第二节  土的物理性质试验

【能对试验项目进行归类】

一、含水率试验：烘干法，酒精燃烧法

二、密度试验：环刀法，蜡封法，灌砂法，灌水法

三、比重试验：比重瓶法，浮称法，浮力法，虹吸筒法

四、颗粒分析试验：筛分法，密度计法，移液管法

五、石砂的相对密度试验

六、液塑限试验：联合测定法，液限蝶式仪法，塑限滚搓，缩限试验

七、土的天然稠度试验

【2020助理】测量土含水率的方法有（    ）。

A.酒精燃烧法 B.烘干法 C.目测法 D.比重法

【答案】AB

【解析】测量土含水率的方法有酒精燃烧法、烘干法。《公路土工试验规程》JTG 3430-2020。

【2022检测师】检测土密度的试验方法有（    ）。

A.环刀法 B.灌砂法 C.灌水法 D.蜡封法

【答案】ABCD

【解析】密度试验：环刀法，蜡封法，灌砂法，灌水法。

一、含水率试验：烘干、酒精燃烧法

烘干法：是测定含水率的标准方法。

1.定义和适用范围

本试验适用于测定黏质土、粉质土、砂类土、砾类土、有机质土和冻土等土类的含水率。

2.仪器设备

2.1烘箱。

2.2天平：称量200g，感量0.01g；称量5000g，感量1g。

2.3其他：干燥器、称量盒等。

【2024检师单选】在测定土的含水率工作中，当用各种测试方法测得结果有差异时，应以（    ）测得结果为准。

A.烘干法 、B.浮力法 C.酒精燃烧法 D.碳化钙气压法

【答案】A

【解析】土的含水率试验有烘干法和酒精燃烧法，当烘干法与酒精燃烧结果有差异时，以烘干法为准。

【2018助理单选】烘干法测土含水率适用下列哪些土质试样（    ）。

A.砂类土 B.高有机质含量土 C.冻土 D.砂砾土

【答案】ABCD

【解析】烘干法是测定含水率的标准方法，适用于黏质土、粉质土、砂类土、砂砾石、有机质和冻土等土试样。

3.试验步骤

3.1取具有代表性试样，细粒土不小于50g，砂类土、有机质土不小于100g，砾类土不小于1kg，放入称量盒内，立即盖好盒盖，称质量。

3.2揭开盒盖，将试样和盒放入烘箱内，在温度105~110℃恒温下烘干。烘干时间对细粒土不得小于8h；对砂类土和砾类土不得小于6h；对含有机质超过5%的土或含石膏的土，应将温度控制在60~70℃的范围内，烘干时间不宜小于24h。

3.3将烘干后的试样和盒取出，放入干燥器内冷却（一般0.5~1h）。冷却后盖好盒盖，称质量，细粒土、砂类土和有机质土准确至0.01g；砾类土准确至1g。

【2024检师多选】根据《公路土工试验规程》（JTG 3430-2020），采用烘干法进行含水率试验时，烘干时间与（    ）有关。

A.烘箱的尺寸 B.烘箱内试样的总质量

C.烘箱通风系统的效率 D.试样种类、潮湿程度

【答案】A、B、C、D

【解析】《公路土工试验规程》（JTG 3430-2020），烘干法试验步骤，注①：一般土样烘干16~24h就足够。但是，有些土或试样数量过多或试样很潮湿，可能需要烘更长的时间。烘干的时间也与烘箱内试样的总质量、烘箱的尺寸及其通风系统的效率有关。注②：如铝盒的盖密闭，而且试样在称量前放置时间较短，可以不放在干燥器中冷却。

【2024助理判断】用烘干法测定土的含水率时，应将土样放置在温度为100℃~105℃的烘箱中恒温烘干。

【答案】错误

【解析】（2）揭开盒盖，将试样和盒放入烘箱内，在温度105~110℃恒温下烘干。烘干时间对细粒土不得少于8h，对砂类土和砾类土不得少于6h，对含有机质超过5%的土或含石膏的土，应将温度控制在60~70℃的范围内，烘干时间不宜少于24h。

【2021助理】一试验检测人员收到一份腐殖酸含量较高的有机质土样品，要求测其含水率，该试验检测人员在105℃~110℃下将该土样经长时间烘干后测得的含水率比实际的含水率（    ）。

