颗粒分析试验密度计法
密度计法颗粒分析试验记录
密度计法颗粒分析试验记录实验目的：使用密度计法对一组颗粒样品进行粒径分析，得到其粒径分布。
实验原理：密度计法是一种常用的颗粒分析方法，广泛应用于工程和科学研究中。
其基本原理是根据颗粒的密度与粒径的关系，通过测量颗粒的密度来得到粒径分布。
实验步骤：1.准备工作a.将密度计清洗干净，并校准仪器。
b.准备所需颗粒样品，将其干燥并筛分，保留所需粒径范围的颗粒。
2.实验操作a.将一定质量的干燥颗粒样品放入密度计中。
b.通过加入液体（通常是甘油或氯化钠溶液）来浸泡颗粒样品。
c.开始测量前，对密度计进行校准，确定空载状态和已知颗粒密度状态下的读数。
d.开始测量并记录读数，读数即为颗粒样品的密度。
3.数据处理a.根据测得的颗粒密度和颗粒密度与粒径的关系公式，计算出颗粒样品的粒径。
b.将得到的粒径数据绘制成频率分布图或累积曲线，得到颗粒样品的粒径分布情况。
实验记录：日期：20XX年XX月XX日样品信息：样品名称：XXX颗粒样品样品质量：XXXg工作条件：温度：XX℃湿度：XX%实验操作：1. 校准密度计，并测得空载状态的读数为XX g/cm32.向密度计中加入约XXg干燥颗粒样品并加入甘油溶液浸泡。
3. 密度计读数为XX g/cm3数据处理：根据已知颗粒的密度与粒径的关系公式：粒径=（颗粒密度-基质密度）/（已知颗粒密度-基质密度）*已知颗粒粒径已知数据：已知颗粒密度：XX g/cm3已知颗粒粒径：XX mm计算得到的颗粒粒径如下：颗粒粒径1：XX mm颗粒粒径2：XX mm...颗粒粒径n：XX mm粒径分布：将得到的粒径数据进行统计和绘图，得到颗粒样品的粒径分布图或累积曲线。
试验一 土的颗粒分析试验
试验一土的颗粒分析试验（一）、试验目的颗粒分析试验是测定干土中各种粒组所占该土总质量的百分数，借以明确颗粒大小分布情况，供土的分类与概略判断土的工程性质及选料之用。
（二）试验方法与适用范围1、筛析法：适用于粒径大于0.075mm的土。
2、密度计法：适用于粒径小于0.075mm的土。
3、移液管法：适用于粒径小于0.075mm的土。
4、若土中粗细兼有，则联合使用筛析法及密度计法或移液管法。
（三）、筛分法实验1、仪器设备：（1）符合GB6003——85的要求的试验筛。
粗筛：圆孔，孔径为60mm、40mm、20mm、10mm、5mm、2mm；细筛：孔径为2.0、1.0、0.5、0.25、0.1、0.075mm。
（2）、天平：称量1000g与称量200g。
（3）、台秤：称量5kg.。
（4）、振筛机：应符合GB9909——88的技术条件。
（5）、其他：烘箱、研钵、瓷盘、毛刷、木碾等。
2、操作步骤（无粘性土的筛分法）（1）从风干、松散的土样中，用四分法按下列规定取出代表性试样：①粒径小于2mm颗粒的土取100g——300g②最大粒径小于10mm的土取300g——1000g③最大粒径小于20mm的土取1000g——2000g④最大粒径小于40mm的土取2000g——4000g⑤最大粒径小于60mm的土取4000g以上。
称量准确至0.1g；当试样质量多于500g时，准确至1g。
（2）将试样过2mm细筛，分别称出筛上和筛下土质量。
（3）取2mm筛上试样倒入依次叠好的粗筛的最上层筛中；取2mm筛下试样倒入依次叠好的最上层筛中，进行筛析。
细筛宜放在振筛机上震摇，震摇时间一般为10——15min。
（3）由最大孔径筛开始，顺序将各筛取下，在白纸上用手轻叩摇晃，如仍有土粒漏下，应继续轻叩摇晃，至无土粒漏下为止。
漏下的土粒应全部放入下级筛内。
