土工试验1含水率,密度
土工试验
单元7 土工试验土工试验的项目较多，每个试验项目都有几个不同的试验方法，本章选择的五项试验均参照国家现行标准《土工试验方法标准》GB/T 50123-1999和《土的工程分类标准》GB/50145-2007（以下简称《标准》）编制。
7.1 土的基本物理指标测定一、试验目的在实验室内直接测定土的密度、土粒比重、含水率三个实测指标，这三个指标称为土的三相基本试验指标。
土的其它指标可以计算求得，称为换算指标。
二、试验方法1. 测定土的密度试验方法有环刀法、蜡封法、灌水法、灌砂法等。
对于细粒土，采用环刀法；对于易破裂土和形状不规则的坚硬土，可用蜡封法；对于现场粗粒土，一般用灌水法或灌砂法。
2. 根据土粒径的不同，土粒比重试验可分别采用比重瓶法、浮称法和虹吸筒法。
对于粒径小于5mm的各类土，采用比重瓶法；对于粒径等于大于5mm的各类土，且其中粒径大于20mm的土质量小于总土质量的10％时，采用浮称法；对于粒径等于大于5mm的各类土，其中粒径大于20mm的土质量等于大于总土质量的10％时，采用虹吸筒法试验。
3. 含水率试验可分别采用烘干法、酒精燃烧法、炒干法、比重法等。
三、密度试验——环刀法1.仪器设备环刀；天平，感量0.1g；切土刀；推土器；游标卡尺；凡士林等。
2.试验步骤(1) 用卡尺测出环刀的高和内径，并计算出环刀的容积V(cm3)。
(2) 称环刀的质量m1，准确至0.1g。
(3) 在环刀内壁涂一层薄薄的凡士林油，刃口向下放在试样上。
(4) 用切土刀沿环刀外缘将土样削成略大于环刀直径的土柱，然后慢慢将环刀垂直下压，边压边削，到土样伸出环刀上部为止，削去环刀两端余土，使与环刀口面齐平。
把削下的土样做含水率试验。
(5) 擦净环刀外壁，称量环刀加土的质量m 2，准确至0.1g 。
(6) 用推土器将试样从环刀中推出。
(7) 本试验应进行二次平行测定，两次测定的差值不得大于0.03g/ cm 3,取两次测定的算术平均值。
0、土的基本性质检验(含水率试验、密度试验、比重试验、颗粒大小分析试验、界限含水率试验、湿化试验)
土的基本性质试验(含水率试验、密度试验、比重试验、颗粒大小分析试验、界限含水率试验、湿化试验）（一）含水率试验1、含水率的定义土中水的质量与土粒质量的比，称为土的含水率ω，以百分数计，表示为：:土中水的质量，g；式中 mwm:土粒质量，g。
s含水率ω是标志土的湿度的一个重要物理指标。
天然土层的含水率变化范围很大，与土的种类、埋藏条件及其所处的自然地理环境等有关。
一般情况下，砂土的天然含水率为 0~40%；黏土的天然含水率为 10%~100%，有的甚至高达百分之几百。
2、测定方法土的含水率一般采用烘干法测定。
取天然湿度的土样，先称其质量，然后将土样在100~105℃恒温下烘至恒量，称干土质量。
湿、干土质量之差与干土质量的比值，就是土的含水率。
（二）密度试验1、密度的定义土单位体积的质量称为土的密度ρ（g / cm3），表示为：式中 m———土的质量，g； V———土的体积，cm3。
天然状态下土的密度变化范围较大。
一般黏性土ρ = 1.8~2.0g/cm3 ；砂土ρ = 1.6~2.0g/cm3；含黏砾质土（碎石土）ρ = 1.8~2.2g/cm3，漂卵砾石砂ρ = 2.1~2.4g/cm3，腐殖土ρ = 1.3~1.7g/cm3。
2、测定方法（1）细粒土密度的测定方法。
细粒土的密度一般用“环刀”法测定，用一个圆环刀（刀刃向下）放在削平的原状土样面上，徐徐削去环刀外围的土，边削边压，使保持天然状态的土样压满环刀内，称得环刀内土样质量，土样质量与环刀容积之比值即为其密度。
（2）粗粒土密度的测定方法。
粗粒土的密度一般用灌水法或灌砂法测定，在整平的土层上挖试坑，坑径应为最大粒径的5-6倍，对所取的土样称质量，再用塑料薄膜铺设在坑内，向坑内注水求得体积，或用专用仪器灌砂（标准砂）求其体积，两者之比即为密度。
（三）比重试验1、比重的定义土粒质量与同体积的 4℃时纯水的质量之比，称为土粒比重，即：式中 Gs ———土粒比重，无量纲；ρwl———纯水在 4℃时的密度，等于 1g/cm3；m s ———土粒质量，g； Vs ———土粒体积，cm3 ；ρs———土粒密度，g/cm3。
材料-土工试验(一)_真题无答案-交互