A.偏大 B.偏小 C.不变 D.无法判定

【答案】A

【解析】依据2020版土工试验规程，对含有机质超过5%的土或含石膏的土，应将温度控制在60~70℃的范围内，烘干时间不宜小于24h。题干高温长时间烘干，有机质发生质变损失，质量损失变大，因此测得含水率偏大。

【2024助理单选】对于坚硬易碎的坚硬土，欲求其天然密度宜采用（   ）。

A.环刀法 B.灌砂法 C.蜡封法 D.灌水法

【答案】C

【解析】P54:2.蜡封法：将不规则的土样称其自然质量后，浸入熔化的石蜡中，使土样被石蜡所包裹，而后称其在空气中的质量与在水中的质量，并按公式计算土样密度本试验方法适用于易破裂土和形态不规则的坚硬土。

T 0111-1993灌砂法

1.目的和适用范围

本试验适用于现场测定路基土的密度。试样最大粒径不得超过60mm，测定密度层的厚度为150~200mm。

注：①在测定细粒土的密度时，可以采用直径100mm的小型灌砂筒。

②如最大粒径超过15mm，则灌砂筒和现场试洞的直径应为150~200mm，灌砂筒的直径宜大于最大粒径的3倍。

2.仪器设备

（1）灌砂筒：分两部分，上部为储砂筒，筒底中心有一个圆孔；下部装一倒置的圆锥形漏斗，漏斗上端开口，直径与储砂筒的圆孔相同。

      

2.4玻璃板：边长约500mm的方形板。

2.5充电式天平：称量15kg，感量1g；

天平：称量1000g，感量0.01g。

2.6量砂：粒径0.25~0.5mm、清洁干燥的均匀砂，约20~40kg。应先烘干，并放置足够时间，使其与空气的温度达到平衡。

4.5如清扫干净的平坦的表面上，粗糙度不大，则不需放基板，将灌砂筒直接放在己挖好的试洞上。打开筒的开关，让砂流入试洞内。在此期间，应注意勿碰动灌砂筒。直到储砂筒内的砂不再下流时，关闭开关。仔细取走灌砂筒，称量筒内剩余砂的质量，）准确至1g。

4.6取出试洞内的量砂，以备下次试验时再用。若量砂的湿度已发生变化或量砂中混有杂质，则应重新烘干，过筛，并放置一段时间，使其与空气的湿度达到平衡后再用。

4.7如试洞中有较大孔隙，量砂可能进入孔隙时，则应按试洞外形，松弛地放入一层柔软的纱布。然后再进行灌砂工作。

发散考点：

1.挖坑时，挖的坑洞形状为上大下小，或者上小下大，对结果的影响？

2.提前结束灌砂，导致流入坑洞砂不足，质量减小，置换的V偏小，结果偏大。

3.检测现场，有振动干扰，对结果造成什么影响？

振动→流入坑洞的砂变的更加密实，m砂变大，置换的V偏大，结果偏小。

【2018助理】灌砂法测路基压实度试验，若所挖试坑为上小下大则压实度结果（  B  ）。

A.偏大 B.偏小 C.无影响 D.无法确定

【解析】路基的压实效果，上方比较好，上层土较为密实，密度偏大，因此上下小大，导致结果偏小

【2023检测师】灌砂法测定路基压实度，在灌砂过程中若标准砂尚在下流时关闭开关，则压实度结果与常值相比（  A  ）。

A.偏大 B.偏小 C.无变化 D.无规律

【2021助理】灌砂法测定路基压实度前应先标定（  AB  ）。【多选】

A.量砂的松方密度 B.灌砂筒下部圆锥体内砂的质量

C.灌砂筒下部圆锥体内砂的体积 D.灌砂筒内所装砂的质量

【2020助理】标定罐砂筒下部圆锥体内砂质量时，应重复测量（ B   ）次以上，最后取其平均值。

A.2 B.3 C.4 D.5

【23助理综合】某工程用灌砂法测路基压实度，已知：土的最大干密度为1.91g/cm³，最佳含水率为11.2%。试样的湿密度为2.05g/cm³，试样的含水率为9.2%。请完成下列各题目。