并将留在各筛上的试样分别称量，准确至0.1g。
（4）各细筛上及底盘内土质量总和与筛前所取2mm筛下土质量之差不得大于1%；各粗筛上及2mm 筛下的土质量总和与试样质量之差不得大于1%。
颗粒分析试验(密度计法)1
颗粒分析试验（密度计法）（一）概述颗粒分析试验的目的是测定土中各种粒组含量占该土总质量的百分数，并据此绘制颗粒大小分配曲线。
密度计法适用于分析粒径小于0.075mm 的土样，若试样中含有大于0.075mm 的粒径时，应联合使用密度计法和筛析法。
（二）试验原理密度计法是将一定质量的试样加入4%浓度的六偏磷酸钠10mL ，混合成1000mL 的悬液，并使悬液中的土粒均匀分布。
此时悬液中不同大小的土粒下沉速度快慢不一。
一方面根据斯笃克（Stokes, G .G , 1845）定律计算悬液中不同大小土粒的直径，另一方面用密度计测定其相应不同大小土粒质量的百分数。
1. 斯笃克定律斯笃克研究了球体颗粒在悬液中下沉问题，认为不同球体颗粒在悬液中的下沉速度υ与它们直径大小d 有关，这种反映悬液中颗粒下沉速度和粒径关系的规律，称为斯笃克定律。
按照这一定律，土颗粒在溶液中下沉时，较大的土粒首先下沉，经过某一时段t ，只有比某一粒径d 小的土粒仍然浮在悬液中，这些土粒在悬液中通过铅直距离L ，在时间t 内下沉速度υ为2w s 1800)(d t L ηρρυ-==tLG G d ⋅-=-=wo wT s w s )(1800)(18γηρρηυ式中:η —纯水的动力粘滞系数，Pa·s （10-3）； d —土颗粒粒径，mm ；ρ—土粒的密度，g/cm 3；G s —土粒的比重；w ρ—水的密度，g/cm 3；wo ρ—温度4℃时水的密度，g/cm 3；wT G ——温度T ℃时水之比重；L —某一时间t 内土粒的沉降距离，cm ； t —沉降时间，s 。
为了简化计算，用图 1–1的斯氏列线图，便可求得粒径d 值。
此时，悬液中在L 范围内所有土粒的直径都比算得的d 值小，而大于d 的土粒都下沉到比L 大的深度处。
图1–1 斯笃克列线图2．悬液中土粒质量的百分数设V 为悬液的体积，W s 为该悬液内所含土颗粒总质量。
颗粒分析试验密度计法的探讨
颗粒分析试验密度计法的探讨摘要：通过对粘粒分析试验密度计法的探讨，提出更节省时间的方法。
关键字：颗粒分析密度计法Abstract: through the analysis of test of density on clay meter method, this method is more time saving.Key words: particle density analysis methodC33颗粒分析试验是为了研究土中不同颗粒含量对其性质的影响，确定土的级配，并借以确定土的种类及评价土的工程性质。
密度计法是用来测定小于某粒径的颗粒。
试验依据密度计法是根据斯托克斯（Stokes）定律进行测定的。
当土粒在液体中靠自重下沉时，较大的颗粒下沉较快，而较小的颗粒下沉则较慢。
一般认为，对于粒径为0.2~0.002mm的颗粒，在液体中靠自重下沉时，做等速运动，这符合斯托克斯定律。
试验步骤国家标准《土工试验方法标准》中颗粒分析实验密度计法的步骤5为：将冷却后的悬液移入烧杯中，静置1min，通过洗筛漏斗将上部悬液过0.075mm筛，遗留杯底沉淀物用带橡皮头研杵研散，再加适量水搅拌，静置1min，再将上部悬液过0.075mm筛，如此反复倾洗（每次倾洗，最后所得悬液不得超过1000mL）直至杯底砂粒洗净，将筛上和杯中砂粒合并洗入蒸发皿中，倾去清水，烘干，称量进行细筛分析，并计算各级颗粒占试样总质量的百分比[1]。
