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土壤比重-了解ASTM & AASHTO方法

土壤比重

土壤固体比重的重要性

比重是土壤和其他建筑材料的一个基本特性. 这个无量纲单位是物质密度与水的密度之比,用来计算土壤密度, 孔隙比, 饱和, 以及其他土壤性质. 应用包括结构的基础设计, 土堤稳定性计算, 工程填土沉降的估算.

土壤比重的测定

测定比重的传统方法很简单. 标准测试方法描述在美国.S. 陆军工程兵团 实验室土壤测试手册一些州的DOTs通常被认为对基本应用是足够的. 和任何实验室测试一样, 这些方法需要注意细节,但易于正确执行,不需要太多的专业技术或设备.

ASTM D854,和相同的AASHTO T 100, 水比重计测定土壤固体比重的标准试验方法,专注于生产高精度的测量. 虽然所需的设备并不复杂, 程序广泛而细致, 而且按照课本进行测试可能是一个挑战. 从业者应该意识到测试方法之间的显著差异. 可靠的测试结果依赖于严格遵守概述的实践和技术. 这篇博客文章将关注用于执行ASTM/AASHTO方法的设备和程序.

土壤比重试验方法对照表

表资源: aashtoresource.org

比重实验设备及仪器

特定的重力设备
  • 比重瓶: 该测试方法允许使用 容量瓶 or 碘的玻璃瓶 与塞. 通常使用量瓶,但需要仔细调整水的刻度标记. 瓶塞物理控制有瓶塞的烧瓶的水量. 最低容量为250ml,有时需要500ml容量的烧瓶. 250ml, 500ml和(未命名)塞烧瓶的组图.
  • 测温装置:温度计 必须具有0的可读性.1°C,精度±0.5°C,并标准化为NIST可追溯设备. 不允许使用全浸式温度计.
  • 裹入气去除: 水和土浆的脱水可通过煮沸来完成, 部分真空的应用, 或两个. 使用一个 加热板 也可以用其他装置对比重计进行加热. A 真空泵 or 水泵 这就产生了一个至少100毫米汞(约26英寸)的绝对压力的真空来进行脱气. A 数字剩余压力计 是否可选监控真空水平.
  • 干燥器: a 干燥器 配备一个 干燥器板干燥剂 是否需要在烤箱中干燥后将样品冷却到室温.
  • 绝缘容器: 比重计必须储存在 绝缘容器 用于校准和测试过程中的温度平衡. 通常,一个有三到六个比重表空间的塑料或聚苯乙烯泡沫容器加上一容器脱水的水就足够了.
  • 比重瓶灌装管: 在校准或测试时向比重计中加入脱水水, 必须避免紊流或空气进入流体. 一个专门的 比重瓶灌装设备 可以按照测试方法中的描述制作,或者长度为1/4in I.D. 清晰的油管 添加到 洗瓶 会有同样的效果吗.
  • 搅拌机: 用搅拌器或“其他合适的装置”将土壤与水混合,使样品分散成泥浆. 我们建议的 土壤分散混合机,通常用于准备土壤样本进行比重计分析. 无挡板的分散杯可与搅拌器一起使用,请loveBet爱博体育下载 客户服务 部门订单.
  • 平衡: a 实验室的平衡 会议ASTM D4753 要求,容量至少为1000g,可读性为0.01g,足够测试.
  • 干燥箱: 测试溶液的湿度测定和最终干燥是在一个标准中进行的 实验室烤箱 能够保持110±5°C的均匀温度.
  • 试验筛: 这种测试方法要求样品的颗粒尺寸通过ASTM E11 No.4 (4.75毫米)网筛.

土壤比重试验程序

校准的比重瓶

校准比重计是ASTM/AASHTO方法的第一阶段. 这个过程很耗时,但是一次最多可以进行6个比重计. 校准程序只需要执行一次,除非比重计的质量与校准值相差0.06 g或更多.

校正的每个步骤均在测试方法中描述,但主要要点如下:

  • 每台清洁干燥的比重计连续称量五次. 平均权重的标准差不能超过0.02g.
  • 比重计里装满了枯竭的水, 置于绝缘容器中, 让它达到热平衡至少三个小时. 将容器放置在天平附近以减少搬运.
  • 每次从容器中取出一个比重计, 只处理边缘, 并将水位调整到校准标志.
    • 如果需要额外的水, 它必须达到热平衡, 和比重计里的水一起.
    • 多余的水可以用小吸管或纸巾清除.
  • 测量和记录每个比重计的质量到最接近0.01g.
  • 测量和记录每个比重计的温度到最接近0.1°C.
  • 对每个比重计重复上述步骤五次, 每一步之间有三个小时的热平衡期.
  • 计算和记录每个比重计的校准体积.

不用说,你会想要仔细地遵循这些步骤,以避免重复它们!

准备样品

这种比重试验方法适用于通过1号的土壤. 4 (4.75毫米)筛. 对于含有较大颗粒的土壤, ASTM C127决定了保留在No . 1上的分数的比重. 4试验筛. 根据所要求的方法,试验可以在潮湿的或烘干的样品上进行.

方法, 潮湿的过程, 是首选, 对于一些高度塑料的, 细粒度的, 或有机土壤, 是必需的. 试样的准确尺寸不是预先确定的. 测试方法中的表格决定了样品推荐质量的范围, 根据ASTM D2487的土壤分类.

  • 确认空比重计在0以内.校准质量的06克. 一个方法, 土壤必须通过加水和使用搅拌机或类似设备将其搅拌成泥浆来分散.
  • 浆液被输送到比重计. 在烘干土壤的方法B中, 干燥的样品直接放入比重计中, 水添加, 将比重计搅拌成浆液.
  • 浆液通过沸腾、真空或两者结合而使之软化. 这个过程可能需要一到两个小时,需要频繁或持续的搅拌,这取决于方法. 机械搅拌器提供必要的混合水平, 消除持续关注的需要.
  • 然后加入清水,使水平面接近最终校准的体积.
  • 将制备好的样品与比重计放在保温容器中过夜,并使其达到热平衡.

测量质量和温度

进行比重试验的最后一步是确定悬浮体的质量和温度.

  • 从容器中取出比重计, 只处理轮辋,以避免改变热平衡, 放在一个绝缘的块上.
  • 最后对校准后的水位进行调整, 比重计在实验室天平上称重.
  • 温度接近零度.使用校准比重计的相同设备记录1°C.

计算土壤比重

将整个悬浮液漂洗到一个已去皮的平底锅中,然后用烤箱烘干,以确定土壤固体的干质量. 干燥的土壤样品可以在干燥器中冷却,然后称重到最接近的0.01g.

  • 最终比重按试验方法中土比重公式计算, 并附有水的密度和温度系数表.
  • 该方程包括对大于No的分数的比重值的修正.4筛分粒度.

我们希望本ASTM D854/AASHTO T 100方法和设备指南能帮助您理解本方法和其他正在使用的测试方法之间的区别. 访问我们的 土壤比重测试设备 页面查看所有产品. 请联系loveBet爱博的测试专家讨论您的申请.

关于作者本·巴克斯