一种测定天然粘性土塑性指标和稠度状态的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种测定天然粘性土塑性指标和稠度状态的方法，属于土木工程、岩土工程、工程地质领域中粘性土物理力学特性测试领域。
【背景技术】
[0002]粘性土的塑性指标以及稠度状态是评估粘性土力学特性的基本而重要的依据。塑限含水量％和液限含水量^是粘性土的两个重要的界限含水量，在此基础上按照下面两个公式可以进一步计算得到粘性土的两个重要塑性指标一塑性指数IP和液性指数IL，
[0003]IP = wL-wp 公式 I
[0004]IL = (Wtl-Wp)/IP 公式 2
[0005]其中Wtl是土的天然含水量。液性指数IL是评价天然粘性土的稠度状态的重要指标，根据这个指标的大小，可将粘性土划分为流塑、软塑、可塑、硬塑等状态。
[0006]传统的测定粘性土界限含水量(塑限含水量Wp)的方法包括:(I)搓条法测定土的塑限含水量Wp，采用卡萨格兰德发明的卡萨格兰德式液限仪测定土的液限含水量I。这也是目前大多欧美国家采用的方法。(2)落锥法。根据圆锥在重塑土中的落入深度绘制的落深与含水量的曲线来确定粘性土的塑限含水量wp (76g锥落锥深度为2mm)和液限含水量wj76g锥落锥深度为17_)。这种方法在前苏联和我国均广泛使用。在这些试验方法中，均需要将天然粘性土重塑制备成具有不同含水量的土样，得到的界限含水量％和、以及塑性指标IP和IL并不能反映天然粘性土结构性的影响，因此采用这些方法得到的液性指数IL也并不能对天然粘性土的稠度状态做出客观的评价。
【发明内容】
[0007]本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种测定天然粘性土塑性指标和稠度状态的方法，该方法可以考虑粘性土的天然结构，得到的结果更适用于结构性较强的天然软粘土，能够更为准确的评价天然软粘土的稠度状态，为天然粘性土力学特性的评估提供更为准确的依据。
[0008]本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:
[0009]一种测定天然粘性土塑性指标和稠度状态的方法，该方法包括以下步骤:
[0010](I)采用落锥法测定天然软粘土在重塑状态下的含水量w与落入深度h关系，以含水量w的对数lg(w)为横坐标，以落入深度h的对数Ig(h)为纵坐标，做出重塑状态h-w曲线图，制作重塑状态h-w曲线图时，取点不少于4点，且取点越多，精确度越高；
[0011](2)采用天然含水量为Wtl的原状土样，在保持天然结构性的情况下，使用相同的圆锥，测定天然含水量％情况下的落锥深度hM并将(Wvhci)点绘制在步骤⑴得到的曲线图中；
[0012](3)过步骤⑵得到的(WQ，hQ)点，做与步骤⑴得到的重塑状态h-w曲线平行的曲线，即天然状态h-w曲线，在天然状态h-w曲线中找出h = 2mm对应的含水量即为塑限含水量w*p，h = 17mm对应的含水量即为液限含水量w气；
[0013](4)根据得到的啐与w* L,计算塑性指数和液性指数，采用公式I和公式2计算塑性指数和液性指数:
[0014]塑性指数IP = w气_w*p 公式I ;
[0015]液性指数IL = (w0-w*p)/IP 公式 2 ；
[0016]然后根据新得到的液性指数IL来评价天然粘性土的稠度状态。
[0017]步骤(I)与步骤⑵中进行落锥法测量时，圆锥采用76g锥，锥角为30°。
[0018]传统的测试粘性土界限含水量的方法(如搓条法，蝶式液限仪法，落锥法)中用到的为具有不同含水量的重塑土，不能考虑粘性土的天然结构，因此对于天然软粘土的稠度状态的划分往往不符合实际情况。本发明提出了一种新的落锥法来测定天然粘性土塑限含水量Wp和液限含水量Wy采用新的界限含水量来计算塑性指数IP和液性指数IL，评价天然粘性土的稠度状态(流塑、软塑、可塑、硬塑等状态)。与这些传统方法相比，本发明提出的方法可以考虑粘性土的天然结构，得到的结果更适用于结构性较强的天然软粘土，能够更为准确的评价天然软粘土的稠度状态，为天然粘性土力学特性的评估提供更为准确依据。
【附图说明】
[0019]图1为重塑状态h-w曲线图。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
