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土壤比重计试验:沉降法技术 & 设备

土壤比重计测试

什么是土壤比重计试验?

测量细粒土如粘土和粉砂的粒度分布最好使用土壤比重计试验. 这种沉降法是所有岩土实验室都熟悉的.


土壤比重计分析

土壤比重计分析,基于 斯托克斯定律, 根据土壤颗粒从液体中脱离悬浮液的速度计算土壤颗粒的大小. 试验结果表明,细于No. 200(75µm)筛. 然而, 结合筛析时, 提供含有较粗材料的土壤的完整级配剖面.


ASTM D7928:

美国测试与材料学会试验方法(ASTM) D7928 提供不同的样品制备选择, 液体比重计类型, 液体比重计抵消, 样品搅拌, 和更多的. 粒子大小和分布的最终计算取决于选择了哪个选项,并不直接. 我们鼓励用户在进行测试前阅读和理解完整的ASTM标准. 这篇博客概述了基本步骤, 技术, 以及实验室测试设备. 在这篇博客文章中,我们将遵循ASTM D7928标准测试方法. 该标准取代了旧的、已撤销的D422方法. AASHTO T 88 州交通部门目前使用的测试方法是否与D422类似.


151H vs 152H比重计

定期读数以确定液体中悬浮固体的体积是本试验的关键测量. 重力计仪器是一个浮力玻璃管,经过校准,用来测量液体的相对密度. 有两种类型 摘要土壤 用于土壤悬浮液.

  • 151 h比重计 读出悬浮的比重,并有容量约45g的干土在1,000ml液体溶液.
  • 152 h比重计 测量每升悬浮液的克数,容量可达55g干土中1,000ml液体溶液.

151h vs 152h土壤比重计


样品制备

比重计试样的来源多种多样, 野外项目的大体积样品, 罐子或管样土试验钻孔, 或从其他实验室测试中采集的代表性样本,如水力传导率或水分/密度关系(Proctor). 只要有可能, 在整个制备阶段,应保持散装样品中的水分含量, 因为风干会改变粘土颗粒的特性. 风干土壤样品制备需要特定步骤. 烘箱干燥的土壤不能用这种方法进行测试.

在样品制备的测试方法中详细介绍了两个一般步骤. 所需制备方法的细节根据粗粒度的百分比而有所不同:

  • 潮湿的准备 在整个制备过程中保持土壤中的水分,以防止改变粘土颗粒的性质,是首选的方法. 试样中的土壤湿度根据需要保持或增加,以使材料通过 No. 10 (2.0毫米)筛 橡胶刮刀. (显然, 在此应用后,此筛将不能用于其他粒度试验.)
  • 脱水制备 只有当样品在风干状态下接收时才允许. A 臼和橡胶尖杵 用于分解干燥的土壤块,以通过No. 10筛.
经过筛网处理后, 沉降试样所需的质量必须根据还原试样的含水率来计算, 通过测试的估计百分比 No. 200(75µm)筛,以及所选比重计类型的泥沙容量. 此计算确定了测试所需的湿试样的质量:

土壤比重计试验公式

例子: 如果你准备的样品的水分含量是20%,估计比No. 200筛,你将使用151H比重计, 测试样品的正确尺寸, 四舍五入到最接近的克是57克.

在大多数情况下, 最终试样的比重计试验范围在50g和60g之间的材料比No. 10 (2.00毫米)筛.


使土壤悬浮

试验试样放置在一个 250ml玻璃烧杯 和水混合 六偏磷酸钠这是一种分散剂,可防止悬浮液中的细颗粒聚集在一起. 这种浆液被冲洗成 分散杯 用于搅拌 搅拌装置 一分钟. 允许使用备用的喷气装置进行分散, 但该仪器在试验方法中并不优选. 将第二种浆液倒入杯中 沉淀缸时,气缸内注满水至校准的1000ml刻度.

你可以用土壤搅拌器在沉淀筒中混合溶液, 首选方法, 或者手动倒拌的“倾倒法”. 然后覆盖圆筒,并允许在一个稳定的环境温度或室温的区域内调节和平衡一夜 恒温水浴.

注意:如果在22±5°C的温控室内进行测试, (72±9°F), 悬浮液的温度波动不超过2°C (3.6°F)在测试过程中,恒温浴并不严格要求.


比重计试验程序

1.  当开始试验时,使用搅拌器或倾倒方法再次混合悬浮液,并将 计时器 当混合完成时跟踪经过的时间.

2.  圆筒被放回工作台上或恒温浴中,检查悬浮液顶部的泡沫是否会抑制比重计的准确读数.
几滴异丙醇就能驱散大量泡沫.

土壤比重计试验用搅拌装置

3.  在经过时间为1时,取悬液比重计的读数, 2, 4, 15, 30, 60, 240, 1440分钟. 附加读数是可选的,以确定颗粒大小分布. 通过使用顺序或交错混合和开始时间,可以在正确的运行时间对多个样品进行比重计读数.

4.  提前15到20秒, 将比重计轻轻降低到悬浮系统中,大约达到预期读数的水平,并使其稳定.

5.  读取比重计上半月板的顶部,直到最近的¼刻度,并记录下来.

土壤比重计试验公式

6.  以一个稳定的动作取出比重计,需要5到10秒的时间取出. 如果有一滴液体残留在灯泡的末端, 触摸到沉淀筒的唇,让它流回悬浮液.

7.  将比重计浸入盛有清水的圆柱体中,使其旋转.

8.  在进行下一次读数前取出并晾干.

9.  每次比重计读数后, 插入温度计,不干扰悬挂和记录温度读数. 的 实验室温度计 必须标准化,具有可读性和准确性±0.5°C或更好,浸泡深度为25至80mm. 一些 数字实验室温度计 符合这些严格的要求,通常比水银或玻璃液体型号更安全、更方便.

测试开始时的温度读数对30分钟内的初始读数有效. 在实际测量时间内,测量温度的频率不需要超过30分钟.

10.  一旦一系列比重计读数完成, 将所有悬浮液转移到烤箱干燥容器中.

11.  干燥后, 其余固体称量,以确定总干质量, 然后泡在水里, 洗过一个不. 200(75µm)筛. 如果已经知道试样的干质量,可以直接在第1号槽上冲洗. 200筛烘干. 使用任何一种方法,材料的干重都保留在No. 测定并记录200筛分.

前面为样品制备选择的选项, 比重计类型和偏置, 其他因素改变了颗粒大小和分布测试结果的计算方式. 我们建议在进行测试之前对ASTM标准进行彻底的审查.

我们希望这篇博客文章为执行土壤比重计测试和选择正确的设备运行它提供了一些指导. 看到我们的 土壤设备比重计分析“, 完整的列表. 请与我们的测试专家联系,以帮助您的应用.

关于作者本·巴克斯