时间：2013年07月02日 分类：推荐论文 次数：
摘要：通过对粘粒分析试验密度计法的探讨，提出更节省时间的方法。
关键字：颗粒分析,密度计法
颗粒分析试验是为了研究土中不同颗粒含量对其性质的影响，确定土的级配，并借以确定土的种类及评价土的工程性质。密度计法是用来测定小于某粒径的颗粒。
1. 试验依据
密度计法是根据斯托克斯(Stokes)定律进行测定的。当土粒在液体中靠自重下沉时，较大的颗粒下沉较快，而较小的颗粒下沉则较慢。一般认为，对于粒径为0.2~0.002mm的颗粒，在液体中靠自重下沉时，做等速运动，这符合斯托克斯定律。
2. 试验步骤
国家标准《土工试验方法标准》中颗粒分析实验密度计法的步骤5为：将冷却后的悬液移入烧杯中，静置1min，通过洗筛漏斗将上部悬液过0.075mm筛，遗留杯底沉淀物用带橡皮头研杵研散，再加适量水搅拌，静置1min，再将上部悬液过0.075mm筛，如此反复倾洗(每次倾洗，最后所得悬液不得超过1000mL)直至杯底砂粒洗净，将筛上和杯中砂粒合并洗入蒸发皿中，倾去清水，烘干，称量进行细筛分析，并计算各级颗粒占试样总质量的百分比[1]。
3. 试验步骤的探讨
在实际生产中，按国标用密度计法测定时，每个土样都需反复倾洗杯底的沉淀物，并且倾洗总悬液还不得超过1000mL，在倾洗和倒入悬液的过程中，需特别小心液体溅出，这样大大延长了试验时间。
综合上述原因，在用密度计法时，我们可以将风干试样或洗盐后在滤纸上的试样，倒入500mL锥形瓶，注入纯水200mL，浸泡过夜，然后置于煮沸设备上煮沸，煮沸时间宜为40min[1]。冷却后的悬液直接移入1000mL量筒，用纯水将烧杯的沉淀冲干净，一并移入量筒中，再加4%六偏磷酸钠10mL，注入纯水至1000mL。将搅拌器放入量筒中搅拌，计时，将密度计放入悬液中读数。待读完最后一个数后，将量筒中的悬液过0.075mm的筛，量筒中的沉淀物用纯水冲至筛上，用纯水反复冲洗筛上的沉淀，直至砂粒洗净，将砂粒洗入蒸发皿中，倾去清水，烘干，细筛分析，计算各级颗粒占试样总质量的百分比。
4.两种方法结果讨论
试验采用甲种密度计，小于某粒径的试样质量占试样总质量的百分比按下式计算：
X = (100/md) CG ( R+ mT + n - CD)
式中X ——小于某粒径的试样质量百分比(%);
md ——试样干质量(g);
CG ——土粒比重校正值;
mT ——悬液温度校正值;
n ——弯月面校正值;
CD ——分散剂校正值;
R ——甲种密度计读数。
下列表1，是相同土样用密度计法测定时，先过水筛和后过水筛的两组结果。
通过这两组数据可以看出，同一个土样，用密度计法测定颗粒含量，先过0.0075mm筛的数据和后洗筛的数据相差很小，主要是后洗筛法中小于0.005mm粒径的颗粒含量比先洗筛法的颗粒含量稍小。分析原因为：在用密度计法测定的悬液中，当有粒径大于0.075mm的颗粒时，在大颗粒下沉的过程中，小颗粒会吸附在大颗粒上，随大颗粒一起下沉，所以后洗筛法最后粒径小于0.005mm的颗粒质量百分比会小于先洗筛法的数值。当读完最后一个数后，悬液和沉淀过水筛时，又用大量的纯水冲洗筛上的沉淀，所以在最终结果中，粒径大于0.075mm的颗粒质量百分比是和先洗筛法的数据是一样的;当待测定的悬液中没有粒径大于0.075mm的颗粒时，先洗筛的方法因为有反复倾洗的过程，所以会使土颗粒更充分松散，所以先洗筛法的小于0.005mm粒径的颗粒质量百分比会稍大。
5.结论
在用密度计法测定土的颗粒含量时，可以采用先读数，然后把悬液及其沉淀洗筛的方法。此方法与先洗筛的方法相比较，相差很小，只是小于粒径0.005mm的质量百分比稍小，对于工程地质评价是有利的。而且在实际工作中，后洗筛，不仅可以避免土颗粒在反复倾洗、研散、倾倒中的损失，也可以减少人为操作造成的误差，大大缩短了试验时间。
参考文献：
[1] GB/T 50123-1999 土工试验方法标准