粘土含水率測試管理論文

時間:2022-06-28 10:29:00

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粘土含水率測試管理論文

0前言

土工試驗規范規定土的含水率是試樣在105—110度下烘干到恒量時所失去的水質量和達到恒量后土質量的比值,以百分數表示。含水率試驗主要以烘干法為室內試驗的標準方法。在野外沒有烘箱設備或要求快速測試含水率時,可以依據工程情況分別采用酒精燃燒法(適用于簡易測定細顆粒土的含水率),比重法(適用于砂類土)以上兩種試驗適用于(泥炭,腐植質及其他)含量不超過干質量5%的土,當土中有機質含量在5%—10%之間,仍用規范規定的方法進行試驗,但需要注明有機質含量。在工程施工過程往往是野外,試驗條件有限,而且高強度施工進度要求及時提供試驗數據滿足工程質量要求,所以利用現代科技研究一種快速、簡單的而且不影響土的工程性質的含水率測試方法,是每一個試驗工作者所研究的目標,筆者在省內某大型水利工程工地對粘土含水率進行數百組微波爐法測試。并對可行性試驗數據進行分析。

1、試驗用土的物理力學性指標

1.1粘土物理力學復查指標

項目

統計組數

比重

液限

塑限

塑性指數

顆粒組成百分數(%)

擊實

礫粒

砂礫

粉粒

粘粒

最大干密度

最優含水率

Gs

wL

wp

IP

粒徑以毫米計(mm)

pdmax

wop

%

%

20~2

2~0.5

0.5~0.25

0.025~0.075

0.25~0.05

0.05~0.005

<0.005

g/cm3

%

A區

12

2.71

38.1

22.4

15.3

2.09

1.61

1.99

11.57

56.89

25.85

1.68

19.48

B區

11

2.7

36.5

22.3

14.3

2.59

3.02

3.48

10.43

50.18

28.45

1.72

17.9

平均值

11.5

2.71

37.3

22.35

14.8

4.01

2.32

2.74

11

53.54

27.15

1.70

18.69

[作者簡介]:劉小偉(1967年)女,黑龍江省哈爾濱人,工程師

1.2有機質含量小于2%

1.3水溶鹽含量小于3%

1.4PH值小于7

2、試驗儀器

2.1三星牌型號:N8C77微波爐額定電壓220V_50HZ1250W

輸出:2450MHZ700W

2.2、LG牌型號:WP700(MS-2030T)微波爐

產品號:(mc-2030tw)額定電壓:220V-50HZ

輸出功力:700W

2.3、烘箱型號

2.4電子天平型號ES-2000A和EX_2000A感量0.01克

2.5試驗用的容器,瓷制帶蓋的坩堝質量在50ML100ML質量在40_60克和90_100克內

3、試驗取分50克以下、50—100克100—150克三組

4、試驗時間

4.1微波爐時間為20分鐘30分鐘40分鐘

4.2烘箱時間是8_10小時

5、試驗溫度

5.1烘箱溫度控制在105_110度

5.2微波爐溫度采用中波

6、試驗數據匯總

在土壩施工現場取表觀含水率變化均勻數量充足試驗樣,對所取試樣分別采用微波法和標準試驗方法烘箱法做對比試驗,為了盡量減少試驗誤差,兩種試驗所用計量天平和盛土容器,取樣數量相同,烘箱法采用規程規定的時間9小時,及其規定的取土質量進行試驗,微波法采用調整時間和調整土樣質量,調整微波爐品牌的方法進行對比試驗。

6.1微波法時間變化,試樣質量不變,微波爐型號不變

微波爐型號

溫度

時間

試驗組數

天平型號

所用試樣質量

容器規格

平均含水率%

備注

LG牌WP700

中波

20分

10

ES-2000A

45克

50ml

19.5

隨著時間變化,含水率的平行差小于0.5%

LG牌WP700

中波

30分鐘

10

ES-2000A

45克

50ml

19.6

LG牌WP700

中波

40分鐘

10

ES-2000A

45克

50ml

19.6

LG牌WP700

中波

20分

10

ES-2000A

90克

90ml

18.4

隨著時間的變化含水率的平行差大于1%,說明中波20分鐘不可取

LG牌WP700

中波

30分鐘

10

ES-2000A

90克

90ml

19.5

LG牌WP700

中波

40分鐘

10

ES-2000A

90克

90ml

19.6

LG牌WP700

中波

20分

10

ES-2000A

110克

90ml

17.0

隨著時間的變化含水率的平行差大于1%,說明中波20分鐘30分鐘不可取,取40分鐘.