（1）灌砂法所用量砂应保持清洁干燥均匀，其粒径范围是（    ）mm，约（    ）kg。

A.0.075~0.25；20~40 B.0.075~0.25；40~60

C.0.25~0.5；20~40 D.0.25~0.5；40~60

【答案】C

【解析】2.6量砂：粒径0.25~0.5mm、清洁干燥的均匀砂，约20~40kg。应先烘干，并放置足够时间，使其与空气的温度达到平衡。

（2）标定罐的体积需要用水测定，需要用到的器具有（    ）。

A.感量为0.01g的天平 B.直尺

C.滴管 D.吸管

【答案】BCD

【解析】A应为感量1g的天平。

（3）测量挖出土样的含水率时，对于细粒土应取土不少于（    ）g。

A.100 B.150 C.200 D.250

【答案】A或C，条件不足无法确定。

用小灌砂筒测试时，细粒土不少于100g；各种中粒土，不少于500g；

用中灌砂筒测试时，细粒土不少于200g；各种中粒土，不少于1000g；

对于粗粒土或水泥、石灰、粉煤灰等无机结合料稳定材料，宜将取出的材料全部烘干，且不少于2000g。

（4）本次试验试样干密度是（    ）1g/cm³。

A.1.75 B.1.88 C.1.94 D.2.05

【答案】B【解析】

（5）本次试验测得压实度为（    ）%。

A.91.6 B.98.0 C.98.4 D.98.5

【答案】C【解析】1.88/1.91=98.4%

T 0110-1993灌水法

1.目的和适用范围

本试验适用于现场测定粗粒土和巨粒土的密度。

2.仪器设备

2.1座板：座板为中部开有圆孔，外沿呈方形或圆形的铁板，圆孔处设有环套，套孔的直径为土中所含最大石块粒径的3倍。

2.2薄膜：聚乙烯塑料薄膜。

2.3储水筒：直径应均匀，并附有刻度。

2.4电子秤：称量50kg，感量5g。

2.5其他：铁镐、铁铲、水平仪等。

4.6精度和允许差。

灌水法密度试验应进行两次平行测定，两次测定的差值不得大于0.03g/cm³，否则应重做试验。取两次测值的平均值。

5.报告：略

【2019助理】灌水法适用于现场测定（    ）密度。

A.细粒土 B.砂类土 C.巨粒土 D.黏质土

【答案】C

三、比重试验

比重瓶法、浮称法、浮力法、虹吸筒法（注意各自的适用范围）

1.比重瓶法：本试验法适用于粒径小于5mm的土。

仪器设备：

（1）比重瓶：容量100（或50）mL。

（2）天平：称量200g，感量0.001g。

（3）恒温水槽：灵敏度±1℃。

（4）砂浴。

（5）真空抽气设备。

（6）温度计：刻度为0~50℃，分度值为0.5℃。

（7）其他：如烘箱、蒸馏水、中性液体（如煤油）孔径2mm及5mm筛、漏斗、滴管等。

2.比重瓶校正

校正获得：瓶加水重在不同温度下的关系曲线。

3.步骤：略

4.注意事项【2022检师考察15g】

将15g烘干土装入100mL比重瓶内，浸泡20h以上；砂土（砂粒易跳出）可以用真空抽气法代替煮沸法排除土中空气。

土中含可溶性盐【超过0.5%】、有机质【超过5%】、非亲水性胶体必须用煤油测定，并用真空抽气法排除土中空气。

真空压力表读书宜为100KPa，抽气时间1-2h。

本试验称量应准确至0.001g。

精密度和允许偏差【2023助理考察0.02】

本试验应进行二次平行测定，其平行差值不得大于0.02，否则应重做试验。取其算术平均值，以两位小数表示。

【2022检师】采用比重瓶法测定土的比重时选用100mL比重瓶，装入烘干土样的质量应为12g。

【答案】错误【解析】应该是15g。

【2023助理】使用比重瓶法测定土的比重时，需要进行两次平行测定，其平行差值不得大于0.01，否则应重做试验取其算术平均值，以两位小数表示。

【答案】错误

【解析】本试验应进行二次平行测定，其平行差值不得大于0.02，否则应重做试验。取其算术平均值，以两位小数表示。

【2019助理】用比重瓶法测土的比重，下述设备不属于该试验用具的是（    ）。

A.容量100ml或50ml的比重瓶 B.称量200g，感量0.01g的天平

C.真空抽气设备 D.分度值0.5℃的温度计

【答案】B

【解析】B错，感量应该是0.001g。此题有点难度，考的比较细！

【2021助理多选】比重瓶法测土的比重需要用到的仪具有（    ）。

A.天平 B.恒温水槽 C.砂浴 D.真空抽气设备

【答案】ABCD

T 0169-2007浮力法 / T 0113-1993浮称法

本试验目的是测定土颗粒的比重。本试验方法适用于粒径大于或等于5mm的土，且其中粒径大于或等于20mm的土质量应小于总土质量的10%。取样500~1000g，浸泡一昼夜。

