浅析比重瓶法实测土粒比重

2017-01-11袁金芳宁夏交通科学研究所

大陆桥视野 2016年22期

袁金芳/宁夏交通科学研究所

浅析比重瓶法实测土粒比重

袁金芳/宁夏交通科学研究所

土的比重一般是通过比重瓶法测得，但其试验过程既繁琐又费时，在实际工作中往往是直接用经验比重来代替。针对这一情况，工程技术人员做了大量的对比分析，结果表明用两种方法所得出的数值，对于路面土差异较大，而对于湖底、海底沉积的软土则基本接近。所以，在进行公路建设中，应当考虑到实际的土壤成分情况，并依照工程设计要求，对土样进行检测，来确保土壤成分的合理化建设。

土的比重；比重瓶法；实测值；经验值

一、问题汇总

土的比重是土的基本物理性指标之一，也是计算孔隙比和评价土类的主要指标，它是在温度105～110℃下烘至恒重时的重量与土粒同体积4℃时蒸馏水重量的比值。对于颗粒小于5mm的土，采用比重瓶法进行测定。由于比重瓶法测土粒比重试验较繁琐，时间较长，试验过程精度要求比较高。故本文结合工程实践，以及用比重瓶法测定土粒比重试验中应注意的问题，对土粒比重与土的塑性指数进行对比分析。

二、比重瓶法试验过程中应注意的问题

在试验开始前要对仪器设备进行校准，对天平，温度计等的校准较为简单，按相应的检定规程进行即可。由于在不同的温度下，比重瓶及蒸馏水的比重也不相同，故比重瓶应经常进行校准，一般每年至少校准一次，并经常抽查。在校准中应注意瓶的质量、瓶加水的总质量的称量要准确至0.001g，并且同一过程要测定两次，两次测定的差值不得大于0.002g，取两次测值的平均值。并根据不同温度下（用恒温水槽按5℃级差调节）瓶、水总质量，至达到本地区最高自然气温为止。绘制瓶、水总质量与温度的关系曲线备用。

在上述仪器设备等校准后，即可按以下步骤进行正式试验：

第一，将比重瓶烘干，在100mL比重瓶内装入15g烘干土（若用50mL的比重瓶，则装入12g干土）。土一定要烘干，如果烘干后，磨细时间较长，则需要将土磨细后进行烘干。比重试验中，称量要精确到0.001g，可以事先称好比重瓶的质量，装入15g的土，用（瓶+土的质量-瓶的质量）就可以得到干土的质量。

第二，为排除土中的空气，在已装有干土的比重瓶内注入蒸馏水至瓶的一半处，在注入纯水过程中应注意不可直接用吸球对着瓶子注水，水应沿着瓶壁慢慢注入，防止瓶中干土扬起灰土后致使瓶中干土质量不准。摇动比重瓶，土样浸泡20小时以上，再将瓶放在砂浴上煮沸。同时应注意保证足够的煮沸时间和在煮沸过程中土液不得溢出瓶外。煮沸时间自悬液沸腾时算起，砂及低液限黏土应不少于30分钟，高液限黏土应不少于1小时，使土粒分散。在煮沸过程中，要经常观察，注意沸腾后调节砂浴温度，不使土液溢出瓶外。

对于测定含有一定量的可溶盐、不亲水性胶体或有机质的土必须用中性液体（常用煤油）代替蒸馏水，并用真空抽气法代替煮沸法来排除土中气体。采用真空抽气法时，必须保证真空度要达到1个负大气压，抽气时间一到两小时，直至悬液内无气泡溢出为止。

第三，在煮沸后瓶中注入同样煮沸且沸腾时间不少于20分钟的蒸馏水至满瓶，注意不要有土液溢出，冷却，称重。冷却过程中，要待到瓶中土体完全下沉，并且瓶中的水与土有较明显的分界线，也就是说，瓶中蒸馏水的颜色应清澈透明。再称（瓶+水+土总质量）时，用比重瓶塞塞好瓶子，使多余水分自瓶塞的毛细管中溢出。再将瓶外水分擦干的过程中，注意先将瓶子擦干，最后将毛细管上的水擦干，毛细管上的水要在旁边擦，否则会将毛细管中的水吸出，从而影响试验的准确性。称量后立即测出瓶内水的温度，准确至0.5℃。

第四，根据测得的温度，从已绘制的温度与瓶、水总量的关系中查得瓶、水总质量。

第五，根据土工试验规程计算土粒比重。本试验必须进行两次平行测定，其平行差值不得大于0.02，取其算术平均值作为土粒的比重值。

三、土粒比重值与塑性指数的相关性

根据比重瓶的测土结构形式来看，不同的烘干土，在试验前提前4～5d进行准备。而在准备期间，还需要结合土粒的比重溶质，以及土粒比重的实际塑性指数，进行相关性分析，根据塑性的指数标准，以及实际经验数据的使用确定性因素，实现对整体比值上的控制。而对于其中分析得出的参考数据，也需要结合相应的显示结果，完成对土的比重值的有效检测。在进行不同土壤比重方面的探究中，结合以往检测的数据结果来进行比较，就如下表1所示。