土的現場目力鑒別方法

在公路路線勘測過程中，除了在沿線按需要采集一些土樣帶回實驗室測試有關指標數據外，常常還要在現場用眼觀、手觸、借助簡易工具和試劑及時直觀地對土的性質和狀態作出初步鑒定。

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簡易試驗方法

適用于<0.5mm顆粒的土樣，其方法如下

（1）判斷土的可塑狀態

將土樣調到可塑狀態，根據能搓成土條的最小直徑φ來確定土類：

①搓成φ>2.5mm土條而不斷的為低液限土；

②搓成φ＝l－2.5mm土條而不斷的為中液限土；

③搓成φ<1.0mm土條而不斷的為高液限土。

2（2）濕土揉捏感覺

將濕土用手揉捏，可感到顆粒的粗細。

低液限的土：有砂粒感，帶粉性的土有面粉感,粘附性弱；

中液限的土：微感砂粒，有塑性和粘附性；

高液限的土：無砂粒感，塑性和粘附性大。

（3）干強度

對于風干的土塊，根據手指捏碎或掰斷時用力大小，可區分為；

干強度高：很難捏碎，抗剪強度大；

干強度中等：稍用力時能捏碎，容易劈裂；

干強度低：易于捏碎或搓成粉粒。

3（4）韌性試驗

將土調到可塑狀態，搓成3mm左右的土條，再揉成團，重復搓條。根據再次搓成條的可能性與否，可區分為：韌性高：能再成條，手指捏不碎；中等韌性：可再搓成團，稍捏即碎；低韌性：不能再揉成團，稍捏或不捏即碎。4（5）搖震試驗

將軟塑至流動的小塊，團成小球狀放在手上反復搖晃，并用另一手擊震該手掌，土中自由水析出土球表面，呈現光澤：用手捏土球時，表面水分又消失。

根據水分析出和消失的快慢，可區分為：

反應快：水析出與消失迅速；

反應中等：水析出和消失中等；

無反應：土球被擊震時無析水現象。

（6）鹽漬土的簡單定性試驗

5二、野外對土的基本描述和鑒別1.對土的基本描述在野外用肉眼鑒別土時，要針對不同土類所規定的內容進行描述。現將不同土類所要描述的基本內容，列表如下分類描述內容碎石類土名稱、顏色、顆粒成分、粒徑組成、顆粒風化程度、磨圓度、充填物成分、性質及含量、密實程度、潮濕程度等。砂類土名稱、顏色、結構及構造、顆粒成分、粒徑組成、顆粒形狀、密實程度、潮濕程度等。粘性土名稱、顏色、結構及構造、夾雜物性質及含量、密實程度、潮濕程度等。6土工的原位試驗檢測方法

概述原位測試可在原位的應力條件、土的天然含水量下進行土的試驗。有些原位測試還可取得在深度上連續的記錄，提供土層在深度上變化的完整信息。

常見的土工原位測試有以下幾種：7一、十字板剪切試驗（FVT）適用于原位測定飽和軟粘土不排水抗剪強度的測定。1、試驗原理

把有4個葉片的十字板頭插至規定深度，施加扭轉力矩，直至土體破壞，測土體破壞抗扭力矩，則不排水抗剪強度cu（或十字板抗剪強度Sr）為：89式中：M——土體破壞時的扭矩；

