密度试验

一、概述

土的密度是指土的单位体积质量，是土的基本物理性质指标之一，其单位为g/cm3。土的密度反映了土体结构的松紧程度，是计算土的自重应力、干密度、孔隙比、孔隙度等指标的重要依据，也是挡土墙压力计算、土坡稳定性验算、地基承载力和沉降量估算以及路基路面施工填土压实度控制的重要指标之一。

当用国际单位制计算土的重力时，由土的质量产生的单位体积的重力称为重力密度 ，简称重度，其单位是KN/m3。重度由密度乘以重力加速度求得，即

γ=ρg 。

土的密度一般是指土的湿密度ρ ，相应的重度称为湿重度γ ，除此以外还有土的干密度ρd 、饱和密度ρsat 和有效密度ρ' ，相应的有干重度γd 、饱和重度γsat 和有效重度γ' 。 二、试验方法及原理

密度试验方法有环刀法、蜡封法、灌水法和灌砂法等。对于细粒土，宜采用环刀法；对于易碎裂、难以切削的土，可用蜡封法；对于现场粗粒土，可用灌水法或灌砂法。 (一) 环刀法

环刀法就是采用一定体积环刀法切取土样并称土质量的方法，环刀内土的质量与环刀体积之即为土的密度。

环刀法操作简便且准确，在室内和野外均普遍采用，但环刀法只适用于测定不含砾石颗粒的细粒土的密度。 1. 仪器设备

(1) 恒质量环刀，内径6.18cm(面积30 cm2)或内径7.98 cm(面积50 cm2)，高20mm，壁厚1.5 mm；

(2) 称量500g、最小分度值0.1g的天平； (3) 切土刀、钢丝锯、毛玻璃和圆玻璃片等。

2. 操作步骤

(1) 按工程需要取原状或人工制备所需要求的扰动土样，其直径和高度应大于环刀的尺寸，整平两端放在玻璃板上。

(2) 在环刀内壁涂一薄层凡士林，将环刀的刀刃向下放在土样上面，然后用手将环刀垂直下压，边压边削，至土样上端伸出环刀为止，根据试样的软硬程度，采用钢丝锯或修土刀将两端余土削去修平，并及时在两端盖上圆玻璃片，以免水分蒸发。

(3) 擦净环刀外壁，拿去圆玻璃片，然后称取环刀加土质量，准确至0.1g。 3. 成果整理

按式(2-1)和式(2-2)分别计算湿密度和干密度：

ρ=

mm2−m1

= （2-1） VV

ρd=

ρ1+0.01ω （2-2）

式中 ρ ——湿密度(g/cm3)，精确至0.01 g/cm3；

ρd——干密度(g/cm3)，精确至0.01 g/cm3；

m——湿土质量(g)； V——环刀容积(cm3)； m2——环刀加湿土质量(g)； m1——环刀质量(g)；

ω——含水量(%)。

环刀法试验应进行两次平行测定，两次测定的密度差值不得大于0.03 g/cm3，并取其两次测值的算术平均值。 4. 试验记录

环刀法测密度的试验记录见表2-1。

表2-1 密度试验记录表(环刀法)

工程名称： 试验者：

1

工程编号： 计算者： 试验日期： 校核者： 环刀加湿 环刀 土质量质量 湿土质量 环刀 平均湿 平均干密度(g/cm3)(9) 试 土 样 样 环 编 说 刀 号 明 号 容积 湿密度密度 含水量 干密度(%) (g/cm3)(7) (8) (6)1+0.01×(7) (g) (g) (g) (cm3)(1) (2) (3) (4) (g/cm3)(g/cm3)(5) (3) (4)(6) (1)-(2)

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