中歐規(guī)范液塑限試驗(yàn)成果對(duì)比分析

郭天龍，胡亞朋

（1.中國(guó)電建集團(tuán)第十六工程局有限公司，福建 福州 350000；2.開(kāi)封市水利建筑勘察設(shè)計(jì)院，河南 開(kāi)封 475000）

中歐規(guī)范液塑限試驗(yàn)成果對(duì)比分析

郭天龍1，胡亞朋2

（1.中國(guó)電建集團(tuán)第十六工程局有限公司，福建 福州 350000；2.開(kāi)封市水利建筑勘察設(shè)計(jì)院，河南 開(kāi)封 475000）

對(duì)比分析了中歐土工試驗(yàn)規(guī)范制樣要求、操作步驟的差異，研究在不同試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)條件下，同種黏土樣品液塑限試驗(yàn)成果的變化，探討了影響?zhàn)ね烈核芟藜八苄灾笖?shù)的因素。

土工試驗(yàn)；中國(guó)規(guī)范；歐洲規(guī)范；黏土樣本；液限塑限；塑性指數(shù)

0 引言

黏性土由一種狀態(tài)過(guò)渡到另一種狀態(tài)的分界含水率為界限含水率。其中，液限WL是黏性土呈可塑狀態(tài)的上限含水率，塑限WP是細(xì)粒土呈可塑狀態(tài)的下限含水率，二者的差值稱(chēng)為塑性指數(shù)IP，即IP＝WL－WP。

塑性指數(shù)是黏性土最基本、最重要的物理指標(biāo)之一，其大小直接表征了黏性土的塑性狀態(tài)。在一定程度上，它綜合反映了影響?zhàn)ば酝撂卣鞯母鞣N重要因素。塑性指數(shù)愈大，表明土的顆粒愈細(xì)、比表面積愈大、土的黏?；蛴H水礦物含量愈高，土處在可塑狀態(tài)的含水率變化范圍就愈大。也就是說(shuō)，塑性指數(shù)能綜合反映土的礦物成分和顆粒大小的影響。因此，在工程上常按塑性指數(shù)對(duì)黏性土進(jìn)行分類(lèi)和評(píng)價(jià)［1］。

隨著中國(guó)對(duì)外合作項(xiàng)目的增多，研究中外工程規(guī)范條款差別問(wèn)題具有非?，F(xiàn)實(shí)的指導(dǎo)意義。

1 中歐規(guī)范試驗(yàn)方法的差異

對(duì)于液塑限試驗(yàn)，液限試驗(yàn)多采用液限蝶式儀法測(cè)試液限指標(biāo)，塑限試驗(yàn)則多采用傳統(tǒng)的滾搓法，亦可采用光電聯(lián)合測(cè)試儀法測(cè)試塑限指標(biāo)。就試驗(yàn)方法與設(shè)備而言，中歐規(guī)范的要求與標(biāo)準(zhǔn)基本相同，其主要差異在于制樣的過(guò)程。

1.1 兩種規(guī)范制樣要求的區(qū)別

中國(guó)規(guī)范 《土工試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》（GB／T50123－1999）中的制樣要求為［2］：選取適量的土樣→烘干→碾碎→過(guò)篩 （0.5mm方孔篩）→加適量的純水→攪拌均勻→制樣完成。

歐洲規(guī)范 《土工試驗(yàn)規(guī)程》（ISO／TS17892－12：2004）的制樣要求為［3］：選取適量的土樣→用水浸泡24 h（常溫條件下）→泥漿過(guò)篩（0.4mm圓孔篩）→沉淀12 h→抽取清水→放入105°C恒溫箱烘干12 h（或自然蒸發(fā)）→碾碎→過(guò)篩 （0.4mm圓孔篩）→加適量的純水→攪拌均勻→制樣完成。

從以上制樣要求可以看出，中歐規(guī)范的主要差異是：（1）在對(duì)試樣烘干、碾碎之前，歐洲規(guī)范還要求對(duì)土樣采取浸泡、泥漿過(guò)篩、沉淀等。（2）中歐規(guī)范的過(guò)篩孔徑不同。中國(guó)規(guī)范要求過(guò)0.5mm的方孔篩，歐洲規(guī)范要求過(guò)0.4mm的圓孔篩。即，按中國(guó)規(guī)范制備的試樣的最大土顆粒是0.5mm，而按照歐洲規(guī)范制備的試樣的最大土顆粒為0.4mm。

