一種測(cè)定天然粘性土塑性指標(biāo)和稠度狀態(tài)的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種測(cè)定天然粘性土塑性指標(biāo)和稠度狀態(tài)的方法，屬于土木工程、巖土工程、工程地質(zhì)領(lǐng)域中粘性土物理力學(xué)特性測(cè)試領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]粘性土的塑性指標(biāo)以及稠度狀態(tài)是評(píng)估粘性土力學(xué)特性的基本而重要的依據(jù)。塑限含水量％和液限含水量^是粘性土的兩個(gè)重要的界限含水量，在此基礎(chǔ)上按照下面兩個(gè)公式可以進(jìn)一步計(jì)算得到粘性土的兩個(gè)重要塑性指標(biāo)一塑性指數(shù)IP和液性指數(shù)IL，
[0003]IP = wL-wp 公式 I
[0004]IL = (Wtl-Wp)/IP 公式 2
[0005]其中Wtl是土的天然含水量。液性指數(shù)IL是評(píng)價(jià)天然粘性土的稠度狀態(tài)的重要指標(biāo)，根據(jù)這個(gè)指標(biāo)的大小，可將粘性土劃分為流塑、軟塑、可塑、硬塑等狀態(tài)。
[0006]傳統(tǒng)的測(cè)定粘性土界限含水量(塑限含水量Wp)的方法包括:(I)搓條法測(cè)定土的塑限含水量Wp，采用卡薩格蘭德發(fā)明的卡薩格蘭德式液限儀測(cè)定土的液限含水量I。這也是目前大多歐美國家采用的方法。(2)落錐法。根據(jù)圓錐在重塑土中的落入深度繪制的落深與含水量的曲線來確定粘性土的塑限含水量wp (76g錐落錐深度為2mm)和液限含水量wj76g錐落錐深度為17_)。這種方法在前蘇聯(lián)和我國均廣泛使用。在這些試驗(yàn)方法中，均需要將天然粘性土重塑制備成具有不同含水量的土樣，得到的界限含水量％和、以及塑性指標(biāo)IP和IL并不能反映天然粘性土結(jié)構(gòu)性的影響，因此采用這些方法得到的液性指數(shù)IL也并不能對(duì)天然粘性土的稠度狀態(tài)做出客觀的評(píng)價(jià)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種測(cè)定天然粘性土塑性指標(biāo)和稠度狀態(tài)的方法，該方法可以考慮粘性土的天然結(jié)構(gòu)，得到的結(jié)果更適用于結(jié)構(gòu)性較強(qiáng)的天然軟粘土，能夠更為準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)天然軟粘土的稠度狀態(tài)，為天然粘性土力學(xué)特性的評(píng)估提供更為準(zhǔn)確的依據(jù)。
[0008]本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):
[0009]一種測(cè)定天然粘性土塑性指標(biāo)和稠度狀態(tài)的方法，該方法包括以下步驟:
[0010](I)采用落錐法測(cè)定天然軟粘土在重塑狀態(tài)下的含水量w與落入深度h關(guān)系，以含水量w的對(duì)數(shù)lg(w)為橫坐標(biāo)，以落入深度h的對(duì)數(shù)Ig(h)為縱坐標(biāo)，做出重塑狀態(tài)h-w曲線圖，制作重塑狀態(tài)h-w曲線圖時(shí)，取點(diǎn)不少于4點(diǎn)，且取點(diǎn)越多，精確度越高；
[0011](2)采用天然含水量為Wtl的原狀土樣，在保持天然結(jié)構(gòu)性的情況下，使用相同的圓錐，測(cè)定天然含水量％情況下的落錐深度hM并將(Wvhci)點(diǎn)繪制在步驟⑴得到的曲線圖中；
[0012](3)過步驟⑵得到的(WQ，hQ)點(diǎn)，做與步驟⑴得到的重塑狀態(tài)h-w曲線平行的曲線，即天然狀態(tài)h-w曲線，在天然狀態(tài)h-w曲線中找出h = 2mm對(duì)應(yīng)的含水量即為塑限含水量w*p，h = 17mm對(duì)應(yīng)的含水量即為液限含水量w氣；
[0013](4)根據(jù)得到的啐與w* L,計(jì)算塑性指數(shù)和液性指數(shù)，采用公式I和公式2計(jì)算塑性指數(shù)和液性指數(shù):
[0014]塑性指數(shù)IP = w氣_w*p 公式I ;
