7     比 重 试 验

                            7.1  一 般 规 定

7.1.1      按照土粒粒径可分别用下列方法进行比重测定：

1    粒径小于5mm 的土，用比重瓶法进行；

2    粒径不小于5mm 的土，且其中粒径大于20mm 的颗粒含量小于10%时，应用浮称法；粒径大于20mm 的颗粒含量不小于 10%时，应用虹吸筒法。

7.1.2       一般土粒的比重应用纯水测定；对含有易溶盐、亲水性胶 体或有机质的土，应用煤油等中性液体替代纯水测定。

7.2  比 重 瓶 法

7.2.1       本试验所用的仪器设备应符合下列规定：

1     比重瓶：容量100mL 或50mL, 分长颈和短颈两种；

2    天平：称量200g, 分度值0.001g;

3    恒温水槽：允许误差应为±1℃;

4    砂浴：应能调节温度；

5    真空抽气设备：真空度-98kPa;

6    温度计：测量范围0℃~50℃,分度值0.5℃;

7   筛：孔径5mm;

8   其他：烘箱、纯水、中性液体、漏斗、滴管。

7.2.2       比重瓶的校准应按下列步骤进行：

1   将比重瓶洗净，烘干，称量两次，准确至0.001g 。取其算术平均值，其允许平均差值应为±0.002g。

2   将煮沸并冷却的纯水注入比重瓶，对长颈比重瓶，达到刻 度为止。对短颈比重瓶，注满水，塞紧瓶塞，多余水自瓶塞毛细管中溢出。移比重瓶入恒温水槽。待瓶内水温稳定后，将瓶取出，擦干外壁的水，称瓶、水总质量，准确至0.001g。 测定两次，取其算 术平均值，其允许平行差值应为±0.002g。

3     将恒温水槽水温以5℃级差调节，逐级测定不同温度下的 瓶、水总质量。

4    以瓶、水总质量为横坐标，温度为纵坐标，绘制瓶、水总质 量与温度的关系曲线。

7.2.3      比重瓶法试验应按下列步骤进行：

1    将比重瓶烘干。当使用100mL   比重瓶时，应称粒径小于 5mm  的烘干土15g 装入；当使用50mL  比重瓶时，应称粒径小于 5mm 的烘干土12g 装入。

2    可采用煮沸法或真空抽气法排除土中的空气。向已装有 干土的比重瓶注入纯水至瓶的一半处，摇动比重瓶，将瓶放在砂浴 上煮沸，煮沸时间自悬液沸腾起砂土不得少于30min, 细粒土不得  少于1h。 煮沸时应注意不使土液溢出瓶外。

3    将纯水注入比重瓶，当采用长颈比重瓶时，注水至略低于 瓶的刻度处；当采用短颈比重瓶时，应注水至近满，有恒温水槽时， 可将比重瓶放于恒温水槽内。待瓶内悬液温度稳定及瓶上部悬液澄清。

4     当采用长颈比重瓶时，用滴管调整液面恰至刻度处，以弯 液面下缘为准，擦干瓶外及瓶内壁刻度以上部分的水，称瓶、水、土 总质量；当采用短颈比重瓶时，塞好瓶塞，使多余水分自瓶塞毛细 管中溢出，将瓶外水分擦干后，称瓶、水、土总质量。称量后应测定瓶内水的温度。

5    根据测得的温度，从已绘制的温度与瓶、水总质量关系中查得瓶、水总质量。

6    当土粒中含有易溶盐、亲水性胶体或有机质时，测定其土 粒比重应用中性液体代替纯水，用真空抽气法代替煮沸法，排除土中空气。抽气时真空度应接近一个大气负压值(-98kPa), 抽气时间可为1h～2h, 直至悬液内无气泡逸出时为止。其余步骤应按 本标准第7.2.3条第3款～第5款的规定进行。

7  本试验称量应准确至0.001g,温度应准确至0.5℃。

7.2.4  土粒比重应按下列公式计算：

1  用纯水测定时：

                （7.2.4-1)

 式中：m_bw—— 比重瓶、水总质量(g);

m_bws——比重瓶、水、干土总质量(g);

G_wT——T℃时纯水的比重(可查物理手册),准确至0.001。

2  用中性液体测定时：

                     （7.2.4-2)

 式中：m_bk—— 瓶、中性液体总质量(g);

m_bks—— 瓶、中性液体、干土总质量(g);

