中华人民共和国国家标准土工试验方法标准GB/T 50123-1999 2
5.3 灌水法
5.3.1 本试验方法适用于现场测定粗粒土的密度。
5.3.2 本试验所用的主要仪器设备，应符合下列规定：
1 储水筒：直径应均匀，并附有刻度及出水管。
2 台秤：称量50kg,最小分度值10g。
5.3.3 灌水法试验，应按下列步骤进行：
1 根据试样最大粒径，确定试坑尺寸见表5.3.3。
2 将选定试验处的试坑地面整平，除去表面松散的土层。
3 按确定的试坑直径划出坑口轮廓线，在轮廓线内下挖至要求深度，边挖边将坑内的试样装入盛土容器内，称试样质量，准确到10g,并应测定试样的含水率。
4 试坑挖好后，放上相应尺寸的套环，用水准尺找平，将大于试坑容积的塑料薄膜袋平铺于坑内，翻过套环压住薄膜四周。
5 记录储水筒内初始水位高度，拧开储水筒出水管开关，将水缓慢注入塑料薄膜袋中。当袋内水面接近套环边缘时，将水流调小，直至袋内水面与套环边缘齐平时关闭出水管，持续3-5min,记录储水筒内水位高度。当袋内出现水面下降时，应另取塑料薄膜袋重做试验。
5.3.4 试坑的体积，应按下式计算：
5.3.5 试样的密度，应按下式计算：
5.3.6 灌水法试验的记录格式见附录D表D-4。
5.4 灌砂法
5.4.1 本试验方法适用于现场测定粗粒土的密度。
5.4.2 本试验所用的主要仪器设备，应符合下列规定：
1 密度测定器：由容砂瓶、灌砂漏斗和底盘组成（图5.4.2）。灌砂漏斗高135mm,直径165mm,尾部有孔径为13mm的圆柱形阀门,容砂瓶容积为4L,容砂瓶和灌砂漏斗之间用螺纹接头联接。底盘承托灌砂漏斗和容砂瓶。
2 天平：称量10kg,最小分度值5g;称量500g,最小分度值0.1g。
5.4.3 标准砂密度的测定，应按下列步骤进行：
1 标准砂应清洗洁净，粒径宜选用0.25-0.50mm，密度宜选用1.47-1.61g/cm3。
2 组装容砂瓶与灌砂漏斗，螺纹联接处应旋紧，称其质量。
3 将密度测定器竖立，灌砂漏斗口向上，关阀门，向灌砂漏斗中注满标准砂，打开阀门使灌砂漏斗内的标准砂漏入容砂瓶内，继续向漏斗内注砂漏入瓶内，当砂停止流动时迅速关闭阀门，倒掉漏斗内多余的砂，称容砂瓶、灌砂漏斗和标准砂的总质量，准确至5g,试验中应避免震动.
4 倒出容砂瓶内的标准砂,通过漏斗向容砂瓶内注水至水面高出阀门关阀门,倒掉漏斗中多余的水,称容砂瓶,漏斗和水的总质量准确到5g，并测定水温，准确到0.5℃。重复测定3次，3次测值之间的差值不得大于3mL,取3次测值的平均值。
5.4.4 容砂瓶的容积，应按下式计算：
5.4.5 标准砂的密度，应按下式计算：
5.4.6 灌砂法试验，应按下列步骤进行：
1 按本标准第5.3.3条1款的步骤挖好规定的试坑尺寸，并称试样质量。
2 向容砂瓶内注满砂，关阀门，称容砂瓶，漏斗和砂的总质量，准确至0.1g。
3 将密度测定器倒置（容砂瓶向上）于挖好的坑口上，打开阀门，使砂注入试坑。在注砂过程中不应震动，当砂注满试坑时关闭阀门，称容砂瓶、漏斗和余砂的总质量，准确至10g，并计算注满试坑所用的标准砂质量。
5.4.7 试样的密度，应按下式计算：
5.4.9 灌砂法试验的记录格式见附录D表D-5。
6 土粒比重试验
6.1 一般规定
6.1.1 对小于、等于和大于5mm土颗粒组成的土,应分别采用比重瓶法、浮称法和虹吸管法测定比重。
6.1.2 土颗粒的平均比重，应按下式计算。
6.1.3 本试验必须进行两次平行测定，两次测定的差值不得大于0.02，取两次测值的平均值。
