土壤土粒比重孔隙比孔隙率及飽和度試驗(yàn)
土壤力學(xué)實(shí)驗(yàn):土粒比重孔隙比孔隙率及飽和度試驗(yàn) 土粒比重孔隙比孔隙率及飽和度測(cè)試儀
目的:求土壤之土粒比重Gs,并配合試驗(yàn)一土壤之濕單位重γm、含水量w及干單位重γd三個(gè)參數(shù),以計(jì)算孔隙比e、孔隙率n及飽和度S。提供土壤之一般參數(shù),作為工程應(yīng)用參考之依據(jù)。
試驗(yàn)說(shuō)明:
孔隙比(Void Ratio)e:土壤內(nèi)所含孔隙之體積(Vv)與土粒之體積(Vs)比值稱(chēng)
為孔隙比。(0≦e≦∞)
V v 土壤內(nèi)所含孔隙之體積
e=-----------=------------------------
V s 土粒之體積
孔隙率(Porosity)n:土壤內(nèi)所含孔隙之體積(Vv)與土壤之總體積(V)比值稱(chēng)為孔隙率,通常以百分比表示之。(0%≦n≦100%)
V v 土壤內(nèi)所含孔隙之體積
n=----------100%-=---------------------100%
V 土壤之總體積
飽和度(Degree of Saturation)S:土壤內(nèi)所含水之體積(Vw)與孔隙之體積(Vv)比值稱(chēng)為飽和度,通常以百分比表示之。(0%≦S≦100%)
V w 土壤內(nèi)所含水之體積
S=----------100%-=---------------------100%
V v 孔隙之體積
土粒單位重(Unit Weight of Solid Matter)γs:土壤內(nèi)所含土粒之重量(Ws)與土粒之體積(Vs)比值稱(chēng)為土粒單位重。
W s 土壤內(nèi)所含土粒之重量
γs =-----------=----------------------
V s 土粒之體積
土粒比重(Specific Gravity of Solid Matter)Gs:土粒之單位重(γs)與4oC水之單位重(γw)比值稱(chēng)為土粒比重。(一般約為2.45~2.85)
γs 土粒之單位重
Gs=-----------=----------------------
γw 4oC水之單位重
其中γw(4oC)=1.00g/cm3=1.00t/m3=1000kg/m3=9.8KN/m3=62.4#/ft3
土粒之比重用試驗(yàn)方法直接求出之公式:
W s 干土重
G S=----------------G w=---------------------------------------
Ws+W 2-W1 干土重+(比重瓶+水重)-(比重瓶+干土+水重)
其中
W s= 干土重。
W 1= 比重瓶+干土+水重。
W 2= 比重瓶+水重。
G w= 溫度ToC 蒸餾水比重。如表1 -3所示。
土壤天然性質(zhì)間之基本關(guān)系:
(一)
e 孔隙比
n=-------=----------=孔隙率
? 1+ e 1+孔隙比
(二)
n 孔隙率
e=-------=-----------=孔隙比
? 1-n 1-孔隙率
(三) S e=Gs×w
土粒比重、孔隙比、孔隙率及飽和度試驗(yàn):
有塞比重瓶,50cm3及100cm3兩種:適合土粒小于#4篩以下者,瓶塞中央穿孔以利空氣與水之排出,50cm3比重瓶取土樣10g,100cm3比重瓶取樣25g,試驗(yàn)示意圖如下圖所示。
(1)磅秤或電子秤。(2)酒精燈。(3)三腳架。(4)石綿網(wǎng)。(5)有塞比重瓶。
(6)蒸餾水。(7)溫度計(jì)。(8)恒溫水槽。(9)恒溫烘箱。
試驗(yàn)步驟:稱(chēng)土粒干重Ws:
1、50、100 CC 比重瓶 2、恒溫記讀 3、比重瓶與水重稱(chēng)重前_恒溫中
4、稱(chēng)比重瓶與水重W2 5、用煮沸法驅(qū)除氣泡 6、煮沸時(shí)勿使土粒逸出
7、(比重瓶+土粒+水重)稱(chēng)重前_亦需恒溫 8、稱(chēng)(比重瓶+土粒+水重)W1
9、土粒干重Ws 10、比重瓶+水重W2 11、比重瓶+水+土粒重W1
12、土粒之比重Gs={Ws/(Ws+W2-W1)}Gw
使用設(shè)備品牌:MAYZUN(秒準(zhǔn)),型號(hào):MZ-J300代替說(shuō)明如下:
設(shè)備:MZ-J300主機(jī)、比重瓶、自動(dòng)控制加熱設(shè)備、超音聲波振蕩、恒溫水槽、砝碼、溫度計(jì)
測(cè)量步驟:
當(dāng)顯示屏上出現(xiàn)0.000g時(shí),將容器放置在秤盤(pán)上,按ZERO鍵歸零。這時(shí)已經(jīng)扣除盛物器重量。
在將樣品倒入容器內(nèi),等穩(wěn)定符號(hào)O出現(xiàn)后,按MEMORY,在屏幕上方會(huì)顯示R1表示已經(jīng)記錄樣品的重量值(Wa)。
將比重瓶注滿(mǎn)已煮沸的蒸餾水,冷卻至20℃,慢慢的插上溫度計(jì),用濾紙吸去溢出的蒸餾水,擦干比重瓶外部。跟樣品一起放置秤臺(tái)上,穩(wěn)定符號(hào)O出現(xiàn)后,按MEMORY在屏幕上方會(huì)顯示R2,表示已記錄樣品的重量值(Wb)。
將比重瓶中的蒸餾水倒出至一半,在將樣品完全倒入比重瓶?jī)?nèi),可用自動(dòng)控制設(shè)備使其氣泡排除。
處理完氣泡后,取出比重瓶,在用恒溫至20±1℃的蒸餾水注滿(mǎn)。慢慢的插上溫度棒,擦干比重瓶外部,連同容器放置秤臺(tái)上,穩(wěn)定符號(hào)O出現(xiàn)后,按MEMORY,在屏幕上方會(huì)顯示R3,表示已記錄樣品的重量值(Wc)。
土粒之比重Gs:=Wa×Gw /(Wb-Wc)
由以上的測(cè)試可得孔隙率。