颗粒筛分析曲线图
根据土的颗粒级配曲线
1根据土的颗粒级配曲线，当颗粒级配曲线较较平缓时表示土的级配良好。
2最常用的颗粒分析方法有筛分法和水分法。
3砂类土样级配曲线能同时满足Cu ≧5及Cc = 1～3的土才能称为级配良好的土。
4常见的粘土矿物有蒙脱石、伊里石、高岭石；由于粘土矿物颗粒很细，比表面积很大，所以颗粒表面具有很强的与水作用的能力，因此，土中含粘土矿物愈多，则土的粘性、塑性和胀缩性也愈大。
5粘性土中含水量不同，可分别处于固态、半固态、可塑态、流动态四种不同的状态。
其界限含水量依次是缩限、塑限、液限。
6土的天然密度、土粒相对密度、含水量由室内试验直接测定，其测定方法分别是环刀法、比重瓶法、烘干法。
7 土的触变性是指粘性土的结构受到扰动时，导致强度降低，但当扰动停止后，土的强度又随时间而逐渐增大的性质。
8土的灵敏度越高，其结构性越强，受扰动后土的强度降低越越多。
9碎石土是指粒径大于 2 mm的颗粒超过总重量50%的土。
10土的饱和度为土中被水充满的孔隙体积与孔隙总体积之比。
11渗流破坏主要有流砂(土)和管涌两种基本形式。
12达西定律只适用于层流的情况，而反映土的透水性的比例系数，称之为土的渗透系数。
1 结合水是液态水的一种，故能传递静水压力。
×，不能传递静水压力。
2土的结构最主要的特征是成层性。
×，结构改为构造。
34 无论什么土，都具有可塑性。
×，无粘性土不具有可塑性。
5 用塑性指数IP可以对土进行分类。
×，对粉土和粘性土分类。
6相对密实度Dr主要用于比较不同砂土的密实度大小。
×，是反映砂土本身的密实程度。
7砂土的分类是按颗粒级配及其形状进行的。
×，去掉“及其形状”。
8粉土的塑性指数IP小于或等于10、粒径大于0.075的颗粒含量不超过全重55%的土。
×，将“55%”改为“50%”。
9 甲土的饱和度大于乙土的饱和度，则甲土的含水量一定高于乙土的含水量。
×，二者没有必然联系。
粒度分析
激光法向细粉方向移动，细粉含量偏高。 因为其超声分散更彻底。
气体透过法
• 根据流体流经粉体层时的透过性测量粒 度。 • 由达西定律：t秒内通过截面积A，长度L 的粉体层的流量Q与压力降Δp成正比。
Q p B At L
常数B与粉体的比表面积的关系：
g B 2 2 KSV (1 )
平均粒径
算术平均直径
粒径表示形式
1 i di D1 100
几何平均直径 调和平均直径
log Dg i log d i / i
Dh i / i di
平均面积径
Ds
i di
2
/ i
除了平均粒径，还须用偏差系数K偏来 说明粉体的均匀程度。 K偏=σ/D1
第三节 粒度测定方法
方法分类
筛分法 直接观察 散射法
测量仪器
筛子 显微镜 粒度分析仪
所得结果
粒度分布 粒度分布，形状 粒度分布
沉降法
气体透过法
沉降天平
比表面积仪
粒度分布
比表面积
筛分法
• 物理分级方法 • 设备简单，操作容易，误差较大。
• 使用一套筛孔大小不等的筛，经干筛或 湿筛后，称量各筛上的筛余，得到粒度 分布和平均粒径。
3
粉体的比表面积SW（cm2/g）
1 g pAt sw 1 5 LQ sv
3
只需测定Q、 Δp 和t即可求出SW。
• 水泥工业中测定水泥细 度的方法是Blaine气体 透过法。 • 固定Q和 Δp ，测定t （ Δp为平均压力）。 • 当液柱由H2下降到H3， 所花时间为t
D
• 测定范围：0.1～150μ m
再生骨料
再生骨料建筑垃圾再生骨料分为全再生骨料、再生粗骨料和再生细骨料，全骨料不易控制质量，故实际应用过程中一般将其筛分成粗、细骨料后再使用。
全骨料是指将废弃混凝土破碎后不经筛分而直接使用的骨料。
粗骨料和细骨料分别为全骨料经4.75mm方孔筛筛分后的筛余和筛下。
（1）全骨料的筛分析全骨料的典型筛分析见表1、表2，筛分析曲线图见图1。