【2023助理】当采用浮称法开展土的比重试验时，土粒径应不小于5mm。其中，粒径大于或等于20mm的土质量应小于总土质量的（    ）。

A.10% B.15% C.20% D.25%

T 0114-1993虹吸筒法

本试验目的是测定土颗粒的比重。本试验法适用于粒径大于或等于5mm的土，且其中粒径大于或等于20mm土的含量大于或等于总土质量的10%。取样1000~7000g，浸泡一昼夜。

共同点：测水温精确至0.5℃；二次平行测定，其平行差值不得大于0.02，否则应重做试验。取其算术平均值，以两位小数表示。

四、颗粒分析试验

1.概述【极少考察，精减归纳】

1）常用的分析土粒大小的方法：

①筛分法：大于0.075mm的土粒；

②沉降分析法：小于0.075mm的土粒；

2）粒度成分的表示方法：

三种方法：

表格法、累计曲线法、三角坐标法

通过累计曲线【半对数】可以确定两个土粒的级配指标：

不均匀系数：          曲率系数：

，，，分别相当于累计百分含量为60%，30%，10%的粒径。其中，称为有效粒径，称为限制粒径，称为中间粒径。反映反映大小不同粒组的分布情况，越大，表示土粒大小分布范围越大。反映累计曲线的分布范围，反映曲线的形状。

两个指标与土的级配、工程性质的关系：

颗分曲线平缓，不均匀系数大，土粒组合不均匀，土的级配良好，工程性质好——b曲线。

颗分曲线陡峭，不均匀系数小，土粒组合均匀，土的级配差，工程性质差——a曲线。

工程应用：

土称为匀粒土，级配不良；

土级配良好（不差）。

，参考曲率系数值，若，则土的级配良好。

结论：同时满足和曲率系数，这两个条件时，级配良好。

【2018检师判断】样本土的不均匀性系数时，表示该土是级配良好的土。×

【解析】当同时满足不均匀系数和曲率系数这两个条件时，土为级配良好的土；如不能同时满足，则为级配不良的土。

【2020助理多选】土的颗粒分析方法有（    ）。

A.筛分法 B.联合测定法 C.移液管法 D.密度计法

【答案】ACD

【解析】土颗粒分析方法为筛分法，适用颗粒大于0.075mm的土，和沉降分析法（密度计法和移液管法）适用颗粒小于0.075mm的土。

3）粒度成分的分析方法

目的：确定土中各粒组颗粒的相对含量。筛分法用于大于0.075mm的土粒；

小于0.075mm的土粒用沉降分析法；（密度计法和移液管法）

当土中粗细颗粒兼有，可联合使用筛分法和沉降分析法；

沉降分析法依据的原理是：斯笃克斯定律Stokes

（在静水中，大颗粒下降快，小颗粒下降慢。粒径与沉降速度的平方根成正比）

筛分法

本试验的目的是获得粗粒土的颗粒级配。本试验适用于分析土粒粒径范围0.075~60mm的土粒粒组含量和级配组成。

【2021助理】对于粒径大于60mm的土不适合用筛分法测定土的颗粒组成。

【答案】正确

1.仪器设备

（1）标准筛：粗筛（圆孔）孔径（mm）为60、40、20、10、5、2；细筛孔径（mm）为2.0、1.0、0.5、0.25、0.075。

（2）天平：称量5000g，感量1g；称量1000g，感量0.01g。

（3）摇筛机。

（4）其他：烘箱、筛刷、烧杯、木碾、研钵及杵等。

2.试样：从风干、松散的土样中，用四分法按照下列规定取出具有代表性的试样：

①小于2mm颗粒的土100~300g。

②最大粒径小于10mm的土300~900g。

③最大粒径小于20mm的土1000~2000g。

④最大粒径小于40mm的土2000~4000g。

⑤最大粒径大于40mm的土4000g以上。

3.试验步骤

4.1对于无黏聚性的土

4.1.1 按规定称取试祥，将试样分批过2mm筛。

4.1.2 将大于2mm的试样从大到小的次序，通过大于2mm的各级粗筛。将留在筛上的土分别称量。

4.1.3 2mm筛下的土如数量过多，可用四分法缩分至100~800g。将试样从大到小的次序通过小于2mm的各级细筛。可用摇筛机进行振摇。振摇时间一般为10~15min。

