土壤含水率測(cè)定/土壤濕度密度儀 試驗(yàn)原理
土壤含水率是指土樣在105℃至110℃的溫度下烘干至恒重時(shí)所失去的水分質(zhì)量與烘干土質(zhì)量的比值,用百分?jǐn)?shù)表示。即: (1-1)
式中: ——土樣含水率(%); ——濕土質(zhì)量,單位:克(g);——烘干土質(zhì)量,單位:克(g)。
含水率試驗(yàn)的室內(nèi)試驗(yàn)方法以烘干法為標(biāo)準(zhǔn)方法。在野外,如條件不滿足可依土的性質(zhì)和工作條件選用如下試驗(yàn)方法:
1. 酒精燃燒法;2. 比重法(適用于砂性土);3. 實(shí)容積法(適用于粘性土);4. 炒干法(適用于礫質(zhì)土)。
土壤含水率測(cè)定/土壤濕度密度儀中含水率試驗(yàn)的上述方法在水中還會(huì)發(fā)生水解適用于無機(jī)土(有機(jī)質(zhì)含量低于5%),對(duì)于有機(jī)質(zhì)土和有機(jī)土,在溫度較高時(shí)會(huì)發(fā)生分解,使測(cè)得的含水率偏高,從而造成試驗(yàn)誤差。
有機(jī)質(zhì)含量超過5%的有機(jī)質(zhì)土和有機(jī)土,含石膏和硫酸鹽礦物的土,因這些礦物晶體中含結(jié)晶水,因此需采用65℃~70℃溫度將土烘干至恒重,測(cè)量其含水率。
土壤含水率測(cè)定/土壤濕度密度儀上述各種試驗(yàn)方法都是利用水在加溫后逐漸變成水蒸氣的性質(zhì)。加熱一定時(shí)間后,在溫度不高于110℃時(shí),土中自由水全部變成氣體揮發(fā),之后土重不再發(fā)生變化,即處于恒重狀態(tài)。這時(shí)揮發(fā)掉的水重 。土恒重即認(rèn)為是干土質(zhì)量。對(duì)粘性土, 實(shí)際上是土粒質(zhì)量與強(qiáng)結(jié)合水質(zhì)量之和,因強(qiáng)結(jié)合水需要溫度高于120℃才能析出,故將其作為固體顆粒的一部分。
土壤含水率測(cè)定/土壤濕度密度儀 烘干法測(cè)定含水率
一、儀器設(shè)備
烘干法儀器設(shè)備主要包括:
1.恒溫烘箱:一般要求在50℃~200℃范圍內(nèi)能在任一點(diǎn)保持一定恒溫范圍。zui常用的恒溫范圍在105℃~110℃,控制溫度的精度高于±2℃;2.天平:200g,感量0.01g。常用天平分機(jī)械天平和電子天平兩類;3.附屬設(shè)備:鋁盒(稱量盒)、干燥器、鉛絲籃、溫度計(jì)等。
操作步驟
烘干法含水率試驗(yàn)操作主要步驟包括:1.取代表性試樣15~30g,對(duì)于礫類土,取100g以上試樣。放入鋁盒內(nèi),迅速蓋好盒蓋,稱量 ,準(zhǔn)確至0.01g,稱量結(jié)果減去鋁盒質(zhì)量 ,得到濕土質(zhì)量 ;2.揭開鋁盒蓋,將試樣和鋁盒一起放入恒溫烘箱,在溫度105℃~110℃下烘至衡重。在設(shè)定溫度下烘至恒重所需時(shí)間由土類和烘箱構(gòu)造決定。一般砂土約需1~2小時(shí),粉土和粉質(zhì)粘土約6~8小時(shí),粘土約10小時(shí),有機(jī)質(zhì)土用65℃~70℃烘干需48小時(shí)以上;3.將烘干后的試樣和鋁盒取出,蓋好鋁盒蓋后,放入干燥器內(nèi)冷卻至室溫后,稱鋁盒加土質(zhì)量 ,準(zhǔn)確至0.01g。計(jì)算干土質(zhì)量 ;4.按下式計(jì)算該試樣的含水率 (1-2)5.按前面的步驟進(jìn)行兩次平行試驗(yàn),當(dāng)兩次測(cè)定含水率的差值在允許的范圍內(nèi)時(shí),取其算術(shù)平均值作為該土樣的含水率。兩次測(cè)定的差值允許范圍為:含水率低于40%時(shí),不得大于1%;含水率高于40%時(shí),不得大于2%。本允許范圍是對(duì)均質(zhì)土而言,對(duì)原狀土由于非均質(zhì),樣筒上下水在重力作用下重新分布使含水率差值增大,可適當(dāng)放寬平行試驗(yàn)差值允許范圍。
試驗(yàn)記錄
