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T0116—2007密度计法
时间：2016-05-14来源：泰鼎恒业浏览次数：
T0116—2007密度计法
1 目的和适用范围本试验方法适用于分析粒径小于0.075mm的细粒土。
2 仪器设备
2.1 TD116-A型甲种密度计刻度单位以20℃时每1000ml悬液内所含土质量的克数表示，刻度为-5〜50,最小分度值为0.5。
2.2TD116-B型乙种密度计:刻度单位以20℃时悬液的比重表示，刻度为0.995〜1.020,最小分度值为0.0002。
2.3 TDB1T-1000型量筒：容积为1000ml,内径为60mm，高度为350mm±10mm，刻度为0〜1000ml。
2.4 细筛:孔径为2mm、0.5mm、0.25mm;洗筛:孔径为0.075mm。
2.5 TDTP502电子天平：称量500g，感量０.01g。
2.6TDBWD0-50型温度计:测量范围0〜50℃，精度0.5℃。
2.7TD116型标准洗筛漏斗:上口直径略大于洗筛直径,下口直径略小于量筒直径。
2.8 TDYSZ系列电砂浴。
2.9磁力搅拌器:底板直径50mni，孔径约3mm。
2.9TD101系列烘箱、
2.10其他:离心机、三角烧瓶(500ml)、烧杯(400ml)、蒸发皿、研钵、木碾、称量铝盒、秒表等。
3 试剂
浓度25%氨水、氢氧化钠(Na０H)、草酸钠(Na2C204)、六偏磷酸钠[(NaP03)6]、焦磷酸钠(INTa4P4P2(V10H20)等;如须进行洗盐手续，应有10%盐酸、5%氯化钡、10%硝酸、5%硝酸银及6%双氧水等。
4 试样
密度计分析土样应采用风干土。土样充分碾散，通过2mm筛（土样风干可在烘箱内以不超过50℃鼓风干燥）。
求出土样的风干含水率，并按下式计算试样干质量为30g时所需的风干土质量。准确至０.０1g。
m=ms(1+0.01w) (T0116-1)
式中：m——风干土质量(g)，计算至0.01;
ms——密度计分析所需干土质量(g);
w——风干土的含水率(％)。
5 密度计校正
5.1 密度计刻度及弯月面校正:按《标准玻璃浮计检定规程》(JJG 86—2001)进行。土粒沉降距离校正参见本试验条文说明。
5.2 温度校正:当密度计的刻制温度是20℃，而悬液温度不等于20℃时，应进行校正，校正值查表T 0116-1。
表T 0116-1温度校正值
| 悬液温度t（℃） | 甲种密度计温度校正值mt | 乙种密度计温度校正值m´t | 悬液温度t(℃) | 甲种密度计温度校正值mt | 乙种密度计温度校正值M´t |
| 10.0 | -2.0 | -0.0012 | 20.2 | 0.0 | +0.0000 |
| 10.5 | -1.9 | -0.0012 | 20.5 | +0.1 | +0.0001 |
| 11.0 | -1.9 | -0.0012 | 21.0 | +0.3 | +0.0002 |
| 11.5 | -1.8 | -0.0011 | 21.5 | +0.5 | +0.0003 |
| 12.0 | -1.8 | -0.0011 | 22.0 | +0.6 | +0.0004 |
| 12.5 | -1.7 | -0.0010 | 22.5 | +0.8 | +0.0005 |
| 13.0 | ^1.6 | -0.0010 | 23.0 | +0.9 | +0.0006 |
| 13.5 | -1.5 | -0.0009 | 23.5 | +1.1 | +0.0007 |
| 14.0 | -1.4 | -0.0009 | 24.0 | +1.3 | +0.0008 |
| 14.5 | -1.3 | -0.0008 | 24.5 | +1.5 | +0.0009 |
| 15.0 | -1.2 | -0.0008 | 25.0 | +1.7 | +0.0010 |
