界限含水率試驗中聯(lián)合測定法與搓條法試驗對比分析

【摘要】細(xì)粒土由于含水率的不同，分別處于流動狀態(tài)、可塑狀態(tài)、半固體狀態(tài)和固體狀態(tài)，液限是細(xì)粒土呈可塑狀態(tài)的上限含水率，塑限是細(xì)粒土呈可塑狀態(tài)的下限含水率。液限含水率在室內(nèi)一般是用76g圓錐儀測定在5秒時，錐體入土深度為10mm時的含水率來測定，而塑限含水率可以用液、塑限聯(lián)合測定法測得，也可用搓條法來測得。對于兩種不同的試驗方法，究竟用哪種更加準(zhǔn)確，更加接近試驗的真值，本文經(jīng)論證分析后得出：界限含水率試驗采用液、塑限聯(lián)合測定法測定塑限含水率更加接近試驗真值。

【關(guān)鍵詞】液限含水率、塑限含水率、錐體入土深度

在《土工試驗方法標(biāo)準(zhǔn)》GB/T50123-1999中，界限含水率試驗有：液、塑限聯(lián)合測定法和搓條法等試驗方法。界限含水率試驗的最終目的是為測得塑性指數(shù)和液性指數(shù)，以給土樣分類定名及判定土樣的天然狀態(tài)。

1.液、塑限含水率的測定

1.1液、塑限聯(lián)合測定法確定塑限含水率

在《土工試驗方法標(biāo)準(zhǔn)》GB/T50123-1999中，規(guī)定將過篩制備好的試樣，用純水將試樣調(diào)成均勻膏狀，浸潤過夜，按下沉深度約為4～5mm，9～10mm和16～18mm范圍制備三個不同稠度的土膏。測不同下沉深度的土膏的含水率，得出三個不同的含水率。以含水率為橫坐標(biāo)，圓錐入土深度為縱坐標(biāo)在雙對數(shù)坐標(biāo)紙上繪制關(guān)系曲線，三點須在一條直線上，如遇跑點返工重做。在曲線圖上查得下沉深度為10mm所對應(yīng)的含水率為10mm液限，查得下沉深度為2mm所對應(yīng)的含水率為塑限[1]。表1為聯(lián)合測定法測得界限含水率的試驗記錄表；圖1為與表1相對應(yīng)的雙對數(shù)圖。

1.2搓條法確定塑限含水率

在《土工試驗方法標(biāo)準(zhǔn)》GB/T50123-1999中規(guī)定，將0.5mm篩下的代表性試樣約100g加純水拌和并調(diào)成均勻膏狀，浸潤過夜。為使試驗前試樣的含水率接近塑限，先把試樣在手中捏揉至不粘手，或用吹風(fēng)機(jī)稍微吹干，然后將試樣捏扁，如出現(xiàn)裂縫，表示含水率已接近塑限，取接近塑限含水率的的試樣8～10g，用手搓成橢圓形，放在毛玻璃板上用手掌滾搓，當(dāng)土條直徑搓成3mm時產(chǎn)生裂縫，并開始斷裂，表示試樣的含水率達(dá)到塑限含水率。

2、問題的提出

此兩種試驗方法的液限含水率的取得方法相同，都是用76g圓錐儀測定在5s時土下沉深度為10mm處的相應(yīng)含水率；對于塑限含水率，在《土工試驗方法標(biāo)準(zhǔn)》GB/T50123-1999中，用兩種試驗方法均可取得塑限含水率。對于同一土樣，用不同的試驗方法，塑限含水率會相同嗎？

本人對150個試樣用2種不同的試驗方法做了試驗數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析，塑限含水率的試驗結(jié)果如表1：

由于篇幅有限，筆者對150個土樣的試驗結(jié)果就不一 一列出，從統(tǒng)計表中可以看出，兩種試驗方法所得的塑限含水率還是有很大的差異的，既然存在差異，那么就有必要分析究竟用哪種試驗方法更為準(zhǔn)確。

2.1搓條法中存在的問題

試驗室在試驗過程中，發(fā)現(xiàn)同一土樣用搓條法測定塑限，不同人員操作試驗結(jié)果存在較大差異。對同一土樣在天然含水率及液限含水率相同的條件下，塑限不同，那么塑性指數(shù)和液性指數(shù)就不會相同，對土樣的分類定名及判定土樣的天然狀態(tài)，都會受到影響。同一土樣不同人員所做出的塑限結(jié)果不同，那么同一樣所得出的塑性指數(shù)及液性指數(shù)易不相同。同一土樣不同人員進(jìn)行搓條所得塑限結(jié)果如表2：

2.2與顆粒分析試驗結(jié)果比對

究竟用哪一種試驗方法，所得試驗結(jié)果更加合理，筆者采用顆粒分析中的密度計法，用土樣的粘粒含量，對50個土樣進(jìn)行分類定名，本文以水利定名進(jìn)行比較，比較結(jié)果如表3：

由于篇幅有限，表格中數(shù)據(jù)沒有完全列出。從上表中的定名來看，兩種試驗方法對試驗結(jié)果的影響還是很大的。液、塑限聯(lián)合測定法與顆粒分析試驗的分類定名相同率為89%，而搓條法與顆粒分析試驗的分類定名相同率僅為58%。

3.結(jié)論：

從以上試驗數(shù)據(jù)比對結(jié)果得出以下結(jié)論：界限含水率試驗采用液、塑限聯(lián)合測定法測定塑限含水率更加接近試驗真值。用液、塑限聯(lián)合測定法與顆粒分析定名相同率高，而搓條法所得塑性指數(shù)定名與顆粒分析法定名不相同率偏高。建議試驗室用液塑限聯(lián)合測定法測定塑限含水率。

注釋

1、《土工試驗方法標(biāo)準(zhǔn)》GB/T50123-1999，P41。

2、《土工試驗方法標(biāo)準(zhǔn)》GB/T50123-1999，P46。

參考文獻(xiàn)：

[1]《土工試驗方法標(biāo)準(zhǔn)》GB/T50123-1999

[2]《土工試驗規(guī)程》SL237-1999

[3]《工程地質(zhì)手冊》