试验步骤的探讨在实际生产中，按国标用密度计法测定时，每个土样都需反复倾洗杯底的沉淀物，并且倾洗总悬液还不得超过1000mL，在倾洗和倒入悬液的过程中，需特别小心液体溅出，这样大大延长了试验时间。
综合上述原因，在用密度计法时，我们可以将风干试样或洗盐后在滤纸上的试样，倒入500mL锥形瓶，注入纯水200mL，浸泡过夜，然后置于煮沸设备上煮沸，煮沸时间宜为40min[1]。
冷却后的悬液直接移入1000mL量筒，用纯水将烧杯的沉淀冲干净，一并移入量筒中，再加4%六偏磷酸钠10mL，注入纯水至1000mL。
密度计法测颗粒级配指导书
颗粒级配分析（密度计法）一、目的和适用围通过数据分析，判断土的组成、级配性质。
本试验方法使用于分析粒径小于0.075mm 的细粒土，具体方法步骤参照《土工试验方法标准》（GBT 50123-1999）、（公路土工试验规程）（JTG E40-2007）及材料（第2版公路工程试验检测人员考试用书）。
二、试验原理对应于粒径小于0.075mm 的细粒土，采用比重计法。
小球体在水中下沉时满足：①小球体在水中沉降的速度是恒定的；②小球体沉降速率与球体直径d 的平方成正比。
比重计是利用这一原理来进行颗粒分析的。
密度计是测定液体密度的仪器。
它的主体是个玻璃浮泡，浮泡下端有固定的重物，使密度计能直立地浮于液体中；浮泡上为细长的刻度杆，其上有刻度数和读数。
目前，使用的有甲种密度计和乙各密度计两种型号，本试验采用甲种密度计。
甲种密度计刻度杆上的刻度单位表示20℃时每1000cm 3悬液所含土粒的质量。
由于受实验室多种因素的影响，若悬液温度不是20℃时悬液的密度（或土粒质量），必须将初读数经温度校正；此外，还需进行弯液面校正、刻度校正、分散剂校正。
本试验采用斯托可斯公式来求土粒在静水中沉降速度；密度计法是通过测定土粒直沉降速度后求相应的土粒直径，如下式所示：tL G G d wTg wT s ⨯-⋅⨯=ρη)(1018004。
各符号见操作步骤中说明。
已知密度的均匀悬液在静置过程中，由于不同粒径土粒的下沉速度不同，粗、细颗粒发生分异现象。
随粗颗粒不断沉至容器底部，悬液密度逐渐减小。
密度计在悬液中之沉浮决定于悬液之密度变化。
密度大时浮得高，读数大；密度小时浮得低，读数小。
若悬液静置一定时间t 后，将密度计放入盛有悬液的量筒中，可根据密度计刻度杆与液面指示的读数测得某深度H t（称有效深度）处的密度，并可按上述公式求出下沉至H t处的最大粒径d；同时，通过计算即可求出H t处单位体积悬液中直径小于d的土粒含量，以及这种土粒在全部土样中所占的百分含量。
4颗粒分析
河海大学 岩土工程研究所
Research Institute of Geotechnical Engineering, Hohai University
试验目的
测定干土中各粒组含量占该土总质量的百分数。
试验方法
1.筛析法
2.密度计法 3.移液管法
筛析法
试验原理
本试验方法适用于粒径小于、等于60mm，大于 0.075mm 的土。 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ms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msi，进 而计算出粒组含量和累积含量。
筛析法
试验步骤：
5.计算粒组含量和累积含量，画出级配曲线，得到各特征粒 径，分析土的级配，据规范定名。
msi 粒组含量：X 100% ms
