1.土的含水率试验
1含水率试验
1.1概 述
土体含水率ω是土的物理性质指标之一。土体含水率高低与粘性土的强度和压缩性具有密切的关系。土体的含水率试验是计算其它物理性质指标、测量其它物理状态指标的最基本试验。
1.2试验原理
土样含水率是指土样在105?,110?的温度下烘干至恒重时所失去的水分质量与烘干土质量的比值，用百分数表示。即:
mm,s，100%msω= (1-1) 式中:ω—土样含水率(,);
m —湿土质量，单位:克(g);
ms —烘干土质量，单位:克(g)。
含水率试验的室内试验方法以烘干法为
标准
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方法。在野外，如条件不满足可依土的性质和工作条件选用如下试验方法:
1(酒精燃烧法
2(比重法(适用于砂性土);
3(实容积法(适用于粘性土);
4(炒干法(适用于砾质土)。
含水率试验的上述方法在水中还会发生水解适用于无机土(有机质含量低于5,)，对于有机质土和有机土，在温度较高时会发生分解，使测得的含水率偏高，从而造成试验误差。
有机质含量超过5,的有机质土和有机土，含石膏和硫酸盐矿物的土，因这些矿物晶体中含结晶水，因此需采用65?~70?温度将土烘干至恒重，测量其含水率。
上述各种试验方法都是利用水在加温后逐渐变成水蒸气的性质。加热一定时间后，在温度不高于110?时，土中自由水全部变成气体挥发，之后土的重度不再发生变化，即处于恒
mm,m,msws重状态。这时挥发掉的水重。土恒重即认为是干土质量。对粘性土，实际上是土粒质量与强结合水质量之和，因强结合水需要温度高于120?才能析出，故将其作为固体颗粒的一部分。
1.3烘干法测定含水率 1.3.1仪器设备
烘干法仪器设备主要包括:
1(恒温烘箱:一般要求在50?,200?范围内能在任一点保持一定恒温范围。最常用的恒温范围在105?,110?，控制温度的精度高于?2?;
2(天平:称量200g，感量0.01g。常用天平分机械天平和电子天平两类;
3(附属设备:铝盒(称量盒);干燥器、铅丝篮、温度计等。
1.3.2操作步骤
烘干法含水率试验操作主要步骤包括:
1.取代表性试样15,30g，对于砾类土，取100g以上试样。放入铝盒内，迅速盖好盒盖，
mm01称量，准确至0.01g，称量结果减去铝盒质量，得到湿土质量m=m1,m0;
2.揭开铝盒盖，将试样和铝盒一起放入恒温烘箱，在温度105?,110?下烘至衡重。在设定温度下烘至恒重所需时间由土类和烘箱构造决定。一般砂土约需1,2小时，粉土和粉质粘土约6,8小时，粘土约10小时，有机质土用65?-70?烘干需48小时以上;
3.将烘干后的试样和铝盒取出，盖好铝盒盖后，放入干燥器内冷却至室温后，称铝盒加
mmms21土质量m2，准确至0.01g。计算干土质量=,;
4.按下式计算该试样的含水率:
m,m12,,，100%m,m20 (1-2)
5.按前面的步骤进行两次平行试验，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。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,。本允许范围是对均质土而言，对原状土由于非均质，样筒上下水在重力作用下重新分布使含水率差值增大，可适当放宽平行试验差值允许范围。
1.3.3试验
记录
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试验记录包括土样描述、试验过程说明和记录
表格
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三个主要组成部分。试样描述内容有:
