砂的相对密度或密度指数的测定(IS-2720-Part-15)

目的

测定无粘性土壤的相对密度或密度指数

理论

相对密度又称为密度指数。它被定义为无粘性土(即砂)在最松散状态下的空隙率与任意给定的空隙率之差与最松散状态和最密集状态下的空隙率之差之比。

装置

• 振动表
• 模具
• 附加费的重量
• 刻度盘
• 浇注设备
• 搅拌锅
• 磅秤
• 钢直尺
• 金属手勺

测试程序

测定土壤相对密度的试验程序包括测量土壤在其最松散状态下的密度(γ_最小值和密度最大的可能状态(γ_马克斯)．知道土壤固体的比重(g)，土壤在其最松散状态的空隙率(e_马克斯)和最密集状态(e_最小值)计算。田间土壤密度(γ)用于计算田间孔隙比(e)。在获得三个孔隙比(即最小、最大和自然)后，计算相对密度。两个模具(3000厘米)^3.或15000厘米^3.)的使用取决于土壤颗粒的最大大小。

第一步是校准这些模具。然后得到土壤可能的最小和最大密度，解释如下。

校准的模具

为了校准，模具应该充满水，并且一个玻璃板应该小心地滑过模具的顶部表面，以确保模具完全充满水。模具的体积应以cm3为单位，用模具中水的重量除以水的单位重量。

土壤样品的制备

应选择具有代表性的土壤样品。土壤样品的重量取决于土壤中颗粒的最大尺寸，如下表所示。土壤样品应在105度的烤箱中烘干⁰到110年⁰c.土壤样品应粉碎而不打破单个土壤颗粒，并通过所需的筛。

用于测试的土壤样品的重量 (按是- 2720 - 15)
土壤颗粒最大粒径(mm)	所需土壤样品重量 (公斤)	浇注装置用于试验中测定最小密度	所用模具尺寸(厘米3.）
80	45	铲子或大铲子	15000
40	12	独家新闻	3000
20.	12	独家新闻	3000
10	12	浇注装置(25毫米直径喷口)	3000
4．75	12	浇注装置(12毫米直径的喷嘴)	3000

测定最小密度的程序

1. 浇注装置和模具应根据上表所示的最大颗粒尺寸来选择。模具应称量并记录重量。应使用烘干土壤。
2. 含有小于10mm颗粒的土壤应尽可能松散地通过喷口将土壤以稳定的水流注入模具中。调整浇口，使土壤的自由落体高度始终为25mm。浇筑时，浇筑装置应由外向中心作螺旋运动，形成厚度均匀、不离析的土层。模具的填充物应在顶部上方约25毫米处，并通过用钢直边连续通过使其与顶部一致。如果所有多余的材料没有被去除，应该做一个额外的连续孔道。在整个浇筑和修整过程中，应非常小心，以避免发生震动。
3. 要称量模具和土壤的重量，并记录重量。
4. 含有大于10毫米颗粒的土壤应用大勺(或铲子)放置，尽可能靠近并刚好高于土壤表面，以使材料滑动而不是落入先前放置的土壤中。如果有必要，可以用手握住较大的颗粒，以防止它们从勺上滚下来。模具填充物应溢满，但不应超过顶部25毫米。土壤的表面应该被夷为平地的顶部模具用钢直尺以这样一种方式,任何轻微的预测更大的粒子在顶部的模具应近似平衡大孔隙表面以下的模具。要称量模具和土壤，称量后记录重量。

测定最大密度的程序

土壤的最大密度可以用干法或湿法来确定。

1.干燥的方法

1. 导向套应安装在模具顶部，并紧固夹具组件，使模具内壁与套筒的内表面一致。锁紧螺母。松开第三个夹头，取下导套，称量空模并记录其重量。
2. 然后在模具中填入完全混合的干燥土壤，使之处于松散状态。
3. 导套应附着在模具上，堆积物底板应放置在土壤表面。在15000cm3模具的情况下，额外的重量应该用提升机降低到底板上。
4. 模具应固定在振动器甲板上。固定在振动台上的模具装配如下图所示．振动器控制应设置在其最大振幅处，受载土样应振动8分钟。
5. 多余重量和导套应从模具中去除。应获得超载基板两侧的千分表读数并记录其平均值。有土的模具要称量并记录重量。

2.湿法

1. 湿法可以在田间的干土或湿土上进行。
2. 模具里应该填满湿土。应向土壤中加入足够的水，以便在填充过程中有少量自由水积聚在土壤表面。在填充模具期间和刚刚填充模具后，应该振动总共6分钟。在此期间，应尽可能降低振动器的振幅，以避免在某些土壤中可能发生的土壤过度沸腾或蓬松现象。在振动的最后几分钟，任何出现在土壤表面上的水都应该被清除。
3. 导套、附加费底板和附加费重量应按干燥法所述进行组装。
4. 有额外重量的样品应振动8分钟。振动完毕后，应将多余重量及导轨从模具中取出。刻度盘的读数应该在底板的两个相对的侧面获得并记录下来。整个湿试样应小心地从模具中取出，干燥至恒重，称量并记录重量。

观察和计算

观察和计算记录如下表所示。

最小密度的测定
观察	Trial-1	Trial-2	Trial-3
模具重量，g
土壤重量+霉菌重量，(W) g
校正后的模具体积，(Vc),厘米3.
最低密度、γ最小值= W / Vc, g / cm3.

最大密度测定
观察	Trial-1	Trial-2	Trial-3
模具重量，g
表盘压力表读数，左
刻度盘压力表读数，对
平均压力表读数，Df
初始压力表读数，D我
土壤样品表面积(A)， cm2
土壤体积V年代= Vc——(Df- d我),厘米3.
干土重量+霉菌重量，g
干土重量(W)， g
最大密度,(γ马克斯) = W / V年代, g / cm3.

相对密度计算
观察	Trial-1	Trial-2	Trial-3
就地密度，γd, g / cm3.
γ马克斯, g / cm3.
γ最小值, g / cm3.
γd- - - - - -γ最小值
γ马克斯- - - - - -γ最小值
Realtive密度 Dr={((γ马克斯)(γd- - - - - -γ最小值)] /[γd(γ马克斯- - - - - -γ最小值)]} * 100