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T0102—2007 土样和试样制备
时间：2016-12-02来源：泰鼎恒业浏览次数：
1 细粒土扰动土样的制备程序
1.1 对扰动土样进行土样描述，如颜色、土类、气味及夹杂物等;如有需要，将扰动土样充分拌匀，取代表性土样进行含水率测定。
1.2 将块状扰动土放在橡皮板上用木碾或粉碎机碾散，但切勿压碎颗粒;如含水率较大不能碾散时，应风干至可碾散时为止。
1.3 根据试验所需土样数量，将碾散后的土样过筛。物理性试验如液限、塑限、缩限等试验，需过0.5mm筛;常规水理及力学试验土样，需过2mm筛;击实试验土样的最大粒径必须满足击实试验采用不同击实筒试验时的土样中最大颗粒粒径的要求。按规定过标准筛后，取出足够数量的代表性试样，然后分别装入容器内，标以标签。标签上应注明工程名称、土样编号、过筛孔径、用途、制备日期和人员等，以备各项试验之用。若系含有多量粗砂及少量细粒土(泥砂或黏土)的松散土样，应加水润湿松散后，用四分法取出代表性试样;若系净砂，则可用匀土器取代表性试样。
1.4 为配制一定含水率的试样，取过2mm筛的足够试验用的风干土1〜5kg，按本方法2.2步骤计算所需的加水量;然后将所取土样平铺于不吸水的盘内，用喷雾设备喷洒预计的加水量,并充分拌和;然后装人容器内盖紧，润湿一昼夜备用（砂类土浸润时间可酌量缩短）。
1.5 测定湿润土样不同位置的含水率(至少两个以上），要求差值满足含水率测定的允许平行差值。
1.1 对扰动土样进行土样描述，如颜色、土类、气味及夹杂物等;如有需要，将扰动土样充分拌匀，取代表性土样进行含水率测定。
1.2 将块状扰动土放在橡皮板上用木碾或粉碎机碾散，但切勿压碎颗粒;如含水率较大不能碾散时，应风干至可碾散时为止。
1.3 根据试验所需土样数量，将碾散后的土样过筛。物理性试验如液限、塑限、缩限等试验，需过0.5mm筛;常规水理及力学试验土样，需过2mm筛;击实试验土样的最大粒径必须满足击实试验采用不同击实筒试验时的土样中最大颗粒粒径的要求。按规定过标准筛后，取出足够数量的代表性试样，然后分别装入容器内，标以标签。标签上应注明工程名称、土样编号、过筛孔径、用途、制备日期和人员等，以备各项试验之用。若系含有多量粗砂及少量细粒土(泥砂或黏土)的松散土样，应加水润湿松散后，用四分法取出代表性试样;若系净砂，则可用匀土器取代表性试样。
1.4 为配制一定含水率的试样，取过2mm筛的足够试验用的风干土1〜5kg，按本方法2.2步骤计算所需的加水量;然后将所取土样平铺于不吸水的盘内，用喷雾设备喷洒预计的加水量,并充分拌和;然后装人容器内盖紧，润湿一昼夜备用（砂类土浸润时间可酌量缩短）。
1.5 测定湿润土样不同位置的含水率(至少两个以上），要求差值满足含水率测定的允许平行差值。
1.6 对不同土层的土样制备混合试样时，应根据各土层厚度，按比例计算相应质量配合，然后按本方法1.1〜1.4步骤迸行扰动土的制备工序。
2 扰动土样制备的计算
2.1 按下式计算干土质量:
式中:MS——干土质量(g);
m——风干土质量(或天然土质量）（g);
wh——风干含水率(或天然含水率)（％)。
2.2按下式计算制备土样所需加水量：
式中：Mw——土样所需加水量(g);
m——风干含水率时的土样质量(g);
Wh——风干含水率(％);
w——土样所要求的含水率(％)。
2.3按下式计算制备扰动土样所需总土质量：
m=(1+0.0\Wh)pdV (T0102-3)
式中：m——制备土样所需总土质量(g);
pd——制备土样所要求的干密度(g/cm3);