材料-土工试验(一)(总分122, 做题时间90分钟)一、判断题1.不规则土样可以用环刀法测定其天然密度。
SSS_JUDGEMENT正确错误2.土的含水率是土中水的质量与土的质量之比。
SSS_JUDGEMENT正确错误3.含石膏土土样的含水率测试方法与其他土样一样。
SSS_JUDGEMENT正确错误4.压缩系数在Δh～Δp曲线上求得。
SSS_JUDGEMENT正确错误5.压缩指数在Δe～Δp曲线上求得。
SSS_JUDGEMENT正确错误6.CHS为含砾低液限粉土。
SSS_JUDGEMENT正确错误7.水析法适用于0.075MM～0.002MM粒径的土。
SSS_JUDGEMENT正确错误8.液塑限联合测定液限后，无论对细粒土还是粗粒土其计算入土深度的公式是一样的。
正确错误9.搓条法中只要土体断裂，此时含水率就是塑限含水率。
SSS_JUDGEMENT正确错误10.使用EDTA滴定法测定水泥或石灰剂量时所用的标准曲线是上级发的。
SSS_JUDGEMENT正确错误11.土的压缩性表现的是水的排出。
SSS_JUDGEMENT正确错误12.同一土体在不同击实功的条件下，其最大干密度不变。
SSS_JUDGEMENT正确错误13.直剪试验中慢剪试验方法是指：先使试样在法向压力作用下完全固结，然后慢速施加水平剪力直至土样破坏。
SSS_JUDGEMENT正确错误14.压缩试验是研究土体一维变形特性的测试方法。
SSS_JUDGEMENT正确错误15.压缩试验中土的压缩主要是孔隙体积的减小，所以关于土的压缩变形常以其孔隙比的变化来表示，试验资料整理为e～p曲线或e～lgp曲线。
SSS_JUDGEMENT正确错误16.击实试验利用标准化的击实仪具，试验土的密度和相应的含水率的关系，用来模拟现场施工条件下，获得路基土压实的最大干密度和相应的最佳含水率。
正确错误17.土的液限含水量是表示土的界限含水量的唯一指标。
SSS_JUDGEMENT正确错误18.在进行无荷载膨胀量试验中，测定试样是在无侧限条件下，浸水后在高度方向上单向膨胀与原高度的比值，即膨胀量。
土工试验1含水率,密度
㈡毛细管饱和法步骤：
1选用框式饱和器，试样上、下 面放滤纸和透水板，装入饱和 器内，并旋紧螺母。
2将装好的饱和器放入水箱内， 注入清水，水面不宜将试样淹 没，关箱盖，浸水时间不得少 于两昼夜，使试样充分饱和。
3取出饱和器，松开螺母，取出 环刀，擦干外壁，称环刀和试 样的总质量，并计算试样的饱 和度。当饱和度低于95％时， 应继续饱和。
4环刀：不锈钢材料制成，内径61.8mm和 79.8mm ， 高 20mm ； 内 径 61.8mm ， 高 40mm。
5击样器
1--定位环； 2--导杆； 3--击锤； 4--击样筒； 5--环刀； 6--底座； 7--试样
6压样器
1--活塞； 2--导筒； 3--护环； 4--环刀； 5--拉杆； 6--试样
10注意问题
对于扰动土试样的制备，以往通常 用击实法将土样击实后再切成试样， 这样做往往因分层击实，试样上、 下密度不一致及土体结构情况不好。
若采用击实法，要求以单层击实为佳。
试样制备方法对抗剪强度的影响随 土质情况、饱和方法及开始含水率 等条件而变化。
试样制备龄期会对抗剪强度有影响， 但试样一经压密，此影响即消失， 故在实际中可忽略不计。
二、试样饱和
土的孔隙逐渐被水填充的过程称为 饱和，当孔隙被水充满时的土，称 为饱和土。
㈠试样饱和宜根据土样的透水性能， 分别采用下列方法：
1粗粒土采用浸水饱和法。 2渗透系数大于10-4cm／s的细粒土，
采用毛细管饱和法；
渗 透 系 数 小 于 、 等 于 10-4cm ／ s 的 细 粒
各类工程的成败，在很大程度上取 决于土体能否提供足够的承载力， 取决于工程结构不至于遭受超过设 计限度的地基沉降和差异变形等，
土工实验指导书
土力学试验指导书1 概述土工试验包括的内容很多，本讲义主要介绍室内试验的一部分；{建筑地基基础设计规范》GBJ7—89规定的试验项目为：一、粘性土：颗粒分析，天然密度，天然含水率、比重、可塑性及抗剪强度。
二、砂土：颗粒分析，天然密度，天然含水率，比重及自然休止角。
三、碎石土：必要时可作颗粒分析。
对含粘性土较多的碎石土，宜测定天然土的天然含水量和可塑发生。
