中歐規(guī)范液塑限試驗成果對比分析

郭天龍 徐濤

中歐規(guī)范液塑限試驗成果對比分析

郭天龍 徐濤

通過對比分析，研究同種黏土在不同規(guī)范、不同試驗標(biāo)準(zhǔn)的情況下，液、塑限試驗成果的變化，找出中國規(guī)范與歐洲規(guī)范實質(zhì)的區(qū)別，探討影響?zhàn)ね了苄灾笖?shù)的因素。

黏性土 液限 塑限 塑性指數(shù) 過篩孔徑

1 塑性指數(shù)的概念

黏性土由一種狀態(tài)過渡到另一種狀態(tài)的分界含水率叫作界限含水率，其中，液限WL是黏性土呈可塑狀態(tài)的上限含水率，塑限WP是黏性土呈可塑狀態(tài)的下限含水率，二者的差值稱為塑性指數(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，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)對黏性土進行分類和評價。

2 中歐規(guī)范試驗方法的差異

對于液塑限試驗，液限試驗多采用液限蝶式儀法，塑限試驗則多采用傳統(tǒng)的滾搓法，亦可采用光電聯(lián)合測試儀法，分別測試液塑限指標(biāo)。

就試驗方法與設(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程。

中國規(guī)范GB/T 50123—1999《土工試驗方法標(biāo)準(zhǔn)》中的制樣要求如下：選取適量的土樣→烘干→碾碎→過篩（0.5 mm方孔篩）→加適量的純水→攪拌均勻→制樣完成。

相對而言，歐洲規(guī)范ISO/TS17892-12：2004《土工試驗規(guī)程》的制樣則較為復(fù)雜：選取適量的土樣→用水浸泡24 h（常溫條件下）→泥漿過篩（0.4 mm圓孔篩）→泥水漿沉淀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→過篩（0.4 mm圓孔篩）→加適量的純水→攪拌均勻→制樣完成。

從以上制樣要求可見，中歐規(guī)范的主要差異在于，在對試樣烘干、碾碎之前，歐洲規(guī)范還要求對土樣采取浸泡、泥漿過篩、沉淀等；而且，中歐規(guī)范的過篩孔徑也略有差異：中國規(guī)范是0.5 mm方孔篩，歐洲規(guī)范則要求過0.4 mm圓孔篩，也就是說，按中國規(guī)范制備的試樣，最大土顆粒是0.5 mm，而按照歐洲規(guī)范制備試樣的最大土顆粒為0.4 mm。

對于操作步驟上也有微小的差異，中國規(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次所對應(yīng)的含水率，即為該試樣的液限，從獲得試驗結(jié)果看，該過程差異對試驗結(jié)果影響不大，但歐洲規(guī)范相對較為準(zhǔn)確。

3 中歐規(guī)范下的試驗結(jié)果對比分析

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

液限試驗采用蝶式儀法，試驗結(jié)果如表1。

表1 不同規(guī)范下液限試驗結(jié)果匯總表

根據(jù)表1所列試驗結(jié)果，以含水率為縱坐標(biāo)，以擊次為橫坐標(biāo)，繪制如下圖1曲線，查找曲上的25次所對應(yīng)的含水率，即為該試樣的液限。

圖1 含水率與擊次關(guān)系曲線

塑限試驗采用滾搓法，試驗結(jié)果如表2。

表2 不同規(guī)范條件下液塑限及塑性指數(shù)

為了更清晰標(biāo)示篩孔與塑性指數(shù)間的關(guān)系，根據(jù)表2試驗結(jié)果繪制了液、塑限以及塑性指數(shù)與篩孔的關(guān)系曲線，如圖2。含水率為縱坐標(biāo)，篩孔為橫坐標(biāo)。

圖2 液塑限與篩孔關(guān)系曲線

無論從圖1含水率與擊次關(guān)系曲線，還是圖2液含水率與篩孔關(guān)系曲線，不難發(fā)現(xiàn)，對于同一種土樣在不同的規(guī)范要求下，各個試驗結(jié)果所形成曲線（y=Kx+b）的斜率基本一致，但液、塑限指標(biāo)均隨過篩孔徑增大而減小。也即，對于同一種土樣，其K值基本相同，b值則與過篩孔的大小有直接關(guān)系，篩孔徑越大，b的絕對值越小，反之則越大。然而，就塑性指數(shù)而言，從圖2可知，對于同一種土樣，過篩孔徑的大小對于塑性指數(shù)的影響并不大。

4 結(jié)語

對于液塑限試驗而言，即便是同一場地的同種土樣，由于中歐規(guī)范的制樣標(biāo)準(zhǔn)不同，試驗結(jié)果也會存在一定的差異。

由于歐洲規(guī)范需采用0.4 mm圓孔篩篩分2次，制作的土樣細(xì)顆粒含量相對較多，比表面積相對較大，吸水率因此而增加，相對的液限就越大。而中國規(guī)范僅要求過1次0.5 mm方孔篩，相對歐洲規(guī)范，土樣的大顆粒較多，比表面積相對較小，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)系曲線所對應(yīng)的斜率基本是一個定值，也即，盡管受制樣標(biāo)準(zhǔn)的影響致使中歐規(guī)范下的液、塑限試驗成果存在一定的差異，但其塑性指數(shù)的差別并不大。

TU41

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1007-6980（2015）02-0051-02

2015-03-13）

郭天龍 男 助理工程師中國電建集團第十六工程局有限公司福建福州 475001

徐濤 男 工程師中水北方勘測設(shè)計研究有限責(zé)任公司天津 300222