4.1.4 由最大孔径的筛开始，顺序将各筛取下，在白纸上用手轻叩摇晃，至每分钟筛下数量不大于该级筛余质量的1%为止。漏下的土粒应全部放入下一级筛内，并将留在各筛上的土样用软毛刷刷净，分别称量。

4.1.5筛后各级留筛和筛下土总质量与筛前试样总质量之差，不应大于筛前试样总质量的1%。

4.1.6如2mm筛下的土不超过试样总质量的10%，可省略细筛分析；如2mm筛上的土不超过试样总质量的10%，可省略粗筛分析。

4.2对于含有黏土粒的砂砾土

4.2.1将土样放在橡皮板上，用木碾将黏结的土团充分碾散，拌匀、烘干、称量。如土样过多时，用四分法称取代表性土样。

4.2.2将试样置于盛有清水的瓷盆中，浸泡并搅拌，使粗细颗粒分散。

4.2.3将浸润后的混合液过2mm筛，边冲边洗过筛，直至筛上仅留大于2mm以上的土粒为止。然后，将筛上洗净的砂砾烘干称量。按以上方法进行粗筛分析。

4.2.4通过2mm筛下的混合液存放在盆中，待稍沉淀，将上部悬液过0.075mm洗筛，用带橡皮头的玻璃棒研磨盆内浆液，再加清水，搅拌、研磨、静置、过筛，反复进行，直至盆内悬液澄清。最后，将全部土粒倒在0.075mm筛上，用水冲洗，直到筛上仅留大于0.075mm净砂为止。

4.2.5将大于0.075mm的净砂烘干称量，并进行细筛分析。

4.2.6将大于2mm颗粒及2~0.075mm的颗粒质量从原称量的总质量中减去，即为小于0.075mm颗粒质量。

4.2.7如果小于0.075mm颗粒质量超过总土质量的10%，有必要时，将这部分土烘干、取样，另做密度计或移液管分析。

结果整理【略】

5.6精度和允许差。

筛后各级筛上和筛底土总质量与筛前试样总质量之差，不应大于筛前试样总质量的1%，否则应重做试验。

6.报告

6.1土的状态描述。

6.2颗粒级配曲线。

6.3不均匀系数。

3.密度计法【勾画重点不深究】

（1）适用范围：本试验适用于分析粒径小于0.075mm的细粒土。

（2）试样处理：密度计分析土样应采用风干土。土样应充分碾散，通过2mm筛（土样风干可在烘箱内以不超过50℃鼓风干燥）。求出土样的风干含水率，并按下式计算试样干质量为30g时所需的风干土质量。

（3）密度计校正：①密度计刻度及弯月面校正②温度校正③土粒比重校正④分散剂校正

4.移液管法【勾画重点不深究】

本试验适用于分析粒径小于0.075mm细粒土的组成。

【2023助理】用密度计法分析粒径小于0.075mm的细粒土时，如有必要，可进行（    ）等密度计校正。【多选】

A.密度计刻度及弯月面校正 B.温度校正

C.土粒比重校正 D.分散剂校正

【答案】ABCD

五、砂的相对密度试验

用孔隙比e的大小作为判断砂土密实状态的指标，是最简单的方法，但是它没有考虑级配的影响。（e：孔隙的体积与固体颗粒体积之比）

密实程度相同的砂，颗粒均匀时e较大，颗粒大小混杂（级配良好）时，e值较小。所以引入相对密度的概念，来衡量砂的紧密程度。

最大孔隙比：松散状态【按规程】；最小孔隙比：密实状态【按规程】

             