mA 累积含量：P 100% ms
筛析法
例题 土样总质量5000g 筛孔径（mm） 60 40 750 20 750 10 500 5 500 2 1000 底盘 500
筛析法
注意事项：
1.含砾土在现场分布极不均匀，在搬运过程中也极易分选， 选取代表性土样不易。一般要求：（１）现场多选几个随机 点取样；（２）实验室内先充分拌和后用四分法取样。 2.粗粒表面吸着细粒在筛析时要洗净。
试验原理：
密度计法
适用于粒径小于0.075mm 的试样。
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d的平方成正比。
筛析法
取样数量
筛析法
试验步骤：
1.按规定称取试样质量，应准确至0.1g; 2.将试样过2mm筛，称筛上和筛下的试样质量。当筛下的试 样质量小于试样总质量的10%时，不作细筛分析；筛上的试 样质量小于试样总质量的10%时，不作粗筛分析； 3.取筛上的试样倒入依次叠好（从上向下筛孔径依次变小） 的粗筛中，筛下的试样倒入依次叠好的细筛中，进行筛析。 细筛宜置于振筛机上震筛，振筛时间宜为10~15min。再按由 上而下的顺序将各筛取下，称各级筛上及底盘内试样的质量， 应准确至0.1g； 4.筛后各级筛上和筛底上试样质量的总和与筛前试样总质量 的差值，不得大于试样总质量的1%；
一颗粒分析试验密度计法
一颗粒分析试验密度计法一颗粒分析试验密度计法（Sedimentation Analysis Test）是一种用于确定固体颗粒的密度、粒径分布以及表面积的方法。
它是基于粒子在一定介质中沉降速度的变化来进行测量的。
通常情况下，介质是液体，在测量中可以通过粒子沉降速度的变化来得到不同颗粒大小的分布，从而计算出粒子的表面积和密度。
本文将介绍一颗粒分析试验密度计法的工作原理、实验步骤以及相关应用。
1. 工作原理在液体中，固体颗粒的沉降速度是受到颗粒的大小和密度的影响的。
在一定条件下，粒子的沉降速度与粒径的平方成反比，即V ∝ 1/r²（V表示颗粒的沉降速度，r表示颗粒的半径）。
根据斯托克斯定律，可以得到以下公式：V=(dp2-d0²)g/18η其中dp是颗粒直径，d0是介质的密度，g是重力加速度，η是介质的粘度。
根据上述公式，可以得到不同粒径的颗粒在介质中的沉降速度与粒径的平方成反比，因此可以通过测量颗粒的沉降速度来确定不同粒径的颗粒分布。
2. 实验步骤(1) 制备样品：将适量的样品通过研磨等方法得到粉末样品。
(2) 配置溶液：选择适当的悬浮液，通常选择水作为溶液，并加入少量的分散剂。
(3) 实验装置：将所选的悬浮液放入密度计中。
将样品适量地加入密度计中，加入后搅拌均匀，让样品分散均匀地分布在密度计中。
放置一段时间使得颗粒充分分散。
(4) 测量：测量样品在密度计中的沉降速度，并记录下数据。
通常情况下，采用光散射或者超声波技术来测量颗粒沉降速度。
(5) 数据处理：通过计算不同粒径颗粒在悬浮液中的沉降速度，可以得到颗粒的粒径分布以及表面积、密度等相关参数。
在计算过程中，常常使用计算机程序进行数据处理。
3. 应用一颗粒分析试验密度计法主要用于颗粒物和粉末的表征和分析，可以在很大程度上提高对颗粒物性质的了解。
该方法广泛地应用于材料工程、制药工业、化学工业、食品工业、农业等领域。
例如：(1) 制药工业：通过测量药品颗粒的大小和表面积，可以有效地控制药品的活性和稳定性。
土工试验-密度计法(比重计法)指导书
