T 0121-1993 收缩试验

T 0121—1993 收缩试验

1 目的和适用范围

本试验方法适用于原状土和击实黏质土。

2 仪器设备

2.1TD121-1型土壤收缩试验仪

2.2环刀:直径61.8mm，高20mm。

2.3卡尺:0.05mm×12.5mm;千分表，最小分度值0.001mm。

2.4其他:推土块、凡士林、干燥缸和蜡封工具等。

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3 试样

3.1 压样法制备试样

3.1.1 按试件所要求的干质量、含水率，按本规程T 0102—2007中4.2制备湿土样，并称制备好的湿土样质量，准确至０.lg。

3.1.2 将湿土倒入压模内，拂平土样表面，以静压力将土压至一定高度，用推土器将土样推出。

3.1.3 将试验用的切土环刀内壁涂一薄层凡士林，刀口向下，放在试件上，用切土刀将试件削成略大于环刀直径的土柱。然后将环刀垂直向下压，边压边削，至土样伸出环刀上部为止，削平环刀两端，擦净环刀外壁，称环土合质量，准确至０.lg，并测定环刀两端所削下土样的含水率。

3.1.4 试件制备应尽量迅速，以免水分蒸发。

3.1.5 试件制备的数量视试验需要而定，一般应多制备1〜2组备用，同一组试件或平行试件的密度、含水率与制备标准之差值，应分别在±0.1g/cm3或2%范围之内。

3.2 原状土试件制备程序

按土样上下层次小心开启原状土包装皮，将土样取出放正，整平两端。在环刀内壁涂一薄层凡士林，刀口向下，放在土样上，无特殊要求时，切土方向应与天然土层层面垂直。

按本试验3.1.3的操作步骤切取试件，试件与环刀要密合，否则应重取。

切削过程中，应细心观察并记录试件的层次、气味、颜色，有无杂质，土质是否均匀，有无裂缝等。

如连续切取数个试件，应使含水率不发生变化。

视试件本身及工程要求，决定试件是否进行饱和;如不立即进行试验或饱和时，则将试件暂存于保湿器内。

切取试件后，剩余的原状土样用蜡纸包好置于保湿器内，以备补做试验之用。切削的余土做物理性试验平行试验或同一组试件密度差值不大于：±0.lg/cm3,含水率差值不大于2%。

冻土制备原状土样时，应保持原土样温度，保持土样的结构和含水率不变。

3.3 试件饱和

土的孔隙逐渐被水填充的过程称为饱和。孔隙被水充满时的土,称为饱和土。

根据土的性质，决定饱和方法：

砂类土:可直接在仪器内浸水饱和。

较易透水的黏性土:即渗透系数大于l0-4crn/S时，采用毛细管饱和法较为方便，或采用浸水饱和法。

不易透水的黏性土:即渗透系数小于l0-4cm/S时，采用真空饱和法。如土的结构性较弱，抽气可能发生扰动，不宜采用。

将试样推出环刀（当试样不紧密时，采用风干脱环法），置于多孔板上，称试样和多孔板的质量，准确至０.lg。

4 试验步骤

4.1 装好百分表,记下初读数。

4.2 在室温不高于30T条件下进行收缩试验。根据试样温度及收缩速度，宜每隔1〜4h测记百分表读数，并称整套装置和试样质量，准确至０.lg。两天后，每隔6〜24h测记百分表读数，并称质量，至两次百分表读数不变。在收缩曲线的I阶段内应取不得少于4个数据。

4.3 试验结束，取出试样，并在105〜110℃下烘干。称干土质量，准确至０.lg。

4.4 按本规程蜡封法( T0109—1993)测定烘干试样体积。

5 结果整理

5.1 按下式计算起始和收缩过程的含水率：

(T0121-1)

式中：w——起始或某时刻的含水率(％)，计算至0.1;

Mt——某时刻称得的试样质量(g);

Ms——干土质量(g)。

5.2按下式计算线缩率：

(T0121-2)

式中：esL ——线缩率（％)，计算至0.01;

H0——试样原高度(mm);

R0——百分表初读数(mm);

Rt——收缩过程中某时刻百分表读数(mm)

5.3体缩率按下式计算：

(T0121-3)

式中：es——体缩率(％)，计算至0.1;

v0——试样原体积(环刀容积)(cm3);