必要时，可作现场大体积密度试验。
四、岩石：必要时，应测定饱和状态的无侧限抗压强度。
土木工程，教学大纲规定的试验项目为：天然密度，天然含水量，流塑限试验，压缩试验和抗剪强度试验。
本试验指导书按《土工试验方法标准》编写，试验最后结果为SI单位。
2 密度试验密度试验的目的是测定土的单位体积的质量（称为密度），以便了解土的疏密和干湿状态，供换算土的其他物理力学指标和设计之用。
对一般粘牲土，多采用环刀法，即用一定体积的环刀切土，然后称重，得出环刀内土的体积和质量即可算出土的密度。
如果土样易碎裂，难以切削，可改用蜡封法。
现场条件下，对粗颗粒土，可用灌砂法或灌水法。
环刀法1．仪器设备（1）环刀，内径61.8mm和79.8mm，高度20mm。
（体积分别为60cm3和100cm3）。
（2）天平：称量500g，最小分度值0.18或称量200g，最小分度值0.018。
（3）其它：修土刀、刮刀、凡士林油等。
2．操作步骤（1）在环刀内壁涂一层薄薄的凡士林油，并将其刃口向下放在土样上。
（2）用修土刀沿环刀外缘将土样削成略大于环刀直径的土柱，然后慢慢将环刀垂直下压，边压边削，到土样伸出环刀为止。
（3）用刮土刀仔细刮平两端余土，注意刮平时不得使土样扰动或压密。
（4）擦净环刀外壁，称量环刀加土的质量，准确至0.01g 。
（5）按下式计算土的密度()00ρ+-=m m m Vρ ——土的密度（3/g cm ）0m m +——环刀加土的质量（g ）V ——环刀体积（cm 3） 3．试验记录与计算测量时，为了减小误差，要求测两次，且两次平行测定的允许值，不得超过0.03g/cm 3密度试验 （环刀法）工程编号： 试验者： 钻孔编号： 计算者： 试样说明： 校核者：结果分析：附：1．当土样坚硬、易碎或含有粗颗不易修成很规则形状，采用环刀法有困难时，一般采有蜡封法——将要测定密度的土样，称出质量后浸入刚熔化的石蜡中，使试样表面包上一层蜡膜，分别称量蜡加土在空气及水中的质量，已知蜡的密度，通过简单的计算便可求得土的密度。
土工试验的基本知识及操作流程
三、土工试验项目
• 2.力学性质（变形与强度） • 土的变形试验：包括固结、压缩、湿陷性
和膨胀性等。这些试验为工程设计提供变 形参数：压缩系数、压缩模量、体积压缩 系数、压缩指数、回弹指数、前期固结压 力、固结系数、湿陷系数、自重湿陷系数 、膨胀率、膨胀力等。变形这些指标主要 用于承载力评价、沉降计算、稳定性分析 等。
三、土工试验项目
• 2.力学性质（变形与强度） • 土的强度试验：包括直接剪切试验、反复
直接剪切试验、三轴压缩试验、无侧限抗 压强度试验等。这些试验为设计提供土的 抗剪指标参数(粘聚力、内摩擦角)、无侧限 抗压强度、灵敏度。强度这些指标主要用 于基坑支护、承载力计算、稳定性评价。
三、土工试验项目
四、试验前的准备
• 2、包装运输
• （1）土 • 1）样品取好后，蜡封并粘贴样签。原状样标签可
•
• •
牢固粘贴于样筒上，扰动样要将样品标签用塑料袋 与样品隔开放置。 2）原状样不应倒置，更不宜长距离运输，尤其是 黄土和软土及易碎散岩样，更要做好防震措施。 3）样品送样时应按钻孔分开，以便及时核对数量 。如样品不多，也可按工点送样。 4）运输样品时应有专门的运输箱，防止土样震动 、晃动。搬运和装卸时尽量轻拿轻放，以免样品损 坏。
四、试验前的准备
• 2、包装运输
• （2）水 • 1）盛水容器应用耐酸碱的干净塑料容器，大桶需标识2.5kg的 • •
长×宽×高 ---0.2×0.1×0.3(m) 新塑料桶，小桶可用洗干净 的250-500ml矿泉水瓶或新塑料桶。 2）水样不可盛满，须留15～20ml的孔隙，以防挤破。 3）水样取好后，盖好瓶塞，先用胶布粘再用石蜡密封瓶口。按 要求填写样品标签并贴牢，特别注意要注明哪桶水加了大理石粉 （一般小桶中加大理石粉）。同时应保证送至试验室后标签内容 清晰。
土工击实最大干密度和最佳含水率大致在什么范围
一、采用不同的击实方法，其所对应的最大干密度和最佳含水率是 有一定差异的，一般而言，重型比轻型击实试验所获得的最大干密度， 平均提高约9.9%，而最佳含水量平均降低约3.5%（绝对值）。即击实功 能愈大，土的最佳含水量愈小，而最大干密度及强度愈高。另外，采用 重型击实标准后，土基压实度至少可增加6%，而处理过后的土层强度 可以提高32%以上。