密度计法（比重计法）一、仪器设备密度计法试验设备包括：1． 密度计 常用密度计分两种：（1）甲种密度计，刻度单位为20℃时每1000cm 3悬液内所含土粒质量的克数，自0~60（或-5~50），最小分度单位为1.0（或0.5）；（2）乙种密度计，刻度单位为20℃时悬液的比重；自0.995~1.050（或0.995~1.020），取小分度为0.001（或0.0002），精度为0.0002（或0.00005），但分度为0.0002的密度计读数比较困难；2． 量筒 有效容积1000cm 3，内径60mm ，高450mm ； 3.分析天平 除与筛析法相同外，需要一台分析天平；称量200g ，感量0.01g ； 4.辅助设备 辅助设备除筛析法的所有辅助设备外，还需要温度计、搅拌器、煮沸设备（砂浴）、分散剂、纯水、秒表等。
二、试验步骤密度计法试验步骤包括：1．密度计法进行颗粒分析试验宜采用天然含水率土样。
也可采用风干（烘干）土样进行；2．对于风干（烘干）土样，取代表性土样100~300g ，放入研钵中，用带橡皮头的研杵碾散。
将研散后的土过2mm 筛，将筛上土研散再过筛，直到筛上仅留下大于2mm 的颗粒为止；3．将粒径小于2mm 的土样拌和均匀，称取土粒质量g m s 30=的土样作为试样。
当采用天然含水率为的土样作为试样时，按下式计算所需湿土质量m :)01.01(ω+=s m m （4-10）4．将制备好的试样倒入三角烧瓶中，注入大约200cm 3的纯水，浸泡18小时以上，用天然含水率土样直接进行颗粒分析试验，可不浸泡或缩短浸泡时间。
稍加摇荡以后，放在砂浴上煮沸。
从沸腾时开始记时，粘土和不易分散的土，煮1小时左右，其它土不少于0.5小时；5．试样冷却后，倒入进行颗分试验用的量筒中，将烧杯中土洗净并全部倒入量筒中后，加入10cm 3的分散剂（4%的六偏磷酸钠或6%双氧水或1%的硅酸钠），然后加清水至1000cm 3；6．用搅拌器在量筒中沿整个悬液深度上下搅拌大约1min ，往复各30次，使悬液内土粒分布均匀；7．取出搅拌器，同时开动秒表，测经1、2、5、15、30、60、120、1440min 时的密度计读数。
密度计法1——精选推荐
密度计法1密度计法 12010年08月23日密度计法一、试验目的测定小于某粒径的颗粒占细粒土质量的百分数，以便了解土粒组成情况；并作为粉土和粘性土的分类和建筑选料之用。
二、基本原理密度计法是依据斯托克斯(Stokes)定律进行测定的。
当土粒在液体中靠自重下沉时，较大的颗粒下沉较快，而较小的颗粒下沉则较慢。
一般认为，对于粒径为0.2～0.002mm的颗粒，在液体中靠自重下沉时，作等速运动，这符合斯托克斯定律。
密度计法是静水沉降分析法的一种，只适用于粒径小于0.075mm的土样。
密度计法，是将一定量的土样(粒径<0.075mm)放在量筒中，然后加纯水，经过搅拌，使土的大小颗粒在水中均匀分布，制成一定量的均匀浓度的土悬液(1000mL)。
静止悬液，让土粒沉降，在土粒下沉过程中，用密度计测出在悬液中对应于不同时间的不同悬液密度，根据密度计读数和土粒的下沉时间，就可计算出粒径小于某一粒径d(mm)的颗粒占土样的百分数。
用密度计进行颗粒分析须作下列三个假定：1、斯托克斯定律能适用于用土样颗粒组成的悬液。
2、试验开始时, 土的大小颗粒均匀地分布在悬液中。
3、所采用量筒的直径较比重计直径大得多。
三、仪器设备1、密度计目前通常采用的密度计有甲、乙两种，这两种密度计的制造原理及使用方法基本相同,但密度计的读数所表示的含义则是不同的，甲种密度计读数所表示的是一定量悬液中的干土质量；乙种密度计读数所表示的是悬液比重。