1.2 兩種規(guī)范操作步驟的區(qū)別

在操作步驟上，中國(guó)規(guī)范要求3循環(huán)次即可，而歐洲規(guī)范要求5循環(huán)次，最后分別繪制擊次與含水率關(guān)系曲線，找出25次所對(duì)應(yīng)的含水率，即為該試樣的液限。從獲得試驗(yàn)結(jié)果看，該過(guò)程差異對(duì)試驗(yàn)結(jié)果影響不大，但歐洲規(guī)范相對(duì)較為準(zhǔn)確。

2 中歐規(guī)范下的試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比分析

結(jié)合喀麥隆曼維萊水電站施工勘察，從B3土料場(chǎng)探井采用井壁刻槽法取樣，分別依據(jù)前述中國(guó)規(guī)范和歐洲規(guī)范制定的標(biāo)準(zhǔn)制樣和試驗(yàn)，過(guò)篩孔徑分別為0.5mm方孔、0.4mm圓孔、0.08mm方孔和0.25mm圓孔。

2.1 液限試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比

液限試驗(yàn)采用蝶式儀法，其結(jié)果如表1所示。

根據(jù)表1中的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，以含水率為縱坐標(biāo)，以擊次為橫坐標(biāo)，繪制如圖1所示的曲線。查找曲線上25次所對(duì)應(yīng)的含水率，即為該試樣的液限（如圖2所示）。

表1 中歐規(guī)范液限試驗(yàn)對(duì)比表Table 1 Liquid lim it test comparison of Chinese and Europ ean specifications

圖1 含水率與擊數(shù)關(guān)系曲線Fig.1 Relation curves of moisture content and compaction

2.2 塑限試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比

塑限試驗(yàn)采用滾搓法，其結(jié)果如表2所示。

表2 不同規(guī)范條件下液塑限及塑性指數(shù)Table 2 Liquid-p lastic lim it and plasticity indexes of different specifications

2.3 塑性指數(shù)的對(duì)比

為了更清晰標(biāo)示篩孔與塑性指數(shù)間的關(guān)系，以塑性指數(shù)、液限和塑限為縱坐標(biāo)，篩孔為橫坐標(biāo)繪制了液、塑限以及塑性指數(shù)與篩孔的關(guān)系曲線（如圖2所示）。

圖2 液塑限與篩孔關(guān)系曲線Fig.2 Relation curvesof liquid-plastic lim it and sieve pore

由圖1和圖2可以看出，在不同的規(guī)范要求下，相同土樣的各個(gè)試驗(yàn)結(jié)果所形成曲線 （Y＝Kx＋b）的斜率基本一致，但液、塑限指標(biāo)均隨過(guò)篩孔徑增大而減小。也就是說(shuō)，對(duì)于同一種土樣，其K值基本相同，b值則與過(guò)篩孔的大小有直接關(guān)系，篩孔徑越大，b的絕對(duì)值越小；反之，b的絕對(duì)值則越大。但是，過(guò)篩孔徑的大小對(duì)于塑性指數(shù)的影響并不大。

3 結(jié)語(yǔ)

對(duì)于相同土樣的液塑限試驗(yàn)，由于中歐規(guī)范的制樣標(biāo)準(zhǔn)不同，試驗(yàn)結(jié)果也會(huì)存在一定的差異。

由于歐洲規(guī)范需0.4mm圓孔篩篩分兩次，制作的土樣細(xì)顆粒含量相對(duì)較多，比表面積相對(duì)較大，吸水率因此而增加，相對(duì)的液限就越大。而中國(guó)規(guī)范僅要求過(guò)一次0.5mm方孔篩，土樣的大顆粒相對(duì)較多，比表面積相對(duì)較小，因此土樣的吸水率也較低，液限偏小。但是，液、塑限與篩孔關(guān)系曲線所對(duì)應(yīng)的斜率基本是一個(gè)定值。即，受制樣標(biāo)準(zhǔn)的影響，中歐規(guī)范下的液、塑限試驗(yàn)成果存在一定的差異，但其塑性指數(shù)的差別并不大。

［1］傅裕壽.土力學(xué)地基基礎(chǔ)［M］.北京：清華大學(xué)出版社，2009：30－33.

［2］GB／T50123－1999，土工試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)［S］.

［3］ISO／TS17892－12：2004，歐洲土工試驗(yàn)規(guī)程［S］.

[責(zé)任編輯 楊明慶]

U655.56

Β

1008-486X（2015）02-0028-02

2015-01-06

郭天龍（1984－），男，河南鹿邑人，助理工程師，主要從事國(guó)際大中型水電站技術(shù)和設(shè)計(jì)管理工作。