TB10102-2010 铁路工程土工试验规程
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按试验目的,将土样经过加工制成可供试验的样品,
表示土中孔隙大小的程度,为土中孔隙体积占总体积的百分 Y
单位体积(含材料的实体矿物成分及其闭口空隙、开口空 隙等颗粒表面轮廓线所包围的全部毛体积)物质颗粒的饱和面 王质量。
角钢标准单位体积(含材料的实体矿物成分及其闭口空隙、开口空 隙等颗粒表面轮廓线所包围的全部毛体积)物质颗粒的王质量。
2.1.6动力黏度dynamicviscosity
移动的液体中的切应力与速度梯度(流速沿高度的变化率) 成正比,此比例系数m则称为动力黏度。
向应力为零时,土粒间的抗
某级的荷载增量与前一级荷载总量之比。
工地试样的干密度与由室内试验得到的试样的最! 比值。
土体在荷载作用下,下沉量基准值所对应的荷载强度与下沉 量基准值的比值。
土体在一定大小的冲击力和冲击时间作用下,抵抗变形能 的参数。
用第二次加载测得的承载板下应力和与之相对应的承载板中 心沉降量计算的变形模量。
3. 1. 1土样验收应符合下列规定
3. 1 土样的验收与保管
1士样送达试验单位,应同时提交试验委托书及其他必要 的工程资料。试验委托书应写明工程名称、试坑(或钻孔)编 号、土样编号、取土深度(原状土应有地下水位高程、土柱上 下方向)、取样日期、试验项目、试验方法及要求等。 2试验单位接到土样后,应按试验委托书进行验收。清点 土样时,应核对土样标签上填写的土样编号、工程名称、试坑 (或钻孔)编号、取样深度等是否与委托书相符,检查土样包装 是否符合要求,判定土样数量和质量是否满足试验项目和试验方 法的要求。各试验项目所需土样数量应符合表3.1.1规定。 3验收后应进行室内编号和登记。 3.1.2土样保管应符合下列规定: 1土样验收后交给负责试验的人员妥善保管。应将原状土 样和需要保持天然含水率的扰动土样置于阴凉处,原状土样上下 方向不得倒置。从取土样之日起至开始试验的时间不宜超过 20d。 2含放射性和有毒物质的土样,或取自瘟疫流行区和农业 芮虫害流行区的土样,应按有关行业的防护规定采取严格的防护 措施。 3试验后的剩余土样应装入原土样筒(或土样袋)内妥善 保存,待试验报告提交1个月后仍无查询方可处理。若有疑问, 可用余土复试。
表3.1.1各试验项目所需土样数量种黏性土、粉土砂类土、砾石类、碎(卵)石试原状土(筒)扰动土原状土(筒)扰动土类目Φ10 cm ×20 cm(kg)$10 cm ×20 cm(kg)含水率0. 1 ~ 0. 30. 8 ~1密度11砂0. 05;颗粒密度0. 05砾 2 ~ 10砂0.2 ~0. 5;颗粒分析0. 1 ~ 0. 4砾 7界限含水率0. 5收缩11湿化11毛细管水上升高度11. 51. 5相对密度3 ~6天然坡角5渗透123 ~5固结I1直接剪切25残余强度2541015三轴压缩无侧限抗压强度1静止侧压力系数11弹性模量11.5 动强度5 ~ 154 ~8动三轴(液化)动弹性模量15 ~ 3012 ~ 24共振柱3 ~52~5击实40 ~ 5050 ~ 60.7:
续表3.1.1种黏性土、粉土砂类土、砾石类、碎(卵)石原状土(简)扰动土原状土(筒)扰动土类Φ10 cm ×20 cm(kg)$10 cm ×20 cm(kg)承载比CBR50粒径小于20mm回弹至少取15;模量粒径小于40mm至少取30粗粒土直接剪切200粗粒土三轴压缩400黄土湿陷性2膨胀性2冻土总含水率11冻土密度1冻结温度1未冻含水率1冻土导热系数3冻胀率23冻土融化压缩2砂类土80~100、改良土50 ~ 60砾石类100~120、碎(卵)石>1503.2扰动细粒土试样制备3. 2. 1试样制备采用的仪器设备应符合下列规定:1分析筛:孔径5 mm、2 mm、0.5 mm。2洗筛:孔径0.075mm。: 3台秤:称量10~50kg,分度值为10~50g。.8:
3.2.2扰动细粒土试样制备应符合下列
1描述土样的颜色、土类、气味及 夹杂物等;必要时,应将土样充分拌匀, 取代表性士样测含水率。
修平。擦净环刀外壁,称环刀与土总质量,准确至0 环刀两端削下的土样测含水率。
1按第3.2.4条第1款要求计算称取所需湿土试 湿土试样倒入装有环刀的压样器内,以静压力将试样全 不刀内。
mo md = 1 +0. 01wal
(3. 2. 61)
(3. 2. 62)
mo = (1 +0. 01wo)p.V
4制备试样应增加的水量
式中Amw 制备试样应增加的水量(g)
7记录格式应符合表3.2.7
3.3.1本方法适用于各类粗粒土。
3.3.1本方法适用于各类粗粒土。
3.3粗粒土士样和试样制备
1分析筛:孔径 200 mm、150 mm、100 mm、75 mm、 50 mm、40 mm、20 mm、10 mm、5 mm、2 mm、0. 5 mm、0. 075 mm。 2台秤:称量500kg,分度值200g;称量100kg或50kg, 分度值50g。 3案秤:称量10 kg,分度值5g。 4 天平:称量5000g,分度值1g;称量200g,分度值 0. 01 g。
1全部土样置于橡皮板上风干,用木锤将土块及附着在粗 颗粒表面上的细粒土锤散,锤击时不应破坏土的天然颗粒。全部 土依次过筛,按大于100 mm、100~60 mm(75~60 mm)、60~ 40 mm、40 ~20 mm、20 ~10 mm、10 ~5 mm 以及不大于5 mm, 分粒组称其质量,计算各粒组含量百分数。分别测定大于5mm 部分和不大于5mm部分土的风于含水率。土样应按粒组分别存 放。 2天然含水状态士样制备应在保持天然含水率的情况下 全部土样拌和均匀。根据含砾量多少,取代表性土样,测定其天 然含水率。根据各项试验所需总量,分别取所需土样质量进行存 放,装入保湿器或塑料袋中扎紧袋口存放,防止含水率变化。
3.3.3条第1款依次过粗筛,分组称量,必要时取不大于5mm
3.3.3条第1款依次过粗筛,分组称量,必要时取不大于5m
3.3.6根据天然级配或大工级配或工程要求的级配进行试样配 制,试样中含有超过试样允许的最大粒径颗粒时,可按以下方法 处理: 1剔除法:剔除超粒径颗粒。 2等量替代法:根据试样允许的最大粒径以下的大于5mm 各粒组含量,按比例等质量替换超粒径颗粒。 3相似级配法:根据原级配曲线的粒径,分别按照几何相 似条件等比例地将原样粒径缩小。缩小后的土样级配应保持不均 匀系数和曲率系数不变。 4结合法:先用相似级配法以较适宜的比例缩小粒径,控 制不大于5mm粒径符合试验要求的含量,超粒径颗粒再用等量 替代法处理。 3.3.7根据确定的试验级配,称取各粒组的土样,将土样平铺
3.3.7根据确定的试验级配,称取各粒组的土样
在不吸水的垫板上拌和均匀,按控制含水率均匀施加所需的水量 后,充分拌和,浸润24h。实测含水率与控制含水率之差不应大 于1%。
式中P; 剔除后某粒组含量(%); 原级配某粒组含量(%); P dmax 超粒径颗粒含量(%)。 2等量替代法级配应按下列公式计算
式中 P; 一替代后粗粒某粒组含量(%):
Ps一原级配大于5mm粒组含量(%)。 3 相似级配法粒径和级配应按下列公式计算:
doi dni = n n= dmax Pa dn =
(3. 3. 84)
水量计算应符合下列规定: 1所需风干土或天然含水状态土质量和某粒组风于土或天 然含水状态土质量应按下列公式计算:
(3. 3. 94