試驗(yàn)記錄包括土樣描述、試驗(yàn)過程說明和記錄表格三個(gè)主要組成部分。試樣描述內(nèi)容有:1.土樣顏色;2.土樣初步定名;3.土質(zhì)均勻性及是否含有機(jī)質(zhì)等。試驗(yàn)過程說明通常有:1.取樣位置;2.試驗(yàn)方法;3.試驗(yàn)條件(如烘干法試驗(yàn)的溫度、時(shí)間、試驗(yàn)設(shè)備等)。含水率試驗(yàn)記錄表格見表1-1所示。在填寫原始記錄表格過程中,要求使用黑色圓珠筆或鋼筆填寫,特別注意嚴(yán)禁隨意涂改試驗(yàn)記錄,對(duì)于書寫錯(cuò)誤,用細(xì)線杠去錯(cuò)誤數(shù)字(要能清楚看出錯(cuò)誤數(shù)字),把正確數(shù)字寫在旁邊,試驗(yàn)人員要簽章。
土壤含水率測(cè)定/土壤濕度密度儀的密度試驗(yàn)
土壤的密度是土體直接測(cè)量所得的物理性質(zhì)指標(biāo)之一。土壤密度大小與土的松緊程度、壓縮性、抗剪強(qiáng)度等均有密切。土體密度是計(jì)算地基自重應(yīng)力的重要參數(shù)。密度測(cè)試還是土體相對(duì)密實(shí)度等物理指標(biāo)的測(cè)試方法。
單位體積土體質(zhì)量叫土的密度,定義式為: (2-1)
式中: ——土樣密度,單位g/cm3; ——土樣質(zhì)量,單位g; ——土樣體積,單位cm3。
實(shí)驗(yàn)室內(nèi)直接測(cè)量的密度為濕密度(對(duì)原狀土稱作天然密度),用 表示。工程中常用的土體在不同狀態(tài)下的密度有干密度( )、飽和密度( )、浮密度 等。與密度相對(duì)應(yīng)的常用指標(biāo)——容重的定義為單位體積土體的重量。定義式為: (2-2)
式中: ——土樣容重,單位 ,工民建規(guī)范稱作重度; g——重力加速度,一般取9.81m/s2;其余符號(hào)同前。與不同狀態(tài)下土的密度對(duì)應(yīng)的不同狀態(tài)土的容重分別記作:干容重 、飽和容重 、浮容重 。
土壤含水率測(cè)定/土壤濕度密度儀 試驗(yàn)原理
根據(jù)公式(2-1),密度試驗(yàn)方法即包括測(cè)定試樣體積 和質(zhì)量 。試驗(yàn)時(shí),將土充滿給定容積 的容器,然后稱取該體積土的質(zhì)量 ?;蛘叻催^來,測(cè)定一定質(zhì)量 的土所占的體積。前者zui常用的有環(huán)刀法、灌砂法、灌水法等
土壤含水率測(cè)定/土壤濕度密度儀 環(huán)刀法儀器設(shè)備
環(huán)刀法測(cè)試土的密度需要如下設(shè)備:1.環(huán)刀:內(nèi)徑6~8cm,高2~3cm。體積定期校正為恒值,常用環(huán)刀體積為60cm3;2.天平:稱量200g,感量0.01g。也可用稱量1000g,感量0.1g的天平。3.附加設(shè)備:切土刀,鋼絲鋸,凡士林等。
二、操作步驟
1.取原狀土或制務(wù)的擾動(dòng)土樣,整平兩端,將環(huán)刀內(nèi)壁涂一薄層凡士林,刃口向下放在土樣上,將環(huán)刀垂直向下壓至約刃口深處,用切土刀(或鋼絲鋸)將土樣切成略大于環(huán)刀直徑的土柱后,邊壓邊削,直至土樣伸出環(huán)刀頂部,將兩端余土削平;2.用切下的代表性土樣測(cè)定含水率 ;3.擦凈環(huán)刀外壁,稱環(huán)刀加土的質(zhì)量 ,準(zhǔn)確至0.1g;4.按下式計(jì)算試樣密度和干密度: (2-3) (2-4)式中: ——試樣密度,單位g/cm3;——試樣干密度,單位g/cm3;
——環(huán)刀加試樣質(zhì)量,單位g;——環(huán)刀質(zhì)量,單位g;——環(huán)刀容積,單位cm3;——試樣含水率,單位%。
5.按1至4的步驟進(jìn)行兩次平行測(cè)定,其平行差不得大于0.03g/cm3,取其算術(shù)平均值作為試驗(yàn)結(jié)果。三、試驗(yàn)記錄
環(huán)刀法測(cè)定土的密度記錄格式及成果可參考表2-1。
土壤含水率測(cè)定/土壤濕度密度儀主要技術(shù)參數(shù):
浮稱頸管直徑:4cm(管頸)
環(huán)刀環(huán)容積:200cm3
砝碼重量:123g
測(cè)試土的比重:2.60g/cm3 - 2.70g/cm3
濕容重標(biāo)尺范圍:1.20g/cm3 - 2.20g/cm3
干容重標(biāo)尺范圍:1.00g/cm3 - 2.20g/cm3外形尺寸:180*180*450mm3重量:2.5kg