[0015]液性指數(shù)IL = (w0-w*p)/IP 公式 2 ；
[0016]然后根據(jù)新得到的液性指數(shù)IL來評(píng)價(jià)天然粘性土的稠度狀態(tài)。
[0017]步驟(I)與步驟⑵中進(jìn)行落錐法測(cè)量時(shí)，圓錐采用76g錐，錐角為30°。
[0018]傳統(tǒng)的測(cè)試粘性土界限含水量的方法(如搓條法，蝶式液限儀法，落錐法)中用到的為具有不同含水量的重塑土，不能考慮粘性土的天然結(jié)構(gòu)，因此對(duì)于天然軟粘土的稠度狀態(tài)的劃分往往不符合實(shí)際情況。本發(fā)明提出了一種新的落錐法來測(cè)定天然粘性土塑限含水量Wp和液限含水量Wy采用新的界限含水量來計(jì)算塑性指數(shù)IP和液性指數(shù)IL，評(píng)價(jià)天然粘性土的稠度狀態(tài)(流塑、軟塑、可塑、硬塑等狀態(tài))。與這些傳統(tǒng)方法相比，本發(fā)明提出的方法可以考慮粘性土的天然結(jié)構(gòu)，得到的結(jié)果更適用于結(jié)構(gòu)性較強(qiáng)的天然軟粘土，能夠更為準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)天然軟粘土的稠度狀態(tài)，為天然粘性土力學(xué)特性的評(píng)估提供更為準(zhǔn)確依據(jù)。
【附圖說明】
[0019]圖1為重塑狀態(tài)h-w曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0021]實(shí)施例
[0022]一種測(cè)定天然粘性土塑性指標(biāo)和稠度狀態(tài)的方法，該方法包括以下步驟:
[0023](I)采用落錐法測(cè)定天然軟粘土在重塑狀態(tài)下的含水量w與落入深度h關(guān)系，以含水量w的對(duì)數(shù)lg(w)為橫坐標(biāo)，以落入深度h的對(duì)數(shù)Ig (h)為縱坐標(biāo)，做出重塑狀態(tài)h-w曲線圖，如圖1所示，制作重塑狀態(tài)h-w曲線圖時(shí)，取點(diǎn)不少于4點(diǎn)，且取點(diǎn)越多，精確度越尚;
[0024](2)采用天然含水量為Wtl的原狀土樣，在保持天然結(jié)構(gòu)性的情況下，使用相同的圓錐，測(cè)定天然含水量％情況下的落錐深度hM并將(Wvhci)點(diǎn)繪制在步驟⑴得到的曲線圖中，即圖1中的A點(diǎn)；
[0025](3)過步驟⑵得到的(WQ，hQ)點(diǎn)，做與步驟⑴得到的重塑狀態(tài)h-w曲線平行的曲線，即天然狀態(tài)h-w曲線，在天然狀態(tài)h-w曲線中找出h = 2mm對(duì)應(yīng)的含水量即為塑限含水量w*p，h = 17mm對(duì)應(yīng)的含水量即為液限含水量w氣；
[0026](4)根據(jù)得到的啐與w* L,計(jì)算塑性指數(shù)和液性指數(shù)，采用公式I和公式2計(jì)算塑性指數(shù)和液性指數(shù):
[0027]塑性指數(shù)IP = w氣_w*p 公式I ;
[0028]液性指數(shù)IL = (w0-w*p)/IP 公式 2 ；
[0029]然后根據(jù)新得到的液性指數(shù)IL來評(píng)價(jià)天然粘性土的稠度狀態(tài)。
[0030]步驟⑴與步驟⑵中進(jìn)行落錐法測(cè)量時(shí)，圓錐采用76g錐，錐角為30°。
[0031]上述的對(duì)實(shí)施例的描述是為便于該技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能理解和使用發(fā)明。熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的人員顯然可以容易地對(duì)這些實(shí)施例做出各種修改，并把在此說明的一般原理應(yīng)用到其他實(shí)施例中而不必經(jīng)過創(chuàng)造性的勞動(dòng)。