实验三液限和塑限试验
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一、 概述
粘性土的状态随着含水率的变化而变化， 当含水率不同时，粘性土可分别处 于固态、半固态、可塑状态及流动状态，粘性土从一种状态转到另一种状态的分 界含水率称为界限含水率。土从流动状态转到可塑状态的界限含水率称为液限
WL ； 土从可塑状态转到半固体状态的界限含水率称为塑限
Wp ；土由半固体状态
不断蒸发水分，则体积逐渐缩小，直到体积不再缩小时的界限含水率称为缩限 Ws。
土的塑性指数P是指液限与塑限的差值，由于塑性指数在一定程度上综合
I
反映了影响粘性土特征的各种重要因素，因此，粘性土常按塑性指数进行分类。 界限含水率试验要求土的颗粒粒径小于 0.5m m,且有机质含量不超过5%,
且宜采用天然含水率试样，但也可采用风干试样，当试样含有粒径大于 的土粒或杂质时，应过0.5mm的筛。
0.5mm
二、 液限试验
液限是区分粘性土可塑状态和流动状态的界限含水率，
测定土的液限主要有
圆锥仪法、碟式仪法等试验方法，也可采用液塑限联合测定法测定土的液限。这 里介绍圆锥仪液限试验。
圆锥仪液限试验
圆锥仪液限试验就是将质量为76g圆锥仪轻放在试样的表面，使其在自重作 用下沉入土中，若圆锥体经过 5s恰好沉入土中10mm深度，此时试样的含水率 就是液限。
1、仪器设备
（1） 圆锥
2
液限仪（图4-1），主要有三个部 分：①质量为76g且带有平衡装置的圆锥，锤 角30°，高25mm，距锥尖10mm处有环状刻 度；②用金属材料或有机玻璃制成的试样杯， 直径不小于40mm，高度不小于
20mm;③硬 木或金属制成的平稳底座；
（2） 称量200g、最小分度值0.01g的天平； （3） 烘箱、干燥器；
图4-1锥式液限仪（单位：mm）
（4） 铝制称量盒、调土刀、小刀、毛玻璃 板、滴
管、吹风机、孔径为0.5mm标准筛、研
1-锥身；2-手柄；3-平衡装置；4-试杯; 5-底座
体等设备。
2、 操作步骤
（1） 选取具有代表性的天然含水率土样或风干土样，若土中含有较多大于
0.5mm的颗粒或夹有多量的杂物时，应将土样风干后用带橡皮头的研杵研碎或 用木棒在
橡皮板上压碎，然后再过 0.5mm的筛。
（2） 当采用天然含水率土样时，取代表性土样 250g,将试样放在橡皮板上 用纯水将土样调成均匀膏状，然后放入调土皿中，盖上湿布，浸润过夜。
（3） 将土样用调土刀充分调拌均匀后，分层装入试样杯中，并注意土中不 能留有空隙，装满试杯后刮去余土使土样与杯口齐平，并将试样放在底座上。
（4） 将圆锥仪擦拭干净，并在锥尖上抹一薄层凡士林，两指捏住圆锥仪手 柄，保持锥体垂直，当圆锥仪锥尖与试样表面正好接触时， 沉入土中。
（5） 放锥后约经5s，锥体入土深度恰好为10mm的圆锥环状刻度线处，此 时土的含水率即为液限。
（6） 若锥体入土深度超过或小于10mm时，表示试样的含水率高于或低于 液限，应该用小刀挖去粘有凡士林的土， 然后将试样全部取出，放在橡皮板或毛 玻璃板上，根据试样的干、湿情况，适当加纯水或边调边风干重新拌和，然后重 复（3） ~（ 5）试验步骤。
（7） 取出锥体，用小刀挖去粘有凡士林的土，然后取锥孔附近土样约 10~15g，放入称量盒内，测定其含水率。
轻轻松手让锥体自由
3、 成果整理
按式（4-1）计算液限：
m2 mj -m0
1 0%
(4-1)
式中
wL
—液限（%），精确至0.1%；
—干土加称量盒质量（g）； —湿土加称量盒质量（g）;
m2
m1
m
。一称量盒质量（g）
液限试验需进行两次平行测定，并取其算术平均值，其平行差值不得大于
4、试验记录
圆锥仪液限试验记录见表4-1。
