DB21 T 3145—2019 黏土分散性针孔试验标准.pdf

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1、ICS 19.020 P 13 备案号 :xxx-xxx DB21 辽宁省 地 方 标 准 DB21/T 3145 2019 黏土分散性针孔试验标准 Test standard for pin-hole experiment of dispersivity clay 2019 - 05 - 30 发布 2019 - 06 - 30 实施 辽宁省市场监督管理局 发布 DB21/T 3145 2019 I 目 次 前言 . II 1 范围 . 1 2 规范性引用文件 . 1 3 术语和定义 . 1 3.1 黏 土 . 1 3.2 分散性 . 1 3.3 分散性黏 土 . 1 4 原理 . 1 5

2、仪器和设备 . 1 5.1 针孔试验装置 . 1 5.2 天平 . 3 5.3 轻型击实仪 . 3 5.4 其他设备 . 3 6 试验过程 . 3 6.1 样品的制备 . 3 6.2 试验步骤 . 4 7 记录、计算和结果判定 . 4 7.1 试验数据记录 . 5 7.2 试验结果判定 . 5 8 试验报告 . 5 附 录 A （资料性附录） 黏土分散性针孔试验结果参考 . 6 附 录 B （资料性附录） 试验记录 . 9 附 录 C （资料性附录） 黏土分散性针孔试验报告 . 10 DB21/T 3145 2019 II 前 言 本标准规定了黏土分散性针孔试验的设备和基本试验操作步骤 ， 同

3、时本标准对黏土分散性试验结果 判定依据作了明确规定。 本标准为推荐性标准。 本规程由 辽宁省 水利厅 提出 并归口 。 本规程起草单位： 辽宁省水利水电勘测设计研究院 有限责任公司 、 沈阳兴禹水利建设工程质量检测 有限公司 、 辽宁省水利工程建设质量与安全监督中心站、辽阳市文圣区工程质量安全监督站、中冶沈勘 工程技术有限公司、辽宁地质工程勘察施工集团公司、辽宁省水利水电工程质量检测中心、东北煤田地 质局沈阳测试中心、 辽宁省水利水电勘测设计研究院有限责任公司、 沈阳工学院 。 本 标准主要起草人： 杨冬鹏、付长剑、王多姿、那荣越、董冰、王茺、高良艳、王红霞、张黎、佟 胤铮、关卫军、赵玉权、鲁

4、远杰、金亮、韩义超、姜亦峰、高亚威、王希友、寇程、王浩宇、王浩燃、 孙锡荣、徐驰、孟兆武、谷城、王迎发、王剑、鲍立新、罗京元、王柏强、张广勇、王启新、李大乐、 邹建飞、方亮、姜子南、王向军、刘力、陈刚、姜宏、解维军、苏炜焕、王玉涛。 DB21/T 3145 2019 1 黏土分散性针孔试验标准 1 范围 本标准规定了黏土分散性针孔试验 的术语和定义、原理、仪器和设备、试件、试验步骤、结果等。 本标准适用于辽宁省行政区内具有分散性的 黏 性 土 采用 针孔 试验方法与结果判定 。 2 规范性引用文件 本标准内容引用了下列文件中的条款。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件，凡 是不注日

5、期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T 50123 土工试验方法标准 3 术语和定义 下列术语和定义适于本 规程 。 3.1 黏 土 clay 塑性指数大于 17的 土。 3.2 分散性 dispersivity 土颗粒能在水中散凝呈悬浮状态，被雨水或渗流冲蚀带走而引起土体破坏的土。分散性固体粒子的 絮凝团或液滴，在水或其他均匀液体介质中，能分散为 细小粒子悬浮于分散介质中而不沉淀的性能。 3.3 分散性黏土 dispersive clay 分散性黏土是指土在低含盐量水中（或纯净水中）细颗粒之间的黏聚力大部分甚至全部消失，呈团 聚体存在的颗粒体自行分散成原级的黏土

6、颗粒的土。 4 原理 根据渗透理论，当水流流经土壤孔隙时，能将其动能传输给土壤颗粒，从而使土壤颗粒产生分散。 针孔 试验 通过模拟在一定的水压力作用下，测定流经土体孔隙的水流流量、颜色和孔隙尺寸的变化，反 映土壤颗粒所具有承受水流的冲蚀能力，来表示分离颗粒所需力的大小。 5 仪器和设备 5.1 针孔试验 装置 DB21/T 3145 2019 2 针孔试验装置如图 1， 图 2，图 3， 包括针孔试验筒、中心带有小孔的小锥体、水管、水箱、阀门、 滤网、砂、试样、量筒等，其中 试样 高度为 38.1mm，小锥体上端面直径为 10.2mm，下端面直径为 3.8mm， 高度为 12.7mm，孔径为