V——计算出的击实土样或压模土样体积(cm3);
Wh风干含水率(％)。
2.4按下式计算制备扰动土样应增加的水量：
ΔMW=0.01(w-Wh)Pdv (T0102-4)
式中:Δmw——制备扰动土样应增加的水量(cm3);
其余符号含义同前。
3 粗粒土扰动土样的制备程序
3.1 无凝聚性的松散砂土、砂砾及砾石等按本方法1.3制备土样，然后取具有代表性足够试验用的土样做颗粒分析使用，其余过5mm筛，筛上筛下土样分别贮存，供做比重及最大、最小孔隙比等试验用，取一部分过2mm筛的土样备力学性质试验之用。
3.2 如砂砾土有部分黏土黏附在砾石上，可用毛刷仔细刷尽捏碎过筛，或先用水浸泡，然后用2mm筛将浸泡过的土样在筛上冲洗，取筛上及筛下具有代表性试样做颗粒分析用。
3.3 将过筛土样或冲洗下来的土浆风干至碾散为止，再按本方法1.1〜1.4步骤操作。
4 扰动土样试件的制备程序
根据工程要求，将扰动土制备成所需的试件进行水理、物理力学等试验之用。
根据试件髙度要求分别选用击实法和压样法，高度小的采用单层击实法，高度大的采用压样法。
4.1 击实法
4.1.1 根据工程要求，选用相应的夯击功进行击实。
4.1.2 按试件所要求的干质量、含水率，按本方法1和3制备湿土样，并称制备好的湿土样质量，准确至0.lg。
4.1.3 将试验用的切土环刀内壁涂一薄层凡士林，刀口向下，放在试件上，用切土刀将试件削成略大于环刀直径的土柱。然后将环刀垂直向下压，边压边削，至土样伸出环刀上部为止，削平环刀两端，擦净环刀外壁，称环土合质量，准确至0.lg，并测定环刀两端所削下土样的含水率。
4.1.4 试件制备应尽量迅速，以免水分蒸发。
4.1.5 试件制备的数量视试验需要而定，一般应多制备1〜2组备用，同一组试件或平行试件的密度、含水率与制备标准之差值，应分别在±0.1g/cm3或2%范围之内。
4.2 压样法
4.2.1 按本方法4.1.2的规定，将湿土倒入压模内，拂平土样表面，以静压力将土压至一定高度，用推土器将土样推出。
4.2.2 按本方法4.1.3〜4.1.5的规定进行操作。
5 原状土试件制备程序
按土样上下层次小心开启原状土包装皮，将土样取出放正，整平两端。在环刀内壁涂一薄层凡士林，刀口向下，放在土样上，无特殊要求时，切土方向应与天然土层层面垂直。
按本方法4.1.3的操作步骤切取试件，拭件与环刀要密合，否则应重取。
切削过程中，应细心观察并记录试件的层次、气味、颜色，有无杂质，土质是否均匀，有无裂缝等。
如连续切取数个试件，应使含水率不发生变化。
视试件本身及工程要求，决定试件是否进行饱和;如不立即进行试验或饱和时，则将试件暂存于保湿器内。
切取试件后，剩余的原状土样用蜡纸包好置于保湿器内，以备补做试验之用。切削的余土做物理性质试验。平行试验或同一组试件密度差值不大于±0.lg/cm3,含水率差值不大于2%。
冻土制备原状土样时，应保持原土样温度，保持土样的结构和含水率不变。
6 试件饱和
土的孔隙逐渐被水填充的过程称为饱和。孔隙被水充满时的土，称为饱和土。
根据土的性质，决定饱和方法：
砂类土:可直接在仪器内浸水饱和。
较易透水的黏性土:即渗透系数大于10_4Cm/S时，采用毛细管饱和法较为方便，或采用浸水饱和法。
不易透水的黏性土：即渗透系数小于10-40«/3时，采用真空饱和法。如土的结构性较弱，抽气可能发生扰动，不宜采用。
7 毛细管饱和法
7.1 仪器设备
7.1.1饱和器:见图T0102-1〜图T0102-3。
图T0102-3平列式饱和器1-夹板；2-透水石;3-环刀;4.拉杆2 扰动土样制备的计算
2.1 按下式计算干土质量:
式中:MS——干土质量(g);
m——风干土质量(或天然土质量）（g);
wh——风干含水率(或天然含水率)（％)。
2.2按下式计算制备土样所需加水量：
式中：Mw——土样所需加水量(g);
m——风干含水率时的土样质量(g);
Wh——风干含水率(％);
w——土样所要求的含水率(％)。
2.3按下式计算制备扰动土样所需总土质量：
m=(1+0.0\Wh)pdV (T0102-3)
式中：m——制备土样所需总土质量(g);
pd——制备土样所要求的干密度(g/cm3);
V——计算出的击实土样或压模土样体积(cm3);
Wh风干含水率(％)。
2.4按下式计算制备扰动土样应增加的水量：
ΔMW=0.01(w-Wh)Pdv (T0102-4)
式中:Δmw——制备扰动土样应增加的水量(cm3);
其余符号含义同前。
3 粗粒土扰动土样的制备程序
3.1 无凝聚性的松散砂土、砂砾及砾石等按本方法1.3制备土样，然后取具有代表性足够试验用的土样做颗粒分析使用，其余过5mm筛，筛上筛下土样分别贮存，供做比重及最大、最小孔隙比等试验用，取一部分过2mm筛的土样备力学性质试验之用。
3.2 如砂砾土有部分黏土黏附在砾石上，可用毛刷仔细刷尽捏碎过筛，或先用水浸泡，然后用2mm筛将浸泡过的土样在筛上冲洗，取筛上及筛下具有代表性试样做颗粒分析用。
3.3 将过筛土样或冲洗下来的土浆风干至碾散为止，再按本方法1.1〜1.4步骤操作。
4 扰动土样试件的制备程序
根据工程要求，将扰动土制备成所需的试件进行水理、物理力学等试验之用。
根据试件髙度要求分别选用击实法和压样法，高度小的采用单层击实法，高度大的采用压样法。
4.1 击实法
4.1.1 根据工程要求，选用相应的夯击功进行击实。
4.1.2 按试件所要求的干质量、含水率，按本方法1和3制备湿土样，并称制备好的湿土样质量，准确至0.lg。
4.1.3 将试验用的切土环刀内壁涂一薄层凡士林，刀口向下，放在试件上，用切土刀将试件削成略大于环刀直径的土柱。然后将环刀垂直向下压，边压边削，至土样伸出环刀上部为止，削平环刀两端，擦净环刀外壁，称环土合质量，准确至0.lg，并测定环刀两端所削下土样的含水率。
4.1.4 试件制备应尽量迅速，以免水分蒸发。
4.1.5 试件制备的数量视试验需要而定，一般应多制备1〜2组备用，同一组试件或平行试件的密度、含水率与制备标准之差值，应分别在±0.1g/cm3或2%范围之内。
4.2 压样法
4.2.1 按本方法4.1.2的规定，将湿土倒入压模内，拂平土样表面，以静压力将土压至一定高度，用推土器将土样推出。
4.2.2 按本方法4.1.3〜4.1.5的规定进行操作。
5 原状土试件制备程序
按土样上下层次小心开启原状土包装皮，将土样取出放正，整平两端。在环刀内壁涂一薄层凡士林，刀口向下，放在土样上，无特殊要求时，切土方向应与天然土层层面垂直。
按本方法4.1.3的操作步骤切取试件，拭件与环刀要密合，否则应重取。
切削过程中，应细心观察并记录试件的层次、气味、颜色，有无杂质，土质是否均匀，有无裂缝等。
如连续切取数个试件，应使含水率不发生变化。
视试件本身及工程要求，决定试件是否进行饱和;如不立即进行试验或饱和时，则将试件暂存于保湿器内。
切取试件后，剩余的原状土样用蜡纸包好置于保湿器内，以备补做试验之用。切削的余土做物理性质试验。平行试验或同一组试件密度差值不大于±0.lg/cm3,含水率差值不大于2%。
冻土制备原状土样时，应保持原土样温度，保持土样的结构和含水率不变。
6 试件饱和
土的孔隙逐渐被水填充的过程称为饱和。孔隙被水充满时的土，称为饱和土。