D——十字板頭直徑；

H——十字板頭高度。102、試驗操作步驟（1）在試驗地點下套管至欲測深度以上3-5倍套管直徑處清除孔內殘土。（2）將十字板頭、軸桿、鉆桿逐節接好并擰緊，然后將十字板頭壓入土內欲測試的深度處。當試驗深度處為較硬夾層，應穿過該夾層再進行試驗。（3）對于開口鋼環式十字板剪切儀，先提升導桿2-3cm，使離合器脫離，用旋轉手柄快速旋轉導桿十余圈，使軸桿摩擦減至最低值，然后再合上離合器。11（4）安裝扭力量測設備（電測式十字板剪切儀接好應變儀），將量測儀表調零或讀取初讀數。（5）施加扭力，以l度/10s的轉速旋轉，每一度讀數據一次。當出現峰值或穩定值后，再繼續測讀1分鐘。其峰值或穩定值讀數即為原狀土剪切破壞時的讀數Ry。（6）松開導桿夾具，用扳手或管鉗快速將鉆桿順時針方向轉動6圈。測得擾動土最大讀數Rc。（7）依次進行下一個測試深度處的剪切試驗。123、十字板抗剪強度的幾個應用（1）確定飽和粘土的靈敏度靈敏度反映土的強度由于結構受到破壞而強度降低的情況。靈敏度：式中（Su）i——未擾動土十字板不排水抗剪強度；（Su）r——擾動土十字板不排水抗剪強度。（2）用于測定土坡或地基內的滑動面位置（3）測定地基強度變化規律13二、標準貫入試驗（SPT）1、標準貫入試驗的應用（1）查明場地的地層剖面和各地層在垂直和水平方向的均勻程度及軟弱夾層；（2）確定地基土的承載力、變形模量、物理力學指標及建筑物設計時所需參數等；（3）預估單樁承載力和選擇樁尖持力層；（4）地基加固處理效果的檢驗和施工監測；（5）判定砂土的密實度、粘性土的稠度，判別砂土和粉土地震液化的可能性。142、標準貫入試驗的機理標準貫入試驗是用質量為63.5±0.5kg的穿心錘，以76±2cm的落距，將一定規格的標準貫入器打入土中15cm，再打入30cm，最后30cm的錘擊數即為標準貫入擊數N。

土的承載力高：標準貫入器打入土中的阻力就大，標準貫入擊數N就大；

土的承載力低：標準貫入擊數N就小。153、試驗設備

標準貫入試驗設備主要由貫入器（長810mm，內徑35mm，外徑51mm）、貫入探桿、穿心錘、錘墊、導向桿及自動落錘裝置等組成。164、試驗方法（1）鉆孔時為防止擾動底土，一般先鉆至試驗土層標高以上15㎝處，清除孔底的虛土和殘土，為防止坍孔或流砂，通常采用泥漿護壁。（2）貫入前檢查探桿與貫入器的接頭是否已連接穩妥，然后將貫入器和探桿放入孔內，并注意保持導向桿、探桿和貫入器的軸線在同一鉛垂線上，以保證穿心錘的垂直施打；17（3）貫入時，穿心錘落距76㎝。貫入速率為15-30擊/分，包括先打入15㎝的預打擊數、后30㎝中每10㎝的擊數及30㎝的累計擊數。后30㎝的總擊數N即為貫入擊數。如為密實土層，N＞50時，記錄下50擊時的貫入深度即可，不必強行打入。貫入擊數按下式計算：

N=1500/△s式中：△s——相應于50擊時的貫入量（㎝）1819四、靜力觸探試驗（CPT）原理：靜力觸探（CPT）是用靜力將內部裝有力傳感器的探頭以一定的速率壓入土中，通過電子量測儀器所測得的貫入阻力（比貫入阻力ps或錐尖阻力qc和側壁摩阻力fs）來判斷土層性質的一種原位測試方法。探頭分類：單橋觸探頭：比貫入阻力（Ps）雙橋觸探頭：錐尖阻力（qc）側壁摩擦阻力（fs）201、試驗設備加壓裝置反力裝置探頭與探桿量測記錄系統

212、現場操作（1）準備工作①測量定出測試點，注意測點要離開已有的鉆孔至少2m。平行試驗對比孔的孔距不宜大于3m。②設置反力裝置（下錨或壓載）。③安裝好壓入和量測裝置。④檢查探頭外套筒與錐頭活動情況。穿好電纜，同時檢查探桿。⑤檢查電源電壓是否正常。⑥檢查儀表是否正常。22（2）現場實測工作

①初讀數測讀。將探頭壓入地表下1.0－2.0m左右，經過一定時間后將探頭提升5cm，使探頭在不受壓狀態下與地溫平衡。此時儀器上的穩定讀數即為初讀數。②貫入速度控制在0.5－1m/min。③數據采集。每10cm測一次數據。④觸探過程中的歸零。每貫入一定深度（2m）要將探頭提升5－10cm，測讀一次初讀數。⑤接、卸鉆桿。⑥終孔拆卸。233、靜探試驗成果的應用土層劃分土類判別確定地基土的承載力及變形模量選擇樁基持力層預估單樁承載力及判別沉樁的可能性檢查人工加固地基的密實程度和均勻性判別砂土的密度及液化可能性。24