砾砂
10-1
粉砂
10-3 ～ 10-4
砾石
>10-1
细砂
10-3
土的渗透系数参考表2-5
土类 k（m/s） 土类
k(m/s)
土类ห้องสมุดไป่ตู้
粘土 <5×10-9 粉质粘土 5×10-9~10-8
粉土 5×10-8~10-6
粉砂 细砂 中砂
10-6~10-5 10-5~5×10-5 5×10-5~2×10-4
粗砂 砾石 卵石
k(m/s) 2×10-4~5×10-4
5×10-4~10-3 10-3~5×10-3
详细范围值如下： 1、砂土：最佳含水量（按重量计）％为：8～12；最大密度（kN／ m3）为：1.8～1.88。 2、亚砂土：最佳含水量（按重量计）％为：9～15；最大密实度（kN ／m3）为：1.85～2.08。 3、粉土：最佳含水量（按重量计）％为：16～22；最大密实度（kN／ m3）为：1.61～1.8。 4、亚粉土：最佳含水量（按重量计）％为：12～20；最大密实度（kN ／m3）为：1.67～1.95。
二、一般情况下，采用轻型击实标准时，土的最佳含水量对于黏性 土约相当于塑限的含水量；对于非黏性土则约相当于液限含水量的0.65 倍。
表2-1 土的渗透系数参考值
土工试验方法标准2篇
土工试验方法标准2篇土工试验方法标准第一篇: 土壤密度和含水率试验方法标准1.试验范围本标准规定了土壤密度和含水率试验的方法。
2.试验人员试验人员应持有土工试验相关证书，且熟练掌握试验方法。
3.试验仪器3.1 砂土筒3.2 土壤密度罐3.3 烘箱3.4 秤3.5 干燥器4.试验流程4.1 取土样从试验地点取土样，注意取样不可太浅或太深，深度不得超过50cm，然后进行筛分，筛出5mm以下颗粒。
4.2 土壤密度试验将砂土筒放入密度罐中，装满水至正在的20cm高度，记录初始温度及水面高度。
将砂土筒自水下方缓慢放入水面底部，当筒中气泡不再出现后，将砂土筒抽出，记录筒的质量，然后取出土样。
称取土样干重，再将砂土筒充满水，将土样再度放回筒中，测量筒的质量。
4.3 含水率试验取并记录土样湿重，放入烘箱干燥至质量稳定（通常需要12-24小时），称取干重。
5.计算参照以下公式，计算土壤密度和含水率：土壤密度 = 砂土筒质量三之差重/砂土筒容积含水率 =（湿重-干重）/干重 x 100%6.实际案例对于某工地上取的土样，经过试验计算，得出土壤密度为1.85g/cm³，含水率为20.58%。
7.结果分析根据试验结果可以分析土壤液体含量，以及土壤湿度相关特性，为土工工程设计提供数据支持。
第二篇: 土工试验耐久性试验方法标准1.试验范围本标准规定了土工材料耐久性试验的方法。
2.试验人员试验人员应持有土工试验相关证书，且熟练掌握试验方法。
3.试验仪器3.1 耐久性试验箱3.2 压力机4.试验流程4.1 取土样及制作试样在试验地点取材料样品，如果需要，应进行筛分或筛分后混合。
按照试验要求制作试样。
4.2 耐久性试验将制好的试样放入试验箱中，按照特定的方式进行温度和湿度变化的模拟。
根据实验要求，温度可以在0℃~100℃之间变化，湿度变化可以在20%~90%之间波动。
4.3 压力试验在试样的耐久实验结束后，将试样放入压力机中。
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另外，土工试验成果因试验方法和 试验技巧熟练程度的不同，也可能
会有较大差别，这种差别在某种程
度上甚至大于计算方法所引起的误 差。
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第1章 试样制备和饱和
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一、试样制备
土样和试样的制备程序是试验工 作的第一个质量要素
为保证试验成果的可靠性和试验 数据的可比性，必须统一土样和 试样的制备方法和程序。
因此，室内土工试验又是原位测试 所代替不了的。
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其实，当土样从钻孔中取出时，就已产 生两种效应使该土样偏离了实际情况