7、1.5mm。 图 1 针孔试验装置示意图 1 水头供水箱； 2 进水管； 3 进水口止水阀； 4 小锥体； 5 试样； 6 滤网（孔径 1mm） ； 7 密封 O型圈； 8 装样筒； 9 试验筒； 10 砂（ 粒径为 1.25mm-2.5mm标准砂）； 11 出水口止水阀； 12 出水管 ； 13 量筒； 14 直径 为 1mm针孔 图 2 针孔试验试样示意图 DB21/T 3145 2019 3 图 3 针孔试验装样筒意图 5.2 称量装置 电子秤： 量程 50kg，最小分度值 5g；天平：量程 200g，最小分度值 0.01g。 5.3 轻型击实仪 击实仪由击实筒、击锤和护筒组成，其尺寸应

8、符合表 5.1的规定。 表 5.1 击实仪主要部件尺寸规格表 部件 锤底直径 (mm) 锤质量 (kg) 落高 (mm) 击实筒 护筒高度 (mm) 内径 (mm) 筒高 (mm) 容积 (cm3) 尺寸 51 2.5 305 102 116 947.4 50 5.4 其他设备 量筒 50mL，精度 1ml； 量筒 100mL精度 1ml； 秒表， 精度 1s； 直径 1mm硬钢丝 ； 电热烘箱 ；精度 0.1； 标准筛孔径为 2mm； 游标卡尺 ，精度 0.02mm； 喷水设备 ； 碎土工具、切土工具等。 6 试验过程 6.1 样品的制备 6.1.1试验前用密封的袋子或容器装运土样，保持土样

9、的天然含水量。 6.1.2 采用扰动土制样时 ，应按下列步骤进行制样： （ 1）取 20kg的样品风干碾碎，过 2mm的筛，将筛下土样拌匀，并测定土样的风干含水率。根据土的 塑限预估最优含水率，并按 GB/T50123土工试验方法标准进 行击实试验， 得到最优含水率和最大干 密度 。 （ 2）在土样中加入适量的水量，充分搅拌，使土样含水率接近最优含水率。 （ 3）称取一定质量的土样放入击实仪中，并按 GB/T50123土工试验方法标准进行击实试验。 DB21/T 3145 2019 4 （ 4）在击实后的样品中选择具有代表性的部位，切取长度为 38.1mm、直径接近于装样筒内直径的 圆柱形试样

10、，并测定土样含水率。 （ 5）将试样放入装样筒内，采用黏土或其他材料将试样和筒壁之间密封，防止水流从装样筒 流出 。 （ 6）将小锥体压入试样进水口中心位置处，使锥体的上口面与试样平齐。 （ 7）用直径为 1.0mm的硬钢丝，通过锥体在土样中间部位刺一个直径为 1.0 0.1mm的圆孔。 6.1.3 采用原状土制样时，应按下列步骤进行制样： （ 1） 在 原状土 中选择具有代表性的部位， 切取长度为 38.1mm、直径接近于装样筒 内直径的圆柱形 试样 ，并 测定土样含水率。 （ 2）将试样放入 装样筒 内，采用黏土或其他 密封 材料将试样和筒壁之间密封， 防止 水流从 装样筒 流出 。 （

11、3）同 6.1.2（ 4）节。 （ 4）同 6.1.2（ 5）节。 6.2 试验步骤 在室温 1030条件 下进行试验。 6.2.1 在试样的上下两端放置滤网（ 孔径 1mm）和标准砂（ 粒径 1.25 mm -2.5mm），按照图 1针孔 试验 装置 示意图 安装仪器设备。 6.2.2 在设备中加 入蒸馏水开始试验，开始水头设置为 50 mm，如果使用软管连接供水箱和测试装置， 在试验开始前，需要排净软管、供水箱和测试装置内的空气。 。 6.2.3 试验开始时记录时间（或启动秒表），用量筒测量 通过 试样水的体积。如果试验开始时没有水流 出，则停止试验，打开测试装置，重新穿孔。 6.2.4

12、观察量筒中水的颜色，颜色可分为很混浊、浑浊、较混浊、轻微混浊、肉眼可见、清澈和完全清 澈 7个等级 6.2.5 在 50mm水头下进行试验，如果在 5分钟后通过针孔流出的水 俯视 很 浑浊，流量为 1.0 mL/s 1.4mL/s，试验结束。 6.2.5 打开针孔试验设备，从装样筒中取出试样，沿着针孔方向切开试样，测量针孔直径。 6.2.6 如果最终孔径大 于 2mm，则试样列入分散性土 D1，如果流速和最终 孔径不一致，则重新开始试验。 6.2.7 如果在 5分钟后通过 试样 流出的水 俯视很 浑浊，流速小于 1.0mL/s，继续进行试验 5min。在 10分钟 后，如果通过针孔的水流 俯视

