9    界限含水率试验

9.1  一 般 规 定

9.1.1      土的粒径应小于0.5mm  以及有机质含量不大于干土质量 的 5 % 。

9.1.2      本试验中含水率的测定应按本标准第5.2节的烘干法执行。

9.2  液塑限联合测定法

9.2.1      本试验所用的仪器设备应符合下列规定：

1  液塑限联合测定仪(图9.2.1)应包括带标尺的圆锥仪、电磁铁、显示屏、控制开关和试样杯。圆锥仪质量为76g, 锥角为 30°;读数显示宜采用光电式、游标式和百分表式；

图9.2.1 光电式液塑限联合测定仪示意图

1—水平调节螺丝；2—控制开关；3--指示灯；4--零线调节螺丝；5一反光镜调节螺丝；

6—屏幕；7-机壳；8--物镜调节螺丝；9— 电磁装置；10—光源调节螺丝； 11一光源；12一圆锥仪；13一升降台；14—水平泡

2    试样杯：直径40mm～50mm;  高30mm～40mm;

3    天平：称量200g, 分度值0.01g;

4    筛：孔径0.5mm;

5    其他：烘箱、干燥缸、铝盒、调土刀、凡士林。

9.2.2      液塑限联合测定法试验应按下列步骤进行：

1    液塑限联合试验宜采用天然含水率的土样制备试样，也可用风干土制备试样。

2    当采用天然含水率的土样时，应剔除粒径大于0.5mm 的 颗粒，再分别按接近液限、塑限和二者的中间状态制备不同稠度的 土膏，静置湿润。静置时间可视原含水率的大小而定。

3    当采用风干土样时，取过0 .5mm  筛的代表性土样约 200g,分成3份，分别放入3个盛土皿中，加入不同数量的纯水，使 其分别达到本标准第9.2.2条第2款中所述的含水率，调成均匀 土膏，放入密封的保湿缸中，静置24h。

4    将制备好的土膏用调土刀充分调拌均匀，密实地填入试样 杯中，应使空气逸出。高出试样杯的余土用刮土刀刮平，将试样杯 放在仪器底座上。

5    取圆锥仪，在锥体上涂以薄层润滑油脂，接通电源，使电磁 铁吸稳圆锥仪。当使用游标式或百分表式时，提起锥杆，用旋钮 固定。

6    调节屏幕准线，使初读数为零。调节升降座，使圆锥仪锥 角接触试样面，指标灯亮时圆锥在自重下沉入试样内，当使用游标 式或百分表式时用手扭动旋扭，松开锥杆，经5s 后测读圆锥下沉 深度。然后取出试样杯，挖去锥尖入土处的润滑油脂，取锥体附近 的试样不得少于10g,放入称量盒内，称量，准确至0.01g,测定含 水率。

7    应按本标准第9.2.2条第4款～第6款的规定，测试其余 2个试样的圆锥下沉深度和含水率。

9.2.3    以含水率为横坐标，圆锥下沉深度为纵坐标，在双对数坐标纸上绘制关系曲线。三点连一直线(图9.2.3中的 A 线)。当 三点不在一直线上，通过高含水率的一点与其余两点连成两条直 线，在圆锥下沉深度为2mm 处查得相应的含水率，当两个含水率 的差值小于2%时，应以该两点含水率的平均值与高含水率的点 连成一线(图9.2.3中的B 线)。当两个含水率的差值不小于2% 时，应补做试验。

9.2.4  通过圆锥下沉深度与含水率关系图，查得下沉深度为 17mm  所对应的含水率为液限，下沉深度为10mm  所对应的含水  率为10mm 液限；查得下沉深度为2mm 所对应的含水率为塑限， 以百分数表示，准确至0.1%。

9.2.5  塑性指数和液性指数应按下列公式计算：

I_P    =    w_L-w_P                             (9.2.5-1)

(9.2.5-2)

式中：I_P—— 塑性指数；

I_L—— 液性指数，计算至0.01;

w_L—— 液限(%);

w_P  —— 塑限(%)。

9.2.6  本试验的记录格式应符合本标准附录D 表 D.12   的规定。

9.3  碟式仪液限法

9.3.1       本试验所用的仪器设备应符合下列规定：

1    碟式液限仪(图9.3. 1):由土碟和支架组成专用仪器，并有专用划刀。其技术条件应符合现行国家标准《土工试验仪器液限仪  第1部分：碟式液限仪》GB/T   21997.1 的规定；

2    天平：称量200g, 分度值0 .01g;

3    筛：孔径为0.5mm;

4    其他：烘箱、干燥缸、铝盒、调土刀。

图9.3.1 碟式液限仪

1一开槽器；2一销子；3一支架；4—土碟；

5—蜗轮；6一摇柄；7—底座；8—调整板

9.3.2       碟式仪液限法试验应按下列步骤进行：

1  取过0.5mm 筛的土样(天然含水率的土样或风干土样均可)约100g,放在调土皿中，按需要加纯水，用调土刀反复拌匀。

2   取一部分试样，平铺于土碟的前半部。铺土时应防止试样 中混入气泡。用调土刀将试样面修平，使最厚处为10mm,多余试样放回调土皿中。以蜗形轮为中心，用划刀自后至前沿土碟 将试样划成槽缝清晰的两半(图9.3.2-1)。为避免槽缝边扯裂或 试样在土碟中滑动，允许从前至后，再从后至前多划几次，将槽逐 步加深，以代替一次划槽，次从后至前的划槽能明显的接触 碟底，但应尽量减少划槽的次数。