1将土样筒按标明的上、下方向放置,剥去蜡皮和胶带 开启土样筒取出土样。检查土样情况,确认土样已扰动或取土质 量不符合规定(如土样结构受到破坏、土样直径小于制样要求 尺寸等)时,不应制备力学试验的试样。 2制备直接剪切的试样,应将土样上、下方向颠倒放置 其他力学试验项目制样切土方向应与土样的天然沉积方向一致。 3按本规程第3.2.3条第2~3款步骤切削土样。切削过程 中应细心观察土样的情况,并描述土样的层次、气味、颜色、有 无夹杂物、土质是否均匀等。 4切取软塑的细粒土,土样竖直放置易产生堆瘫时,可将 土样水平放置,切成略大于环刀高度的土样段,用环刀次压入 制成试样。 5切取试样后剩余的原状土样,应装入原筒并在周围用碎 土填紧,或用蜡纸包好放在保湿器内,以备补作试验时使用。切 好的试样不立即进行试验或无需饱和时,应将试样暂存于保湿器 内
3.5.1试样饱和宜根据土样的透水性能,分别采用下列
3.5.2毛细管饱和法应符合下列规定:
1选用框架式饱和器(图3.5.2(b)),在装有试样的环刀 两面贴放滤纸和直径略大于环刀的透水石,装入饱和器内,旋紧 固定螺母。
图3.5.2饱和器 一夹板;2—透水石;3一环刀:4一拉杆
2将装好试样的饱和器放入水箱中,注清水入箱,水面不 宜将试样淹没,使土中气体得以排出。 3关上箱盖,防止水分蒸发,借土的毛细管作用使试样饱 和,饱和时间约需3d。 4取出饱和器,松开螺丝,取出环刀,擦干外壁,吸去试 样表面积水,取下试样上、下滤纸,称环刀和试样的总质量,准 确至0.1g,并计算试样的饱和度。如果饱和度小于95%时,应 按本条第1~3款继续进行饱和。
.3真空饱和法应符合下列
1选用重叠式或框架式饱和器(图3.5.2)和真空饱和装 置(图3.5.3)。在重叠式饱和器下夹板的正中,依次放置透水 石、滤纸、带试样的环刀、滤纸、透水石,如此顺序重复,由下 向上重叠到拉杆高度,将饱和器上夹板盖好后,紧拉杆上端的 螺丝,将各个环刀在上、下夹板间夹紧。 2将装有试样的饱和器放入真空缸内,真空缸和盖之间应 涂一层凡士林以防漏气。 3关闭管夹,打开二通阀,将真空缸与抽气机接通,开动 抽气机,真空压力表读数接近1个大气负压力值后,继续抽气不
少于1h,然后开启管夹,使清水由弓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保持不 变。 4待饱和器完全被水淹没后停止抽气,将引水管自水缸中 提出,使空气由引水管进入真空缸内,静置定时间,借大气压 力使试样饱和。 5取出带环刀的试样,称取环刀和土总质量,准确至0.1 g, 并计算饱和度。饱和度小于95%时,应继续进行饱和。 3.5.4试样的饱和度应按下式计算:
4.1.1本试验可用于测定土的含水率,计算土的干密度、孔隙 比、孔隙率、饱和度等指标。 4.1.2本试验以烘干法为测定含水率的标准方法,适用于各类 土。需要快速测定含水率时,应根据土的性质和工程情况分别选 用下列方法: 1碳化钙减量法:适用于各类土。 2酒精燃烧法:适用于不含有机质的砂类土、粉土和黏性 土。 3核子射线法:适用于现场原位测定填料为细粒土和粗粒 土的含水率,测定前宜用灌砂法的结果进行标定。 一一一工注
4.1.3烘干法测定含水率,土中有机质含量即灼失量超过5%
4. 2. 1 本试验所采用的仪器设备应符合下列规定: 1 电热干燥箱:应能控制温度为105℃~110℃。 真空干燥箱:应能控制温度为65℃~70℃。 天平:称量200g、分度值0.01g;称量1000g、分度值 0. 2 g 4称量盒:直径50mm、高30mm,长200mm、宽100mm 高 40 mm,可采用等质量称量盒。
5干燥箱:内用硅胶干燥齐