| 15.5 | -1.1 | -0.0007 | 25.5 | +1.9 | +0.0011 |
| 16.0 | -1.0 | -0.0006 | 26.0 | +2.1 | +0.0013 |
| 16.5 | -0.9 | -0.0006 | 26.5 | +2.2 | +0.0014 |
| 17.0 | -0.8 | -0.0005 | 27.0 | +2.5 | +0.0015 |
| 17.5 | -0.7 | -0.0004 | 27.5 | +2.6 | +0.0016 |
| 18.0 | -0.5 | -0.0003 | 28.0 | +2.9 | +0.0018 |
| 18.5 | -0.4 | -0.0003 | 28.5 | +3.J | +0.0019 |
| 19.0 | -0.3 | -0.0002 | 29.0 | +3.3 | +0.0021 |
| 19.5 | -0.1 | -0.0001 | 29.5 | +3.5 | +0.0022 |
| 20.0 | -0.0 | -0.0000 | 30.0 | +3,7 | +0.0023 |
表T 0116-2土粒比重校正值
| 土粒比重 | 甲种密度计Cc | 乙种密度计G'c | 土粒比重 | 甲种密度计CG | 乙种密度计G'c |
| 2.50 | 1.038 | 1.666 | 2.70 | 0.989 | 1.588 |
| 2.52 | 1.032 | 1.658 | 2.72 | 0.985 | 1.581 |
| 2.54 | 1.027 | 1.649 | 2.74 | 0.981 | 1.575 |
| 2.56 | 1.022 | 1.641 | 2.76 | 0.977 | 1.568 |
| 2.58 | 1.017 | 1.632 | 2.78 | 0.973 | 1.562 |
| 2.60 | 1.012 | 1.625 | 2.80 | 0.969 | 1.556 |
| 2.62 | 1.007 | 1.617 | 2.82 | 0.965 | 1.549 |
| 2.64 | 1.002 | 1.609 | 2.84 | 0.961 | 1.543 |
| 2.66 | 0.998 | 1.603 | 2.86 | 0.958 | 1.538 |
| 2.68 | 0.993 | 1.595 | 2.88 | 0.954 | 1.532 |
5.4分散剂校正:密度计刻度系以纯水为准，当悬液中加入分散剂时，相对密度增大，故须加以校正。
注纯水入量筒，然后加分散剂，使量筒溶液达1000ml用搅拌器在量筒内沿整个深度上下搅拌均匀，恒温至20℃。然后将密度计放入溶液中，测记密度计读数。此时密度计读数与20℃时纯水中读数之差，即为分散剂校正值。
6 土样分散处理
土样的分散处理，采用分散剂。对于使用各种分散剂均不能分散的土样（如盐渍土等），须进行洗盐。
对于一般易分散的土，用25%氨水作为分散剂，其用量为：30g土样中加氨水1ml。对于用氨水不能分散的土样，可根据土样的pH值，分别采用下列分散剂：
6.1 酸性土(pH<6.5)，30g土样加0.5m０1/1氢氧化钠20ml溶液配制方法:称取20gNa０H(化学纯），加蒸馏水溶解后，定容至1000ml，摇匀。
6.2 中性土(pH=6.5〜7.5)，30g土样加0.25m０1/1草酸钠18ml。溶液配制方法:称取33.5gNa20204(化学纯）,加蒸馏水溶解后，定容至1000ml，摇匀。
6.3 碱性土(pH>7.5)，30g土样加0.083m01/1六偏磷酸钠15ml。溶液配制方法:称取51g(NaP03)6(化学纯），加蒸馏水溶解后，定容至1000ml，摇匀。
6.4 若土的pH大于8,用六偏磷酸钠分散效果不好或不能分散时，则30g土样加0.125m０1/1焦磷酸钠14ml。溶液配制方法:称取55.8gNa4P207.10H20(化学纯），加蒸馏水溶解后，定容至1000ml，摇匀。