【2020助理判断】砂的相对密度是表征砂紧密程度的指标。

【答案】正确

1.目的和适用范围

本试验适用于最大颗粒直径小于5mm，且粒径2mm~5mm范围内的试样质量不大于试样总质量15%的砂土。

2.仪器设备

2.1量筒：容积为500mL及1000mL两种，后者内径应大于60mm。

2.2长颈漏斗：颈管内径约12mm，颈口磨平。

2.3锥形塞：直径约15mm的圆锥体镶于铁杆上。

2.4砂面拂平器。

2.5电动最小孔隙比仪，如无此种仪器，可用下列2.6~2.8设备。

2.6金属容器两种：容积250mL（内径50mm高度127mm）+容积1000mL（内径100mm高度127mm）。

2.7振动仪。

2.8击锤：锤重1.25kg，高度150mm，锤座直径50mm（图T0123-3）。

2.9天平：感量1g。

3.试验步骤

3.1最大孔隙比的测定【求】

3.1.1取代表性试样约1.5kg，充分风干（或烘干），用手搓揉或用圆木棍在橡皮板上碾散，并拌和均匀。

3.1.2将锥形塞杆自漏斗下口穿入，并向上提起，使锥体堵住漏斗管口，一并放入容积1000mL量筒中，使其下端与量筒底相接。

3.1.3称取试样700g，准确至1g，均匀倒入漏斗中，将漏斗与塞杆同时提高，移动塞杆使锥体略离开管口，管口应始终保持高出砂面约1~2cm，使试样缓缓且均匀分布地落入量筒中。

3.1.4试样全部落入量筒后取出漏斗与锥形塞，用砂面拂平器将砂面拂平，勿使量筒振动，然后测读砂样体积，估读至5mL。

【第一种体积测量方式】

3.1.5以手掌或橡皮塞堵住量筒口，将量筒倒转，缓慢地转动量筒内的试样，并回到原来位置，如此重复几次，记下体积的最大值，估读至5mL。

【第二种体积测量方式】

3.1.6取上述两种方法测得的较大体积值，计算最大孔隙比。

      

3.2最小孔隙比的测定【振动锤击法求】

3.2.1取代表性试样约4kg，按本试验3.1.1条步骤处理。

3.2.2分三次倒入容器进行振击，先取上述试样600~800g（其数量应使振击后的体积略大于容器容积的1/3）倒入1000mL容器内，用振动仪以各150~200次/min的速度敲打容器两侧，并同时用击锤以30~60次/min的频率锤击试样顶面，直至砂样体积不变为止（每层约需5~10min）。敲打时要用足够的力量使试样处于振动状态；振击时，粗砂可用较少击数，细砂应用较多击数。

3.2.3如用电动最小孔隙比试验仪时，当试样同上法装入容器后，开动电机，进行振击试验。

3.2.4按本试验3.2.2步骤，进行后两次加土的振动和锤击，第三次加土时应先在容器口上安装套环。

3.2.5最后一次振毕，取下套环，用削土刀齐容器顶面削去多余试样，称量，准确至1g，计算其最小孔隙比。

4.4数据处理（略）

4.5精度和允许差。

最小与最大干密度，均须进行两次平行测定，其平行差值不得超过0.03g/cm³，否则应重做试验，取其算术平均值。

5.报告

5.1砂类土的描述。       5.2砂的相对密度值。

【2021助理多选】有关砂的相对密度试验，下列说法正确的有（    ）。

A.适用于最大颗粒直径小于5mm，且粒径2mm~5mm范围内的试样质量不大于试样总质量15%的砂土

B.砂土的最小与最大干密度，均须进行两次平行测定，取其算术平均值，其平行差值不得超过0.03g/cm³，否则应重做试验

C.报告内容应有砂类土的描述和砂的相对密度

D.振动锤击法是测定砂的最大干密度的标准方法

【答案】ABCD

2020规程--条文说明

（II）最大干密度试验

测定砂的最小孔隙比即最大干密度，国外采用振动台法，国内以往采用振动锤击法。

通常采用的方法，按加力性质分为三大类：锤击法，振动法，锤击与振动或静荷载与振动联合使用的方法。锤击法主要适用于略具黏性的砂土，与击实试验的作用相同。振动法是一种较好的方法，因能产生不同的惯性力而引起密度的增加，所以美国ASTM将其列为标准试验方法。锤击与振动联合使用的方法，兼有振动与锤击的优点。将两种方法进行比较，结果表明，振动锤击法比振动台法测得的最大干密度为大，如表T 0123-2。

