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沈陽邦竣實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司作者
灌砂桶是河北省虹宇儀器設(shè)備有限公司自行研發(fā)的新一代試驗(yàn)儀器。灌砂桶適用于在現(xiàn)場測定基層（或底基層）、砂石路面土路基土的各種材料的壓實(shí)層的密度和壓實(shí)度，也使用于路清表面處治、瀝青貫入式路面層的密度和壓實(shí)度檢測，
灌砂桶規(guī)格:Ф100mm、Ф150mm、 Ф200mm。
密度試驗(yàn)（灌砂法）
一、目的與使用范圍
本試驗(yàn)適用于在現(xiàn)場測定基層（或底基層）、砂石路面土路基土的各種材料的壓實(shí)層的密度和壓實(shí)度，也使用于路清表面處治、瀝青貫入式路面層的密度和壓實(shí)度檢測，但不適用于填石路堤等有大孔洞或大孔隙材料的壓實(shí)度檢測。用挖坑灌砂法測定密度和壓實(shí)度時，應(yīng)符合下列規(guī)定：
（1）、當(dāng)基料的zui大粒徑小于15mm，測定層的厚度不超過150mm時，宜采用直徑100mm的小型灌砂筒測試。（2）、當(dāng)zui大粒徑等于或大于15mm，但不大于40mm，測定層的厚度超過150mm，但不超過200mm時，應(yīng)用直徑150mm的大型灌砂筒測試
二、儀器與材料
灌砂筒、金屬標(biāo)定罐、基板、量砂（粒徑0.30～0.60mm或0.25～0.50mm清潔干燥均勻砂20～40g
三、方法與試驗(yàn)步驟
1、標(biāo)定灌砂筒下部圓錐體內(nèi)砂的質(zhì)量
2、標(biāo)標(biāo)定量砂的單位質(zhì)量
3、將盛有量砂（M5）的灌砂筒放在基板中間的圓孔上，將灌砂筒的開關(guān)打開，讓砂流入基板的中空內(nèi)，直到砂不在流。取下灌砂筒，稱取量筒內(nèi)砂的質(zhì)量（M6），準(zhǔn)確至1g。
4、稱取試坑中全部材料的總質(zhì)量Mw。
5、從挖出的全部材料中取有代表性的樣品，測定其含水量（ω，％）。用小灌砂筒測定時，細(xì)粒土不小于100g，中粒土不小于500g;用大砂筒，相應(yīng)的細(xì)粒土不小于200g，中粒土不小于1000g，粗粒土或無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料，不少于2000g，稱其質(zhì)量（Md）。
6、將基板放在試坑上，灌砂筒放在基板中間，打開灌砂筒開關(guān)，直至砂不再流動，稱取量筒內(nèi)砂的質(zhì)量（M4
7、如清掃干凈的平坦表面的粗糙不大可省去3的操作，試洞挖好后直接對準(zhǔn)放在試坑上，不需要放基板，打開筒的開關(guān)，zui后稱取剩余砂的質(zhì)量（M4'）。
四、計算
1、填滿試坑所用砂的質(zhì)量：灌砂時試坑上放基板時 Mb=M1－M4-（M5-M6）
灌砂時試坑上不放基板時：
Mb=M1－M4'-M2
Mb--填滿試坑的砂的質(zhì)量（g）
M1--灌砂前灌砂筒內(nèi)的砂的質(zhì)量（g）
M2--灌砂筒下部圓錐體內(nèi)砂的質(zhì)量（g）
2、試坑材料的濕密度：
ρw＝Mw*γs/Mb
Mw--試坑中取出的全部材料質(zhì)量，（g）
γs--量砂的單位質(zhì)量，（g/cm^
3、試坑材料的干密度ρd：
ρd=ρw/（1+0.01ω）
ω--試坑材料的含水量
當(dāng)為無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定土?xí)r：
五、報告各種材料的干密度均準(zhǔn)確至0.1g/cm^3