根据土的性质，决定饱和方法：
砂类土:可直接在仪器内浸水饱和。
较易透水的黏性土:即渗透系数大于10_4Cm/S时，采用毛细管饱和法较为方便，或采用浸水饱和法。
不易透水的黏性土：即渗透系数小于10-40«/3时，采用真空饱和法。如土的结构性较弱，抽气可能发生扰动，不宜采用。
7 毛细管饱和法
7.1 仪器设备
7.1.1饱和器:见图T0102-1〜图T0102-3。
7.1.2水箱:带盖。
7.1.3天平:感量0.lg。
7.2 操作步骤
7.2.1 在重叠式饱和器下正中放置稍大于环刀直径的透水石和滤纸，将装有试件的环刀放在滤纸上，试件上面再放一张滤纸和一块透水石。按这样的顺序重复，由下向上重叠至适当髙度，将饱和器上板放在最上部透水石上，旋紧拉杆上端的螺丝，将各个环刀在上下板间夹紧。
7.2.2 如用平列式饱和器时，则将透水石放置于下板各圆孔上，并顺序放置滤纸、装试件的环刀、滤纸、上部透水石及上板，旋紧拉杆上端的螺丝，将各个环刀在上下板间夹紧。
7.2.3 将装好试件的饱和器，放人水箱中(重叠式和框架式饱和器放倒，平列式则平放），注清水人箱，水面不宜将试件淹没(重叠式和框架式饱和器)或超过试件顶面(平列式饱和器），以便土中气体得以排出。
7.2.4 关上箱盖，防止水分蒸发，静置数日，借土的毛细管作用，使试件饱和，一般约需3d。
7.2.5 取出饱和器，松开螺丝，取出环刀，擦干外壁，吸去表面积水，取下试件上下滤纸，称环土合质量，准确至0.lg，并计算饱和度。
7.2.6 如饱和度小于95%时，将环刀装人饱和器，浸人水内，重新延长饱和时间。8真空饱和法
8.1 仪器设备
8.1.1 真空饱和法整体装置，如图T 01024所示。
8.1.2 饱和器:尺寸形式见图T 0102-1〜图T 0102-3。
8.1.3 真空缸:金属或玻璃制。
8.1.4 抽气机。
图T 0102-4真空饱和法装置
8.1.5真空测压表。1#气管;2_二通阔;3-橡皮塞;4■真空缸;
5-饱和器;6■管夹;7-引水管;8-水缸
8.1.6 其他:天平、硬橡皮管、橡皮塞、管夹、二路活塞、水缸、凡士林等。
8.2 操作步骤
8.2.1 按本方法7.2.1、7.2.2步骤将试件装入饱和器。
8.2.2 将装好试件的饱和器放入真空缸内，盖口涂一薄层凡士林，以防漏气。
8.2.3 关管夹，开阀门（见图T0102-4)，幵动抽气机，抽除缸内及土中气体;当真空压力表达到-101.325kPa(—个负大气压力值)后，稍微开启管夹，使清水从引水管徐徐注人真空缸内。在注水过程中，应调节管夹，使真空压力表上的数值基本上保持不变。
8.2.4 待饱和器完全淹没水中后，即停止抽气，将引水管自水缸中提出，令空气进人真空缸内，静待一定时间，借大气压力使试件饱和。
8.2.5 取出试件称质量，准确至0.lg，计算饱和度。
9 化学试验的土样制备
把土样平铺在搪瓷盘、木板或厚纸上，摊成薄层，放于室内阴凉通风处风干，不时翻拌，并将大块土捏散,促使均匀风干。风干场所力求干燥清洁，并要防止酸碱蒸汽的侵蚀和尘埃落入。
风干土样用木棍压碎，仔细检查砂砾，过2_孔径的筛，筛出土块重新压碎，使全部通过为止。过筛后的土样经四分法缩减至200g左右，放在瓷研钵中研细，使其全部通过1mm的筛子，取其中3/4(用二次四分法，每次取一半)供一般化学试验之用。其余1/4重又研细，使全部通过0.5mm筛子,由四分法分出1/2,置于105〜110℃烘箱中烘至恒温，贮于干燥器中，供碳酸盐等分析之用。
剩余1/2,压成扁平薄层，划成许多小方格，用角匙按分格规律均匀挑取样品10g左右，放人玛瑙研钵中仔细研碎，使其全部通过0.1mm筛子，最后在105〜110℃烘箱中烘8h，放在干燥器内，供矿质成分全量分析之用。
