[科普中國]-液塑限聯(lián)合測定法

原理

液限、塑限是黏性土的重要物理特性指標，反映了土中水對土性質的影響。在工程實際中，液塑限指標的準確取值直接影響到土壤定名和相應土基承載能力的確定。因此，準確測定土壤的液塑限指標對工程具有很重要的意義。

原始數(shù)據(jù)得出后，以含水率為橫坐標，圓錐下沉深度為縱坐標，在雙對數(shù)曲線坐標上繪制關系曲線。3點應連成一條直線。當3點不在一條直線上時，則通過高含水率這一點與其余2點連成2條直線，在圓錐下沉深度為2mm處可查得相應2個含水率。這2個含水率的差值小于2%時，應以這2點的含水率平均值與高含水率的點連成一條直線。這2個含水率的差值大于或等于2%時，則應重新做試驗。1

儀器設備1）光電式液塑限聯(lián)合測定儀。(見圖1)其主要組成部分如下：①圓錐儀：錐體總質量為76g±0.2g，圓錐用不銹金屬材料精加工而成，錐角為30°±0.2°微分尺量程為22mm刻線距離為0.1mm。②電磁鐵部分：要求磁鐵吸力大于100g(1牛頓)。③光學投影放大部分：要求放大10倍，成像清晰。④升降座：落錐后5秒的顯示、試樣杯等。

2）天平：電子天平，感量0.01克

3）其它：烘箱、鋁盒、調土刀、調土碗等。1

操作步驟1）制樣。液限、塑限試驗原則上采用天然含水量的土樣進行制備試樣，但也允許風干土樣制備試樣，當土樣不均勻時，采用風干試樣，當試樣中含有粒徑大于0.5mm的土粒和雜物時，應過0.5mm篩。

取0.5mm篩下的代表性土樣200g，分成三份，分別放入盛土皿中，加入純水，反復調整土的含水量，使依次達到接近液限、中間狀態(tài)和塑限的含水率，調成均勻膏狀。依次裝樣進行試驗。

2）裝樣。用調土刀將碗內制備好的土樣充分攪拌均勻，密實地填入試樣杯中，勿使土樣內留有空隙，然后用調土刀齊杯口刮去多余的土膏，置于儀器杯上。刮去余土時，不得用刀在土面反復涂抹。隨即將試樣杯放在儀器底座上。

3）安裝圓錐儀。接通電源，使電磁鐵吸穩(wěn)圓錐儀。

4）調零。調節(jié)屏幕準線，使初始讀數(shù)于零位刻線處。

5）落錐。調節(jié)升降座螺母，當錐尖剛與土面接觸，計時指示燈亮。圓錐儀即自由落下，延時5s，度數(shù)指示燈亮，立即讀數(shù)。如果手動操作，可把開關搬向“手動”一側。當錐尖與土面接觸時，接觸指示燈亮，而圓錐不下落，需按手動按鈕，圓錐儀才自由落下。讀數(shù)后，儀器要按復位按鈕，以便下次再用。

6）測含水率。從試杯中取不少于10g試樣2個，測定其含水率。

7）重復試驗。重復1~6步驟，分別測定試樣接近液限、中間狀態(tài)和塑限的含水率的圓錐下沉深度及相應的含水率。

注：圓錐入土深度宜為3～4mm,7～9mm,15～17mm。2

數(shù)據(jù)處理1）按下式計算含水量：

式中：

w——含水量，%；

m——濕土重，g；

ms——干土重，g；

計算至0.1%。

2）將三個含水量與相應的圓錐下沉深度繪于雙對數(shù)坐標紙上，三點連一直線，如圖2中A線。如果三點不在一直線上，通過高含水量的一點與其余二點連兩根直線，在圓錐下沉深度為2mm處查得相應的兩個含水量。如果差值不超過2%，用平均值的點與高含水量點作一直線，如圖中的B線作為試驗曲線。若兩個含水量差值超過2%，應補做試驗。

3)從試驗曲線中查得圓錐下沉深度17mm處的含水量為液限wL，查得圓錐下沉深度2mm處的含水量為塑限wp。

塑性指數(shù)：

液性指數(shù)：

根據(jù)塑性指數(shù)Ip可對細粒土進行分類，定出土的名稱。根據(jù)液性指數(shù)IL可對天然含水量的原狀土定出土所在的狀態(tài)。以上記錄按要求進行成果整理。1

結論試驗結果分析對比，可得出以下結論：

(1)對于粉土，液塑限聯(lián)合測定法和搓條與落錐法所測定的塑性指數(shù)結果都在國家標準的規(guī)定范圍之內，而且這兩種方法測定的試驗結果絕對誤差很小，塑性指數(shù)絕對誤差范圍大部分在－1～1之間，所有試樣試驗結果的絕對誤差平均值為－0.009。

(2)對于粉質粘土，液塑限聯(lián)合測定法和搓條與落錐法所測定的塑性指數(shù)結果也都在國標的規(guī)定范圍內，這兩種方法測定的試驗結果絕對誤差也較小，塑性指數(shù)絕對誤差范圍大部分在－1～2之間，所有試樣試驗結果的絕對誤差平均值為0.64。

(3)對于粘土，液塑限聯(lián)合測定法和搓條與落錐法所測定的塑性指數(shù)結果也都在國標的規(guī)定范圍內，但粘土的試驗結果絕對誤差稍大，塑性指數(shù)絕對誤差范圍大部分在－1～5之間，所有試樣試驗結果的絕對誤差平均值為1.73，這是因為粘土的塑性指數(shù)范圍劃分比較大的緣故。1