土的液塑限和含水量試驗(yàn) ()
一、目的要求土的液塑限和含水量試驗(yàn)
掌握土的液、塑限和含水量試驗(yàn)的基本原理，了解試驗(yàn)的儀器設(shè)備，熟悉試驗(yàn)方法和操作步驟，掌握液塑限、塑限和含水量的計(jì)算方法和試驗(yàn)成果的整理。
二、試驗(yàn)原理
（一） 含水量試驗(yàn)原理
土樣含水量是指土樣在105度至110度溫度下烘干至恒重時(shí)所失去的水份質(zhì)量與烘干質(zhì)量的比值。用百分?jǐn)?shù)表示。
（二） 液限、塑限試驗(yàn)原理
粘性土隨著含水量變化，其物理狀態(tài)和力學(xué)性質(zhì)發(fā)生明顯的變化。重塑土處于液態(tài)時(shí)在自得作用下不能保持其形狀，發(fā)生類似于液體的流動(dòng)：土體處于可塑狀態(tài)，在重力作用下能保持形狀，在外力作用下將發(fā)生塑性變形而不斷裂，外力消失后能外力消失前一時(shí)刻的形狀而不變，有一定的抗剪強(qiáng)度。通過(guò)給予試樣一個(gè)小的外力，在一定時(shí)間內(nèi)變形達(dá)到規(guī)定值時(shí)的含水量。塑限試驗(yàn)利用土體處于可塑時(shí)，在外力下產(chǎn)生任意變形而不發(fā)生斷裂；土體處于半固態(tài)時(shí)，當(dāng)變形達(dá)到一定值（或受力較大）時(shí)發(fā)生斷裂的特點(diǎn)。試驗(yàn)時(shí)給予一下外力，使試樣變形達(dá)到規(guī)定剛好出現(xiàn)裂縫時(shí)所對(duì)應(yīng)的含水量作為塑限含水量。
三、試驗(yàn)方法
液限測(cè)定可以采用錐式液限儀法以及液、塑限聯(lián)合測(cè)定儀法，塑限測(cè)定可以采用挫滾法以及液、塑限聯(lián)合測(cè)定儀法。
四、儀器設(shè)備：
（一）、液、塑限聯(lián)合測(cè)法儀器設(shè)備
錐式液限儀、液、塑限聯(lián)合測(cè)定儀、毛玻璃板、調(diào)土刀、0.5mm孔徑分析篩，凡士林、純水、恒溫烘箱、天平、鋁盒、干燥器、鉛絲籃等。
（二）、錐式液塑限儀法儀器設(shè)備：
錐式液限儀，毛玻璃板、調(diào)土刀、0.5mm孔徑分析篩，凡士林、純水、恒溫烘箱、天平、鋁盒、干燥器、鉛絲籃等。
（三）、滾搓法塑限試驗(yàn)儀器設(shè)備：
錐式液限儀、液、塑聯(lián)合測(cè)定儀，毛玻璃板、調(diào)土刀、0.5mm孔徑分析篩，凡士林、純水、恒溫烘箱、天平、鋁盒、干燥器、鉛絲籃等。
五、試驗(yàn)步驟：
（一）、液塑聯(lián)合測(cè)定法試驗(yàn)步驟：
1、本試驗(yàn)宜采用天然含水率試樣，當(dāng)土檔不均勻時(shí)，采用風(fēng)干試樣，當(dāng)試樣中含有粒徑大于0.5mm的土粒和雜物時(shí)，應(yīng)過(guò)0.5mm篩。
2、當(dāng)采用天然含水率土樣時(shí)，取代表性土樣250g；采用風(fēng)干試樣時(shí)，0.5mm篩下的代表性土樣200g，將試樣放在橡皮板上用純水將土樣調(diào)成均勻膏狀，放入調(diào)土皿，浸潤(rùn)過(guò)夜。
3、將制備的試樣充分調(diào)拌均勻，填入試樣杯中，填樣時(shí)不應(yīng)留有空隙，較干的試樣應(yīng)充分搓揉，密實(shí)地填入試樣壞中，填滿后刮平表面。
4、將試樣杯放在聯(lián)合測(cè)定儀的升降座上，在圓錐上抹一薄層凡士林，接通電源，使電磁鐵吸住圓錐。
5、調(diào)節(jié)零點(diǎn)，將屏幕上的標(biāo)尺調(diào)在零位，調(diào)整升降座、使圓錐尖接觸試樣表面，指示燈亮?xí)r，圓錐在自重下沉入試樣，經(jīng)過(guò)5s后測(cè)讀圓錐下沉深度（顯示在屏幕上），取出試樣杯，挖去錐尖入土處的凡士林，取錐體附近的試樣不少于10g，放放稱量盒內(nèi)，測(cè)定含水率。
6、將全部試樣再加水或吹干并調(diào)勻，重復(fù)本條3至5款的步驟分別測(cè)定**點(diǎn)第三點(diǎn)試樣的圓錐下沉深度及相應(yīng)的含水率。液塑限聯(lián)合測(cè)定應(yīng)不少于三。（注：圓錐入土深度宜為3-4mm、7-9mm、15-17mm）
7、以含水率為橫坐標(biāo)，圓錐入土深度為縱坐標(biāo)在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)紙上繪制關(guān)系曲線，如圖1.2所示，三點(diǎn)應(yīng)在一直線上，如圖中A線。當(dāng)三點(diǎn)不在一直線上時(shí)，通過(guò)高含水率的點(diǎn)和其余兩點(diǎn)連成二條南線，在下沉為2mm處查得相應(yīng)的2個(gè)含水率，當(dāng)兩個(gè)含水率的差值大于等于2%時(shí)，應(yīng)重做試驗(yàn)。