对于强分散剂(如焦磷酸钠)仍不能分散的土，可用阳离子交换树脂(粒径大于2mm的）100g放入土样中一起浸泡，不断摇荡约2h，再过2mm筛，将阳离子交换树脂分开，然后加入0.083m０1/1六偏磷酸15ml。
对于可能含有水溶盐，采用以上方法均不能分散的土样，要进行水溶盐检验。其方法是:取均匀试样约3g，放入烧杯内，注入4〜6ml蒸馏水，用带橡皮头的玻璃棒研散，再加25ml蒸馏水，煮沸5〜1０min，经漏斗注入30ml的试管中，塞住管口，放在试管架上静置一昼夜。若发现管中悬液有凝聚现象(在沉淀物上部呈松散絮绒状），则说明试样中含有足以使悬液中土粒成团下降的水溶盐，要进行洗盐。
7 洗盐(过滤法）
7.1 将分散用的试样放入调土皿内，注入少量蒸馏水，拌和均匀。将滤纸微湿后紧贴于漏斗上，然后将调土皿中土浆迅速倒入漏斗中，并注入热蒸馏水冲洗过滤。附于皿上的土粒要全部洗入漏斗。若发现滤液混浊，须重新过滤。
7.2 应经常使漏斗内的液面保持高出土面约5_。每次加水后，须用表面皿盖住。
7.3 为了检查水溶盐是否已洗干净，可用两个试管各取刚滤F的滤液3〜5ml，管中加入数滴10%盐酸及5%氯化钡;另一管加入数滴10%硝酸及5%硝酸盐。若发现任一管中有白色沉淀时，说明土中的水溶盐仍未洗净，应继续清洗，直至检查时试管中不再发现白色沉淀时为止。将漏斗上的土样细心洗下，风干取样。
8 试验步骤
8.1 将称好的风干土样倒入三角烧瓶中，注入蒸馏水200ml，浸泡一夜。按前述规定加入分散剂。
8.2 将三角烧瓶稍加摇荡后，放在电热器上煮沸40min(若用氨水分散时，要用冷凝管装置;若用阳离子交换树脂时，则不需煮沸）。
8.3 将煮沸后冷却的悬液倒入烧杯中，静置1min。将上部悬液通过0.075mm筛，注入1000ml量筒中。杯中沉土用带橡皮头的玻璃棒细心研磨。加水入杯中，搅拌后静置1min，再将上部悬液通过0.075mm筛，倒入量筒。反复进行，直至静置1min后，上部悬液澄清为止。最后将全部土粒倒入筛内，用水冲洗至仅有大于0.075mm净砂为止。注意量筒内的悬液总量不要超过1000ml。
8.4 将留在筛上的砂粒洗入皿中，风干称量，并计算各粒组颗粒质量占总土质量的百分数。
8.5 向量筒中注入蒸馏水，使悬液恰为1000ml(如用氨水作分散剂时，这时应再加入25%氨水0.50℃，其数量包括在1000ml内）。
8.6 用搅拌器在量筒内沿整个悬液深度上下搅拌1min，往返约30次，使悬液均匀分布。
8.7 取出搅拌器，同时开动秒表。测记0.5min、1min、5min、15min、30min、60min、120min、240min及1440min的密度计读数，直至小于某粒径的土重百分数小于10%为止。每次读数前10〜20S将密度计小心放入量筒至约接近估计读数的深度。读数以后，取出密度计(0.5min及1min读数除外），小心放入盛有清水的M筒中。每次读数后均须测记悬液温度，准确至0.5℃。
8.8 如一次做一批土样(20个），可先做完每个量筒的0.5min及1min读数，再按以上步骤将每个土样悬液重新依次搅拌一次。然后分别测记各规定时间的读数。同时在每次读数后测记悬液的温度。
8.9 密度计读数均以弯月面上缘为准。甲种密度计应准确至1，估读至0.1;乙种密度计应准确至0.001，估读至0.0001。为方便读数，采用间读法，即0.001读作1，而0.0001读作0.1。这样既便于读数，又便于计算。
9 结果整理
9.1 小于某粒径的试样质量占试样总质量的百分比按下列公式计算：
9.1.1 甲种密度计
(T 0116-2)
式中：X——小于某粒径的土质量百分数(％)，计算至0.1;
Ms——试样质量(干土质量)(g);
CG——比重校正值，査表T0116-2;
Ps——土粒密度(g/cm3);
Pw20——20℃时水的密度(g/cm3);
mt——温度校正值，査表T0116-1;