(1)甲种密度计，刻度单位以在20ºC时每1000mL悬液内所含土质量的克数来表示，刻度为-5～50，最小分度值为0.5。
(2)乙种密度计，刻度单位以在20ºC时悬液的比重来表示，刻度为0.995～1.020，最小分度值为0.0002。
1、密度计的校正密度计在制造过程中, 其浮泡体积及刻度往往不易准确, 况且, 密度计的刻度是以20°C的纯水为标准的。
由于受实验室多种因素的影响，密度计在使用前应对刻度、弯液面、土粒沉降距离、温度、分散剂等的影响进行校正。
颗粒分析实验记录(密度计法)
干土 质 量： _____ _____ __ （g）
密度 计浮 泡体 积 Vb： _____ _____ _ （cm3 ）：
最低 刻度 至各 分度 的距 离 （cm ）：L1
密度 计浮 泡中 心至 最低 刻度 距 离： L0__ （cm ）
含盐 量： _____ ___(( %)
土粒落距：
L
L1
L0
Vb 2A
＝
L1
含水 率： _____ _(%)
土粒 比重 GS： _____ _____ _____ ___
比重 校正 值 CS： _____ _____ ___
粒径
计算
系数
K：
_____
_____
_____
粒 径：d K
L t
密度计读数
小于某 小于某
试验 下沉 下沉 悬液 密度 温度 弯液 分散 Rm=R+
1000m l量筒 内径 ： _____ _____ __ （cm ） 1000m l量筒 面积 A： _____ _____ __ （cm2 ）
颗粒分析试验记录（＿＿密度计法）
试验 日 期： _____ _____ __
风干 土总 质 量： _____ _____ _____ __(g) 小于 0.075 mm颗 粒质 量百 分 比： ____( %)
土粒 粒径 粒径的 粒径总
时间 时间 时间 温度 计读 校正 面校 剂校 M+ RH= 落距
土质量 土质量
(t) (T) 数 值 正值 正值 N- RmCS L
d 百分比 百分比
(h:m) (min) (s) (oC) R （M） （N） (ห้องสมุดไป่ตู้D) CD
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试验一、颗粒分析试验密度计法
一概述
颗粒分析试验的目的是测定土中各种粒组含量占该土总质量的百分数,并据此绘制颗粒大小分配曲线; 密度计法适用于分析粒径小于0.075mm 的土样,若试样中含有大于0.075mm 的粒径时,应联合使用密度计法和筛析法;
二试验原理
密度计法是将一定质量的试样加入4%浓度的六偏磷酸钠10mL,混合成1000mL 的悬液,并使悬液中的土粒均匀分布;此时悬液中不同大小的土粒下沉速度快慢不一;一方面根据斯笃克Stokes, G.G, 1845定律计算悬液中不同大小土粒的直径,另一方面用密度计测定其相应不同大小土粒质量的百分数;
1. 斯笃克定律
斯笃克研究了球体颗粒在悬液中下沉问题,认为不同球体颗粒在悬液中的下沉速度υ与它们直径大小
d 有关,这种反映悬液中颗粒下沉速度和粒径关系的规律,称为斯笃克定律;按照这一定律,土颗粒在溶液中
下沉时,较大的土粒首先下沉,经过某一时段t ,只有比某一粒径d 小的土粒仍然浮在悬液中,这些土粒在悬液中通过铅直距离L ,在时间t 内下沉速度υ为 或
t
L
G G d ⋅-=-=
wo wT s w s )(1800)(18γηρρηυ 1–1
式中
η ——纯水的动力粘滞系数,Pa·s10-3； d ——土颗粒粒径,mm ；
ρ——土粒的密度,g/cm 3
；
G s ——土粒的比重；
w ρ——水的密度,g/cm 3
