土力学室内试验—含水率试验

一、试验目的

通过本试验掌握土体的天然含水率试验方法，了解含水率指标在工程中的应用，并配合其它试验计算土的干密度、孔隙比及饱和度等其它指标。 试验要求：由实验室提供试样，学生按照要求测定土样的含水率，根据含水率和后面试验测定的天然密度、土粒比重计算该土的空隙比、空隙度、饱和度、干密度和饱和密度。

二、试验原理

土体中的自由水和弱结合水在105℃～110℃的温度下全部变成水蒸气挥发，土体粒质量不再发生变化，此时的土重为土颗粒质量加上强结合水质量，将挥发掉的水份质量与干土质量之比为土体含水率。即土体含水率是指土颗粒在105℃～110℃的温度下烘干至恒重时所失去的水份质量与烘干土质量的比值，用百分数表示。 （1—1） 式中： —土样含水率(％)； —土体所失去水分的质量(g)； —烘干后土颗粒质量(g)。 烘干法为含水率试验的标准方法，本试验方法适用于有机物含量不超过干土质量的5%，当有机物含量在5%～10%之间，仍用本方法时，应在记录中注明。 当受试验环境限制，不能满足烘焙条件时，可依现场情况选用如下试验方法： 1.酒精燃烧法(适用于砂性土、粘性土)； 2.实容积法(适用于粘性土)； 3.比重法(适用于砂性土)； 4.炒干法(适用于砾质土)。 下面依《土工试验方法标准》GB/T50123—1999，介绍烘干法和酒精燃烧法两种。 三、烘干法测定含水率

1.仪器设备 （1）恒温烘箱：恒温范围在105℃～110℃，温度控制精度高于±2℃； （2）天平：称量200g，最小分度值0.01g； （3）其它工具：铝盒(称量盒)、开土刀、干燥器、温度计等。 2.操作步骤 （1）用感量0.01g的天平称取铝盒重量，记录铝盒编号和重量；

（2）取具有代表性的试样15～30g放入铝盒内，（有机质土、砂类土和整体状构造冻土为50g），迅速盖好盒盖，称铝盒加湿土质量，准确至0.01g，并记录铝盒号和盒加湿土质量。 （3）揭开盒盖，将试样和铝盒一起放入恒温烘箱，在温度105℃～110℃下烘至恒重。烘干时间对粘土、粉土不得少于8小时，对砂土不得少于6小时，对含有机质超过干土质量5%的土，应将温度控制在65℃～70℃的恒温下烘至恒重。 （4）将铝盒从烘箱中取出，盖好铝盒盖，放入干燥器内冷却至室温后，称铝盒加干土质量，准确至0.01g，并记录铝盒号和盒加干土质量，含水率试验记录表格见表1—1所示。 3.按下式计算含水率，准确至0.1% （1—2） 式中：—土样含水率（%）；—干土质量（g）；—湿土质量（g）；—铝盒加湿土质量（g）；—铝盒加干土质量（g）；—铝盒质量（g）。 4.试验要求：进行两次平行试验，当两次测定含水率的差值在允许的范围内时，取其算术平均值作为该土样的含水率，不符合要求应当重做，两次测定的差值允许范围为： 含水率低于40％时，不得大于1％； 含水率高于40％时，不得大于2％。

四、酒精燃烧法

本试验方法适用于有机质含量不超过干土质量5%的土。 1.酒精燃烧法仪器设备主要包括： (1)铝盒(称量盒)； (2)天平：称量200g，最小分度值0.0 lg； (3)酒精：纯度高于95％； (4)其它：滴管，火柴，调土刀等。 2.操作步骤 （1）取样、称量、记录按烘干法操作； （2）将酒精注入放有试样的铝盒中，至酒精超过试样面为止； （3）点燃盒中酒精，烧至火焰熄灭； （4）按操作步骤中的（2）、（3）步骤，重复燃烧两次。当第三次火焰熄灭后，立即盖好盒盖，冷却到室温后称取铝盒加干土质量，准确至0.0lg。 3.进行两次平行测定。计算公式及允许平行差与烘干法相同。 含水率试验记录表格见表1—1所示。

表1—1 含水率试验记录

班 级： 试验小组： 记 录 者：

计算者： 校 核 者： 试验日期：