2017年2月26日，大家一起刷新岩土工程的基本概念！暂时的目标是每天刷新一个基本概念，针对一个概念深入剖析、理解。期待着大家抛去完美主义，放下自我保护，畅所欲言，专注成长，共同的进步。特别声明，本人水平有限并不是来给大家上课，仅仅是想起到一个剖砖引玉的作用，更确切地说是求拍砖，所以如果文字中有说的不对的地方期待着各位的指正也希望不会惊吓到大家！
DAY80
岩土工程勘察
今天开说砂的相对密度试验。相对密度是反应无黏性土的紧密程度的指标。土体的紧密程度会很大程度上影响土体的变形（疏松的土体受到附加荷载变形会大）以及抗震（《水利水电工程地质勘察规范》进行饱和无黏性土地震液化复判的方法之一就是相对密度法）等性能，除了相对密实度还可以用标贯击数来表征砂土的紧密程度，更大粒径的碎石土用动力触探和超重动力触探的击数来表征（可以参看《岩土工程勘察规范》）。相对密度的公式就是最大孔隙比减去天然孔隙比再除以最大与最小孔隙比之差，相对密度对于天然孔隙比、最大、最小孔隙比都是比较敏感的（敏感的意思就是某一自变量稍微变化一点因变量就会发生很大变化），所以试验方法和设备的标准化很重要但是现在国内还没有（明天我们说一下规范条文说明附的一个美国用振动台法测定最大干密度的方法）。对于最小干密度规范采用漏斗法和量筒法联合测定，最大干密度采用振动锤击法测定。
漏斗法和量筒法为的是求取最小干密度，最小的密度对应的是最大的孔隙也就是要想办法使得砂土试样堆的最松散，这也是为什么要两种方法联合起来，用漏斗法是让试样尽量松散的送入到量筒里面测量体积，之后在量筒里面通过来回倒转使得试样尽量松散堆叠并且能直接读出体积，省去了再次移出侧体积时减小孔隙的风险，而且可以看到规范多次提到“缓慢”、“均匀”都是为了尽量地减小在转入、倒转的过程中使得试样产生加速度从了产生较大的速度堆叠的时候产生较大的冲击力造成密实从而造成测得的最小干密度偏大（这些小细节是需要注意的），最后两种方法两个结果还要取一个体积大的。具体步骤如下：先是把锥形塞杆穿在长颈漏斗里面当做一个可以调控漏斗的开关，完了放入量筒内，取烘干的代表性土样（规定是700g）均匀缓慢地倒入漏斗，之后把锥形塞杆和长颈漏斗同时提高（一般是保持高出底面或者下面的砂土表面1~2cm），略微打开管口使得试样缓慢均匀地落入量筒里面，试样全部出来之后用砂面拂平器拂平测量试样体积，漏斗法这就完了，之后是量筒法，就一步堵住量筒口反复缓慢地倒转量筒，完了读数。最后的试验结果是取两个试验结果的较大值，需要平行试验，试验结果差值要小于0.3克每立方厘米才可用，完了取平行试验均值。最小干密度直接用我们得到的烘干样质量除以测得的体积就能得到，最大孔隙比的公式推导可以先假设固体颗粒体积是1（因为求取的是相对的比例值所以可以这样设），总体积就是1加上孔隙比，总体积还等于总质量除以总密度，而很巧这个试样是烘干的干重就是它的质量可以用体积1乘以土颗粒比重乘以水的密度得到，密度也很巧就是我们求取的那个最小干密度，这样就能列一个关于土体总体积的方程，可以解出来最大孔隙比。另外，可以看出把锥形塞穿入长颈漏斗这样的仪器如果试样颗粒太大容易堵塞甚至根本下不来，所以试验要求粒径不能大于5mm，并且2~5mm粒径的土颗粒质量不大于总质量的15%。
振动锤击法为的是求取最大干密度，要密度最大那孔隙就的最小，平时我们使得土体更加密实的方法主要就有振动、夯实、静压，有水的话降水也行，不过我们这个是干的没水，该试验采用的就是振动和锤击联合使得土体密实，振动是水平方向，锤击是竖直方向。具体步骤如下：取代表性土样，分三次倒入金属筒内，每倒一次都进行振动锤击，每次都直到土样体积不再变化再停止，完了取下护筒，刮平表面，称圆筒和试验总质量，求得试样质量。计算最大干密度、最小孔隙比的方法同上。在振击的过程中为了减少误差，要确保水平振动点要均匀分布于筒四周，竖直锤击每一下要上升到相同的高度在自由落下。振动锤击法对于试样粒径的要求同漏斗法和量筒法。
最后，求取相对密度可以按照定义直接代入最大、最小、天然干密度求取，也可以代入最大、最小、天然干密度求得，通过密度求得的公式无非是把定义公式中的孔隙比用密度、比重表示然后化简就可以得到了（最大、最小干密度的公式都说过了，天然的也是一样的公式）。晚安！新的一周希望有新的改变！
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