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1、附录土工试验实验四颗粒大小分析试验（一）概述试验目的是使用比重计法测左丄的0种粒组占该丄总质量的百分数，并据此绘制颗粒 大小分配曲线。比重讣法适用于分析粒径小于0.075mm的上样，若试样中还有大于 0.075mm的粒径时，应联合使用比重汁法和筛析法。（二）试验原理比重汁法是将一泄质量的试样加入4%浓度的六偏磷酸钠10mL混合成lOOOmL悬液, 并使悬液中的土粒均匀分布。此时悬液中不同大小的上粒下沉速度快慢不一。一方而可由 斯笃克（Stokes, 1845）左律汁算悬液中不同大小丄粒的直径，另一方而用比重计测定苴相应 不同大小土粒质量的百分数。1. 斯笃克定律根据斯笃克定律各种上粒在悬液中的
2、下沉速度与英宜径大小、比重和液体的动力粘滞 系数有关。在时间/内的下沉速度V为：t 1800 X1O4?7附4.1式中v土颗粒下沉速度，cm/s；rj纯水的动力粘滞系数，10kPa-sd丄颗粒粒径 mm：g重力加速度，981cnVs2；厶土粒的比重：AC时水的密度，g/cn?； dwi温度厂C时水的比重；L某一时间f内土粒的沉降距离，cm： /上粒沉降的时间，S；k粒径计算系数。为了简化计算，用图附4.1的斯笃克列线图，便可求得粒径值。此时，悬液中在厶 范用内所有丄粒的宜径都比算得的值小，而大于d的上粒都下沉到比厶大的深度处。2. 悬液中上粒质量的百分数3520三】咚L6 二12 10-9 二
3、8-7 二6 ；5 二L导图p-2.0F2-1?2*2二23九55-r 2- 6-上78 9 0 1 2 Z.2.3.3.父 二rI-lx=44u4MUIG4030=一三一圭壬主CT 00806040下5 6 7 8 9 0 9-二二-一二-二一 一- -E-一 ：-二-一一二-一141618203035附图4.1斯笃克列线图word.设V为悬液的体积，为该悬液内所含上体颗粒总质量。故开始时悬液单位体积内 的土粒质動春，土粒体积为歳。由于单位体积的悬液是土粒和水所组成，则水的体积应为1-上一，水的质量为pH7（l -一），故试验开始时丄粒均匀分布的悬液仏M,Vpwds密度为：Pf 牛（宀）V
4、dx式中试验开始时土粒均匀分布的悬液密度.g/cm3z试验开始时温度为厂C的水的密度，g/cm3。其他符号的意义同前。现从量筒中液而下深度厶处，取一微小体积的悬液进行研究。自开始下沉至时间， 悬液内大于粒径d的上粒，都通过此微小体枳而下沉，而小于粒径d的数量保持不变。则 Me（A 一 宀）该微小体积内，单位体积内小于粒径之上粒质量为晋Q。由附式12可导得时刻深 度L处小于粒径d的土粒质量的百分数为：附4.2式中p/时刻深度厶处小于粒径的丄粒质量的百分数。內一t时刻深度L处微小体积悬液密度，g/cmi3. 比重计读数的校正目前通常采用的比重计有甲、乙两种。甲种比重计刻度表示lOOOmL悬液中所含
5、干丄 质量的克数，乙种比重il刻度表示悬液比重。两种比重计是在20C时刻制的，且丄粒比重 都以2.65为基准。故在使用比重计时，由于使用条件的变化，需要进行如下的校正。（1）刻度及弯液而校正由于比重计在制造时刻度可能有误差，使用前应校正。同时，比重计的刻度是以弯液 面底为准，而在使用时，由于悬液混浊，其读数以弯液而顶部为准，故应进行弯液而校正。分散剂校正比重计刻度是以纯水为标准的，当悬液中加入分散剂时，则比重增大，故应加以校正。 方法是注纯水入量简，力II分散剂使量简中溶液达1 OOOmL,拌均，恒温至20C,测记比重 计读数，此读数与2（rc纯水中比重计读数之差，即为分散剂校正值。（3）土粒
6、沉降距离校正比重计读数除用以求得悬液中上粒的含量以外，还用以确左上粒的实际下沉距离（有效 沉降距离），借以il算粒径d。当比重计放人悬液内，液面因而升髙，此时液面至比重汁浮 泡中心的距禽，并不代表上粒的实际沉降距离。因此，必须加以校正。（4）温度和上粒比重校正值分别查表确圧。附表4.1比重校正系数土粒比重必比重校正系数土粒比重/比重校正系数甲种比重计G乙种比重计甲种比重讣G乙种比重计2.501.0381.6662.700.9891.5882.521.0321.6582.720.9851.5812.541.0271.6492.740.9811.5752.561.0221.6412.?60.977
7、1.5682.581.0171.6322.780.9731.5622.601.0121.625-2.800.9691.5562.621.0071.6172.820.9651.5492.641.0021.6092.840.9611.5432.660.9981.6032.860.9581.5382.680.9931.59S2.880.9541.532（三）仪器设备1）比重计甲种比重计：刻度单位以20C时lOOOmL悬液中所含干上质量的克数表示，刻度为 -5-50,最小分度为0.5 o乙种比重计：刻度单位以20C时悬液的比重表示，亥I度为09951020,最小分度为0.0002：2）量筒：容积 lO
8、OOmL,内径 60mm,高度 35010mm,刻度 0-lOOOmL；3）天平：称S lOOOg,感fiO.lg；称量 200g,感fi O.Olg；4）搅拌器：底板直径50mm,孔径3mm；5)其他:温度计、秒表、三角烧瓶(容积500mL)，电热器等。(四) 试验步骤(1) 比重计法应采用天然含水量的丄样。若丄样在分析前无法保持其天然含水量，则允 许用风干或烘干土样进行分析。(2) 称取小于0.075mm的烘干试样30g,称量准确至O.Olg,装入三角烧瓶中，注入约 200mL蒸馀水，浸泡一昼夜(对于砂性较大，易于分散的上，可适当减少浸泡时间)。(3) 加入分散剂，将三角烧瓶稍加摇荡后，放
9、在电热器上煮沸40min.(4) 待悬液冷却后，将其注入lOOOmL的量简内，并将烧瓶中剩留的悬液，分次用少量 蒸锚水洗净倒人虽简内。加浓度为4%的六偏磷酸钠约10mL于悬液中，在注入蒸懈水，使 筒内悬液恰达lOOOmL.(5) 将盛有悬液的量筒，置于平稳且便于测读的平台上。将搅拌器放人疑筒内，沿整个 悬液深度上下搅拌约l.Omin,往复各30次，使悬液彻底拌匀。附表4.2温度校正值悬液温度(C)甲种比重计温度校正值乙种比重计溟度校正值悬液温度CC)甲种比重计 温度校正值乙种比重计富度校正值5.0-2.2-0.001424.0+ 1.3+0.00086.0-2.2-0.001424.5+ 1.