表1 全骨料筛分析筛孔尺寸（mm）分计筛余量（g）分计筛余（%）累计筛余（%）26.52224．4419.04068．11316.01533．1169.5060912．2284.7587017．4452.3672014．460筛底201640．3100表2 全骨料筛分析筛孔尺寸（mm）分计筛余量（g）分计筛余（%）累计筛余（%）26.500019.0273 5.5616.0254 5.1119.50125925.2364.75126025.2612.3671514.375筛底123624.7100图1 全骨料的筛分析从以上数据和图形分析，同一批产品两次筛分的级配的曲线偏差较大，这是由于运输过程中骨料间的堆积和离析所造成的。
（2）粗骨料的材性①组成与表面特征再生粗骨料和天然粗骨料相比，其表面特征有很大差异：再生粗骨料表面包裹着一定量的砂浆和水泥素浆（水泥石），其黏附的多少和程度取决于骨料破碎的工艺、设备和原生混凝土的强度等级。
破碎出来的再生粗骨料颗粒表面凸凹不平，非常粗糙、多孔隙、多棱角。
与天然粗骨料相比，再生粗骨料中的成分也比较复杂，除原生的天然骨料外，还含有少量的砖骨料、砂浆骨料、水泥石骨料（见图2）。
图2 再生粗骨料的粒形和表面特征②级配再生粗骨料的筛分析结果及曲线图见表3、表4、图3。
表3 再生粗骨料筛分析筛孔尺寸（mm）分计筛余量（g）分计筛余（%）累计筛余（%）26.5154 3.1319.071114.21716.055211.0289.50174434.9634.75162332.5962.361803.699筛底360.7100表4 再生粗骨料筛分析筛孔尺寸（mm）分计筛余量（g）分计筛余（%）累计筛余（%）26.5350.7119.096619.32016.0133126.6479.50173234.6814.7588117.6992.36340.7100筛底200.4100图3 再生粗骨料筛分析曲线图（NO.1和NO.2表示第一次和第二次筛分析）从结果分析，再生粗骨料两个样品虽因离析组成有所区别，但基本在级配标准允许的范围内，属5～25mm的连续级配。
土工试验-颗粒分析试验指导书
颗粒分析试验第一节 概述颗粒分析试验是测定干土中各粒组含量占该土总质量的百分数。
土的颗料大小、级配和粒组含量是土的工程分类的重要依据。
土粒大小与土的矿物组成、力学性质、形成环境等均有直接联系。
因此，土的颗料大小是土的重要特征。
颗粒分析试验是土工基本试验之一，其成果的准确性常影响土工建筑物设计方案甚至稳定性。
第二节 试验原理土粒的粒径变化范围非常大（粒径由大于60mm 到小于0.002mm ），故对不同的粒组采用不同的试验方法：粗粒组一般用筛析法，细粒组采用密度计法或移液管法。
不同的试验方法其试验原理也不同。
一、粗粒组筛析法试验原理对于粒径大于0.075mm 的粗粒土，一般采用筛析法分析土的颗粒大小。
筛析法是采用不同孔径的分析筛，由上至下孔径自大到小叠在一起。
试验时，取质量为的干土放入最上的筛里，通过筛析后，得到不同孔径筛上土质量，进而计算出粒组含量和累积含量。
二、粗粒组密度计法试验原理司笃克斯（Stocks ）研究微小球体在水中下沉时，发现球体的运动近似满足如下规律； 1．小球体在水中沉降的速率是恒定的；2．小球体沉降速率大小与球体直径的平方成正比。
上述规律可用下式表示：()241800d gG G v C w wt s ηρ-=（4-1）式中：——颗粒直径，mm ；——颗粒沉降速率，cm/s ；——4℃时水的密度，34/0.1cm g C w = ρ； ——水温时水的比重；——水温时水的动力粘滞系数，s kPa ⋅-210； ——土粒比重；——重力加速度，2/81.9s m g =。
由式（4-1）知，颗粒比重一定时，颗粒愈大，在水中沉降的速率愈快。
现将一定质量的土与水搅拌成总体积为的均匀悬液，然后观察悬液中颗粒下沉情况和悬液浓度的变化。
为研究方便，取距悬液表面为的薄层MN 来分析，如图4—1所示。
试验开始时（0=t 时刻），悬液均匀，悬液中自上至下各粒组均匀分布，然后土粒开始下沉，大颗粒下沉比较快，细颗粒下沉比较慢。
01颗粒几何形态表征
3
1
{
f wi di f wi di
3
} 3
1
α、β：0，1，2，3，4； d：个数基准表示的粒径； D：质量基准表示的粒径。
1.2 颗粒粒径分布
复习一下概率论的知识 状态分布 对数分布 Rosin -Rammler 分布