6.2 比重瓶法
6.2.1 本试验方法适用于粒径小于5mm的各类土。
6.2.2 本试验所用的主要仪器设备，应符合下列规定：
1 比重瓶：容积100mL或50mL，分长颈和短颈两种。
2 恒温水槽：准确度应为±1℃ 。
3 砂浴：应能调节温度。
4 天平：称量200g,最小分度值0.001g。
5 温度计：刻度为0-50℃ ，最小分度值为0.5℃ 。
6.2.3 比重瓶的校准，应按下列步骤进行：
1 将比重瓶洗净、烘干，置于干燥器内，冷却后称量，准确至0.001g。
2 将煮沸经冷却的纯水注入比重瓶。对长颈比重瓶注水至刻度处；对短颈比重瓶应注满纯水，塞紧瓶塞，多余水自瓶塞毛细管中溢出，将比重瓶放入恒温水槽直至瓶内水温稳定。取出比重瓶，擦干外壁，称瓶、水总质量，准确至0.001g。测定恒温水槽内水温，准确至0.5℃。
3 调节数个恒温水槽内的温度，温度差宜为5℃，测定不同温度下的瓶、水总质量。每个温度时均应进行两次平行测定，两次测定的差值不得大于0.002g，取两次测值的平均值。绘制温度与瓶、水总质量的关系曲线，见图6.2.3。
6.2.4 比重瓶法试验的试样制备，应按本标准第3.1.5条1、2款的步骤进行。
6.2.5 比重瓶法试验，应按下列步骤进行：
1 将比重瓶烘干。称烘干试样15g(当用50mL的比重瓶时,称烘干试样10g)装入比重瓶,称试样和瓶的总质量,准确至0.001g。
2 向比重瓶内注入半瓶纯水，摇动比重瓶，并放在砂浴上煮沸，煮沸时间自悬液沸腾起砂土不应少于30min,粘土、粉土不得少于1h，沸腾后应调节砂浴温度，比重瓶内悬液不得溢出。对砂土宜用真空抽气法；对含有可溶盐、有机质和亲水性胶体的土必须用中性液体（煤油）代替纯水，采用真空抽气法排气、真空表读数宜接近当地一个大气负压值，抽气时间不得少于1h。
注：用中性液体，不能用煮沸法。
3 将煮沸经冷却的纯水（或抽气后的中性液体）注入装有试样悬液的比重瓶。当用长颈比重瓶时注纯水至刻度处，当用短颈比重瓶时应将纯水注满，塞紧瓶塞，多余的水分自瓶塞毛细管中溢出。将比重瓶置于恒温水槽内至温度稳定，且瓶内上部悬液澄清。取出比重瓶，擦干瓶外壁，称比重瓶、水、试样总质量，准确至0.001g；并应测定瓶内的水温，准确至0.5℃。
4 从温度与瓶、水总质量的关系曲线中查得各试验温度下的瓶、水总质量。
6.2.6 土粒的比重，应按下式计算：
水的比重可查物理手册；中性液体的比重应实测，称量应准确至0.001g。
6.2.7 比重瓶法试验的记录格式见附录D表D-6。
6.3 浮称法
6.3.1 本试验方法适用于粒径等于、大于5mm的各类土,且其中粒径大于20mm的土质量应小于总土质量的10%。
6.3.2 本试验所用的主要仪器设备，应符合下列规定：
1 铁丝筐：孔径小于5mm，边长为10-15cm，高为10-20cm。
2 盛水容器：尺寸应大于铁丝筐。
3 浮秤天平：称量200g,最小分度值0.5g,(图6.3.2)。
6.3.3 浮称法试验，应按下列步骤进行：
1 取代表性试样将试样500-1000g,表面清洗洁净,浸入水中一昼夜后取出,放入铁丝筐,并缓慢地将铁丝筐浸没于水中,在水中摇动至试样中无气泡逸出。
2 称铁丝筐和试样在水中的质量,取出试样烘干,并称烘干试样质量。
3 称铁丝筐在水中的质量,并测定盛水容器内水温,准确至0.5℃。
6.3.4 土粒比重,应按下式计算:
6.3.5 浮称法试验的记录格式见附录D表D-7。
6.4 虹吸筒法