G_kT——T℃时中性液体的比重(实测得),准确至0.001。

7.2.5 本试验应进行2次平行测定，试验结果取其算术平均值， 其允许平行差值应为±0.02。

7.2.6  本试验记录格式应符合本标准附录 D 表 D.6的规定。

7.3  浮  称  法

7.3.1  本试验所用的仪器设备应符合下列规定：

1  铁丝筐：孔径小于5mm,  直径为10cm～15cm,    高为10cm～20cm;

2  盛水容器：适合铁丝筐沉入；

3  浮称天平或秤：称量2kg,分度值0.2g;称量10kg,分度值1g;

4  筛：孔径为5mm,20mm;

5  其他：烘箱、温度计。

7.3.2  浮称法试验应按下列步骤进行：

1  取粒径不小于5mm, 且其中粒径大于20mm 的颗粒含量小 于10%的代表性试样500g～1000g,当采用秤称时，称取1kg～2kg;

2  冲洗试样，直至颗粒表面无尘土和其他污物；

3  将试样浸在水中24h 后取出，将试样放在湿毛巾上擦干表 面，即为饱和面干试样，称取饱和面干试样质量后，立即放入铁丝 筐，缓缓浸没于水中，并在水中摇晃，至无气泡逸出时为止；

4  称铁丝筐和试样在水中的总质量(图7.3.2);

图7.3.2  浮称天平

1—调天平平衡砝码盘；2一盛水容器；3一盛粗粒土的铁丝框

5  取出试样烘干、称量；

6  称铁丝筐在水中质量，并应测量容器内水的温度，准确至0.5℃;

7  本试验称量应准确至0.2g。

7.3.3  土粒比重应按下式计算：

       (7.3.3)

式中：m_ks——  试样加铁丝筐在水中总质量(g);

m_k—— 铁丝筐在水中质量(g)。

7.3.4  干比重应按下式计算：

     (7.3.4)

式中：m_b—— 饱和面干试样质量(g)。

7.3.5  吸着含水率应按下式计算：

         (7.3.5)

 式中：w_ab—— 吸着含水率(%),计算至0. 1%。

7.3.6  本试验应进行两次平行测定，两次测定允许差值应为 ±0.02,试验结果取其算术平均值。

7.3.7  土粒平均比重应按下式计算：

            (7.3.7)

式中：P₅—— 粒径大于5mm 的土粒占总质量的含量，以小数计；

G_s1——  粒径大于5mm 的土粒的比重；

G_s2—— 粒径小于5mm 的土粒的比重。

7.3.8  本试验记录格式应符合本标准附录D 表 D.7的规定。

7.4  虹 吸 筒 法

7.4.1  本试验所用的仪器设备应符合下列规定：

1  虹吸筒(图7.4.1);

2  台秤：称量10kg, 分度值1g;

3  量筒：容量大于2000mL;

4  筛：孔径5mm 、20mm;

5  其他：烘箱、温度计、搅拌棒。

图7.4.1 虹吸筒(单位：cm)

1-虹吸筒；2—虹吸管；3一橡皮管；4一管夹；5—量筒

7.4.2      虹吸筒法试验应按下列步骤进行：

1    取粒径不小于5mm,  且其中粒径不小于20mm 的颗粒含 量大于10%的代表性试样1000g～7000g;

2   将试样冲洗，直至颗粒表面无尘土和其他污物；

3    再将试样浸在水中24h 后取出，晾干(或用布擦干)其表面 水分，称量；

4    注清水入虹吸筒，至管口有水溢出时停止注水。待管口不 再有水流出后，关闭管夹，将试样缓缓放入筒中，边放边使用搅拌 棒搅拌，至无气泡逸出时为止，搅动时勿使水溅出筒外；

5    待虹吸筒中水面平静后，开管夹，让试样排开的水通过虹 吸管流入量筒中；

6  称量筒与水总质量。测量筒内水的温度，准确至0.5℃;

7  取出虹吸筒内试样，烘干、称量；

8    本试验称量应准确至1g。

7.4.3  比重应按下式计算：

          (7.4.3)

式中：m_cw——  量筒加排开水总质量(g);

m_c—— 量筒质量(g);

m_ad——晾干试样质量(g)。

7.4.4  本试验应进行两次平行测定，两次测定的允许平均差值应为±0.02。取其算术平均值。

7.4.5  平均比重应按本标准式(7.3.7)计算。

7.4.6  本试验的记录格式应符合本标准附录 D 表 D.8  的规定。