鉴于以上试验结果，本试验仍以振动锤击法作为测定最大干密度的标准方法。

六、界限含水率试验

1.概述

含水量对粘性土的工程性质（如强度、压缩性等）有极大的影响。当土从很湿逐渐变干时，会表现出几个不同的物理状态，土也就有不同的工程性质。

土从液体状态向塑性体状态过渡的界限含水量称为液限。

当含水量继续降低时，土能承受较大的剪切应力，在外力作用下不再具有塑性体特征，而呈现具有脆性的固体特征。

土由塑性体状态向脆性固体状态过渡的界限含水量称为塑限。

粘性土的塑性大小，可用土处于塑性状态的含水量变化范围来衡量。此范围即液限与塑限之差值，称为塑性指数。

塑性指数越大，表示土越具有高塑性。

拓展：土粒越细（黏粒、粉粒多/砂粒少），越大，塑性越好。

【2021检师】土的液塑限试验测得液限为39.8%，塑限为16.7%，天然含水率W为35.8%，计算该土的塑性指数为（    ）。

A.4.0% B.19.1% C.23.1% D.25.3%

【答案】C【解析】塑性指数。

【2023师多选】黏性土的塑性指数越大，说明（    ）。

A.土粒比表面积越小     B.土粒吸附能力越强

C.土的可塑范围越大     D.黏粒、胶粒、黏土矿物含量越低

【答案】BC

【2023师】关于土的性质描述正确的有（    ）。【多选】

A.从液体状态向塑性状态过渡的界限含水率称为液限

B.由塑性体状态向脆性固体状态过渡的界限含水率称为塑限

C.塑性指数越大，土的可塑性越高

D.达到缩限状态的土即为饱和土

【答案】ABC

土的天然含水量在一定程度上反映土中水量的多少。但仅仅天然含水量并不能说明土处于什么物理状态，因此还需要一个能够表示天然含水量与界限含水量关系的指标，即液性指标：

式中：——天然含水量；——液限；——塑限。

【2021检师】改编：土的液塑限试验测得液限为39.8%，塑限为16.7%，天然含水率W为35.8%，计算该土的液性指标为（    ）。

当，即时土处于液限；

当，即时土处于塑限。

2.塑液限联合测定法【重点】

综合：【2018检师】

试验目的是联合测定土的液限和塑限，用于划分土类、计算天然稠度和塑性指数，供公路工程设计和施工使用。适用于粒径不大于0.5mm、有机质含量不大于试样总质量5%的土。

【2021检师单选】土的液塑限试验适用于有机质含量不大于（    ）的土。

A.3% B.4% C.5% D.6%

【答案】C

【解析】5%。土的各种液塑限试验包括联合测定法、搓条法、液限蝶式仪法，缩限试验等，都是适用于有机质含量不大于5%的土。

2.仪器设备

2.1液塑限联合测定仪，应包括带标尺的圆锥仪、电磁铁、显示屏、控制开关和试验样杯。圆锥质量为100g或76g，锥角为30°。

2.2盛土杯：内径50mm，深度40~50mm。

2.3天平：感量0.01g。

2.4其他：筛（孔径0.5mm）、调土刀、调土皿、称量盒、研钵（附带橡皮头的研杵或橡皮板、木棒）干燥器、吸管、凡士林等。

    

 

3.试验步骤

3.1取有代表性的天然含水率或风干土样进行试验。如土中含大于0.5mm的土粒或杂物时，应将风干土样用带橡皮头的研杵研碎或用木棒在橡皮板上压碎，过0.5mm的筛。

取0.5mm筛下的代表性土样至少600g，分开放入三个盛土皿中，加不同数量的纯水，土样的含水率分别控制在液限（a点）、略大于塑限（c点）和二者的中间状态（b点）。用调土刀调匀，盖上湿布，放置18h以上。（闷料）

测定a点的锥入深度，对于100g锥应为20mm±0.2mm，

对于76g锥应为17mm±0.2mm。

测定c点的锥入深度，对于100g锥应控制在5mm以下，

对于76g锥应控制在2mm以下。

对于砂类土，用100g锥测定点的锥入深度可大于5mm，用76g锥测定c点的锥入深度可大于2mm。

3.2将制备的土样充分搅拌均匀，分层装入盛土杯，用力压密，使空气逸出。对于较干的土样，应先充分搓揉，用调土刀反复压实。试杯装满后，刮成与杯边齐平。

3.3当用游标式或百分表式液限塑限联合测定仪试验时，调平仪器，提起锥杆（此时游标或百分表读数为零）、锥头上涂少许凡士林。【2017检师】【2019检师】排序

3.4将装好土样的试杯放在联合测定仪的升降座上，转动升降旋钮，待锥尖与土样表面刚好接触时停止升降，扭动锥下降旋钮，经5s时，锥体停止下落，此时游标读数即为锥入深度h₁。【步骤排序】