6.4.1 本试验方法适用于粒径等于、大于5mm的各类土，且其中粒径大于20mm的土质量等于、大于总土质量的10%。
6.4.2 本试验所用的主要仪器设备，应符合下列规定：
1 虹吸筒装置（图6.4.2），由虹吸筒和虹吸管组成。
2 天平：称量1000g,最小分度值0.3g。
3 量筒：容积应大于500mL 。
6.4.3 虹吸筒法比重试验，应按下列步骤进行：
1 取代表性试样试样700-1000g,试样应清洗洁净.浸入水中一昼夜后取出晾干,对大颗粒试样宜用干布擦干表面,并称晾干试样质量。
2 将清水注入虹吸筒至虹吸管口有水溢出时关管夹，试样缓缓放入虹吸筒中，边放边搅拌，至试样中无气泡逸出为止，搅动时水不得溅出筒外。
3 当虹吸筒内水面平稳时开管夹，让试样排开的水通过虹吸管流入量筒，称量筒与水总质量，准确至0.5g,并测定量筒内水温,准确到0.5 ℃.
4 取出试样烘至恒量、称烘干试样质量，准确至0.1g，称量筒质量，准确至0.5g。
6.4.4 土粒的比重，应按下式计算：
6.4.5 虹吸筒法比重试验的记录格式见附录D表D-8。
7 颗粒分析试验
7.1 筛析法
7.1.1 本试验方法适用于粒径小于、等于600mm，大于0.075mm的土。
7.1.2 本试验所用的仪器设备应符合下列规定：
1 分析筛：
1） 粗筛，孔径为60、40、20、10、50、2mm。
2） 细筛，孔径为2.0、2.0、0.5、0.25、0.075mm。
2 天平：称量5000最小分度值1g；称量1000g，最小分度值0.1g；称量200g，最小分度值0.01g。
3 振筛机：筛析过程中应能上下震动。
4 其他：烘箱、研钵、瓷盘、毛刷等。
7.1.3 筛析法的取样数量，应符合表7.1.3的规定：
7.1.4 筛析法试验，应按下列步骤进行：
1 按本标准表7.1.3的规定称取试样质量，应准确至0.1g，试样数量超过500g时，应准确至1g。
2 将试样过2mm筛,称筛上和筛下的试样质量。当筛下的试样质量小于试样总质量的10%时，不作细筛分析；筛上的试样质量小于试样总质量的10%时，不作粗筛分析。
3 取筛上的试样倒入依次叠好的粗筛中，筛下的试样倒入依次叠好的细筛中，进行筛析。细筛宜置于振筛机上震筛，振筛时间宜为10-15min,再按由上而下的顺序将各筛取下,称各级筛上及底盘内试样的质量,应准确至0.1g。
4 筛后各级筛上和筛底上试样质量的总和与筛前试样总质量的差值，不得大于试样总质量的1%。
注：根据土的性质和工程要求可适当增减不同筛径的分析筛。
7.1.5 含有细粒土颗粒的砂土的筛析法试验，应按下列步骤进行：
1 按本标准表7.1.3的规定称取代表性试样，置于盛水容器中充分搅拌，使试样的粗细颗粒完全分离。
2 将容器中的试样悬液通过2mm筛，取筛上的试样烘至恒量，称烘干试样质量，应准确到0.1g，并按本标准第7.1.4条3、4款的步骤进行粗筛分析，取筛下的试样悬液，用带橡皮头的研杆研磨，再过0.075mm筛，并将筛上试样烘至恒量，称烘干试样质量，应准确至0.1g，然后按本标准第7.1.4条3、4款的步骤进行细筛分析。
3 当粒径小于0.075mm的试样质量大于试样总质量的10%时，应按本标准密度计法或移液管法测定小于0.075mm的颗粒组成。
7.1.6 小于某粒径的试样质量占试样总质量的百分比，应按下式计算：
7.1.7 以小于某粒径的试样质量占试样总质量的百分比为纵坐标，颗粒粒径为横坐标，在单对数坐标上绘制颗粒大小分布曲线，见图7.1.7。
7.1.8 必要时计算级配指标，不均匀系数和曲率系数。