五、平板載荷試驗

1、基本原理

典型的P-S曲線（1）直線變形階段稱比例界限Pcr

（2）剪切階段極限荷載PU

（3）破壞階段PcrPuPSⅠⅡⅢ典型的P-S曲線252、測試設備承壓板園形或方形剛性承壓板，尺寸應大于土中最大顆粒的10倍。一般采用2500-5000㎝2。加荷裝置重物加荷、千斤頂加荷。沉降量測裝置百分表、水準儀、位移傳感器等。2627283、測試方法

（1）試驗位置的選擇①選擇有代表性的地點進行試驗②土層均勻時，可在基底標高處進行試驗③土層性質隨深度變化時，在不同深度試驗（2）試坑寬度承壓板直徑的4-5倍，至少3倍（3）超荷載影響應使承壓板埋深與寬度之比和基礎埋深與寬度之比相等294、加荷方式（1）分級維持荷載沉降相對穩定法（常規慢速法）

分級加荷：按等荷載增量均衡施加

荷載增量：（1/8－1/10）Pu或（1/4－1/5）Pcr

沉降觀測：每加一級荷載，自加荷開始時間間隔10、

10、10、15、15分鐘后，以后每隔30分鐘觀測一次承壓板沉降

沉降穩定標準：連續2小時內每小時沉降量不超過0.1㎜，或連續1小時內，每30分鐘沉降量不超過0.05㎜，即可施加下一級荷載30（2）分級維持荷載沉降非穩定法（快速法）分級加荷與慢速法相同，每加一級荷載按間隔15分鐘觀測一次沉降，每級荷載維持2小時，即施加下一級荷載。（3）等沉降速率法控制承壓板以一定的沉降速率沉降，測讀與沉降相應所施加的荷載。315、試驗終止條件進行到試驗土層達到破壞階段，終止試驗（1）荷載不變，24小時沉降速率保持不變或加速發展；（2）承壓板周圍出現隆起或破壞性裂縫；（3）相對沉降超過s/d（d為壓板直徑或邊長）0.06－0.08。

326、試驗結果的應用（1）確定地基承載力①拐點法取第一拐點對應的荷載pcr為容許承載力，適用于拐點型P-S曲線或其它輔助型曲線可確定拐點的情況。常用輔助曲線有：33②相對沉降法在經過校正后的P-S曲線上取s/d一定的比值確定容許承載力（d為壓板直徑或邊長）。我國《建筑地基基礎設計規范》（GBJ7-89）規定：如承壓板面積為0.25－0.50㎝2

低壓縮性土和砂土：s/d=0.01－0.015

中高壓縮性土：s/d=0.0234

③極限荷載法由P-S曲線上所得極限荷載除以安全系數得容許承載力

a、第二拐點法由P-S曲線或輔助曲線得第二拐點pu對應得荷載為極限荷載。

b、取s/d=0.06相應得荷載為極限荷載。PcrPuPSⅠⅡⅢ典型的P-S曲線35（2）確定地基土的變形模量均質各向同性地基土的變形模量

362.3土基回彈模量試驗檢測一、承載板法1、目的和適用范圍在現場土基表面，通過承載板對土基逐級加載、卸載的方法，測出每級荷載下相應的土基回彈變形值，經過計算求得土基回彈模量。土基回彈模量可作為路面設計參數使用。372、試驗儀具與材料

（1）加載設施：后軸重不小于60kN的載重汽車一輛，附設加勁梁一根作為反力架。

（2）現場測試裝置：由千斤頂、測力計（測力環或壓力表）及球座組成。（3）剛性承載板一塊：板厚20mm，直徑為30cm，直徑兩端設有立柱和可以調整高度的支座供安放彎沉儀測頭。（4）路面彎沉儀兩臺：由貝克曼梁、百分表及其支架組成。38（5）液壓千斤頂一臺，80－100kN。（6）秒表。（7）水平尺。（8）其他。393、試驗前準備工作（1）根據需要選擇有代表性的測點；（2）仔細平整土基表面，撒干燥潔凈的細砂填平土基凹處；（3）安裝承載板，并用水平尺校正；（4）將試驗車置于測點上，在加勁小梁中部懸掛垂球測試使之恰好對準承載板中心；（5）在承載板上安放千斤頂；（6）安放彎沉儀，將兩臺彎沉儀的測頭分別置于承載板立柱的支座上，百分表對零。404、測試步驟（1）預載用千斤頂開始加載，預壓至0.05MPa，穩壓1min，使承載板與土基緊密接觸，然后放松千斤頂油門卸載，穩壓1min，將指針對零或記錄初始讀數。（2）測定土基的壓力—變形曲線

