环刀是用来取
原状土(未扰动)实验用样的一种常用仪器,用来做
容重、压缩、剪切和渗透等试验。
简述
环刀是用来取
原状土(未扰动)实验用样的一种常用仪器,用来做
容重、压缩、剪切和渗透等试验。短管状钢制品,一头有刃。
环刀的使用
使用时应刃向下,在切取土样时避免歪斜,使其垂直均匀受力下切,使用前可将环刀涂抹少许凡士林。使用完毕后,应将环刀擦洗干净并涂一些保护油等,以防生锈。
环刀自校
环刀是细粒土密度试验方法中测定土的密度的试验器具,其结构尺寸应符合技术要求。 技术要求:
1.环刀应有足够的刚度,内壁应平整、光滑,表面无残损。
2.环刀尺寸要求:
环刀内径:70±0.16mm
环刀高度:52±0.16mm
环刀壁厚:2.1±0.10mm
校验用标准器具
1、
游标卡尺:量程200mm,
分度值0.02mm。
检验项目和检定方法
1.环刀内径的检定 用游标卡尺检查,检查环刀内径时,用手动转动环刀,每转动120°角度,用钢直尺测量环刀内径一次,连续测量3次,取平均值。
2.环刀高度的检定
用
游标卡尺检查,检查环刀高度在环刀直径十字对称的4个方向上量取环刀底面至顶面垂直距离,取平均值。
3.环刀壁厚的检定
用游标卡尺检查测环刀壁厚,用手动环刀,每转动120°角度,用游标卡尺测量壁厚一次,连续测量3次,取平均值。
检定结果处理
1.环刀应全部符合技术要求方为合格。
2.检定周期为一年。
应用
土壤容重的测定
本方法适用于一般砾石含量较少的矿质
土壤容重的测定,不适用于坚硬和易碎的土壤。
原理
土壤容重系指单位容积烘干土的质量,容重小,表明土壤较疏松,通透性好,
肥力较高;反之,土壤容重大,表明土体紧实,结构性和
通透性较差。测定土壤容重通常采用
环刀法,用一定容积的环刀切割代表性的原状土,使土样充满其中,称量后计算单位容积的
烘干土(105℃)质量。
仪器
环刀,不锈钢,容积100cm3;环刀托;削土刀。
操作步骤
(1)选具有代表性的地段,先在采土处用铁铲铲平。将环刀托放在已知质量的环刀(精确至0.01g)上,环刀内壁稍擦上凡士林,将环刀刃口向下垂直压入土中,直至环刀筒中充满土样为止。通常表层土壤需采5个重复样品,下层土壤需按层次每层采3个重复样品。
(2)用削土刀切开环周围的土样,取出已充满土的环刀,用削土刀细心削平环刀两端多余的土,并擦净环刀外面的土,立即加盖以免水分蒸发。 图1 为环刀及取样示意图。
(3)将盛有土样的环刀除去顶盖,然后放入烘箱中,在105℃±2℃下烘干4h,再在
干燥器中冷却后称至恒量(精确至0.01g)。
结果计算
按下式计算土壤容量:
式中:
ρB——土壤容量,g/cm3;
m1——环刀的质量,g;
m2——环刀+烘干土质量,g;
V——环刀容积,cm3。
6 允许差
样品进行两份平行测定,取其算术平均值,取两位小数。两份平行测定结果允许差为0.03g/cm3。
环刀法测定压实度
1、本方法规定在公路工程现场用环刀法测定
土基及路面材料的密度及压实度。
2、本方法适用于细粒土及无机结合料稳定细粒土的密度。但对无机结合料稳定细粒土,其龄期不宜超过2d,且宜用于施工过程中的压实度检验。
仪具与材料
本试验需要下列仪具与材料:
1、人工取土器:包括环刀、环盖、定向筒和击实锤系统(导杆、落锤、手柄)。
2、天平:感量0.1g(用于取芯头内径小于70mm样品的称量),或1.0g(用于取芯头内径100mm样品的称量)。
3、其它:镐、小铁锹、修土刀、毛刷、直尺、钢丝锯、凡士林、木板及测定含水量设备等。
方法与步骤
1、按有关试验方法对检测试样用同种材料进行击实试验,得到最大干密度(ρ dmax)及最佳含水量(w0)。
2、用人工取土器测定砂性土或砂层密度时的步骤:
(1)擦净环刀,称取环刀质量M2,准确至0.1g。
(2)在试验地点,将面积约30cm×30cm的地面清扫干净,并将压实层铲表面浮动及不平整的部分,达一定深度,使环刀打下后,能达到要求的取土深度,但不得将下层扰动。
(3)将定向筒齿钉固定于铲平的地面上,顺次将环刀、环盖放入定向筒内与地面垂直。
(4)将导杆保持垂直状态,用取土器落锤将环刀打入压实层中,至环盖顶面与定向筒上口齐平为止。
(5)去掉击实锤和定向筒,用镐将环刀试样挖出。
(6)轻轻取下环盖,用修土刀自边至中削去环刀两端余土,用直尺检测直至修平为止。
(7)擦净环刀壁,用天平称取出环刀及试样合计质量M1,准确至0.1g。
(8)自环刀中取出试样,取具有代表性的试样,测定其含水量(w)。3、本试验须进行两次平行测定,其平行差值不得大于0.03g/cm3。求其算术平均值。
三、计算
按式计算试验的含水量。
式中: —含水率(%),计算至0.1;
m—湿土质量(g);
ms—干土质量(g)。
按下式计算试样的湿度及干密度:
式中:ρ——试样的湿密度(g/cm3);
ρd——试样的干密度(g/cm3);
m1——环刀与试样合计质量(g);
m2——环刀质量(g);
V——环刀体积(cm3);
——试样的含水量(%)。
按下式计算施工压实度:
式中:K——测试地点的施工压实度(%);
ρd——试样的干密度(g/cm3);
ρdmax——由击实试验得到的试样的最大干密度(g/cm3)。
报告试验应报告土的鉴别分类、土的含水量、
湿密度、
干密度、
最大干密度、
压实度等。