n——刻度及弯月面校正值；
CD——分散剂校正值；
Rm——甲种密度计读数。
9.1.2 乙种密度计 （T0116-3)
式中：X——小于某粒径的土质量百分数(％)，计算至0.1;
V——悬液体积（=1000ml);
Ms——试样质量(干土质量)（g)
C´G——比重校正值，查表T 0116-2;
ps——土粒密度(g/cni3);
n´——刻度及弯月面校正值；
C´D——分散剂校正值；
R´m——乙种密度计读数；
pw20——20℃时水的密度(g/cm3);
m't——温度校正值，査表T 0116-1）
9.2土粒直径按下列公式计算，也可按图T 0116-1确定。
(T 0116-4)
式中：d——土粒直径(mm)，计算至0.0001且含两位有效数字；
η——水的动力黏滞系数(参见“渗透试验”)（10-6kpa.s);
pw4——4℃时水的密度(g/cm3);
Gs——土粒比重；
Gwt——温度t℃时水的比重；
1——某一时间*内的土粒沉降距离(cm);
g——重力加速度(981cm/S2);
t——沉降时间(s)。
为了简化计算，公式(T 0116-4)可写成：
(T0116-5)
式中：k——粒径计算系数，与悬液温度和土粒比重有关，其值见图
9.3 以小于某粒径的颗粒百分数为纵坐标，以粒径（mm)为横坐标,在半对数纸上，绘制粒径分配曲线(图T 0116-3)。求出各粒组的颗粒质量百分数，并且不大于d10的数据点至少有一个。
如系与筛分法联合分析，应将两段曲线绘成一平滑曲线。
9.4本试验记录格式如表T0116-3。
表T0116-3颗粒分析试验记录（甲种密度计)
工程名称 土粒比重 2.74 试验者
土样编号 比重校正值 计算着
土样说明 密度计号 甲4 校核者
烘干土质量 g 量筒编号 试验日期
|
下沉 时间 |
悬液 温度 |
密度计 读数 |
温度 校正值 |
分散剂 校正值 |
刻度及 弯月面 校正 |
R | Rh |
土粒沉 降落距 |
粒径 | 小于某粒径的士质量百分数 |
|
t (min) |
t(℃) | Rm | mt | CD | n | Rm+mt+n-CD | RCG |
L (cm) |
d (mm) |
X (%) |
| 0.5 | 19.50 | 29.7 | -0.1 | 1.3 | 2.06 | 30.36 | 29.78 | 10.49 | 0.0614 | 99.3 |
| 1 | 19.50 | 27.2 | -0.1 | 1.3 | 2.10 | 27.90 | 27.37 |
12.25 ..■ |
0.0469 | 91.2 |
| 5 | 19.50 | 23.6 | -0.1 | 1.3 | 2.03 | 24.23 | 23.77 | 12.43 | 0.0211 | 79.2 |
| 15 | 19.50 | 19.5 | -0.1 | 1.3 | 2.00 | 20.10 | 19.72 | 12.94 | 0.0124 | 65.7 |
| 30 | 20.00 | 15.7 | 0.0 | 1.3 | 2.08 | 16.4S | 16.17 | 13.23 | 0.0088 | 53.9 |
| 20.00 | 9.4 | 0.0 | 1.3 | 1.95 | 10.05 | 9.86 | 13.93 | 0.0064 | 32.9 | |
| 120 | 20.00 | 4.8 | 0.0 | 1.3 | 2.10 | 5.60 | 5.49 | 14.19 | 0.0046 | 18.3 |
| 240 | 20.00 | 2.4 | 0.0 | 1.3 | 1.92 | 3.02 | 2,96 | 15.74 | 0.0034 | 9.9 |
10.1土的鉴别分类和代号。
10.2颗粒分析试验记录表。
10.2土的颗粒级配曲线。
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