①采用逐級加載、卸載法，荷載小于0.1MPa時，每級增加0.02MPa，以后每級增加0.04MPa左右。

41②每次加載至預定荷載后，穩定1min，立即讀記兩臺彎沉儀百分表數值，然后輕輕放開千斤頂油門卸載至0。卸載穩定1min后，再次讀數，每次卸載后百分表不再對零。③當兩臺彎沉儀百分表讀數之差小于平均值的30%時，取平均值。如超過30%，則應重測。當回彈變形值超過1mm時，即可停止加載。42（3）各級荷載的回彈變形和總變形：回彈變形L=（加載后讀數平均值—卸載后讀數平均值）×彎沉儀杠桿比總變形L′=（加載后讀數平均值—加載前初始讀數平均值）×彎沉儀杠桿比（4）測定汽車總影響量a

最后一次加載卸載循環結束后，取走千斤頂，重新讀取百分表初讀數；將汽車開出10m以外，讀取終值數；兩只百分表的初、終讀數差之平均值乘彎沉儀杠桿比即為總影響量a。43（5）在試驗點下取樣，測定材料含水量取樣數量如下：

Ф≤5mm，試樣數量約120g；

Ф≤25mm，試樣數量約250g；

Ф≤40mm，試樣數量約500g。（6）在緊靠試驗點旁邊的適當位置，用灌砂法或環刀法或其他方法測定土基的密度。445、計算（1）計算回彈變形值=各級壓力的回彈變形+該級的影響量后軸重60kN的標準車為測試車的各級荷載影響量的計算值見表6.3.1。當使用其他類型測試車時，各級壓力下的影響量按下式計算：45（2）將各級計算回彈變形值點繪于標準計算紙上，排除顯著偏離的異點并繪出順滑的—曲線，如曲線起始部分出現反彎修正原點。（3）計算相應于各級荷載下土基回彈模量值：46（4）計算土基回彈模量E0值：472.4路基土的CBR試驗檢測

CBR又稱加州承載比，是CalifomiaBearingRation的縮寫，由美國加利福尼亞州公路局首先提出來，用于評定路基土和路面材料的強度指標。

CBR值：試料貫入量達到2.5mm或5mm時的單位壓力與標準碎石壓入相同貫入量時標準荷載強度（7MPa或10.5MPa）的比值，用百分數表示。48一、CBR值室內試驗

1、目的和適用范圍在規定的試筒制件后，對各種土和路面基層、底基層材料進行承載比試驗。試樣的最大粒徑宜控制在25mm以內，最大不得超過38mm。492、儀器設備（1）圓孔篩：孔徑38mm、25mm、20mm及5mm篩各一個。（2）重型標準擊實儀器設備：試筒、夯錘等。（3）貫入桿：端面直徑50mm、長100mm的金屬柱。（4）路面材料強度或其他載荷裝置：能量不小于50kN。（5）百分表、測力環、荷載板等。50513、試驗原理按路基施工時的最佳含水量及壓實度要求在試筒內制備試件；加載前飽水4晝夜并在浸水過程中及貫入試驗時，在試件頂面施加荷載板以模擬路面結構對土基的附加應力；

CBR值：試料貫入量達到2.5mm或5mm時的單位壓力與標準碎石壓入相同貫入量時標準荷載強度（7MPa或10.5MPa）的比值，用百分數表示。524、試驗技術要求（1）試驗采用風干試料，按四分法備料。（2）做擊實試驗，求試料的最大干密度和最佳含水量。（3）按最佳含水量制備試件。（4）試件飽水4晝夜。（5）做貫入試驗：加荷使貫入桿以1－1.25mm／min的速度壓入試件，記錄不同貫入量及相應荷載。