10结果整理
10.1按下式计算饱和度：
式中：Sr——饱和度（％)，计算至0.01;
P——饱和后的密度(g/cm3);
Pd——土的干密度(g/cm3);
e——土的孔隙比；
Gs——土粒比重；
w饱和后的含水率(％)。
10.2本试验记录格式如表T0102-1。
表T0102-1扰动土试件制备记录
工程名称计算者____________ 计算着—————
制备者校核者——---------- 校核者-————
| 土样编号 | 制备日期 | 制备标准 | 所需土质量及增加水量的计算 | 试件制备 | 备注 | |||||||||||||||
| 干密度 | 含水率 | 计算的试筒或压模容积 | 干土质量 | 含水率 | 湿土质量 | 增加的水量 | 所需土质量 | 制备方法 | 环刀质量 | 环刀加湿土质量 | 湿土质量 | 密度 | 含水率 | 干密度 | ||||||
| Pd（g/cm3 | w（％） | V（cm3） | Ms（g） | Wh（％） | M（g） |
Δmw (mL) |
(g) | （g） | （g） |
(g ) |
(g/cm3) | W(％) | Pd(g/cm3) | |||||||
| ××× | 1.70 | 16 | 81 | 137.8 | 5 | 144.6 | 15.2 | 159.8 | 击样 | 40 | 198.7 | 158.7 | 1.96 | 15.4 | 1.70 | 应变剪切试验用 | ||||
| 击样 | 199.5 | 159.5 | 1.97 | 15.0 | 1.71 | 应变剪切试验用 | ||||||||||||||
| 击样 | 199.0 | 159.0 | 1.96 | 15.9 | 1.69 | 应变剪切试验用 | ||||||||||||||
| ××× | 1.70 | 16 | 100 | 170 | 5 | 178.4 | 18.7 | 197.1 | 击样 | 50 | 248.0 | 198.0 | 1.98 | 16.5 | 1.70 | 压缩试验用 | ||||
| ××× | 天然1.65 | 天然15 | 100 | - | - | - | - | 189.7 | 击样 | 50 | 239.3 | 188.3 | 1.89 | 14.8 | 1.65 | 压缩试验用天然含水率土样 | ||||
条文说明
1〜4本规程要求统一土样和试样的制备程序和方法，以提高试验资料的可比性。
本规程适用于扰动土样的预备程序、扰动或原状土样的制备程序。扰动土样的制备，包括风千、碾散、过筛、勾土、分样和贮存等预备程序以及制备试样程序。扰动土样的制备，视实际情况，分别按击实试验规程中标准击实方法制样，对中小型填方工程可按击样法或压样法进行。一般情况下，当试样的
总厚度不大于50mm时，可采用压样法。
5原状土的开土、土样描述及试样制备强调了对土样质量的鉴别。为保证试验结果的可靠性，质量不符要求的原状土样不能做力学性质试验。
6〜8根据土样的渗透性采用浸水(毛细管）饱和法和真空饱和法。一般渗透系数大于l0_4cm/s，采用浸水饱和；小于10-4cm/s采用真空饱和。渗透系数可以预佑，不一定实测。浸水饱和，费时很多，可考虑使用高水头或负压的方法，减少饱和时间。二氧化碳和反压力饱和是目前较好的饱和方法，但需要一定的仪器设备，故本规程没有列入。在三轴压缩试验中，列有反压力饱和及二氧化碳饱和。
通常毛细饱和法以及浸水饱和法的饱和度只能达到80%〜85%。真空饱和法的饱和度可达97%左右。