8、在含水率與圓錐下沉深度的關(guān)系圖上查圖1.2圓錐下沉深度與含水率關(guān)系曲線得下沉深度為17mm所對(duì)應(yīng)的含水率為液限，查得下沉深度為10mm所對(duì)應(yīng)的含水率為10mm液限，查得下沉深度為2mm所對(duì)應(yīng)的含水率為塑限，取值以百分?jǐn)?shù)表示，準(zhǔn)確至0.1%。
9、塑性指數(shù)應(yīng)按下式計(jì)算IP=WL-WP，液性指數(shù)應(yīng)按下式計(jì)算：IL=(WL-WP)/IP，計(jì)算**到0.01。
（二）、錐式儀液限試驗(yàn)步驟
1、制備試樣：可采用天然含水量土樣或風(fēng)干土樣制備。采用天然土?xí)r，剔除大于0.5mm土粒，取代表性土樣約200g，拌和均勻即可；對(duì)風(fēng)干土取樣，過(guò)0.5mm篩，取篩下土約200g，加水加至液限附近，調(diào)成稠狀，拌和均勻后密封于保濕缸中靜置24小時(shí)，使水分均勻分布。
2、裝土樣于調(diào)土杯中：將備好的土樣再仔細(xì)拌均一次，然后分層裝入試杯中，用手掌輕拍試杯，使杯中空氣逸出，待土樣填滿后，用調(diào)土刀抹平土面，使之與杯緣齊平。
3、放錐：（1）在平衡錐尖部分涂上一薄層凡士林，以拇指和食指執(zhí)錐柄，使錐尖與試樣面接觸，并保持錐體垂直，輕輕松開(kāi)手指，使錐體在其自重作用下沉入土中。注意：放錐時(shí)要平穩(wěn)，避免產(chǎn)生沖擊力。（2）放錐15s后，觀察錐體沉入土中的深度，以土樣表面與錐接觸處為準(zhǔn)，若恰為10mm（錐上有刻度標(biāo)志），則認(rèn)為這時(shí)的含水率就為液限。若錐體入土深度大于或小于10mm時(shí)，表示試樣含水率大于或小于液限。此時(shí)，應(yīng)挖去沾有凡士林的土，取出全部試樣放在調(diào)土杯中，使水分蒸發(fā)或加蒸餾水重新調(diào)勻，直至錐體下沉深度恰為10mm時(shí)為止。
有些圓錐刻有17mm，的標(biāo)志，若錐體下沉深度恰為17mm，此時(shí)的含水量即為17mm液限，等效蝶式液限。
4、測(cè)液限含水率，將所測(cè)得的合格試樣，挖去沾有凡土林的部分，取錐體附近試樣少許（約15-20g）放入鋁盒中測(cè)定其含水率，此含水率即為液限。
5、平行測(cè)定：本實(shí)驗(yàn)須做兩次平行測(cè)定，計(jì)算準(zhǔn)確至0.1%，取其結(jié)果的算術(shù)平均值，兩次實(shí)驗(yàn)的平行差值不得大于2%。
（三）滾搓法塑限試驗(yàn)步驟：
1、取0.5mm篩下的代表性試樣100g，放在盛土皿中加水拌勻，濕潤(rùn)過(guò)夜。
2、將制備好的試樣在手中揉捏至不粘手，捏扁，當(dāng)出現(xiàn)裂縫時(shí)，表示其含水率接近塑限。
3、取接近塑限含水率的試樣8-10g，用手搓成橢圓形，放在毛玻璃板上用手掌滾搓，滾搓時(shí)手掌的壓力要均勻地施加在土條上，不得使土條在毛玻璃上無(wú)力滾動(dòng)，土條不得有空心現(xiàn)象，土條長(zhǎng)度不宜大于手掌寬度。
4、當(dāng)土條走徑搓成3mm時(shí)產(chǎn)生裂縫，并開(kāi)始斷裂，表示試樣的含水率達(dá)到塑限含水率。當(dāng)土條直徑搓成3mm時(shí)不產(chǎn)生裂縫或土條直徑大于3mm時(shí)開(kāi)始斷裂，表示試樣的含水率高于塑限或低于塑限，都應(yīng)重新取樣進(jìn)行試驗(yàn)。
5、取直徑3mm有縱向裂縫的土條3-5g，測(cè)定土條的含水率。
6、本試驗(yàn)應(yīng)進(jìn)行兩次平行測(cè)定，兩次測(cè)定的差值小于2%，取兩次測(cè)值的平均值。
（四）、含水量試驗(yàn)步驟
1、取代表性試樣15-30g，放入鋁盒內(nèi)，迅速蓋好鋁盒蓋，稱量M1，減去鋁盒質(zhì)量M0，準(zhǔn)確至0.01g。
2、揭開(kāi)盒蓋，將試樣和盒一起放入恒溫箱烘烤至恒重，溫度設(shè)定瞇105-110度，粘土約需10小時(shí)左右。
3、將烘干后的試樣和鋁盒取出，蓋好盒蓋，放入干燥器內(nèi)冷卻至室溫，稱鋁盒加土質(zhì)量M2，干土質(zhì)量MS=M2-M0，減去鋁盒質(zhì)量M0，準(zhǔn)確至0.01g。
4、按下式計(jì)算該土樣的含水量：W=(M-MS)/MS=(M1-M2)/(M2-M0)
5、按前面的步驟進(jìn)行兩次平行試驗(yàn)，當(dāng)兩次測(cè)定的含水量差值在含水量低于40%時(shí)不大于1%，在含水量高于40%時(shí)不大于2%時(shí)，取兩次平行試驗(yàn)平均值作為含水量。
土的液塑限和含水量試驗(yàn)