相對密度：試驗(yàn)步驟
1、取試樣一份裝入干凈的搪瓷盤中，注入潔凈的水，水面至少高出試樣2cm，輕輕攪動土樣，使附著在土樣上的氣泡逸出
2、將吊籃掛在天平的吊鉤上，浸入溢流水槽中，向溢流水槽中注水，水面高度至水槽的溢流孔為止，將天平調(diào)零
3、調(diào)節(jié)水溫在15℃－25℃范圍內(nèi)。將試樣移入吊籃中。溢流水槽中的水面高度由水槽的溢流孔控制，維持不變。稱取土樣的水中質(zhì)量（mw）。
4、提起吊籃，稍稍滴水后，將試樣倒入淺搪瓷盤中，或直接將土樣倒在擰干的濕毛巾上
5、立即在保持表干狀態(tài)下，和負(fù)溫取土樣的表干質(zhì)量（mf）。Î
6、將土樣置于淺盤中，放入105℃±5℃的烘箱中烘干至恒重。取出淺盤，放在帶蓋的容器中冷卻至室溫，稱取土樣的烘干質(zhì)量（ma）。
7、對同一規(guī)格的土樣應(yīng)平行試驗(yàn)兩次，取平均值作為試驗(yàn)結(jié)果。Î
γb=ma/（mf-mw）
γb－土樣的毛體積相對密度
mf－試樣的表干質(zhì)量
mw－試樣的水中質(zhì)量
ma－試樣的烘干質(zhì)量
ρb=γb*ρT或ρb=（γb-αT）*ρw
ρb－土樣的毛體積密度（g/cm^3）
ρT－試驗(yàn)溫度T時水的密度
αT－度驗(yàn)溫度T時的溫度修正系數(shù)
（2）土的粒組劃分及工程分類
了解：粒度粒度成分及其表示方法；司篤克斯定律
土粒的大小稱為粒度
土的粒度成分是指土中各種不同粒組的相對含量（以干土質(zhì)量的百分比表示），它可用來描述土的各種不同粒徑土粒的分布特性。表示方法有：表格法 累計曲線法 三角形坐標(biāo)法
熟悉：土粒級配指標(biāo)：Cu Cc；土粒大小及粒組劃分
不均勻系數(shù) Cu＝d10/d60
曲率系數(shù)（或稱級配系數(shù)）Cc＝d302/d10×d60
Î
掌握：土的工程分類及命名（現(xiàn)行《公路土工試驗(yàn)規(guī)程》）；顆粒分析試驗(yàn)
（1）《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》（JTJ 024-85）《建設(shè)地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》（GB-50007-2002）和《巖土工程勘察規(guī)范》（GB 50021-2001）的土的工程分類。
（2）《公路路基設(shè)計規(guī)范》（JTJ 013-95）公路路基土的分類。
（3）水利電力部《土工試驗(yàn)規(guī)程》（SL 237-1999）的土的工程分類
（4）*《公路土工試驗(yàn)規(guī)程》（JTJ 051-93）的土的工程分類
現(xiàn)行《公路土工試驗(yàn)規(guī)程》土的工程分類（簡稱“分類”）適用于公路工程用土的鑒別定名和描述，以便對土的性狀作定性評價；應(yīng)以土顆粒組成特征土的塑性指標(biāo)：液限，塑限和塑性指標(biāo)土中有機(jī)質(zhì)存在情況作為土分類依據(jù)；本“分類”應(yīng)按篩分法（T 0115-93）確定各粒組的含量；按液限塑限聯(lián)合測定法（T 01-93）確定液限和塑限；按規(guī)程中的2.4.8判別有機(jī)質(zhì)存在情況
一、目的與使用范圍
本試驗(yàn)適用于在現(xiàn)場測定基層（或底基層）、砂石路面土路基土的各種材料的壓實(shí)層的密度和壓實(shí)度，也使用于路清表面處治、瀝青貫入式路面層的密度和壓實(shí)度檢測，但不適用于填石路堤等有大孔洞或大孔隙材料的壓實(shí)度檢測。用挖坑灌砂法測定密度和壓實(shí)度時，應(yīng)符合下列規(guī)定：