13、 混浊 ，停止试验并测量孔径， 流 量 为 1.0mL/s1.4mL/s，孔径大于 1.5mm， 则试样列入分散性土 D2； 如果 通过针孔的水流俯视较混浊， 流量为 0.8 mL/s 1.0 mL/s，孔径不超过 1.5mm，则将土壤分类为 过渡性土 ND4。 6.2.8 经 10min，如果通过针孔的水流 俯视 清澈或轻微浑浊，而且流量约为 0.4mL/s0.8mL/s，关闭进水 阀门，把水头以 50 mm/s60mm/s的速率提高到 180mm。在 180mm水头下如果通过针孔的水流 俯视轻微 浑浊， 且流量约为 1.4mL/s2.7mL/s，停止试验测量孔径，孔径大于等于 1.5mm，

14、则该土样列入过 渡性土 ND3。 6.2.9 在 180mm水头下经 5min，如果通过针孔的水流彻底清澈或者有勉强看得见的颗粒，流量约为 0.8mL/s1.4mL/s，关闭进水阀门，把水头以 50mm/s60mm/s的速率提高到 380mm。在 380mm水头下经 5min， 如果通过针孔的水流逐渐变 俯视轻微 浑浊，或者流量约为 1.8 mL/s 3.2 mL/s，停止试验，则该土样列 入过渡性土 ND3。 6.2.10 在 380mm水头下经 5min，如果通过针孔的水流是完全清澈的，流量约为 1.0mL/s 1.8mL/s，则把 水头以 50 mm/s60mm/s的速率提高到 1020

15、mm。在 1020mm水头下经 5min，如果通过针孔的水流 俯视肉眼可 见颗粒 或者流量 超过 3.0mL/s，针孔直径 1.5mm，则该土样列入非分散土 ND2，否则该土样列入非分散 土 ND1。 DB21/T 3145 2019 5 7 记录、计算和结果判定 7.1 试验数据记录 试验记录表参见附录 B。 7.2 试验结果判定 表 7.2针孔试验评价土的分散性标准 类别 水头高度 (mm) 在某一水头 下的持续时 间（ min） 最终渗流量 (ml/s) 流出水的浑浊情况 最终孔径 (mm) 判定样板图 侧视 俯视 分散 性土 D1 50 5 1.01.4 混浊 很混浊 2.0 图 A.

16、1 D2 50 10 1.01.4 较混浊 混浊 1.5 5 图 A.2 过渡 性土 ND4 50 10 0.8 1.0 轻微混浊 较混浊 1.5 图 A.3 ND3 180 5 1.4 2.7 肉眼可见 轻微浑浊 1.5 图 A.4 380 5 1.83.2 肉眼可见 轻微浑浊 1.5 图 A.4 非分 散土 ND2 1020 5 3.0 清澈 肉眼可见 1.5 图 A.5 ND1 1020 5 3.0 完全清澈 完全清澈 1.0 图 A.6 8 试验报告 试验报告应包含以下内容： a)本标准的标准编号； b)试样尺寸； c)黏土颗粒分析试验； 试验报告参见附录 C DB21/T 3145

17、2019 6 附 录 A （资料性附录） 样板图 黏土分散性针孔试验中流出水的浑浊情况 可参考图 A.1、 A.2、 A.3、 A.4、 A.5、 A.6进行判断。 A.1 俯视 A.2 俯视 A.1 侧视 A.2 侧视 DB21/T 3145 2019 7 A.3 俯视 A.4 俯视 A.3 侧视 A.4 侧视 DB21/T 3145 2019 8 A.5 俯视 A.6 俯视 A.5 侧视 A.6 侧视 DB21/T 3145 2019 9 附 录 B （资料性附录） 试验记录 试验编号： 工程名称： 土样编号： 试验日期： 环境温度： 环境湿度： 干密度： 含水率： 试验设备： 检测依据：

18、 序号 试样质量 (g) 水头高度 (mm) 在某一水头下的持 续时间（ min） 最终流量 (ml/s) 流出水的浑 浊情况 最终孔径 (mm) 1 2 3 4 5 6 试验： 计算 ： 审核 ： DB21/T 3145 2019 10 附录 C （资料性附录） 黏土分散性针孔试验报告 委托日期： 委托单 编号： 发出日期： 试验编号： 报告编号： 委托单位： 工程名称： 施工单位： 见证 单位 ： 建设单位： 使用部位： 取样部位： 试样类别 ： 试样编号： 委托人 ： 见证人 ： 检测依据 ： 序号 水头高度 (mm) 在某一水头下的持 续时间（ min） 最终流量 (ml/s) 流出水的浑 浊情况 最终孔径 (mm) 土的类别 1 2 3 4 5 6 结论： 检测单位： 批准： 审核： 试验：