图9.3.2-1  划槽状况

3  以每秒2转的速率转动摇柄，使土碟反复起落，坠击于底 座上，数记击数，直至试样两边在槽底的合拢长度为13mm  为止 (图9.3.2-2),记录击数，并在槽的两边采取试样10g 左右，测定其 含水率。

图9.3.2-2 合拢状况

4      将土碟中的剩余试样移至调土皿中，再加水拌和均 匀，应按本标准第9.3.2条第2款、第3款的规定至少再做两次试 验。这两次土的稠度应使合拢长度为13mm 时所需击数为15次~ 35次，其中25次以上及以下各1次。然后测定各击次下试样的相 应含水率。

9.3.3  各击次下合拢时试样的相应含水率应按下式计算：

(9.3.3)

式中：w_N——N击下试样的含水率(%);

m_N— N击下试样的质量(g)。

9.3.4  根据试验结果，以含水率为纵坐标，击次为横坐标，在单对 数坐标上绘制击次与含水率关系曲线，查得曲线上击数25次所对应的含水率，即为该试样的液限。

9.3.5  本试验的记录格式应符合本标准附录 D 表 D.13  的规定。

9.4  搓滚塑限法

9.4.1  本试验所用的仪器设备应符合下列规定：

1  毛玻璃板：尺寸宜为200mm×300mm;

2  卡尺：分度值0.02mm;

3  天平：称量200g, 分度值0.01g;

4  筛：孔径0.5mm;

5  其他：烘箱、干燥缸、铝盒。

9.4.2  搓滚塑限法试验应按下列步骤进行：

1  取过0 . 5mm 筛的代表性试样约100g, 加纯水拌和，浸润静置过夜。

2  将试样在手中捏揉至不黏手，捏扁，当出现裂缝时，表示含水率已接近塑限。

3  取接近塑限的试样一小块，先手用捏成橄榄形，然后再用 手掌在毛玻璃板上轻轻搓滚。搓滚时手掌均匀施加压力于土条 上，不得使土条在毛玻璃板上无力滚动，土条不得有空心现象，土 条长度不宜大于手掌宽度。

4  当土条搓成3mm 时，产生裂缝，并开始断裂，表示试样达  到塑限。当不产生裂缝及断裂时，表示这时试样的含水率高于塑  限；当土条直径大于3mm  时即断裂，表示试样含水率小于塑限，应弃去，重新取土试验。当土条在任何含水率下始终搓不到3mm 即开始断裂，则该土无塑性。

5 取直径符合3mm 断裂土条3g～5g,  放入称量盒内，盖紧 盒盖，测定含水率。此含水率即为塑限。

9.4.3  塑限应按下式计算，计算至0.1%:

                (9.4.3)

9.4.4  本试验应进行两次平行测定，两次测定的允许差值应 符合本标准第5.2.4条的规定。

9.4.5  本试验的记录格式应符合本标准附录 D 表 D.14  的规定。

9.5 缩 限 试 验

9.5.1  本试验所用的仪器设备应符合下列规定：

1  收缩皿(或环刀):金属制成，直径4.5cm～5.0cm, 高2.0cm~

3.0cm;

2  天平：称量500g, 分度值0.01g;

3  筛：孔径0.5mm;

4  蜡，烧杯，细线，针；

5  其他：烘箱、干燥缸、铝盒、调土刀。

9.5.2  缩限试验应按下列步骤进行：

1 取代表性的土样，用纯水制备成约为液限的试样；

2  在收缩皿内抹一薄层凡士林，将试样分层装入收缩皿中，

每次装入后将皿在试验台上拍击，直至驱尽气泡为止；

3  收缩皿装满试样后，用直尺刮去多余试样，擦净收缩皿外 部，立即称收缩皿加湿土总质量；

4 将盛装试样的收缩皿放在室内逐渐晾干，至试样的颜色变 淡时，放入烘箱中烘至恒量；

5 称皿和干土总质量，应准确至0.01g;

6 应按本标准第6.3节的规定测定干土体积。

9.5.3 缩限应按下式计算，计算至0.1%:

(9.5.3)

式中：w_s—— 缩限(%);

——土样所要求的含水率(制备含水率)(%); V₀——湿土体积(即收缩皿或环刀的容积)(cm³);

V_d—— 烘干后土的体积(cm³);

ρ_w—  水的密度(g/cm³)。

9.5.4 本试验应进行两次平行测定，两次测定的允许差值应 符合本标准第5.2.4条的规定。

9.5.5 本试验的记录格式应符合本标准附录 D 表 D.15 的规定。