[发明专利]一种测定天然粘性土塑性指标和稠度状态的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种测定天然粘性土塑性指标和稠度状态的方法，属于土木工程、岩土工程、工程地质领域中粘性土物理力学特性测试领域。

背景技术

粘性土的塑性指标以及稠度状态是评估粘性土力学特性的基本而重要的依据。塑限含水量w_p和液限含水量w_L是粘性土的两个重要的界限含水量，在此基础上按照下面两个公式可以进一步计算得到粘性土的两个重要塑性指标—塑性指数IP和液性指数IL，

IP＝w_L-w_p   公式1

IL＝(w₀-w_p)/IP   公式2

其中w₀是土的天然含水量。液性指数IL是评价天然粘性土的稠度状态的重要指标，根据这个指标的大小，可将粘性土划分为流塑、软塑、可塑、硬塑等状态。

传统的测定粘性土界限含水量(塑限含水量w_p)的方法包括：(1)搓条法测定土的塑限含水量w_p，采用卡萨格兰德发明的卡萨格兰德式液限仪测定土的液限含水量w_L。这也是目前大多欧美国家采用的方法。(2)落锥法。根据圆锥在重塑土中的落入深度绘制的落深与含水量的曲线来确定粘性土的塑限含水量w_p(76g锥落锥深度为2mm)和液限含水量w_L(76g锥落锥深度为17mm)。这种方法在前苏联和我国均广泛使用。在这些试验方法中，均需要将天然粘性土重塑制备成具有不同含水量的土样，得到的界限含水量w_p和w_L以及塑性指标IP和IL并不能反映天然粘性土结构性的影响，因此采用这些方法得到的液性指数IL也并不能对天然粘性土的稠度状态做出客观的评价。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种测定天然粘性土塑性指标和稠度状态的方法，该方法可以考虑粘性土的天然结构，得到的结果更适用于结构性较强的天然软粘土，能够更为准确的评价天然软粘土的稠度状态，为天然粘性土力学特性的评估提供更为准确的依据。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种测定天然粘性土塑性指标和稠度状态的方法，该方法包括以下步骤：

(1)采用落锥法测定天然软粘土在重塑状态下的含水量w与落入深度h关系，以含水量w的对数lg(w)为横坐标，以落入深度h的对数lg(h)为纵坐标，做出重塑状态h-w曲线图，制作重塑状态h-w曲线图时，取点不少于4点，且取点越多，精确度越高；

(2)采用天然含水量为w₀的原状土样，在保持天然结构性的情况下，使用相同的圆锥，测定天然含水量w₀情况下的落锥深度h₀；并将(w₀，h₀)点绘制在步骤(1)得到的曲线图中；

(3)过步骤(2)得到的(w₀，h₀)点，做与步骤(1)得到的重塑状态h-w曲线平行的曲线，即天然状态h-w曲线，在天然状态h-w曲线中找出h＝2mm对应的含水量即为塑限含水量w*_p，h＝17mm对应的含水量即为液限含水量w*_L；

(4)根据得到的w*_p与w*_L，计算塑性指数和液性指数，采用公式1和公式2计算塑性指数和液性指数：

塑性指数IP＝w*_L-w*_p   公式1；

液性指数IL＝(w₀-w*_p)/IP   公式2；

然后根据新得到的液性指数IL来评价天然粘性土的稠度状态。

步骤(1)与步骤(2)中进行落锥法测量时，圆锥采用76g锥，锥角为30°。