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土工膜塑限或颗粒分析等常规物理试验资料

时间:2018-02-04 08:02   作者:青岛梦想材料 点击:

    分散性粘土的性质是与粘性土的物理化学状态和土颗粒表面的电化学性质直接相关(related)的,‘言使卜颗粒在较纯净的水,发产相互排斥而导致(cause)分散,这种状态的粘土在低比降的渗流作用下也呈现高冲蚀性。工程(Engineering)上常用的土工试验方法不能反映出土的物理化学状态和土颗粒表面的电化学性质,因此没有办法用于鉴定土的分散性。分散性粘土是从上世纪60年代刁‘逐步被工程界所认识到,因发现时间较晚,至今没有见到相关的试验标准和标准。按现在认识水平,鉴定分散性粘土的方法主要有两种:一是野外调查,确定是否存在孔洞和冲沟等异常冲蚀形式的表面迹象;二是室内试验。I LI分散性粘土的分散机理知,没有表面冲蚀表面迹象的土体并不能保证土壤(质地类型:壤土、砂土、黏土)的非分散性。而且在很小的范围(fàn wéi)内,粘土的分散性就可能有很大的变化,而且许多目测外观差不多,颗分等常规试验相同的粘土,土工膜也有可能具有不同的分散度,所以粘土的分散性不可能根据液限、塑限或颗粒分析(Analyse)等常规物理试验资料(Means)加以辨别。因此,对土体分散性鉴定的室内试验是必要的。
    现在工程(Engineering)中常用的试验方法有:碎块试验、针孔试验、双比重计试验、孔隙可溶thm}.试验、交换钠百分比((ESP)试验和钠吸附比((SAR)试验。前四种试验方法比较常用,对大部分土样都能给出一致的结论,但还有许多例外情况(Condition)。下面简要说明一下上面各种室内试验方法及判别标准。
   
  1、碎块试验
    碎块试验方法很简单,在室内或野外都可进行。方法是将1 Omm左右大小的土样一块或二块,放入盛有蒸馏水的烧杯中,观察5 ^} 1 Omin,看粘性土颗粒转入胶体悬液的情况(Condition),分成下列4个等级:没有反映,土体可能在杯底塌散,但没有胶粒使水变浑浊的迹象;微有反映,土块表面附近的水有些浑浊(若易呈浑浊,应列为川);中等反映,容易鉴别出悬液中的胶体浑浊点,通常在杯底扩散成细条纹;强烈反映,杯底有一薄层胶体沉积,有些土样会使整杯水浑浊。碎块试验是个简单有效的方法,但它具有单向性,如果碎块试验指出是分散性的,一般在其他试验中也得出分散的结论。但有些分散性粘土对碎块试验无反应,所以不能单凭碎块试验来决定试验的土样是否分散。
   
  2、针孔试验
    针孔试验模拟了天然土体在集中渗流下的冲蚀作用,试验成果较为可靠。具体作法是在针孔试验装置中将击实的土样穿一直径为1 mm的轴向细孔,然后用蒸馏水进行渗流试验。在各级水头下观察针孔受水流冲蚀的情况(Condition)来鉴定分散性粘土。
    针孔试验土样的制作是试验过程(guò chéng)中的关键一环,有些研究报告(The report)明确指出,必须保持土样的天然含水量,在试验前不允许土样风干,干燥和受潮都会明显地造成粘土粒子间相互作用力暂时失去平衡条件(对某些土可能是部分的永久失去平衡条件)。因此在针孔试验中会得出不同的成果,特别当加水前用打碎机械干燥土时更为明显。
    针孔试验在早期,曾用过各种直径的针孔,针孔直径变化范围(fàn wéi)从0.406 ^-2.54mm,各种孔径(aperture)得出的结果基本相同。但小于1.Omm的针孔孔径常被堵塞,大于1.Omm的针孔流量大,对保持水头稳定(wěn dìng)不利,1.Omm的针孔很少被堵塞,而且流不大,便于保持一定的水头,量测通过(tōng guò)土样的流量也很方便,以后刁‘逐步统一,规定(guī dìng)1.Omm为标准孔径。针孔试验土的分散性分类标准如下:
   
  (1)分散性粘土:D, , D}
    D,—高分散性粘土,在Scm的水头下流出的水很浑浊,l Omin后轴向孔径(aperture)等于或大于原针孔孔径的3倍时;
    Dz—分散性粘土,在Scm的水头下流出的水很浑浊,l Omin后孔径(aperture)超过原针孔孔径(aperture)的2倍时。
   
  (2)过渡性土:ND3, ND4
    ND3, NDa—过渡性土,在Scm和18cm水头下水变浑浊,但经l Omin后,孔径(aperture)不超过原针孔孔径的1.5倍。青岛土工布又称土工织物,它是由合成纤维通过针刺或编织而成的透水性土工合成材料,物理结构为多层布膜。成品为布状,一般宽度为4-6米,长度为50-100米。土工布分为有纺土工布和无纺土工布。
    (3>=}I=分散性粘土:ND, , NDZ
    ND,—非分散性粘土,在38cm或102cm的水头作用下,水轻微浑浊,但胶质颗粒很少;
    NDZ—高抗冲蚀土,在102cm水头作用下不冲蚀,水自始至终很清,针孔未有仟何变化。青岛土工布又称土工织物,它是由合成纤维通过针刺或编织而成的透水性土工合成材料,物理结构为多层布膜。成品为布状,一般宽度为4-6米,长度为50-100米。土工布分为有纺土工布和无纺土工布。
   
  3、双比重计试验
    双比重计试验是美国水土保持局普遍使用的一种方法。该法通过(tōng guò)两次对土样进行比贡计试验来测定粘粒(<O.OOSmm)的包含比重,求出其比值,即分散度。第一次是常规的加分散剂的方法;第二次不加分散剂,先将土样放在盛有一定量的蒸馏水的过滤瓶中,并与真空泵(行业:机械制造业)相连接,抽气l Omin,然后把土一水悬液冲洗到量筒中,加蒸馏水至1 OOOmL,倒转量筒来回摇晃一分钟约30次,让粘土颗粒自行水化分散。求得两次的粘粒含量后用下式计算分散度:
   
  4、孔隙水可溶ihR.试验
    孔隙水可溶欲试验,原来是农业上上壤学的一个标准试验,现在用来鉴定分散性粘土。青岛土工格栅是用聚丙烯、聚氯乙烯等高分子聚合物经热塑或模压而成的二维网格状或具有一定高度的三维立体网格屏栅,当作为土木工程使用时,称为土工格栅。方法是把土与蒸馏水拌和到接近液限的稠度,用有过滤设备(shèbèi)的真空吸水器抽出孔隙水样,测定孔隙水样中的钙、镁、钠、钾4种金属土工膜为了证实该图的可靠性,美国科技人员将美国中部各州、墨西哥、以色列和澳大利亚因分散性粘土管涌造成土坝失事的坝料试验结果点绘在图上,证明(zhèng míng)图中曲线是正确可靠的,但也有少数土样用针孔试验鉴定是分散性粘土,却落在B区。对于落在B区的土样,澳大利亚的英格尔斯教授建议用他的K指标来验证。而美国则采用钠吸附比(SAR)和孔隙水th浓度的关系来验证。


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