（1）、當(dāng)基料的zui大粒徑小于15mm，測定層的厚度不超過150mm時，宜采用直徑100mm的小型灌砂筒測試。（2）、當(dāng)zui大粒徑等于或大于15mm，但不大于40mm，測定層的厚度超過150mm，但不超過200mm時，應(yīng)用直徑150mm的大型灌砂筒測試
二、儀器與材料
灌砂筒、金屬標(biāo)定罐、基板、量砂（粒徑0.30～0.60mm或0.25～0.50mm清潔干燥均勻砂20～40g
三、方法與試驗(yàn)步驟
1、標(biāo)定灌砂筒下部圓錐體內(nèi)砂的質(zhì)量
2、標(biāo)標(biāo)定量砂的單位質(zhì)量
3、將盛有量砂（M5）的灌砂筒放在基板中間的圓孔上，將灌砂筒的開關(guān)打開，讓砂流入基板的中空內(nèi)，直到砂不在流。取下灌砂筒，稱取量筒內(nèi)砂的質(zhì)量（M6），準(zhǔn)確至1g。
4、稱取試坑中全部材料的總質(zhì)量Mw。
5、從挖出的全部材料中取有代表性的樣品，測定其含水量（ω，％）。用小灌砂筒測定時，細(xì)粒土不小于100g，中粒土不小于500g;用大砂筒，相應(yīng)的細(xì)粒土不小于200g，中粒土不小于1000g，粗粒土或無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料，不少于2000g，稱其質(zhì)量（Md）。
6、將基板放在試坑上，灌砂筒放在基板中間，打開灌砂筒開關(guān)，直至砂不再流動，稱取量筒內(nèi)砂的質(zhì)量（M4
7、如清掃干凈的平坦表面的粗糙不大可省去3的操作，試洞挖好后直接對準(zhǔn)放在試坑上，不需要放基板，打開筒的開關(guān)，zui后稱取剩余砂的質(zhì)量（M4'）。
四、計算
1、填滿試坑所用砂的質(zhì)量：灌砂時試坑上放基板時 Mb=M1－M4-（M5-M6）
灌砂時試坑上不放基板時：
Mb=M1－M4'-M2
Mb--填滿試坑的砂的質(zhì)量（g）
M1--灌砂前灌砂筒內(nèi)的砂的質(zhì)量（g）
M2--灌砂筒下部圓錐體內(nèi)砂的質(zhì)量（g）
2、試坑材料的濕密度：
ρw＝Mw*γs/Mb
Mw--試坑中取出的全部材料質(zhì)量，（g）
γs--量砂的單位質(zhì)量，（g/cm^
3、試坑材料的干密度ρd：
ρd=ρw/（1+0.01ω）
ω--試坑材料的含水量
當(dāng)為無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定土?xí)r：
五、報告各種材料的干密度均準(zhǔn)確至0.1g/cm^3
相對密度：試驗(yàn)步驟
1、取試樣一份裝入干凈的搪瓷盤中，注入潔凈的水，水面至少高出試樣2cm，輕輕攪動土樣，使附著在土樣上的氣泡逸出
2、將吊籃掛在天平的吊鉤上，浸入溢流水槽中，向溢流水槽中注水，水面高度至水槽的溢流孔為止，將天平調(diào)零
3、調(diào)節(jié)水溫在15℃－25℃范圍內(nèi)。將試樣移入吊籃中。溢流水槽中的水面高度由水槽的溢流孔控制，維持不變。稱取土樣的水中質(zhì)量（mw）。
4、提起吊籃，稍稍滴水后，將試樣倒入淺搪瓷盤中，或直接將土樣倒在擰干的濕毛巾上
5、立即在保持表干狀態(tài)下，和負(fù)溫取土樣的表干質(zhì)量（mf）。Î
6、將土樣置于淺盤中，放入105℃±5℃的烘箱中烘干至恒重。取出淺盤，放在帶蓋的容器中冷卻至室溫，稱取土樣的烘干質(zhì)量（ma）。
7、對同一規(guī)格的土樣應(yīng)平行試驗(yàn)兩次，取平均值作為試驗(yàn)結(jié)果。Î
γb=ma/（mf-mw）
γb－土樣的毛體積相對密度
mf－試樣的表干質(zhì)量
mw－試樣的水中質(zhì)量
