2019公路工程試驗工程師材料專業

2022-03-25 15:49:56 字數 5127 閱讀 9929

一、試驗檢測工程師考試大綱

主要考試內容

⒈土工試驗

⑴土的三相組成及物理性質指標換算

了解:土的形成過程。

土的形成過程: °

土是由地殼表面的岩石經過物力風化化學風化和生物風化作用之後的產物。岩石暴露在大氣中,受到溫度變化的影響,體積經常發生膨脹和收縮,不均勻的膨脹和收縮使之產生裂縫,同時長期經受風霜雨和雪的侵蝕以及動植物的破壞,逐漸由整塊岩石崩解成大小不等和形狀不同的碎塊,這個過程叫物理風化。物理風化只改變岩石顆粒的大小和形狀,不改變顆粒的成分。

物理風化後形成的碎塊與氧氣二氧化碳和水接觸,經過化學變化,變成更細的顆粒並且成分也發生改變,產生與原來岩石成分不同的礦物,這個過程叫做化學風化。在此基礎上,加之生物活動的參與,從而產生有機質的積聚,經過這些風化作用所形成的礦物顆粒堆積在一起,其間貫穿著孔隙,孔隙間存在著水和空氣。這種鬆散的固體顆粒(有時還會含有有機質) 水和氣體的集合體即是土。

°熟悉:土的三相組成;土是由土顆粒(固相)、水(液相)、氣體(氣相)。土的物理性質指標及指標換算。

土工試驗專案可分為:

物理性質試驗:含水量、密度、比重、顆粒分析、相對密度。

水理性質試驗:界限含水量、稠度、膨脹、毛細上公升速度。

力學性質試驗:滲透性、擊實性、壓縮性、黃土濕陷性、直接剪下、三軸剪下、無側限剪下、土基承載比、回彈模量。

化學性質試驗:酸鹼度、燒失量、有機質含量、可溶鹽含量、陽離子交換量、礦物成份。

1.土的密度。2.

土顆粒的比重。3.土的含水量。

以上三項是基本物理性質指標,下面的六項可以通過前三項換算求出4.幹密度。5.

飽和密度。6.浮密度。

7.孔隙比.8.

孔隙率。9.飽和度

掌握:含水量試驗;是指土顆粒表面以外的水分,它包括結合水和自由水。

1、 烘乾法:是標準方法,實用於粘質土,粉質土、砂類土和有機質土。步驟:

1.取代表性試樣,細粒土15~30g,砂類土、有機土50g,放入盒內立即蓋好盒蓋,稱質量。2.

開啟盒蓋,放入105~110 oc恆溫下烘乾,細粒土不少於8h,砂類土不少於6h,對於含有機質超過5%的土,應將溫度控制在65~70oc.3.烘乾後放入乾燥器內冷卻(一般只需0.

5~1h).冷卻後蓋好盒蓋稱質量,準確至0.01g。

3.結果整理,計算至0.1%.

4.允許平行差:含水量5%以下為0.

3、含水量40%≤1、含水量40以上≤2。

2、 酒精燃燒法:適用於快速簡易測定細粒土(含有機質的除外)。酒精:

純度95%,粘質土5~10g,砂類土20~30g,注入酒精至出現自由液面,為使酒精在試樣中充分混合均勻,可將盒底在桌面輕輕敲擊。燒3遍立即稱質量

3、 其他測試方法:紅外線照射法;比重法;微波加熱法;碳化鈣氣壓法:適用於路基土盒穩定土的快速測定

4、 特殊土的含水量測定:含石膏土和有機質土:110 oc時含石膏土會失去結晶水,對有機質土其有機成分會燃燒,適宜用真空乾燥箱在近乎1個大氣壓力作用下,或溫度在60 oc~70oc乾燥8h以上;對無機結合料宜先將烘箱提前公升溫到110℃在放入水泥結合料烘乾。

密度試驗:環刀法、蠟封法、灌砂法、灌水法

1、 環刀法:適用於細粒土。天平感量0.1g.平行差不得大於0.03g/cm3

使用裝置:

人工取土器,其中:環刀:內徑(d)6~8cm,高(h)2~3cm。

天平:感量0.1g(用於取內徑小於70mm樣品稱量)或1.0g(用於取內徑100mm樣品的稱量)。

其它:鎬、小鐵鍬、直尺、修土刀、鋼絲鋸、凡士林等。

試驗步驟:

1、按有關試驗方法對檢測試樣用同種材料進行擊實試驗,得到最大幹密度及最佳含水量。

2、(1)擦淨環刀,稱取環刀重量m2,準確至0.1g。

(2)在試驗地點,將面積約30cm×30cm的地面清掃乾淨,並將壓實層鏟去表面浮動及不平整的部分,達到一定深度,使環刀打下後,能達到要求的取土深度,但不得擾動下層。

(3)將定向筒齒釘固定於剷平的地面上,順次將環刀、環蓋放入定向筒內與地面垂直。

(4)將導杆保持垂直狀態,用取土器落錘將環刀打入壓實層中,至環蓋頂面與定向筒上口齊平為止。

(5)去掉擊實錘和定向筒,用鎬將環刀及試樣挖出。

(6)輕輕取下環蓋,用修土刀自邊至中削去環刀兩端餘土,用直尺檢測直至修平為止。

(7)擦淨環刀外壁,用天平稱取出環刀及試樣合計質量m1,準確至0.1g。

(8)自環刀中取出試樣,取具有代表性的試樣,測定其含水量(w)。

3、進行兩次平行試驗,其平行差值不大於0.03g/cm3。求其算術平均值。

4、計算:按計算溼密度按計算幹密度

5、按計算測試點的施工壓實度(k)

6、報告:分別填寫土的鑑定分類、土的含水量、溼密度、幹密度、最大幹密度、壓實度等。

2、 蠟封法:適用於易破裂土和形狀不規則的堅硬土。天平感量0.01g

3、 灌水法:適用現場測定粗粒土和巨粒土。台稱感量5g,兩次平行差不大於0.03g/cm3。

4、 灌砂法:適用於現場測定細粒土、砂類土和礫類土,試樣最大粒徑不得超過15mm,測定密度層厚度為150~200mm

簡述灌砂法試驗中灌砂筒下部圓錐體內砂的質量的標定過程

使用裝置:灌砂筒、金屬標定罐、台稱(感量不大於1g)、量砂(粒徑0.3~0.6mm清潔乾淨的均勻砂)。

標定過程:

1、在灌砂筒筒口高度上,向灌砂筒內裝砂至距筒頂15mm左右為止。稱取裝入筒內砂的質量m1,準確至1g。

2、將開關開啟,使灌砂筒筒底的流砂孔、圓錐形漏斗上端開口圓孔及開關鐵板中心的圓孔上下對準,讓砂自由流出,並使流出砂的體積與工地所挖試坑的體積相當(等於標定罐的容積),然後關上開關。

3、不晃動儲砂筒的砂,輕輕地將罐砂筒移至玻璃板上,將開關開啟,讓砂流出,直到筒內砂不再下流時,將開關關上,並細心地取走灌砂筒。

4、收集並稱量留在玻璃板上的砂,準確至1g。玻璃板上的砂就是填滿筒下部圓錐體的砂(m2)

重複上述測量三次,取其平均值。

灌砂試驗步驟

1 在試驗地點,選一塊約40cm40cm平坦表面,並將其清掃乾淨,將基板放在此平坦表面上。如此表面的粗糙度較大,則將盛有量砂的灌砂筒放在基扳中間的圓孔上。開啟灌砂筒開關,讓砂流入基板的中孔內,直到儲砂筒內的砂不再下流時關閉開關。

取下罐砂筒,並稱筒內砂的質量,準確至1g。

2 取走基板,將留在試驗地點的量砂收回,重新將表面清掃乾淨。將基板放在清掃乾淨的表面上,沿基板中孔鑿洞,洞的直徑100mm。在鑿洞過程中,應注意不使鑿出的試樣丟失,並隨時將鑿松的材料取出,放在已知質量的塑膠袋內,密封。

試洞的深度應等於碾壓層厚度。鑿洞畢,稱此塑膠袋中全部試樣質量,準確至1g。減去已知塑膠袋質量後,即為試樣的總質量。

3 從挖出的全部試樣中取有代表性的樣品,放入鋁盒測定其含水量。樣品數量:對於細粒土,不少於l00g;對於粗粒土,不少於500 g.