粒度分布：千奇百态的粉体，其颗粒大小服 从统计学规律。 指将颗粒群用一定的粒度范围按大小顺序分 为若干粒级，各级别粒子占颗粒群总量的百 分数。 • 频率分布：在粉体样品中，某一粒度(Dp)或 某一粒度范围内(Dp)的颗粒在样品中出现的 次数(np)与样品中总的颗粒数(N)之比。
质量频率 个数频率 （%wt/∆d） （%/∆d) 6.5 19.5 15.8 25.6 23.2 24.1 23.9 17.2 14.3 7.6 8.8 3.6 7.5 2.4
频率分布图
•由频率分布曲线可直接读出多数径dmod。 •也可求出颗粒群的平均径
d ( fi di )
i 1
3 1 i 3
对于同一颗粒群有：DnV ≧ DnS ≧ DnL
d可以是Feret径、Martin径、Krumbein 径等。 个数基准的平均粒径表示：颗粒群与一 个粒度均匀的假想颗粒群在颗粒数相等、 形状相同、总体积相同时的粒度。
当β≠ 0时： 长度表面积平均径α=2、β=1
DLS D2,1
几种粒径的相互关系 Feret径、Martin径和投影面积圆当量径
2５４个颗粒， 38～77m 一般来说： dF>d投影>dM
颗粒群的平均粒径
D { n i d i n i d i
}
1
{
f n i d i f n i d i
颗粒级配曲线
颗粒级配曲线颗粒级配曲线是根据颗分试验成果绘制的曲线，采用对数坐标表示，横坐标为粒径，纵坐标为小于（或大于）某粒径的土重（累计百分）含量。
它反映了土中各个粒组的相对含量，是直观反映泥沙样品颗粒级配组成的几何图形,也是计算有关特征值和资料整编的重要依据，根据颗粒级配曲线的坡度可以大致判断土的均匀程度或级配是否良好。
1．1 土的生成土是岩石经风化、剥蚀、破碎、搬运、沉积等过程，在复杂的自然环境中所生成的各类松散沉积物。
在漫长的地质历史中，地壳岩石在相互交替的地质作用下风化、破碎为散碎体，在风、水和重力等作用下，被搬运到一个新的位置沉积下来形成“沉积土”。
风化作用与气温变化、雨雪、山洪、风、空气、生物活动等(也称为外力地质作用)密切相关，一般分为物理风化、化学风化和生物风化三种。
由于气温变化，岩石胀缩开裂、崩解为碎块的属于物理风化，这种风化作用只改变颗粒的大小与形状，不改变原来的矿物成分，形成的土颗粒较大，称为原生矿物；由于水溶液、大气等因素影响，使岩石的矿物成分不断溶解水化、氧化、碳酸盐化引起岩石破碎的属于化学风化，这种风化作用使岩石原来的矿物成分发生改变，土的颗粒变的很细，称为次生矿物；由于动、植物和人类的活动使岩石破碎的属于生物风化，这种风化作用具有物理风化和化学风化的双重作用。
土是自然、历史的产物。
土的自然性是指土是由固相(土粒)、液相(粒间孔隙中的水)和气相(粒间孔隙中的气态物质)组成的三相体系。
相对于弹性体、塑性体、流体等连续体，土体具有复杂的物理力学性质，易受温度、湿度、地下水等天然环境条件变动的影响。
土的历史性是指天然土层的物理特征与土的生成过程有关，土的生成所经历的地质历史过程以及成因对天然土层性状有重要的影响。
在地质学中，把地质年代划分为五大代(太古代、元古代、古生代、中生代和新生代)，每代又分若干纪，每纪又分若干世。
上述“沉积土”基本是在离我们最近的新生代第四纪(Q)形成的，因此我们也把土称为“第四纪沉积物”。
土颗粒分析试验记录
土颗粒分析试验记录试验目的：本次试验旨在使用筛分法，分析土壤样品的粒径组成，以了解样品的物理性质和颗粒分布情况。
通过筛分试验，可以确定土壤的砾石、沙、粉砂、粘土等颗粒的含量百分比。
试验装置：1.土壤筛分装置：包括一组标准筛网、筛网支架、振动器等设备。
2.电子天平：用于称量土壤样品和筛分后的颗粒。
试验步骤：1.准备土壤样品：从实地采集的土壤样品中，在采样点深度10-20cm范围内采集约500克土壤样品，并置于干净的容器中。
将样品混合均匀，且尽量去除其中的杂质。
2.筛分试验：将土壤样品放在最上层筛网上，然后振动筛分装置，以确保样品充分分散和筛分。
筛分时间通常为5分钟。
在试验中，应使用一组标准筛网，如0.063mm、0.125mm、0.25mm、0.5mm、1mm、2mm、4mm等。
3.称重与记录：将每个筛网上的颗粒收集，并使用电子天平称重。
记录每个筛孔中颗粒的质量，以百分比形式表示。