ma－試樣的烘干質(zhì)量
ρb=γb*ρT或ρb=（γb-αT）*ρw
ρb－土樣的毛體積密度（g/cm^3）
ρT－試驗(yàn)溫度T時水的密度
αT－度驗(yàn)溫度T時的溫度修正系數(shù)
（2）土的粒組劃分及工程分類
了解：粒度粒度成分及其表示方法；司篤克斯定律
土粒的大小稱為粒度
土的粒度成分是指土中各種不同粒組的相對含量（以干土質(zhì)量的百分比表示），它可用來描述土的各種不同粒徑土粒的分布特性。表示方法有：表格法 累計曲線法 三角形坐標(biāo)法
熟悉：土粒級配指標(biāo)：Cu Cc；土粒大小及粒組劃分
不均勻系數(shù) Cu＝d10/d60
曲率系數(shù)（或稱級配系數(shù)）Cc＝d302/d10×d60
Î
掌握：土的工程分類及命名（現(xiàn)行《公路土工試驗(yàn)規(guī)程》）；顆粒分析試驗(yàn)
（1）《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》（JTJ 024-85）《建設(shè)地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》（GB-50007-2002）和《巖土工程勘察規(guī)范》（GB 50021-2001）的土的工程分類。
（2）《公路路基設(shè)計規(guī)范》（JTJ 013-95）公路路基土的分類。
（3）水利電力部《土工試驗(yàn)規(guī)程》（SL 237-1999）的土的工程分類
（4）*《公路土工試驗(yàn)規(guī)程》（JTJ 051-93）的土的工程分類
現(xiàn)行《公路土工試驗(yàn)規(guī)程》土的工程分類（簡稱“分類”）適用于公路工程用土的鑒別定名和描述，以便對土的性狀作定性評價；應(yīng)以土顆粒組成特征土的塑性指標(biāo)：液限，塑限和塑性指標(biāo)土中有機(jī)質(zhì)存在情況作為土分類依據(jù)；本“分類”應(yīng)按篩分法（T 0115-93）確定各粒組的含量；按液限塑限聯(lián)合測定法（T 01-93）確定液限和塑限；按規(guī)程中的2.4.8判別有機(jī)質(zhì)存在情況
灌砂法
（1）儀器設(shè)備
本試驗(yàn)需用下列儀器設(shè)備
1）灌砂法質(zhì)量密度試驗(yàn)儀，見附圖4.2。包括有：1.漏斗；2.漏斗架；3.防風(fēng)筒；4.套環(huán)；附有三個固定器。
2）臺稱：稱量10kg，感量5g，或稱量50kg，感量10g；
3）量砂：粒徑0.25～0.5mm干燥，清潔均勻砂10～40kg；
4）其他：量砂容器（有蓋），直尺、鏟土工具等。
（2）操作步驟（用套環(huán)）
1）在試驗(yàn)地點(diǎn)，將面積約400c㎡×40c㎡的一塊地面鏟平。如檢查填土壓實(shí)密度時應(yīng)將表面未壓實(shí)土層清除掉，并將壓實(shí)土層鏟去一部分（其深度視需要而定），使試坑底能達(dá)到規(guī)定的取土深度。
附圖4.2 灌砂法質(zhì)量密度試驗(yàn)儀
2）稱盛量砂的容器加量砂的質(zhì)量，按附圖4.2：將儀器放在整平的地面上，用固定器將套環(huán)位置固定。開漏斗閥，將量砂經(jīng)漏斗灌入套環(huán)內(nèi)，待套環(huán)灌滿后，拿掉漏斗，漏斗架及防風(fēng)筒（無風(fēng)可不用防風(fēng)筒），用直尺刮平套環(huán)上砂面，使與套環(huán)邊緣齊平。將刮下的量砂細(xì)心倒回量砂容器，不得丟失，稱量砂容器加*次剩余量砂質(zhì)量。
3）將套環(huán)內(nèi)的量砂取出，稱其質(zhì)量，倒回量砂容器內(nèi)，環(huán)內(nèi)量砂允許有少部分仍留在環(huán)內(nèi)。