[0021]实施例
[0022]一种测定天然粘性土塑性指标和稠度状态的方法，该方法包括以下步骤:
[0023](I)采用落锥法测定天然软粘土在重塑状态下的含水量w与落入深度h关系，以含水量w的对数lg(w)为横坐标，以落入深度h的对数Ig (h)为纵坐标，做出重塑状态h-w曲线图，如图1所示，制作重塑状态h-w曲线图时，取点不少于4点，且取点越多，精确度越尚;
[0024](2)采用天然含水量为Wtl的原状土样，在保持天然结构性的情况下，使用相同的圆锥，测定天然含水量％情况下的落锥深度hM并将(Wvhci)点绘制在步骤⑴得到的曲线图中，即图1中的A点；
[0025](3)过步骤⑵得到的(WQ，hQ)点，做与步骤⑴得到的重塑状态h-w曲线平行的曲线，即天然状态h-w曲线，在天然状态h-w曲线中找出h = 2mm对应的含水量即为塑限含水量w*p，h = 17mm对应的含水量即为液限含水量w气；
[0026](4)根据得到的啐与w* L,计算塑性指数和液性指数，采用公式I和公式2计算塑性指数和液性指数:
[0027]塑性指数IP = w气_w*p 公式I ;
[0028]液性指数IL = (w0-w*p)/IP 公式 2 ；
[0029]然后根据新得到的液性指数IL来评价天然粘性土的稠度状态。
[0030]步骤⑴与步骤⑵中进行落锥法测量时，圆锥采用76g锥，锥角为30°。
[0031]上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种测定天然粘性土塑性指标和稠度状态的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤: (1)采用落锥法测定天然软粘土在重塑状态下的含水量W与落入深度h关系，并做出重塑状态h_w曲线图；(2)采用天然含水量为Wtl的原状土样，在保持天然结构性的情况下，使用相同的圆锥，测定天然含水量％情况下的落锥深度hM并将(Wvhci)点绘制在步骤(I)得到的曲线图中； (3)过步骤⑵得到的Ovhtl)点，做与步骤⑴得到的重塑状态h-w曲线平行的曲线，即天然状态h-w曲线，在天然状态h-w曲线中找出h = 2_对应的含水量即为塑限含水量w*p，h = 17mm对应的含水量即为液限含水量w*l; (4)根据得到的《%与w*L,计算塑性指数和液性指数，评价天然粘性土的稠度状态。
2.根据权利要求1所述的一种测定天然粘性土塑性指标和稠度状态的方法，其特征在于，步骤(I)中，制作重塑状态h-w曲线图时，以含水量w的对数Ig(W)为横坐标，以落入深度h的对数Ig (h)为纵坐标。
3.根据权利要求1所述的一种测定天然粘性土塑性指标和稠度状态的方法，其特征在于，步骤(I)与步骤(2)中进行落锥法测量时，圆锥采用76g锥，锥角为30°。
4.根据权利要求1所述的一种测定天然粘性土塑性指标和稠度状态的方法，其特征在于，步骤⑷中，根据测得的％和《^，采用公式I和公式2计算塑性指数和液性指数: 塑性指数IP = W气-W*p 公式I ; 液性指数IL = (w0-w*p)/IP 公式2 ； 然后根据新得到的液性指数IL来评价天然粘性土的稠度状态。
5.根据权利要求1所述的一种测定天然粘性土塑性指标和稠度状态的方法，其特征在于，步骤⑴中制作重塑状态h-w曲线图时，取点不少于4点。
【专利摘要】本发明涉及一种测定天然粘性土塑性指标和稠度状态的方法，包括以下步骤：采用落锥法测定天然软粘土在重塑状态下的含水量w与落入深度h关系，并做出重塑状态h-w曲线图；在保持天然结构性的情况下，测定天然含水量w0情况下的落锥深度h0；并将(w0，h0)点绘制在之前得到的曲线图中；过(w0，h0)点做与重塑状态h-w曲线平行的曲线，即天然状态h-w曲线，在天然状态h-w曲线中找出塑限含水量w*p与液限含水量w*L；根据w*p与w*L，计算塑性指数和液性指数，评价天然粘性土的稠度状态。与现有技术相比，本发明方法得到的结果更适用于结构性较强的天然软粘土，能够更为准确的评价天然软粘土的稠度状态，为天然粘性土力学特性的评估提供更为准确依据。
【IPC分类】G01N11-12
【公开号】CN104596891
【申请号】CN201510005357
【发明人】高彦斌, 林木
【申请人】同济大学
【公开日】2015年5月6日
【申请日】2015年1月4日