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㈢ 密度计法 ① 称取一定质量的试样（30克）干土倒入烧瓶中，注入200ml 的 纯水，浸泡过夜。 ② 将烧瓶置于铺有细砂的电炉上煮沸（砂土不少于30分钟，粘 性土不少于一小时），冷却后将煮沸的悬液通过0.075mm 的细筛移入1000ml 的量筒中，筛上的土用橡皮头研散，再加水冲洗，筛上的部分烘干至恒重，过筛称重并记录，多次冲洗后量筒中的悬液不得超过1000ml 的刻度线。 ③ 想量筒中加入4%的六偏磷酸钠（分散剂）10ml ，再向量筒中 注入纯水直至1000ml 的刻度线。 ④ 用搅拌器沿悬液深度上下搅动1分钟，取出搅拌器，立即开动 秒表，将密度计放入悬液中，依次测定0.5 ，1 ， 2 ，5 ，15 ，30 ，60 ，120 ，1400分钟的密度计的读数。每次读数均应提前10-20秒将密度计放入悬液中，读数时，密度计的浮泡应处于量筒的中心，不得贴近量筒的内壁。 ⑤ 读数时，视线应与弯液面的上缘对齐。甲种密度计应准确至 0.5，每次读完后应将密度计取出，并放入装有纯水的量筒中， 每次读数时还应该测定悬液的温度。另外，放入或取出密度计时应小心，不得扰动悬液，以免影响颗粒的沉降。 5.5 计算与成果整理： ① 小于某粒径的试样质量占试样总质量的百分比 x=ma /mb x:小于某粒径的试样质量占试样总质量的百分比 m a: 小于某粒径的试样质量(克) m b: 试样总质量(克) 该公式适用于任何土类。 ② x=100/md *CG *(R+mT +n-CD ) x: 小于某粒径的试样质量占试样总质量的百分比 m d: 试样干土质量(克) C G: 土粒标准校正值。 R: 甲种密度计读数。 m T: 悬液温度校正值。 n: 弯液面校正值。 C D: 分散剂校正值。 说明：该公式用于细粒土分析中密度计法的计算。 ③ 颗粒粒径的计算： d=k*(L/t) d: 试样颗粒粒径（mm ） k: 粒径计算系数 0.5 L: 某一时间土颗粒的沉降距离（cm ） L=a-b*R其中 a,b是常数，比重计的说明书上均有注明。 T: 沉降时间（秒） ④ 不均匀系数 C u =d60/d10 d 60:限制粒径，它是颗粒大小分布曲线上的某一粒径，小于该粒 径的土粒质量占试样总质量的60%。 d 10:有效粒径，它是颗粒大小分布曲线上的某一粒径，小于该粒 径的土粒质量占试样总质量的10%。 ⑤ 曲率系数： c c =d30*d30/d60/d10 d 30:颗粒粒径，它是颗粒大小分布曲线上的某一粒径，小于 该粒径的土粒质量占试样总质量的30%。 C u 越大，颗粒分布曲线越平缓，土粒大小分布范围越广，土粒不均匀，土的级配就好；反之则反。 一般认为C u < 5为均粒土， C u > 10为级配良好土， c c =1-3反映曲线没有突变。所以规范规定： C u >= 5且 c c =1-3为土粒不均匀，级配良好土 C u < 5或 c c ≠ 1-3为土粒均匀，级配不良土 ⑥ 画图：

3 直剪试验 选用EG65R 单向格栅在白河堡粘土中进行了直剪试验。绘制出每个法向应力作用下, 小车的水平位移与摩擦力之间的变化曲线, 如图9(a) 所示, 可以看出各组试样在位移至4~6mm 时均开始出现拐点, 曲线接近于双曲线。根据曲线出现明显转折处, 确定其极限摩擦强度, 即抗剪强度。根据求出抗剪强度绘制出 p 与各级法向应力p 之间的曲线, 如图9(b) 所示。 图9 EG65R 与粘土直剪试验曲线 Fig. 9 Direct shear test curve between EG65R and clay 可见E G65R 单向格栅与白河堡粘土间的直剪摩擦强度指标为:c =6 3kPa, ! =21 2?, 接近土本身的强度指标。