10、5+0.00097.0-2.2 0.001425.0+ 1.7+0.0010&0-2.2-0.001425.5+ 1.9+0.00119.021-0.001326.0+2.1+0.001310.0-2.0-0.001226.5+2.3+0.001410.5-1.9-0.001227.0+2.5+0.001511.0-1.9-0.001227.5+2.6+0.001611.5-1.8-0.00112&0+2.9+0.001812.0-1.8-0.00112&5+3.1+0.001912.5-1.7 0.001029.0+3.3+0.002113.01.6 0.001029.5牛3.5+0.002
11、213.5-1.5-0.000930.0+3.7+0.002314.01.4-0.000930.5+3.9+0.002514.5-1.3-0.000831.0+4.2+0.002615.0-1.2-0.000831.5+4.4+0.002715.5-0.000732.0+4.6+0.002916.0-1.0-0.000632.5+4.8+0.003016.5-0.9-0.000633.0+5.0+0.003217.0-0.8-0.000533.5+5.3+0.003417.5-0.7-0.000434.0+5.5+0.003518.0-0.5-0.000334.5+5.8+0.003718.5
12、-0.4-0.000335.0+6.0+0.003819.0-0.3-0.000235.5+6.2+0.004019.50-0.000136.0+6.5+0.004220.00.00.000036.5+6.7+0.004320.5+0+0.000137.0+7.0+0.004521 0+0.3+0.000237.5+7.3+0.004721.5+0.5+0.00033&0+7.6+0.004822.0+0.6+0.00043&5+7.9+0.005022.5+0.8+0.000539.0+&2+0.005223.0+0.9+0.000639.5+&5+0.005323.5+ 1.1+0.000
13、740.0+&8+0.0055(6) 取岀搅拌器，同时开动秒表。测记经过1、5、15、30、60、120、240和1440min 时的比重计读数。根据试样情况或实际需要，可增加比重汁读数或缩短最后一次读数的时 间。每次读数均应在预左时间前1020s,将比重计小心地放人悬液中接近读数的深度， 以免比重计上下跳动。比重讣浮泡应保持在量筒中心位置，不得偏近筒壁。(7) 比重计读数均以弯液而上缘为准。甲种比重计应准确读至1,估读至0.1：乙种比 重计应准确读至0.001,估读至0.0001 o(8) 每次读数完毕，立即取岀比重计，将其放人盛有淸水的量筒中。同时测定各相应的 悬液温度，准确至05C。(五
14、) 计算及记录1、小于某粒径上粒含量占干上总质量的百分数按下式计算: 甲种比重计p = Cc(R + R.-Rd) 叫附4.3式中干土质量,g;比重校正系数,2.65 久 206上粒的密度，g/cm*：0220 C时水的密度，g/ci2:R甲种比重计读数；Rt温度校正值；Rd分散剂校正值。乙种比重计100VP =C：(F -1) + 尺 一 /?； P附 4.4叫式中V悬液体枳，cm3：C；比重校正系数，C； =一0一Pi Ph-20R乙种比重计读数：R温度校正值：R 分散剂校正值。2、土粒粒径按式计算。3、用小于某粒径的丄粒质量百分数/X%)为纵坐标，颗粒直径(mm)的对数值为横坐 标，绘制颗粒大小级配曲线。4、记录本试验记录格式如下：颗粒大小分析试验记录（甲种比重计）小于0075mm颗粒土质虽百分数密度il号干土质量 土样编号 址筒号粒密度 试验日期 烧瓶号比重校正系数 试样说明 计算者 校核者下沉悬液比重计读数土粒有效沉粒径d小于某粒径上时间t温度T比重计温度校分散剂校RmR咸G降距离L(mm)质址百分数Q(min)CC)读数斤正值兄正值兄=R+RfR(i(cm)(%)151530最新文件仅供参考已改成word文本。方便更改