7.1.9 筛析法试验的记录格式见附录D表D-9。
7.2 密度计法
7.2.1 本试验方法适用于粒径小于0.075mm的试样。
7.2.2 本试验所用的主要仪器设备，应符合下列规定：
1 密度计：
1）甲种密度计，刻度-5°-50°，最小分度值为0.5°。
2）乙种密度计（20 ℃/20 ℃），刻度为0.995-1.02，0最小分度值为0.0002。
2 量筒：内径约60mm ，容积1000mL，高约420mm ，刻度0-1000mL，准确至10mL。
3 洗筛：孔径0.075mm。
4 洗筛漏斗：上口直径大于洗筛直径，下口直径略小于量筒内径。
5 天平：称量1000g,最小分度值0.1g;称量200g,最小分度值0.01g。
6 搅拌器：轮径50mm,孔径3mm,杆长约450mm,带螺旋叶。
7 煮沸设备：附冷凝管装置。
8 温度计：刻度0-50℃,最小分度值0.5℃。
9 其他：秒表,锥形瓶(容积500mL)、研钵、木杵、电导率仪等。
7.2.3 本试验所用试剂，应符合下列规定：
1 4%六偏磷酸钠溶液：溶解4g六偏磷酸钠(NaPO3)6于100mL水中。
2 5%酸性硝酸银溶液：溶解5g硝酸银(AgNO3)于100mL的10%硝酸(HNO3)溶液中。
3 5%酸性氯化钡溶液：溶解5G氯化钡(BaCl2)于100mL的盐酸(HCl)溶液中。
7.2.4 密度计法试验,应按下列步骤进行：
1 试验的试样,宜采用风干试样。当试样中易溶盐含量大于0.5%时，应洗盐。易溶盐含量的检验方法可用电导法或目测法。
1）电导法：按电导率仪使用说明书操作测定T°C时,试样溶液(土水比为1:5)的电导率,并按下式计算20℃时的电导率：
2) 目测法：取风干试样3g于烧杯中,加适量纯水调成糊状研散,再加纯水25mL,煮沸10米min,冷却后移入试管中,放置过夜,观察试管,出现凝聚现象应洗盐.易溶盐含量测定按本标准第31.2节各步骤进行。
3) 洗盐方法：按式(7.2.4-3)计算,称取干土质量为30g的风干试样质量,准确至0.01g,倒入500mL的锥形瓶中,加纯水200mL,搅拌后用滤纸过滤或抽气过滤,并用纯水洗滤到滤液的电导率K20小于1000μS/cm(或对5%)酸性硝酸银溶液5%和酸性氯化钡溶液无白色沉淀反应)为止,滤纸上的试样按第4款步骤进行操作。
2 称取具有代表性风干试样200-300g,过200mm筛,求出筛上试样占试样总质量的百分比.取筛下土测定试样风干含水率。
3 试样干质量为30g的风干试样质量按下式计算：
4 将风干试样或洗盐后在滤纸上的试样,倒入500mL锥形瓶,注入纯水200mL,浸泡过夜,然后置于煮沸设备上煮沸,煮沸时间宜为40min。
5 将冷却后的悬液移入烧杯中,静置1min,通过洗筛漏斗将上部悬液过0.075mm筛遗,留杯底沉淀物用带橡皮头研杵研散,再加适量水搅拌,静置1min,再将上部悬液过0.075mm筛,如此重复倾洗(每次倾洗,最后所得悬液不得超过1000mL)直至杯底砂粒洗净,将筛上和杯中砂粒合并洗入蒸发皿中,倾去清水,烘干,称量并按本标准第7.1.4条3、4款的步骤进行细筛分析，并计算各级颗粒占试样总质量的百分比。
6 将过筛悬液倒入量筒，加入4%六偏磷酸钠10mL，再注入纯水至1000mL。
注：对加入六偏磷酸钠后仍产生凝聚的试样应选用其他分散剂。
7 将搅拌器放入量筒中，沿悬液深度上下搅拌1min,取出搅拌器,立即开动秒表,将密度计放入悬液中,测记0.5、0、2、5、15、30、60、120和1440min时的密度计读数。每次读数均应在预定时间前10-20d,将密度计放入悬液中.且接近读数的深度,保持密度计浮泡处在量筒中心,不得贴近量筒内壁。