；
wo ρ——温度4℃时水的密度,g/cm 3
；
wT G ——温度T℃时水之比重；
L ——某一时间t 内土粒的沉降距离,cm ； t ——沉降时间,s;
为了简化计算,用图 1–1的斯氏列线图,便可求得粒径d 值;此时,悬液中在L 范围内所有土粒的直径都比算得的d 值小,而大于d 的土粒都下沉到比L 大的深度处;
图1–1 斯笃克列线图
2．悬液中土粒质量的百分数
设V 为悬液的体积,W s 为该悬液内所含土颗粒总质量;故开始时悬液单位体积内的土粒质量为V
W s ,土粒
的体积为
s
0w s G V W ρ;单位体积的悬液是由土粒和水组成,则水之体积应为V
G W s 0w s 1ρ-
,水之质量为
⎪⎪⎭⎫ ⎝
⎛
-V G W s
0w s wt 1ργ,式中wt
ρ为试验开始时温度为T℃的水的密度;那么开始时土粒均匀分布的悬液密度为：
或
⎪
⎪⎭
⎫ ⎝⎛-+
=s wt s s
wt su )(ρρρρρV
W i 1–2
式中其他符号的意义同前;
现从量筒中液面下深度L 处,取一微小体积的悬液进行研究;自开始下沉至t 时间,悬液内大于粒径d 之土粒,都通过此微小体积而下沉,小于粒径d 之土粒一部分已通过此微小体积之底部,另一部分同时进入该体积之顶部,故该微小体积内小于粒径d 的数量保持不变;设时间为t ,该微小体积内小于粒径d 之土粒质
量为's W ,则与总体积V 内土粒质量s W 之比为X %,即：
则单位体积内小于粒径d 之土粒质量为(%)s X V W ⨯;故经过时间t 后在深度L 处该微小体积悬液的密度,可
由式 1–2求得： 或
[]100(%)wt sut
s wt s s ⨯--=
ρρρρρW V X 1–3
用密度计测得任何时间t ,任何深度L 处1000mL 悬液内的密度sut ρ,即可按上式算得小于某粒径d 的土粒质量的百分数;
3．密度计读数的校正
目前通常采用的密度计图 1–2有甲、乙两种,其制造原理和使用方法基本相同;甲种密度计读数系表示1000mL 悬液中所含土质量的克数,乙种密度计的读数表示悬液比重;两种密度计通常是在温度为20℃时刻划的,而且土粒比重都以2.65为基准;在使用密度计时,由于使用条件的变化等原因,产生了系统误差,需要进行如下校正;
A 刻度及弯液面校正
由于密度计在制造时刻度的可能误差,使用前必须经过检验校正;此外,密度计的刻度是以弯液面底为准,而在使用时,由于悬液混浊,其读数以弯液面顶部为准;如图 1–2;应校正后才能用于计算校正值由实验室给出;
B 温度校正
密度计的刻度一般是在20℃时进行的,使用时悬液温度不等于20℃,则水的密度及密度计浮泡体积发生变化,须加以校正,可以从表 1–2查得温度校正值;
C 分散剂校正
密度计刻度是以纯水为标准的,当悬液中加入分散剂时,则密度增大,亦需加以校正,校正值由实验室给出;
D 土粒沉降距离校正
密度计读数除用以求得悬液中土粒的含量以外,还用以确定土粒的实际下沉距离有效沉降距离,借以计算粒径d ;当密度计放入悬液内,液面因而升高,此时液面至密度计浮泡中心的距离,并不代表土粒的实际沉降距离;因此,必须加以校正;校正值由实验室给出;
一般进行校正时,温度对水的影响已在斯笃克公式中考虑,只需对密度计读数进行弯液面校正;做沉降
图1–2 密度计 图1–3 弯液面校正
距离校正曲线时,将密度计的每一分度加上弯液面校正值,就可供直接计算使用,从而求得土粒的有效沉降距离;
将以上校正代入式 1–3并经过换算,则可按下式得出小于某粒径土粒质量的百分数为： 甲种密度计 s
100W X =)