1.土样颜色;2.土样初步定名;3.土质均匀性及是否含有机质等。试验过程说明通常有:1.取样位置;2.试验方法;3.试验条件(如烘干法试验的温度、时间、试验设备等)。含水率试验记录表格见表1-1所示。在填写原始记录表格过程中，要求使用黑色圆珠笔或钢笔填写，特别注意严禁随意涂改试验记录，对于书写错误，用细线杠去错误数字(要能清楚看出错误数字)，把正确数字写在旁边，试验人员要签章。记录格式见附表1
1.4酒精燃烧法
1.4.1仪器设备
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，感量0.0 lg;
3.酒精:纯度高于95,;
4.其它:滴管，火柴，调土刀等。
1.4.2操作步骤
酒精燃烧法测定土样中含水率是通过酒精燃烧过程中产生的热量使土中水气化蒸发。主要操作步骤如下:
1(取代表性试样(粘性土5,10g，砂性土20g,30g)，放人铝盒内，盖好盒盖，称盒加湿土质量ml，准确至0.0lg。ml减去铝盒质量mo即为湿土质量m=ml—mo;
2(用滴管将酒精注入放有试样的铝盒中，至酒精超过试样面为止。轻轻敲击铝盒，使酒精与土样充分混合均匀;
3(点燃盒中酒精，烧至火焰熄灭;
4(让试样冷却数分钟，按2至3的步骤再重复燃烧两次。当第三次火焰熄灭后，立即盖好盒盖，称量盒加干土质量m2，准确至0.0lg。干土质量ms即为:ms=m2-mo;
5(与烘干法记录格式一样(见表1-1)记录。每个试样平行测定两次。计算公式及允许平行差与烘干法相同。
1.5试验注意事项
1(含水率试验以烘干法和酒精燃烧法最为常用。若在实际工作中需要采用其它方法操作步骤参见有关试验规程;
2(含水率试验中质量测定精确至0.01g。铝盒质量由于磨损及氧化作用随时间发生变化。对查表得出的铝盒质量，
规范
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要求使用3—6个月后率定一次铝盒质量;
3(现场取至实验室的原状土样，在取样和运输过程中，含水率会重新分布。如土样中间与外围、顶部与底部存在含水率差异。在测定含水率的取样时，所谓代表性土样即指各部位土样都有，使测出的平均含水率能代表原状土样含水率。
4(平行试验的含水率误差允许范围的
规定
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，是针对均匀的同一块土样在试验过程中取两个试样测定含水率时产生的误差，对于不同点取样的含水率试验结果，取平均值时不受此限制。特别是在一个样筒的不同水位取含水率试验，可以有较大的差值。
5(室内试验过程中的误差来源和注意事项如下:
(1)天平未调平(机械天平)或零点漂移(电子天平)。要求将天平放在平整结实的台板上，保持天平间干燥、无振动。天平间内温度变化小，相对湿度低于75,，不能放置高温发热物体。窗帘采用红黑双层布组成。电子天平要在一开机预热30分钟，用标准砝码校验后，才能作为测量工作器具;
(2)铝盒质量改变。在试验过程中禁止用铁刀等硬物刮铝盒，试验后将铝盒洗净晾干放置，试验前烘干铝盒。每隔3-6个月复核一次铝盒质量;
(3)试样没有烘干。在有此疑问时，称量后放人烘箱再烘干4小时后称干土质量，计算含水率，若前后两次测量含水率有显著差异，则应继续对土进行烘干;
(4)部分土掉出盒外或向铝盒装土时有土留在盒外;
(5)为防止计算错误和测试过程中操作错误等因素造成的粗大误差，要求计算分析中计算者和校核者分开，整个试验过程严格按规范操作;
(6)土样中含有机质。有机质在温度较高时发生分解和碳化，使测得的含水率偏高。当确定土体中有机质含量超过5,时，需降低烘干温度，不允许用酒精燃烧法等温度高又不能控制温度的方法进行含水率试验。
1.6思考题
1.烘干法与酒精燃烧法测量砂土和粘性土的含水率时，哪种土含水率差别较大，为什么, 2.为什么有机质土要用较低温度烘干,
3.目前共有几种实验方法测定土的含水率，更好的方法应该是怎样的,
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