8 密度计读数均以弯液面上缘为准.甲种密度计应准确至0.5,乙种密度计应准确至0.0002,每次读数后,应取出密度计放入盛有纯水的量筒中,并应测定相应的悬液温度,准确至0.5℃,放入或取出密度计时,应小心轻放,不得扰动悬液。
7.2.5 小于某粒径的试样质量占试样总质量的百分比应按下式计算：
1 甲种密度计:
7.2.7 颗粒大小分布曲线，应按本标准第7.1.7条的步骤绘制，当密度计法和筛析法联合分析时，应将试样总质量折算后绘制颗粒大小分布曲线；并应将两段曲线连成一条平滑的曲线见本标准图7.1.7。
7.2.8 密度计法试验的记录格式见附录D表D-10。
7.3 移液管法
7.3.1 本试验方法适用于粒径小于0.075mm的试样。
7.3.2 本试验所用的主要仪器设备应符合下列要求：
1 移液管（图7.3.2),容积25mL;
2 烧杯:容积50mL；
3 天平：称量200g,最小分度值0.001g.
4 其他与密度计法相同。
7.3.3 移液管法试验，应按下列步骤进行：
1 取代表性试样，粘土10-15g,砂土20g,准确至0.001g,并按本标准第7.2.4条1-5款的步骤制备悬液。
2 将装置悬液的量筒置于恒温水槽中，测记悬液温度，准确至0.5℃，试验过程中悬液温度变化范围为±0.5℃。并按本标准式（7.2.6）计算粒径小于0.05、0.01、0.005、0.002mm和其他所需粒径下沉一定深度所需的静置时间(或查表7.3.3)。
3 用搅拌器沿悬液深度上、下搅拌1min,取出搅拌器,开动秒表,将移液管的二通阀置于关闭位置、三通阀置于移液管和吸球相通的位置，根据各粒径所需的静置时间，提前10s将移液管放入悬液中,浸入深度为10cm,用吸球吸取悬液。吸取量应不少于25mL 。
4 旋转三通阀，使吸球与放液口相通将多余的悬液从放液口流出，收集后倒入原悬液中。
5 将移液管下口放入烧杯内，旋转三通阀，使吸球与移液管相通，用吸球将悬液挤入烧杯中，从上口倒入少量纯水，旋转二通阀，使上下口连通，水则通过移液管将悬液洗入烧杯中。
6 将烧杯内的悬液蒸干，在105-110℃温度下烘至恒量，称烧杯内试样质量，准确至0.001g。
7.3.4 小于某粒径的试样质量占试祥总质量的百分比，应按下式计算：
7.3.5 颗粒大小分布曲线应按本标准第7.1.7条绘制。当移液管法和筛析法联合分析时，应将试样总质量折算后绘制颗粒大小
分布曲线，并将两段曲线连成一条平滑的曲线见本标准图7.1.7。
7.3.6 移液管法试验的记录格式见附录D表D-11。
8 界限含水量试验
8.1 液、塑限联合测定法
8.1.1 本试验方法适用于粒径小于0.5mm，以及有机质含量不大于试样总质量5％的土。
8.1.2 本试验所用的主要仪器设备，应符合下列规定：
1 液、塑限联合测定仪（图8.1.2）：包括带标尺的圆锥仪、电磁铁、显示屏、控制开关和试样杯。圆锥质量为76g,锥角为30°;读数显示宜采用光电式、游标式和百分表式；试样杯内径为40mm,高度为30mm。
2 天平：称量200ｇ，最小分度值0.01ｇ。
8.1.3 液、塑限联合测定法试验，应按下列步骤进行：
1 本试验宜采用天然含水率试样，当土样不均匀时，采用风干试样，当试样中含有粒径大于0.5mm的土粒和杂物时,应过0.5mm筛。
