余量除以试样总量的百分率，精确 至 0.1％。 ㈦计算累计筛余百分率：为该号筛及大于该号筛的各号筛的分计筛余百分率之和，准确至 0.1％。 ㈧计算质量通过百分率： 各号筛的质量通过百分率等于 100 减去该号筛的累计筛余百分率， 准确至 0.1％。 ㈨根据各筛的累计筛余百分率或通过百分率，绘制级配曲线。 ㈩天然砂的细度模数按下式计算，精确至 0.01。Mx= Mx=(A 0.15 +A 0.3 +A 0.6 +A 1,18 +A 2.36 )?5A 4.75 100 ?A 4.75 100 A 0.15 +A 0.3 +A 0.6 +A 1,18 +A 2.36 +A 4.75（砼用天然砂用此公式计算）(沥青路面及各种路面的基层、底基层用天然砂)以两次平行试验结果的算术平均值作为测定值。如两次试验结果之差大于 0.2，应重新进行试验。 2、细集料含泥量试验（筛洗法） ： ㈠目的与范围：测定细集料中粒径小于 0.075mm 的尘屑、淤泥、粘土的含量。不适用于人工砂、石屑、矿 粉成分较多的细集料。 ㈡仪器与材料：天平、烘箱、方孔筛 0.075mm、及 1.18mm。 ㈢方法与步骤： ①四分法取样，烘干、冷却称取约 400g 的试样两份备用。 ②将试样置于筒中，加入洁净的水，使水面高出砂面约 200mm，浸泡 24h，然后用手淘洗，将悬浮液倒入 1.18mm 至 0.075mm 的套筛上，滤去小于 0.075mm 的颗粒。 ③重得上述过程，直至筒内水洁净为止。回收筛上筛余颗粒和筒中干净的砂装入浅盘，放入烘箱烘干冷却 称重 M。 ④计算： Qn＝m 0 ?m 1 m0× 100精确至 0.1%。取两次平均值为测定值， 两次差值超过 0.5%， 应重新做试验。3、细集料泥块含量试验： ㈠目的与范围：测定水泥砼用砂中颗粒大于 1.18mm 的泥块含量。 ㈡仪器与材料：天平、烘箱、方孔筛 0.6mm 及 1.18mm。 ㈢方法与步骤： ①取 2500g 试样四分法，置于烘箱烘干、冷却，用 1.18mm 筛筛分，取筛上的砂约 400g 分两份。 ②取一份 200g 置于容器中，并注入洁净的水，使水面高于砂面 200mm，拌匀、浸泡 24h，然后用手在水 中捻碎泥块，用 0.6mm 筛洗，直至水洁净为止。 ③将筛余物放入浅盘，烘干、冷却、称重 m。 ④计算：Q=(200-m)/200x100 精确 0.1%。 ⑤要求平行做两次，取两次平均值，两次差值不应大于 0.4%，否则重做试验。 4、矿粉筛分试验（水洗法） ： （一）目的与范围：测定矿粉、水泥、石灰、粉煤灰的颗粒级配。 （二）仪器与材料：标准筛、0.6mm、0.3mm、0.15mm、0.075mm 天平、烘箱等。 （三）方法与步骤： ①将矿粉烘干，冷却，称取 100g，碾碎。 ②手工干筛矿粉剔除小于 0.075mm 部分，存留物倒回整套筛上，用水轻轻冲洗，0.075mm 以下部分任其 流失，直至水清为止，逐层清洗。 ③将筛上物装入搪瓷盘中烘干，冷却称取筛余重。 ④计算：计算分计筛余率。精确 0.1%。 ⑤要求平行做两次试验，取两次平均值。各号筛的通过率相差不得大于 2%，否则重做试验。 5、矿粉亲水系数试验： （一）目的与范围：用于评价矿粉与沥青结合料的粘附性能。包括水泥、石灰、粉煤灰的亲水系数。 （二）仪器与材料：量筒、研体、天平、煤油、烘箱。 （三）方法与步骤： ①称取烘干矿粉 5g，放入研体中，加入 15ml-30ml 的蒸馏水，细磨 5min,后将悬浮液冲洗移入量筒中， 使量筒中液面恰为 50ml，然后用玻璃棒搅和悬浮液。 ②同上法将另一份同样的矿粉，用煤油仔细研磨，将悬浮液移入另一量筒，液面为 50ml。 ③两量筒静置，使液体中的颗粒沉淀。 ④每天两次记录沉淀物的体积，直至体积不变为止。⑤计算：η=V 水/V 煤油⑥要求平行做两次，取两次平均值。第六章路面基层材料试验检测方法一、概 述； 无机结合料稳定类（俗称半刚性基层）可分为水泥稳定土类、石灰稳定土类、综合稳定土类和石灰工业废 渣稳定土类（主要是石灰粉煤灰稳定类） ，包括水泥稳定土、石灰稳定土、水泥石灰综合稳定土、石灰粉 煤灰稳定土、水泥粉煤灰稳定土及水泥石灰粉煤灰稳定土等。其中土作为基层材料的骨架，水泥和石灰则 属于基层材料的胶凝物质。 二、用于路面基层材料土的一般定义 按照土中单个颗粒（指碎石、砾石和砂颗粒）的粒径大小和组成，将土分为下列三种，即细粒土、中粒土 和粗粒土。 三、无机结合料稳定土的概念 ①在粉碎的或原来松散的土（包括各种粗、中、细粒土）中，掺人足量的水泥和水，经拌和压实得到的 混合料在压实及养生后，当其抗压强度符合规定的要求时，称为水泥稳定土。 ②如果用石灰代替水泥掺人士中，则称石灰稳定土。 ③同时用水泥和石灰稳定某种土得到的混合料，简称综合稳定土。 ④一定数量石灰和粉煤灰或石灰和煤渣与其他集料相配合，加人适量的水（通常为最佳含水量） ，经拌 和、压实及养生后得到的混合料，当其抗压强度符合规定的要求时，称石灰工业废渣稳定土（简称石 灰工业废渣） 。 四、无机结合料稳定土组成材料要求：1、水泥稳定土： 凡能被经济地粉碎的土都可用水泥稳定，其最大颗粒和颗粒组成应满足