LG牌WP700

中波

30分鐘

10

ES-2000A

110克

90ml

18.0

LG牌WP700

中波

40分鐘

10

ES-2000A

110克

90ml

19.5

烘箱型號

溫度

時間

試驗組數

天平型號

所用試樣數量

容器規格

平均含水率

備注

105度

9小時

10

ES-2000A

45克

50ml

18.9

含水率平行差變化平穩。

105度

9小時

10

ES-2000A

90克

50ml

18.9

105度

9小時

10

ES-2000A

110克

50ml

18.8

6.2微波法時間不變,均取(30分鐘)試樣質量變化,微波爐型號不變

微波爐型號

溫度

時間

試驗組數

天平型號

所用試樣數量

容器規格

平均含水率

備注

LG牌WP700

中波

30分鐘

10

ES-2000A

45克

50ml

19.6

隨著土樣質量的變化,含水率平行差增大,

LG牌WP700

中波

30分鐘

10

ES-2000A

90克

90ml

19.1

LG牌WP700

中波

30分鐘

10

ES-2000A

110克

90ml

17.7

LG牌WP700

中波

40分鐘

10

ES-2000A

45克

50ml

19.8

隨著土樣質量的變化,含水率平行差變化平穩

LG牌WP700

中波

40分鐘

10

ES-2000A

90克

90ml

19.6

LG牌WP700

中波

40分鐘

10

ES-2000A

110克

90ml

19.6

烘箱型號

溫度

時間

試驗組數

天平型號

所用試樣數量

容器規格

平均含水率

備注

2020型

105度

9小時

10

ES-2000A

45克

50ml

18.9

2020型

105度

9小時

10

ES-2000A

90克

50ml

18.9

2020型

105度

9小時

10

ES-2000A

110克

50ml

18.8

6.3微波爐采用三星N8C77型,烘箱型號電子天平型號其他條件與6.1,6.2的試驗條件相同,含水率變化與6.1,6.2相似,所以其數據略.

7、試驗數據分析

7.1采用兩種不同品牌的,型號相同的微波爐,對45克土樣,分別用中波20分鐘、30分鐘、40分鐘烘干,做同等條件下用烘箱標準法做對比分析,試驗結果表明45克土樣,微波法烘干20分鐘,30分鐘,40分鐘,與室內標準試驗(烘箱法)對比含水率平行差變化不大0.7%在規程允許范圍內(規范要求1%)。

7.2采用兩種不同品牌的,型號相同的微波爐,對90克土樣,分別用中波20分鐘、30分鐘、40分鐘烘干,做同等條件下用烘箱標準法做對比分析,試驗結果表明90克土樣,微波法烘干20分鐘時未烘干到恒重,故舍去,30分鐘,40分鐘,含水率平行差變化在規范允許范圍內,與室內標準試驗(烘箱法)對比含水率平行差變化不大0.8%在規程允許范圍內(規范要求1%)。

7.3采用兩種不同品牌的,型號相同的微波爐,對110克土樣,分別用中波20分鐘、30分鐘、40分鐘烘干,做同等條件下用烘箱標準法做對比分析,試驗結果表明110克土樣,微波法烘干20分鐘,30分鐘時未烘干到恒重,故舍去,40分鐘,含水率平行差變化在規范允許范圍內,與室內標準試驗(烘箱法)對比含水率平行差變化不大0.8%在規程允許范圍內。

7.4采用兩種不同品牌的,型號相同的微波爐,烘干時間在30分鐘時,土的質量分別為45克,90克,110克時所測含水率與室內標準試驗(烘箱法)對比,45克土樣含水率平行差為0.7%,滿足規范要求。90克土樣含水率平行差0.2%,滿足規范要求。110克土樣含水率平行差1.1%。不滿足規范要求。

7.5采用兩種不同品牌的,型號相似的微波爐,烘干時間在40分鐘時,土的質量分別對45克,90克,110克時所測含水率與室內標準試驗(烘箱法)對比,45克土樣含水率平行差為0.9%,滿足規范要求。90克土樣含水率平行差0.7%,滿足規范要求。110克土樣含水率平行差0.8%。滿足規范要求。

8、試驗結論

筆者通過對比試驗,并通過對省內大型水利工程中的應用,3年來試驗數據穩定方法可行,得出以下結論:

8.1不同品牌,型號和功率相同的微波爐,在中波條件下,其試驗結果與標準試驗(烘箱法)試驗結果對比,平行差滿足規范要求,微波爐法比標準法高0.7%_0.8%,說明微波爐的品牌對試驗結果無影響.

8.2當土樣質量在<50克時,采用中波烘20分鐘的試驗結果與標準試驗(烘箱法)對比平行差滿足規范要求,可取.

8.3當土樣質量在50_100克時,采用中波烘30分鐘的時樣結果與標準試驗(烘箱法)對比平行差滿足規范要求,可取.

8.4當土樣質量在100_150克時,采用中波烘40_60分鐘的時樣結果與標準試驗(烘箱法)對比平行差滿足規范要求,可取.

8.5采用微波爐法做土的含水率試驗,其試驗結果具有科學可行性,可以提高工作效率,減低工程成本,可以滿足現代化高強度施工要求。

參考文獻:1《土工試驗規程》SL237—1999