3.5改变锥尖与土接触位置（锥尖两次锥入位置距离不小于1cm），重复本试验3.3和3.4步骤，得锥入深度h₂。h₁、h₂允许平行误差为0.5mm，否则应重做。取平均值作为该点的锥入深度。

3.6去掉锥尖入土处的凡士林，取10g以上的土样两个，分别装入称量盒内，称质量（准确至0.01g），测定其含水率w₁、w₂（计算到0.1%）。计算含水率平均值。

3.7重复本试验3.2~3.6步骤，对其他两个含水率土样进行试验，测其锥入深度和含水率。

3）结果整理

（1）在双对数坐标纸上，以含水率w为横坐标，锥入深度h为纵坐标，点绘a、b、c三点含水率的图（图 2-13），连此三点，应呈一条直线。如三点不在同一直线上，要通过a点与b、c两点连成两条直线，根据液限（a点含水率）在图上查得，以此再在图上的ab及ac两直线上求出相应的两个含水率，当两个含水率的差值小于2%时，以该两点含水率的平均值与a值连成一直线。

当两个含水率的差值大于2%时，应重做试验。

对于细粒土，用双曲线确定值；

对于砂类土，则用多项式曲线确定值；

多次考察

精度要求：本试验应进行两次平行测定，其允许差值为：高液限土≤2%，低液限土≤1%，若不满足要求，则应重新试验。取其算术平均值，保留至小数点后一位。

【2024检师单选】根据《公路土工试验规程》（JTG 3430-2020），液限和塑限联合测定法中采用关系曲线来确定塑限入土深度值，其中，砂性土应采用（    ）。

A.双曲线 B.抛物线 C.多项式曲线 D.椭圆形曲线

【答案】C

【解析】对于细粒士，用双曲线确定值；对于砂类土，则用多项式曲线确定。

【2019检师】某工地实验室采用液塑限联合测定法测定土的液限和塑限时，试验员操作步骤分解如下，正确顺序为（    ）。

①对代表性土样压碎并过筛；②加入不同数量的蒸馏水，使土样的含水率分别控制在液限、略大于塑限和二者中间状态；③取600g土样，分开放入三个盛土皿中；④将土样充分搅拌均匀，分层装入盛土杯中，并刮成与杯边齐平；⑤锥头上涂少许凡土林，转动升降旋钮，待锥尖刚好与土样表面接触，扭动锥下降旋钮，测定5s的锥入深度；⑥测定土杯中土的含水率；⑦对其他两个含水率土样进行测试。

A.①③②⑤⑥④⑦ B.①②③④⑤⑥⑦ C.①③②④⑤⑥⑦ D.①③②④⑥⑤⑦

【答案】C

【解析】本题考察液塑限联合测定法的关键步骤。第③步在第②步的前面。

【2020师多选】采用液限和塑限联合测定法进行土的界限含水率试验，下列关于液限确定方法的描述正确的有（    ）。

A.采用76g锥对应锥入深度为17mm     B.采用76g锥对应锥入深度为20mm

C.采用100g锥对应锥入深度为17mm    D.采用100g锥对应锥入深度为20mm

【答案】AD

【2019助理单选】当土的液塑限试验采用锥质量为76g时，液限对应的锥入深度h为（    ）。

A.5mm B.17mm C.20mm D.25mm

【答案】B

【解析】塑液限试验的关键参数！反复考察的高频考点！76g锥：纵坐标17mm锥入深度对应的即为；100g锥：纵坐标20mm锥入深度对应的即为。

【2021助理判断】采用液限和塑限联合测定法进行土的界限含水率试验时，采用76g锥的锥入深度为20mm时对应的含水率作为液限。

【答案】错误【解析】应为17mm。

3.T 0170-2007液限碟式仪法

1.目的和适用范围

本试验的目的是按碟式液限仪法测定土的液限，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。

2.仪器设备

2.1碟式液限仪：由土碟和支架组成专用仪器，并有专用划刀，如图T 0170-1，底座应为硬橡胶制成。

2.2天平：感量0.01g。

2.3其他：烘箱、干燥缸、铝盒、调土刀、筛（孔0.5mm）等。

液限蝶式仪法

（3）精度要求

本试验应进行两次平行测定，其允许差值为：高液限土≤2%，低液限土≤1%，若不满足要求，则应重新试验。取其算术平均值，保留至小数点后一位。

4.塑限滚搓法

当搓到土条直径恰好为3mm左右时，土条自动断裂为若干段，此时土条的含水率即为塑限。