这比拉拔测得的拉拔强度指标(c =1 6kPa, ! =6 3?) 高很多, 这是由于格栅肋之间的空隙并且格栅有一定的厚度, 使得铁板与土间摩擦和土与土之间的摩阻力占了很大比例。 4 拉拔强度指标和直剪强度指标的选用 对于EG65R 单向格栅与白河堡粘土, 其拉拔摩擦强度指标为c =1 6kPa, ! =6 3?, 其直剪摩擦强度指标为c =6 3kPa, ! 21 2?, 两者数值上有很大差别。 在加筋结构中, 如果滑裂面形状如图10(a) 所示, 贯穿整个加筋材料, 此时若沿滑裂面破坏, 则破坏形式表现为筋材拉断或从土中拔出的破坏, 故设计锚固长度时, 应取拉拔强度指标。如果滑裂面形状如图10(b) 所示的复, 72水 力 发 电 学 报2006年出的破坏, 计算时仍取拉拔强度指标; 底部则表现为上部土体沿格栅接触面的滑动破坏, 所以计算底部滑裂面时 选用直剪强度指标较为合理。 图10 滑裂面示意图 Fig. 10 Sketch of slip face 5 结论 (1) 如果在夹具头测水平位移, 可能包含有夹具与格栅的滑动位移, 缝口与夹具之间格栅的拉伸变形等, 位移偏大; 而由于格栅刚度较大, 所以在试样后部测水平位移较为合理。 (2) 粘土与格栅接触面抗剪强度很低, 不能提供足够的锚固力, 尤其是对于拉拔力较大的格栅及孔压未能充分消散的情况, 以粘土为填料是不合适的。而粉土和粉细砂接触面抗剪强度较低, 不容易压实且易液化, 也不是很合适的填料。如果选用它们作填料, 应注意排水。 (3) 砂砾料中格栅的拉拔强度曲线会出现台阶现象及极限强度的非线性, 这是由于拉拔过程中孔眼间的大颗粒砂砾的咬合和位移调整造成的。取格栅后部水平位移L =4m m 的强度作为设计拉拔力是较为可靠的。 (4) 砂砾料与格栅间抗拔阻力以咬合为主, 所以接触面抗剪强度较高, 在法向压力较高的情况下, 格栅甚至被拉断, 拉断时的单位长度拉力稍小于格栅产品的强度标准值。 (5) 若整体沿滑裂面破坏时表现出格栅的拉拔破坏, 设计锚固长度时应采用拉拔抗剪强度指标; 若沿复合滑裂面破坏时会出现沿格栅接触面的滑动破坏, 此时宜用直剪抗剪强度指标。 参考文献: [1] 吴景海, 陈环, 王玲娟, 等. 土工合成材料与土界面作用特性的研究[J].岩土工程学报, 2001, 23(1) :89~93. [2] Bak eer Reda M, Sayed Sayed M, Cates Peter, et al. Pullout and shear tests on geogrid reinforced lightweight aggregate[J].Geotextiles and Geomembranes, 1998, 16:119~133. [3] 马学宁, 杨有海. 土工格栅与土界面特性的试验研究[J].兰州铁道学院学报, 2003, 22(4) :88~90. [4] 马存明, 周亦唐, 廖海黎, 等. 塑料土工格栅加筋土抗拉拔特性试验研究[J].中国铁道科学, 2004, 25(3) : 36~39. [5] 张嘎, 张建民. 大型土与结构接触面循环加载剪切仪的研制及应用[J].岩土工程学报, 2003, 25(2) :149~ 153. [6] Ingold T S. Laboratory pullout testing of grid reinforcement in sand[J]. Geotechnical Testing Journal, 1983, 16(3) :

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