因此，本發(fā)明不限于上述實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的揭示，不脫離本發(fā)明范疇所做出的改進(jìn)和修改都應(yīng)該在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種測(cè)定天然粘性土塑性指標(biāo)和稠度狀態(tài)的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟: (1)采用落錐法測(cè)定天然軟粘土在重塑狀態(tài)下的含水量W與落入深度h關(guān)系，并做出重塑狀態(tài)h_w曲線圖；(2)采用天然含水量為Wtl的原狀土樣，在保持天然結(jié)構(gòu)性的情況下，使用相同的圓錐，測(cè)定天然含水量％情況下的落錐深度hM并將(Wvhci)點(diǎn)繪制在步驟(I)得到的曲線圖中； (3)過步驟⑵得到的Ovhtl)點(diǎn)，做與步驟⑴得到的重塑狀態(tài)h-w曲線平行的曲線，即天然狀態(tài)h-w曲線，在天然狀態(tài)h-w曲線中找出h = 2_對(duì)應(yīng)的含水量即為塑限含水量w*p，h = 17mm對(duì)應(yīng)的含水量即為液限含水量w*l; (4)根據(jù)得到的《%與w*L,計(jì)算塑性指數(shù)和液性指數(shù)，評(píng)價(jià)天然粘性土的稠度狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種測(cè)定天然粘性土塑性指標(biāo)和稠度狀態(tài)的方法，其特征在于，步驟(I)中，制作重塑狀態(tài)h-w曲線圖時(shí)，以含水量w的對(duì)數(shù)Ig(W)為橫坐標(biāo)，以落入深度h的對(duì)數(shù)Ig (h)為縱坐標(biāo)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種測(cè)定天然粘性土塑性指標(biāo)和稠度狀態(tài)的方法，其特征在于，步驟(I)與步驟(2)中進(jìn)行落錐法測(cè)量時(shí)，圓錐采用76g錐，錐角為30°。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種測(cè)定天然粘性土塑性指標(biāo)和稠度狀態(tài)的方法，其特征在于，步驟⑷中，根據(jù)測(cè)得的％和《^，采用公式I和公式2計(jì)算塑性指數(shù)和液性指數(shù): 塑性指數(shù)IP = W氣-W*p 公式I ; 液性指數(shù)IL = (w0-w*p)/IP 公式2 ； 然后根據(jù)新得到的液性指數(shù)IL來評(píng)價(jià)天然粘性土的稠度狀態(tài)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種測(cè)定天然粘性土塑性指標(biāo)和稠度狀態(tài)的方法，其特征在于，步驟⑴中制作重塑狀態(tài)h-w曲線圖時(shí)，取點(diǎn)不少于4點(diǎn)。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種測(cè)定天然粘性土塑性指標(biāo)和稠度狀態(tài)的方法，包括以下步驟：采用落錐法測(cè)定天然軟粘土在重塑狀態(tài)下的含水量w與落入深度h關(guān)系，并做出重塑狀態(tài)h-w曲線圖；在保持天然結(jié)構(gòu)性的情況下，測(cè)定天然含水量w0情況下的落錐深度h0；并將(w0，h0)點(diǎn)繪制在之前得到的曲線圖中；過(w0，h0)點(diǎn)做與重塑狀態(tài)h-w曲線平行的曲線，即天然狀態(tài)h-w曲線，在天然狀態(tài)h-w曲線中找出塑限含水量w*p與液限含水量w*L；根據(jù)w*p與w*L，計(jì)算塑性指數(shù)和液性指數(shù)，評(píng)價(jià)天然粘性土的稠度狀態(tài)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明方法得到的結(jié)果更適用于結(jié)構(gòu)性較強(qiáng)的天然軟粘土，能夠更為準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)天然軟粘土的稠度狀態(tài)，為天然粘性土力學(xué)特性的評(píng)估提供更為準(zhǔn)確依據(jù)。
【IPC分類】G01N11-12
【公開號(hào)】CN104596891
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510005357
【發(fā)明人】高彥斌, 林木
【申請(qǐng)人】同濟(jì)大學(xué)
【公開日】2015年5月6日
【申請(qǐng)日】2015年1月4日