盒加 湿盒加 干试样 编号 十 质量 土 质量 盒质 量 (g) (g) (g) 水质 量 (g) 干土 质量 (g) 液限 液限 平均值 (%) (%) 1 40.1 36.1 24.4 4.0 11.7 34.19 2 40.1 36.1 24.4 4.0 11.7 34.19 34.19 3
40.1 36.1 24.4 4.0 11.7 34.19 三、塑限试验
塑限是区分粘性土可塑状态与半固体状态的界限含水率， 测定土的塑限的试 验方法主要是滚搓法。滚搓法塑限试验就是用手在毛玻璃板上滚搓土条，当土条 直径达3mm时产生裂缝并断裂，此时试样的含水率即为塑限。
1、 仪器设备
(1) 200mm x 300mm的毛玻璃板；
(2) 分度值0.02mm的卡尺或直径3mm的金属丝； (3) 称量200g、最小分度值0.01g的天平； (4) 烘箱、干燥器；
(5) 铝制称量盒、滴管、吹风机、孔径为 0.5mm的筛等。
2、 操作步骤
(1) 取代表性天然含水率试样或过 0.5mm筛的代表性风干试样100g，放 在盛土皿中加纯水拌匀，盖上湿布，湿润静止过夜。
(2) 将制备好的试样在手中揉捏至不粘手， 然后将试样捏扁，若出现裂缝， 则表示其含水率已接近塑限。
(3) 取接近塑限含水率的试样 8~10g，先用手捏成手指大小的土团(椭圆 形或球形)，然后再放在毛玻璃上用手掌轻轻滚搓，滚搓时应以手掌均匀施压于 土条上，不得使
土条在毛玻璃板上无力滚动，在任何情况下土条不得有空心现象，
土条长度不宜大于手掌宽度，在滚搓时不得从手掌下任何一边脱出。
(4) 当土条搓至3mm直径时，表面产生许多裂缝，并开始断裂，此时试 样的含水率即为塑限。若土条搓至 3mm直径时，仍未产生裂缝或断裂，表示试 样的含水率高于塑限；或者土条直径在大于 3mm时已开始断裂，表示试样的含 水率低于塑限，都应重新取样进行试验。
(5) 取直径3mm且有裂缝的土条3~5g,放入称量盒内，随即盖紧盒盖， 测定土条的含水率。
3、成果整理
按式(4-2)计算塑限
Wp
w
m2 - mi mj - m0
100%
(4-2)
mi
m
式中 p —塑限(%)，精确至o.i%； —干土加称量盒质量(g)； 2 —湿土加称量盒质量
(g)；
mo
—称量盒质量(g) o
塑限试验需进行两次平行测定，并取其算术平均值，其平行差值不得大于
2%。
4、试验记录
表4-2
滚搓法塑限试验记录表
水质 试样 编号 盒加 湿盒加 干盒质 量 十 质量 土 质量 (g) (g) (g) 量 (g) 干土 质量 (g) 塑限 塑限 平均值 (%) (%) 1 30.3 29.3 25.9 1.0 3.4 29.41 2 30.3 29.3 25.9 1.0 3.4 29.41 30.72 3 30.3 29.2 25.9 1.1 3.3 33.33
四、实验分工与体会：
实验分工：
本实验分为圆锥仪液限实验和滚搓法塑限实验。为加快实验速度，提高效率， 我们组的分工是：两名同学做时间相对较长的滚搓法塑限实验， 两名同学做相对 较简单、时间较短的圆锥仪液限实验。在做完圆锥仪液限实验后，四名同学共同 完成滚搓法塑限实验的剩余内容。这样的分工可以最大限度地提高实验效率，缩 短实验时间。但由于组内各个成员对实验步骤并不是非常熟悉， 且是第一次做这 个实验，导致实验进程比较缓慢，制作的实验品多为不合格品，因此我们组完成 实验时间较晚。
实验体会：
在本次实验中，我认为最重要的步骤是加水。如果可以很好控制好水与土的 比例，那么实验进程会大大加快。在液限实验中，研磨搅拌的力度也是比较重要 地。只有研磨的均匀，才能最大限度地较少实验误差。在塑限实验中，搓条的力 度要把握准确，如果力度过小，那么会使成品直径过大而不符合规格； 如果力度 过大，那么土样容易开裂。
虽然这次实验看起来很简单，但有许多需要注意的事项，如果在实验中不能 做到小心细致，那么也会使实验进程变得非常缓慢。
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