液塑限试验报告

一、土的液塑限联合测定试验的概述

细粒土随着土中含水量的不同，分别处于各种不同的状态。1911年瑞典农学家阿太堡将土从液态过渡到固态的过程分为五个阶段，规定了各个界限含水量，称为阿大堡限度。土的界限含水量和土的机械组成、土粒的矿物成分，比表面积、表面电荷强度等一系列因素有关，是这些因素的综合反映。塑性高表示土中胶体粘粒含量大，同时也表示粘土中可能含有蒙脱石或其他高活性的胶体粘粒较多。因此，界限含水量尤其是液限、较好地反映出土的某些物理力学特性，如压缩性、胀缩性等，对工程来说，有实用意义的主要是土的液限、塑限和缩限。液限是土可塑状态的上限含水量，塑限是土可塑状态的下限含水量。含水量低于缩限，水分蒸发时土体积不再缩小。事实上，上从粘滞流动状态到可塑状态、从可塑状态到半固体状态的性质和直观变化都是渐变的。因此，在两者之间建立确定的界限都带有一定的任意性。也就是说，其他的物质例如水从液态变到气态或从液态变到固态有直观的温度临界点，而上随含水量的变化从一状态到另一状态元明显可见的含水量临界点，这就促使各国、各行业土木工程人员实行行业约定和规范，先后发展用碟式仪法。圆锥仪法、搓条法以及联合测定法来区分和测定土的界限含水量。我国通用圆锥仪法测土的液限含水量，搓条法测土的塑限含水量，或联合法测土的液限和塑限含水量。但各行业间由于历史原因，用同样方式测试时，所采用的仪器的具体尺寸、质量和测试标准不相同，这是测试工作者和应用人员必须注意的问题。

二、土的液塑限联合测定试验的优点

土的液塑限指标是细粒土进行分类和定名的最基本指标,在岩土工程中,液塑限指标的准确性涉及土壤定名的正确性,同时影响土样状态的确定,进而影响到土的承载能力的确定。所以正确地确定土壤的液塑限指标对工程具有很重要的意义。

液塑限联合测定法具有操作简单,所测数据比较稳定,标准易于统一等优点,因此应用越来越广泛。

三、土的液塑限联合测定试验的一些问题

（1）土膏的制备

土膏应充分调匀,不调匀会影响测试数据的准确性。为使土样更具代表性,应尽量只使用一个盛土容器。

（2）试验点的选取

国标对三点的选取有如下建议:锥尖入土深度宜采用3-4 mm,7-9 mm,15-17 mm。但在实际操作中有些粉质粘土甚至粘土在锥尖入土深度3-4 mm或更小入土深度的土膏装入盛土杯时,杯面不易刮平,常出现一系列平行裂纹,裂纹的宽度随土的类别不同而有所不同,由于裂纹的出现,使得所测锥尖入土深度偏大,最大的可造成1-2 mm的误差,这样在很大程度上影响试验结果的精度。

四、实验设备

（1）液塑限联合测定仪如图一所示，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度；读数显示宜采用光电式；游标式和百分表式试样杯内径为40-50mm，高度为30-40mm。

（2）最小分度值为0.01g的天平。

（3）烘箱。

（4）铝制称量盒、调土刀、0.5mm筛、凡士林等。

图一液塑限联合测定仪

五、试样的制备

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。

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，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。

六、土的液塑限联合测定试验的原理

粘性土随着含水量变化，其物理状态和力学性质发生明显的变化。重塑土处于液态时在自重作用下不能保持其形状，发生类似于液体的流动；土体处于可塑状态，在重力作用下能保持形状，在外力作用下将发生塑性变形而不断裂，外力消失后能保持外力消失前一时刻的形状而不变，有一定的抗剪强度。通过给予试样一个小的外力，在一定时间内变形达到规定值时的含水量。塑限试验利用土体处于可塑时，在外力下产生任意变形而不发生断裂；土体处于半固态时，当变形达到一定值（或受力较大）时发生断裂底特点。试验时给予一定外力，使试样变形达到规定刚好出现裂缝时所对应底含水量作为塑限含水量。

七、操作步骤

（l）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，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）将制备的试样充分调拌均匀，填入试样杯中，填样时不应留有空隙，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。）

（7）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，如图1.2所示。三点应在一直线上如图中A线。当三点不在一直线上时，通过高含水率的点和其余两点连成二条直线，在下沉为2mm处查得相应的2个含水率，当两个含水率的差值小于2％时，应以两点含水率的平均值与高含水率的点连一直线如图中B线，当两个含水率的差值大于、等于2％时，应重做试验。

八、成果整理

（1）含水率计算

式中： ——圆锥入土任意深度下试样的含水率（%），精确至0.1%；　　

m1——湿土样及称量盒质量，g；　　

m2——烘干后土样及称量盒质量，g；　　

m0——称量盒质量，g；

（2）液限和塑限确定

以含水率为横坐标，以圆锥入土深度为纵坐标在双对数坐标纸上绘制含水率与相应的圆锥入土深度关系曲线，如图二所示。三点应在一根直线上，如图中A线。如果三点不在同一直线上，通过高含水率的一点与其余两点连两根直线，在圆锥入土深工为2mm处查得相应的两个含水率，如果两个含水率的差值小于2%，用该两含水率的平均值的点与高含水率的测点作直线，如图二中的B线，若两个含水率差值等于、大于2%，则应补点或重做试验。　　

在含水率与圆锥下沉深度的关系图上查得下沉深度为17mm对应的含水率为液限，查得下沉深度为10mm对应的含水率为10mm液限，查得下沉深度为2mm对应的含水率为塑限。