2 当采用天然含水率土样时,取代表性土样250g；采用风干试样时,取0.5mm筛下的代表性土样200g,将试样放在橡皮板上用纯水将土样调成均匀膏状,放入调土皿,浸润过夜。
3 将制备的试样搅拌均匀，填入试样杯中，填样时不应留有空隙，对较干的试样应充分搓揉，密实地填入试样杯中，填满后刮平表面。
4 将试样杯放在联合测定仪的升降座上，在圆锥上抹一薄层凡士林，接通电源，使电磁铁吸住圆锥。
5 调节零点，将屏幕上的标尺调在零位，调整升降座,使圆锥尖接触试样表面，指示灯亮时圆锥在自重下沉入试样，经5s后测
读圆锥下沉深度(显示在屏幕上),取出试样杯,挖去锥尖入土处的凡士林,取锥体附近的试样不少于10g,放入称量盒内,测定含水率。
6 将全部试样再加水或吹干并调匀，重复本条3至5款的步骤分别测定第二点、第三点试样的圆锥下沉深度及相应的含水率。液塑限联合测定应不少于三点。
注：圆锥入土深度宜为3-4mm,7-9mm,15-17mm。
8.1.4 试样的含水率应按本标准式（4.0.4）计算。
8.1.5 以含水率为横坐标，圆锥入土深度为纵坐标在双对数坐标纸上绘制关系曲线（图8.1.5），三点应在一直线上如图中A线。当三点不在一直线上时，通过高含水率的点与其余两点连成两条直线，在下沉深度为2mm处查得相应的二个含水率，当两个含水量的差值小于2％时，应以该两点含水量的平均值与高含水量的点连一直线如图中B线。当两个含水量的差值大于、等于2％时，应重做试验。
8.1.6 在含水率与圆锥下沉深度的关系图（见本标准图8.1.5）上查得下沉深度为17mm所对应的含水率为液限，查得下沉深度为10mm，所对应的含水量为10mm液限，查得下沉深度为2mm所对应的含水量为塑限，取值以百分数表示，准确至0.1%。
8.1.7 塑性指数应按下式计算：
8.1.9 液塑限联合测定法试验的记录格式见附录D表D-12。
8.2 碟式仪液限试验
8.2.1 本试验方法适用于粒径小于0.5mm的土。
8.2.2 本试验所用的主要仪器设备，应符合下列规定：
1 碟式液限仪：由铜碟、支架及底座组成（图8.2.2），底座应为硬橡胶制成。
2 开槽器：带量规，具有一定形状和尺寸（图8.2.2）。
8.2.3 碟式仪的校准应按下列步骤进行：
1 松开调整板的定位螺钉，将开槽器上的量规垫在铜碟与底座之间，用调整螺钉将铜碟提升高度调整到10mm。
2 保持量规位置不变，迅速转动摇柄以检验调整是否正确。当蜗形轮碰击从动器时，铜碟不动，并能听到轻微的声音，表明调整正确。
3 拧紧定位螺钉，固定调整板。
8.2.4 试样制备应按本标准第8.1.3条1、2款的步骤制备不同含水率的试样。
8.2.5 碟式仪法试验，应按下列步骤进行;
1 将制备好的试样充分调拌均匀,铺于铜碟前半部,用调土刀将铜碟前沿试样刮成水平，使试样中心厚度为10mm，用开槽器经蜗形轮的中心沿铜碟直径将试样划开，形成V形槽。
2 以每秒两转的速度转动摇柄，使铜碟反复起落，坠击于底座上，数记击数，直至槽底两边试样的合拢长度为13mm时，记录击数，并在槽的两边取试样不应少于10g，放入称量盒内，测定含水率。
3 将加不同水量的试样，重复本条1、2款的步骤测定槽底两边试样合拢长度为13mm所需要的击数及相应的含水率，试样宜为4-5个，槽底试样合拢所需要的击数宜控制在15-35击之间。含水率按本标准式（4.0.4）计算。
8.2.6 以击次为横坐标，含水率为纵坐标，在单对数坐标纸上绘制击次与含水率关系曲线（图8.2.5），取曲线上击次为25所对应的整数含水率为试样的液限。
8.2.7 碟式仪法液限试验的记录格式见附录D表D-14。