·低保F可 1根据不同土类按表4.2.2确定称取代表性试样质量,放 入称量盒内,立即盖好盒盖,将盒外附着的土擦净后称量。称量 时可在天平放码的盘内放上等质量的称量盒(采用电子天平, 先放一等质量称量盒去皮),即可直接称得湿土质量。 2打开盒盖,将装有试样的称量盒放人电热干燥箱,在 105℃~110℃温度下烘干。 烘干时间:粉土、黏性土不少于8h,砂类土不少于6h, 砾、碎石类土不少于4 h。 3将称量盒从电热干燥箱中取出,盖上盒盖,放入干燥器 中冷却至室温,称干土质量。 4本试验称量小于200g,准确至0.01g;称量大于200g 准确至 0. 2 g。 5含有机质大于5%的土,烘干温度应控制在65℃~ 70℃,在真空干燥箱中烘7h 或在电热干燥箱中烘18 h。
2.2烘干法测定含水率所需试
4.2.3试验结果应按下式计
试验结果应按下式计算:
式中 w 含水率(%),计算至0.1%; m. 干试样质量(g);
mo一湿试样质量(g)。 4.2.4本试验应进行平行测定,平行测定的差值应符合表 4.2.4的规定,取其算术平均值。平行测定的差值大于允许差值 时,应重新进行试验
表4.2.4含水率平行测定允许差值
4.2. 5记录格式应符合表4. 2. 5 的要求。
4. 2. 5记录格式应符合表 4. 2.5 的要求。
表4. 2.5烘干法含水率试验记录
4.3.1本试验所采用的仪器设备应符合下列规定:
4.3.1本试验所采用的仪器设备应符合下列规定: 1天平:称量200 g或1 000 g,分度值0.01 g。 2反应容器:采用烧杯或蒸发Ⅲ时用玻璃棒当研粹,采用 塘瓷容器时用塑料棒当研杆。 3碳化钙(电石)粉末:粒径应小于0.5mm。 4其他设备:玻璃表面血、毛刷、勺子。
4.3.2试验操作应符合下死
1用已知质量的反应容器(带研样)在大平上按表4.2.2 依不同土类确定称取试样质量,准确至0.01g。 2用表面Ⅲ在天平上称取碳化钙粉末,其用量按表4.3.2 确定, 准确至 0. 01 g。
3将称取的碳化钙粉未全部倒入已盛有试样的反应容器中 (不得撒失),然后用研杆充分研磨(捣碎泥球、结块)约3~ 5min,彻底均匀混合后,称取混合物及反应容器和研杵的总质 量,取下再研磨1~2min,再称量,如此重复,直至相邻两次称 量之差不大于0.01g,试验即可结束。 4.3.3试验结果应按下式计算:
mc2H2 × 1. 385
(4. 3. 3—2)
(4. 3. 32)
mA 反应前试样加碳化钙粉末和反应容器(带研杆) 的总质量(g), mB 反应后混合物和反应容器(带研)的总质量 (g); 205 (21 格篮国
表4.2.4的规定,取算术平均值。平行测定的差值大于允许差值 时,应重新进行试验。 4.3.5记录格式应符合表4.3.5的要求。
记录格式应符合表4.3.5自
3.5碳化钙减量法含水率试验
4.4.1本试验所采用的仪器设备应符合下列规定: 1 天平:称量200g,分度值0.01 g。 2 酒精:浓度95%。 3其他:干燥器、等质量的称量盒、滴管等。 4.4.2试验操作应符合下列规定: 1取代表性试样(黏性土5~10 g,砂类土20~30 g),放 入称量盒内,按本规程第4.2.2条第1款称取湿土质量。 2打开盒盖,用滴管将浓度为95%的酒精滴入盒内,直至 试样表面出现自由液面。将盒底在桌面上轻轻敲击,使酒精浸透 全部试样,然后点燃盒中酒精,烧至火焰熄灭。 3冷却约1min后,再按本条第2款重复操作。黏性土应 烧4次,砂类土应烧3次。 4待最后一次燃烧火焰熄灭后,盖上盒盖,在干燥器中冷 却至室温,立即称十士质量。 5本试验称量应准确至 0. 01 g。
4.4.3本试验结果应按本规程公式(4.2.3)计算。 4.4.4本试验允许差应符合本规程第4.2.4条的规定。 4.4.5本试验记录格式应符合本规程表4.2.5的要求。