(D
T S C m n R C -++ 1–4 乙种密度计
s
100W V X =
[]
20
w 'D 'T 'S ')1'(γC m n R C -++-
1–5
以上两式中
R 、'R ——甲、乙种密度计读数；
S C 、'S C ——甲、乙种比重度计土粒比重校正值,查表 1–1；
T m 、'
T m ——甲、乙种密度计温度校正值,查表 1–2；
D C 、'
D C ——甲、乙种密度计分散剂校正值由实验室给出；
n 、'n ——甲、乙种密度计刻度及弯液面校正值,查实验室给出的图表； 其他符号意义同前;
表 1–1 土粒比重校正值
表 1–2 温度校正值
E土粒比重校正
图1–4 搅拌器试验时如土粒比重不是2.65,可由表 1–1查得土粒比重校正值;
三仪器设备
1密度计图 1–2；
2量筒两个,容积各为1000mL；
3天平：称量1000g,感量0.1g；称量200g,感量0.01g；
4搅拌器：如图 1–4;底板直径50mm,孔径3mm；
5温度计、秒表、三角烧瓶容积500mL、电热器等;
四操作步骤
1密度计法应采用天然含水率的土样;若土样在分析前无法保持其天然含水率,
则允许用风干或烘干土样进行分析;
2试验前,由试验室准备好<0.075mm的烘干试样,称取烘干试样30g,称量准确
至0.01g,装入三角烧瓶中装瓶时切勿使土粒散失;
3在盛有试样的三角烘瓶中注入约200mL纯水,进行浸泡,时间不少于18h对于
砂性较大、易于分散的土,可适当减少浸泡时间;稍加摇荡后,放在电热器上,用连接
冷凝管下端的橡皮塞塞紧瓶口,进行煮沸;煮沸时间从水沸腾开始,粘土和不易分散的土,一般煮沸 1.0h左右,其他土可酌量减少,但不得少于0.5h;
4待悬液冷却后,将其倒入标明号码的量筒内,并应将烧瓶中剩留的悬液,分次用少量纯水洗净倒入量筒内;加4%浓度的六偏磷酸钠约10mL于悬液中,使筒内悬液恰达1000mL;
5将盛有悬液的量筒,置于平稳且便于测读的平台上试验过程中不得挪动或碰撞;准备好密度计、秒表、记录纸等,并先熟悉密度计刻度的读法;然后将搅拌器放入量筒内,沿整个悬液深度上下搅抖约1min,往复各30次,使悬液彻底拌匀注意搅拌时勿使悬液溅出筒外;
6搅拌完毕,立即取出搅拌器,同时开动秒表;测定经过1、5、30、120、1440min时的密度计读数;根据试样情况或实际需要,可增加密度计读数或缩短最后一次读数的时间;
每次读数均应在预定时间前10～20s,将密度计小心地放入悬液中接近读数的深度,以免密度计上下跳动;注意密度计浮泡应保持在量筒中心位置,不得偏近筒壁;提放密度计时,应使密度计的中轴垂直液面;要轻拿轻放,尽量减少对悬液的扰动,并应防止从手中滑落,或碰到量筒;
7密度计读数均以弯液面上缘为准;甲种密度计应准确至0.5,乙种密度计应准确至0.0002;每次读数完毕,立即取出密度计,将其放入盛纯水的量筒中;同时测定相应的悬液温度,准确至0.5℃;
五计算及记录
1密度计每一读数作刻度及弯液面校正、温度校正、分散剂校正及密度校正后,按式 1–4或式 1–5计算小于某粒径土粒含量占干土总质量的百分数X;
2密度计每一读数仅作弯液面校正后,按式 1–1计算粒径d mm;
3用小于某粒径的土粒质量百分数X%为纵坐标,颗粒粒径d mm为横坐标,在半对数纸上绘制颗粒大小分配曲线;
4记录
本试验记录格式如下：
颗粒分析试验记录密度计法
土样编号班组
试验日期姓名
小于0.075mm颗粒土质量百分数比重计号
湿土重量量筒号
含水率烧瓶号
干土重量土粒比重
含盐量比重校正值C S
试样处理说明弯液面校正值。