❖ 一是取土、搬运及试验切土时的机械作用扰 动了土的结构，降低了土的强度；
❖ 二是改变了土的应力条件，土样产生回弹膨 胀。
这两种效应统称为扰动，扰动使试验指 标不符合原位土体的工程性状。
采样的数量按表B.0.1规定采取，
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土类
试验项目
含水率 比重 颗粒分析 界限含水率 密度 固结 黄土湿陷 三轴压缩 膨胀、收缩 直接剪切
击 实 /承 载 比
无侧限抗压强度 反复直剪 相对密度 粘土
原 状 土 (筒 ) 10cm× 20cm
扰动土 g
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土样在试验前必须经过制备程序 扰动土的土样制备包括土的风干、
碾散、过筛、匀土、分样和贮存等 预备程序和击实、饱和等试样制备 程序。 原状土的土样制备包括开启、切取 等。 这些步骤的正确与否，都直接影响 试验成果。
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土样制备程序视需要的试验而异， 所以在土样制备前应拟定土工试 验计划。
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试样的数量也是非常有限的
❖ 一层土一般只能取几个或十几个试样，试样 总体积与其所代表的土层体积相比，相差悬 殊
土还是各向异性的
❖ 在垂直方向上与在水平方向上，其性质指标 是不相同的。
室内土工试验的应力条件是相对理想和 单一化的
❖ 如固结试验是在完全侧限条件下进行的，三 轴压缩试验也仅是轴对称的，这些条件均与 实际土层的受力条件不尽相符
的，并且随其受力状态、应力历史、
加载速率和排水条件等的不同而变 得更加复杂。
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3
各类工程的成败，在很大程度上取 决于土体能否提供足够的承载力， 取决于工程结构不至于遭受超过设 计限度的地基沉降和差异变形等，
而地基承载力确定和地基变形计算 中的参数又主要是由土工试验来确 定的
由此可见，土工试验对于各类工程 项目建设的成功与否是至关重要的。
但其边界条件较为复杂，在计算分析时，有时 还需作不少假定方能进行
❖ 如十字板剪切试验结果整理中的竖向和水平向抗剪 强度相等的假定等)
并且有些指标还不能用原位测试直接测定
❖ 如应力路径、时间效应及应变速率等对土的性状的 影响。
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室内土工试验由于能进行各种模拟 控制试验以及进行全过程和全方位 的量测和观察，在某种程度上反而 能满足土的计算或研究的要求。
4环刀：不锈钢材料制成，内径61.8mm和 79.8mm ， 高 20mm ； 内 径 61.8mm ， 高
40mm。
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5击样器
1--定位环；
2--导杆；
3--击锤；
4--击样筒；
5--环刀；
6--底座；
7--试样
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6压样器
1--活塞； 2--导筒； 3--护环； 4--环刀； 5--拉杆； 6--试样
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原状土样同一组试样间密度的允许
差值为0.03g／cm3；
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17
对扰动土样为了控制试样的均匀性，减
少试验数据的离散性，一般用含水率和 密度作为控制指标
不仅要规定各试样间的允许误差，还要 规定同一组试样的密度及含水率与要求 的密度及含水率的允许误差。
同一组试样的密度与要求的密度之差不
得大于±0.01g/cm3；一组试样的含水率 与要求的含水率之差不得大于±1％。
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4