4 將基板安放在試洞上,將灌砂筒安放在基板中間(儲砂筒內放滿砂至恒量),使灌砂筒的下口對準基板的中孔及試洞。開啟灌砂筒開關,讓砂流人試洞內.關閉開關。仔細取走灌砂筒,稱量筒內剩餘砂的質量,準確至1g 。

5 如清掃乾淨的平坦的表面上,粗糙度不大,則不需放基板,將罐砂簡直接放在已挖好的試洞上。開啟筒的開關,讓砂流人試洞內。在此期間,應注意勿碰動灌砂筒。

直到儲砂筒內的砂不再下流時,關閉開關。仔細取走灌砂筒,稱量筒內剩餘砂的質量,準確至1 g。

6 取出試洞內的量砂,以備下次試驗時再用。若量砂的濕度已發生變化或量砂中混有雜質,則應重新烘乾,過篩,並放置一段時間,使其與空氣的濕度達到平衡後再用。

7 如試洞中有較大孔隙,量砂可能進入孔隙時,則應按試洞外形,鬆弛地放人一層柔軟的紗布。然後再進行灌砂工作。

(七)結果整理

計算填滿試洞所需的質量、計算試驗地點土的溼密度、計算土的幹密度

相對密度:相對密度是砂緊密程度的指標,等於其最大孔隙比與天然孔隙比之差和最大孔隙比與最小孔隙比之差的比值。

目的:是求無凝聚性土的最大與最小孔隙比,用於計算相對密度,藉此了解該土在自然狀態或經壓實後的鬆緊情況和土粒結構的穩定性。

適用:顆粒直徑小於5mm的土,且粒徑2~5mm的試樣質量不大於試樣總質量的15%

⑵土的粒組劃分及工程分類

了解:粒度、粒度成分及其表示方法;司篤克斯定律。

土粒的大小稱為粒度。把大小相近的土粒合併為組,稱為粒組。土的粒度成分是指土中各種不同粒組的相對含量,表示方法有:**法、累計曲線法和三角座標法

司篤克斯定理:(土粒在液體中的沉降速度與粒徑的關係成正比)進行。司篤克斯公式得的顆粒直徑並不是實際土粒的尺寸,而是水力直徑()。

熟悉:土粒級配指標;cu、cc;土粒大小及粒組劃分。

不均勻係數反映大小不同粒組的分布情況。cu越大,表示土粒分布範圍大土的級配良好;

曲率係數則是描述累計曲線的分布範圍,反映累計曲線的整體形狀。

當同時同時滿足不均勻係數≥5和曲率係數=1~3時為級配良好土。否則為級配不良土。

粒組劃分有兩種方式:

1) 任意劃分的方式。即按一定的比例遞減關係劃分粒組的界限值。

2)考慮土粒性質變化的方式。即使劃分的粒組界限值與粒組性質的變化相適應。

掌握:土的工程分類及命名(現行《公路土工試驗規程》);顆粒分析試驗。

土的命名:符號:h-高 l-低 w-良好級配 p-不良級配 c-粘土m-粉土 s-砂土y-黃土 o-有機質土 b-漂石 g礫石 cb-卵石 e-膨脹土 r-紅粘土 st-鹽漬土

顆粒分析有篩分法和沉降分析法。大於0.074的採用篩分法,而對於小於0.

074的則用沉降分析法,就是根據土粒在液體中沉降的速度與粒徑間的關係顆由司篤克斯定理確定,屬於沉降分析法的有比重計法和移液管法;土粒越大在靜水中沉降速度越快,反之土粒越小沉降速度越慢。

⑶土的相對密度及界限含水量

了解:天然稠度試驗。

熟悉:相對密實度d1的基本概念及表達;黏性土的界限含水量(液限ωl、塑限ωp、縮限ωs);塑性指數ip、液性指數il。

相對密度:是砂緊密程度的指標。

--為砂土以最鬆散狀態時的孔隙比。 為砂土天然狀態下的孔隙比。

為砂土以最緊密狀態時的孔隙比 d1=0表示砂土處於最疏鬆狀態;

d1=1表示砂土處於最緊密狀態

土從液體狀態向塑性體狀態過渡的界限含水量稱為液限,土由塑性體狀態向脆性固體狀態過渡的界限含水量稱為塑限,當土達到塑限後繼續變乾,土的體積隨含水量的減少而收縮,但達某一含水量後,體積不再收縮,這個界限含水量稱為縮限。土處於塑性狀態的含水量範圍即液限與塑限之差值稱為塑性指數,反映了土中粘泥含量的大小;液性指數反映天然含水量與界限含水量的關係,反映土的狀態。

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