4）在套環(huán)內(nèi)挖試坑。其尺寸大致如附表4.5。
試坑尺寸與相應(yīng)的zui大粒徑
附表4.5
| 試樣zui大粒徑 | 試坑尺寸 | |
| 直徑（mm） | 深度（mm） | |
| 5～25 25～60 80 | 150 200 250 | 200 250 300 |
挖坑時要特別小心，將已松動的試樣全部取出。放入盛試樣的容器內(nèi)，將蓋蓋好，稱容器加試樣質(zhì)量，并取代表性試樣，測定其含水量。
5）在套環(huán)上重新裝上防風(fēng)筒、漏斗架及漏斗。將量砂經(jīng)漏斗灌入試坑內(nèi)。量砂下落速度應(yīng)大致相等，直至灌滿套環(huán)。
6）取掉漏斗、漏斗架及防風(fēng)筒，用直尺刮平套環(huán)上的砂面，使與套環(huán)邊緣齊平。刮下的量砂全部倒回量砂容器內(nèi)，不得丟失。稱量砂容器加第二次剩余量砂質(zhì)量。
7）本試驗(yàn)稱質(zhì)量精度：稱量小于10kg為5g；大于10kg時為10g。
8）按下式計算濕質(zhì)量密度及干質(zhì)量密度：
式中po——質(zhì)量密度（g/cm）；
pd——干質(zhì)量密度（g/cm）；
m1——量砂容器加原有量砂總質(zhì)量（g）；
m2——量砂容器加*次剩余量砂質(zhì)量（g）；
m3——從套環(huán)中取出的量砂質(zhì)量（g）；
m4——試樣容器加試樣質(zhì)量（包括少量量砂質(zhì)量（g）；
m5——量砂容器加第二次剩余量砂質(zhì)量（g）；
m6——試樣容器質(zhì)量（g）；
w1——含水量（%）；
pn——往試坑內(nèi)灌砂時量砂的平均質(zhì)量密度（g/cm）；
ps——挖試坑前，往套環(huán)內(nèi)灌砂時量砂的平均質(zhì)量密度（g/cm），
計算至0.01（g/cm）。
①若量砂被浸濕或混有雜質(zhì)時，應(yīng)充分風(fēng)干過篩后再行使用。
②土中有很大孔隙，量砂可能進(jìn)入其孔隙時，可按天然地面或試坑外形，松弛地放一層柔軟紗布，再向套環(huán)或試坑中灌入量砂。
③因量砂質(zhì)量密度隨灌砂時量砂的落距及試坑尺寸而不同，故式中的量砂質(zhì)量密度ps及pn必須采用與灌砂條件相適應(yīng)的質(zhì)量密度。
④若經(jīng)量砂質(zhì)量密度校驗(yàn)證明ps與pn相差很小時，式中ps可用pn代替。
3）操作步驟（不用套環(huán)）
1）按用套環(huán)操作步驟——準(zhǔn)備試驗(yàn)地點(diǎn)，在刮平的地面上按其操作步驟4）的規(guī)定挖坑。
2）稱盛量砂容器加量砂總質(zhì)量，在試坑上放置防風(fēng)筒和漏斗，將量砂經(jīng)漏斗灌入試坑內(nèi)，量砂下落速度應(yīng)大致相等，直至灌滿套環(huán)。
3）試坑灌漏量砂后，去掉漏斗及防風(fēng)筒，用直尺刮平量砂表面，使與原地面齊平，將多余的量砂倒回量砂容器，不足時可以補(bǔ)充。稱量砂容器加剩余量砂質(zhì)量。
4）按下式計算濕質(zhì)量密度及干質(zhì)量密度：
式中m7——量砂容器加剩余量砂質(zhì)量（g），計算至0.01（g/cm）。
5）本試驗(yàn)需進(jìn)行二次平行測定，取其算術(shù)平均值記錄。
本試驗(yàn)記錄格式見附表4.6及4.7。
質(zhì)量密度試驗(yàn)（灌砂法，用套環(huán)）
附表4.6
工程名稱
試驗(yàn)者 計算者
試驗(yàn)日期 校核者
質(zhì)量密度試驗(yàn)（灌砂法，不用套環(huán)）
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