从土力学的发展历史及过程来看，从某 种意义上也可以说土力学是土的实验力 学
❖ 库仑(Couloreb)定律 ❖ 达西(Darcy)定律 ❖ 普洛特(Proctor)压实理论 ❖ 描述土的应力~应变关系的双曲线模型
无一不是通过对土的各种试验而建立起 来的。
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原位测试可以避免钻孔取土时对土的扰动和取 土卸荷时土样回弹等对试验结果的影响，试验 结果可以直接反映原位土层的物理状态，某些 不易采取原状土样的土层(如深层的砂)，只能 采用原位测试的方法。
土工试验
二○○九年四月
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1
土工试验是对土的工程性质进行测 试，并获得土的物理性指标(如密度、 含水率、土粒比重等)和力学性指标 (如压缩模量、抗剪强度指标等)的实
验工作，从而为工程设计和施工提
供可靠的参数，它是正确评价土的 程地质条件不可缺少的前提和依据。
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土是自然界的产物，其形成过程、 物质成分以及工程特性是极为复杂
800
800
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1
1
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1
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2000
1
2000
轻 型 >15000
重 型 >30000
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砂土
过筛
原 状 土 (筒 )
标准 扰动土
10cm× 20cm
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mm
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5 .0
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2 .0
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0 .5
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过筛
根据试验所需土样数量，将碾散的 土样过筛。
物理性试验土样过0.5mm筛； 力学性试验土样过2mm筛； 击实试验土样过5mm筛。
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过筛后用四分对角取样法，取出足 够数量的代表性土样，分别装入保 湿缸或塑料袋内备用，标以标签(写
(a)单向
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6压样器
1--上活塞； 2--上导筒； 3--环刀； 4--下导筒； 5--下活塞； 6--试样； 7--销钉
a
(a)双向
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7抽气设备：附真空表和真空缸。
8其他：
❖ 切土刀、钢丝锯 ❖ 碎土工具、烘箱 ❖ 保湿缸、喷水设备等。
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㈣土样的要求与管理
采样数量应满足要求进行的试验项 目和试验方法的需要，并应附取土 记录及土样现场描述。
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㈢试样制备的主要仪器设备：
1细筛：孔径0.5mm、2mm。
2洗筛：孔径0.075mm。
3台秤和天平：
❖ 称量10kg，最小分度值5g；
❖ 称量5000g，最小分度值1g；
❖ 称量1000g，最小分度值0.5g；
❖ 称量500g，最小分度值0.1g；
❖ 称量200g，最小分度值0.0lg。