在称重时，需要注意将土壤颗粒与筛网上的杂质彻底分离，以确保称重的准确性。
在每次称重前应进行筛网的校准以保证称重结果的准确性。
4.数据处理与分析：将每个筛孔中颗粒的质量除以总质量，并乘以100，得到每个筛孔中颗粒的含量百分比。
绘制颗粒分布曲线，以展示不同颗粒大小的含量变化情况。
试验记录：开始时间：2024年5月1日下午2点试验人员：张三试验结果：试验时间筛孔筛上质量（g）筛下质量（g）颗粒含量百分比（%）2:05pm 0.063mm 5.6 32.8 15.32:10pm 0.125mm 5.2 27.6 14.02:15pm 0.25mm 9.3 38.1 19.62:20pm 0.5mm 12.7 42.8 23.02:25pm 1mm 15.6 49.5 25.02:30pm 2mm 18.7 54.2 29.32:35pm 4mm 22.4 58.7 32.5总质量89.5数据处理与分析：根据试验结果，将每个筛孔中颗粒的质量除以总质量，得到每个筛孔中颗粒的含量百分比。
土的颗粒分析试验 筛分法
73.3
1
85
299
10.0
10.0
364
1836
61.2
0.5
60
239
8.0
8.0
560
1276
42.5
0.25
29
210
7.0
7.0
372
904
30.1
0.075 112
98
3.3
3.7
200
704
23.5
320
384
12.8
粒径分配曲线图
各级筛孔通过率 （％）
100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0
孔径 (mm)
60 40 20 10
小于该孔 小于该孔径土
径的土质 质量百分比
量(g)
(%)
孔径 (mm)
分计筛余 土质量
(g)
小于该孔 小于该孔径 径土质量 的土质量(g) 百分比
(%)
占总土质 量百分比
(%)
2
320
384
12.8
12.8
800
2200
1.0
10.0 筛 孔 孔 径 (mm)
100.0
土的不均系数 Cu =2.0 注备：土石比例划分d＞2mm颗粒含量为87.2%，d＜2mm颗粒含量为12.8%。
施工 单位
试 验：
日
期
：
复 核：
试验监理 人员意
日期： 试验室主任：
施工单 监位理：单 位： 取样日期
土的颗粒分析试验(筛分法)
试验编 号：
HJ(ETG)-12-07-004
样品名称 土
试验日期
样品名称 土
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Cu Cc
第二次
级配良好 Cu≥5，同时Cc＝1～3； 级配不良Cu＜5或Cc≠1～3。
d 10、d 30、d 60分别为颗粒级配曲线上相应于10%、30%、60%含量的粒径
试 验：
计 算：
复 核：
备注：加颜色的数据可以动
16.5 16.5
土粒直径:mm
第一次
d 10 d 30 d 6 8.0
级配良好 Cu≥5，同时Cc＝1～3； 级配不良Cu＜5或Cc≠1～3。
d 10、d 30、d 60分别为颗粒级配曲线上相应于10%、30%、60%含量的粒径 d 10 d 30 d 60
筛分析计算表（第二次）
总重g 筛余量g 分计筛余 孔径 通过%
颗粒级配曲线
100 100 1 60 0.01
小 90 于 某 80 粒 70 径 60 的 土 50 质 40 量 30 百 分 20 数 10 (%)
0
40
20 10 -0.3 5 21 100 0.5 0.25 0.075 0.05
颗粒筛分析曲线图
委托单位： 工程名称： 样品来源 取样地点 试验日期 试验编号
筛分析计算表（第一次）
总重g 筛余量g 分计筛余 孔径 通过% 10000 520 5.2 60 94.8 2410 24.1 40 70.7 2660 26.6 20 44.1 1670 16.7 10 27.4 720 7.2 5 20.2 440 4.4 2 15.8 170 1.7 1 14.1 390 3.9 0.5 10.2 340 3.4 0.25 6.8 550 5.5 0.075 1.3 130 1.3 0.05 0.0