總貫入量應超過7mm。

53（6）繪制單位壓力P與貫入量l關系曲線，必要時進行原點修正。（7）從P—l關系曲線上讀取貫入量分別為2.5mm和5.0mm所對應的單位壓力P2.5和P5。則：

一般采用CBR2.5，如CBR5>CBR2.5，則試驗重做。如果結果仍然如此，則采用CBR5。54二、土基現場CBR值測試方法1、主要儀器（1）荷載裝置：設有加勁橫梁的載重汽車，后軸重不小于60kN。（2）現場測試裝置：由千斤頂、測力計、球座、貫入桿、荷載板及百分表等組成。55562、測試原理在公路路基施工現場，用載重汽車作為反力架，通過千斤頂連續加載，使貫入桿勻速壓入土基。為了模擬路面結構對土基的附加應力，在貫入桿位置安放荷載板。

573、測試技術要點（1）將測點約直徑30cm范圍的表面找平。（2）安裝現場測試裝置。（3）啟動千斤頂，使貫入桿以lmm／min的速度壓入土基，記錄不同貫入量及相應荷載。貫入量達7.5mm或12.5mm時結束試驗。（4）卸載后在測點取樣，測定材料含水量。（5）在測點旁用灌砂法或環刀法等測定土基的密度。（6）繪制荷載壓強—貫入量曲線，必要時進行原點修正。582.5壓實度試驗檢測方法

壓實度的概念：路基土及路面基層：指工地實際達到的干密度與室內標準擊實試驗所得的最大干密度的比值；瀝青路面：指現場實際達到的密度與標準密度的比值。59一、標準密度（最大干密度）和最佳含水量的確定方法

1、路基土的最大干密度和最佳含水量確定方法

擊實法：適用于細粒土粒徑不大于25mm的土和粗粒土粒徑不大于38mm的土。振動臺法與表面振動壓實儀法：無粘性自由排水粗粒土和巨粒土（包括堆石料）。

602、路面基層混合料最大干密度及最佳含水量確定方法無機結合料穩定類：標準擊實法

粒料類：振動法3、瀝青混合料標準密度確定方法

（1）水中重法（2）表干法（3）蠟封法（4）體積法61二、現場密度試驗檢測方法①灌砂法②環刀法③核子儀法④鉆芯法6263

（一）灌砂法

灌砂筒選擇①Φ100mm小型灌砂筒：集料的最大粒徑小于15mm、測定層的厚度不超過150mm。②Φ150mm的大型灌砂筒：集料的粒徑等于或大于15mm，但不大于40mm，測定層的厚度超過150mm，但不超過200mm時。641、儀具與材料①灌砂筒②金屬標定罐③基板

65⑥天平或臺稱⑦含水量測定器具：如鋁盒、烘箱等。⑧量砂：粒徑0.3－0.6mm清潔干燥的均勻砂，約20－40kg⑨盛砂的容器：塑料桶等。⑩其他：鑿子、改錐、鐵錘、長把勺、小簸箕、毛刷等。66672、標定筒下部圓錐體內砂的質量

①在灌砂筒筒口高度上，向灌砂筒內裝砂至距筒頂15mm左右為止。稱取裝入筒內砂的質量m1。以后每次標定及試驗都應該維持裝砂高度與質量不變。②將開關打開，讓砂自由流出，并使流出砂的體積與工地所挖試坑內的體積相當（可等于標定罐的容積），然后關上開關，稱灌砂筒內剩余砂質量m5，準確至1g。68③不晃動儲砂筒的砂，輕輕地將灌砂筒移至玻璃板上，將開關打開，讓砂流出，直到筒內砂不再下流時，將開關關上，并細心地取走灌砂筒。④收集并稱量留在板上的砂或稱量筒內的砂，準確至1g。玻璃板上的砂就是填滿錐體的砂m2。⑤重復上述測量三次，取其平均值。

693、測定量砂的密度①用水確定標定罐的容積V，準確至lmL。②在儲砂筒中裝入質量為m1的砂，并將灌砂筒放在標定罐上，將開關打開，讓砂流出，直到砂不再下流時，將開關關閉。取下灌砂筒，稱取筒內剩余砂質量m3。③計算填滿標定罐所需砂的質量ma

ma=m1-m2-m3④重復上述測量三次，取其平均值。70⑤計算量砂的單