V1——试样烘干后的体积(cm3)。

5.4 以线缩率为纵坐标，含水率为横坐标，绘制关系曲线，如图T 0121-2。如I和II阶段的转折点明显，则与其相应的横坐标值即为原状土的缩限。否则，延长I、II阶段的直线段，两者交点相应的横坐标值即为原状土的近似缩限。

5.5 本试验记录格式如表T 0121-1。

6 报告

6.1土的鉴别分类和代号。

图T 0121-2 含水率与线缩率的关系曲线

表T 0121-1 原状土收缩试验记录

工程名称 试验者

土样编号 计算者

仪器编号 校核者

土样说明 试验日期

日期(d,h) 百分表读数(1/100) 单向收缩率(mm) 线缩率(%) 试样质量(g) 水质量(g) 含水率(%) 试验前后状态

14.15 0 0 0 120.12 31.12 35.0 试样原高度=20mm

试样面积=30cm2

试验前含水率=35%

试验前干密度=1.48g/cm3

试验后干土质量=89g

试验后试样尺寸：

高度=1.71cm

直径=5.80cm

15.8 19.3 0.19 0.95 118.3 29.3 32.9

16.0 50.0 0.50 2.50 113.7 24.7 27.7

16.8 63.0 0.63 3.15 112.2 23.2 26.1

16.0 94.5 0.95 4.75 109.3 22.3 22.8

17.8 97.6 0.98 4.90 108.7 19.7 22.1

18.0 110.8 1.11 5.55 107.1 18.1 20.3

18.8 116.6 1.17 5.85 106.6 17.4 19.5

19.8 124.8 1.25 6.25 105.3 16.3 18.2

21.8 129.8 1.30 6.50 104.6 15.6 17.6

23.8 134.0 1.34 6.70 104.0 15.0 16.9

25.8 139.0 1.39 6.95 103.4 14.4 16.2

27.8 142.0 1.42 7.10 102.7 14.1 15.8

29.8 146.0 1.46 7.30 102.4 13.4 5.0

31.8 155.0 1.55 7.75 101.1 12.1 13.6

2.8 163.0 1.63 8.15 99.7 10.7 12.0

4,8 168.0 L68 8.40 97.9 8.9 10.0

6.8 168.1 1.68 8.40 95.7 6.7 7.5

8.8 168.1 1.68 8.40 94.8 5.8 6.5

体缩（％) 24.6 收缩系数 0.37 缩限（％) 12.36.2土的体缩率es(%)。

6.3土的线缩率esL(%)。

6.4土的缩限w´S(%)。

条文说明

1随着土体含水率的减少，土的收缩过程大致可分三个阶段（见图T 0121-3):直线收缩阶段（I），其斜率为收缩系数；曲线过渡阶段（II)，随土质不同，曲线各异；近水平直线阶段，此时土的体积基本上

不再收缩。根据定义，缩限系指土在收缩过程中，体积不再变化时所对应的含水率，即图T 0121-3中C点所对应的含水率。但在实际过程中很难确定这一点，因此，通常以过渡阶段曲线的拐点E(即I、III两阶段直线延长线的交点)所对应的含水率W´S代替。，根据试验和计算，含水率小于W´S后，土体减少的收缩率仅为总收缩的5%〜10%;Terzaghi也曾测得这种附加的收缩率小于总收缩率的5%，可见以E点代替C点的误差是不大的。

本试验的目的是测定原状土和击实土试样在自然风干条件下的线缩率、体缩率、缩限及收缩系数等收缩指标。

2 在仪器设备方面，目前国内多采用轻金属制成百分表架与托板连在一起的形式，以便整体称量，避免反复装卸试样。也有专用的干缩仪，设有电热干燥器，或放干燥剂，可以减轻气温变化的影响，并可随时称质量。有的单位提出用微波干燥的方法，在低温下快速千缩，大约l〜2h即可完成收缩全过程。迄今还没有定型设备。

3 原状土收缩试验的方法很多，大部分为直接量测法。例如，将原状土切削成立方体或长方体，以量测各个棱边长度的变化，或在土块四周和上端安装百分表，观测整体收缩变形量。在方法上一致的是试样上放测板，下放多孔板，利用低温和干燥剂等。在量测方面，除卡尺、百分表、蜡封法外，近来也有用聚氯乙烯封闭的。这对体积变形复杂或对发生细裂纹的试样，有一定适应性。