基于环刀法密度试验的探讨

居晨

摘要：以GB/T 50123-1999《土工试验方法标准》为依据，从适用范围、环刀选取、试验过程三个方面总结了环刀法测土密度时应注意的一些问题，并提出相应的建议，以确保试验数据的准确性和可靠性。

关键词：方法标准；环刀法；土密度

1 前言

土的密度是指土的单位体积的质量，它是土的主要物理性指标之一，可换算土的干密度、孔隙比、饱和度等其他指标[1]。对细粒土，环刀法因操作简便，在室内和野外试验普遍采用。为确保试验数据的准确度和可靠度，以GB/T 50123-1999《土工试验方法标准》为依据，总结了环刀法测土密度时应注意的一些问题，并提出了相应的建议。

2 方法标准的探讨

2.1适用范围

环刀法测土密度适用于细粒土[2]。按GBJ l45-90《土的分类标准》，土中粒径小于等于0.075mm的颗粒（细粒组）质量大于或等于总质量50%且粒径大于等于0.075mm但小于60mm的顆粒（粗粒组）含量小于25%，则该土属于细粒土[3]。并且细粒土是在判定土为无机土的前提下进行的分类，工程中大致相当于粉土和黏性土，其他类土不适用。

2.2 环刀选取

试验所用的环刀有高度20mm、内径61.8mm和79.8mm两种，规范中未对环刀厚度做出明确要求。研究发现，环刀壁越厚，压入时土样扰动程度越大；壁过薄，则环刀容易变形和损坏。为保证环刀有足够的刚度，因此一般壁厚采用2mm左右，刃口厚度0.3mm[4]。室内密度试验，因考虑到所取环刀再用作剪切、固结等其他试验，一般选用内径为61.8mm，高为20mm规格的环刀。野外施工现场，则可采用增大环刀容积的方法以提高试验成果的精度。

2.3 试验过程

1）取样。根据试验要求，先检查所用环刀外观和刃口是否变形，内壁应平整、光滑、表面无残损。取待用环刀，内壁涂一薄层凡士林，以减小土与环刀内壁的摩擦力。环刀切土时，要防止试样扰动，应先切成一个比环刀内径略大的土样，高度宜为3-4cm。将环刀刃口向下放在土样上，均匀用力将环刀垂直下压，防止土样压偏使土样与环刀间出现缝隙。为避免环刀下压时挤压四周土样，应用切土刀或钢丝锯沿环刀外侧切削土样，边压边切削至土样高出环刀，根据土样的软硬程度采用钢丝锯或切土刀整平环刀端面土样。高出的土样太多时，应从一端到另一端缓慢、分次切削；切土刀应向外侧倾斜，角度不宜过大，整平端面尽量一次到位。若试样表面土有少量剥落时，可用削下余土小心填补，注意应保持和原结构的土同向。一面整平后，整平端面盖上洁净的玻璃板，小心翻转再整平另一端面，盖上玻璃板，做好保湿工作。

2）称量。对电子天平进行预热，确保仪器状态满足试验要求。擦净环刀外壁，称环刀和土样的质量，根据密度公式计算得出结果。试验要求进行两次平行测定，取平均值。实际操作中，可采取增加测定次数的方法，即称量包括用于压缩和剪切的环刀（一般情况下，一组土样取5个环刀），以减小实测值的误差，确保试验数据的准确性，同时验证物理力学指标的匹配性。

3 结语

综上所述，人为因素对环刀法密度试验影响较大。因此为提高试验数据的准确性和可靠性，操作过程中，试验人员应具备一定的操作水平和经验，合理取样，把握细节，规范操作。另外，试验用仪器设备应做维护和保养工作，环刀做定期自检，电子天平做定期校准和期间核查工作。

参考文献：

[1] 陈国兴等著.土质学与土力学[M].北京：中国水利水电出版社，2006.

[2] GB/T 50123-1999土工试验方法标准[S].

[3] GBJ l45-90土的分类标准[S].

[4] 南京水利科学研究院土工研究所编著.土工试验技术手册[M].北京：人民交通出版社，2003.

（作者单位：无锡水文工程地质勘察院有限责任公司）