4.4.4本试验允许差应符合本规程第4.2.4条的规定。
4.5.1本试验所采用的仪器设备应符合下列规定: 1主机:由放射源、探测器、微处理器、测深定位装置等 组成。如图 4. 5. 1 所示。
1)放射源:137一源,辐 射活性 3.7 × 10°Bq;镭 241/镀中子源,辐射活性 1. 85 × 10° Bq。 2)探测器:盖革一密勒计数 管,接收射线;氮一3 探测管,接收中子射线。 3)微处理器:将探测器接收到 的射线信号转换成数据,并 经运算后显示检测结果。 4)测深定位装置:将放射源 定位到预定的测试深度。 2附件:标准块、导板、钻杆、 电器。 3技术指标: 1)测量范围:含水量0~0.64.g 2)准确度:含水量±0.004 g/ 5.2试验操作应符合下列规定: 1标准计数或统计试验:将标准 规定将仪器放置在标准块上,仪器 m以内无其他放射源,3m以内的
镀锌板标准图4.5.1核子湿度 密度仪示意图 放射源;2一探测器 3一微处理器; 4一测深定位装置
按下启动键,开始进行标准计数或统计试验。操作人员应退到离 仪器2m以外区域。仪器发出结束信号后,检查含水率、密度的 标准计数或统计分析结果,如果其数值在规定的范围内,即可开 始检测。 2输人设定参数: 1)测量计数时间(不宜小于30s); 2)选择计量单位g/cm或kg/cm; 3)密度、含水率的偏移量,无偏移量时输入“0”; 4)测点记录号。 3平整被测材料表面,必要时可用少量细粉颗粒铺平,然 后用导板和钻杆造孔。孔深应大于测试深度,孔应垂直;孔壁光 滑,不得塌。被测材料不便于造孔时,可采用反射法进行检 测。 4按规定将仪器就位,并将放射源定位到预定的测试深度 按下启动键开始测试,操作人员退到离仪器2m以外的区域。 5仪器发出测试结束信号后,将放射源退回到安全位置 并储存或记录检测结果。 6被测材料中含有硼、氢等吸收中子的元素成非自由水氢 元素时,其检测结果应用烘干法求出偏移量进行校正。 7基坑边缘或沟中测试时,仪器的侧面与坑壁的距离不宜 小于0.6m;采用特殊补偿功能对测试结果进行校正的不受距离 的限制。
式中 w 含水率(%),计算至0.1%; Pd 干密度(g/cm); p 湿密度(g/cm); Psw 含水量(单位体积土中水的质量)(g/cm)
4.5.4试验允许差应符合下列规定:本试验在同一测点,仪器在初始位置进行第一次读数,然后将仪器绕测孔旋转180°进行第二次读数,允许平行差值符合本规程第4.2.4条的规定,试验结果取两次读数的平均值。两次测定的平行差值超过允许差值时,应将仪器再旋转到90°和270°的位置进行两次读数,取其四次读数的算术平均值。4.5.5记录格式应符合表4.5.5的要求。表4.5.5核子射线法测定含水率和密度记录表填筑湿密度干密度含水率测试测点测点读数里程高度(g/cm)(g/ cm)(%)日期位置编号次数(m)读数平均读数平均读数平均1234复核年月日试验年月日: 27:
5.1.1本试验可用于测定土的密度DB11标准规范范本,计算土的干密度、孔隙比、 孔隙率、饱和度、压实系数等指标。 5.1.2本试验应根据士的类别采用下列方法: 1 环刀法适用于测定粉土和黏性土的密度。 2! 蜡封法适用于测定环刀难以切削并易碎裂的土的密度。 3 灌砂法适用于现场测定最大粒径小于75mm的土的密 度。 4灌水法适用于现场测定最大粒径小于200mm的土的密 度。 5气囊法适用于现场测定最大粒径小于40 mm的土的密 度。 6核子射线法适用于现场测定填料为细粒土、粗粒土的压 实密度,测定前宜用灌砂法的结果进行标定。
5.1.1本试验可用于测定土的密度,计算土的干密度、孔隙比
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