中欧规范液塑限试验成果对比分析

郭天龙 徐涛

中欧规范液塑限试验成果对比分析

郭天龙 徐涛

通过对比分析，研究同种黏土在不同规范、不同试验标准的情况下，液、塑限试验成果的变化，找出中国规范与欧洲规范实质的区别，探讨影响黏土塑性指数的因素。

黏性土 液限 塑限 塑性指数 过筛孔径

1 塑性指数的概念

黏性土由一种状态过渡到另一种状态的分界含水率叫作界限含水率，其中，液限WL是黏性土呈可塑状态的上限含水率，塑限WP是黏性土呈可塑状态的下限含水率，二者的差值称为塑性指数IP，即IP=WL-WP。

塑性指数是黏性土最基本、最重要的物理指标之一，其大小直接表征了黏性土的塑性状态。在一定程度上，它综合反映了影响黏性土特征的各种重要因素，塑性指数愈大，表明土的颗粒愈细、比表面积愈大、土的黏粒或亲水矿物含量愈高，土处在可塑状态的含水率变化范围就愈大。也就是说，塑性指数能综合反映土的矿物成分和颗粒大小的影响，因此，在工程上常按塑性指数对黏性土进行分类和评价。

2 中欧规范试验方法的差异

对于液塑限试验，液限试验多采用液限蝶式仪法，塑限试验则多采用传统的滚搓法，亦可采用光电联合测试仪法，分别测试液塑限指标。

就试验方法与设备而言，中欧规范的要求与标准基本相同，其主要差异在于制样的过程。

中国规范GB/T 50123—1999《土工试验方法标准》中的制样要求如下：选取适量的土样→烘干→碾碎→过筛（0.5 mm方孔筛）→加适量的纯水→搅拌均匀→制样完成。

相对而言，欧洲规范ISO/TS17892-12：2004《土工试验规程》的制样则较为复杂：选取适量的土样→用水浸泡24 h（常温条件下）→泥浆过筛（0.4 mm圆孔筛）→泥水浆沉淀12 h→抽取清水→放入105°C恒温箱烘干12 h（或自然蒸发）→碾碎→过筛（0.4 mm圆孔筛）→加适量的纯水→搅拌均匀→制样完成。

从以上制样要求可见，中欧规范的主要差异在于，在对试样烘干、碾碎之前，欧洲规范还要求对土样采取浸泡、泥浆过筛、沉淀等；而且，中欧规范的过筛孔径也略有差异：中国规范是0.5 mm方孔筛，欧洲规范则要求过0.4 mm圆孔筛，也就是说，按中国规范制备的试样，最大土颗粒是0.5 mm，而按照欧洲规范制备试样的最大土颗粒为0.4 mm。

对于操作步骤上也有微小的差异，中国规范要求3循环次即可，而欧洲规范要求5循环次，最后分别绘制击次与含水率关系曲线，找出25次所对应的含水率，即为该试样的液限，从获得试验结果看，该过程差异对试验结果影响不大，但欧洲规范相对较为准确。

3 中欧规范下的试验结果对比分析

结合喀麦隆曼维莱水电站施工勘察，从B3土料场探井采用井壁刻槽法取样，分别依据前述中国规范和欧洲规范制定的标准制样和试验，过筛孔径依次为0.5 mm方孔、0.4 mm圆孔、0.25 mm圆孔和0.08 mm方孔。

液限试验采用蝶式仪法，试验结果如表1。

表1 不同规范下液限试验结果汇总表

根据表1所列试验结果，以含水率为纵坐标，以击次为横坐标，绘制如下图1曲线，查找曲上的25次所对应的含水率，即为该试样的液限。

图1 含水率与击次关系曲线

塑限试验采用滚搓法，试验结果如表2。

表2 不同规范条件下液塑限及塑性指数

为了更清晰标示筛孔与塑性指数间的关系，根据表2试验结果绘制了液、塑限以及塑性指数与筛孔的关系曲线，如图2。含水率为纵坐标，筛孔为横坐标。

图2 液塑限与筛孔关系曲线

无论从图1含水率与击次关系曲线，还是图2液含水率与筛孔关系曲线，不难发现，对于同一种土样在不同的规范要求下，各个试验结果所形成曲线（y=Kx+b）的斜率基本一致，但液、塑限指标均随过筛孔径增大而减小。也即，对于同一种土样，其K值基本相同，b值则与过筛孔的大小有直接关系，筛孔径越大，b的绝对值越小，反之则越大。然而，就塑性指数而言，从图2可知，对于同一种土样，过筛孔径的大小对于塑性指数的影响并不大。

4 结语

对于液塑限试验而言，即便是同一场地的同种土样，由于中欧规范的制样标准不同，试验结果也会存在一定的差异。

由于欧洲规范需采用0.4 mm圆孔筛筛分2次，制作的土样细颗粒含量相对较多，比表面积相对较大，吸水率因此而增加，相对的液限就越大。而中国规范仅要求过1次0.5 mm方孔筛，相对欧洲规范，土样的大颗粒较多，比表面积相对较小，因此，土样的吸水率也较低，液限偏小。但是，液、塑限与筛孔关系曲线所对应的斜率基本是一个定值，也即，尽管受制样标准的影响致使中欧规范下的液、塑限试验成果存在一定的差异，但其塑性指数的差别并不大。

TU41

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1007-6980（2015）02-0051-02

2015-03-13）

郭天龙 男 助理工程师中国电建集团第十六工程局有限公司福建福州 475001

徐涛 男 工程师中水北方勘测设计研究有限责任公司天津 300222